JP2005538566A - 温度固定されたチャックを用いた温度可変プロセスにおける基板の加熱方法 - Google Patents

Abstract

加熱されたチャックを有するプロセスチャンバーにおける基板を加熱するための方法が提供される。この方法によると、基板がチャック上へと下げられ、チャックの温度より低い第１の温度に加熱される。基板はそれからチャックから離して上げられ、基板がチャックから離して上げられている間に加工が行われる。その後基板はチャック上に下げ戻され、さらなる加工のために第１の温度より高い第２の温度に加熱される。

Description

本発明はサーマルチャックを使っての基板の加熱に関し、より詳しくは、温度固定されたサーマルチャックを使った基板の可変な加熱に関する。

半導体化学プロセスは、しばしば上昇した温度で半導体ウェーハなどの基板に施される。あるプロセスでは、様々なプロセス工程を異なる温度で基板に施すことが望まれている。そのようなプロセスの１例は、イオン注入されたフォトレジストの除去であり、その中でイオン注入された材料はフォトレジストの外側の表面に外皮を形成する。外皮の厚さと構成はイオンの加速電圧、ビーム電流、全ドース量及び元のフォトレジストの熱硬化温度に依存する。

注入されたフォトレジストの温度がある温度を超えると、持ち上げているフォトレジスト中の溶媒が帰化し、外皮を通して爆発あるいは「はじける（pop）」。はじけた外皮材料はプロセスチャンバーの内側の至る所に広がりやすく、相当な量の微粒子を形成し、チャンバーの壁に非常に除去しがたい残渣を残す。さらに、基板上のはじけた部位に発生する残渣を除去することは非常に困難となりうる。これらの残渣をしばしば除去することは高価なウェット化学の続行工程を必要とする。

外皮がはじける温度は、通常元のフォトレジストの硬化温度と実質的に同様である。フォトレジストは液体の状態でウェーハ上にスピン塗布され、ホットプレート上でのベーキング工程を経て硬化される。典型的には、異なる硬化温度は異なる適用に対して選択されるが、硬化温度は一般におよそ８０℃の低いものからおよそ１８０℃の高いもの、ある場合には２００℃を超えるものまで様々である。低い硬化温度は通常、注入されたフォトレジストのはじける温度が同様に低いという結果となる。

外皮材料下のフォトレジストを効率的に剥がすためには、およそ２００℃より高く、好ましくは２５０℃と３００℃の間まで、基板温度を上げることが望ましい。ＣＦ_４などのフッ素を含むガスの添加は、低温でのフォトレジストの剥離を加速できるが、フッ素は基板上の二酸化シリコンの特徴をも攻撃しやすい。通常、二酸化シリコンロスを許容することは極度に望まれない。従って、フッ素ガス化合物を使用するときは、使用する量は基板温度に応じて注意深く選択される。およそ２５℃と８０℃の間などの基板の温度が低いとき、ＣＦ_４のより高い割合が許容される。しかし、例えば温度が２５０℃を超えて高くなると、フッ素は二酸化シリコンに対して極端に攻撃的となり、許容できない量の二酸化シリコンが除去される。さらに、イオン注入工程の後、フッ素ガス化合物はしばしば基板上に残された残渣を除去するのに用いられる。従って、フッ素を含むガス化合物を効率的に用いるために、チャンバーに存在するフッ素ガス化合物の割合に対して基板温度は注意深く制御されなければならない。

温度が一定に循環するときの従来の基板の加熱方法は、ランプあるいは他の熱を放つエネルギー源を使用できる。基板は一般におよそ室温から、外皮のはじける温度の丁度下である所定の温度に加熱される。ＣＦ_４または他のフッ素を含むガス化合物の相対的に高い割合（典型的には全プロセスガス流量のおよそ３％〜およそ１５％）は、温度が相対的に低いところを保持しても、深刻なダメージを発生させずに、イオン注入された外皮を除去するのに使用できる。

イオン注入された外皮を除去する最初のプロセス工程が完了したら、基板温度は、およそ２００℃と３００℃の間、好ましくはおよそ２５０℃と３００℃の間の通常のフォトレジスト剥離温度に上げることができる。しばしば、０．２％〜１％程度の大変低いフッ素を含むガスの濃度が、より高いこれらの温度で用いられる。

熱を放つランプ系の加熱技術を用いるときの１つの問題は、基板の至る所で温度の均一性を保持することにおける困難性である。基板上の熱を放つ加熱パターンにはしばしば相当な変動があり、それは基板の至る所での加工の速度の同様な変動へと至らしめることができ、そのため、基板のある領域は他の領域よりも加工の進行がかなり進んでしまうことになる。結果として、よりゆっくり加熱された領域が加工を完了するための時間を持ったことを確かにするため、化学プロセス時間は延長しなければならない。しかし、この追加のプロセス時間は、より大きな二酸化シリコンロスをも引き起こす。進歩した半導体技術において、重大な形状の大きさが縮小するので、数オングストロームの二酸化シリコンロスでさえ許容できない。

代わりの基板加熱方法は基板とフォトレジスト層を加熱するサーマルチャックを使用できる。しかし、巨大なサーマルチャックの温度は、一般に迅速に変えることができず、それによって実質的にプロセス時間を増加させていた。あるいは、チャックは、イオン注入されたフォトレジストのはじける温度より低い一定の温度を保持することができる。相対的に大きな質量の加熱されたチャックが基板への大変均一な熱転送を提供する間、一般に、全プロセス時間は下げられた温度のために実質的にランプ系のシステムよりも長くなってしまう。このように、増加した処理量に起因して、ウェーハを加熱するためにランプ系のシステムを使用することは、上述のように望ましくない不均一性が発生してしまうけれども、一般に経済的には好ましい。

従って、サーマルチャックによって達成される加熱の均一性の利益と、従来ランプ系ウェーハ加熱システムによって達成されるウェーハ温度可変性とを組み合わせることが望まれていた。このように、改良されたシステム及びプロセス中の基板の温度を迅速にかつ均一に変化させるための方法に対する必要が存在する。

従って、低温（例えば１００℃〜１２０℃）でレジストの外皮を除去し、それから残りの剥離プロセスのための処理量を向上させるために温度を上げることが好都合である。

本発明のある実施形態は、温度が固定されたサーマルチャックを用いる段階において、サーマルチャックに対する相対的な垂直方向の基板の位置を選択的に変えることにより基板の温度を変える方法を含む。

本発明のある実施形態によると、加熱されたチャックを用いたプロセスチャンバーにおける基板を加熱するための方法が提供される。この実施形態の方法によると、基板がチャック上へと下げられ、チャックの温度より低い第１の温度に加熱される。基板はそれからチャックから離して上げられ、基板がチャックから離して上げられている間に加工が行われる。その後基板はチャック上に下げ戻され、さらなる加工のために第１の温度より高い第２の温度に加熱される。

他の実施形態によると、基板プロセス手順の間に基板の温度を制御する方法が提供される。この方法は、少なくとも最高の望まれる基板温度である第１の温度のサーマルチャックを提供し、残りの工程を通して、チャックを第１の温度に保持する工程を含む。この方法はさらに、チャック上にウェーハを支持する工程及び基板の温度を変えるために基板とチャックの間の間隔を選択的に大きくまたは小さくする工程を有する。他の実施形態では、
基板の温度を望ましい温度に上げるために、所定の時間、基板がチャックに近接して保持される。またさらに他の実施形態では、チャックと基板の間の増加した熱転送を促進するために、チャンバー圧力が変化される。

本発明のさらに他の実施形態は基板加工システムを提供する。この実施形態によれば、このシステムは、プロセスチャンバー、複数のウェーハを順々にロードし、加工し、取り出す間に、一定の温度を保持するように構成されているサーマルチャックを有する。このシステムはさらに、基板を支持するように構成された支持構造を有する。支持構造は、サーマルチャックの上面と基板の下面の間の距離を選択的に変化させるように構成された運動制御システムにつなげられている。この実施形態のシステムはまた、基板が２つまたはそれ以上の不連続な位置で支持されているときに、基板を加工するように構成されている。

他の実施形態によれば、基板加工システムはさらに、順に、チャンバー圧力をプロセス圧力に減じ、チャックに近接するように基板を下げ、基板が第１の温度に達するまで基板をチャックに近接して保持し、基板をチャック上で上げ、上げられた基板に第１の加工工程を施すようにプログラムされた自動制御システムを有する。

さらに他の実施形態では、自動制御システムは、第１の加工工程を施した後、次の、チャックに近接するように基板を下げ、基板が第２のより高い温度に達するまで基板をチャックに近接して保持し、第２の加工工程を施す工程を、順に施すようにさらにプログラムされている。

さらに、また別の実施形態では、自動制御システムは、チャックに近接するように基板を下げる前に、プロセス圧力とロード／取り出し圧力の中間の圧力にチャンバー圧力を変化させるようにさらに構成されることができる。

本発明の他の実施形態は、基板温度の逆関数としてフッ素含有ガス化合物の濃度を変化させることにより、二酸化シリコン基板の加工中の二酸化シリコンロスを制御する方法を含む。ある実施形態では、この方法は、複数の基板プロセスサイクルを通して、１つの一定の温度に保持されているサーマルチャックがあるプロセスチャンバーにおいて行われる。

本発明のさらに他の実施形態は、基板温度の関数としてプラズマパワーレベルを変化させることにより、二酸化シリコン基板の加工中の二酸化シリコンロスを制御する方法を有する。ある実施形態では、この方法は、複数の基板プロセスサイクルを通して、１つの一定の温度に保持されているサーマルチャックがあるプロセスチャンバーにおいて行われる。

好ましい実施形態に係るプロセスのチャンバー１０が図１に図解されている。当業者は本来の場所でのプラズマプロセサも予想されることを認めるであろうが、チャンバー１０は不図示のリモートプラズマユニットと流体連絡（fluid communication）されている。ウェーハ支持構造またはチャック１２がプロセスチャンバー１０中に置かれている。チャック１２は（例えば、その内部を循環する熱い流体により、電気抵抗加熱により、あるいは、何か他の適当な方法により）最初にプロセス温度まで加熱され、好ましくは後述の続くプロセス中に実質的に一定の温度で保持される。

ここで用いられるように、「一定の温度」という用語は広い用語であり、その通常の意味で用いられ、限定なしに、有限の時間の間、実質的に変化しない望まれた温度を参照する。ここで用いられるように、「実質的に変化しない」とは、議論されている有限の時間の間、温度が許容範囲に保持されることを意味する。当業者は本開示を見て、品物の温度のある程度の変動は受諾可能であり、特定の時間の間「一定」と考えられるために温度は厳密に一つの値を保持する必要はないと認めるだろう。

基板１４はゲートバルブ４０を通してプロセスチャンバー１０中へロードされる。図１に図解するように、基板１４は最初、ウェーハチャック１２を通して延びるリフトピン１６によりチャック１２上に支持されている。あるいは、基板１４はピックアップ装置あるいは他の機構により支持され、または吊るされることができる。１つまたはそれ以上のリフトピン１６は、基板１４の温度を検出するために熱電対（不図示）が備えられてもよい。あるいは、高温計などの他の直接的接触測定装置、または光ファイバ温度計やスポット放射温度計などの放射（光学的）温度測定装置を使用できる。

基板はリフト機構２０によってチャックに対して相対的に持ち上げられ、あるいは下げられることができる。図解された実施形態では、リフト機構はリフトピン１６を延伸あるいは収縮するように操作可能で、それによってチャック１２に対して相対的に垂直上方または下方にピン１６を動かす。図解された実施形態では、リフト機構２０はリフトプラットフォーム２４を有し、その上にリフトピン１６が支持される。リフトプラットフォーム２４はリフトネジ２６の端部に接続され、それはウォーム（worm）ネジまたは他の動作制御ネジでありうる。リフトネジ２６はリフトプラットフォーム２４を動かすためにモーター３０により駆動可能で、それによってリフトピン１６が延伸または収縮する。モーター３０は、永久磁石モーターあるいはステッパモーターなどの適したタイプのいずれのモーターでも可能である。

別の実施形態では、リフト機構２０は、基板の垂直動作を制御するために、他の機械的、電気的及び／または電子的要素を含むことができる。例えば、リフトプラットフォーム２４の高さは、シザー（scissor）リフト、気圧または水圧シリンダ、ギアなどの発動によって制御できる。さらに、リフト機構２０は、サーマルチャック１２に対する相対的なウェーハ１４の位置を制御するように構成された自動制御部によって操作可能である。

チャック１２の温度は、好ましくは、基板加工サイクル全体を通して望まれる高い温度で一定に保持される。このように、チャックは好ましくは基板がチャンバー内にロードされる前に望まれる高い温度に上げられ、それから、少なくとも全ての基板加熱工程が完了するまで望まれる高い温度に保持される。一実施形態では、チャックは全ての基板加工工程が完了した後まで高い温度に保持され、さらに他の実施形態では、基板がチャンバーから取り出されるまでチャックは高い温度に保持される。

ある実施形態では、チャック１２が保持される望ましい高い温度は、バルク除去プロセス温度など、最も高いプロセス温度に等しくすることができる。例えば、フォトレジスト除去に対して、チャック１２の温度は、好ましくはおよそ２００℃と３００℃の間に、より好ましくはおよそ２２５℃と２５０℃の間に設定される。あるいは、チャック１２は、最も高いプロセス温度より高い望ましい高い温度に保持されることができる。例えば、上記と同じフォトレジスト除去プロセスにおいて、ウェーハが最も高い望まれたプロセス温度により迅速に加熱されるのを許容するために、チャックは３００℃より高い温度で保持することができる。

プロセスチャンバー１０が望ましいプロセス圧力、典型的にはフォトレジストの除去に対しておよそ０．５Ｔｏｒｒと３Ｔｏｒｒの間にまで、ポンプ（不図示）により真空引きされている間、基板１４はピン１６上に支持されている。プロセスチャンバーが真空引きされた後、典型的には室温かそれよりわずかに高いであろう基板１４がチャック１２上へと下げられる。基板１４と加熱されたチャック１２の間には熱伝導性のガスがほとんどないので、基板１４の熱的上昇は遅められ、それによって基板１４の反りの問題を回避する。

基板１４の温度上昇は、熱電対、放射装置、または他の熱計測機器が付けられたテスト基板１４を用いて、時間に対して計測することができる。最初、基板１４と加熱されたチャック１２の間には明らかな温度勾配が存在する。そのため、温度上昇速度は、基板１４がチャック１２上へと下げられた直後が最大となる。基板１４の温度が加熱されたチャック１２の温度に近くなるにつれて、基板１４の温度上昇の速度も小さくなっていく。

リフト機構２０を使って、基板１４は交互にリフト機構２０によって、加熱されたチャック１２上へと下げられ、あるいはチャック１２から持ち上げられる。好ましくは、基板１４はチャック１２からそれほど遠くまで持ち上げられないので、そのような妨害物がプロセスストリップ速度及び／または均一性に影響を与えうるので、プロセスチャンバー１０のガスの流れのダイナミクスが影響を受ける。図解された実施形態では、精密なリフト機構２０が加熱されたチャック１２上の予測でき、繰り返すことができる位置に基板１４の位置を定める。基板１４とチャック１２の間の熱の移動はそれにより制御できる。実験機器試験から集められたデータを用いて、基板１４の温度は時間と温度が固定されたチャック１２からの距離の関数として予測できる。

これらの予測された値を用いて、サーマルチャック上の支持ピンの上に支持されたウェーハの位置を変化させることにより基板の温度を制御するために自動制御システムを構築可能である。自動制御システムは、基板の加工に影響を与える１つまたはそれ以上の変数を連続的にモニターする種々のセンサーを含むことができる。例えば、センサーはウェーハの温度、チャックの温度、ウェーハ支持ピンの位置、チャンバー内圧力及び／またはウェーハの加工に影響を与える他のいずれのパラメータをモニターするために提供されうる。望ましい加工条件を達成するため、そのようなセンサーからの情報は制御システムによってウェーハとチャック間の間隔を大きくまたは小さくするために使用できる。

ここで用いられるように、ウェーハをサーマルチャック「上へ（onto）」下げることは、ウェーハが下がってチャックと物理的に接触するという状況と、サーマルチャックの表面に非常に近いがわずかに上である位置にまでウェーハが下げられる状況との両方を参照する。例えば、チャックの千分の数インチ（即ちおよそ０．０５ｍｍ〜およそ０．２５４ｍｍ）上でウェーハが支持されている位置へウェーハを下げることは、本開示においては、ウェーハをチャックの「上へ」下げることの意味の範囲内である。同様に、ウェーハをチャック「から離して（away from）」持ち上げるとは、ウェーハとチャックの間の間隔を広げるどんな行動も広く参照する。

多くのプロセスにおいて、加工結果をよりよく扱い、制御するために、様々な加工工程の間に基板１４を定常な温度に保持することが望まれている。イオン注入されたフォトレジストの除去プロセスの例では、一度ウェーハの温度が外皮の動き出す温度よりちょうど下の初期温度範囲に達したら、基板１４のさらなる温度上昇を制限するために、基板１４を加熱されたチャック１２から少しの距離離して持ち上げることができる。基板１４は相対的真空中につるされているので、ウェーハへまたはウェーハからの熱転送の第１のモードは、支持ピン１６を通しての伝導またはチャックおよび／またはプロセスチャンバーの壁へ（から）の放射により生じる。支持ピン１６と基板の接触は大変小さく（それによってピンを通しての伝導を最小にし）、さらにチャックはウェーハよりも高温になるので、基板１４は、加熱されたチャック１２上へと下げられるまでは、通常（受容可能な変動の数度以内の）相対的に一定な温度のままでいる。従って、階段状に一定量増加して、制御可能な基板１４の温度は、チャック１２に対する相対的なウェーハの位置を制御することにより、固定された温度のサーマルチャック１２を用いて達成できる。

図２を参照すると、注入されたレジストを除去する好ましいプロセスが示されている。プロセスを始める前に、好ましくは、サーマルチャックは少なくともプロセス中にウェーハが受けるであろう最も高い温度と同じ高さの温度に加熱される。例えば、図２に図解される実施形態では、サーマルチャックは工程１７０のバルク除去温度にまたはそれより高く、加熱および保持されることができる。サーマルチャックは好都合に、一回のプロセス工程を通してまたは１バッチのプロセス工程を通して（即ち、いくつかの基板の加工を通して）、バルク除去温度にまたはそれより高く保持されることができる。

フォトレジスト除去プロセスの一の好ましい実施形態に従って、基板が大気圧のプロセスチャンバー中にロード１００される。基板は最初チャック上に（即ち、図１の実施形態のリフトピンによって）支持されている。それからチャンバーはおよそプロセスが実施される圧力に（好ましくはおよそ０．５Ｔｏｒｒと３Ｔｏｒｒの間に）真空引きされる１１０。チャックは、説明されたプロセスを通して、好ましくは順番に加工される１バッチのいくるかのウェーハを通して、およそプロセスの温度（好ましくはおよそ２００℃と３００℃の間、より好ましくはおよそ２２５℃と２５０℃の間）に保持される。

チャンバー圧が減じられた１１０後、基板が加熱されたウェーハチャックへと下げられる１２０。いくつかの実施形態では、基板はチャックよりわずかに上に保持されることができる（即ち、ウェーハがチャックの千分の数インチ、あるいは０．０５ｍｍおよび０．２５４ｍｍ上に保持されることができる）、それによって基板が主として放射によって均一に加熱されることを可能にするが、好ましくは、基板はそれが物理的にチャックに接触するまで下げられる１２０。基板は、外皮除去１５０が行われる中間の温度に達するまで、所定の期間加熱される１３０。一般に、外皮除去温度はチャックが保持される温度より典型的には低い。その後基板は次の工程のためにチャックから持ち上げて遠ざけられる１４０。

一度基板がチャックから持ち上げられると、ウェーハが外皮除去温度である間に、注入されたレジストの外皮は除去される１５０。従来のプラズマアッシャーに加えて、オキシダントガス（即ち、リモートプラズマユニットを通して５ｓｌｍのＯ_２、キャリアガス）、水素及びフッ素を含むガスを含む化学種が、フォトレジストの外皮の除去を容易にするために好ましく加えられる。その場でプラズマを発生する装置も使用できるが、例えば、リモートプラズマ発生装置を通る流れに、１０００ｓｃｃｍの３〜１５％Ｈ_２（Ｎ_２またはＨｅ中）及び／またはＣＦ_４（全流量の１〜３％）が好ましく加えられる。

外皮が除去された後、基板を再び過熱するため、基板は再びチャック上へと下げられる１６０。基板は標準の（注入されていない）レジストの除去プロセスが施されるより高い温度へと過熱される１７０。標準の（注入されていない）レジストは、上げられた温度で、より迅速に除去される１８０。

例えば図３に図解された、他の実施形態では、基板１４とサーマルチャック１２の間の熱の転送を改善するため、基板１４にかけられる加熱の速度は、プロセスチャンバー中の圧力をプロセスの圧力とロード／取り出し（unload）の圧力の中間の圧力に変えることで加速できる。ある実施形態によると、中間の圧力は、例えば２０００年１２月２７日に発行され、共同で所有されている（co-owned）米国特許６，４０９，９３２号に記載のように、好ましくはおよそ１０Ｔｏｒｒと１００Ｔｏｒｒの間であり、参照によりここに組み込まれる。図３に図解された実施形態では、外皮の除去温度まで基板を加熱する１３０前にチャンバー内の圧力は中間の加熱圧力に減じられる１１２。外皮の除去プロセスを施すために、チャンバー圧力は再び外皮除プロセスに対して望ましいプロセス圧力に減じられる１３２。

例えば図４に図解されたさらに他の実施形態では、プロセスの第２（より高温の）段階に対する基板１４に適用される加熱の速度は、基板１４の温度がサーマルチャック１２の温度に近づくにつれて加速されることができる。当業者によって理解されるように、通常の条件下では、サーマルチャックと基板の間の熱転送の速度は、基板１４の温度がサーマルチャック１２の温度に近づくにつれて減少する。このように、チャンバー圧力を中間の圧力まで高める１５２ことにより、チャック１２と基板１４の間の熱転送の速度は、プロセス圧力において熱がむしろチャンバーとで転送される速度より増加することができる。

さらに他の実施形態では、両加熱工程１３０及び１７０に対して、プロセスチャンバー１０内の圧力を中間の圧力まで変化させることで、図３及び４のプロセスは組み合わせることができる。さらに、さらなるプロセス段階に関するプロセスサイクルにおいて、チャンバー圧力はどの加熱工程においても中間の圧力に変化されることができる。

図２に示された注入されたレジストの剥離プロセスにおいて、基板は２つの段階１３０，１７０で加熱される。しかしある場合では、２つの段階よりも高く基板を加熱することが望ましい。例えば、図５のグラフでは、基板は３つの傾斜段階２００，２１０，２２０において加熱される。３つの加熱段階２００，２１０，２２０の間においては、基板はチャックと接触し、あるいは非常に近接している。加熱段階２００，２１０，２２０の間定常状態段階２５０，２６０においては、概してその間に基板の加工が行われているが、基板はチャックから離されて動かされ、このように相対的に一定の温度を保持する。さらに、プロセスチャンバーは好ましくは、少なくとも定常状態段階２５０，２６０においては低い圧力で保持される。さらなる実施形態では、傾斜段階２００，２１０，２２０の間、チャンバーの圧力は中間の圧力（およそ１０〜およそ１００Ｔｏｒｒ）で保持されることができる。

プロセス中において基板上の二酸化シリコンまたは他の敏感な層上において、ＣＦ_４または他のフッ素を含むガス化合物の反応速度を制御するために、ＣＦ_４の割合または量は基板の温度の関数として変化することができる。例えば、上述のフォトレジスト除去プロセスにおいて、３％のＣＦ_４ガスが最も低い温度範囲で使用される。より高い割合のＣＦ_４は、特定のプロセスに対する許容しうる最大の二酸化シリコンのロスに応じて、使用することができる。

図６は、図５の一定の温度のチャックプロセスに示される基板プロセス温度に対応する、段階で変動するプロセス時間の関数としてのＣＦ_４濃度のグラフを図解する。示されるように、低い基板温度２００においては、あるいは基板が室温から初期温度のプラトー（plateau）に上昇する間は、ＣＦ_４ガスの割合は望まれる最大の安全レベルにあることができる。より高い温度の第２段階２５０では、ＣＦ_４の割合は、例えばおよそ２パーセントまで低められることができる。続きは、ＣＦ_４の割合がおよそ０．２５パーセント、０．１２５％、あるいは０パーセントにまで減らされるまで続けられることができる。あるいは、ＣＦ_４あるいは他のフッ素を含むガスの割合は基板温度が上昇しても一定を保持することができる。しかし、より予測でき、矛盾がない結果及びより短いプロセス時間全体は、ガス組成が変化する間に基板が相対的に一定な温度に保持されれば達成できる。

さらなるまたは代わりの二酸化シリコンロスの制御手段として、上述の１つまたはそれ以上の温度一定のチャックプロセスの間に、プラズマパワーレベルが基板温度とともに任意に変化しうる。例えば、図５のプロセスにおいて、傾斜の段階２００，２１０及び２２０の間に、プラズマパワーを減らすことができ、それによってさらなる二酸化シリコンロスの恐れを減少させる。

フォトレジストの残りを除去１８０した後、チャンバーは通気され、加工されたウェーハがチャンバーから取り除かれ、または取り出される。それから新しい基板がチャンバーにロードされてよく、手順を再び開始することができる。

この発明は特定の好ましい実施形態及び実施例に関連して開示されたが、当業者には、本発明が特に開示された実施形態を越えて、他の代わりの実施形態及び／または本発明とその明らかな変更及び等価物の使用にまで拡張することが理解されるだろう。実施形態の特定の特徴及び局面の組み合わせ及び下部組み合わせ（sub-combination）が形成されてよく、それらが本発明の範囲内にあることがさらに意図される。ここに開示された本発明の範囲は、上述の特定の開示された実施形態によって限定されるべきでなく、しかし請求項の正当な解釈によってのみ決定されるべきであることが意図される。

本発明及び従来技術を越えて達成された利益を説明する目的で、本発明の特定の目的および利益が上述されたことに注意されたい。もちろん、本発明の特定の実施形態に従って、必ずしもそのような目的及び利益の全てが達成されなくてよいことが理解されるだろう。このように、例えば、当業者は、ここに教示または示唆されたかもしれない他の目的または利益を必ずしも達成することなく、ここに教示された１つの利益または１群の利益を達成または最適化するようにして、本発明が具現化され、または実行されてよいと識別するだろう。

図１は本発明に係る所定の特徴を有するサーマルチャック及びウェーハリフトシステムの一実施形態の断面における模式図である。 図２は本発明に係る所定の特徴を有する一つのプロセス手順（sequence）を図解するフローチャートの例である。 図３は本発明に係る所定の特徴を有する他のプロセス手順を図解するフローチャートの例である。 図４は本発明に係る所定の特徴を有する他のプロセス手順を図解するフローチャートの例である。 図５は基板がいくつかの段階で加熱されるプロセスの例に対する、プロセス時間に対する基板温度のグラフである。 図６は図５のプロセスのプロセス時間及び温度に対するＣＦ_４濃度のグラフである。

Claims (14)

1. 基板をチャック上へと下げる工程と、
   前記基板を前記チャックの温度より低い第１の温度に加熱する工程と、
   前記基板が前記第１の温度である間前記基板を前記チャックから離して上げる工程と、
   前記基板が前記チャックから離して上げられている間前記基板を加工する工程と、
   前記基板を前記チャック上に下げ戻す工程と、
   前記基板を前記第１の温度より高い第２の温度に加熱する工程と、
   前記基板を前記第２の温度に加熱した後、前記基板をさらに加工する工程と
   を有する加熱されたチャックを用いたプロセスチャンバーにおける基板の加熱方法。
2. 前記加工がフォトレジストのアッシングを有する
   請求項１に記載の方法。
3. 全ての工程を通して、前記チャックの温度が一定に保持される
   請求項１に記載の方法。
4. 少なくとも最高の望まれる基板温度である第１の温度のサーマルチャックを提供し、前記チャックを前記第１の温度に保持する工程と、
   前記チャック上にウェーハを支持する工程と、
   前記基板と前記チャックの間の間隔を選択的に大きくまたは小さくすることにより、複数の位置の間で前記基板を選択的に動かす工程と、
   前記チャックを前記第１の温度に保持している間に、前記複数の位置で前記ウェーハの加工を施す工程と
   を有する基板プロセス手順の間に基板の温度を制御する方法。
5. 前記基板の温度を望ましい温度に上げるために、所定の時間、前記基板を前記チャックに近接して保持する工程をさらに有する
   請求項４に記載の方法。
6. 前記チャックと前記基板の間の増加した熱転送を促進するために、加熱または冷却する工程の間、チャンバー圧力を変化させる工程とさらに有する
   請求項４に記載の方法。
7. プロセスチャンバーと、
   複数のウェーハを順々にロードし、加工し、取り出す間に、一定の温度を保持するように構成されているサーマルチャックと、
   前記基板を支持するように構成され、前記サーマルチャックの上面と前記基板の下面の間の距離を複数の不連続な位置の間で選択的に変化させるように構成された運動制御システムにつなげられた支持構造とを有し、
   基板が２つまたはそれ以上の不連続な位置で支持されているときに、前記基板を加工するように構成されている
   基板加工システム。
8. 順に、
   チャンバー圧力をプロセス圧力に減じ、
   前記チャックに近接するように前記基板を下げ、
   前記基板が第１の温度に達するまで前記基板を前記チャックに近接して保持し、
   前記基板を前記チャック上で上げ、
   第１の加工工程を施す
   ようにプログラムされた自動制御システムをさらに有する
   請求項６に記載の基板加工システム。
9. 前記自動制御システムは、前記第１の加工工程を施した後、次の、前記チャックに近接するように前記基板を下げ、前記基板が第２の温度に達するまで前記基板を前記チャックに近接して保持し、第２の加工工程を施す工程を、順に施すようにさらにプログラムされている
   請求項７に記載の基板加工システム。
10. 前記自動制御システムは、前記チャックに近接するように前記基板を下げる前に、プロセス圧力とロード／取り出し圧力の中間の圧力にチャンバー圧力を変化させるようにさらに構成されている
    請求項８に記載の基板加工システム。
11. 基板温度の逆関数としてフッ素含有ガス化合物の濃度を変化させる
    二酸化シリコン基板の加工中の二酸化シリコンロスの制御方法。
12. 複数のプロセスサイクルを通して一定の温度に保持されているサーマルチャックによって前記基板の温度が制御されている
    請求項１１に記載の方法。
13. 基板温度の関数としてプラズマパワーレベルを変化させる
    二酸化シリコン基板の加工中の二酸化シリコンロスの制御方法。
14. 複数のプロセスサイクルを通して一定の温度に保持されているサーマルチャックによって前記基板の温度が制御されている
    請求項１３に記載の方法。
    

Images