TW202236538A - 用於光致抗蝕劑的暴露後烘烤的裝置 - Google Patents

Abstract

本文提供了一種方法和裝置，用於在光刻製程期間將電場和/或磁場施加到光致抗蝕劑層，而沒有氣隙干預。該等方法和裝置中的每一者都包括電極組件和基部組件，它們被配置為密封在一起並形成製程容積。該電極組件包括可滲透的電極。該基部組件被配置為支撐基板，並在暴露後烘烤操作期間加熱該基板。一個或多個製程流體通道被配置為用製程流體填充該製程容積。該電極組件被配置為在暴露後烘烤操作期間將電場施加到設置在該製程容積內的該基板。

Description

用於光致抗蝕劑的暴露後烘烤的裝置

本揭示內容大致與用於處理基板的方法和裝置相關，更具體地說是與用於改進光刻製程的方法和裝置相關。

積體電路已經發展成為複雜的元件，其在單個晶片上可以包括數百萬個部件（例如 ，電晶體、電容器和電阻器）。光刻技術是一種可以用於在晶片上形成部件的製程。一般來說，光刻技術的製程涉及幾個基本階段。最初，在基板上形成光致抗蝕劑層。化學放大的光致抗蝕劑可以包括抗蝕樹脂和光酸產生劑。光酸產生劑在隨後的暴露階段暴露於電磁輻射之後，在顯影製程中改變了光致抗蝕劑的溶解度。電磁輻射可以有任何合適的波長，例如，193奈米ArF鐳射、電子束、離子束或其他合適的來源。

在暴露階段，可以使用光掩模或分劃板將基板的某些區域選擇性地暴露於電磁輻射。其他的暴露方法可以是無掩模暴露方法。暴露於光可以分解光酸產生劑，這產生酸並導致抗蝕樹脂中出現潛伏的酸影像。暴露後，基板可以在暴露後烘烤製程中被加熱。在暴露後烘烤製程期間，由光酸產生劑產生的酸與抗蝕樹脂發生反應，從而在隨後的顯影製程中改變抗蝕劑的溶解度。

在暴露後烘烤之後，基板（特別是光致抗蝕劑層）被顯影並沖洗。取決於所使用的光致抗蝕劑的類型，基板上暴露於電磁輻射的區域要麼是抗移除，要麼是更容易移除。在顯影和沖洗之後，使用濕法或乾法蝕刻製程將掩膜的圖案轉移到基板。

晶片設計的發展不斷地要求更快的電路系統和更大的電路密度。由於對更大的電路密度的要求，人們期望減少積體電路部件的尺寸。隨著積體電路部件的尺寸的縮小，更多的元件被放置在半導體積體電路的特定區域中。因此，光刻製程必須將更小的特徵轉移到基板上，而且光刻技術必須精確地、準確地和在無損傷的情況下這麼做。為了精確和準確地將特徵轉移到基板上，高解析度光刻技術可以使用提供小波長的輻射的光源。小波長有助於減少基板或晶圓上的最小可列印尺寸。然而，小波長光刻技術存在一些問題，如產量低、線邊緣粗糙度增加和/或抗蝕劑靈敏度降低。

電極組件可以用於在暴露製程之前或之後對設置在基板上的光致抗蝕劑層產生電場，以便修改光致抗蝕劑層的傳輸電磁輻射的一部分的化學性質，以供改進光刻暴露/顯影解析度。然而，實施這種系統的挑戰還沒有被充分克服。

因此，需要有改進的方法和裝置來改進浸入場引導的暴露後烘烤製程。

本揭示內容大致與基板製程裝置相關。具體而言，本揭示內容的實施例與一種包括基部組件和電極組件的基板製程裝置相關。該基部組件包括：基座；基板支撐件，具有基板支撐表面；貯存器，形成貯存器容積；活塞組件，至少部分地設置在該貯存器容積內；以及流體通路，設置在製程容積與該貯存器之間。該電極組件包括可滲透的電極和圍繞該可滲透電極的一部分設置的罩子。

在另一個實施例中，一種基板處理裝置包括基部組件、電極組件、兩個或更多個線性致動器和旋轉致動器。該基部組件包括：基座；基板支撐件，具有設置在其上的基板支撐表面；貯存器，形成貯存器容積；以及流體通路，設置在製程容積與該貯存器之間。該電極組件包括電極和耦接到該電極的電極殼體。該兩個或更多個線性致動器將該基部組件和該電極組件耦接起來，並被配置為在開啟位置與關閉位置之間移動該基部組件和該電極組件。該旋轉致動器耦接到該基部組件或該電極組件中的一者，並被配置為圍繞軸線旋轉該基部組件和該電極組件。

在又另一個實施例中，一種基板製程裝置包括基部組件、電極組件、兩個或更多個線性致動器和旋轉致動器。該基部組件包括基座、該基座的基板支撐表面和通過該基部組件設置的一個或多個流體通路。該電極組件包括電極和耦接到該電極的電極殼體。該兩個或更多個線性致動器將該基部組件和該電極組件耦接起來，並被配置為在開啟位置與關閉位置之間移動該基部組件和該電極組件。該旋轉致動器耦接到該基部組件或該電極組件中的一者，並被配置為圍繞軸線旋轉該基部組件和該電極組件。

在又另一個實施例中，描述了一種基板製程裝置，如浸入式烘烤頭組件。該浸入式烘烤頭組件包括頭部主體和設置在該頭部主體的下表面上的支撐表面。一個或多個第一流體導管通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的中心區域流體連通的一個或多個第一開口。一個或多個第二流體導管通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的外部區域流體連通的一個或多個第二開口。可滲透的電極耦接到該支撐表面。

在又另一個實施例中，一種浸入式烘烤頭組件包括頭部主體和設置在該頭部主體的下表面上的支撐表面。一個或多個流體入口導管通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的中心區域流體連通的一個或多個流體入口開口。一個或多個流體移除導管通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的外部區域流體連通的一個或多個流體移除開口。可滲透的電極耦接到該支撐表面，並與該一個或多個流體入口開口和該一個或多個流體移除開口重疊。該可滲透的電極是一種導電材料，其電阻率低於約5x10 ^-4Ω·m。

在又另一個實施例中，一種浸入場引導的暴露後烘烤模組包括浸入式烘烤頭組件、冷卻基座和加熱基座。該浸入式烘烤頭組件包括：頭部主體；支撐表面，設置在該頭部主體的下表面上；一個或多個第一流體導管，通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的中心區域流體連通的一個或多個第一開口；一個或多個第一流體導管，通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的外部區域流體連通的一個或多個第二開口；以及可滲透的電極，耦接到該支撐表面。該冷卻基座包括設置在其中的一個或多個冷卻元件。該加熱基座包括設置在其中的一個或多個加熱元件。

在又另一個實施例中，描述了一種浸入式光刻轉盤組件。該浸入式光刻轉盤組件包括第一模組、第二模組、第三模組和傳輸元件。該第一模組包括升降表面和複數個升降銷。該第二模組包括：加熱基座；第二模組罩，在該加熱基座與該第二模組罩之間形成第二模組製程容積；以及電極。該第三模組包括：冷卻基座；以及第三模組罩，在該冷卻基座與該第三模組罩之間形成第三模組製程容積。該傳輸元件包括複數個開口。該傳輸元件可旋轉，以將第一開口選擇性地定位在該升降表面、該加熱基座和該冷卻基座之上。

在又另一個實施例中，一種浸入式光刻轉盤組件包括第一模組、第二模組、第三模組和轉盤組件。該第一模組包括升降表面和複數個升降銷保持器。該第二模組包括：加熱基座；第二模組罩，在該加熱基座與該第二模組罩之間形成第二模組製程容積；以及電極，耦接到該第二模組罩。該第三模組包括：冷卻基座；以及第三模組罩，在該冷卻基座與該第三模組罩之間形成第三模組製程容積。該轉盤組件包括通過其設置的複數個基座開口。該複數個基座開口中的每一者都被配置為在該升降表面、該加熱基座和該冷卻基座中的每一者上致動，並且該加熱基座和該冷卻基座中的每一者都可操作地至少部分地穿過該複數個基座開口。

還描述了一種執行暴露後烘烤製程的方法。該方法包括以下步驟：在第一站的轉盤上裝載基板；將該基板從該第一站傳輸到該轉盤上的第二站；以及升高該第二站的加熱基座以在製程位置接觸該基板的背面。在升高該加熱基座後，使用該加熱基座對該基板進行加熱，並在第二模組製程容積中填充製程流體。該第二模組製程容積被設置在該加熱基座與電極組件的罩子之間。在用製程流體填充該第二模組製程容積後，使用設置在該電極組件內的電極將電場施加到該基板。將該加熱基座降低到傳輸位置，並將該基板從該第二站傳輸到該轉盤上的第三站。將該第三站的冷卻基座升高以在冷卻位置接觸該基板的背側。使用該冷卻基座來冷卻該基板，並將該冷卻基座降低到該傳輸位置。

本揭示內容大致與暴露後烘烤製程的方法和裝置相關。本文揭露的方法和裝置有助於在用於半導體製造應用的光刻製程中減少線邊緣/寬度的粗糙並改進暴露解析度。

本文所揭露的方法和裝置改進了光致抗蝕劑的靈敏度和光刻製程的生產率。在暴露後烘烤程序期間，由光酸產生劑產生的帶電物種的隨機擴散導致了線邊緣/寬度的粗糙和抗蝕劑靈敏度的降低。在光刻製程期間，如本文所述電極組件被用來向光致抗蝕劑層施加電場和/或磁場。場的施加控制了由光酸產生劑產生的帶電物種的擴散。而且，在光致抗蝕劑層與電極組件之間使用了一種中間介質，以便增強兩者之間產生的電場。

光致抗蝕劑層與電極組件之間所界定的間隙導致施加到電極組件的電壓降。如果光致抗蝕劑層與電極組件之間的間隙被空氣填充，那麼跨間隙的電壓降就會很高，並導致對基板的光致抗蝕劑層產生較低強度的電場效應。使用電阻率比空氣低的中間介質會降低跨間隙的電壓降，增加跨光致抗蝕劑的電壓降，並增加光致抗蝕劑層上的電場強度。較高的電場強度增加了處理期間光致抗蝕劑層內的光化學效應。光致抗蝕劑層的電場位凖不準確可能會導致電壓功率不足或不準確而無法在光致抗蝕劑層中按某些期望的方向驅動或產生帶電物種，從而導致對光致抗蝕劑層的線邊緣輪廓控制減弱。因此，在光致抗蝕劑層與電極組件之間放置了一種中間介質，以防止兩者之間產生氣隙，以便將與光致抗蝕劑層相互作用的電場的位凖維持在某個期望的位凖。藉由這樣做，由電場產生的帶電物種按沿著線和間隔方向的期望方向被引導，從而實質上防止了由不準確和隨機的擴散導致的線邊緣/寬度的粗糙。因此，所產生的受控的或期望的電場位凖增加了光致抗蝕劑層對暴露和/或顯影製程的準確性和靈敏度。在一個示例中，該中間介質是一種非氣相介質，如漿體、凝膠、液體溶液或固態介質，其當從電極組件傳輸到設置在基板上的光致抗蝕劑層時，將所施加的電壓位凖有效維持在決定的範圍。

即使在使用該中間介質時，光致抗蝕劑層與電極組件之間仍然存在電壓降。這個電壓降與光致抗蝕劑層與電極組件之間的距離直接相關。因此，減少光致抗蝕劑層與電極組件之間的距離有助於改進光致抗蝕劑層與電極組件之間的電場的均勻性。在使用該中間介質時的另一個考量是光致抗蝕劑層與電極組件之間的起泡。光致抗蝕劑層與電極組件之間的起泡和氣穴形成會導致電場內的不均勻性，因此會增加暴露後烘烤製程之後光致抗蝕劑內的缺陷和不準確的數量。本文所述的用於減少光致抗蝕劑與電極組件之間的距離的本裝置和方法有利於減少光致抗蝕劑層與電極組件之間的氣泡或氣穴的數量。

本文所提供的實施例還允許將基板水平裝載到暴露後烘烤裝置中。將基板水平裝載到暴露後烘烤裝置中允許使模組與現有的傳輸模組和裝置更容易整合，但已經發現會增加氣泡的數量，並對處理的均勻性產生負面影響。因此，本文所述的實施例被配置為克服這些挑戰。

圖1A和1B是根據本文描述的一個實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室100的示意性橫截面圖。浸入場引導的暴露後烘烤腔室100包括基板製程裝置和模組主體102。基板製程裝置包括基部組件110和電極組件115。模組主體102圍繞著基板製程裝置，並形成模組容積190。基部組件110和電極組件115被設置在模組容積190內。基部組件110被配置為接收基板，如基板150。電極組件115設置在基部組件110的對面，並被配置為對基板150施加電場並處理設置其上的基板150。電極組件115與基板150之間的容積是製程容積114，且該製程容積在處理期間用製程液體填充，如本文討論的中間介質。

基部組件110包括基座106，其具有基板支撐件176，基板支撐件176具有基板支撐表面174。基板支撐表面174形成基座106的上表面。基部組件110進一步包括形成貯存器容積122的貯存器121、至少部分地設置在貯存器容積122內的活塞組件124和設置在製程容積114與貯存器121之間的流體分配通路152。基座106包括支撐部分126和軸桿128。支撐部分126包括貯存器121和設置在其中的貯存器容積122。

支撐部分126進一步包括設置在其頂表面中的基板支撐表面174。基板支撐表面174的尺寸被調整為接收基板，例如基板150。基板支撐表面174是平坦表面，且是支撐部分126的頂部內的凹陷區（divot）。一個或多個密封凹槽156被設置在基板支撐表面174的周圍。該一個或多個密封凹槽156是形成為接收電極組件115的罩子104的密封部分158的凹槽。該一個或多個密封凹槽156可以是單個槽，它環繞著基板支撐表面174並形成環。

分度器凹陷144被設置在基板支撐表面174內。分度器凹陷144被配置為允許機器手臂將基板150放置在基板支撐表面174的頂部上。分度器凹陷144是從基板支撐表面174相對於支撐部分126向內形成的凹陷。氣體導管146將分度器凹陷144和氣體泵136耦接起來。氣體泵136可以向分度器凹陷144提供背側氣體，或者向基板150的背表面提供真空，這有助於在處理期間將基板150保持在原位。在一些實施例中，沒有利用分度器凹陷144，但利用氣體導管146和氣體泵136向基板支撐表面174提供背側氣體或真空力。

軸桿128耦接到支撐部分126的底表面。軸桿128可以從模組容積190通過模組主體102的壁內的開口延伸。軸桿128使基座106能夠在開啟位置與關閉位置之間擺動。圖1A示出處於關閉位置的基座106，圖1B示出處於開啟位置的基座106。

基座106附接到地線172並接地。將基座106接地可以更好地控制電極組件115與基板150之間的電場。地線172附接到基座106的軸桿128。基座106是一種導電材料，其電阻率小於約1x10 ^-3Ω·m，如小於1x10 ^-4Ω·m，如小於1x10 ^-5Ω·m。與基座106本身的電阻率相比，基座106與基板150之間的接觸電阻對基座106將基板150電接地的能力有更大的影響。在本文所述的實施例中，基座106與基板150之間的接觸電阻小於約1x10 ^-3Ω，例如小於約1x10 ^-3Ω。在一些實施例中，基座106是鋁、碳化矽、摻雜的碳化矽或摻雜矽材料。

一個或多個加熱元件148被設置在基板支撐件176中，介於貯存器容積122與基板支撐表面174之間。一個或多個加熱元件148可以是電阻式加熱元件或用於流動導熱流體的通道。加熱元件148被設置在基板支撐表面174附近，以減少電阻式加熱元件與基板150之間的熱質量。減少加熱元件與基板150之間的熱質量會提高電阻式加熱元件在處理期間加熱基板150的速度，使得加熱響應時間被改進且可以被更準確地調整。

流體排放通路160將貯存器容積122和第一流體泵142流體耦接起來。第一流體泵142被配置為供應製程流體和/或從貯存器121移除製程流體。在一些實施例中，第一流體泵142既能移除製程流體，又能向貯存器121供應製程流體。流體排放通路160和第一流體泵142還可以有助於在活塞組件124致動時減少活塞組件124每一側之間的壓力差。流體排放通路160使得流體能夠取決於活塞組件124的位置被泵送到活塞組件124的任一側。因此，如果在活塞組件124下面形成真空，那麼流體可以在活塞組件124後面被泵入，以減少壓力差並減輕活塞致動器138上的應變，活塞致動器138被配置為在貯存器121內向上和向下移動活塞組件124。

活塞組件124被設置在貯存器容積122的一部分內。活塞組件124包括活塞125和活塞軸桿130。活塞125的橫截面的形狀和尺寸與貯存器121類似，使得當活塞125在貯存器121的上表面與貯存器121的下表面之間被致動時，活塞組件124在貯存器容積122與製程容積114之間致動流體。

活塞軸桿130藉由基座106的軸桿128設置。活塞軸桿130進一步包括通過其設置的活塞流體通路132。活塞流體通路132連接到第二流體泵134，並藉由穿過活塞軸桿130和活塞125將第二流體泵134和貯存器容積122連接起來。活塞流體通路132能夠與活塞125和第二流體泵134上方的貯存器容積122進行恆定的流體連通。活塞流體通路132用於向貯存器容積122供應流體和/或從貯存器容積122移除流體。在一些實施例中，活塞流體通路132用來在交換製程流體時在基板之間供應流體和從貯存器容積122移除流體。

一個或多個夾具154被設置在基板支撐表面174的周圍。一旦基板150被機器手放置在基板支撐表面174上，該一個或多個夾具154就被致動到夾緊位置，以將基板150固定在基板支撐表面174上。在一個示例中，該一個或多個夾具154包括三個夾具，其均勻地佈置在基板支撐表面174的外邊緣的周圍，使得每個夾具154相對於彼此以約120度的角度設置。每個個別的夾具154被設置在對應的凹陷區107內（圖1C）。每個凹陷區107是在基座106的頂表面內形成的凹部。在一些實施例中，可以有更多或更少的夾具154來將基板150固定在基板支撐表面174裡面。在一些實施例中，可能只有單個夾具154、兩個夾具154或四個或更多個夾具154。利用的夾具154的數量取決於基板150的尺寸和利用的夾具的類型。在一些實施例中，夾具154是一個機械致動的夾具，它在開啟位置與關閉位置之間擺動，其中夾具154在處於開啟位置時不與基板150接觸，而在處於關閉位置時與基板150的頂表面接觸。在其他實施例中，夾具154是圍繞基板150設置的氣動或囊式組件。該氣動組件或囊式組件可以是圍繞基板150的可充氣的環或複數個可充氣的袋。當被致動到關閉位置時，氣動組件或囊式組件使用氣體進行充氣，從而對基板150的邊緣施加壓力。當製程流體位在製程容積114中時，夾具154協助防止流體在基板下流動。在一些實施例中，夾具154是真空夾具或靜電夾具，使得將真空施加到基板的背面，或者使用電場將基板卡緊。

電極組件115包括電極170和圍繞電極170的至少一部分設置的罩子104。電極170是導電網或細孔電極板。電極170是可滲透的，以允許流體通過其中，例如藉由穿孔、網眼、孔隙或其他流體可滲透的結構。利用電極170是為了減少氣泡或氣穴的數量，這些氣泡或氣穴在電極組件115被浸沒到製程流體中時被困在電極組件115下。在一些實施例中，電極170是非金屬網，如碳化矽網，如摻雜的碳化矽。在其他實施例中，電極170是導電金屬網，如銅、鋁、鉑或鋼網。電極170電耦接到第一電源118。第一電源118被配置為向電極170施加功率。在一些實施例中，由第一電源118向電極170施加高達5000 V（例如小於4000 V，例如小於3000 V）的電勢。

罩子104是電絕緣的。例如，罩子104是由一種電絕緣材料製成的，該材料減少電場通過該材料的流動。罩子104由絕緣材料製成的好處是，罩子104將基板150與存在於罩子104外面的電場屏蔽開來，使得施加到基板150的電場更容易控制。罩子104的形狀被調整為環繞電極170的上表面和側表面。罩子104還至少部分地包圍了監測電極166、間隔件168和電極保持器164。在一些實施例中，罩子104是一種導電材料，其電阻率小於約1x10 ^-3Ω·m，如小於1x10 ^-4Ω·m，如小於1x10 ^-5Ω·m。在一些實施例中，利用了金屬、金屬合金或碳化矽材料的罩子104。罩子104與電極170、監測電極166和間隔件168電隔離。

監測電極166和間隔件168的定向與電極170平行。監測電極166與電極170平行地設置。監測電極166可以具有與電極170類似的尺寸和形狀。監測電極166是由與電極170的材料不同的材料製成的。監測電極166電耦接到第二電源116。第二電源116與第一電源118類似，並被配置為向監測電極166施加功率。在一些實施例中，由第二電源116向監測電極施加高達5000 V（例如小於4000 V，例如小於3000 V）的電勢。監測電極166與電極170間隔開，且使得使用者或控制器能夠監測電極170的電場。監測電極170的電場允許在基板處理期間分析電場內的差異。這些差異可能是由起泡或整個製程中製程流體特性的變化引起的。監測電極166提供了恆定的反饋源，其可以用於評估藉由製程流體施加到基板150的電場。監測電極166仍然是穿孔電極或導電網。監測電極166被配置為允許氣泡通過其中。

間隔件168被設置在監測電極166與電極170之間。間隔件168是一種絕緣材料，例如陶瓷材料。在本文所述的實施例中，間隔件168是設置在電極170與監測電極166之間的圓盤，它會減少監測電極166對電極170在基板處理期間產生的電場的影響。間隔件168以與監測電極166和/或電極170類似的方式可滲透。間隔件168包括設置在其中的複數個通路，以允許氣泡和製程流體通過其中。間隔件168的直徑類似於或大於電極170和監測電極166的直徑。在一些實施例中，間隔件168連接到電極170的頂表面和監測電極166的底表面。

電極保持器164被配置為在基板處理期間將電極170、監測電極166和間隔件168中的每一者保持在原位。電極保持器164設置在罩子104內，並包括耦接部分和軸桿。電極保持器164附接到監測電極166的頂表面。電極保持器164還可以包括其中的穿孔，以允許氣泡通過其中。電極保持器164可以耦接到電極致動器120。電極致動器120被配置為在處理位置（如圖1A所示）與基板接收位置（如圖1B所示）之間向上和向下移動電極組件115。電極保持器164進一步耦接到罩子104。藉由電極170、間隔件168、監測電極166和電極保持器164起泡的氣體進入電極保持器164與罩子104之間的中間容積112。這些氣泡可以藉由真空泵從中間容積112移除，或者留在中間容積112內，因為這些氣泡沒有被設置在電極170與基板150之間，因此不會影響電極170形成的電場。

模組主體102包括通過其設置的流體移除通路162。流體移除通路162耦接到移除泵140和模組容積190。流體移除通路162藉由模組主體102的底表面設置，以使得能夠移除多餘流體，該多餘流體在被移除泵140從模組容積190移除之前從製程容積114中逸出並溢出到模組容積190中。如圖1C所示，模組主體102進一步包括藉由模組主體102的側壁設置的基板傳輸通路180。基板傳輸通路180的尺寸被調整為允許基板和機器手臂（未示出）通過其中。基板傳輸通路180允許將基板以水平定向傳輸到模組容積190中。

如本文所討論的，圖1A示出處於處理位置時的電極組件115和基部組件110。當處於處理位置時，罩子104的密封部分158被插入電極組件基部組件110的該一個或多個密封凹槽156中。電極組件115與基部組件110之間形成密封件，以相對於模組容積190或其他外部容積將製程容積114密封起來。該密封件允許設置在貯存器容積122內的製程流體填充製程容積114。當活塞組件124被向上致動時，貯存器容積122內的製程流體填充製程容積114。製程流體通過設置在基板150和基板支撐表面174周圍的流體分配通路152流動。以相反的方向移動活塞組件124可以將製程流體從製程容積114移除，並使製程流體返回貯存器容積122。基板150的頂表面與電極170的底表面之間的距離是第一高度H ₁（圖1A）。第一高度H ₁小於約7毫米，如小於約5毫米，如小於約4毫米，如約1毫米至約4毫米。第一高度H ₁較小，以改進施加到基板150的電場的均勻性。本文所述的裝置使電極與基板之間的距離更小，因為流體分配通路152的位置和尺寸並不限制兩個表面之間的距離。

圖1B示出處於傳輸位置時的電極組件115和基部組件110。當處於傳輸位置時，罩子104與基部組件110間隔開來，使得罩子104的密封部分158被設置在基部組件110的密封凹槽156外面。傳輸位置允許藉由分度器或機器手臂將基板從罩子104與基部組件110之間的製程容積114插入和移除。電極組件115可以由電極致動器120升高，基部組件110可以由基部致動器（未示出）降低，或者可以執行電極組件115和基部組件110的移動組合。當電極組件115和基部組件110處於傳輸位置時，製程流體不會填充製程容積114。在一些實施例中，藉由致動電極組件115和基部組件110遠離彼此來開啟製程容積114被認為是一種移除用過的製程流體使得製程流體流入模組容積190並經由流體移除通路162移除的方法。

圖1C是根據本文描述的圖1A和1B的實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室100的橫截面平面圖。該橫截面圖示出分度器凹陷144、基板傳輸通路180、該一個或多個密封凹槽156、該一個或多個夾具154和流體分配通路152的位置。

如圖1C所示，分度器凹陷144延伸到基部組件110的邊緣，且包括該一個或多個密封凹槽156的一部分。在一些實施例中，該一個或多個密封凹槽156比分度器凹陷144更深，使得在基板處理期間，製程容積114被密封。在本文中，該一個或多個密封凹槽156被示為圍繞基部組件110設置的單個凹槽。該一個或多個密封凹槽156被設置在基板支撐表面174、該一個或多個夾具154和流體分配通路152的外側。

該一個或多個夾具154被設置成與基板150和基板支撐表面174的一部分徑向重疊。夾具154被均勻地設置在基板支撐表面174周圍，並介於流體分配通路152中的至少一些之間。

流體分配通路152被示為圍繞基板支撐表面設置的一個或多個弧形開口。弧形開口用於降低製程流體進入和離開製程容積114的速度。弧形開口可以包括兩個或更多個弧形開口，如三個或更多個弧形開口，如四個或更多個弧形開口。每個弧形開口都是具有共同中心和相同弧形半徑的弧形。弧形半徑大於基板支撐表面174的半徑。每個弧形都環繞基板支撐表面174的圓周的約10度到約180度。流體分配通路152的每個弧形都與貯存器容積122流體連通。流體分配通路152的總弧長超過基板支撐表面174的外部部分的圓周的50%，例如超過基板支撐表面174的外部部分的圓周的60%，例如超過基板支撐表面174的外部部分的圓周的70%。

圖2A是根據本文所述的另一個實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的基板製程裝置200a的示意性橫截面圖。基板製程裝置200a包括基部組件205和電極組件201。兩個或更多個線性致動器204將基部組件205和電極組件201耦接在一起，並使基部組件205和電極組件201能夠彼此分離和密封。旋轉致動器206耦接到基部組件205或電極組件201中的一者。如圖2A所示，旋轉致動器206耦接到電極組件201。

基部組件205包括基座214。與圖1A-1C的實施例類似，基座214包括設置在基座214的上表面上的基板支撐件176、形成貯存器容積122的貯存器121和設置在製程容積216與貯存器121之間的流體分配通路152。基板支撐件176具有基板支撐表面174。至少基板支撐件176、基板支撐表面174、貯存器121和流體分配通路152與參照圖1A-1C討論的那些類似。圖2A的實施例的貯存器121不包括設置在貯存器容積122內的基座。基板支撐表面174、貯存器121和流體分配通路152被設置在基座214內。基座214是基板製程裝置200a的下部，且被配置為在處理期間支撐基板（例如基板150）並向製程容積216提供製程流體。

基座214連接到地線172。基座214被接地，以在基板150被設置在基板支撐件176的基板支撐表面174上時，能夠藉由基板支撐件176將基板150接地。一個或多個加熱元件148被設置在基部組件205中，介於貯存器121與基板支撐表面174之間。一個或多個夾具154被設置在基座214的頂表面上和基板支撐表面174周圍。當製程流體位在製程容積216中時，夾具154協助防止流體在基板下流動。如本文所述，分度器凹陷144被設置在基板支撐表面174內。

密封凹槽272設置在基板支撐表面174和流體分配通路152的周圍。密封凹槽272是密封環壓蓋，例如O形環壓蓋，且被設置在基部密封表面220中。基部密封表面220是環繞基板支撐表面174和流體分配通路152的表面。基部密封表面220是平坦表面，並與電極組件201的殼體密封表面218平行設置。該兩個或更多個線性致動器204連接到基部密封表面220，且可以藉由基部密封表面220的一部分設置。

基座214包括連接到第一流體泵234的第一流體通路232。第一流體通路232連接第一流體泵234和貯存器容積122。第一流體通路232和第一流體泵234類似於圖1A-1B的活塞流體通路132和第二流體泵134，但第一流體通路232通過基座214的主體而不是活塞。

第二流體通路208和第二流體泵210還有助於提供製程流體或從貯存器容積122移除製程流體。第二流體通路208藉由貯存器121的側壁設置，並流體耦接到第二流體泵210。第二流體泵210被配置為供應製程流體和/或從貯存器容積122移除製程流體。在一些實施例中，第二流體泵210被配置為藉由第二流體通路208向貯存器容積122提供製程流體，而第一流體泵234被配置為藉由第一流體通路232從貯存器容積122移除製程流體。從第二流體泵210進入貯存器容積122的製程流體的流速決定了流體進入製程容積216的速度。在圖2A的實施例中，貯存器容積122有助於將均勻分佈的製程流體流通過流體分配通路152提供到製程容積216中，並減少起泡。穿過貯存器121的底部的第一流體通路232允許在基座214處於水平位置時，在製程操作之間從貯存器容積122完全移除製程流體。

電極組件201包括電極270和耦接到該電極270的電極殼體212。電極270與電極170類似，但在所有的實施例中都不是穿孔的或可滲透的。基板製程裝置200a圍繞旋轉致動器206旋轉的能力減少了被困在電極270下面的氣泡量，因此，在一些實施例中可能不利用穿孔電極或導電網。在一些實施例中，電極270是非金屬網，如碳化矽網。在其他實施例中，電極270是導電金屬網，如銅、鋁、鉑或鋼網。電極270電耦接到第一電源118。第一電源118被配置為向電極270施加功率。在一些實施例中，由第一電源118向電極270施加高達5000 V（例如小於4000 V，例如小於3000 V）的電勢。

監測電極166和間隔件168被設置在電極270上方。監測電極166和間隔件168參照圖1A-1C來描述。在一些實施例中，圖2A-2C的監測電極166和間隔件168不是可滲透的。監測電極166耦接到第二電源116，如本文所述。在一些實施例中，在監測電極166與電極殼體212之間設置有中間容積112。

電極殼體212被配置為支撐電極270、監測電極166和間隔件168。電極殼體212配置在電極270、監測電極166和間隔件168的至少一部分周圍，使得當基板製程裝置200a處於水平位置時，電極殼體212設置在電極270、監測電極166和間隔件168的整體上方。電極殼體212進一步設置在電極270、監測電極166和間隔件168的側表面的至少一部分周圍。殼體密封表面218相對於電極270、監測電極166和間隔件168設置在徑向外側，且圍繞電極270、監測電極166和間隔件168設置。殼體密封表面218形成環，並與基部密封表面220平行。殼體密封表面218與電極270的底表面平行，並相對於電極270的底表面偏移，使得殼體密封表面218設置在比藉由電極270的底表面設置的平面更接近基部密封表面220的平面。

線性致動器204藉由電極殼體212相對於電極270設置在徑向外側。如圖2A-2C所示，有兩個線性致動器204彼此相對設置。線性致動器204包括導件203和致動器202。導件203藉由電極殼體212設置，並連接和設置在基部密封表面220內。導件203使用機械緊固件或黏著劑連接到基部密封表面220。在一些實施例中，在基部密封表面220內形成了孔，以接收導件203。導件203通過電極殼體212並通過殼體密封表面218。每個導件203都耦接到其中一個致動器202。每個致動器202都連接到電極殼體212，並可以環繞導件203的一部分。致動器202被配置為耦接到導件204，並移動電極殼體212或基部組件205中的一者。致動器202是氣動缸。也可以利用其他類型的致動器202，如液壓致動器或電動機械致動器。致動器202在保持與電極殼體212耦接的同時，向上致動導件203，以將基部組件205朝向電極殼體212和電極組件201提升。在一些實施例中，導件203是導桿或導銷。

旋轉致動器206耦接到電極殼體212。在一些實施例中，旋轉致動器206藉由電極殼體202設置。旋轉致動器206包括連接到電極殼體202（或在一些實施例中為基部組件205）的軸桿。旋轉致動器206包括通過其設置的旋轉軸線A。旋轉軸線A是基板製程裝置200a圍繞其旋轉的軸線。旋轉致動器206包括軸桿和用於旋轉該軸桿的旋轉致動器。在一些實施例中，旋轉致動器耦接到基板製程裝置200a，且軸桿通過其設置，以將基板製程裝置200a耦接到模組主體202（圖4A-4C）。如果電極170是圓盤，那麼旋轉致動器206沿基板支撐表面174的直徑和電極170的直徑居中。將旋轉致動器206沿著與基板支撐表面174和電極170的直徑相同的平面放置會減少用於將基板製程裝置200a保持在水平位置或成角度的位置的力矩。

在其他實施例中，旋轉致動器206可以藉由基板製程裝置200a的其他部分來設置，例如藉由基部組件205設置或藉由臂連接到電極殼體212。旋轉致動器206被放置在能減少用於旋轉基板製程裝置200a的力矩的位置，使得旋轉致動器206的旋轉軸線A接近基板製程裝置200a的重心。旋轉致動器可以是電動、氣動、液壓或可操作來使電極組件201和基部組件205圍繞軸線A旋轉的其他元件。

圖2B是浸入場引導的暴露後烘烤腔室的另一個基板製程裝置200b的示意性橫截面圖。基板製程裝置200b與圖2A的基板製程裝置200a類似，但包括活塞組件224。活塞組件224與圖1A-1C的活塞組件124類似，但包括附接到活塞125的受限制軸桿230。

受限制軸桿230沒有完全通過基座214，而是只通過基座214的一部分設置。受限制軸桿230耦接到活塞致動器238。活塞致動器238耦接到受限制軸桿230並與之接觸。活塞致動器238是線性致動器，例如用於在貯存器容積122內移動活塞組件224的氣動缸。活塞組件224的受限制軸桿230部分設置在受限制基部軸桿228內。受限制基部軸桿228是短軸桿，其設置在基座214的底部上並與之連接，這將活塞驅動器238保持在其中。活塞組件224的好處是，它有助於將製程流體均勻地分佈到製程容積中，但增加了附加的機械複雜性和成本。將受限制軸桿230包含在受限制基部軸桿228內使受限制軸桿230即使在基板製程裝置200b圍繞軸線A旋轉時也能被移動。

圖3是根據本文所述的又另一個實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的又另一個基板製程裝置300的示意性橫截面圖。圖3的基板製程裝置300包括與圖2A的基板製程裝置200a和圖2B的基板製程裝置200b類似的電極組件201。圖3的基板製程裝置300與圖2A和圖2B的實施例的不同之處在於，圖3的基部組件305不包括貯存器121或貯存器容積122（圖2A-2B）。

基部組件305包括基座302，基座302具有耦接流體通路208和流體分配通路152的流體分佈導管304。夾具154、基板支撐表面174、分度器凹陷144、基部密封表面220和加熱元件148各自與本文先前描述的那些類似。

流體分佈導管304是藉由基座302設置的環。流體分佈導管304連接到每個流體分配通路152以及流體通路208。流體分佈導管304被配置為使流體從一個或多個流體通路208圍繞基板支撐表面174的圓周循環。流體分佈導管304可以具有比基板支撐表面174的直徑更大的內徑和/或外徑。

流體分佈導管304的尺寸可以隨著流體分佈導管304通過基座302的延伸而變化，使得與流體分佈導管304較接近與流體通路208的交點的地方的橫截面相比，流體分佈導管304在離與流體通路208的交點較遠的地方具有較大的橫截面。這樣做是為了使得能夠更均勻地藉由流體分配通路152分佈流體和壓力。

圖4A-4C是圖2A、2B和3的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的基板製程裝置200a、200b、300在模組主體102內的不同位置的示意性截面圖。如圖4A所示，電極組件201和基部組件205、305處於基板傳輸位置，使得基板150可以被傳輸到基板製程裝置200a、200b、300的內部和外部。在處於傳輸位置時，電極組件201和基部組件205、305是分開的，且不形成密封的製程容積。

基板製程裝置200a、200b、300由旋轉致動器206保持在水平位置，以使基板150能夠水平放置在基部組件205、305上。線性致動器204被設置在開啟位置，使得導件203被致動器202延伸，並在電極組件201與基部組件205、305之間產生分離。

圖4B示出處於關閉位置時的基板製程裝置200a、200b、300。將基板製程裝置200a、200b、300帶到關閉位置涉及使用致動器202向上致動導件203並將密封表面之間的距離減少到零。將基部組件205、305向上帶以與電極組件201相合或將電極組件201向下帶以與基部組件205、305相合會在電極組件201與基部組件205、305之間形成密封。電極組件201與基部組件205、305之間的密封形成了製程容積，例如圖2A、2B和3的製程容積216。當處於關閉位置時，基板150的頂部與電極270的底部之間的距離是第二高度H ₂。第二高度H ₂小於約7毫米，如小於約5毫米，如小於約4毫米，如約1毫米至約4毫米。第二高度H ₂較小，以改進施加到基板150的電場的均勻性。本文所述的裝置使電極270與基板150之間的距離更小，因為流體分配通路152的位置和尺寸並不限制兩個表面之間的距離。

圖4C示出處於處理位置時的基板製程裝置200a、200b、300。旋轉致動器206將電極組件201和基部組件205、305相對於水平面旋轉到第一角度θ ₁。第一角度θ ₁是約35度至約90度的角度，例如約45度至約90度，例如約60度至約90度，例如約75度至約90度。在一些實施例中，第一角度θ ₁相對於水平面為約90度。

與其他角度相比，將電極組件201一直旋轉到90度的垂直定向可以減少旋轉致動器206上的應力，並去除氣泡以減少設置在基板150與電極270之間的氣泡數量。在基板製程裝置200a、200b、300旋轉時，製程容積被製程流體填充。旋轉發生在基板製程裝置200a、200b、300關閉之後，以確保基板150是牢固的，並且製程容積可以被製程流體填充。

圖5是根據本文所述的圖2A、2B和3的實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的基板製程裝置200a、200b、300的橫截面平面圖。橫截面圖示出分度器凹陷144、基板傳輸通路180、密封凹槽272、該一個或多個夾具154和流體分配通路152的位置。

如圖5所示，分度器凹陷144延伸到基部組件205/305的邊緣，並包括密封凹槽272的一部分。在一些實施例中，該一個或多個密封凹槽272比分度器凹陷144更深，使得在基板處理期間，製程容積216被密封。在本文中，密封凹槽272被示為圍繞基部組件205/305設置的單個凹槽。密封凹槽272被設置在基板支撐表面174、該一個或多個夾具154和流體分配通路152的外側。

該一個或多個夾具154被設置成與基板150和基板支撐表面174的一部分徑向重疊。夾具154被均勻地設置在基板支撐表面174周圍，並介於流體分配通路152中的至少一些之間。

流體分配通路152被示為圍繞基板支撐表面設置的一個或多個弧形開口。弧形開口用於降低製程流體進入和離開製程容積114的速度。弧形開口可以包括兩個或更多個弧形開口，如三個或更多個弧形開口，如四個或更多個弧形開口。每個弧形開口都是具有共同中心和相同弧形半徑的弧形。弧形半徑大於基板支撐表面174的半徑。每個弧形都環繞基板支撐表面174的圓周的約10度到約180度。流體分配通路152的每個弧形都與貯存器容積122流體連通。

線性致動器204被設置在密封凹槽272和流體分配通路152的徑向外側。線性致動器204設置在基板支撐表面174的相對兩側，並垂直於基板支撐表面174延伸。

圖6A示出根據本文所述的一個實施例的用於執行浸入式暴露後烘烤製程的方法600的操作。方法600可以使用圖1A-1C的裝置等等來執行。方法600包括：第一操作602，將基板（例如基板150）裝載到基座（例如基座106）上。將基板裝載到基座上是在電極組件115和基部組件110分離並處於開啟位置（例如，傳輸位置）時執行的。基板被放置在基板支撐表面174上，例如藉由機器手來放置。在第一操作602期間裝載基板後，在第二操作604期間將基板固定到基座。基板可以藉由致動一個或多個夾具（如夾具154）固定基板來固定。在一些實施例中，使用真空卡緊或可能的靜電卡緊來夾緊基板。在其他實施例中，使用機械夾具來夾緊基板。機械夾緊可以避免與製程流體在基板後面洩漏到真空卡緊管線中相關聯的問題。機械夾緊對方法600中後期產生的電場的影響也較小。

在第二操作604之後，在第三操作606期間，電極組件（例如電極組件115）和基部組件（例如基部組件110）被移動到關閉位置，以關閉基板製程裝置。關閉電極組件和基部組件包括在電極組件與基部組件之間形成密封。在電極組件與基部組件之間形成密封允許製程流體在第四操作608期間填充電極組件與基部組件之間的製程容積（例如製程容積114）。

在第四操作608期間，致動柱塞（例如柱塞124）以將製程流體從貯存器（例如貯存器121）推入製程容積，以用製程流體填充製程容積。製程流體被注入到製程容積中，並在少於4秒（例如少於3秒，例如少於2秒）內填充製程容積。為了填充製程容積，製程流體以約10升/分鐘至約20升/分鐘（如約13升/分鐘至約18升/分鐘，如約15升/分鐘）的速度注入製程容積。在本文所述的實施例中，製程容積的容積為約0.4升至約0.6升，如約0.5升。製程流體是一種中間介質，例如非氣相介質、漿體、凝膠、液體溶液或固態介質，它當從電極組件傳輸到設置在基板上的光致抗蝕劑層時，可以將所施加的電壓位凖有效維持在決定的範圍。

在製程容積在第四操作608期間被製程流體填充之後，在第五操作610期間，使用電極組件將電場施加到基板，並執行功率暴露烘烤製程。電場分佈在處於第一電壓的基板與處於不同於第一電壓的第二電壓的電極之間。電場可以藉由施加高達約5000 V（例如高達約3500 V，如高達約3000 V）的電壓差而產生。電極與基板之間的電場小於約1×10 ⁷V/m，如小於1×10 ⁶V/m，如小於1×10 ⁵V/m。電場可以是約1×10 ⁵V/m至約1×10 ⁷V/m，例如約1×10 ⁵V/m至約1×10 ⁶V/m。電場的強度受設置在製程容積內的介質的擊穿電壓的限制。在一些實施例中，設置在製程容積內的流體的擊穿電壓約為1.4×10 ⁷V/m。電場被施加到基板上，直到暴露後烘烤操作完成。在第五操作610期間，基板和基座被加熱到約80℃至約250℃（如約90℃至約230℃，如約90℃至約130℃）的溫度。

在第五操作610的暴露後烘烤製程之後，在第六操作612期間，致動柱塞以從製程容積移除製程流體。致動柱塞回到柱塞的原始位置會在貯存器內形成真空，並藉由流體分配通路將製程流體拉回貯存器中。製程流體也可以藉由一個或多個流體導管和流體泵從貯存器移除。在第六操作612期間移除製程流體後，在第七操作614期間，基部組件和電極組件被致動到開啟位置。開啟電極組件和基部組件包括打破電極組件與基部組件之間的密封。在分離電極組件和基部組件後，將任何剩餘的製程流體從電極組件與基部組件之間的製程容積排出。

在第七操作614之後，在第八操作616期間，從基座移除基板。在移除基板之前，從基座釋放基板。將基板使用分度器或機器手臂，並傳輸到不同的處理模組或處理站。

圖6B示出根據本文所述的另一個實施例的用於執行浸入式暴露後烘烤製程的方法650的操作。方法650可以使用圖2A、2B和3的裝置等等來執行。方法650包括：第一操作652，將基板（例如基板150）裝載到基座（例如基座214、302）上。將基板裝載到基座上是在電極組件（例如電極組件201）和基部組件（例如基部組件205、305）分離並處於開啟位置時執行的。基板被放置在基板支撐表面174上。在將基板裝載到基座上的期間，電極組件和基部組件被設置在水平位置上。電極組件和基部組件處於水平位置使得能夠在基板水平地定向時將基板裝載到基部組件中。

在第一操作652期間裝載基板後，在第二操作654期間將基板固定到基座。基板藉由致動一個或多個夾具（如夾具154）固定基板來固定。在一些實施例中，使用真空卡緊或可能的靜電卡緊來夾緊基板。通常利用機械夾緊，以避免製程流體從基板後面洩漏到真空卡緊管道中的困難。機械夾緊對方法650中後期產生的電場的影響也較小。

在第二操作654之後，在第三操作656期間，電極組件和基部組件被移動到關閉位置，以關閉基板製程裝置。關閉電極組件和基部組件包括在電極組件與基部組件之間形成密封。在電極組件與基部組件之間形成密封允許製程流體在第四操作658期間填充電極組件與基部組件之間的製程容積（例如製程容積216）。在第四操作658期間，使用圖2A、2B或C中的任一者將製程流體分配到製程容積中。因此，製程流體通過流體分配通路（例如流體分配通路152）從貯存器（例如貯存器121）或流體分佈導管304中的任一者進入製程容積。製程容積被製程流體填充。製程流體被注入到製程容積中，並在少於4秒（例如少於3秒，例如少於2秒）內填充製程容積。為了填充製程容積，製程流體以約5升/分鐘至約20升/分鐘（如約10升/分鐘至約15升/分鐘）的速度注入製程容積。在本文所述的實施例中，製程容積的容積為約0.4升至約0.6升，如約0.5升。製程流體是一種中間介質，例如非氣相介質、漿體、凝膠、液體溶液或固態介質，它當從電極組件傳輸到設置在基板上的光致抗蝕劑層時，可以將所施加的電壓位凖有效維持在決定的範圍。

與第四操作658同時或在第四操作658之後，在第五操作660期間，電極組件和基部組件被旋轉到成角度的位置。電極組件和基部組件使用旋轉致動器（例如旋轉致動器206）來旋轉。基部組件和電極組件相對於水平面被致動到第一角度θ ₁。第一角度θ ₁是約15度至約90度的角度，例如約35度至約90度，例如約40度至約90度，例如約75度至約90度。在一些實施例中，相對於水平面，第一角度θ ₁大於或約為15度，如大於或約為30度，如約為90度。

與其他角度相比，將基部組件和電極組件一直致動到90度的垂直定向會減少旋轉致動器上的應力，並去除氣泡以減少設置在基板與電極之間的氣泡數量。在電極組件和基部組件旋轉時，製程容積可以被製程流體填充。然而，基部組件和電極組件的較小旋轉角度降低了組件的高度，並可以使基板製程裝置能夠堆疊起來，同時仍然減少基板與電極之間的起泡。

在第五操作660期間將電極組件和基部組件致動到第一角度θ ₁之後，在第六操作662期間將熱量施加到基板。將熱量施加到基板包括將基板加熱到約80℃至約250℃，例如約90℃至約230℃，例如約90℃至約130℃。熱量是使用一個或多個加熱元件（例如一個或多個加熱元件148）來施加的。

在第六操作662之後或期間，在第七操作664期間，使用電極組件將電場施加到基板，並執行功率暴露烘烤製程。電場分佈在處於第一電壓的基板與處於不同於第一電壓的第二電壓的電極之間。電場可以藉由施加高達約5000 V（例如高達約3500 V，如高達約3000 V）的電壓差而產生。電極與基板之間的電場小於約1×10 ⁷V/m，如小於1×10 ⁶V/m，如小於1×10 ⁵V/m。電場可以是約1×10 ⁵V/m至約1×10 ⁷V/m，例如約1×10 ⁵V/m至約1×10 ⁶V/m。電場的強度受設置在製程容積內的介質的擊穿電壓的限制。在一些實施例中，設置在製程容積內的流體的擊穿電壓約為1.4×10 ⁷V/m。電場被施加到基板上，直到暴露後烘烤操作完成。在暴露後烘烤操作完成時，停止加熱。

在第七操作664之後，在第八操作666期間，將電極組件和基部組件從第一角度θ ₁旋轉回水平位置。在將電極組件和基部組件旋轉回水平位置之後或期間，在第九操作668期間將製程流體從製程容積移除。移除製程流體是藉由將製程流體通過流體分配通路152抽出執行的。或者，使用另一個流體導管和流體泵來執行製程流體的移除，或者在第十操作670期間當電極組件和基部組件被開啟時移除製程流體。

第十操作670與第九操作668同時執行或在第九操作668之後執行。第十操作670包括致動電極組件和基部組件回到開啟位置。將電極組件和基部組件致動到開啟位置涉及分離電極組件和基部組件的密封表面並致動分開電極組件和基部組件。

在第十操作670之後，在第十一操作672期間將基板從基座移除。將基板使用分度器或機器手臂移除，並傳輸到不同的處理模組或處理站。在藉由分度器或機器手臂移除基板之前，從基座釋放基板。

本文所述的實施例的好處是，基板可以在處於水平位置時插入製程站裝置。本文的製程站也減少了對暴露後烘烤製程的起泡效應，並允許在處理期間將電極和基板設置得更接近在一起，這減少了電場不均勻性的影響。將流體從設置在基板周圍的分配通路分配到製程容積中會減少製程流體進入製程容積時的製程流體的速度，並允許均勻分佈製程流體。

圖7是根據本文所述的實施例的浸入場引導的暴露後烘烤模組700的示意平面圖。浸入場引導的暴露後烘烤模組700包括模組主體702、設置在模組主體702內的冷卻基座710、設置在模組主體702內的加熱基座720和設置在模組主體702內的浸入式烘烤頭706。冷卻基座710、加熱基座720和浸入式烘烤頭706中的每一者都被設置在模組容積730內，模組容積730由模組主體702界定。

浸入式烘烤頭706是浸入場引導的暴露後烘烤頭。浸入式烘烤頭706被配置為從冷卻基座710拾取基板，將基板傳輸到加熱基座720，並在基板被設置在加熱基座720上時向基板提供電場。基板藉由夾緊和基板與浸入式烘烤頭706供應的製程流體之間的表面張力的組合保持在原位。

基板傳輸通路704藉由模組主體702的壁設置。基板傳輸通路704被配置為允許基板通過其中。基板傳輸通路704是水平延長的，以允許基板以水平定向通過通路704。基板傳輸通路704將模組容積730與另一個模組或製程腔室的外部容積連接在一起。基板傳輸通路704被設置在冷卻基座710附近，因為基板被配置為從冷卻基座710拾取。基板傳輸通路704比加熱基座720更靠近冷卻基座710。基板傳輸通路704與閥門（未示出）耦接以供開啟和關閉基板傳輸通路704。

浸入式烘烤頭706藉由傳輸臂750在冷卻基座710與加熱基座720之間傳輸。傳輸臂750耦接到浸入式烘烤頭706，並包括致動基部712和臂708。臂708連接致動基部712和浸入式烘烤頭706。致動基部712被設置在冷卻基座710與加熱基座720之間。致動基部712是旋轉致動器，並在製程操作之間，在冷卻基座710和加熱基座720上方的位置之間擺動浸入式烘烤頭706。在一些實施例中，在模組主體702內可以有附加的加熱基座720和冷卻基座710，以及多個浸入式烘烤頭706和傳輸臂750。

浸入式烘烤頭706耦接到控制面板740。控制面板740在下面有更詳細的描述，但包括氣體面板、流體面板、控制器和電源的組合。在一些實施例中，沒有單個控制面板740，而是控制面板740代表複數個氣體面板、流體面板、控制器和電源。控制面板740耦接到傳輸臂750，使得流體管道和電源線通過傳輸臂708，以向浸入式烤頭706供應流體和功率。

圖8A是根據本文所述的實施例的在圖7的浸入場引導的暴露後烘烤模組700內的冷卻基座710上設置的浸入式烘烤頭706的示意性橫截面圖。浸入式烘烤頭706被示為處於用於從冷卻基座710拾取或釋放基板（如基板850）的位置。基板850類似於圖1A-5的基板150。浸入式烘烤頭706被配置為在使用表面張力和夾具中的一者或組合抓取基板850之前，朝向基板850降低。

浸入式烘烤頭706包括頭部主體810、設置在頭部主體810的下表面821上的支撐表面856。一個或多個第一流體導管814在支撐表面856的中心區域R ₁處藉由頭部主體810設置。一個或多個第二流體導管812在支撐表面856的外部區域R ₂處藉由頭部主體810設置。電極818耦接到支撐表面856。

支撐表面856是頭部主體810的下表面821的一部分。在一些實施例中，支撐表面856是下表面821的平坦部分，並且被設置在頭部主體810內並相對於下表面821的其他部分偏移。支撐表面856的尺寸被調整為允許基板（例如基板850）設置在其上，使得支撐表面856的直徑大於約200毫米，例如大於約250毫米，例如大於約300毫米。頭部主體810由絕緣材料形成，例如陶瓷。在一些實施例中，頭部主體810是由電阻率大於約10x10 ¹⁹Ω·m（例如大於約10x10 ²⁰Ω·m）的材料形成的。在一些實施例中，頭部主體810由聚四氟乙烯（PTFE）、含氟聚合物材料、特氟隆、聚醚醚酮（PEEK）或Al ₂O ₃形成。

一個或多個第一流體導管814藉由頭部主體810設置，並被配置為向基板850的頂表面提供製程流體。該一個或多個第一流體導管814是一個或多個流體入口導管。該一個或多個第一流體導管814被示為單個流體導管，其具有設置在支撐表面856中的流體入口開口813。該一個或多個第一流體導管814流體耦接到製程流體供應器806。製程流體供應器806向該一個或多個第一流體導管814供應製程流體，因此向處理容積852供應製程流體，在一些實施例中被描述為流體容積或製程流體容積。製程流體是一種中間介質，用於改進暴露後烘烤操作期間的電極818與基板850之間的電場的均勻性。製程流體是一種非氣相介質，如泥漿、凝膠、液體溶液或固態介質，它當從電極組件傳輸到設置在基板上的光致抗蝕劑層時，會有效地將所施加的電壓位凖維持在決定的範圍。

流體入口開口813被設置在電極818附近，並被配置為向中心區域R ₁提供製程流體。中心區域R ₁被界定為頭部主體810的支撐表面856的內部30毫米，使得中心區域R ₁是半徑為15毫米的圓盤。中心區域R ₁對應於基板850的中心30毫米左右。

該一個或多個第二流體導管812藉由頭部主體810設置，並被配置為從處理容積852和基板850的頂表面移除製程流體。該一個或多個第二流體導管812是一個或多個流體移除導管。該一個或多個第二流體導管812被示為兩個鏡像的流體導管，其具有設置在支撐表面856中的流體移除開口815。該一個或多個第二流體導管812流體耦接到流體移除泵802。流體移除泵802藉由該一個或多個第二流體導管812從處理容積852移除製程流體。在一些實施例中，該一個或多個第二流體導管812是單個導管，或者是分裂成複數個導管的單個導管。

流體移除開口815是環形開口，它被設置在支撐表面856中。流體移除開口815被設置在電極818的一部分附近，並被配置為從外部區域R ₂移除製程流體。外部區域R ₂被界定為頭部主體810的支撐表面856的外部35毫米，使得外部區域R ₂是厚度為約25毫米的環形環。外側區域R ₂設置在距支撐表面856的中心約125毫米至約150毫米處。外部區域R ₂對應於基板850的外部25毫米左右。流體移除開口815被設置在流體入口開口813的徑向外側，使得在流體入口開口813將製程流體供應到基板850的中心時，流體移除開口815移除靠近基板850邊緣的製程流體。在一些實施例中，該一個或多個流體移除開口815是設置在支撐表面內的弧形或圓形開口，使得環形開口被分解成多個區段以形成具有相同曲率中心和相同半徑的複數個弧形。在一些實施例中，流體移除開口815的形狀類似於圖1A-3的流體分配通路152。

電極818耦接到支撐表面856，並包括平坦的底表面854。電極818是可滲透的，以允許流體通過其中，例如藉由穿孔、網眼、孔隙或其他流體可滲透的結構。電極818包括通過其設置的複數個細小的開口，以允許氣體、製程流體或氣體和製程流體兩者通過其中。在一些實施例中，電極818是導電網。利用電極818是為了減少氣泡或氣穴的數量，在電極818被浸沒到製程流體中時，這些氣泡或氣穴被困在電極組件支撐表面856下。在一些實施例中，電極818是非金屬網，如碳化矽網，如摻雜的碳化矽。在其他實施例中，電極818是導電金屬網，如銅、鋁、鉑或鋼網。電極818是由電阻率小於約5x10 ^-4Ω·m（例如小於約5x10 ^-5Ω·m，例如小於5x10 ^-6Ω·m）的材料形成的。電極818電耦接到電極電源804。電極電源804被配置為向電極818施加功率。在一些實施例中，由電極電源804向電極818施加高達5000 V（例如小於4000 V，例如小於3000 V）的電勢。

電極電源804、流體移除泵802和製程流體供應器806中的每一者都被設置為控制面板740的一部分。控制面板740控制流體移除泵802和製程流體供應器806的流速。控制面板740還控制由電極電源804施加的電壓。

一個或多個夾具816被設置在頭部主體810的下表面821上。該一個或多個夾具816在本文示為機械夾具，使得夾具816在開啟位置與關閉位置之間移動。夾具816在不與基板850接觸時處於開啟位置，在與基板850的底表面接觸時處於關閉位置。該一個或多個夾具816在電極818和支撐表面856的徑向外側附接到頭部主體810。該一個或多個夾具816被配置為夾緊基板850的邊緣，以協助在暴露後烘烤操作期間支撐基板850。夾具816也可以是真空夾具。本文使用機械夾具，因為機械夾緊可以夾緊基板850的側面或底表面中的任一者，且基板850的頂表面的更大部分能夠被浸沒在製程流體中並經歷暴露後烘烤操作。在一些實施例中，當使用機械夾具時，有三個或更多個夾具816。

冷卻基座710包括基座主體822、設置在基座主體822頂部的基板冷卻支撐表面864、複數個升降銷826和一個或多個冷卻元件830。基板冷卻支撐表面864是平坦的表面，用於接收基板850並在製程操作之間支撐基板850。浸入式烘烤頭706從基板冷卻支撐表面864拾取基板850。在一些實施例中，基板冷卻支撐表面864的直徑比基板850略小，以允許夾具816抓取基板850。冷卻基座710是一種高導電性材料，其電阻率小於約1x10 ^-3Ω·m，例如小於約1x10 ^-4Ω·m，例如小於約1x10 ^-5Ω·m。與冷卻基座710本身的電阻率相比，冷卻基座710與基板850之間的接觸電阻對冷卻基座710將基板850電接地的能力影響更大。在本文所述的實施例中，冷卻基座710與基板850之間的接觸電阻小於約1x10 ^-3Ω，例如小於約1x10 ^-4Ω。在一些實施例中，冷卻基座710是鋁、摻雜碳化矽或摻雜矽材料。

升降銷826藉由基座主體822設置，並被配置為提升和降低基板850，使得機器手臂或分度器（未示出）可以從模組主體702移除基板850。升降銷826被設置在基座主體822的升降銷孔824內。升降銷孔824是藉由基座主體822設置的圓柱形孔。總共有三個升降銷孔824。

藉由基座主體822設置的該一個或多個冷卻元件830是冷卻流體導管。冷卻流體導管是藉由基座設置的冷卻管。該一個或多個冷卻元件830藉由冷卻劑供應管道820耦接到冷卻劑源832。冷卻劑源832可以向基座主體822供應水或另一種冷卻劑流體。

冷卻基座710藉由地線808接地。將冷卻基座710接地有助於在電極818與基板850之間提供電壓差。

圖8B-8C是根據本文描述的實施例的在圖7的浸入場引導的暴露後烘烤模組700內的加熱基座720上設置的浸入式烘烤頭706的示意性橫截面圖。加熱基座720包括基座主體823，其中設置了一個或多個加熱元件866。

該一個或多個加熱元件866可以是電阻式加熱元件、加熱管或燈組件。如圖8B和8C所示，該一個或多個加熱元件866是電阻式加熱元件。該一個或多個加熱元件藉由電源線827耦接到加熱電源858。加熱元件866被配置為將基板850的溫度提高到約80℃至約250℃，如約90℃至約230℃，如約90℃至約130℃。

加熱基座720是一種高導電性材料，其電阻率小於約1x10 ^-3Ω·m，例如小於約1x10 ^-4Ω·m，例如小於約1x10 ^-5Ω·m。與加熱基座720本身的電阻率相比，加熱基座720與基板850之間的接觸電阻對加熱基座720將基板850電接地的能力影響更大。在本文所述的實施例中，加熱基座720與基板850之間的接觸電阻小於約1x10 ^-3Ω，例如小於約1x10 ^-4Ω。在一些實施例中，加熱基座720是鋁、摻雜碳化矽或摻雜矽材料。加熱基座720藉由與冷卻基座710的地線類似的地線808接地。

基座主體822的頂表面862被配置為接收基板，例如基板850。頂表面862是平坦的，且是基板接收表面。頂表面862被配置為與基板850接觸，並在電場的施加期間將基板850接地。

圖8B示出在被浸入式烘烤頭706抓取時和在將基板850放到加熱基座720上之前的基板850。基板850被該一個或多個夾具816和製程流體容積860的表面張力抓取。如所示，製程流體從該一個或多個第一流體導管814流出，在基板850的頂表面上流出，並經由該一個或多個第二流體導管812移除。製程流體可以藉由電極818流動。在一些實施例中，在不使用附加夾具816的情況下，製程流體容積860內的製程流體的表面張力可以保持基板850。

圖8C示出基板850耦接到浸入式烘烤頭706，但也放置在加熱基座720的基座主體822的頂表面862的頂部上。將基板850放置在加熱基座720的頂部上使基板850在預熱的基座上能夠快速加熱。當基板850耦接到浸入式烘烤頭706時，相對於電極818的底表面，基板850的頂表面為高度H ₃。高度H ₃小於約4毫米，如小於約3毫米，如小於約2毫米，如小於約1毫米。高度H ₃較小，以改進施加到基板850的電場的均勻性。本文所述的裝置使電極818與基板850之間的距離能夠更小，因為流體傳輸通路的位置和尺寸並不限制兩個表面之間的距離，而且基板850由傳輸和固定基板850的同一裝置處理。減少電極818與基板850之間的距離進一步使基板850與用於產生電場的電極818之間的電壓差能夠減少。

圖9示出根據本文所述的一個實施例的用於執行浸入式暴露後烘烤製程的方法900的操作。方法900包括：第一操作902，將基板（例如基板850）裝載到第一基座（例如冷卻基座710）上。將基板裝載到第一基座上包括藉由基板傳輸通路（例如基板傳輸通路704）傳遞基板。基板由機器手（未示出）定位在第一基座上。第一基座被配置為冷卻基板。在將基板定位到第一基座上之後，在第二操作904期間，浸入式烘烤頭（例如浸入式烘烤頭706）朝向基板降低到拾取位置。拾取位置包括浸入式烘烤頭直接設置在基板上方，並在基板的2毫米以內，例如離基板不到1毫米，例如離基板不到0.5毫米，例如離基板不到0.25毫米。在第二操作904之後，執行第三操作906，以用製程流體填充流體容積。製程流體是一種中間介質。該中間介質是一種非氣相介質，如泥漿、凝膠、液體溶液或固態介質，它當從電極組件傳輸到設置在基板上的光致抗蝕劑層時，可以有效地將所施加的電壓位凖維持在決定的範圍。

與第三操作906同時進行或在第三操作906之後立即進行，在第四操作908期間將基板固定到浸入式烘烤頭。固定基板是使用一個或多個夾具（如夾具816）來執行的。夾具被移動到關閉位置，以固定基板的邊緣。在一些實施例中，基板的底部邊緣被夾緊以向基板提供支撐。在一些實施例中，藉由用製程流體填充流體容積，基板被製程流體和表面張力抓取。在一些實施例中，表面張力大到足以在提升基板和在不同位置之間傳輸時將基板保持在原地。

在第四操作908之後，在第五操作910期間，將基板傳輸到第二基座。第二基座是加熱基座，例如加熱基座720。基板藉由浸入式烘烤頭裝置傳輸到第二基座。傳輸基板包括從第一基座提升基板，將基板移動到第二基座上方，並降低基板以接觸第二基座。因為第二基座是加熱基座，所以在第六操作912期間，基板被加熱。在第六操作912期間，基板被加熱到約80℃至約250℃（如約90℃至約230℃，如約90℃至約130℃）的溫度。溫度的快速上升有助於暴露後烘烤製程。在本文所述的實施例中，第二基座是預熱的，並且由於基板被放置在預熱的基板上，所以基板的溫度能夠快速提高。

在第六操作912期間加熱基板之後和/或期間，在第七操作914期間，使用電極（例如電極818）向基板施加電場。該電極還耦接到浸入式烘烤頭，並被配置為在其上執行暴露後烘烤製程。電場是藉由電極電源向電極施加高達5000 V（例如小於4000 V，如小於3000 V）的電勢來施加的。在本文所述的實施例中，由本文的裝置實現的基板與電極之間的距離減少大大減少了用於處理基板的電勢。在一些實施例中，向電極施加小於1000 V（如小於500 V，如小於250 V，如小於100 V，如小於10 V）的電勢。用於形成電場的電勢至少部分取決於電極與基板之間的間隙尺寸。電極與基板之間的電場小於約1×10 ⁷V/m，如小於1×10 ⁶V/m，如小於1×10 ⁵V/m。電場可以是約1×10 ⁵V/m至約1×10 ⁷V/m，例如約1×10 ⁵V/m至約1×10 ⁶V/m。電場的強度受設置在製程容積內的介質的擊穿電壓的限制。在一些實施例中，設置在製程容積內的流體的擊穿電壓約為1.4×10 ⁷V/m。在一些實施例中，電場介於約10×10 ⁶V/m與約1×10 ⁴V/m之間。電場被施加到基板上，直到暴露後烘烤操作完成。

在第七操作914期間施加電場後，在第八操作916期間將基板傳輸回第一基座。將基板傳輸回第一基座包括使用浸入式烘烤頭將基板從第二基座提升，將基板移動到第一基座上方，並降低基板以接觸第一基座的上表面。

在將基板放置到第一基座上之後，在第九操作918期間將基板從浸入式烘烤頭釋放。釋放浸入式烘烤頭包括停止使製程流體從中心製程流體供應開口流向基板。製程流體將由外部製程流體供應開口移除，並與浸入式烘烤頭解耦。也可以脫開任何夾具，以釋放基板。然後，浸入式烘烤頭可以向上移動並遠離基板到中間位置。在基板被放置在第一基座上之後，在第十操作920期間，將基板從第一基座移除。第十操作920與第一操作902類似，但與之相反，並包括使用分度器或機器手臂來移動升降銷和移除基板。

本文所述的實施例的好處是，基板可以在處於水平位置時插入製程站裝置。本文的製程站也減少了對暴露後烘烤製程的起泡效應，並允許在處理期間將電極和基板設置得更接近在一起，這減少了電場不均勻性的影響。使用製程流體的表面張力會至少部分地支撐基板。利用設置在電極與基板之間的表面張力會進一步減少電極與基板之間的距離，改進暴露後烘烤製程的可靠性和效能。減少電極與基板之間的距離進一步降低了提供給電極的電壓，以使電場強度能夠合適。使用冷熱交替的基座也有利於允許基板藉由放置在預熱的基座上來快速加熱。由於過度加熱常常導致基板過度烘烤，所以本文所述的實施例有助於減少其中處理的基板的過度烘烤。

圖10是根據本文所述的實施例的浸入式光刻轉盤組件1000的示意性平面圖。浸入式光刻轉盤組件1000包括傳輸元件1050、第一模組1030、第二模組1020和第三模組1010。第一模組1030、第二模組1020和第三模組1010中的每一者都圍繞轉盤組件1000的中心軸線B均勻地分佈。第一模組1030的頂部由第一模組罩1006形成。第二模組1020的頂部由第二模組罩1004形成。第三模組1010的頂部由第三模組罩1004形成。

傳輸元件1050、第一模組1030、第二模組1020和第三模組1010中的每一者都被設置在單元主體1040內。單元主體1040環繞傳輸元件1050、第一模組1030、第二模組1020和第三模組1010，以防止外部大氣進入第一模組1030、第二模組1020和第三模組1010中的任一者。藉由單元主體1040形成了基板傳輸通路1008。基板傳輸通路1008與閥門（未示出）耦接以供開啟和關閉基板傳輸通路1008。基板藉由基板傳輸通路1008傳輸到單元主體1040的內部和外部。

基板傳輸通路1008是水平延長的，以允許基板以水平定向通過通路1008。基板傳輸通路1008將單元主體1040內的容積與另一個模組或製程腔室的外部容積連接在一起。基板傳輸通路1008被設置在第一模組1030附近，因為基板被配置為由機器手臂或分度器（未示出）從第一模組拾取並放置到第一模組上以在閥門開啟時將基板通過基板傳輸通路1008傳遞。基板傳輸通路1008比第二模組1020和第三模組1010中的任一者更靠近第一模組1030。第二模組1020被配置為加熱基板並施加電場以執行暴露後烘烤製程。第三模組1010被配置為在暴露後烘烤製程後冷卻基板。下面更詳細地描述了第一模組1030、第二模組1020和第三模組1010中的每一者。

傳輸元件1050被示為圓盤，其具有通過其設置的複數個基座開口。然而，傳輸元件可以具有替代配置。傳輸元件1050是轉盤組件，並被配置為圍繞軸線B旋轉複數個基板，從而在第一模組1030、第二模組1020和第三模組1010中的每一者之間傳輸基板。

圖11是圖10的浸入式光刻轉盤組件1000的第一模組1030的示意性截面圖。第一模組1030包括設置在升降組件1108上的複數個升降銷1114。升降組件1108設置在傳輸元件1050下面。第一模組罩1006設置在傳輸元件1050上方，並形成第一模組1030的上部。第一模組罩1006被示為與藉由傳輸元件1050設置的複數個基座開口1132a、1132b、1132c中的第一基座開口1132a對準。每個基座開口1132a、1132b、1132c的尺寸和形狀都類似。每個基座開口1132a、1132b、1132c都被配置為允許基座（例如本文所述的那些基座）通過其中。

傳輸元件1050進一步包括圍繞基座開口1132a、1132b、1132c設置的內部密封凹槽1118和外部密封凹槽1120。內部密封凹槽1118是在傳輸元件1050的頂表面1112中形成且圍繞每個基座開口1132a、1132b、1132c形成的環形凹槽。內部密封凹槽1118的尺寸被調整為接收環形密封環（如O形環），並與基板1150的底表面1116接觸。設置在內部密封凹槽1118中的密封環被配置為在基板1150與傳輸元件1050的頂表面1112之間形成密封。該密封使第一模組製程容積1126能夠在來自第一模組製程容積1126的氣體或流體不與基板1150下方的容積相互作用的情況下在基板1150上方形成。

為了協助在基板1150與傳輸元件1050之間形成密封，一個或多個夾具1128被設置在基座開口1132a、1132b、1132c周圍和內部密封凹槽1118的徑向外側。該一個或多個夾具1128在本文示為機械夾具，使得夾具1128在開啟位置與關閉位置之間移動。夾具1128在不與基板1150接觸時處於開啟位置，在與基板1150的頂表面接觸時處於關閉位置（如圖11和12A所示）。該一個或多個夾具1128附接到傳輸元件1050的頂表面1112。該一個或多個夾具1128被配置為夾緊基板1150的邊緣，以協助在暴露後烘烤操作期間支撐基板1150並將基板1150保持在原位。在一些實施例中，夾具1128也可以是真空夾具，使得基板1150使用圍繞基板1150的邊緣在內部密封凹槽1118的徑向內側的位置處設置的複數個真空開口（未示出）來夾緊到傳輸元件1050的頂表面1112。該複數個真空開口會耦接到真空泵（未示出），並被配置為向基板1150的底表面施加吸力。本文使用機械夾具，因為機械夾緊可以夾緊基板1150的側面或頂表面中的任一者，並且防止製程氣體或製程流體從基板1150上方的製程容積洩漏出來。機械夾具的好處還在於它們不產生電場，而且機械夾具的有效性不受液體或漿體的使用影響。在一些實施例中，當使用機械夾具時，有三個或更多個夾具1128。

每個該複數個外部密封凹槽1120都圍繞內部密封凹槽1118中的一者設置，使得外部密封凹槽1120與內部密封凹槽1118同心。外部密封凹槽1120圍繞基座開口1132a、1132b、1132c設置。外部密封凹槽1120是在傳輸元件1050的頂表面1112中形成並圍繞每個基座開口1132a、1132b、1132c形成的環形凹槽。外部密封凹槽1120的尺寸被調整為接收環形密封環（例如O形環）並與第一模組罩1006、第二模組罩1004和第三模組罩1002中的一者的底表面接觸。設置在外部密封凹槽1120中的密封環被配置為在傳輸元件1050的頂表面1112與第一模組罩1006、第二模組罩1004（底表面1278）和第三模組罩1002（底表面280）中的一者的底表面1122之間形成密封。如本文所述，密封環是一種密封件，它包括O形環密封件、四邊形密封件、杯形密封件、方形墊片等等。該密封件使第一模組製程容積1126能夠在來自第一模組製程容積1126的氣體或流體不與第一模組罩1006的外部容積相互作用的情況下在基板1150上方形成。

第一模組罩1006設置在傳輸元件1050上方，並形成第一模組1030的上部。第一模組罩1006的形狀被調整為形成第一模組製程容積1126。第一模組罩1006包括設置在基板1150和基座開口1132a、1132b、1132c中的一者上方的主體1106。主體1106是圓柱形的，並包括進一步界定第一模組製程容積1126的側壁1104。主體1106耦接到軸桿1102，軸桿1102藉由單元主體1040的壁設置。第一模組罩1006耦接到第一罩致動器1170。第一罩致動器1170被配置為升高和降低第一模組罩1006，以使基板1150能夠被放置在第一模組製程容積1126內和放置到升降銷1114上。底表面1122設置在側壁1104的底部，使得第一模組罩1006形成空心的半圓柱體。第一模組罩1006的其他有效形狀是被考慮的。第一模組罩1006由電阻率小於約5x10 ^-4Ω·m（例如小於5x10 ^-5Ω·m，例如小於5x10 ^-6Ω·m）的導電材料形成。在一些實施例中，頭部主體1110是由金屬、金屬合金或碳化矽材料形成的。第二模組罩1004和第三模組罩1002中的每一者都可以是與第一模組罩1006類似的材料。第二模組罩1004和/或第三模組罩1002中的任一者是由電阻率小於約5x10 ^-4Ω·m（例如小於5x10 ^-5Ω·m，例如小於5x10 ^-6Ω·m）的材料形成的。

升降組件1108設置在傳輸元件1050的下面，並形成第一模組1030的下部。升降組件1108包括設置在其上並配置為與基板1150的底表面1116接觸的該複數個升降銷1114。升降銷1114在升降組件1108的主體的頂部上設置或部分藉由該主體設置。升降組件1108包括與之耦接的軸桿1110。軸桿1110藉由單元主體1040的底壁設置。升降組件1108耦接到致動器1124和地線1130。致動器1124被配置為在接收位置（在該接收位置，如圖11所示，升降銷1114接收基板1150）與傳輸位置（在該傳輸位置，基板1150設置在傳輸元件1050的頂表面1112上）之間升高和降低升降組件1108和升降銷1114。升降組件1108由地線1130接地。

圖12A-12D是根據本文所述的實施例的圖10的浸入式光刻轉盤組件1000的第二模組1020和第三模組1010的示意性橫截面圖。第二模組1020包括第二模組罩1004，第三模組1010包括第三模組罩1002。第二模組罩1004包括第二模組主體1210。第二模組主體1210和第三模組主體1228的形狀與第一模組罩1006的主體1106類似。

如圖12A-12D所示，每個基座開口1132a、1132b、1132c都被單獨的內部密封凹槽1118、一個或多個夾具1128和單獨的外部密封凹槽1120所環繞。如本文所示，每個基座開口1132a、1132b、1132c的尺寸都被調整為允許加熱基座1248和冷卻基座1284通過其中並接觸基板1150的背表面1116。

如本文所示，第二模組1020包括第二模組罩1004、電極1250和加熱基座1248。電極1250耦接到第二模組罩1004。如圖12B所示，當基板被密封到傳輸元件1050，且第二模組罩1004的底表面1278被密封到傳輸元件1050的頂表面1112時，第二模組製程容積1202被設置在第二模組罩1004與基板1150之間。加熱基座1248被升高，以接觸並加熱基板1150。

第二模組罩1004包括設置在其中的一個或多個流體入口1206。該一個或多個流體入口1206被設置在第二模組主體1210的內部側壁上。該一個或多個流體入口1206藉由導管耦接到流體供應器1218。流體供應器1218被配置為藉由該一個或多個流體入口1206向第二模組製程容積1202提供製程流體。製程流體是一種中間介質，用於改進暴露後烘烤操作期間的電極1250與基板1150之間的電場的均勻性。製程流體是一種非氣相介質，如泥漿、凝膠、液體溶液或固態介質，它當從電極組件傳輸到設置在基板上的光致抗蝕劑層時，可以有效地將所施加的電壓位凖維持在決定的範圍。在一些實施例中，在第二模組主體1210的內緣周圍設置有複數個流體入口。

耦接到第二模組罩1004的電極1250與基板1150和加熱基座1248的頂表面平行設置。電極1250是可滲透的，以允許流體通過其中。例如，電極1250包括穿孔、網眼、孔隙或其他流體可滲透結構中的一者或組合。電極1250包括通過其設置的複數個細小的開口，以允許氣體、製程流體或氣體和製程流體兩者通過其中。在一些實施例中，電極1250是導電網。利用電極1250是為了減少氣泡或氣穴的數量，這些氣泡或氣穴在電極1250被浸沒到製程流體中時被困在電極1250下。在一些實施例中，電極1250是非金屬網，如碳化矽網，如摻雜的碳化矽。在其他實施例中，電極1250是導電金屬網，如銅、鋁、鉑或鋼網。電極1250電耦接到電極電源1216。電極電源1216被配置為向電極1250施加功率。在一些實施例中，由電極電源1216向電極1250施加高達5000 V（例如小於4000 V，例如小於3000 V）的電勢。電極1250是由電阻率小於約5x10 ^-4Ω·m（例如小於約5x10 ^-5Ω·m，例如小於5x10 ^-6Ω·m）的材料形成的。

監測電極1214和間隔件1215被設置在電極1250上方。監測電極1214的定向與電極1250平行。監測電極1214可以具有與電極1250類似的尺寸和形狀。監測電極1214是由與電極1250的材料不同的材料製成的。監測電極1214電耦接到第二電源1288。第二電源1288與電極電源1216類似，並被配置為向監測電極1214施加功率。在一些實施例中，由第二電源1288向監測電極1214施加高達5000 V（例如小於4000 V，例如小於3000 V）的電勢。監測電極1214與電極1250間隔開，且使得使用者或控制器能夠監測電極1250的電場。監測電極1250的電場允許在基板處理期間分析電場內的差異。這些差異可能是由起泡或整個製程中製程流體特性的變化引起的。監測電極1214提供了恆定的反饋源，其可以用於評估藉由製程流體施加到基板1150的電場。監測電極1214是可滲透的電極，如穿孔電極或導電網。監測電極1214被配置為允許氣泡通過其中。

間隔件1215被設置在監測電極1214與電極1250之間。間隔件1215是一種絕緣材料，例如陶瓷材料。在本文所述的實施例中，間隔件1215是設置在電極1250與監測電極1214之間的圓盤，它會減少監測電極1214對電極1250在基板處理期間產生的電場的影響。間隔件1215以與監測電極1214和/或電極1250類似的方式可滲透。間隔件1215包括設置在其中的複數個通路，以允許氣泡和製程流體通過其中。間隔件1215的直徑類似於或大於電極1250和監測電極1214的直徑。在一些實施例中，間隔件1215連接到電極1250的頂表面和監測電極1214的底表面。電極1250與第二模組主體1210的中心部分的下表面之間留有小間隙。監控電極1214還與第二模組主體1210的中心部分的下表面隔開。將電極1250與監測電極1214隔開是為了允許氣泡在聚集在電極1250和監測電極1214上方之前通過電極1250和監測電極1214。當不設置在電極1250與基板1150之間時，氣泡對電極1250與基板1150之間由電極1250產生的電場的影響會減少。

一個或多個電隔離器1217將電極1250與第二模組主體1210分離。該一個或多個電隔離器1217具有大於約10x10 ¹⁹Ω·m（例如大於約10x10 ²⁰Ω·m）的導電率。在一些實施例中，電隔離器1217是聚四氟乙烯（PTFE）或含氟聚合物材料。電隔離器1217被配置為將電極1250以及監測電極1214和間隔件1215與第二模組主體1210分離，使得電極1250和監測電極1214與第二模組主體1210電隔離。

第二模組罩1004耦接到第二罩軸桿1212。第二罩軸桿藉由單元主體1040的頂壁設置。第二罩致動器1275耦接到第二模組罩1004。第二罩致動器1275被配置為升高和降低第二模組罩1004，以使傳輸元件1050能夠將基板1150傳輸到第二模組製程容積1202中和電極1250下面。第二模組主體1210的底表面1278被設置在第二模組主體1210的側壁的底部，並且被配置為在接觸外部密封凹槽1120時形成密封的容積。

加熱基座1248包括基座主體，其中設置了一個或多個加熱元件1246。該一個或多個加熱元件1246可以是電阻式加熱元件、加熱管或燈組件。如圖12A-12D所示，該一個或多個加熱元件1246是電阻式加熱元件。該一個或多個加熱元件1246藉由電源線（未示出）耦接到加熱電源（未示出）。加熱元件1246被配置為將基板1150的溫度提高到約80℃至約250℃，如約90℃至約230℃，如約90℃至約130℃。

加熱基座1248是一種高導電性材料，其電阻率小於約5x10 ^-4Ω·m，例如小於約5x10 ^-5Ω·m，例如小於約5x10 ^-6Ω·m。在一些實施例中，加熱基座1248是鋁、摻雜碳化矽或摻雜矽材料。加熱基座1248藉由地線1221接地。

加熱基座1248的頂表面被配置為接收基板，例如基板1150。該頂表面是平坦的，且是基板接收表面。該頂表面被配置為與基板1150接觸，並在電場的施加期間將基板1150接地。加熱基座軸桿1210耦接到加熱基座1248的底部，並藉由單元主體1040的底壁設置。加熱基座1248進一步耦接到加熱基座致動器1220。加熱基座致動器1220被配置為藉由基座開口來升高和降低加熱基座1248。

第三模組1010包括第三模組罩1002和冷卻基座1284。第三模組罩1002形成第三模組1010的上部，並設置在傳輸元件1050上方，而冷卻基座1284形成第三模組1010的下部，並設置在第三模組罩1002和基板1150下方。如圖12B所示，當基板被密封到傳輸元件1050，且第三模組罩1002的底表面1280被密封到傳輸元件1050的頂表面1112時，第三模組製程容積1204被設置在第三模組罩1002與基板1150之間。在操作時，冷卻基座1284藉由基座開口升高以接觸基板1150，以便冷卻基板1150。

第三模組罩1002包括耦接到軸桿1230的第三模組主體1228。第三模組主體1228包括側壁的底表面1280。第三模組主體1228耦接到第三罩致動器1276。第三罩致動器1276被配置為升高和降低第三模組罩1002，以使傳輸元件1050能夠將基板1150傳輸到第三模組製程容積1204中和第三模組主體1228下面。

冷卻基座1284被配置為藉由基座開口升高，以接觸基板1150的底表面1116。冷卻基座1284包括冷卻基座1284的頂部上的冷卻基板支撐表面。冷卻基座1284耦接到冷卻基座軸桿1286。冷卻基座軸桿1286藉由單元主體1040的底壁設置。冷卻基座1284藉由地線1222接地。冷卻基座1284進一步耦接到冷卻基座致動器1222。冷卻基座致動器1222被配置為藉由基座開口來升高和降低冷卻基座1284。在一些實施例中，冷卻基座致動器1222和加熱基座致動器1220相連，使得當冷卻基座1284或加熱基座1248中的一者被移動時，冷卻基座1284或加熱基座1248中的另一者同時被移動，且移動量相同。

冷卻基座1284是一種高導電性材料，其電阻率小於約1x10 ^-3Ω·m，例如小於約1x10 ^-4Ω·m，例如小於約1x10 ^-5Ω·m。與冷卻基座1284本身的電阻率相比，冷卻基座1284與基板1150之間的接觸電阻對冷卻基座1284將基板1150電接地的能力影響更大。在本文所述的實施例中，冷卻基座1284與基板1150之間的接觸電阻小於約1x10 ^-3Ω，例如小於約1x10 ^-3Ω。在一些實施例中，冷卻基座1010是鋁、摻雜碳化矽或摻雜矽材料。冷卻基座1284包括一個或多個冷卻元件1232。藉由冷卻基座1284的主體設置的該一個或多個冷卻元件1232是冷卻流體導管。冷卻流體導管是藉由基座設置的冷卻管。該一個或多個冷卻元件1232藉由冷卻劑供應管道耦接到冷卻劑源1224。冷卻劑源1224可以向冷卻基座1284供應水或另一種冷卻劑流體。

如圖12A所示，加熱基座1248和冷卻基座1284被設置在處理位置，而第二模組罩1004和第三模組罩1002則處於傳輸位置。如圖12B所示，加熱基座1248和冷卻基座1284被設置在處理位置，而第二模組罩1004和第三模組罩1002也被設置在處理位置。當處於處理位置時，第二模組製程容積1202和第三模組製程容積1204中的一者或兩者被密封。封閉第二模組製程容積1202使製程流體能夠填充第二模組製程容積1202以形成製程流體容積1252。製程流體浸沒了基板1150、電極1250、間隔件1215和監測電極1214。當加熱基座1248和第二模組罩1004中的每一者都被設置在處理位置時，第四高度H ₄將電極1250的底表面和基板1150的頂表面分離。第四高度H ₄小於約7毫米，如小於約5毫米，如小於約4毫米，如約1毫米至約4毫米。第四高度H ₄較小，以改進施加到基板1150的電場的均勻性。本文所述的裝置使電極與基板之間的距離更小，因為流體入口1206的位置和尺寸並不限制兩個表面之間的距離。

雖然在本文未示出，但一個或多個氣體入口可以與第三模組製程容積1204流體連通。該一個或多個氣體入口可以被配置為在冷卻基板1150的期間向第三模組製程容積1204供應惰性氣體。

如圖12C所示，加熱基座1248和冷卻基座1284被設置在排放位置。排放位置使流體能夠從第二模組製程容積1202排出，而無需使用附加的泵和導管。當處於排放位置時，加熱基座1248和冷卻基座1284從製程位置向上移動小於約7毫米，如小於約5毫米，如小於約4毫米，如約1毫米至約4毫米。排放位置升高了基板1150，同時不使基板1150與電極1250接觸。該一個或多個夾具1128也被示為處於開啟位置，因為基板1150在被移動到排放位置之前從夾具1128釋放。在排出製程流體後，加熱基座1248和冷卻基座1284被降低到傳輸位置，如圖12D所示。在處於傳輸位置時，加熱基座1248和冷卻基座1284與基板1150分離，並在傳輸元件1050下面。

圖13是根據本文所述的另一個實施例的圖10的浸入式光刻轉盤組件1000的第一模組1030的示意性橫截面圖。圖13的第一模組1030與圖11的第一模組1030的不同之處在於，在圖13中，基板1150被設置在可分離的基板支撐件1300的頂部上。可分離的基板支撐件1300被配置為設置在傳輸元件1050上，並與設置在其上的基板1150一起在第一模組1030、第二模組1020和第三模組1010中的每一者之間移動。使用可分離的基板支撐件1300會藉由最小化基板支撐件1300的接觸次數，來減少對基板1150的背側的損傷。使用可分離的基板支撐件1300還可以允許將功率或流體藉由基座遞送並向可分離的基板支撐件1300遞送。在一些實施例中，可分離的基板支撐件1300被描述為載具，且可以用於在不同的模組位置之間運輸基板。

可分離的基板支撐件1300包括具有頂表面1306和底表面1302的可分離的支撐主體。頂表面1306被配置為接收基板1150。頂表面1306是平坦的表面，其直徑大於約200毫米，例如大於約300毫米。底表面1302被配置為耦接到傳輸元件1050的頂表面1112。底表面1302進一步包括第一連接1310、第二連接1312和第三連接1304。第一連接1310、第二連接1312和第三連接1304中的每一者都被配置為將一個或多個電源、流體源或氣體源與之耦接。第二連接1312耦接到可分離的基板支撐件1300的主體內的流體分佈通道1315和設置在可分離的基板支撐件1300的圓周周圍的一個或多個支撐件流體入口1316。

圖10的第一模組1030與關於圖13所描述的第一模組1030之間的另一個差異是處理期間的升降銷1114的位置。在圖1和2A-2D的實施例中，升降銷1114停留在第一模組1030內。然而，在諸如圖13中的那些實施例的實施例中，升降銷1114在第一模組1030、第二模組1020與第三模組1010之間傳輸。這是因為升降銷1114被設置在可分離的基板支撐件1300內的可分離的支撐銷孔1320內。此外，密封環（例如O形環）被設置在內部密封凹槽1118中，並被配置為與可分離的基板支撐件1300的底表面1302而不是圖13和14的實施例中的基板1150的底表面1116形成密封。該一個或多個夾具1128也被調整為夾緊可分離的基板支撐件1300。該一個或多個夾具1128被配置為夾緊本文所揭露的可分離的基板支撐件1300的頂表面1306，但在一些實施例中，可以耦接可分離的基板支撐件1300的邊緣或底部。

圖14是根據本文所述的另一個實施例的圖10的浸入式光刻轉盤組件1000的第二模組1020和第三模組1010的示意性橫截面圖。圖14示出當可分離的基板支撐件1300被整合在其中時的第二模組1020和第三模組1010。圖14的第二模組1020和第三模組1010與圖12A-12D的第二模組1020和第三模組1010相比，其不同之處在於，加熱基座1248和冷卻基座1284被配置為耦接到可分離的基板支撐件1300。這包括一個或多個連接器以供將第二模組1020和第三模組1010的頂表面耦接到可分離的基板支撐件1300的底表面1302。

圖14的加熱基座1248包括通過其設置的複數個升降銷孔1408。該複數個升降銷孔1408允許升降銷1114通過其中。升降銷1114與第一模組1030中的升降銷相同，並與基板1150和可分離的基板支撐件1300一起在第一模組1030與第二模組1020之間移動。加熱基座1248進一步被配置為在第三連接1304處機械地耦接到可分離的基板支撐件1300的底表面1302。第三連接1304是機械連接，例如插入開口的突起或將可分離的基板支撐件1300耦接到加熱基座1248的夾具。

製程流體管道藉由加熱基座1248設置，以將基座製程流體源1404與第二連接1312流體耦接，第二連接1312經由支撐件流體入口1316將基座製程流體源1404流體耦接到第二模組製程容積1202。第一連接1310電連接到加熱基座電源1402。加熱基座電源1402被配置為將基板1150夾緊到可分離的基板支撐件1300的頂表面1306，或為可分離的基板支撐件1300內的一個或多個加熱元件供電。在一些實施例中，不利用加熱基座電源1402。在一些實施例中，利用經由氣體管道流體連接到第一連接1310的真空泵，來在處理期間將基板1150真空卡緊到可分離的基板支撐件1300。

圖14的冷卻基座1284包括通過其設置的複數個升降銷孔1410。該複數個升降銷孔1410藉由冷卻基座1284設置，以允許升降銷1114通過。升降銷1114與第一模組1030中的升降銷相同，並與基板1150和可分離的基板支撐件1300一起在第二模組1020與第三模組1010之間移動。冷卻基座1284進一步被配置為在第三連接1304處機械地耦接到可分離的基板支撐件1300的底表面1302。第三連接1304是機械連接，例如插入開口的突起或將可分離的基板支撐件1300耦接到加熱基座1248的夾具。

與加熱基座電源1402類似，另一個可分離的基板支撐件1300的第一連接1310電連接到冷卻基座電源1406。冷卻基座電源1406被配置為使用靜電卡盤將基板1150卡緊到可分離的基板支撐件1300的頂表面1306。在一些實施例中，不利用冷卻基座電源1406。在其他實施例中，冷卻基座電源1406被真空泵取代，該真空泵經由氣體管道流體連接到第一連接1310。真空泵在冷卻期間協助將基板1150真空卡緊到可分離的基板支撐件1300。

圖15示出用於執行浸入式暴露後烘烤製程的方法1500的操作。方法1500可以利用與圖10、11、12A-12D、13和14的裝置等類似的裝置來執行。方法1500包括：第一操作1502，在第一站（如第一模組1030）將基板（如基板1150）裝載到轉盤（如傳輸元件1050）上。當第一模組罩（如第一模組罩1006）和升降組件（如升降組件1108）處於傳輸位置時，基板被裝載到轉盤上。第一模組罩的傳輸位置是升高的位置，其中第一模組罩不接觸轉盤。升降組件1108的傳輸位置是升高的位置，其中複數個升降銷（例如升降銷1114）的頂部被設置在轉盤的頂表面上方。當處於此位置時，基板藉由基板傳輸通路（如基板傳輸通路1008）被傳輸到單元主體（如單元主體1040）中並傳輸到第一模組中的升降銷上。然後，藉由降低升降組件和升降銷將基板降低，使得基板被放置在轉盤的頂部上。在將基板放置到轉盤上之後，基板可以藉由一個或多個夾具（例如夾具1128）來夾緊到轉盤。將基板夾緊到轉盤可以減少基板在模組之間傳輸期間的滑動。

在第一操作1502之後，在第二操作1504期間，將基板傳輸到第二模組（例如第二模組1020）。將基板傳輸到第二模組包括圍繞中心軸線B旋轉轉盤。基板可以圍繞中心軸線B被致動約120度到第二模組。在第二操作1504之後，在第三操作1506期間，將加熱基座（例如加熱基座1248）升高。在第三操作1506期間，加熱基座被升高到處理位置，使得在將基板夾緊到轉盤上時，加熱基座1248的頂表面接觸基板1150的底表面，如圖12A所示。

在第三操作1506之前、期間或之後執行降低電極（例如電極1250）和形成製程容積（例如第二模組製程容積1252）的第四操作1508。電極被降低以更接近基板。電極是藉由降低第二模組罩（如第二模組罩1004）來降低的。降低第二模組罩還會藉由在第二模組罩與轉盤之間形成密封來形成密封的第二模組製程容積。當處於降低位置時，電極和第二模組罩被稱為處於處理位置。

在第四操作1508之後，在第五操作1510期間，用製程流體填充第二模組製程容積。製程流體藉由一個或多個流體入口（例如流體入口1206和/或支撐件流體入口1316）流入第二模組製程容積。製程流體流入第二模組製程容積，直到基板和電極完全被浸沒。

在第五操作1510之後，在第六操作1512期間，由加熱基座加熱基板。加熱基板包括向一個或多個加熱元件（如加熱元件1246）施加功率。加熱元件將基板的溫度提高到約80℃至約250℃，如約90℃至約230℃，如約90℃至約130℃。

與第六操作1512同時或在第六操作1512之後，在第七操作1514期間使用電極來向基板施加電場。施加電場有助於在基板上執行暴露後烘烤操作。電場是藉由電極電源向電極施加高達5000 V（例如小於4000 V，如小於3000 V）的電勢來施加的。在本文所述的實施例中，由本文的裝置實現的基板與電極之間的距離減少大大減少了用於處理基板的電勢。在一些實施例中，向電極施加小於5000 V（如小於4000 V，如小於3000 V，如小於1000 V）的電勢。電極與基板之間的較大距離使用較大的電勢來克服跨電極與基板之間的間隙的電壓降。電極與基板之間的電場小於約1×10 ⁷V/m，如小於1×10 ⁶V/m，如小於1×10 ⁵V/m。在一些實施例中，電場介於約10×10 ⁶V/m與約1×10 ⁴V/m之間。電場可以是約1×10 ⁵V/m至約1×10 ⁷V/m，例如約1×10 ⁵V/m至約1×10 ⁶V/m。電場的強度受設置在製程容積內的介質的擊穿電壓的限制。在一些實施例中，設置在製程容積內的流體的擊穿電壓約為1.4×10 ⁷V/m。電場被施加到基板上，直到暴露後烘烤操作完成。

在第七操作1514之後，在第八操作1516期間，將製程流體從第二模組製程容積排出。排出製程流體包括將加熱基座移動到排放位置。在排放位置，加熱基座定位在製程位置上方，距離小於約7毫米，如小於約5毫米，如小於約4毫米，如約1毫米至約4毫米。處於排放位置的加熱基座升高了基板，同時不使電極與基板接觸。在將設置在加熱基座上的基板移動到排放位置之前，該一個或多個夾具也被開啟，以將基板從夾具釋放。製程流體藉由加熱基座與藉由轉盤佈置的基座開口之間的間隙在加熱基座周圍排出。

在第八操作1516期間排出製程流體後，在第九操作1518期間，將加熱基座降低到如圖12D所示的傳輸位置，並將第二模組罩（以及電極）升高到傳輸位置。在處於傳輸位置時，加熱基座與基板分離，並位於轉盤下方。第二模組罩和電極被升高，使得第二模組罩與轉盤之間的密封被打破。一旦加熱基座和第二模組罩都處於傳輸位置，在第十操作1520期間，藉由轉盤將基板傳輸到第三模組（例如第三模組1010）。在第十操作1520期間，轉盤圍繞中心軸線B旋轉，直到基板被設置在冷卻基座（例如冷卻基座1286）上方。基板在轉盤上從第二模組內的位置旋轉約120度到第三模組中的位置。

在第十操作1520之後，在第十一操作1522期間，將冷卻基座升高到與基板的底表面接觸，並使基板冷卻。在第十一操作1522期間，冷卻基座被一個或多個冷卻元件（例如冷卻元件1232）冷卻。冷卻基座隨後藉由接觸來冷卻基板。在此操作期間，在第三模組罩1002降低以類似於第二模組製程容積1202的密封方式形成密封的第三模組製程容積1204之後，一種或多種氣體也可以流入第三模組製程容積（例如第三模組製程容積1204）。製程氣體可以用來加強基板的冷卻或移除基板上的副產物。冷卻基座將基板冷卻到低於約40℃（如低於約35℃，如低於約32℃）的溫度。

在第十一操作1522之後，在第十二操作1524期間，將冷卻基座降回到傳輸位置。冷卻基座被降低到轉盤的下面。在第十一操作1522之後，將第三模組罩1002升高到傳輸位置。一個冷卻基座被降低且第三模組罩被升高，在第十三操作1526期間，藉由轉盤將基板傳輸回第一模組。在將基板傳輸回第一模組後，可以將基板擱置或藉由基板傳輸通路從轉盤移除。

本文所述的實施例的好處在於，基板可以被水平地處理，同時減少起泡對暴露後烘烤製程的影響。本文所述的實施例還允許在處理期間將電極和基板設置得更靠近在一起，從而減少電場不均勻性的影響。使用具有用於基座的複數個開口的傳輸元件進一步使得能夠在同一時間用共用的裝置處理複數個基板。同時處理多個基板增加了系統的產量並降低了擁有成本。

雖然以上內容是針對本揭示內容的實施例，但也可以在不脫離本揭示內容的基本範圍的情況下設計本揭示內容的其他的及另外的實施例，且本揭示內容的範圍是由隨後的請求項所決定的。

100:浸入場引導的暴露後烘烤腔室 102:模組主體 104:罩子 106:基座 107:凹陷區 110:基部組件 112:中間容積 114:製程容積 115:電極組件 116:第二電源 118:第一電源 120:電極致動器 121:貯存器 122:貯存器容積 124:活塞組件 125:活塞 126:支撐部分 128:軸桿 130:活塞軸桿 132:活塞流體通路 134:第二流體泵 136:氣體泵 138:活塞致動器 140:移除泵 142:第一流體泵 144:分度器凹陷 146:氣體導管 148:加熱元件 150:基板 152:通路 154:夾具 156:密封凹槽 158:密封部分 160:流體排放通路 162:流體移除通路 164:電極保持器 166:監測電極 168:間隔件 170:電極 172:地線 174:基板支撐表面 176:基板支撐件 180:基板傳輸通路 190:模組容積 201:電極組件 202:致動器 203:導件 204:線性致動器 205:基部組件 206:旋轉致動器 208:流體通路 210:第二流體泵 212:電極殼體 214:基座 216:製程容積 218:殼體密封表面 220:基部密封表面 224:活塞組件 228:基部軸桿 230:軸桿 232:第一流體通路 234:第一流體泵 238:活塞致動器 270:電極 272:密封凹槽 300:基板製程裝置 302:基座 304:流體分佈導管 305:基部組件 600:方法 602:第一操作 604:第二操作 606:第三操作 608:第四操作 610:第五操作 612:第六操作 614:第七操作 616:第八操作 650:方法 652:第一操作 654:第二操作 656:第三操作 658:第四操作 660:第五操作 662:第六操作 664:第七操作 666:第八操作 668:第九操作 670:第十操作 672:第十一操作 700:浸入場引導的暴露後烘烤模組 702:模組主體 704:基板傳輸通路 706:浸入式烘烤頭 708:臂 710:冷卻基座 712:基部 720:加熱基座 730:模組容積 740:控制面板 750:傳輸臂 802:流體移除泵 804:電極電源 806:製程流體供應器 808:地線 810:頭部主體 812:第二流體導管 813:流體入口開口 814:第一流體導管 815:流體移除開口 816:夾具 818:電極 820:冷卻劑供應管道 821:表面 822:基座主體 823:基座主體 824:銷孔 826:銷 827:電源線 830:冷卻元件 832:冷卻劑源 850:基板 852:處理容積 854:平坦的底表面 856:支撐表面 858:加熱電源 860:製程流體容積 862:頂表面 864:基板冷卻支撐表面 866:加熱元件 900:方法 902:第一操作 904:第二操作 906:第三操作 908:第四操作 910:第五操作 912:第六操作 914:第七操作 916:第八操作 918:第九操作 920:第十操作 1000:轉盤組件 1002:第三模組罩 1004:第二模組罩 1006:第一模組罩 1008:基板傳輸通路 1010:第三模組 1020:第二模組 1030:第一模組 1040:單元主體 1050:傳輸元件 1102:軸桿 1104:側壁 1106:主體 1108:組件 1110:軸桿 1112:頂表面 1114:銷 1116:表面 1118:內部密封凹槽 1120:外部密封凹槽 1122:底表面 1124:致動器 1126:第一模組製程容積 1128:夾具 1130:地線 1150:基板 1170:第一罩致動器 1202:第二模組製程容積 1204:第三模組製程容積 1206:流體入口 1210:第二模組主體 1212:第二罩軸桿 1214:監測電極 1215:間隔件 1216:電極電源 1217:電隔離器 1218:流體供應器 1220:加熱基座致動器 1221:地線 1222:冷卻基座致動器 1224:冷卻劑源 1228:第三模組主體 1230:軸桿 1232:冷卻元件 1246:加熱元件 1248:加熱基座 1250:電極 1252:製程流體容積 1275:第二罩致動器 1276:第三罩致動器 1278:底表面 1280:底表面 1284:冷卻基座 1286:冷卻基座軸桿 1288:第二電源 1300:可分離的基板支撐件 1302:底表面 1304:第三連接 1306:頂表面 1310:第一連接 1312:第二連接 1315:流體分佈通道 1316:支撐件流體入口 1320:可分離的支撐銷孔 1402:加熱基座電源 1404:基座製程流體源 1406:冷卻基座電源 1408:銷孔 1410:銷孔 1500:方法 1502:第一操作 1504:第二操作 1506:第三操作 1508:第四操作 1510:第五操作 1512:第六操作 1514:第七操作 1516:第八操作 1518:第九操作 1520:第十操作 1522:第十一操作 1524:第十二操作 1526:第十三操作 1132a:基座開口 1132b:基座開口 1132c:基座開口 200a:基板製程裝置 200b:基板製程裝置 A:軸線 B:中心軸線 H ₁:第一高度 H ₂:第二高度 H ₃:高度 H ₄:第四高度 R ₁:中心區域 R ₂:外部區域 θ ₁:第一角度

為了能夠詳細理解本揭示內容的上述特徵，可以藉由參考實施例獲得上文簡要概述的本揭示內容的更詳細的描述，其中一些實施例被示出在附圖中。然而，需要注意的是，附圖只示出示例性的實施例，因此不應被視為對該等實施例的範圍的限制，可以接受其他同等有效的實施例。

圖1A和1B是根據本文描述的一個實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的示意性橫截面圖。

圖1C是根據本文描述的圖1A和1B的實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的橫截面平面圖。

圖2A是根據本文所述的另一個實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的示意性橫截面圖。

圖2B是根據本文所述的又另一個實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的示意性橫截面圖。

圖3是根據本文所述的又另一個實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的示意性橫截面圖。

圖4A-4C是圖2A、2B和3的浸入場引導的暴露後烘烤腔室在不同處理位置的示意性橫截面圖。

圖5是根據本文所述的圖2A、2B和3的實施例的浸入場引導的暴露後烘烤腔室的橫截面平面圖。

圖6A示出根據本文所述的一個實施例的用於執行浸入式暴露後烘烤製程的方法的操作。

圖6B示出根據本文所述的另一個實施例的用於執行浸入式暴露後烘烤製程的方法的操作。

圖7是根據本文所述的實施例的浸入場引導的暴露後烘烤模組的示意平面圖。

圖8A是根據本文所述的實施例的在圖7的浸入場引導的暴露後烘烤模組內的冷卻基座上設置的浸入式烘烤頭的示意性橫截面圖。

圖8B-8C是根據本文所述的實施例的在圖7的浸入場引導的暴露後烘烤模組內的加熱基座上設置的浸入式烘烤頭的示意性截面圖。

圖9示出根據本文所述的又另一個實施例的用於執行浸入式暴露後烘烤製程的另一種方法的操作。

圖10是根據本文所述的實施例的浸入式光刻轉盤組件的示意性平面圖。

圖11是根據本文所述的實施例的圖10的浸入式光刻轉盤組件的第一模組的示意性橫截面圖。

圖12A-12D是根據本文所述的實施例的圖10的浸入式光刻轉盤組件的第二模組和第三模組的示意性橫截面圖。

圖13是根據本文所述的另一個實施例的圖10的浸入式光刻轉盤組件的第一模組的示意性橫截面圖。

圖14是根據本文所述的另一個實施例的圖10的浸入式光刻轉盤組件的第二模組和第三模組的示意性橫截面圖。

圖15示出根據本文所述的實施例的用於執行浸入式暴露後烘烤製程的另一種方法的操作。

為了便於理解，在可能的情況下，使用了相同的附圖標記來表示圖式中共有的相同元件。可以預期，一個實施例的元件和特徵可以有益地併入其他實施例，而無需另外敘述。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

112:中間容積

116:第二電源

118:第一電源

136:氣體泵

144:分度器凹陷

148:加熱元件

150:基板

152:通路

154:夾具

166:監測電極

168:間隔件

172:地線

174:基板支撐表面

201:電極組件

202:致動器

203:導件

204:線性致動器

206:旋轉致動器

208:流體通路

210:第二流體泵

212:電極殼體

216:製程容積

218:殼體密封表面

220:基部密封表面

270:電極

272:密封凹槽

300:基板製程裝置

302:基座

304:流體分佈導管

305:基部組件

Claims (60)

1. 一種基板製程裝置，包括： 一基部組件，包括： 一基座； 一基板支撐件，具有一基板支撐表面； 一貯存器，形成一貯存器容積； 一活塞組件，至少部分地設置在該貯存器容積內；以及 一流體通路，設置在一製程容積與該貯存器之間；以及 一電極組件，包括： 一可滲透的電極；以及 一罩子，圍繞該可滲透的電極的一部分設置。
2. 如請求項1所述的基板製程裝置，其中該可滲透的電極是與該基板支撐表面平行設置的一電極網。
3. 如請求項1所述的基板製程裝置，其中該流體通路是一個或多個弧形開口，該一個或多個弧形開口圍繞該基板支撐表面設置且與該貯存器流體連通。
4. 如請求項1所述的基板製程裝置，其中該活塞耦接到一致動器，該致動器被配置為在該貯存器內升起及降下該活塞。
5. 如請求項1所述的基板製程裝置，其中該電極組件進一步包括： 一監測電極，設置在該可滲透的電極上方；以及 一陶瓷間隔件，設置在該監測電極與該可滲透的電極之間。
6. 如請求項1所述的基板製程裝置，進一步包括：一個或多個夾具，位於該製程容積內並設置在該基板支撐表面的外側。
7. 如請求項1所述的基板製程裝置，其中該基部組件是由一高導電性材料製成的，該高導電性材料具有小於約1x10 ^-3Ω·m的一電阻率。
8. 如請求項1所述的基板製程裝置，其中該罩子具有小於約1x10 ^-3Ω·m的一電阻率。
9. 一種基板製程裝置，包括： 一基部組件，包括： 一基座； 一基板支撐件，具有設置在其上的一基板支撐表面； 一貯存器，形成一貯存器容積；以及 一流體通路，設置在一製程容積與該貯存器之間； 一電極組件，包括： 一電極；以及 一電極殼體，耦接到該電極； 兩個或更多個線性致動器，將該基部組件和該電極組件耦接起來，並被配置為在一開啟位置與一關閉位置之間移動該基部組件和該電極組件；以及 一旋轉致動器，耦接到該基部組件或該電極組件中的一者，並被配置為圍繞一軸線旋轉該基部組件和該電極組件。
10. 如請求項9所述的基板製程裝置，其中該兩個或更多個線性致動器是氣動缸。
11. 如請求項9所述的基板製程裝置，其中該旋轉致動器耦接到該電極殼體。
12. 如請求項9所述的基板製程裝置，其中該基部組件進一步包括： 一基部密封表面，圍繞該基板支撐件設置；以及 該電極組件進一步包括：一殼體密封表面，與該基部密封表面平行設置並圍繞該電極設置。
13. 如請求項9所述的基板製程裝置，其中該流體通路包括一個或多個弧形開口，該一個或多個弧形開口圍繞該基板支撐件設置且與該貯存器流體連通。
14. 如請求項9所述的基板製程裝置，其中該基部組件進一步包括： 一流體入口，流體耦接到該貯存器容積；以及 一流體出口，流體耦接到該貯存器容積。
15. 如請求項9所述的基板製程裝置，進一步包括：一活塞組件，至少部分地設置在該貯存器容積內。
16. 一種基板製程裝置，包括： 一基部組件，包括： 一基座； 該基座的一基板支撐表面；以及 一個或多個流體通路，通過該基部組件設置； 一電極組件，包括： 一電極；以及 一電極殼體，耦接到該電極； 兩個或更多個線性致動器，將該基部組件和該電極組件耦接起來，並被配置為在一開啟位置與一關閉位置之間移動該基部組件和該電極組件；以及 一旋轉致動器，耦接到該基部組件或該電極組件中的一者，並被配置為圍繞一軸線旋轉該基部組件和該電極組件。
17. 如請求項16所述的基板製程裝置，其中該流體通路包括一個或多個弧形開口，該一個或多個弧形開口圍繞該基板支撐表面設置且與一流體供應器流體連通。
18. 如請求項16所述的基板製程裝置，其中該基部組件進一步包括： 一基部密封表面，圍繞該基板支撐表面設置；以及 該電極組件進一步包括：一殼體密封表面，與該基部密封表面平行設置並圍繞該電極設置。
19. 如請求項16所述的基板製程裝置，其中該基部組件進一步包括一個或多個加熱元件。
20. 如請求項16所述的基板製程裝置，其中該旋轉致動器被配置為圍繞一軸線旋轉該基部組件和該電極組件，該軸線通過該基板製程裝置的一質心設置。
21. 一種浸入式烘烤頭組件，包括： 一頭部主體； 一支撐表面，設置在該頭部主體的一下表面上； 一個或多個第一流體導管，通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的中心區域流體連通的一個或多個第一開口； 一個或多個第二流體導管，通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的外部區域流體連通的一個或多個第二開口；以及 一可滲透的電極，耦接到該支撐表面。
22. 如請求項21所述的浸入式烘烤頭組件，進一步包括：一夾具，耦接到該頭部主體的一下表面。
23. 如請求項22所述的浸入式烘烤頭組件，其中該夾具是一機械夾具。
24. 如請求項21所述的浸入式烘烤頭組件，其中該頭部主體耦接到一傳輸臂。
25. 如請求項21所述的浸入式烘烤頭組件，其中該可滲透的電極是一導電網。
26. 如請求項21所述的浸入式烘烤頭組件，其中該可滲透的電極是一電阻率小於約5x10 ^-4Ω·m的一導電材料。
27. 如請求項26所述的浸入式烘烤頭組件，其中該導電材料是銅、鋁、鉑、鋼或摻雜碳化矽中的一者或組合。
28. 一種浸入式烘烤頭組件，包括： 一頭部主體； 一支撐表面，設置在該頭部主體的一下表面上； 一個或多個流體入口導管，通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的中心區域流體連通的一個或多個流體入口開口； 一個或多個流體移除導管，通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的外部區域流體連通的一個或多個流體移除開口；以及 一可滲透的電極，耦接到該支撐表面並與該一個或多個流體入口開口和該一個或多個流體移除開口重疊，其中該可滲透的電極是一電阻率小於約5x10 ^-4Ω·m的一導電材料。
29. 如請求項28所述的浸入式烘烤頭組件，其中該支撐表面的該外部區域是圍繞該支撐表面的該中心區域設置的一環形環。
30. 如請求項28所述的浸入式烘烤頭組件，進一步包括：一夾具，耦接到該頭部主體的一下表面。
31. 如請求項30所述的浸入式烘烤頭組件，其中該夾具是一機械夾具。
32. 如請求項28所述的浸入式烘烤頭組件，其中該一個或多個流體移除開口是設置在該支撐表面內的弧形或圓形的開口。
33. 如請求項28所述的浸入式烘烤頭組件，其中該頭部主體是一電阻率大於約10x10 ¹⁹Ω·m的一絕緣材料。
34. 一種浸入場引導的暴露後烘烤模組，包括： 一浸入式烘烤頭組件，包括： 一頭部主體； 一支撐表面，設置在該頭部主體的一下表面上； 一個或多個第一流體導管，通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的中心區域流體連通的一個或多個第一開口； 一個或多個第二流體導管，通過該頭部主體設置且具有與該支撐表面的外部區域流體連通的一個或多個第二開口；以及 一可滲透的電極，耦接到該支撐表面； 一冷卻基座，具有設置在其中的一個或多個冷卻元件；以及 一加熱基座，具有設置在其中的一個或多個加熱元件。
35. 如請求項34所述的浸入場引導的暴露後烘烤模組，其中該一個或多個冷卻元件包括設置在其中的一個或多個冷卻通道。
36. 如請求項35所述的浸入場引導的暴露後烘烤模組，其中該冷卻基座進一步包括設置在其中的複數個升降銷。
37. 如請求項34所述的浸入場引導的暴露後烘烤模組，其中該一個或多個加熱元件包括複數個電阻式加熱元件。
38. 如請求項34所述的浸入場引導的暴露後烘烤模組，其中該可滲透的電極與該一個或多個流體入口開口和該一個或多個流體移除開口重疊。
39. 如請求項34所述的浸入場引導的暴露後烘烤模組，其中該可滲透的電極是一導電網。
40. 如請求項34所述的浸入場引導的暴露後烘烤模組，其中該頭部主體耦接到一傳輸臂。
41. 一種浸入式光刻轉盤組件，包括： 一第一模組，包括： 一升降表面；以及 複數個升降銷； 一第二模組，包括： 一加熱基座； 一第二模組罩，在該加熱基座與該第二模組罩之間形成一第二模組製程容積；以及 一電極； 一第三模組，包括： 一冷卻基座；以及 一第三模組罩，在該冷卻基座與該第三模組罩之間形成一第三模組製程容積；以及 一傳輸元件，包括複數個開口，該傳輸元件可旋轉以將一第一開口選擇性地定位在該升降表面、該加熱基座和該冷卻基座上方。
42. 如請求項41所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該加熱基座包括設置在其中的複數個加熱元件，該加熱基座可操作來至少部分地通過該第一開口。
43. 如請求項42所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該冷卻基座包括設置在其中的一個或多個冷卻元件，該冷卻基座可操作來至少部分地通過該第一開口。
44. 如請求項41所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該複數個基座開口包括圍繞一中心軸線均勻隔開的三個開口。
45. 如請求項41所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該電極具有小於約5x10 ^-4Ω·m的一電阻率。
46. 如請求項41所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該加熱基座具有小於約5x10 ^-4Ω·m的一電阻率。
47. 如請求項41所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該第二模組罩具有大於約10x10 ¹⁹Ω·m的一電阻率。
48. 如請求項41所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該第二模組進一步包括： 一監測電極，設置在該電極上方；以及 一陶瓷間隔件，設置在該監測電極與該電極之間。
49. 如請求項41所述的浸入式光刻轉盤組件，其中一製程流體入口與該第二模組製程容積流體連通。
50. 一種浸入式光刻轉盤組件，包括： 一第一模組，包括： 一升降表面；以及 複數個升降銷保持器； 一第二模組，包括： 一加熱基座； 一第二模組罩，在該加熱基座與該第二模組罩之間形成一第二模組製程容積；以及 一電極，耦接到該第二模組罩； 一第三模組，包括： 一冷卻基座；以及 一第三模組罩，在該冷卻基座與該第三模組罩之間形成一第三模組製程容積；以及 一轉盤組件，具有通過其設置的複數個基座開口，該複數個基座開口中的每一者被配置為在該升降表面、該加熱基座和該冷卻基座中的每一者上方致動，並且該加熱基座和該冷卻基座中的每一者可操作來至少部分地通過該複數個基座開口。
51. 如請求項50所述的浸入式光刻轉盤組件，進一步包括：一製程流體入口，通過該第二模組罩設置並與該第二模組製程容積流體連通。
52. 如請求項50所述的浸入式光刻轉盤組件，進一步包括：一製程流體入口，通過該冷卻基座設置並與該第二模組製程容積流體連通。
53. 如請求項52所述的浸入式光刻轉盤組件，進一步包括：一可分離的基板支撐件，被配置為設置在該轉盤組件上並在該第一模組、該第二模組和該第三模組中的每一者之間移動。
54. 如請求項50所述的浸入式光刻轉盤組件，進一步包括：一密封凹槽，圍繞該複數個基座開口中的該等基座開口中的每一者設置。
55. 如請求項50所述的浸入式光刻轉盤組件，進一步包括： 一加熱基座致動器，耦接到該加熱基座，並被配置為升高和降低該加熱基座；以及 一冷卻基座致動器，耦接到該冷卻基座，並被配置為升高和降低該冷卻基座。
56. 如請求項50所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該第二模組進一步包括： 一監測電極，設置在該電極上方；以及 一陶瓷間隔件，設置在該監測電極與該電極之間。
57. 如請求項50所述的浸入式光刻轉盤組件，其中該電極是一穿孔電極或一電極網。
58. 一種執行一暴露後烘烤製程的方法，包括以下步驟： 在一第一站處將一基板裝載到一轉盤上； 將該基板從該第一站傳輸到該轉盤上的一第二站； 將該第二站的一加熱基座升高以在一製程位置處接觸該基板的一背側； 在升高該加熱基座之後使用該加熱基座來加熱該基板； 用一製程流體填充一第二模組製程容積，其中該第二模組製程容積設置在該加熱基座與一電極組件的一罩子之間； 在用該製程流體填充該第二模組製程容積之後，使用設置在該電極組件內的一電極來向該基板施加一電場； 將該加熱基座降低到一傳輸位置； 將該基板從該第二站傳輸到該轉盤上的一第三站； 將該第三站的一冷卻基座升高以在一冷卻位置處接觸該基板的一背側； 使用該冷卻基座來冷卻該基板；以及 將該冷卻基座降低到該傳輸位置。
59. 如請求項58所述的執行該暴露後烘烤製程的方法，其中該電場具有小於約10×10 ⁶V/m的一強度。
60. 如請求項58所述的執行該暴露後烘烤製程的方法，進一步包括以下步驟： 在施加該電場之後，使用該加熱基座來將該基板升離該轉盤，並從該第二模組製程容積排出該製程流體；以及 在使用該加熱基座將該基板升離該轉盤之後，將該基板降低到該轉盤上。

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