(57)【要約】【課題】  反応性ガスがウェハ外周に接触する時間を長くし、反応効率を向上できるウェハ外周処理装置を提供する。【解決手段】    ウェハＷを、外周部を突出させた状態でステージ１０にセットする。このウェハＷの外周部の裏側に吹出しノズル２１と吸引ノズル２２が位置するようにする。吹出しノズル２１の先端部の吹出し軸Ｌ２１は、ほぼウェハＷの周方向に向ける。吸引ノズル２２を、吹出しノズル２１と前記周方向に対向するように配置する。吹出しノズル２１と吸引ノズル２２の間のウェハ外周部には、輻射加熱器５０からの輻射熱を照射する。【選択図】図１
2006156945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
不要物除去のための反応性ガスのウェハ外周部への吹出し方向を、ほぼウェハの周方向に向けることを特徴とするウェハ外周処理方法。
【請求項２】
ウェハの外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを吹出す吹出しノズルを含み、この吹出しノズルの吹出し方向が、前記ウェハの外周部が位置されるべき環状面の近傍においてほぼ前記環状面の周方向に向くように配置されることを特徴とするウェハ外周処理装置。
【請求項３】
前記吹出しノズルが、前記環状面の裏側に配置されることを特徴とする請求項２に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項４】
前記環状面の周方向に沿って吹出しノズルと対向するように配置された吸引ノズルを更に含むことを特徴とする請求項２又は３に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項５】
前記環状面における吹出しノズルと吸引ノズルの間に局所的に輻射熱を照射する輻射加熱器を設けたことを特徴とする請求項４に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項６】
前記ウェハを前記吹出しノズル及び吸引ノズルに対して相対回転させる回転手段を備え、この相対回転方向を吹出しノズルから吸引ノズルへの順方向に向けたことを特徴とする請求項５に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項７】
前記輻射加熱器の局所輻射位置を、前記吹出しノズルと吸引ノズルの間において吹出しノズル側に偏らせたことを特徴とする請求項６に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項８】
前記環状面の内側に配置されたウェハ支持面を有し、ウェハの外周部を突出させた状態で前記ウェハ支持面にウェハの裏面を当接して支持するステージを備え、このステージに、ウェハ支持面から吸熱する吸熱手段を設けたことを特徴とする請求項２〜７の何れかに記載のウェハ外周処理装置。
【請求項９】
前記吹出しノズルの先端部が、前記環状面に向けて傾けられていることを特徴とする請求項３に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項１０】
前記吹出しノズルの先端部が、前記環状面の半径内側へ向けて傾けられていることを特徴とする請求項３又は９に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項１１】
前記吸引ノズルの先端部が、前記環状面に向けて傾けられていることを特徴とする請求項４に記載のウェハ外周処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ウェハの外周の裏面等に被膜された不要物を除去処理する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの製造工程において、例えば、異方性エッチング時に堆積するフロロカーボン等の有機物は、ウェハの裏面にも回り込み、そこにも堆積する。このようなウェハ外周部の裏面等の不要付着物は、搬送コンベアにより搬送したり運搬用カセットに収容して運搬したりする際などに割れやすく、ダストになるおそれがある。このダストが原因となって、ウェハ上にパーティクルが付着し、歩留まりが低下するという問題があった。
そこで、例えば特許文献１（特開平１０−１８９５１５号公報）等では、ウェハの外周部の裏面にプラズマガスを吹き付け、不要付着物をエッチングして除去している。
【特許文献１】特開平１０−１８９５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上掲公報等の従来装置では、プラズマ等で活性化された反応性ガスをウェハの外周部に垂直に吹き付けるようになっており、この反応性ガスは、ウェハに当たると直ぐにウェハから離れる方向へ排出される。このため、ウェハと接触している時間が短く、十分な反応を確保するのが難しく効率的でない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、
ウェハの外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
不要物除去のための反応性ガスの吹出しノズルからウェハ外周部への吹出し方向を、ほぼウェハの周方向（被処理位置での接線方向）に向けることを特徴とする。
また、本発明は、
ウェハの外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを吹出す吹出しノズルを含み、この吹出しノズルの吹出し方向が、前記ウェハの外周部が位置されるべき環状面の近傍においてほぼ前記環状面の周方向（被処理位置での接線方向）に向くように配置されることを特徴とする。
これによって、反応性ガスがウェハの外周に沿って流れるようにすることができ、反応性ガスがウェハ外周に接触する時間を長くでき、反応効率を向上させることができる。
【０００５】
主にウェハの裏面の不要物を除去する場合には、前記吹出しノズルが、前記環状面の裏側（ひいてはウェハの裏側）に配置されることが望ましい。
前記吹出しノズルの先端部（吹出し軸）は、前記環状面に向けて傾けられていることが望ましい。これによって、反応性ガスをウェハに確実に当てることができる。
前記吹出しノズルの先端部（吹出し軸）が、前記環状面の半径方向内側へ向けて傾けられていることが望ましい。これによって、反応性ガスがウェハの表側に回り込むのを防止でき、表側にダメージが及ぶのを防止することができる。
勿論、吹出しノズルの先端部（吹出し軸）をウェハの周方向（接線方向）にまっすぐ向けてもよい。
【０００６】
処理済みのガスを吸引するための吸引ノズル（排気ノズル）を、更に備えるのが好ましい。
前記吸引ノズルは、前記環状面の周方向（接線方向）にほぼ沿って吹出しノズルと対向するように配置されるのが好ましい。
これによって、反応性ガスの流れ方向をウェハの周方向に確実に沿うように制御することができ、処理すべきでない部位に反応性ガスが及ぶのを確実に防止することができる。そして、吹出しノズルからほぼ接線方向に吹出され、反応後、処理済みとなったガス（パーティクル等の反応副生成物を含む）をそのままウェハの接線方向に沿ってほぼまっすぐ流して、吸引ノズルで吸引し排気することができ、ウェハ上にパーティクルが堆積するのを防止することができる。
前記吹出しノズルが、前記環状面の裏側に配置される場合には、吸引ノズルも裏側に配置される。この場合、前記吸引ノズルの先端部（吸引軸）は、前記環状面に向けて傾けられていることが望ましい。これによって、ウェハに沿って流れて来た反応性ガスを確実に吸引することができる。
吸引ノズルの先端部（吸引軸）を、吹出しノズルの先端部（吹出し軸）と一直線をなすようにウェハの周方向（接線方向）にまっすぐ向けてもよい。
【０００７】
前記吸引ノズルの先端部の吸引軸を、ウェハ外周が配置されるべき環状面の外側から該環状面のほぼ半径内側に向け、前記吹出しノズルの先端部の吹出し軸とほぼ直交するように配置してもよい。
これにより、吹出しノズルから吹出され、反応後、処理済みとなったガス（パーティクル等の反応副生成物を含む）をウェハ上から速やかに半径外側へ出し、吸引・排気することができ、ウェハ上にパーティクルが堆積するのを防止することができる。
【０００８】
前記吸引ノズルの先端部の吸引軸を、ウェハ外周が配置されるべき環状面を挟んで吹出しノズルの先端部の配置された側とは反対側において前記環状面を向くように配置することしてもよい。
これにより、吹出しノズルから吹出されたガスを、ウェハ外周の吹出しノズル配置側の面から外端面を経て吸引ノズル配置側の面へ流すことができ、ウェハの外端面の不要膜を確実に除去することができる。そして、処理済みとなったガス（パーティクル等の反応副生成物を含む）を吸引ノズルに吸込んで排気することができ、ウェハ上にパーティクルが堆積するのを防止することができる。
【０００９】
前記吸引ノズルの口径が、前記吹出しノズルの口径より大きいことが好ましい。
前記吸引ノズルが、前記吹出しノズルより２〜５倍の口径を有していることが好ましい。
前記吹出しノズルの口径は、例えば１〜３ｍｍ程度が好ましい。これに対し、前記吸引ノズルの口径は、例えば２〜１５ｍｍ程度が好ましい。
これによって、処理済みのガスや反応副生成物が拡散するのを抑制でき、吸込み口に確実に吸い込んで排気することができる。
【００１０】
前記ウェハを吹出しノズルに対し周方向に相対回転させる回転手段を備えることが望ましい。この相対回転方向を吹出しノズルから吸引ノズルへの順方向に向けるのが望ましい。
【００１１】
前記環状面における吹出しノズルと吸引ノズルの間に局所的に輻射熱を照射する輻射加熱器を設けることが望ましい。
これによって、吹出しノズルと吸引ノズルの間に位置するウェハ外周部を局所的に加熱しながら反応性ガスを接触させることができる。高温なほどエッチングレートが高くなる膜（例えばフォトレジスト等の有機膜）を除去する場合に有効である。局所加熱であるので、処理すべきでない部位までもが加熱されるのを防止ないし抑制できる。また、非接触で加熱できるので、パーティクルの発生を確実に防止できる。
輻射加熱器は、レーザ加熱器を用いるのが望ましい。
【００１２】
なお、フォトレジスト等の有機膜が除去対象の場合、反応性ガスとしてはオゾンが好適である。オゾンガスの生成には、オゾナイザを用いてもよく、酸素プラズマを用いてもよい。オゾンを用いる場合、吹出しノズルに冷却手段を設けるのが望ましい。これにより、オゾンを低温に維持して寿命を延ばすことができ、反応効率を確保できる。吹出しノズルの冷却手段としては、例えば、吹出しノズルを保持するノズル保持部材に冷却路を形成し、この冷却路に冷却水等の冷却媒体を通す。冷却媒体の温度は室温程度で構わない。ノズル保持部材は、良熱伝導材質（例えばアルミ）にて形成するのが望ましい。
【００１３】
前記輻射加熱器の局所輻射位置を、前記吹出しノズルと吸引ノズルの間において吹出しノズル側に偏らせるのが望ましい。
これによって、ウェハの外周部の各処理ポイントを、吹出しノズルからの反応性ガスが当たりはじめてすぐに輻射加熱でき、その後の反応性ガスが当たり続ける期間の大半を通じて、残熱で高温を維持させることができ、処理効率を一層確実に向上させることができる。
ウェハの回転方向は上記とは逆にしてもよい。この場合、輻射加熱器の局所輻射位置を、前記吹出しノズルと吸引ノズルの間において吸引ノズル側に偏らせるとよい。
前記吹出しノズルと吸引ノズル間の距離は、回転手段の回転速度や輻射加熱器の加熱能力等を考慮して、適宜設定するのが望ましい。
【００１４】
前記環状面の内側に配置されたウェハ支持面を有し、ウェハの外周部を突出させた状態で前記ウェハ支持面にウェハの裏面を当接して支持するステージを備え、このステージに、ウェハ支持面から吸熱する吸熱手段を設けるのが望ましい。
これによって、ウェハの外周部より内側の処理すべきでない部分に熱が伝わって来ても、高温化するのを防止でき、ダメージが及ぶのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、反応性ガスがウェハの外周に沿って流れるようにすることができ、ウェハ外周に接触する時間を長くでき、反応効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を説明する。
はじめに、処理対象の半導体ウェハＷについて説明する。図１の仮想線に示すように、ウェハＷは円盤状をなしている。図３に示すように、ウェハＷの上面（表側面）には、例えばフォトレジスト等の有機膜ｆが被膜されている。有機膜ｆは、ウェハＷの上面全体を覆うだけでなく、外端面を経て裏面の外周部にまで達している。このウェハＷの裏面外周部の有機膜ｆａが、除去すべき不要物である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、上記不要物除去用のウェハ外周処理装置は、回転ステージ１０（回転手段）と、処理ヘッド２０と、オゾナイザー３０（反応性ガス供給装置）を備えている。
オゾナイザー３０は、フォトレジスト等の有機膜ｆａを除去するのに好適な反応性ガスとしてオゾン（Ｏ３）を生成する。なお、オゾン（Ｏ３）は酸素分子と酸素原子（Ｏ２＋Ｏ）に分解し、（Ｏ３）と（Ｏ２＋Ｏ）の熱平衡状態になる。酸素原子ラジカル（Ｏ）の寿命は、温度に依存する。２５℃付近では非常に長いが５０℃付近になると半減する。
【００１８】
回転ステージ１０は、平面視円盤形状をなし、中心軸１１まわりに回転するようになっている。
図１において仮想線に示すように、回転ステージ１０の上面（ウェハ支持面）に、ウェハＷが中心を一致させて水平にセットされるようになっている。この状態で、ウェハＷの外周部が回転ステージ１０より少し突出されるようになっている。すなわち、回転ステージ１０の上面（ウェハ支持面）の外周を仮想的に囲む環状面ＣにウェハＷの外周部が位置されるようになっている。このウェハＷの突出量（環状面Ｃの幅）は、例えば３ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
【００１９】
図１及び図２において詳細な図示は省略するが、回転ステージ１０の内部は、空洞になっており、水や空気等の冷却用媒体で満たされている。これによって、回転ステージ１０は、上面（ウェハ支持面）に設置したウェハＷの外周部を除くそれより内側部分を吸熱・冷却するようになっており、「吸熱手段」としても提供されている。なお、回転ステージ１０内の冷却用媒体は、流通又は循環させるようにしてもよい。
回転ステージ１０の特に上板（ウェハＷが当接される側の板）の材質には、熱伝導性の良好なもの（例えばアルミ）が用いられている。
【００２０】
図１及び図２に示すように、回転ステージ１０の側部に上記処理ヘッド２０が配置されている。処理ヘッド２０には、吹出しノズル２１と吸引ノズル２２が設けられている。吹出しノズル２１の基端部は、オゾン供給路３１を介してオゾナイザー３０に接続されている。吸引ノズル２２の基端部は、吸引路４１を介して吸引ポンプ等の吸引手段４０に接続されている。
【００２１】
吹出しノズル２１と吸引ノズル２２の先端部どうしは、ウェハＷの外周部の下側（環状面Ｃの裏側）においてウェハＷの周方向（環状面Ｃの周方向）に沿って互いに向き合うように配置されている。
詳述すると、吹出しノズル２１の先端部分の吹出し軸Ｌ２１は、ウェハＷの周方向に略沿うとともに、ウェハＷに向けて僅かに上へ傾けられ（図２及び図４（ａ））、かつ、回転ステージ１０の側すなわちウェハＷの半径方向内側へ向けて僅かに傾けられている（図１及び図４（ｂ））。そして、先端の吹出し口が、ウェハＷの裏面の近傍（環状面Ｃの近傍）に位置されている。吹出しノズル２１の少なくとも先端部分は、透光性材料（例えば透光性テフロン（登録商標）、パイレックス（登録商標）ガラス、石英ガラス等）にて構成されている。
【００２２】
吸引ノズル２２の先端部分の吸引軸Ｌ２２は、平面視で吹出しノズル２１と一直線をなすようにまっすぐウェハＷの周方向に向けられる一方（図１及び図４（ｂ））、側面視でウェハＷに向けて僅かに上へ傾けられている（図２及び図４（ａ））。そして、先端の吸引口が、吹出しノズル２１の吹出し口と略同じ高さ、すなわちウェハＷの裏面の近傍に位置されている。
【００２３】
吹出しノズル２１の吹出し口と吸引ノズル２２の吸引口の離間距離Ｄは、除去すべき有機膜ｆａの反応温度、回転ステージ１０の回転速度、後記輻射加熱器４０の加熱能力等を考慮し、例えば数ｍｍ〜数十ｍｍの範囲で設定されている。フォトレジストの除去を行う場合、間隔Ｄは、ウェハの処理部温度が１５０℃以上になる範囲に設定するのが望ましく、例えば５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲が望ましい。
【００２４】
吹出しノズル２１と吸引ノズル２２は、共に処理ヘッド２０に着脱可能になっている。これによって、必要に応じて最適な形状に変更可能になっている。
【００２５】
処理ヘッド２０には、吹出しノズル２１を支持するノズル保持部材２３が設けられている。ノズル保持部材２３は、熱伝導の良好なアルミなどの材質にて構成されている。ノズル保持部材２３の内部には、冷却路２３ａが形成され、この冷却路２３ａに水等の冷却媒体が通されるようになっている。これによって、保持部材２３ひいては吹出しノズル２１が冷却されるようになっている。
【００２６】
図１及び図２に示すように、処理ヘッド２０の下側部には、輻射加熱器としてレーザ加熱器５０が設けられている。レーザ加熱器５０は、レーザ光源５１と、このレーザ光源５１に光ファイバケーブル５３等の光伝送系を介して光学的に接続されたレーザ照射ユニット５２とを有している。
レーザ光源５１には、例えば発光波長８０８ｎｍ〜９４０ｎｍのＬＤ（半導体）レーザ光源が用いられている。なお、レーザ光源は、ＬＤに限られず、ＹＡＧ、エキシマ等の種々の形式のものを用いてもよい。波長が不要膜ｆａの吸収波長に合ったものを用いるとより好ましい。
【００２７】
レーザ加熱器５０のレーザ照射ユニット５２には、レンズ等の収束光学系や焦点調節機構が設けられている。図２に示すように、レーザ照射ユニット５２は、ノズル２１，２２より下側に配置されている。図１に示すように、レーザ照射ユニット５２の平面視位置は、吹出しノズル２１と吸引ノズル２２の先端部どうしの中間部に配置されている。しかも、吹出しノズル２１の側に偏って配置されている。
レーザ照射ユニット５２は、レーザ光源からのレーザ光を真上に向けて出射し、ウェハＷの高さ付近に収束させるようになっている。これにより、レーザ加熱器５０の光軸Ｌ５０が真上に向けられ、吹出しノズル２１と吸引ノズル２２の間の吹出しノズル２１寄りの部分と交差するようになっている。
【００２８】
上記構成のウェハ外周処理装置は、次のように使用される。
処理すべきウェハＷを回転ステージ１０にセットする。ウェハＷの外周部は、回転ステージ１０より突出して環状面Ｃに位置され、吹出しノズル２１と吸引ノズル２２の先端部の直ぐ上側に被さることになる。
そして、オゾナイザー３０のオゾンガスを、供給路３１及び吹出しノズル２１を順次経て、吹出し口から吹出し軸Ｌ２１に沿って吹出す。これによって、オゾンガスがウェハＷの外周部の裏面に吹き付けられる。図４（ａ）に示すように、吹出し軸Ｌ２１が上向きに角度を付けられているので、オゾンガスをウェハＷに確実に当てることができる。このオゾンガスは、ウェハＷに当たった後もしばらくウェハＷから離れることなく、その裏面上を周方向にほぼ沿って流れる。これによって、オゾンとウェハＷの裏面の膜ｆａとの反応時間を十分に長く確保することができ、膜ｆａを効率的にエッチングし除去することができ、処理効率を向上させることができる。
【００２９】
更に、図４（ｂ）に示すように、吹出し軸Ｌ２１が半径方向内側に角度を付けられているので、オゾンガスはウェハＷの若干内側に向けて吹出される。これによって、オゾンがウェハＷの外端面から表側に回り込むのを確実に防止でき、表側の膜ｆにダメージが及ぶのを防止することができる。
同時に、吸引手段４０を駆動して吸引ノズル２２から吸引を行なう。したがって、オゾンガスは、拡散することなく吸引ノズル２２へ向かって流れる。これによって、オゾンガスを周方向に確実に沿わせることができる。ひいては、ウェハＷの表側に回り込むのを確実に防止でき、表側の膜ｆが特性変化等のダメージを受けるのを確実に防止することができる。また、膜ｆａのエッチングによる副生成物を処理部位から速やかに排除することができる。この副生成物を含む処理済オゾンガスは、吸引ノズル２２に吸い込まれ、排気される。
【００３０】
併行して、回転ステージ１０が回転されることにより、ウェハＷの裏面の全周にわたって膜ｆａを除去することができる。したがって、ノズル２１，２２及びレーザ加熱器５０を含む処理ヘッド２０は、１つだけで済む。図１の矢印曲線に示すように、回転ステージ１０の回転方向は、吹出しノズル２１から吸引ノズル２２への順方向（オゾンガスの流れ沿う方向）になっている。
【００３１】
上記のオゾン供給の際は、ノズル保持部材２３の冷却路２３ａに冷却媒体を通す。これによって、ノズル保持部材２３を介して吹出しノズル２１を冷却でき、ひいては吹出しノズル２１を通過中のオゾンガスを冷却することができる。これによって、酸素原子ラジカルの量が減少しないようにすることができ、活性度を高く維持することができる。ひいては、膜ｆａと確実に反応させエッチングすることができる。
【００３２】
上記のオゾン供給と併行して、レーザ加熱器５０をオンし、光軸Ｌ５０に沿うレーザ光を出射する。図４（ｂ）の底面図に示すように、このレーザ光は、ウェハＷの裏面の極めて小さな領域Ｒにスポット状に照射される。この領域Ｒは、吹出しノズル２１の吹出し口と吸引ノズル２２の吸引口との間に位置し、そこはちょうどオゾンガスの通り道に当たっている。この領域Ｒが局所的に輻射加熱され、瞬間的に数百度の高温に達する。この高温化した領域Ｒにオゾンが接触することにより、反応を促進させることができ、処理効率を向上させることができる。しかも、レーザ波長が膜ｆａの吸収波長に対応しているので吸収効率を高くでき、領域Ｒを確実に加熱高温化でき、処理効率を確実に向上させることができる。
【００３３】
図５は、例えばフォトレジストを不要有機膜として除去する場合、その温度に対するエッチングレートを示したものである。１００℃付近まではほとんど反応が起きず、１５０℃付近でエッチングレートが立ち上がる。そして、２００℃を超える辺りからエッチングレートが温度に対し略リニアに増大していく。
【００３４】
回転ステージ１０ひいてはウェハＷの回転に伴い、局所輻射加熱領域Ｒは、順次移行していく。すなわち、ウェハＷの外周裏面の各ポイントは、ある瞬間だけ輻射加熱領域Ｒに位置し、直ぐにそこを通り過ぎていく。したがって、輻射加熱される期間は、一瞬である。例えば、ウェハＷの直径が２００ｍｍであり、回転速度が１ｒｐｍであり、輻射領域Ｒの直径が３ｍｍであるとすると、輻射加熱期間は、僅か約０．３秒である。
一方、ウェハＷの外周裏面の各ポイントは、一旦加熱されると、輻射領域Ｒを通過後も熱がしばらく残り、高温になっている（図６の表面温度分布図を参照）。この高温になっている期間は未だ吹出しノズル２１と吸引ノズル２２の間のオゾンガスの通り道に位置しており、オゾンが接触し続けている。これによって、処理効率を一層向上させることができる。
しかも、輻射領域Ｒが、吹出しノズル２１の側に偏っているので、ウェハＷの外周裏面の各ポイントにオゾンが当たるとすぐに輻射加熱される。その後、このポイントは、輻射領域Ｒから離れるが、しばらく高温を維持し、その高温の期間中、オゾンと接触し続ける。これによって、処理効率をより一層向上させることができる。
【００３５】
一方、ウェハＷの外周部を除くそれより内側の部分は、レーザ加熱器５０からの輻射熱を直接的に受けることがないだけでなく、回転ステージ１０内の冷却媒体によって吸熱・冷却されている。したがって、輻射加熱領域Ｒの熱が伝わって来ても温度上昇を抑え、低温状態を確実に維持することができる（図７参照）。これによって、除去処理すべきでない膜ｆにダメージが及ぶのを確実に防止でき、良好な膜質を維持することができる。
【００３６】
図６（ａ）は、回転するウェハの裏面外周部をレーザにて局所輻射加熱したときの、ある瞬間のウェハの表側面の温度分布を示し、同図（ｂ）は、裏面の周方向位置に対する温度の一測定結果を示したものである。レーザ出力は１００Ｗとし、回転数は１ｒｐｍとしてある。輻射領域Ｒの直径は、約３ｍｍとしてある。同図（ａ）のウェハＷの外周上の位置Ｏは、同図（ｂ）の横軸の原点と対応する。同図（ｂ）の横軸は、ウェハの裏面外周部の各ポイントを、位置Ｏからの距離で表したものである。両図において輻射領域Ｒ及びそれを含む領域Ｒ０は、それぞれ対応関係にある。領域Ｒ０は、吹出しノズルと吸引ノズルの間の長さＤの部分に対応する。
同図（ｂ）から明らかなように、輻射領域Ｒに入る前の部分でも、わずかな範囲ではあるが、輻射領域Ｒからの熱伝導で１５０℃以上になった。輻射領域Ｒに入ると一気に上昇し３５０℃〜７９０℃の温度分布になった。輻射領域Ｒを通過後は温度低下するが、しばらくは１５０℃以上であり、有機物の除去が可能な温度を維持した。これにより、回転と輻射加熱の組み合わせが有機物除去に有効であることが判明した。
【００３７】
輻射領域Ｒを通過後の高温を維持している範囲は、レーザ出力と回転ステージの回転数に依存する。これに合わせて吹出しノズルと吸引ノズルの間隔Ｄ（上記領域Ｒ０の幅）を設定するとよい。
輻射領域Ｒの温度を下げるためには、レーザ出力を下げたり、回転ステージの回転数を上げたりすることにより対応できる。逆に温度を上げるためには、レーザ出力を上げたり、回転ステージの回転数を下げたりすることで対応できる。
【００３８】
図７は、ウェハの裏面外周部をレーザにて局所輻射加熱したときの、ウェハの表側面の上記加熱部位に対応する位置から径方向内側への温度分布の一測定結果を示したものである。加熱部位と対応する位置では約４５０℃であったが、そこから３ｍｍ径方向内側の位置では１００℃程度になり、膜ｆへの影響がほとんど無いことが判明した。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
上記第１実施形態（図１及び図２）では、主にウェハの外周部の裏側の膜を除去するものであったが、図８及び図９に示す実施形態は、ウェハ外周部の表側の膜を主に除去するものである。この表側用のウェハ外周処理装置の処理ヘッド２０は、ステージ１０上のウェハＷより上側に配置されている。吹出しノズル２１と吸引ノズル２２もウェハＷより上側に配置されている。これらノズル２１，２２は、第１実施形態と同様に、平面視でウェハＷのほぼ周方向（被処理位置Ｐ付近の接線方向）に沿って被処理位置Ｐを挟んで対向するように配置されている。
【００４０】
吸引ノズル２２の吸込み口径は、吹出しノズル２１の吹出し口径より大きく、例えば約２〜５倍になっている。例えば、吹出し口径は１〜３ｍｍ程度であるのに対し、吸込み口径は２〜１５ｍｍ程度である。
【００４１】
レーザ加熱器５０の照射ユニット５２は、ちょうど被処理位置Ｐの真上に下向きで配置されている。照射ユニット５２のレーザ光軸Ｌ５０は、被処理位置Ｐを通ってウェハＷと直交する鉛直線に沿っており、焦点が被処理位置Ｐに合わされている。
【００４２】
この照射ユニット５２からのレーザが、ウェハＷの外周部の表側面の被処理位置Ｐに照射され、被処理位置Ｐの表側の膜を輻射加熱する。併行して、オゾナイザー３０からのオゾンが吹出しノズル２１からウェハＷの外周の表側面上に吹出され、被処理位置Ｐ付近のウェハＷの接線方向にほぼ沿って流れる。これにより、ウェハＷの外周の表側の不要膜を除去することができる。
【００４３】
上記のウェハＷ上でのガス流れは、ウェハＷの回転方向に沿っており、残熱による高温領域の形成方向（図６（ａ））にも沿っている。これによって、処理効率を向上させることができる。
処理済みのガス（パーティクル等の反応副生成物を含む）は、吸引ノズル２２の吸引と上記ウェハＷの回転が相俟って上記吹出し時の流れ方向をほぼ維持しながら吸引ノズル２２に吸込まれ、排気される。これによって、ウェハＷの外周上にパーティクルが堆積するのを防止することができる。吸引ノズル２２は、吹出しノズル２１より口径が大きいので処理済みガスの漏れを抑制することができる。
【００４４】
図１０は、吸引ノズルの配置構成の変形例を示したものである。
吸引ノズル２２は、ステージ１０ひいてはウェハＷの半径外側からウェハＷのほぼ半径内側に向け、平面視で吹出しノズル２１とほぼ直交するように配置されている。吸引ノズル２２の先端の吸込み口の位置は、吹出しノズル２１の先端の吹出し口よりウェハＷの回転方向の順方向に少し離れて配置されている。吸引ノズル２２の先端の上下方向の位置は、ステージ１０の上面ひいてはウェハＷとほぼ同じ高さに配置されている。
この構成によれば、吹出しノズル２１から吹出され、反応後、処理済みとなったガス（パーティクル等の反応副生成物を含む）をウェハＷ上から速やかに半径外側へ出し、吸引ノズル２２で吸込んで排気することができ、ウェハＷ上にパーティクルが堆積するのを防止することができる。
【００４５】
図１１に示す吸引ノズル構成では、吸引ノズル２２が、ステージ１０上のウェハＷの外周部の直近の下側に上向きで配置されている。吸引ノズル２２の先端の吸込み口の位置は、吹出しノズル２１の先端の吹出し口よりウェハＷの回転方向の順方向に少し離れて配置されている。
この構成によれば、図１２の矢印に示すように、吹出しノズル２２から吹出されたガスは、ウェハＷの外周部の上面側から外端面に沿って下面側へ流れる。この過程でウェハＷの外端面の不要膜ｆａと反応を起こし、外端面の膜ｆａを確実に除去することができる。そして、処理済みとなったガス（パーティクル等の反応副生成物を含む）は、下側の吸引ノズル２２に吸い込まれ排気される。
【００４６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、反応性ガスとしてのオゾン供給源として、オゾン発生装置（オゾナイザー）に代えて、プラズマ放電装置を用いてもよい。プロセスガスとして酸素を用い、プラズマ放電を行なうことにより、オゾナイザーと同様にオゾンを生成することができる。
反応性ガスは、オゾンに限られず、除去すべき不要膜の成分に対応して種々のガスを選択することができる。
輻射加熱器として、レーザ加熱器に変えて、赤外線照射器を用いてもよい。
ウェハが静止して支持されるとともに、回転手段が吹出しノズルと吸引ノズルを上記ウェハの周りに回転させるようになっていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
この発明は、例えば半導体ウェハの製造において、外周部の裏面等に付着した有機物等の不要膜を除去する工程に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るウェハ外周処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】上記ウェハ外周処理装置の正面図である。
【図３】ウェハの外周部の拡大断面図である。
【図４】（ａ）は、上記ウェハ外周処理装置のノズル部を拡大して示す正面図であり、（ｂ）は、その底面図である。
【図５】オゾンガスにて有機物除去する際のウェハ温度とエッチレート（Ｅ／Ｒ）の関係を示すグラフである。
【図６（ａ）】回転するウェハの裏面外周部をレーザにて局所輻射加熱したときの、ウェハの表側面の温度分布の測定結果を示す平面解説図である。
【図６（ｂ）】図６（ａ）においてウェハ裏面の周方向位置に対する温度の測定結果を示すグラフである。
【図７】ウェハの加熱部位に対応する表側面の位置から径方向内側への温度分布の測定結果を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態を示し、主にウェハの外周部の表側面の膜を除去するためのウェハ外周処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】図８の装置の正面図である。
【図１０】吸引ノズルがウェハの半径外側に配置された変形例に係るウェハ外周処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図１１】吸引ノズルがウェハを挟んで吹出しノズルとは反対側に配置された変形例に係るウェハ外周処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線に沿うウェハ外周部周辺の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    回転ステージ（回転手段、吸熱手段）
２１    吹出しノズル
２２    吸引ノズル
２３    吹出しノズル保持部材
２３ａ  冷却路
３０    オゾナイザー（反応性ガス供給源）
５０    レーザ加熱器（輻射加熱器）
Ｌ２１    吹出し軸
Ｌ２２    吸引軸
Ｌ５０    レーザ光軸
Ｒ      局所輻射領域
Ｃ      環状面
Ｗ      ウェハ
【図１】
2006156945.tif 000003
【図２】
2006156945.tif 000004
【図３】
2006156945.tif 000005
【図４】
2006156945.tif 000006
【図５】
2006156945.tif 000007
【図６（ａ）】
2006156945.tif 000008
【図６（ｂ）】
2006156945.tif 000009
【図７】
2006156945.tif 000010
【図８】
2006156945.tif 000011
【図９】
2006156945.tif 000012
【図１０】
2006156945.tif 000013
【図１１】
2006156945.tif 000014
【図１２】
2006156945.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月9日(2005.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを、ウェハの外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上のウェハ外周部の被処理位置における接線にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出す吹出しノズルを備えたことを特徴とするウェハ外周処理装置。
【請求項２】
ウェハの外周部の被処理位置に反応性ガスを吹き付け、前記被処理位置に被膜された不要物を除去する装置であって、
前記ウェハの外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上の前記被処理位置における接線にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引する吸引ノズルを備えたことを特徴とするウェハ外周処理装置。
【請求項３】
ウェハの外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを、ウェハの外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上のウェハ外周部の被処理位置における接線にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出す吹出しノズルと、
前記環状面と直交する方向から見て前記吹出し方向の前記被処理位置より下流側において、前記被処理位置の近傍を前記接線にほぼ沿う方向に吸引する吸引ノズルと、
を備えたことを特徴とするウェハ外周処理装置。
【請求項４】
前記環状面と直交する方向から見て、前記吹出しノズルの先端部と前記吸引ノズルの先端部が、前記被処理位置を挟んで前記接線の方向にほぼ対向するように配置されていることを特徴とする請求項３に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項５】
前記吹出しノズルと吸引ノズルの先端部どうし間を通して前記被処理位置に局所的に輻射熱を照射する輻射加熱器を設けたことを特徴とする請求項４に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項６】
前記ウェハを前記吹出しノズル及び吸引ノズルに対して相対回転させる回転手段を備え、この相対回転方向を吹出しノズルから吸引ノズルへの順方向に向けたことを特徴とする請求項５に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項７】
前記輻射加熱器の局所輻射位置を、前記吹出しノズルと吸引ノズルの間において吹出しノズル側に偏らせたことを特徴とする請求項６に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項８】
前記環状面の内側に配置されたウェハ支持面を有し、ウェハの外周部を突出させた状態で前記ウェハ支持面にウェハの裏面を当接して支持するステージを備え、このステージに、ウェハ支持面から吸熱する吸熱手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のウェハ外周処理装置。
【請求項９】
前記環状面と平行な方向から見て、前記ノズルの先端部が、前記環状面に向けて傾けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のウェハ外周処理装置。
【請求項１０】
前記吹出しノズルの先端部が、前記環状面の半径内側へ向けて傾けられていることを特徴とする請求項１、３〜８の何れかに記載のウェハ外周処理装置。
【請求項１１】
ウェハの外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
不要物除去のための反応性ガスを、ウェハと直交する方向から見て、該ウェハの外周部の被処理位置における接線にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出すことを特徴とするウェハ外周処理方法。
【請求項１２】
ウェハの外周部の被処理位置に反応性ガスを吹き付け、前記被処理位置に被膜された不要物を除去するに際し、
前記ウェハと直交する方向から見て、ウェハの前記被処理位置における接線にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引することを特徴とするウェハ外周処理方法。
【請求項１３】
ウェハの外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記ウェハと直交する方向から見て、該ウェハ外周部の被処理位置における接線にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出すとともに、この吹出し方向の前記被処理位置より下流側において前記接線にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引することを特徴とするウェハ外周処理方法。
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月15日(2005.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上の被処理位置における周方向にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出す吹出しノズルを備えたことを特徴とする外周処理装置。
【請求項２】
処理対象の外周部の被処理位置に反応性ガスを吹き付け、前記被処理位置に被膜された不要物を除去する装置であって、
前記外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上の前記被処理位置における周方向にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引する吸引ノズルを備えたことを特徴とする外周処理装置。
【請求項３】
処理対象の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上の被処理位置における周方向にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出す吹出しノズルと、
前記環状面と直交する方向から見て前記吹出し方向の前記被処理位置より下流側において、前記被処理位置の近傍を前記周方向にほぼ沿う方向に吸引する吸引ノズルと、
を備えたことを特徴とする外周処理装置。
【請求項４】
前記環状面と直交する方向から見て、前記吹出しノズルの先端部と前記吸引ノズルの先端部が、前記被処理位置を挟んで前記周方向にほぼ対向するように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の外周処理装置。
【請求項５】
前記吸引ノズルの口径が、前記吹出しノズルの口径より大きいことを特徴とする請求項３又は４に記載の外周処理装置。
【請求項６】
前記吹出しノズルと吸引ノズルの先端部どうし間を通して前記被処理位置に局所的に輻射熱を照射する輻射加熱器を設けたことを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の外周処理装置。
【請求項７】
前記処理対象を前記吹出しノズル及び吸引ノズルに対して相対回転させる回転手段を備え、この相対回転方向を吹出しノズルから吸引ノズルへの順方向に向けたことを特徴とする請求項６に記載の外周処理装置。
【請求項８】
前記輻射加熱器の局所輻射位置を、前記吹出しノズルと吸引ノズルの間において吹出しノズル側に偏らせたことを特徴とする請求項７に記載の外周処理装置。
【請求項９】
前記環状面の内側に配置された支持面を有し、前記処理対象の外周部を突出させた状態で前記支持面に前記処理対象の裏面を当接して支持するステージを備え、このステージに、前記支持面から吸熱する吸熱手段を設けたことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の外周処理装置。
【請求項１０】
前記環状面と平行な方向から見て、前記ノズルの先端部が、前記環状面に向けて傾けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の外周処理装置。
【請求項１１】
前記吹出しノズルの先端部が、前記環状面の半径内側へ向けて傾けられていることを特徴とする請求項１、３〜９の何れかに記載の外周処理装置。
【請求項１２】
処理対象の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記処理対象と直交する方向から見て、該処理対象の外周部の被処理位置における周方向にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出すことを特徴とする外周処理方法。
【請求項１３】
処理対象の外周部の被処理位置に反応性ガスを吹き付け、前記被処理位置に被膜された不要物を除去するに際し、
前記処理対象と直交する方向から見て、前記処理対象の前記被処理位置における周方向にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引することを特徴とする外周処理方法。
【請求項１４】
処理対象の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記処理対象と直交する方向から見て、該処理対象の外周部の被処理位置における周方向にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出すとともに、この吹出し方向の前記被処理位置より下流側において前記周方向にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引することを特徴とする外周処理方法。
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月16日(2006.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上の被処理位置における接線にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出す吹出しノズルを備えたことを特徴とする外周処理装置。
【請求項２】
処理対象の外周部の被処理位置に反応性ガスを吹き付け、前記被処理位置に被膜された不要物を除去する装置であって、
前記外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上の前記被処理位置における接線にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引する吸引ノズルを備えたことを特徴とする外周処理装置。
【請求項３】
処理対象の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記外周部が位置されるべき仮想の環状面と直交する方向から見て、前記環状面上の被処理位置における接線にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出す吹出しノズルと、
前記環状面と直交する方向から見て前記吹出し方向の前記被処理位置より下流側において、前記被処理位置の近傍を前記接線にほぼ沿う方向に吸引する吸引ノズルと、
を備えたことを特徴とする外周処理装置。
【請求項４】
前記環状面と直交する方向から見て、前記吹出しノズルの先端部と前記吸引ノズルの先端部が、前記被処理位置を挟んで前記接線の方向にほぼ対向するように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の外周処理装置。
【請求項５】
前記吸引ノズルの口径が、前記吹出しノズルの口径より大きいことを特徴とする請求項３又は４に記載の外周処理装置。
【請求項６】
前記吹出しノズルと吸引ノズルの先端部どうし間を通して前記被処理位置に局所的に輻射熱を照射する輻射加熱器を設けたことを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載の外周処理装置。
【請求項７】
前記処理対象を前記吹出しノズル及び吸引ノズルに対して相対回転させる回転手段を備え、この相対回転方向を吹出しノズルから吸引ノズルへの順方向に向けたことを特徴とする請求項６に記載の外周処理装置。
【請求項８】
前記輻射加熱器の局所輻射位置を、前記吹出しノズルと吸引ノズルの間において吹出しノズル側に偏らせたことを特徴とする請求項７に記載の外周処理装置。
【請求項９】
前記環状面の内側に配置された支持面を有し、前記処理対象の外周部を突出させた状態で前記支持面に前記処理対象の裏面を当接して支持するステージを備え、このステージに、前記支持面から吸熱する吸熱手段を設けたことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の外周処理装置。
【請求項１０】
前記環状面と平行な方向から見て、前記ノズルが、その先端に向かうにしたがって前記環状面に近づくように傾けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の外周処理装置。
【請求項１１】
前記環状面と直交する方向から見て、前記吹出しノズルが、その先端に向かうにしたがって前記環状面の中央部に近づくように前記接線に対し傾けられていることを特徴とする請求項１、３〜９の何れかに記載の外周処理装置。
【請求項１２】
処理対象の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記処理対象と直交する方向から見て、該処理対象の外周部の被処理位置における接線にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出すことを特徴とする外周処理方法。
【請求項１３】
処理対象の外周部の被処理位置に反応性ガスを吹き付け、前記被処理位置に被膜された不要物を除去するに際し、
前記処理対象と直交する方向から見て、前記処理対象の前記被処理位置における接線にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引することを特徴とする外周処理方法。
【請求項１４】
処理対象の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
不要物除去のための反応性ガスを、前記処理対象と直交する方向から見て、該処理対象の外周部の被処理位置における接線にほぼ沿って前記被処理位置に向けて吹き出すとともに、この吹出し方向の前記被処理位置より下流側において前記接線にほぼ沿う方向に前記被処理位置の近傍を吸引することを特徴とする外周処理方法。