(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体ウエハ上に形成された超顕微鏡的構造のパターン崩壊を乾燥プロセス中のみならずその他の液体処理中にも阻止するための改善された方法を開発する。【解決手段】ウエハ状物品を処理するための装置及びプロセスにおいて、スピンチャック１は、その上側表面において予め定められた向きにウエハ状物品Ｗを保持する。装置は、少なくとも１つの赤外線加熱素子１２を収容するケース１４を有する加熱アセンブリ２を含む。加熱アセンブリ２は、スピンチャック１の上側表面の上方に、スピンチャック１上に搭載された際のウエハ状物品Ｗに隣接するように取り付けられる。ケース１４は、ガス供給部につながれているガス入口と、ケースからガスを放出するための少なくとも１つの出口とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ状物品を処理するための装置であって、
スピンチャックであって、前記スピンチャックの上側表面に対して予め定められた向きにウエハ状物品を保持するためのスピンチャックと、
少なくとも１つの赤外線加熱素子を収容するケースを含む加熱アセンブリであって、前記スピンチャックの前記上側表面の上方に、前記スピンチャック上に搭載された際にウエハ状物品に隣接するように取り付けられている加熱アセンブリと、前記ケースは、ガス供給部につながれているガス入口と、前記ケースからガスを放出するための少なくとも１つの出口とを含むこと、
を備える装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記加熱アセンブリは、前記スピンチャック上に搭載された際のウエハ状物品の下方に取り付けられ、前記加熱アセンブリは、前記スピンチャックの回転に対して静止している、装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置であって、
前記少なくとも１つの出口は、前記スピンチャックの周縁領域に配置され、前記ケースの半径方向外向きの表面上に開口している、装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置であって、
前記少なくとも１つの出口は、前記ケースの軸方向上向きの表面上に開口しており、これにより、前記スピンチャック上に搭載された際のウエハ状物品の下向き表面に対して前記ケースからガスを放出する、装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の装置であって、更に、
前記ケース内に配置されている温度センサと、前記ケース内で検出された温度に基づいて、前記ケースに入るガスの流量を調整する流量コントローラとを備える装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置であって、
前記流量コントローラは、前記温度センサが所定の冷却点を超える温度を検出したときに、ガスの流量を、好ましくは１００〜２００Ｌ／分の範囲、より好ましくは１２０〜１８０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは１４０〜１６０Ｌ／分の範囲である第１の流量に設定するように構成され、前記温度センサが所定の冷却点以下の温度を検出したときに、ガスの流量を、好ましくは１０〜８０Ｌ／分の範囲、より好ましくは１５〜６０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは２０〜４０Ｌ／分の範囲である第２の流量に設定するように構成される、装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の装置であって、
前記少なくとも１つの赤外線加熱素子は前記ケースの周縁領域に沿って延びており、前記ガス入口は前記ケースの中央領域内に開口しており、前記少なくとも１つの赤外線加熱素子と前記ガス入口との間には、内部室が形成され、これにより、前記ガス入口を通じて前記内部室に供給されるガスの対流加熱による前記少なくとも１つの赤外線加熱素子の冷却を促す、装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の装置であって、
前記スピンチャックは静止している中央ポストを中心にして回転するように取り付けられているチャックボディを含み、前記ケースは前記静止している中央ポストに堅く固定されている基端と、前記チャックボディの上方に配置され前記基端を通じてカンチレバー方式で支えられている末端とを含む、装置。
【請求項９】
ウエハ状物品を処理するための方法であって、
スピンチャック上に予め定められた向きでウエハ状物品を配置し、ケースに収容されている少なくとも１つの赤外線加熱素子を含む赤外線加熱アセンブリが前記ウエハ状物品に隣接するように配置され、
前記ウエハ状物品を前記赤外線加熱アセンブリによって加熱し、
前記少なくとも１つの赤外線加熱素子によるガスの伝導加熱を引き起こす条件の下で、前記ケースのガス入口を通じて前記ケースにガスを導入し、
加熱されたガスを前記ケースの少なくとも１つの出口を通じて前記ケースから放出すること、
を備える方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記加熱されたガスは、前記ケース及び前記スピンチャックの半径方向外向きに放出される、方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、
前記加熱されたガスは、前記ウエハ状物品の下向き表面に対して前記ケースから軸方向上向きに放出され、これにより、前記ウエハ状物品を伝導的に加熱する、方法。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの赤外線加熱素子は前記加熱工程の終わりでオフに切り替えられ、前記ケース内の温度が所定のレベルに下がるまで、好ましくは１００〜２００Ｌ／分の範囲、より好ましくは１２０〜１８０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは１４０〜１６０Ｌ／分の範囲である第１の流量でガスが前記加熱アセンブリの前記ケースに導入され、前記ケース内の温度が前記所定のレベルに下がると、前記ガスは、好ましくは１０〜８０Ｌ／分の範囲、より好ましくは１５〜６０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは２０〜４０Ｌ／分の範囲である第２の流量で前記加熱アセンブリの前記ケースに導入される、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、更に、
前記ケース内の温度を監視し、
前記ケース内で検出された温度に基づいて、前記ケースに入るガスの流量を調整すること、
を備える方法。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法であって、更に、
前記赤外線加熱アセンブリを前記スピンチャックに及び前記ウエハ状物品に対して相対的に静止させたままで、前記スピンチャック及び前記ウエハ状物品を前記加熱中に回転させることを備える方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法あって、
前記加熱工程中に、前記赤外線加熱アセンブリの前記ケースにガスが導入される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ状物品の液体処理のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体処理は、ウェットエッチング及びウェットクリーニングの両方を含む。液体処理では、処理されるべきウエハの表面領域が処理液で濡らされて、ウエハの層が取り除かれる又は不純物が運び去られる。液体処理のための機器が、米国特許第４，９０３，７１７号で説明されている。この機器では、ウエハに付与される回転運動によって、液体の分配が補助され得る。
【０００３】
円盤状物品の表面を乾燥させるための技術は、半導体産業において、生産プロセスにおけるシリコンウエハのクリーニング（例えばプレフォトクリーニング、ポストＣＭＰクリーニング、及びポストプラズマクリーニング）後に使用されるのが一般的である。しかしながら、このような乾燥方法は、コンパクトディスク、フォトマスク、レチクル、磁気ディスク、又はフラットパネルディスプレイなどの、その他の板状物品にも適用することができるだろう。半導体産業において使用されるときは、（例えばシリコン・オン・インシュレータプロセスにおける）ガラス基板、ＩＩＩ−Ｖ基板（例えばＧａＡｓ）、又は集積回路の作成に使用されるその他の任意の基板若しくはキャリアにも適用することができるだろう。
【０００４】
半導体産業では、様々な乾燥方法が知られており、その一部は、半導体ウエハ表面上におけるすすぎ水の表面張力を小さくするために、イソプロピルアルコールを用いている。例えば、米国特許第５，８８２，４３３号を参照せよ。このような方法に対してなされる加熱イソプロピルアルコールの使用を伴う改善が、（２０１０年１０月２８日に出願された）本件出願人の特許出願である国際公開番号ＷＯ２０１１／００７２８７及び米国特許出願番号第１２／９１４，８０２号で説明されている。
【０００５】
しかしながら、尚も、このような半導体ウエハ上に形成された超顕微鏡的構造のパターン崩壊をこのような乾燥プロセス中のみならずその他の液体処理中にも阻止するための改善された方法を開発する必要性が残っている。パターン崩壊は、回転しているウエハの表面上を半径方向外向きに移動する液体の表面張力が、ウエハ表面上に形成された超顕微鏡的構造に損傷力すなわち破壊力を加えるときに、発生する恐れがある。
【０００６】
パターン崩壊の問題は、半導体ウエハの直径が増すにつれて深刻さを増す。例えば、現世代の枚葉式ウェット処理技術は、直径が３００ｍｍのウエハ用に設計されているが、その前の世代の技術は、２００ｍｍウエハ用に設計されており、次世代は、直径が４５０ｍｍ又はそれよりも大きいウエハ用に設計されると考えられる。
【０００７】
特に、ウエハ直径が増すにつれて、ウエハの中央領域に施されたときの液体と、ウエハの周縁に向かって半径方向外向きに移動した後の同じ液体との間に温度差も生じる。
【０００８】
パターン崩壊の問題は、また、超顕微鏡的構造のアスペクト比が増すにつれても深刻を増す。これは、半導体デバイスの製造において現在進行中の趨勢でもある。なぜならば、デバイス寸法を減少させようとする圧力は、総じて、水平方向のレイアウトに対して多く、厚さ方向に対して少なく作用するからである。
【０００９】
本件出願人の同時継続出願である２０１１年９月９日に出願された米国特許出願番号第１３／２２９，０９７号は、赤外線ヒータを伴うスピンチャックについて説明している。赤外線ヒータは、回転式チャックの上側表面と、該チャックによって保持されて回転するウエハの下表面との間に、静止状態で取り付けられる。このチャックは、ウエハの加熱を改善しているが、一方では、ウエハからウエハへのシステムパフォーマンスの一貫性を向上させる必要性が確認されている。
【発明の概要】
【００１０】
したがって、一態様において、本発明は、ウエハ状物品を処理するための装置に関する。この装置は、スピンチャックを含み、このスピンチャックは、その上側表面において予め定められた向きにウエハ状物品を保持する。加熱アセンブリは、少なくとも１つの赤外線加熱素子を収容するケースを含み、スピンチャックの上側表面の上方に、スピンチャック上に搭載された際にウエハ状物品に隣接するように取り付けられる。加熱アセンブリのケースは、ガス供給部につながれているガス入口と、ケースからガスを放出するための少なくとも１つの出口とを含む。
【００１１】
本発明に従う装置の好ましい実施形態では、加熱アセンブリは、スピンチャック上に搭載された際のウエハ状物品の下方に取り付けられ、スピンチャックの回転に関して静止している。
【００１２】
本発明に従う装置の好ましい実施形態では、少なくとも１つの出口は、スピンチャックの周縁領域に配置され、ケースの半径方向外向きの表面上に開口している。
【００１３】
本発明に従う装置の好ましい実施形態では、少なくとも１つの出口は、ケースの軸方向上向きの表面上に開口しており、これにより、スピンチャック上に搭載された際のウエハ状物品の下向き表面に対してケースからガスを放出する。
【００１４】
本発明に従う装置の好ましい実施形態では、温度センサが、ケース内に配置され、流量コントローラが、ケース内で検出された温度に基づいて、ケースに入るガスの流量を調整する。
【００１５】
本発明に従う装置の好ましい実施形態では、流量コントローラは、温度センサが、所定の冷却点を超える温度を検出すると、ガスの流量を、好ましくは１００〜２００Ｌ／分の範囲、より好ましくは１２０〜１８０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは１４０〜１６０Ｌ／分の範囲である第１の流量に設定するように構成され、温度センサが、所定の冷却点以下の温度を検出すると、ガスの流量を、好ましくは１０〜８０Ｌ／分の範囲、より好ましくは１５〜６０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは２０〜４０Ｌ／分の範囲である第２の流量に設定するように構成される。
【００１６】
本発明に従う装置の好ましい実施形態では、少なくとも１つの赤外線加熱素子は、ケースの周縁領域に沿って延びており、ガス入口は、ケースの中央領域内へ開口しており、少なくとも１つの赤外線加熱素子と、ガス入口との間には、内部室が形成され、これにより、ガス入口を通じて内部室に供給されるガスの対流加熱による少なくとも１つの赤外線加熱素子の冷却を促す。
【００１７】
本発明に従う装置の好ましい実施形態では、スピンチャックは、静止している中央ポストを中心にして回転するように取り付けられているチャックボディを含み、ケースは、上記静止している中央ポストに堅く固定されている基端と、チャックボディの上方に配置されている上記基端を通じてカンチレバー方式で支えられている末端とを含む。
【００１８】
別の一態様において、本発明は、ウエハ状物品を処理するための方法（プロセス）に関するものである。この方法は、スピンチャック上に予め定められた向きでウエハ状物品を配置することを含み、ケースに収容されている少なくとも１つの赤外線加熱素子を含む赤外線加熱アセンブリが、ウエハ状物品に隣接するように配置される。ウエハ状物品は、赤外線加熱アセンブリによって加熱される。少なくとも１つの赤外線加熱素子によるガスの伝導加熱を引き起こす条件の下で、ケースのガス入口を通じてケースにガスが導入される。加熱されたガスは、ケースの少なくとも１つの出口を通じてケースから放出される。
【００１９】
本発明に従う方法の好ましい実施形態では、加熱されたガスは、ケース及びスピンチャックの半径方向外向きに放出される。
【００２０】
本発明に従う方法の好ましい実施形態では、加熱されたガスは、ウエハ状物品の下向き表面に対してケースから軸方向上向きに放出され、これにより、ウエハ状物品を伝導的に加熱する。
【００２１】
本発明に従う方法の好ましい実施形態では、少なくとも１つの赤外線加熱素子は、加熱工程の終わりでオフに切り替えられ、ケース内の温度が所定のレベルに下がるまで、好ましくは１００〜２００Ｌ／分の範囲、より好ましくは１２０〜１８０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは１４０〜１６０Ｌ／分の範囲である第１の流量で加熱アセンブリのケースにガスが導入され、ケース内の温度が所定のレベルに下がると、ガスは、ただちに好ましくは１０〜８０Ｌ／分の範囲、より好ましくは１５〜６０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは２０〜４０Ｌ／分の範囲である第２の流量で加熱アセンブリのケースに導入される。
【００２２】
本発明に従う方法の好ましい実施形態では、ケース内の温度が監視され、ケース内で検出された温度に基づいて、ケースに入るガスの流量が調整される。
【００２３】
本発明に従う方法の好ましい実施形態では、スピンチャック及びウエハ状物品は、赤外線加熱アセンブリをスピンチャックに及びウエハ状物品に対して相対的に静止させたままで、加熱中に回転される。
【００２４】
本発明に従う方法の好ましい実施形態では、加熱工程中に、赤外線加熱アセンブリのケースにガスが導入される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
添付の図面を参照にして与えられる本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことによって、本発明のその他の目的、特徴、及び利点が更に明らかになる。
【図１】本発明の第１の実施形態に従うチャックの上面図である。
【図２】図１に描かれたチャックを図２の線ＩＩ−ＩＩに沿って切り取った軸方向の部分断面図であり、適所に配されたウエハが、破線で示されている。
【図３】本発明の第２の実施形態に従うチャックの、図２と同様な図である。
【図４】図２中で指定された細部ＩＶの拡大図である。
【図５】図３中で指定された細部Ｖの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図が参照される。図１及び図２は、ウエハＷを所定の向きで保持するスピンチャック１を描いている。所定の向きは、主要表面が水平に又は水平の±２０°以内に配されるような向きであることが好ましい。スピンチャック１は例えば、米国特許第４，９０３，７１７号で説明されるように、ベルヌーイの法則にしたがって動作するチャックであってよい。
【００２７】
チャック１は、一連の把持ピンを含む。これらのピンは、この実施形態では数が６であり、１０−１から１０−６で示されている。把持ピン１０−１〜１０−６は、ウエハがチャックから横方向に滑り落ちるのを防いでいる。この実施形態では、把持ピン１０−１〜１０−６の上方部分は、ウエハＷに対して下からの支えも提供する。したがって、チャックは、ベルヌーイの法則にしたがって動作する必要はなく、また、ウエハの下にガスクッションを提供するように適応される必要もない。具体的には、各把持ピン１０−１〜１０−６は、円筒状のピン基部の回転軸からずらされた軸に概ね沿って上記基部から垂直方向に突き出した最上方把持部分を含む。この上方把持部分は、更に、以下で更に詳しく説明されるように、ウエハの周縁を収めるように設計された側方陥凹、すなわち切り欠きをそれぞれ含む。
【００２８】
図には示されていないが、スピンチャックは、プロセスチャンバによって取り囲まれてよく、このプロセスチャンバは、本願出願人所有の米国特許第７，８３７，８０３号（国際公開番号ＷＯ２００４／０８４２７８に対応する）にて説明されるようなマルチレベルプロセスチャンバであってよい。スピンチャックは、米国特許第６，５３６，４５４号の図４との関連で説明されるように、静止している周囲チャンバに相対的にチャックを軸方向に移動させることによって又は軸方向に静止しているチャックに相対的に周囲チャンバを軸方向に移動させることによって、選択されたレベルに位置決めすることができる。
【００２９】
チャック１は、更に、チャック上に搭載されたウエハの裏側を加熱するための加熱アセンブリ２を含む。加熱アセンブリ２は、ウエハＷの下向きの面に流体を供給する静止ノズルヘッド２０と一体化される。
【００３０】
加熱アセンブリ２は、曲線状の赤外線加熱素子１２を含み、この素子は、概ね相補的な形状の周縁を有するケース１４に収まっている。以下で説明されるように、加熱アセンブリ２は、回転するチャック及び回転するウエハに対して相対的に静止したままであるので、加熱アセンブリを設計するときは、周方向における加熱素子の分布を無視し、ウエハの半径沿いに利用可能な加熱力を、設計上の主要な検討事項にすることができるだろう。
【００３１】
加熱素子１２は、１本の曲線状の素子であることが好ましい。しかしながら、直線状の又は曲線状の複数の加熱素子を加熱アセンブリに提供することも、本発明の範囲内である。
【００３２】
また、装置で実施されているプロセスの特定の要件にしたがうと、ウエハの様々な領域への赤外線放射の照射を調節するためには、１つ又は複数の加熱素子１２を複数の区域に分けて個別に制御可能にすることが、好ましいとされる。
【００３３】
ケース１４は、この実施形態の吐出アセンブリを形成する静止ノズルと一体化される。図２に更に詳しく示されるように、吐出アセンブリは、後述のように、加熱アセンブリのカバーを貫通するノズルを伴う非回転式（静止）ノズルヘッド２０を含む。この実施形態では、導管２２、２４が、ケース１４の上方に開いたノズル内で終結している。要するに、導管２２、２４は、ケース１４を完全に貫通しているが、ケース１４内に開いてはいない。これらの導管は、例えばそれぞれ乾燥窒素ガス及び脱イオン水をウエハＷの裏側表面に供給することができるだろう。これに対して、導管２６は、ケース１４の内部に開いた１つの又は一群の入口に通じており、加熱素子１２を冷却するために用いられる窒素などのガスを供給する。
【００３４】
導管２４は、中央に配置され、ガス源につながれている。導管を通じて、この導管に関係付けられているノズル３４に、そしてウエハの下向き表面に、窒素又は超清浄空気が導かれる。導管２４は、また、ヒータアセンブリ１２の裏側とスピンチャック１の上側表面との間の空間３２に、窒素又は超清浄空気をパージガスとして供給することもできるだろう。
【００３５】
図２は、また、加熱アセンブリ２が、上にあるウエハＷ及び回転しているチャック１の上側表面の両方から間隔を空けられるようにカンチレバー方式で取り付けられることも示している。ケース１４は、したがって、チャックの又はウエハの回転表面のいずれにも接触しないように十分に剛性である。この実施形態のケース１４は、チャック１の周沿いに約３分の１のみにわたって延びた曲線状の周縁部分を含むが、把持ピン１０−１〜１０−６によって画定される円内に入るスピンチャック１表面の実質全体を覆うようにケースを構成することも考えられる。
【００３６】
スピンチャック１は、中空シャフトモータ４０（図２に概略的に示されている）のロータに取り付けられ、静止ノズルヘッド２０は、スピンチャック１の中央開口を貫通する。中空シャフトモータ４０のステータは、取り付け板４２（図２に概略的に示されている）に取り付けられる。ノズルヘッド２０及び取り付け板４２は、同じ静止フレーム４４（図３に概略的に示されている）に取り付けられる。
【００３７】
この実施形態における導管２６は、ケース１４の内部にそれぞれ開口する４本のチャネル２８−１、２８−２、２８−３、及び２８−４からなるチャネル群に通じている。図１に示されるように、これらのチャネルの端に形成された入口は、ケース１４の比較的中央の領域に開いており、これに対し、赤外線加熱素子１２は、ケース１４の周縁領域に位置決めされた曲線状の部分を含む。したがって、この実施形態におけるケース１４は、赤外線加熱素子１２と、チャネル２８−１、２８−２、２８−３、及び２８−４の入口との間に内部室を含み、この内部室の中では、これらのチャネルを通じて導入されるガスが熱い加熱素子１２に接触するのに伴って、そのガスの伝導加熱が発生することができる。
【００３８】
この実施形態におけるチャネル２８−１、２８−２、２８−３、及び２８−４は、おおよそ直径が２ｍｍで長さが３ｍｍであるが、これらの寸法は、もちろん、設計上の選択事項として可変であってよい。ケース１４は、また、加熱されたガスをケースから脱出させるための少なくとも１つの出口を含む。このような出口の１つが、図２及び図４において３６として見えているが、本実施形態では、チャック及びウエハとおおよそ同心円状に湾曲するケースの壁全体に、このような出口が４つ分布されていることが好ましい。導管２６は、直径がおおよそ５ｍｍの開口を通じてチャネル２８−１、２８−２、２８−３、及び２８−４への供給を行い、出口３６は、直径が約０．１ｍｍであることが好ましい。これらの寸法は、ケース１４内における供給されたガスの伝導加熱を、及びそれゆえに赤外線加熱素子１２の冷却を促すことを見いだされている。ただし、繰り返し述べるが、これらの寸法は、もちろん、設計上の選択事項として可変であってよい。
【００３９】
導管２６は、この実施形態では窒素である冷却ガスの供給部３８につながれ、その供給部３８からのガスの流量は、コンピュータをベースにしたマイクロコントローラ４６によって制御される。このコントローラは、スピンチャック１の動作はもちろん、半導体ウエハの枚葉式ウェット処理用のプロセスモジュール内に一般的に存在する同様な複数の更なるスピンチャックの動作も全て制御することが好ましい。
【００４０】
ケース１４のメインボディ４８及びカバー５２は、赤外線加熱素子１２によって発せられる放射の波長に対して実質的に透明な材料で形成されることが好ましく、これらのケース部品にとって好ましい材料は、石英ガラスである。ケース１４の上向き内部表面は、石英反射コーティング５４でコーティングされることが好ましい。該コーティング５４は、加熱素子１２によって生成された赤外線放射を反射する材料である。このようなコーティング５４は、例えば、金のような金属であってよい、又は不透明な人工水晶材料の膜のような非金属であってよい。
【００４１】
ケース１４内には、温度センサ６２も取り付けられ、その出力は、以下で更に詳しく説明されるように、供給部３８から導管２６へのガスの供給を調整するために、マイクロコントローラ４６によって用いられる。
【００４２】
把持要素１０−１〜１０−６は、偏心して取り付けられている把持部を備えている。把持要素は、その円柱軸を中心にして、全ての把持要素と噛み合わされた歯車１６によって一体的に回転される。偏心把持部は、したがって、ウエハＷが固定される半径方向内側の閉位置と、ウエハＷが解放される半径方向外側の開位置との間でいっせいに動かされる。把持要素１０−１〜１０−６は、（国際公開番号ＷＯ２００９／０１０３９４に対応する）本件出願人の米国特許出願番号第１２／６６８，９４０号で説明されるように、又は２００９年１２月１８日に出願された共同所有の米国特許出願番号第１２／６４２，１１７号で説明されるように作成することができる。把持要素１０−１〜１０−６は、したがって、中心軸を中心にして枢動するように取り付けられた基部から突き出してウエハＷに接触する偏心最上方部分を含む。具体的には、歯車の歯１６は、チャック上方ボディの裏側に中心合わせされ、その周縁の歯車の歯を介し、ピン１０−１〜１０−６のそれぞれの基部に形成された歯車の歯と同時に係合する。ピン１０−１〜１０−６は、スピンチャック１の周縁近辺に均等に分布されており、このようなピン１０は、少なくとも３つ、好ましくは６つ提供される。
【００４３】
任意の上方液体吐出器５０が、上方から処理液を供給しており、これは、例えば（国際公開番号ＷＯ２００６／００８２３６に対応する）共同所有の米国特許第７，８９１，３１４号で説明されるように、様々な異なる処理液を吐出するための複数の異なる液体吐出ノズルを組み入れていることが可能である。上方液体吐出器５０は、ウエハＷがスピンチャック上で回転されるのに伴って、ウエハＷの上向き表面全体に処理液を広がらせるのを助けるために、ウエハＷの半径方向に移動可能であることが好ましい。
【００４４】
図４の詳細では、ウエハＷが、加熱アセンブリ２の上側表面の上方に位置決めされていることがわかる。その一方で、加熱アセンブリ２の下表面は、ギャップ３２によって、チャック１の上側表面から間隔を空けられている。したがって、チャック１及びウエハＷがそろって回転される間、ケース１４を静止ノズル２０に一体化された加熱アセンブリ２は、静止したままである。
【００４５】
好ましくは、カバー５２は、そうでなければ加熱素子１２に接触するかもしれない熱いイソプロピルアルコールなどのプロセス液をケース１４から排除できるように、出口３６を形成されたところを除いてケースボディ４８との間に液密シールを形成している。
【００４６】
この実施形態での加熱素子１２は、二重壁石英管６４の形態をとることが好ましく、この石英管は、アルゴンガスの環境のなかで二重璧石英管６４の内部に密閉された１対のタングステン加熱コイル６６を内包している。加熱素子１２は、更に、その下半分に、加熱素子１２によって生成された赤外線放射を反射する材料であるコーティング又は層６８を含むことが好ましい。このようなコーティング６８は、例えば、金のような金属であってよい、又は不透明な人工水晶材料の膜のような非金属であってよい。
【００４７】
この実施形態での加熱素子１２は、１０００ｎｍ±３００ｎｍに最大ピークを持つ赤外線放射を発することが好ましい。これらの波長は、本装置のなかで処理されるウエハの材料であることが多いシリコンによる高吸収の領域に対応している。好ましくは、赤外線ヒータは、赤外線スペクトルが発せられるように及びその赤外線放射の少なくとも５０％をシリコンウエハのシリコンが吸収するように選択され動作される。
【００４８】
以下では、ウエハＷを処理するためのプロセスが説明される。例えば３００ｍｍシリコンウエハであるウエハＷが、図１、図２、及び図４のスピンチャック１上に配され、把持要素１０−１〜１０−６によってしっかり保持される。スピンチャックは、例えば５００ｒｐｍのスピン速度で回転される。加熱されたイソプロピルアルコールを含む乾燥用の液体が、１５００ｍｌ／分の体積流量でノズル５０を通じてウエハ上側表面の中央に供給される。同時に、ウエハを所望の温度に加熱するために、赤外線加熱アセンブリ２が作動される。
【００４９】
目標温度に達した後、赤外線加熱素子１２は、オフに切り替えられ、マイクロコントローラ４６による制御のもとで、好ましくは１００〜２００Ｌ／分の範囲、より好ましくは１２０〜１８０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは１４０〜１６０Ｌ／分の範囲、最適には約１５０Ｌ／分である第１の流量で窒素ガスが供給部３８から供給される。温度センサ６２が、ケース内部が所定の温度まで冷却されたことを検出したときは、マイクロコントローラ４６は、ガス流量を、この実施形態では好ましくは１０〜８０Ｌ／分の範囲、より好ましくは１５〜６０Ｌ／分の範囲、最も好ましくは２０〜４０Ｌ／分の範囲、最適には約３０Ｌ／分である第２の流量に大幅に減少させる。
【００５０】
ケースが十分に冷却された後も、低めの流量でガスを流し続ける理由は、出口３６を通じてケース１４にプロセス液が侵入するのを防ぐ流体シールを提供するためである。したがって、その目的を達成するのに十分な任意のガス流量が、第２の流量として考えられ、ただし、具体的な流量は、処理条件と、締め出されるべきプロセス液とに応じて変動する。
【００５１】
本実施形態に従う装置は、５０〜１００℃のウエハ加熱温度範囲にわたって用いられることが好ましく、これは、好ましい赤外線加熱素子における２〜４ｋＷの加熱エネルギ範囲に相当する。上記の本件出願人が所有する出願と比べて、ウエハ間のズレが更に低減され、繰り返しの精度、ウエハ温度の均一性、ウエハの加熱時間及び冷却時間が更に向上される。
【００５２】
次に、図３及び図５を参照すると、本発明に従う方法及び装置の第２の実施形態は、出口５６が出口３６に取って代わり、対流加熱されたガスがケース１４からウエハＷの下向き表面に対して放出されるように軸方向に上向きであるという点で、前述されたものと異なっている。上向きの開口５６は、チャック１の周縁領域にあるので、ベルヌーイ効果を確立してウエハをチャックピンからの下支えなく支えるためのガスクッションを提供するためにも使用することができる。
【００５３】
更に、この第２の実施形態では、内部室が省かれており、加熱素子１２の形状に相補的であって加熱素子１２を収める凹所までチャネル２８−１から２８−４が達している。この実施形態では、加熱素子１２がオンに切り替わっている間にケース１４内へガスが供給され、したがって、ウエハＷは、赤外線素子１２からの放射熱と、開口５６から放出される加熱済みガスからの対流加熱とによる二重のメカニズムによって加熱される。
【００５４】
この実施形態は、任意に、第１の実施形態との関連で説明されたような内部室を含んでもよく、また、１つの実施形態のなかに、両タイプの出口、すなわち出口３６及び出口５６を提供することも考えられる。
【００５５】
本発明は、その好ましい各種の実施形態との関連で説明されてきたが、これらの実施形態は、単に、発明を解説するために提供されたものであり、添付の特許請求の範囲の真の範囲及び趣旨によって与えられる保護範囲を制限するための名目として使用されてはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
2014042027000001.pdf