(57)【要約】【課題】ナノスケールの半導体処理のためにバブルフリーの液体を生成するためのシステムおよび方法【解決手段】バブルフリーの液体を生成するためのシステムは、連続液体ソースと非バブル化チャンバとを含む。非バブル化チャンバは、出口と入口とを含む。入口は、供給管によって連続液体ソースの出口につながれる。非バブル化チャンバは、また、非バブル化チャンバの側壁内に少なくとも１つの口を含む。少なくとも１つの口は、非バブル化チャンバの入口から少なくとも長さＬの位置にある。バブルフリーの液体を生成するための方法も説明される。【選択図】図１
2009500825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バブルフリーの液体を生成するためのシステムであって、
連続液体ソースと、非バブル化チャンバとを備え、
該非バブル化チャンバは、
供給管によって前記連続液体ソースの出口につながれた入口と、
出口と、
前記非バブル化チャンバの側壁内に設けられ、前記非バブル化チャンバの前記入口から少なくとも長さＬの位置にある、少なくとも１つの口と、を含む
システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記連続液体ソースは、前記液体のおおよその沸点より低い温度に前記液体を加熱するための加熱器を含むシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つの口は、冷却器につながれたシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記連続液体ソースは、貯蔵タンクを含むシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、
前記連続液体ソースは、前記貯蔵タンクにつながれた液体供給を含むシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記連続液体ソースは、連続式のポンプを含むシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、
前記連続式のポンプは、遠心ポンプまたはＬｅｖｉｔｒｏｎｉｘ社のベアリングレスポンプのうちの少なくとも一つからなるシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムであって、
前記濡れ材料は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥＴ（商品名「Ｅｒｔａｌｙｔｅ」（商標））、またはステンレス鋼のうちの少なくとも一つからなるシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムあって、
前記長さＬは、前記非バブル化チャンバの直径の少なくとも１０倍に等しいシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムであって、
前記非バブル化チャンバは、前記供給管の断面積にほぼ等しい断面積を有するシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムであって、
前記非バブル化チャンバは、前記供給管の断面積より大きい断面積を有するシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、
前記非バブル化チャンバは、段階移行式の管によって前記供給管につながれるシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記口は、前記非バブル化チャンバの周囲に配置されるシステム。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記非バブル化チャンバの前記出口は、背圧デバイスを含むシステム。
【請求項１５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記非バブル化チャンバの前記出口は、前記連続液体ソースの入口につながれるシステム。
【請求項１６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記非バブル化チャンバの側壁内の前記少なくとも１つの口は、フォトリソグラフィシステム、めっきシステム、電気めっきシステム、または液体メニスカスシステムのうちの少なくとも一つにつながれるシステム。
【請求項１７】
バブルフリーの液体を生成するためのシステムであって、
加熱器と、貯蔵タンクと、連続式のポンプとを含む連続液体ソースと、非バブル化チャンバとを備え、
前記非バブル化チャンバは、
供給管によって前記連続液体ソースの出口につながれた入口と、
背圧デバイスを含み、前記連続液体ソースの入口につながれた出口と、
前記非バブル化チャンバの側壁内に設けられ、前記非バブル化チャンバの前記入口から前記非バブル化チャンバの直径の少なくとも１０倍に等しい長さＬの位置にあり、冷却器につながれた、少なくとも１つの口と、を含む
システム。
【請求項１８】
液体を非バブル化する方法であって、
供給管によって前記連続液体ソースの出口につながれた入口と
出口と、
前記非バブル化チャンバの側壁内に設けられ、前記非バブル化チャンバの前記入口から少なくとも長さＬの位置にある、少なくとも１つの口と、
を含む非バブル化チャンバを用意し、
該非バブル化チャンバを通じて連続した液体の流れを提供し、
前記非バブル化チャンバの側壁内の前記少なくとも１つの口からほぼバブルフリーの液体を引く
方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記液体は、前記液体のおおよその沸点より低い温度に加熱される方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法であって、
前記液体は、前記非バブル化チャンバ内において、約５ｐｓｉｇから約１００ｐｓｉｇの圧力を有する方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの口を通る流量は、前記非バブル化チャンバに流れ込む総流量の約２０％未満である方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの口を通って流れる前記液体からは、約１００ｎｍより大きいバブルが取り除かれている方法。
【請求項２３】
請求項１８に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの口を通って流れる前記液体は、所望の温度に冷却される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、流体の取り扱いに関するものであり、より具体的には、流体からバブルを取り除くための方法およびシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスは、半導体を液体に浸漬させる多くのプロセスを含む。例えば、液体エッチングプロセス、洗浄プロセス、すすぎプロセス、フォトリソグラフィシステム、または電気めっきプロセスがある。特徴およびデバイスのサイズは、どんどん小型化を続けている。もし、液体中に発生するバブルが、その液体によって処理されている特徴およびデバイスより大きいと、このようなバブルは、液体プロセスのパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、もし、１０ミクロンの直径を有するバブルが半導体の表面上に形成され、この半導体が０．２５ミクロンまたはそれ未満のデバイスおよび特徴を上に形成されると、これらのバブルは、０．２５ミクロンまたはそれ未満のデバイスおよび特徴のいくつかを包み込む可能性がある。このようなバブルは、包み込まれるデバイスおよび特徴にプロセスが施されるのを妨げる可能性がある。
【０００３】
以上から、半導体プロセスのためにほぼバブルフリーの液体を施すシステムおよび方法が必要とされていることがわかる。
【発明の開示】
【０００４】
概して、本発明は、ほぼバブルフリーの液体を生成するためのシステムおよび方法を提供することによって、これらのニーズを満たすものである。本発明は、プロセス、装置システム、コンピュータ可読媒体、またはデバイスを含む、数多くの形態で実現されうることを理解されるべきである。以下では、本発明についていくつかの発明力ある実施形態が説明される。
【０００５】
バブルフリーの液体を生成するためのシステムは、連続液体ソースと非バブル化チャンバとを含む。非バブル化チャンバは、出口と入口とを含む。入口は、供給管によって連続液体ソースの出口につながれる。非バブル化チャンバは、また、非バブル化チャンバの側壁内に少なくとも１つの口を含む。少なくとも１つの口は、非バブル化チャンバの入口から少なくとも長さＬの位置にある。
【０００６】
連続液体ソースは、液体のおおよその沸点より低い温度に液体を加熱するための加熱器を含むことができる。少なくとも１つの口は、冷却器につなぐことができる。連続液体ソースは、貯蔵タンクを含むことができる。連続液体ソースは、貯蔵タンクにつながれた液体供給を含むことができる。
【０００７】
連続液体ソースは、連続方のポンプを含むことができる。連続式のポンプは、遠心ポンプまたはＬｅｖｉｔｒｏｎｉｘ社のベアリングレスポンプのうちの少なくとも一つからなることができる。
【０００８】
濡れ材料は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥＴ（例えば、商品名「Ｅｒｔａｌｙｔｅ」（商標）、またはステンレス鋼のうちの少なくとも一つを含むことができる。長さＬは、非バブル化チャンバの直径の少なくとも１０倍に等しいことが可能である。非バブル化チャンバは、供給管の断面積にほぼ等しい断面積を有することができる。
【０００９】
非バブル化チャンバは、供給管の断面積より大きい断面積を有することができる。非バブル化チャンバは、段階移行式の管によって供給管につなげることができる。
【００１０】
口は、非バブル化チャンバの周囲に配置することができる。非バブル化チャンバの出口は、背圧デバイスを含む。非バブル化チャンバの出口は、連続液体ソースの入口につながれる。非バブル化チャンバの側壁内の少なくとも１つの口は、フォトリソグラフィシステム、めっきシステム、電気めっきシステム、または液体メニスカスシステムのうちの少なくとも一つにつながれる。
【００１１】
もう１つの実施形態は、バブルフリーの液体を生成するためのシステムを提供する。システムは、加熱器と、貯蔵タンクと、連続式のポンプとを含む連続液体ソースを含む。システムは、また、供給管によって入口を連続液体ソースの出口につながれた非バブル化チャンバを含む。非バブル化チャンバは、また、背圧デバイスを含む出口を含む。出口は、連続液体ソースの入口につながれる。非バブル化チャンバは、また、非バブル化チャンバの側壁内に少なくとも１つの口を含む。少なくとも１つの口は、非バブル化チャンバの入口から、非バブル化チャンバの直径の少なくとも１０倍に等しい長さＬの位置にある。少なくとも１つの口は、冷却器につながれる。
【００１２】
更にもう１つの実施形態は、液体を非バブル化する方法を提供する。方法は、非バブル化チャンバを通じて連続した液体の流れを提供することを含む。非バブル化チャンバは、出口と、供給管によって連続液体ソースの出口につながれた入口とを含む。非バブル化チャンバは、また、非バブル化チャンバの側壁内に少なくとも１つの口を含む。少なくとも１つの口は、非バブル化チャンバの入口から少なくとも長さＬの位置にある。方法は、更に、非バブル化チャンバの側壁内の少なくとも１つの口からほぼバブルフリーの液体を引くことを含む。
【００１３】
液体は、液体のおおよその沸点より低い温度に加熱することができる。液体は、非バブル化チャンバ内において、約５ｐｓｉｇから約１００ｐｓｉｇの圧力を有する。
【００１４】
少なくとも１つの口を通る流量は、非バブル化チャンバに流れ込む総流量の約２０％未満である。少なくとも１つの口を通って流れる液体からは、約１００ｎｍより大きいバブルが取り除かれている。少なくとも１つの口を通って流れる液体は、また、所望の温度に冷却することができる。
【００１５】
本発明の原理を例示した添付の図面に合わせて行われる以下の詳細な説明から、本発明の他の特徴および利点が明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、添付の図面にあわせた以下の詳細な説明によって、容易に理解される。
【００１７】
半導体プロセスに使用されるなどのほぼバブルフリーの液体を提供するためのいくつかの代表的な実施形態が説明される。当業者ならば、本明細書で特定された一部または全部の詳細を伴わなくとも本発明を実施可能であることが明らかである。
【００１８】
半導体製造は、製造プロセスの一環として、半導体基板に多数回に渡って液体および液膜を加えることを行う。使用される液体がほぼバブルフリーであれば、半導体基板に液体および液膜を加えることを含む多くのプロセス（すなわち液体プロセス）のパフォーマンス（例えば有効性、速度など）を向上させることが可能である。
【００１９】
液体の移送中に液体を撹拌または爆気すると、液体中にバブルが発生する可能性がある。液体は、また、溶解ガスを含む可能性もある。溶解ガスは、液体中にバブルを形成する可能性がある。
【００２０】
図１は、本発明の１つの実施形態にしたがった、ほぼバブルフリーの液体を提供するためのシステム１００のブロック図である。システムは、供給管１０６によって非バブル化チャンバ１０４につながれた液体ソース１０２を含む。非バブル化チャンバ１０４は、出口１０８と、側壁１０４Ａに開けられた１つまたは２つ以上の口１１０Ａ〜１１０Ｃとを含む。口１１０Ａ〜１１０Ｃは、ほぼバブルフリーの液体を使用する消費側プロセス１３０にほぼバブルフリーの液体を供給する管１２０につながれている。システム１００は、約１００ｎｍより大きい全てのバブルを液体から十分に取り除く。システム１００は、あらゆるタイプの液体（例えば水、脱イオン水、電解質、エッチング化学剤、洗浄化学剤など）からバブルを取り除くことができる。
【００２１】
液体が非バブル化チャンバ１０４を通って流れるにつれて、バブル１０５は、流れの中央に形成され寄り集まる傾向がある。その結果、側壁１０４Ａに沿って流れる液体に含まれるバブルは、どんどん少なくなる傾向がある。液体が非バブル化チャンバ１０４を通って遠くへ流れるほど、バブル１０５は流れの中央に寄り集まり、側壁１０４Ａに沿って流れる液体中に残るバブルは少なくなる。液体が非バブル化チャンバ１０４の入口１１２から距離Ｌを流れると、側壁１０４Ａに沿って流れる液体はほぼバブルフリーになる。口１１０Ａ〜１１０Ｃは、非バブル化チャンバ１０４の側壁１０４Ａ内で、入口１１２から距離Ｌを経た任意の位置であってよい。
【００２２】
距離Ｌは、液体の流量および圧力、並びに供給管１０６の断面積および非バブル化チャンバ１０４の断面積の比率の関数である。
【００２３】
液体の加熱は、また、バブルおよび溶解ガスを取り除くこともできる。図２は、本発明の１つの実施形態にしたがった、温度に対する溶解ガスの関係のグラフ２００である。グラフ２００は、水の温度と比較した場合の水中の酸素および窒素の濃度を示している。グラフ２００によって示されるように、水の温度が上昇するにつれ、酸素および窒素の濃度は減少する。水の温度が水の沸点に達すると、水は、蒸気（水蒸気）のバブルを形成しはじめる。したがって、溶解ガスを十分に取り除くために液体温度の上昇させることは、その液体の沸点未満のある時点までに制限される。
【００２４】
図３は、本発明の１つの実施形態にしたがった、ほぼバブルフリーの液体を提供するためのシステム３００のブロック図である。システム３００は、連続ソース１０２’と非バブル化チャンバ１０４とを含む。連続ソース１０２’は、貯蔵タンク３０２と熱源３０４とを含む。熱源３０４は、液体を、摂氏約２０度から、液体の沸点の約８０％またはそれより高く加熱することができる。例えば、液体が水である場合、熱源３０４は、水を、摂氏約２０度から、摂氏約１２０度またはプロセス条件におけるプロセス液体の沸点未満に加熱することができる。
【００２５】
液体ソース３１０は、貯蔵タンク３０２に液体を供給する。貯蔵タンク３０２は、少なくともシステム３００に供給を行うのに十分な大きさの容量を有することができる。例えば、ポンプ３１２、供給管３１６、非バブル化チャンバ１０４、および戻し管３１６が約１リットルの容量を有する場合、貯蔵タンク３０２は、約２リットルの容量を有することができる。貯蔵タンク３０２は、また、約１０リットルまたはそれを更に超えるなど大幅に大きい容量を有することもできる。
【００２６】
ポンプ３１２は、貯蔵タンク３０２の出口につながれた入口を含む。ポンプ３１２は、また、供給管３１６につながれた出口も含む。ポンプ３１２は、連続流式のポンプであることが可能である。連続流ポンプは、０２５４１マサチューセッツ州ウォルサムのファーストウェーブ８５所在のＬｅｖｉｔｒｏｎｉｘ  ＬＣ社のベアリングレスポンプなどの遠心ポンプを含むことができる。
【００２７】
供給管１０６は、非バブル化チャンバ１０４の入口１１２につながれる。供給管１０６と、非バブル化チャンバ１０４の入口１１２との間には、段階移行３２６が含まれることも可能である。段階移行３２６は、供給管１０６から非バブル化チャンバ１０４の入口１１２へと液体の流れの断面を徐々に増大または減少させることができる。例えば、供給管１０６が非バブル化チャンバ１０４の入口１１２より小さい断面を有する場合、段階移行３２６は、液体の流れの断面を徐々に増大させることができる。段階移行３２６は、液体の流れの中の乱流を減少させる。非バブル化チャンバ１０４の出口１０８は、戻し管３１６につながれている。戻し管３１６は、非バブル化チャンバ１０４の出口１０８から流れる液体を、それが何であれ、貯蔵タンク３０２へと戻らせる。
【００２８】
供給管１０６は、非バブル化チャンバ１０４の断面積より小さいまたはそれに等しい断面積を有することができる。例えば、供給管１０６は、ほぼ円形の断面と、約１．２７センチの直径とを有することができ、非バブル化チャンバ１０４は、ほぼ円形の断面と、約２．５４センチの直径とを有することができる。戻し管３１６は、非バブル化チャンバ１０４の断面積より小さいまたはそれに等しい断面積を有することができる。例えば、戻し管３１６は、ほぼ円形の断面と、約１．９１センチの直径とを有することができ、非バブル化チャンバ１０４は、ほぼ円形の断面と、約２．５４センチの直径とを有することができる。
【００２９】
戻し管３１６と供給管１０６とは、ほぼ同じまたは異なる断面積を有することができる。非バブル化チャンバ１０４、供給管１０６、および戻し管３１６の断面積は、ほぼ同じまたは異なる断面形状を有することができる。例えば、非バブル化チャンバ１０４、供給管１０６、および戻し管３１６のぞれぞれは、円形、楕円形、長方形、または多角形の断面形状を有することができる。
【００３０】
非バブル化チャンバ１０４は、複数の口１１０Ａ〜１１０Ｃを含むことができる。複数の口１１０Ａ〜１１０Ｃのそれぞれは、管１２０に接続される。管１２０は、弁３２２を含むことができる。
【００３１】
口１１０Ａ〜１１０Ｃは、非バブル化チャンバ１０４の断面積の約２分の１より小さい断面積を有することができる。例えば、非バブル化チャンバ１０４が、ほぼ円形の断面と、約２．５４センチの直径とを有する場合、口１１０Ａ〜１１０Ｃは、ほぼ円形の断面積と、約１．２７センチ未満の直径とを有することができる。
【００３２】
複数の口１１０Ａ〜１１０Ｃのぞれぞれは、異なる断面積を有することができる。例えば、複数の口の第１の口１１０Ａが、ほぼ円形の断面積と、約１．２７センチ未満の直径とを有する一方で、複数の口の第２の口１１０Ｂは、ほぼ円形の断面積と、約０．６４センチ未満の直径とを有することができる。なお、口１１０Ａ，１１０Ｂは、任意の形状を有することができ、ほぼ円形の口に限定されないことを理解されるべきである。例えば、口１１０Ａ，１１０Ｂは、円形、四角形、多角形、楕円形、涙形、またはその他の断面形状を有することができる。
【００３３】
複数の口１１０Ａ〜１１０Ｃは、それぞれ、非バブル化チャンバ１０４の外周に分布させることができる。例えば、複数の口の第１の口１１０Ａは、図に示されるように、非バブル化チャンバ１０４の「底部」に設けることができる。複数の口の第２の口１１０Ｂは、図に示されるように、非バブル化チャンバ１０４の「頂部」に設けることができる。複数の口の第３の口１１０Ｃは、第１の口１１０Ａよりも非バブル化チャンバ１０４の入口１１２の近くに設けることができる。
【００３４】
戻し管３１６は、また、背圧デバイス３２０を含む。背圧デバイス３２０は、非バブル化チャンバ１０４内の液体の第１の圧力と、背圧デバイス３２０の出口側３２２の液体の第２の圧力との間に圧力差があることを保証する。背圧デバイス３２０は、また、非バブル化チャンバ１０４を通る液体が一定の圧力および流量であることを保証する。背圧デバイ３２０は、流量コントローラのようにアクティブ制御式のデバイスであることが可能である。あるいは、背圧デバイス３２０は、オリフィスのような流量制限デバイスであることが可能である。システム３００は、またシステム３００のその他の構成要素１０４，３０２，３１０，３１２，３２０，３２４，３３０につなぐことができるコントローラ３４０を含むこともできる。コントローラ３４０は、また、背圧デバイス３２０の応答とポンプ３１２とをつなぐこともできる。例えば、コントローラ３４０は、非バブル化チャンバ１０４内で所望の流量および圧力を維持できるよう、ポンプ３１２の速度（例：毎分回転数）を変化させることができる。コントローラ３４０はシステム３００用の所望の動作パラメータを含むレシピ３４２を含むことができる。非バブル化チャンバ１０４内の液体の圧力は、約０．５ｐｓｉｇから約１００ｐｓｉｇまでの範囲である。
【００３５】
システム３００は、また、ほぼバブルフリーの液体を冷却するための冷却器３３０を含むこともできる。冷却器３３０は、管１２０内の液体を所望の使用温度に冷却することができる。
【００３６】
システム３００は、完全に閉じられ、任意の所望の圧力に維持することができる。例えば、貯蔵タンクは、液体中に溶解された任意のガスのガス抜きを促進するために低圧（例えば０〜７６０トール）を含むことができる。
【００３７】
システム３００は、また、複数の非バブル化チャンバ１０４を含むこともできる。例えば、単一の供給管１０６を、複数の非バブル化チャンバの入口につなぐことができる。同様に、戻し管３１６は、複数の非バブル化チャンバの出口につなぐことができる。
【００３８】
システム３００は、ほぼバブルフリーの液体を単一の消費側プロセス１３０に供給するユースポイントであることが可能である。システム３００は、また、ほぼバブルフリーの液体を複数の消費側プロセス１３０に提供することもできる。
【００３９】
システム３００の構成要素１０４，１０６，１２０，３０２，３１２，３１６，３２０，３３０は、任意の適切な材料で構成することができる。例えば、もし液体が水であるならば、構成要素１０４，１０６，１２０，３０２，３１２，３１６，３２０，３３０は、ポリ二フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ四フッ化エチレン（ＤｕＰｏｎｔ社のＴｅｆｌｏｎ（商標）などのＰＴＦＥ材料）、ＰＥＴ（商品名「Ｅｒｔａｌｙｔｅ」（商標）、ステンレス鋼、および他の材料、並びにそれらの組み合わせで構成することができる。
【００４０】
図４は、本発明の１つの実施形態にしたがった、ほぼバブルフリーの液体を提供するために実施される方法操作４００を示したフローチャートである。操作４０５では、貯蔵タンク３０２が液体で満たされる。液体は、液体中の大きめのバブルの多くを解放するために、貯蔵タンク３０２に一時的に保管することを随意に行うことができる。
【００４１】
随意の操作４１０において、熱源は、液体中に溶解された任意のガスを十分に取り除くのに十分な温度に液体を加熱することができる。例えば、熱源は、液体の初期温度（すなわち加熱なしの時点）から液体の沸点未満の範囲内の任意の温度間で液体を加熱することができる。
【００４２】
操作４１５において、ポンプ３１２は、貯蔵タンク３０２から供給管１０６、非バブル化チャンバ１０４、および戻し管３１６へと液体を送り込む。液体は、非バブル化チャンバ１０４内の状態を安定化させるため、ポンプ３１２、供給管１０６、非バブル化チャンバ１０４、および戻し管３１６の中を所定の期間に渡って流れさせることができる。例えば、液体は、ポンプ３１２、供給管１０６、非バブル化チャンバ１０４、および戻し管３１６の中を約３０秒間から約５分間の期間に渡って流れさせることができる。
【００４３】
操作４２０では、ほぼバブルフリーの液体を、非バブル化チャンバ１０４から口１１０Ａ〜１１０Ｃを通して管１２０へと引くことができる。例えば、ほぼバブルフリーの液体を非バブル化チャンバ１０４から口１１０Ａ〜１１０Ｃを通して引くために、弁３２４を開くことができる。ほぼバブルフリーの液体の流量は、非バブル化チャンバ１０４に流れ込む総流量の約２０％未満である。
【００４４】
随意の操作４２５では、ほぼバブルフリーの液体を冷却することができる。例えば、ほぼバブルフリーの液体は、所望の温度に冷却するために、冷却器３３０を通って流れることができる。
【００４５】
操作４３０では、ほぼバブルフリーの液体を１つまたは２つ以上の消費側プロセスに送ることができ、そうして方法操作を終了することができる。例えば、ほぼバブルフリーの液体は、電気めっきプロセス、または浸漬式フォトリソグラフィプロセスなどのフォトリソグラフィプロセスに送ることができる。ほぼバブルフリーの液体は、連続的に、または間欠的に（すなわちオンデマンドで）消費側プロセスに送ることができる。
【００４６】
図５は、本発明の１つの実施形態にしたがった、ほぼバブルフリーの液体を使用する浸漬式フォトリソグラフィシステム５００のブロック図である。システム５００は、図３および図４で説明されたようなほぼバブルフリーの液体のシステム３００を含む。システム５００は、また、フォトリソグラフィソース５０１とレンズ５０２とを含む。フォトリソグラフィソース５０１は、当該分野において周知である。レンズ５０２は、ほぼバブルフリーの液体５０４の層に浸漬されている。レンズ５０２からは、光またはエネルギ５０４が放射される。レンズ５０２をほぼバブルフリーの液体５０４の層に浸漬させることによって、光５０３に影響を及ぼす唯一の回折が液体の回折係数であることが保証される。液体５０４はほぼバブルフリーであるので、光５０３に干渉するバブルは存在しないことになる。その結果、より多くの光５０３が、処理されている層５１２に接触することになる。
【００４７】
図６は、本発明の１つの実施形態にしたがった、ほぼバブルフリーの液体を使用する電気めっきシステム６００のブロック図である。電気めっきシステム６００は、図３および図４で説明されたようなほぼバブルフリーの液体のシステム３００を含む。電気めっきシステム６００は、また、電解質液６０８を貯蔵するための電気めっきチャンバ６０２と、電極６０４Ａ，６０４Ｂとを含む。電解質液６０８には、対象６０６（例えば半導体基板またはその他の対象）が十分に浸されている。電解質６０８中のバブルをほぼバブルフリーの液体のシステム３００内で十分に排除することによって、電気めっきシステム６００の有効性を高められる。
【００４８】
図７は、本発明の１つの実施形態にしたがった、ほぼバブルフリーの液体を使用する近接ヘッドシステム７００のブロック図である。近接ヘッドシステム７００は、図３および図４で説明されたようなほぼバブルフリーの液体のシステム３００を含む。システム７００は、また、近接ヘッド制御およびアクチュエータ７０１を含む。ほぼバブルフリーの液体のシステム３００は、ほぼバブルフリーの液体を近接ヘッド制御およびアクチュエータ７０１に提供する。近接ヘッド制御およびアクチュエータ７０１は、ほぼバブルフリーの液体を近接ヘッド７０２へと送る。近接ヘッド７０２は、液体メニスカス７０４を形成するためにほぼバブルフリーの液体を使用する。メニスカス内のほぼバブルフリーの液体は、処理されている層５１２に施されるプロセス（例えば洗浄、すすぎ、乾燥、エッチングなど）を向上させることができる。
【００４９】
液体メニスカスは、２００４年１月３０日付けで出願され「動的液体メニスカスと組み合わせた応力フリーのエッチング処理（Stress Free Etch Processing in Combination with a Dynamic Liquid Meniscus）」と題された同一所有権者による同時係属の米国特許出願第１０／７６９，４９８号に記載されるように、近接ヘッドで操作することができる。動的液体メニスカスプロセスは、基板の表面積の非常に小さい部分を処理することを可能にする。そうして、加えられる力を非常に正確に制御することを可能にする。
【００５０】
図８Ａは、本発明の１つの実施形態にしたがった、代表的な基板処理操作を実施する近接ヘッド８２０を示している。近接ヘッド８２０は、１つの実施形態では、洗浄、研磨、またはその他の処理操作を行うために、基板８３０の上面８３０ａに接近した状態で移動する。なお、近接ヘッド８２０は、基板８３０の底面８３０ｂを処理する（例えば洗浄する、研磨するなど）ために用いられてもよいことを理解されるべきである。１つの実施形態では、基板８３０が回転しているので、近接ヘッド８２０は、流体が上面８３０ａから取り除かれる間、ヘッドの動きに合わせて直線的に移動されてよい。メニスカス８１６は、ソース入口８０２を通してＩＰＡ８１０を、ソース出口８０４を通して真空８１２を、そしてソース入口８０６を通して脱イオン水８１４を施すことによって生成することができる。
【００５１】
図８Ｂは、本発明の１つの実施形態にしたがった近接ヘッド８２０の一部を示した上面図である。１つの実施形態の上面図では、左から右へ向かって、ソース入口８０２のセット、ソース出口８０４のセット、ソース入口８０６のセット、ソース出口８０４のセット、そしてソース入口８０２のセットである。したがって、近接ヘッド８２０とウエハ８３０との間の領域にＮ2／ＩＰＡおよびＤＩＷが入力されるとともに、真空は、ウエハ８３０上に残留しうる任意の流体膜とあわせてＮ2／ＩＰＡを取り除く。本明細書で説明されるソース入口８０２、ソース入口８０６、およびソース出口８０４は、例えば円形の口や四角形の口など任意の適切な幾何学形状であってもよい。１つの実施形態では、ソース入口８０２，８０６およびソース出口８０４は、円形の口を有する。
【００５２】
図９Ａは、本発明の１つの実施形態にしたがった、代表的な近接ヘッド９００を示している。図９Ｂは、本発明の１つの実施形態にしたがった、近接ヘッド９００および近接ヘッド９００によって形成されるメニスカス９５０の断面図を示している。近接ヘッド９００は、複数のプロセス化学剤入口９０４からなる１つの環と、複数のＩＰＡ入口９０２，９０８からなる２つの環と、複数の真空出口９０６からなる環とを含む。各種の入口９０２，９０４，９０８および出口９０６は、センサ９２０の周囲に配される。センサ９２０は、処理ヘッド９００によって施されている製造プロセスの進行具合を評価することができる計測センサである。上述された終点検出のシステムおよび方法の使用を可能にするため、センサは、光学式の終点検出センサであることが可能である。
【００５３】
メニスカス９５０は、液体メニスカスを取り除かれたためセンサ９２０がウエハ８３０の表面との間でメニスカス９５０からの処理化学剤による干渉を受けない「乾燥」中央領域９５２を含むことができる。ウエハ８３０を回転させ、近接ヘッド９００で、したがってセンサ９２０でウエハ８３０を走査することによって、近接ヘッドでウエハの処理を行いつつウエハの表面全体をｉｎ−ｓｉｔｕで走査することができる。センサ９２０は、また、エッチングプロセスのリアルタイムのフィードバックを提供することもできる。プロセスを制御する制御システムにリアルタイムのフィードバックを提供することによって、プロセスの閉ループ制御が提供される。プロセスの閉ループ制御は、制御システムによってプロセスをリアルタイムでインタラクティブに調整することを可能にすることができる。ヘッド位置、濃度、温度、滞在時間、流量、圧力、化学剤、およびその他のプロセス変数を含む複数のプロセス変数のいずれも調整可能である。こうして、より正確なプロセス制御が提供される。より正確なプロセス制御は、これまで以上に高濃度な化学剤の使用を可能にし、これは、ひいては、ウエハの処理時間を最小に短縮する。
【００５４】
プロセスのｉｎ−ｓｉｔｕで且つリアルタイムな制御は、また、ウエハ処理中における非均一性の補正など各種のプロセスをウエハの表面に施すことを可能にすることができる。例えば、バフ研磨または洗浄のプロセスでは、センサは、基板８３０の第１の領域の第１の粗さを検出することができる。プロセスレシピは、近接ヘッド９００が基板８３０を横断する間に、検出された粗さに合わせて動的に調整（例えば化学剤濃度、滞在時間、温度など）することができる。したがって、洗浄またはバフ研磨のプロセスが基板８３０に施されている間に、ｉｎ−ｓｉｔｕで、非均一な表面粗さを動的に補正することが可能になる。
【００５５】
１つの代替の実施形態では、乾燥領域９５２が不要である。例えば、センサ９２０が、基板９３０の表面に施されているプロセス化学剤などの液体の層（例えばメニスカス９５０）を通して表面粗さを測定できる場合などである。
【００５６】
以上の実施形態を念頭に置くと、本発明は、コンピュータシステムに格納されたデータを伴う様々なコンピュータ実現操作を利用可能であることを理解されるべきである。これらの操作は、物理量の物理的処理を必要とする操作である。通常、これらの物理量は、必ずではないが、格納、転送、結合、比較、およびその他の処理を行うことができる電気信号または磁気信号の形態をとる。更に、実施される処理は、生成、識別、決定、または比較などの呼称で言及されることが多い。
【００５７】
本発明の一部を構成する本明細書で説明された操作は、いずれも、有用なマシン操作である。本発明は、また、これらの操作を実施するためのデバイスまたは装置に関する。装置は、所要の目的に特化して構築してもよいし、あるいはコンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的にアクティブにされるまたは構成される汎用コンピュータであってもよい。具体的に言うと、本明細書の教示内容にしたがって書かれたコンピュータプログラムとともに各種の汎用マシンを使用してもよいし、あるいは所要の操作を実施するためのより特化された装置を構成するほうが好都合なこともある。
【００５８】
本発明は、また、コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとして具体化することもできる。コンピュータ可読媒体は、後にコンピュータシステムによって読み出し可能なデータを格納することができる任意のデータストレージデバイスである。コンピュータ可読媒体の例は、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、並びにその他の光および非光データストレージデバイスを含む。コンピュータ可読媒体は、また、コンピュータ可読コードが分散方式で格納および実行されるように、ネットワークに結合されたコンピュータシステムの間で分散させることもできる。
【００５９】
更に、上記の図面に示された操作によって表される命令が例示の順序で実施される必要はないこと、そしてこれらの操作によって表される全ての処理が必ずしも本発明を実施する必要はないことが理解される。更に、上記の任意の図面で説明されたプロセスは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびハードディスクドライブの任意の１つまたは２つ以上の組み合わせに格納されたソフトウェアとして実現することもできる。
【００６０】
以上では、理解を明確にする目的で、いくらか詳細に発明の説明を行った。しかしながら、添付した特許請求の範囲内であれば、特定の変更および修正が可能であることが明らかである。したがって、これらの実施形態は、例示的なものとみなされ、限定的であるとはみなされず、本発明は、本明細書で特定された詳細に限定されず、添付した特許請求の範囲およびそれらの等価の範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の１つの実施形態にしたがって、ほぼバブルフリーの液体を提供するためのシステムのブロック図である。
【図２】本発明の１つの実施形態にしたがって、温度に対する溶解ガスの関係のグラフである。
【図３】本発明の１つの実施形態にしたがって、ほぼバブルフリーの液体を提供するためのシステムのブロック図である。
【図４】本発明の１つの実施形態にしたがって、ほぼバブルフリーの液体を提供するために実施される方法操作を示したフローチャートである。
【図５】本発明の１つの実施形態にしたがって、ほぼバブルフリーの液体を使用する浸漬式フォトリソグラフィシステムのブロック図である。
【図６】本発明の１つの実施形態にしたがって、ほぼバブルフリーの液体を使用する電気めっきシステムのブロック図である。
【図７】本発明の１つの実施形態にしたがって、ほぼバブルフリーの液体を使用する近接ヘッドシステムのブロック図である。
【図８Ａ】本発明の１つの実施形態にしたがって、代表的な基板処理操作を実施する近接ヘッドを示した説明図である。
【図８Ｂ】本発明の１つの実施形態にしたがって近接ヘッドの一部を示した上面図である。
【図９Ａ】本発明の１つの実施形態にしたがって、代表的な近接ヘッドを示した上面図である。
【図９Ｂ】本発明の１つの実施形態にしたがって、近接ヘッドおよび近接ヘッドによって形成されるメニスカスの断面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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