(57)【要約】【課題】ウエハ等の対象物を処理するための処理方法及びその装置を提供する。【解決手段】この方法では、処理すべき対象物を少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内に処理用の薬品を導入し、前記処理すべき対象物を前記浴槽内の液体の渦流で少なくとも部分的に覆う状態下において、非処理液体を前記浴槽内に導入する、各ステップを有する。この方法を実行するための装置も提供される。本発明の方法は、溶液を用いて良く混合された移行流れ方式によって実施され、精密な製造に用いられる対象物、特に半導体ウエハまたは同類の基板等の製造に特に有益となる。
2005522048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき表面を有する対象物を処理する方法であって、
a）前記対象物を非処理液体の浴槽中に入れ、
b) 前記処理すべき対象物を少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内に処理用の薬品を導入し、
c) 前記処理すべき対象物を前記浴槽内の液体の渦流で少なくとも部分的に覆う状態下において、非処理液体を前記浴槽内に導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項２】
前記渦流は、処理用の薬品を流体が流れるように複数のオリフィスを通って前記浴槽内に処理用の薬品を導入することによって発生することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
流体の流れは、少なくとも約１０００cm/分の速度で前記浴槽に液体を注入することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
流体の流れは、少なくとも約４０００cm/分の速度で前記浴槽に液体を注入することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
流体の流れは、少なくとも約６０００cm/分の速度で前記浴槽に液体を注入することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記渦流は、インペラ、ポンプ、または噴水装置からなるグループから選択された混合要素によって発生することによって発生することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記浴槽は、この浴槽に注入される新しい液体が供給されると同時に前記浴槽からの液体を排出し、これにより浴槽を流れる一定容積の液体の流れを作り出すことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記浴槽を流れる一定容積の液体の速度は、約１０〜約１００cm/分であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記浴槽を流れる一定容積の液体の速度は、約２０〜約５０cm/分であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記浴槽に注入される液体は、流体の流れによって供給され、この流体の流れと一定容積の液体の流れとの速度比は、少なくとも約１０：１であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１１】
浴槽に注入される液体は、流体の流れによって供給され、この流体の流れと一定容積の液体の流れとの速度比は、少なくとも約５０：１であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１２】
浴槽に注入される液体は、流体の流れによって供給され、この流体の流れと一定容積の液体の流れとの速度比は、少なくとも約１５０：１であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１３】
液体の供給と排出は、オーバーフローによるカスケード方式のシステムにより与えられることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１４】
前記処理する薬品は、この薬品が浴槽に導入される前に、一定量の非処理液体の中に導入されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記処理する薬品は、前記対象物をエッチングすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記処理する薬品は、酸性物質であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記処理する薬品は、ＮＨ4ＯＨ、ＨＣＬ、ＨＦおよびオゾンからなるグループから選択される１つ以上から選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記非処理液体は、水であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１９】
前記ｂ）のステップは、処理する薬品の濃度が浴槽全体に連続的に増加するように実行され、前記ｃ）のステップは、処理する薬品の濃度が浴槽全体に連続的に減少するように実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２０】
対象物から１ｍｍ離れた位置の液体中の処理する薬品の濃度は、約５０％程度しか変化しないことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２１】
対象物から１ｍｍ離れた位置の液体中の処理する薬品の濃度は、約２０％程度しか変化しないことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２２】
液体は、対象物から少なくとも約１０ｍｍ離れた少なくとも１つのオリフィスによって導入されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つのオリフィスは、注入される液体を対象物に向けることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
液体が複数のオリフィスによって導かれ、これらのオリフィスが、液体の流れを効果的に分配して供給することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２５】
最初に、対象物を非処理液体で完全に浸すのに十分な量の非処理液体をタンクから非処理液体の浴槽に充填され、そして、前記対象物をこの非処理液体が満たされた浴槽内に浸すことによって、前記対象物が非処理液体の浴槽に供給されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２６】
最初に、前記対象物をタンク内に配置し、次に、対象物を非処理液体で完全に浸すのに十分な量の非処理液体を前記タンク内に充填することによって前記対象物が前記非処理液体の浴槽に供給されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２７】
処理する薬品を前記浴槽内に導入し、この浴槽内の処理する薬品の濃度は、所定の処理時間の間、一定に保持されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２８】
前記浴槽内の液体は、所定の処理時間の間、循環されないことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記浴槽内の非処理液体の流れは停止され、この浴槽内の液体は、所定の処理時間の間、ポンプ、インペラ、または噴水装置によって循環されることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
さらに、少なくとも１つの後処理としてリンス工程を含み、液体の流れが、プラグ流れ状態を用いて供給されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３１】
プラグ流れ状態は、部分的に、浴槽内の液体の温度とは異なる温度でかつ及び非混合状態で液体を前記浴槽に導入することを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
さらに、表面活性剤を用いて後処理のための乾燥工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３３】
対象物は、製造過程の半導体ウエハであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３４】
少なくとも１つの対象物を処理する方法であって、
a）流れ状態で本質的に非反応性の浴槽内に前記対象物を浸し、
b) 非反応性の前記浴槽から最初の処理のための薬品を含む浴槽に空間的に均一に移行させ、
c) 最初の処理のための薬品を含む前記浴槽を、本質的に非反応性の浴槽に空間的に均一に移行する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項３５】
さらに、最初の処理薬品を含む浴槽を、１つ以上の付加的な処理薬品を含むそれぞれの浴槽に、１つ以上の付加的な時間で空間的に均一に移行するステップを含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
少なくとも１つの対象物を処理する方法であって、
a) 液体を含む浴槽内に前記対象物を浸し、
b）前記対象物が前記浴槽内に浸されている間、浴槽内に処理薬品を混合するように導入し、これにより、前記容器内の処理薬品の濃度を連続的に増加させ、
c) 前記対象物が前記処理薬品を含む前記浴槽内に浸されている間、前記浴槽内の処理薬品の濃度が連続的に減少される状態下で、液体を前記浴槽内に混合して導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項３７】
処理すべき表面を有する製造過程の半導体ウエハを処理する方法であって、
i. 前記半導体ウエハを非エッチング液体の浴槽内に供給し、
ii. 前記処理すべき半導体ウエハを少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内にエッチング用薬品を導入し、
iii. 前記処理すべき対象物を少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内に非エッチング液体を導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項３８】
対象物が支持されているとき、対象物に液体を付加することによって対象物を処理するための装置であって、
液体の浴槽を維持するために側壁と底壁によって形成される内部室を有する容器と、
この容器内に処理薬品を導入するために、前記容器に連結されて作動する少なくとも１つの液体分配ヘッドと、
対象物が容器内に支持されるとき、処理すべき対象物を少なくとも部分的に覆うために渦流を発生させるための混合要素と、
少なくとも１つの液体分配オリフィスに接続されかつ液体源に接続されて作動する供給管とを備え、
前記混合要素は、内部室内の液体の浴槽内に前記対象物が支持されるとき、前記処理薬品を前記対象物に対して均一に導入するように配置されていることを特徴とする装置。
【請求項３９】
液体分配ヘッドは、液体の流れを内部室内に指向するための複数のオリフィスを有し、該オリフィスを通って液体を導入することにより、渦流を発生させるための混合要素となる流体の流れを発生させることを特徴とする請求項３８記載の装置。
【請求項４０】
さらに、前記供給管に接続されかつ二次的な供給管によって複数の液体分配ヘッドに接続される液体混合室と、液体が液体分配ヘッドに流れる前に液体供給源に処理薬品を導入するための処理薬品の噴射器とを含むことを特徴とする請求項３８記載の装置。
【請求項４１】
複数のオリフィスは、処理すべき対象物が内部室に支持されるとき、処理すべき対象物の最も近接した表面から少なくとも約１０ｍｍ離れて配置されていることを特徴とする請求項３９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を用いて対象物を処理する分野に関し、対象物の１つ以上の表面を洗浄または処理する分野に関する。特に、本発明は、マイクロエレクトロニクス基板または他のデバイス等の対象物を処理するための方法及び装置、さらに、この対象物の１つ以上の表面を処理するためにこの表面に液体をかけるための方法及び装置に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に、半導体ウエハまたは同類の基板等の対象物を、溶液を用いて処理する応用に関して発展してきており、未加工、ある形状にエッチング、被膜された、あるいはリード線または導電トレースを用いて一体化されたかにかかわらず、集積回路素子、リードフレーム、医学的デバイス、ディスク、及びヘッド、フラットパネル、マイクロエレクトロニクスマスク、マイクロメカニカルデバイス、マイクロオプティカルデバイス及び同類品の対象物等への利用に対して改良がなされてきた。
【０００３】
これらの対象物は、益々増加し、かつこれらの対象物は益々小さくなり、生成及び処理されるべき部分に非常に小さな形状を含むので、処理が難しくなっている。このため、種々の材料の各層は、ミクロン以下の非常に小さい形で生成され、変化に対する許容度が低いために化学的処理およびエッチング処理によって作り出される。最終のマイクロエレクトロニクス素子内のコンポーネントに機能を与えるために、各層を均一にするとともに正確な処理品質が要求される。
【０００４】
精密製造プロセスにおいて、特に半導体ウエハの処理に対して対象物の処理に対する種々の技術が発展してきた。たとえば、半導体ウエハは、それぞれの処理容器が一列に並んだ内部室内に浸漬されて、ウエハの個々の処理をもたらす。また、たとえば、このウエハは、最初に、酸化物のいくつかまたはすべてをエッチングするための酸性浴槽内に浸漬することによって酸化層が付与される。そして、この酸性浴槽化層の次にリンス層が続く。このような１つの処理容器は、バッチ処理のための液体のカスケード式流れ処理を用いる。この一般的なカスケード式流れ処理において、１つ以上のウエハが同時に処理されるために、カスケード処理容器内の、たとえば、ウエハ処理用の固定具、カセット、または他のホルダーによって支持される。
【０００５】
カスケード処理容器は、頂部縁から外側容器内に液体が零れ落ちるように、側壁を有する内側容器を含み、内側容器の回りに外側容器が設けられている。液体の流れは、容器底部に位置する内側容器に供給され、液体がその内室に満たされ、さらに、液体が、内室の頂部縁から外室内に零れ落ちるように流れる。こうして、新しい液体（即ち、きれいな液体）が内室内のウエハをリンスするために供給される。そして、内室から外室にカスケードで液体が流れる。液体は、この処理中、内側容器を介して流れる。
【０００６】
湿式処理方法の提案された修正例は、特許文献１のコラム１の４６行〜５６行、及びコラム１３の３１行〜５８行に開示されている。この特許文献１では、反応室内で化学薬品を用いて同一温度でＤＩ水に置換する伝統的な湿式処理方法が記載されている。これは、本質的に薬品とＤＩ水との混合を生じさせる。
【０００７】
この方法における改良点が特許文献２に開示されている。この特許では、薬品を連続的に水で希釈させる混合方法は、化学溶液をリサイクルさせるのに環境的に好ましくかつ有益とならないことが記載されている。さらに、混合が生じない場合よりも混合が起きたときに、リンスすることが重要である点が、この特許明細書のコラム２の１８行〜３６行に記載されている。この特許で提案された解決法は、処理液体の温度を選択的に制御することであり、例えば、処理容器の底部からより冷たい液体を導く等の操作によって一方の液体と他方の液体との混合を最小限にする。
【０００８】
要するに、サーモクライン(thermocline)原理は、互いに液体を分離させるために用いられる。特許文献２に記載されたこの理論の下で、最小の混合が起きたとき、化学溶液は、プラグ流れ(plug-flow)技術のように容器から迅速に取り除かれる。真のプラグ流れ状態を達成することは難しく、ウエハの不均質な処理を招くことがこれまで観察されてきた。この結果、ウエハの一部分は、ウエハの他の部分より異なる濃度で、またはより長い時間の間エッチング液に晒されてウエハの測定位置によりウエハの性能に差が生じる。
【特許文献１】米国特許第５，８１７，１８５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２４５，１５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
対象物のより均一な処理は、意外にも、浴槽液の渦流によって処理される対象物を少なくとも部分的に覆うことができる状態下にある浴槽に処理液体を導き、さらに、浴槽液の渦流によって処理される対象物を少なくとも部分的に覆うことができるような浴槽に非処理液体を導くことによって達成できることがわかってきた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここに記載の方法は、空間的に濃度を均一にし、薬品の濃度が浴槽容積全体に実際に適した一定値となるように、または与えられた時間で処理される対象物に少なくとも近くなるように、よく混合されることを意味する。簡単に言えば、「均一」とは、「空間的に均一」、さもなければ、制限的な均一を意味する。
【００１１】
実際の効果において、本発明の方法は、非反応浴槽を、１つ以上の処理薬品を含む浴槽に移行させ、さらに非処理液体浴槽へと移行させる。好ましくは、対象物は、リンス−処理−リンスプロセス全体にわたり浸漬される。浴槽に導かれる材料は、浴槽内容物とよく混合され、そして、特定の時点で、浴槽の化学的性質が、処理される対象物に近くなり、そして、好ましくは、その容積全体にわたり所望の均一状態となる。その結果、表面の大部分は、同一処理に晒されたように処理される。これは、実質的に均一な処理における改良となる。
【００１２】
この「移行流れ(transition-flow)」プロセスは、優れた均一性を有するエッチング処理を実行するために特に有益である。理論的裏付けはないが、実質的に均一にするための処理薬品を含まない溶液から、浴槽内の対象物の環境変移により、処理用薬品の濃度を増加させ、さらに、溶液内の処理用薬品の濃度をほぼ均一に減少させて、処理される対象物上の異なる位置で全体の処理作用における差異を最小にする。特に、僅かな空間での非均一性の作用は、濃度が増加している場合、また反対に濃度が減少している場合も同様に減少する。一面では、１つ以上の変化する化学処理が、好ましいリンス処理の間に挟まれる。
【００１３】
また、上述したようなプロセスを実行するための装置が提供される。
【００１４】
本発明では、均一な濃度変化が、液体および／または気体の流れを、少なくとも部分的に、また、好ましくは、渦流が、処理される対象物を覆うように十分な速度と運動量を有して容器内に導くことによって生じる。これらの渦流は、浴槽を介して対象物に接近して流れ、混合によって液体内に薬品の均質的な濃度を生じさせる。渦流は、混合メカニズムによって発生させることができ、このメカニズムは、混合の仕方において浴槽内に液体（および／または気体の場合もありえる）を導くためのスプレー開口を用いる。
【００１５】
この代わりに、ポンプ、インペラ、噴水装置、その他類似物が、混合作用を与えるために用いることができる。混合の度合いは、染料を液体に放出して視覚的に評価することによって、または液体浴槽の種々の場所に染料の投与量及び流れを量的な分析技術を用いて測定することによって判断することができる。水の中で流れパターンを見る場合に、フルオレセイン染料のナトリウム塩が特に有効である。
【００１６】
本発明の１つの構成として、少なくとも１つの対象物を処理する方法が提供され、この方法は、前記対象物を実質的に非処理液体の浴槽の流れの中に浸漬させ、この非処理液体の浴槽から第１処理薬品を含む浴槽内に空間的に均一に移行させ、さらに、第１処理薬品を含む浴槽を実質的に非処理液体の浴槽に空間的に均一に移行させる各ステップを含んでいる。
【００１７】
また、別の構成によれば、本発明は、a）液体を含む浴槽内に前記対象物を浸漬させ、b) 前記対象物が浴槽内に浸漬されている間、この浴槽内に処理薬品を混合しながら導入し、これによって、浴槽内の処理薬品の濃度をなだらかに増大させ、c) 前記対象物が浴槽内に浸漬されている間、前記浴槽内に処理薬品の濃度がなだらかに減少するような条件下で、この浴槽内に液体を混合しながら導入する、各ステップを有する、少なくとも１つの対象物を処理する方法を提供する。
【００１８】
本発明は、どのような状況においても利用することが可能であり、例えば、リンス、洗浄、乾燥、コーティング、エッチング、及び同等の工程において、液体に接触することによって容器内で均一な湿式により処理される１つ以上の対象物が処理されることになる。特に、本発明は、精密な製造技術を半導体ウエハ、又は同類の基板等、未加工、ある形状にエッチング、被膜された、あるいはリード線または導電トレースを用いて一体化されたかにかかわらず、集積回路素子、リードフレーム、医学的デバイス、ディスクおよびヘッド、フラットパネル、マイクロエレクトロニクスマスク、同等物等を、溶液を用いて精密製造するための対象物の処理に向けられている。
【００１９】
本発明の処理方法は、特に、製造過程の半導体ウエハのために特に有益であり、このようなウエハに対して本発明のプロセスを介して可能になる例外的な均一な処理であるからである。本プロセスにより特に利益を得るウエハは、薄い誘電体材料を大いにかつ重要な均一エッチングを必要とするウエハを含んでいる。また、本プロセスは、特に、ＭＥＭＳ等のような三次元のマイクロメカニックな特徴を含むウエハに役立つ。三次元のマイクロメカニックな特徴を含む特定の例は、圧力変換器及び加速度計を含んでいる。本プロセスは、また、光ファイバー通信用のエシェレ(Eschelle)回折格子等の非常に小さい寸法の光学的特徴を含む装置のために特に有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の上述した及び他の利点、及びそれらを得るための方法がより明らかになるであろ。また、添付する図面に関連して本発明の実施形態の以下の記述から、本発明自体をより理解できるであろう。
【００２１】
本発明は、処理すべき対象物の驚くほど均一な処理を提供する。例えば、エッチング処理の場合、エッチング材料をできるだけ均一にすることが大いに望まれる。あまりに多く変動すると、例えば、不均一によりデバイスの性能が劣るかデバイスが働かなくなる。均一性は、特に、処理される対象物の寸法が小さくなればなるほど重要となる。
【００２２】
図面に関して、いくつかの図面全体にわたり、同類の構成部品には、同類の参照番号が用いられており、処理する薬品の濃度を均一に増加させ、続いて処理する薬品の濃度を均一に減少させることによって、１つ以上の対象物を処理するための装置及びシステムが記載されている。これによって対象物にほぼ均一な処理を与える。
【００２３】
図１は、図示するような半導体ウエハ１０２等の１つ以上の対象物に沿って、液体１０３が処理容器１００の内部室１１３内を流れるとき、所望の液体混合ダイナミックスとして設計された本発明に従う代表的な処理容器１００の概略図である。
【００２４】
以下の議論を簡単にするために、処理される対象物は、半導体ウエハに属するものとする。ここで論じられる処理及び装置は、上記本発明の開示の欄、あるいは、本明細書全体にわたり、種々の対象物を処理するのに貢献する。
【００２５】
内部室１１３は、非処理液である液体１０３を最初に含んでいる。好ましくは、内部室１１３は、テーパー形状または他の形状、即ち、内部室１１３内の角部または他の場所にデッドスポットをなくすような形状となっている。本発明の目的のために、「非処理液体」は、本発明の最初の工程において実行される処理工程において、用いられない液体である。好ましくは、非処理液体は、処理すべき対象物の化学的及び物理的な特性に対して本質的に不活性である。半導体ウエハの例において、好ましい非処理液体は、水（好ましくは、ろ過および／または脱イオン化された）、イソプロピルアルコール、またはエチレングリコール等のリンス処理に適した液体を含んでいる。代わりに、非処理液体として、本発明の処理に用いる最初の処理工程以外のプロセスを達成するために、対象物と相互作用する液体であればよい。好ましくは、例えば、非処理液体の対象物への作用は、濃度に敏感ではないので、対象物を非処理液体の浴槽に下ろす等の方法で対象物を非処理液体へ導くことができ、対象物の所望の特性に変化を与えない。対象物に対して作用を及ぼす非処理液体の例としては、あるオゾン処理、または非処理液体内に対象物を浸ける工程の時間内に完了する処理を含む。これにより、未決の対象物は、いかなる濃度勾配をも受け入れることができる。
【００２６】
非処理液体は、供給源１１７から供給管１１５を通って供給されて適当な液体分配機構、例えば、以下で説明する好ましい液体分配ヘッド３２５、３１５、及び３２０を介して、内部室１１３内に導入される。非処理液体は、リンス機能を与え、また内部室１１３内に液体の流れを生じさせて、半導体ウエハ１０２に沿って液体が通過する。供給源１１７及び内部室１１３の間には、フィルタバンク(図示略)等の適当なフィルタ機構が設けられ、このフィルタバンクは、一般的に用いられるフィルタの組み合わせによって選択できる。好ましくは、高純度の水が約０．５ミクロンより大きな粒子を含まない、より好ましくは、約０．２ミクロン以下、さらに最適には約０．１ミクロン以下の粒子であることが望ましい。これを実現させるために、発明の名称が「半導体製造における超低粒子総数を搬送するための方法及び装置」と題された１９９６年８月６日に発行された特許文献３に記載されている荷電フィルタに蒸留水および／または脱イオン水を通過させることができる。この特許文献の開示内容は、ここに参考として取り入れられる。このようなフィルタバンクは、超清浄ＤＩ水（脱イオン水）を与える。
【特許文献３】米国特許第５，５４２，４４１号明細書
【００２７】
処理容器１００は、好ましくは底部壁１０６に沿って連続する側壁１０５を含む構造からなり、１つ以上のウエハ１０２と液体１０３を含む内部室１１３を形成する。側壁１０５と底部壁１０６は、好ましくは同一の材料で作られ、少なくともその内面が同一材料であり、実質的に液体１０３に対して非反応性の材料である。好ましい材料としては、石英、ポリプロピレン、ポリエチレン、パーフルオロアルコキシルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、これらの組み合わせ、及び他の材料がある。
【００２８】
処理容器１００は、液体を導入及び排出するための流れシステムを与える構造を含む。本発明のために、この流れシステムは、処理容器の内容積から液体を同時に排出しながら、新しい液体を処理容器に供給するシステムである。
【００２９】
処理容器１００は、好ましくは、従来技術において説明したように、オーバーフローのカスケード形式の容器であり、その構造上の側壁１０５及び底部壁１０６は、内部室１１３を形成し、この室から液体が側壁１０５の上部縁を越えて流れ、外側容器１０８によって形成される外部室に流れ落ちる。このように、液体の連続供給が支持されたウエハを通り過ぎて、リンスおよび洗浄がなされる。同時に、液体の入出流が互いに等しく行われ、また、例えば、処理容器１００内の液体の量を調節することが望ましいならば、一方が他方よりも多く流れるようにすることもできる。好ましい流れシステムは、処理容器１００を介して液体の流れが、定常、オーバーフロー、カスケード流れを形成するのに役立ち、そして、望ましくは、処理容器１００の頂部から溢れ出るようにすることができるものである。
【００３０】
代わりに、処理容器１００は、他の方法で内部室１１３を介して液体が流れるようにすることもできる。例えば、内部室１１３は、上端部を閉鎖し、適当な場所に出口を設けることもでき、その結果、液体は、１つ以上の対象物が保持された閉じ込めた室を介して流れる。この液体は、１つ以上の入口を設け、さらに、内部室１１３に対して１つ以上の出口を介して排出させることもできる。
【００３１】
対象物、好ましくは、半導体ウエハ１０２が、内部室１１３内に支持されている形式は、本発明の主たる構成上の特徴ではなく、本発明にしたがって、従来のまたはさらに発展した技術(図示略)を用いることができることを考慮してほしい。しかし、支持機構は、ウエハの表面を横切って液体が流れることを妨げる混合を防止するものではない。さらに、対象物は、所望の結果を得るために予め決められた方向とは異なる方向に支持されることもあり得る。
【００３２】
本発明によれば、１つ以上の所望のヘッド３２５、３１５および／または３２０を含む好ましい分配ヘッドアセンブリ３００等の１つ以上の液体分配装置が、処理容器１００の内部室１１３内に支持される。好ましい実施形態では、分配ヘッド３２５,３１５及び３２０は、内部室１１３の下側部分に配置される。さらに、分配ヘッド３２５,３１５及び３２０は、ウエハ１０２の中心の下側に配置されることが望ましく、特に、下側３番目のウエハ１０２の下側に位置することが望ましい。最適には、中央分配ヘッド３１５が中間位置にあるウエハ１０２の真下に配置され、そして、側方分配ヘッド３２５，３２０が、中央分配ヘッド３１５の両側で、中心から処理される対象物の全幅の４０〜６０％の距離、または、実施形態で示すように、円形状の半導体ウエハ１０２の直径の４０〜６０％の距離に配置される。
【００３３】
各液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０は、供給管１１５によって液体供給源１１７に接続されている。図示するように、供給管１１５は、液体混合室１３１および第２供給管１２９を介して液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０に連結されて液体を供給する。第２供給管１２９は、独立した第３の供給管(図示略)を備える分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０に液体を供給するために分岐している。代わりに、各液体分配ヘッドは、好ましくは、それぞれ関連した第２供給管を介して液体混合室１３１に連結することができる。供給管１２９は、そこから分岐して配管され、内部室１１３の底壁１０６を通り、適切にシーリングされた開口(図示略)が設けられている。その結果、液体１０３は、内部室１１３内の液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０に効果的に供給される。
【００３４】
液体混合室１３１は、液体を単一の供給管１１５から供給でき、さらに、複数の液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０（またそれ以上）に均等に分配することができる手段を備えている。このような液体混合室１３１の設計は、一般的なものであり、好ましくは、各第２供給管１２９への流体の流れを与える。さらに、液体混合室１３１は、１つ以上の処理用薬品を混合することができ、また代わりに、処理用薬品の供給管を介して処理用薬品の供給源１１９からの薬品を非処理液体に混合することもできる。さらに、複数の供給管を設けて１つ以上の液体混合室を設けることもでき、この混合室で、１つ以上の液体が、第２供給管１２９を介して液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０に供給される。液体混合室１３１は、バッフル、インペラ、又は混合を助けるための他の構造体を設けることもできる。さらに、代わりに、液体混合室を各供給管１１５の位置に設けることもできる。そこで、処理用薬品は、混合を助けるために物理的な構造体なしで直接供給管１１５に噴射される。
【００３５】
この実施形態では、混合は、個別の混合構造体を用いることなく、液体が供給管１１５から流れる時に起こる。さらに、好ましくは、液体分配ヘッド及び内部室とその中にある混合構造体は、デッドゾーン、すなわち、処理容器内の非混合領域を最小化するように配置されている。このデッドゾーンは、処理容器内の処理用薬品の望ましくない残留が生じ、さらに、リンス工程の進行が遅くなり、液体の濃度が不均一となる。
【００３６】
図２は、本発明の液体分配ヘッドアセンブリ３００を詳細に示す側面図である。アセンブリ３００は、中央スパージャー(central sparger)３１５及び側部スパージャー３２０,３２５を有するスパージャー本体を含む。中央スパージャー３１５は、処理容器の内部室内に液体を効果的に分配するために中央スパージャー３１５から液体の流れを導く複数のオリフィス３３０，３３２および３３４を備える。これにより、中央スパージャー３１５から処理容器の内部室内に放出される液体の混合を容易にする。
【００３７】
好ましい実施形態では、中央オリフィス３３２は、中央スパージャー３１５から垂直に液体の流れを導き、そして側部オリフィス３３０，３３４は、中央の流れからα及びβの角度で液体の流れを導く。好ましくは、角度α及び角度βは、中央オリフィス３３２からの流れから１０〜３０°の角度であり、最適には、中央オリフィスの流れから２０〜２５°の角度である。側部スパージャー３２０,３２５は、同様にオリフィス３３６,３３８の列がそれぞれ設けられており、スパージャーからの液体の流れを導く。好ましくは、オリフィス３３６,３３８は、スパージャーから垂直内側に傾斜する角度θで液体の流れを導く。好ましくは、角度θは、垂直から−１０°〜＋２５°であり、より好ましくは、−５°〜＋１０°さらに好ましくは、＋１°〜＋５°最適には、垂直から＋３°である。正の角度は、流れをウエハの方に向け、負の角度は、流れを内部室の壁１０５の方に向ける。
【００３８】
オリフィスの相対的な方向は、内部室の形状、処理される対象物の大きさ及び方向を考慮して、処理容器の内部室へ入来する液体を最適に混合するように配置される。さらに、内部室内の他の液体分配ヘッドの相対位置も、当業者によって理解されている液体力学の経験的な修正又は計算のいずれかにより最適化される。いくつかのスパージャーまたはオリフィスが、本発明に従って設けることができ、さらに、これらのスパージャー及びオリフィスが、処理容器の内部室内に導かれる液体の効果的な混合を与えるように配置されることが理解できよう。
【００３９】
図３は、図２に示すように、本発明の液体分配ヘッドアセンブリ３００の斜視図である。図示するように、この実施形態において、清浄されるべき多数の対象物を収容できる処理容器の大きな内部室のために、効果的に液体を流しかつ混合できるように、スパージャー３１５,３２０および３２５は、そこに配列された多数のオリフィスを備えて軸方向に伸びている。好ましくは、各スパージャーは、各列に約４０〜６０のオリフィスを含み、それぞれのオリフィスは、約１ｍｍ〜約３ｍｍの径を有し、そのオリフィス間隔は、約３ｍｍ〜約１０ｍｍである。図示するように、オリフィスは、線形にかつ規則的な間隔の列で設けられている。処理する３００ｍｍのウエハが、５ｍｍピッチでキャリア内に保持されるとき、オリフィスは、キャリア内のウエハのピッチに適合するように、好ましくは約２ｍｍの径でその間隔が５ｍｍの位置にある。
【００４０】
代わりに、オリフィスはここに論じたように処理用薬品の均一な濃度を有する浴槽を与えるために液体が内部室に導かれる限り、非線形及び不規則な配列に設けることができる。好ましくは、本発明の処理容器は、１３,２５、または５０個のウエハのアレー等の多数の対象物を収容し、単一のバッチ処理で処理できるように設計されている。好ましい実施形態では、スパージャーは、内部室１１３の壁１０５内に配置されているので、ヘッドアセンブリは、内部室１１３内に延出していない。液体は、内部室１１３を通る液体の所定の流量に対して比較的早い速度で、内部室１１３に導かれる。好ましくは、流体は、約1,000cm／min、より好ましくは、少なくとも約4,000 cm／min、さらに最適には、少なくとも約6,000 cm／minの速度で浴槽に液体が供給される。流体の速度は、処理容器の内部室１１３内に入る入口で計算される。これは、浴槽を通過する所定流量の液体の速度と対比される。この液体の速度は、内部室を通る液体の容積速度を内部室の断面積で割ることによって得られる。所定容積の流量速度と流体の流速における差は、内部室に渦流を発生させ、液体を効果的に混合することができる。それゆえ、この流体の流れが浴槽の液体に流入することによって、渦流が処理すべきウエハの付近で混合作用が行われるのを防止するので、オリフィスとウエハの間にバッフル、ディフューザ、また他の速度減少手段を配置する必要がなくなる。好ましくは、所定容積の流量速度に対する容器内に入る流体の流速の比は、少なくとも約１０:１、より好ましくは、少なくとも約５０：１、さらに最適には少なくとも約１５０:１である。
【００４１】
図４は、本発明の実施形態に従って対象物を処理するためのステップ７１０で介される方法７００の一般的なフローチャート図である。
【００４２】
ステップ７２０は、対象物に施される前の処理ステップに続いて対象物に与えられる操作を表す。このような対称物としては、１つ以上の半導体ウエハ又は他のマイクロエレクトロニクス素子または基板であることが望ましい。前処理ステップは、液体の化学処理、リソグラフィック処理、ガスベースのエッチング、または化学処理、高温度処理、または他の処理ステップを含むことができる。この前処理ステップは、他の処理装置または移行エッチング室(transition etch chamber)を含む装置の他の部分、または移行エッチング室自体で起こることも可能である。
【００４３】
ステップ７３０において、対象物は移行エッチング室に置かれ、そして、非処理液体（例えば、ＤＩ水）に浸される。この対象物は、非処理液体の前処理浴槽に挿入され、又は、充填されるからのまたは部分的な充填室内に配置される。
【００４４】
液体は、分配ヘッドを介して移行エッチング室内に導かれる。分配ヘッドからの流体の流れは、浴槽内に渦流を作り出し、浴槽全体に破格的均一な液体組成を維持する容積混合を与える。また、いくつかの他の手段（例えば、ポンプによる再循環ループ、浴槽内のインペラ、浴槽内の噴水装置、ウエハを浴槽内へ又は浴槽からの出し入れ、または他の手段））によって浴槽内で混合動作を作り出すことが可能である。
【００４５】
ステップ７４０において、浴槽の流れ運動が確立するまで、室内への非処理液体の流れが始まり、続行される。過渡の液体は、例えば、カスケードオーバーフローによって室内から取り除くことができる。望ましいことではないが、ステップ７４０（次の処理経路７４５）および浴槽内の実質的に静止した液体、流れでない液体を含む開始ステップ７５０を省略することができる。
【００４６】
ステップ７５０において、内部室内に処理用薬品（例えば、希釈ＨＦ）の流れが始まり、選択的に、内部室内への非処理液体の流れを停止または減少させるステップが始まる。この処理薬品は、前もって混合された供給源から生じ、多数の供給源からの流れを混合することによって作り出され、非処理液体の流れの中に集中する、または他の供給源から流入する処理液体を噴射によって作り出すことができる。処理薬品の混合は、多くの成分を混合するコンポーネントに作られるならば、混合された液体は、内部室内に分配される前に完全に混合されることが好ましい。あまり望ましいことではないが、内部室内での混合も可能である。
【００４７】
しかし、これは、薬品の成分または温度が時間と共に変化する処理薬品の使用を排斥するものではない。処理薬品は、実質的に非反応性の浴槽から処理薬品を含む浴槽に浴槽の空間的に均一な移行を与える方法で導入される。この移行(transition)は、プラグ流れの移行から区別される。内部室内からの最初の液体移動と室内からの次の液体移動との間に区別される境界が存在する。本発明の工程において、このような境界は、実質的に取り除かれる。
【００４８】
処理液体を非処理液体の浴槽内に集中して放出することによって処理薬品を形成することが可能である。例えば、２０００ccのＨＦ溶液が、４０リッターのＤＩ水の浴槽に加えて、２００:１のＨＦエッチング溶液を形成することができる。この場合、いくつかの循環形式が浴槽を完全に処理液体を分配することが要求される（例えば、ポンプによる再循環ループ、浴槽内のインペラ、浴槽内の噴射装置、浴槽内又は浴槽の内外へのウエハの移行、または他の手段）。
【００４９】
ステップ７６０では、内部室への処理薬品の流れは、停止され、そして、非処理液体の流れが続けられ、液体の増加または処理薬品の流れが再開される。非処理液体の流れは、ステップ７５０から浴槽内に存在する処理薬品を希釈する。この非処理液体の流れは、浴槽内の処理薬品の濃度が、次のステップを始めるために受入れ可能なレベルに達するまで続けられる。この受入れ可能なレベルは、処理薬品の濃度及び組成、及び次のステップの性質によって大きく変化する。例えば、ステップ７５０からステップ７６０において、処理薬品を１００倍に希釈させるために、オゾン水を用いてシリコンウエハ上の酸化層を再成長させるためのプロセスに続いて処理薬品として２００:１のエッチング用のＨＦ溶液が一般的に受入れ可能である。
【００５０】
対照的に、１００万倍以上の希釈率では、表面活性剤を用いる乾燥工程の前に、Ｈ2ＳＯ4（硫酸）とＨ2Ｏ2（過酸化水素水）を１:２に混合した処理が一般的に必要とされる。
【００５１】
ステップ７７０は、次に続く処理ステップを示す。一般的なステップとして、オゾン水を用いて対象物の酸化層を成長させる工程、酸化層を成長させ、そして、ＳＣ−１化学作用（ＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2及びＤＩ水の混合物）を用いて粒子を取り除く工程、ＳＣ−２化学作用（ＨＣＩ、Ｈ2Ｏ2、及びＤＩ水の混合物）を用いて金属汚染を取り除く工程、表面活性剤を用いて対象物を乾燥する工程、または他の工程を含んでいる。
【００５２】
ステップ７９９は、移行エッチング室において行われるシーケンスの終了を表す。
【００５３】
この革新的な方法の記述における多くの変形例が可能である。例えば、ステップ７３５と７４７の組み合わせは、移行エッチング室に対象物を供給し、そして、この移行エッチング室内に前の処理薬品を流し、さらに、（７４０のステップのような）非処理液体の中間的流れを無くして直ちに処理薬品が流れ始める動作を示す。例えば、有機物の汚染を取り除くために、室内にオゾン水を流すことが望ましい。そして、ＳｉＯ2の層をエッチングするために希釈ＨＦ溶液に直接移行する。
【００５４】
同様に、処理薬品の流れを停止させ、ステップ７５２におけるように、存在する浴槽内に対象物を浸すことが望ましい。この浸漬工程は、静止状態の浴槽または、循環手段を有する浴槽のいずれかを用いることができる。（例えば、ポンプによる再循環ループ、浴槽内のインペラ、浴槽内の噴射装置、浴槽内又は浴槽の内外へのウエハの移行、または他の手段）。浸漬期間７５２の終了時、処理薬品の流れが再び開始されるか、または非処理液体の流れを開始することができる。
【００５５】
処理薬品７５０の流れに続く、第２処理薬品７５８を用いる処理では、処理経路７５７によって非処理液体を用いる中間処理をなくすか、または処理経路７６５によって非処理液体を用いる中間処理のいずれかが起こる。また、第３の液体等を用いる処理を繰り返すことが可能である。例えば、ＤＩ水内にＨＣＩを流して、ウエハが希釈ＨＦ溶液で（処理経路７５７）エッチングされた後で、直接、シリコンウエハの表面から金属を取り除くこと（または、金属の堆積を防止する）が望ましい。
【００５６】
図５は、処理容器１００の内部室１１３を介して流れる液体１０３の流れおよび理想的な混合を示す、本発明に従う図１の処理容器１００の概略図である。処理容器を通る液体の流れは、液体供給源１１７から液体を供給し、液体混合室１３１を介して、液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０から排出されることによって生じる。液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０は、流れパターン１３５，１３７、及び１３９がウエハ１０２の各位置で均一な液体組成を与えるように、複数のオリフィスを配置している。
【００５７】
理想的な流れパターンの例が図５に示されている。しかし、内部室１１３への液体の流れは、均一な液体組成が望ましい程度で得られるならばいずれの方向であっても良い。好ましくは、液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０は、ウエハ１２０から適当に間隔を置いて配置され、その結果、内部室１１３に導かれる液体は、ウエハと直接接触することなく、十分な間隔を有し、内部室１１３に既に配置された液体とある程度混合される。好ましくは、液体分配ヘッドは、少なくとも約１０ｍｍ離れて配置され、さらに好ましくは、ウエハから少なくとも約１５ｍｍ離れている。驚いたことに、入来する液体をウエハから離れて指向させるよりも、入来する液体を幾分ウエハに向けて指向させる方が望ましく、即時の混合とウエハを横切って処理薬品が流れることを達成する。説明したように流体の流れ１３５，１３７、及び１３９は、ウエハの表面を均一に横切って処理容器の内部室内の液体のプラグ流れを達成させるように試行することなく、処理容器の内部室内の液体に効果的に新しい液体を混合する一連の渦流を発生させる。
【００５８】
ウエハからの分配ヘッドの間隔は、内部室１１３に設けた分配ヘッドの位置及び方向に関して変更することができる。例えば、側部分配ヘッド３２５及び３２０は、図示するように、最も短い経路に沿ってウエハ１０２に直接流体の流れを指向させないで、幾分角度をもたせるようにする。その結果、液体分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０は、ウエハ１０２から約１０ｍｍ〜約４０ｍｍの範囲に配置されることが望ましく、最適には、ウエハ１０２から約２０ｍｍ〜約３５ｍｍの範囲に配置されることが望ましい。
【００５９】
流体の流れ１３５、１３７及び１３９は、約１０〜約５０ｍｍの距離を移動することが望ましく、さらに、好ましくは、分配ヘッド３２５,３１５、及び３２０からウエハ１０２５へ、約２０〜約４５ｍｍの距離を移動することが望ましい。
【００６０】
内部室１１３を介して液体１０３を流した後、処理薬品が、処理薬品の供給源１１９から供給管１１８を介して導かれて、液体混合室１３１に供給される。処理薬品は、所定の比率で非処理液体を用いて、液体混合室内で混合される。例えば、ウエハ１０２の処理のために全体組成における最適な処理薬品の所定量を与えるために、望ましい相対的な容積流量、モル流量、および／または質量流量で混合される。例えば、好ましい実施形態において、０．１〜１００部、さらに好ましくは１〜２０部、最適には、５〜１０部の、４９％重量ＨＦからなる水性エッチング溶液が、水１０００部の中に注入され、この組み合わされた液体が、処理容器１００の内部室１１３内に導かれる。好ましくは、この液体は、所望、例えば、２０〜８０lpm、さらに好ましくは、約４０ ｌ/minの流量で内部室１１３に加えられる。理解できるように、処理薬品は、濃度を変える複数のステージで、交互に導かれ、ある範囲の所望の濃度プロフィル（即ち、時間の関数として、タンク内の処理薬品の濃度）を与える。
【００６１】
対象物の処理は、所望の処理を実行するのに効果的な１つ以上の温度で実行される。ある利用において、温度を上昇させた状態または周囲温度を低下させた状態のいずれかで処理するのが有利である。それゆえ、標準の処理周囲温度は、１８〜２５℃の範囲にあるが、いくつかの実施モードにおいて、薬品の使用を少なくするためにＨＦエッチング工程を温度３５〜４５℃で実行することが望ましい。本発明の処理工程の１つの実施形態において、内部室１１３内に液体を供給することを停止させ、処理中、静止状態の浴槽、またはタンク内の液体をポンプ等により再循環するいずれかによって、複数のウエハを浸漬することができる。
【００６２】
さらに、複数の処理薬品は、同時にまたは連続した形で内部室１１３内に導入することができる。本発明の１つの実施形態において、非処理液体の供給源１１７からの非処理液体の流れは、完全にカットオフされ、処理薬品の供給源１１９から希釈していない濃度の処理薬品を供給する。
【００６３】
選択的に、供給源１１９からの処理薬品は、処理のために、所望の濃度レベルに予め希釈することもできる。液体混合室１３１から内部室１１３へ流れる液体中の処理薬品の濃度は、徐々に変化するか、または急激に変化させることもできる。別の実施形態では、処理薬品のＨＦ溶液は、異なる導管を介して非処理液体と同時に混合される内部室に直接導入することができる。
【００６４】
図６Ａ〜図６Ｆには、液体分配ヘッド用の他の装置が図示されている。これらの図には、１つ以上の液体分配ヘッドが、特別の応用のために設けられることが示されている。例えば、図６Ａに示すように、実施形態６１０において、分配ヘッド６１２，６１４は、内部室内に配置されている。その結果、オリフィスが、内部室内に流体の流れを指向する。図６Ｃに示す実施形態も同様に３つの分配ヘッド６３２、６３４、６３６を有する。図６Ｄに示す実施形態は、内部室の側壁に隣接して分岐された分配ヘッド６４２，６４４を有する。図６Ｅは、内部室の底部近くに内部室の側壁に隣接して設けられた分配ヘッド６５２,６５４を示している。最後に、図６Ｆは、内部室の側壁に一列に並んだ４つの分配ヘッド６６２、６６４、６６６、６６８を示す。好ましくは、１つ以上の液体分配ヘッドが処理容器の構造的設計に関して配置され、かつ互いに、それぞれの内部室で混合するために設けられている。同一または異なるサイズの液体分配ヘッドが、特定の利用のために必要とされる数だけ設けることができると考えられる。
【００６５】
浴槽内に導かれる液体の流れを指向する噴射の方向が矢印で表わされており、図６に示すように、アークを有する２つの矢印は、可能な角度範囲で噴射が放出できることを示す。噴射は、スパージャーバー又はタンクの壁を介して放出されることに注目してほしい。図６Ｄ、６Ｅ、６Ｆで表す構成は、ある利用に対しては好ましいものであり、流体の流れを導入するためのオリフィスが内部室の底部から離れて配置され、所望であれば、好ましい位置にメガソニックエネルギー源が配置されている。それゆえ、この分配ヘッドの位置により、浴槽の底部に配置されたメガソニック(megasonic)エネルギー変換器に対する干渉が最も小さくなる。
【００６６】
図７は、上述の特許文献２に記載されたように、対象物を処理する従来技術のプラグを用いて、処理容器内部室内の処理薬品の濃度を理想化して表わしたグラフである。この図において、処理薬品の存在、位置、及び相対濃度が、薬品が配置されている処理容器の内部室の部分が陰影によって表わされている。このシステムにおけるプラグ流れの形式において、時間ｔ1は、溶液内の処理薬品の濃度がゼロである。時間ｔ2では、処理溶液は、処理容器の内部室の底部から処理容器の内部室に導かれ、そして、処理容器の内部室内の過剰な液体が、処理容器の内部室の頂部からこぼれ落ちる。処理溶液は、処理容器の内部室内に存在する液体と混合しないように注意深く導入されるので、２つの溶液間に境界がある。
【００６７】
その結果、処理容器の内部室の底部部分には、十分な濃度を有する処理溶液を含み、処理溶液の内部室の上部には、本質的に処理溶液が存在しない液体を含んでいる。時間ｔ3では、処理溶液は、処理容器の内部室内に存在しながら、処理容器の内部室の底部から処理容器の内部室の上部へと混合することなく進む。時間ｔ4では、処理容器の内部室全体に十分な濃度の処理溶液が行き渡る。時間ｔ5では、処理溶液が含まれない液体が、処理容器の内部室の底部から処理容器の内部室内に導かれる。さらに、この液体は、処理容器の内部室内に存在する液体と混合することなく導かれるので、処理容器の内部室の底部部分は、本質的に処理薬品のない状態となり、処理容器の内部室の上部は、十分な濃度の処理薬品が含まれる。時間ｔ6では、処理薬品のない更なる液体が、処理容器の内部室の底部から処理容器の内部室の上部へと流れ、これにより、処理容器の内部室内に２つの液体が実質的に混合されることなく処理薬品を含む液体に置き換わる。時間ｔ7では、全ての処理薬品が、処理容器の内部室から排出される。
【００６８】
図８は、本発明に従って対象物を処理するための均一に変化する流れシステムを用いた場合において、処理容器の内部室内における処理薬品の濃度をグラフ化したものである。この図において、処理薬品の存在、位置、及び相対的な濃度が処理容器の内部室の薬品が配置されている部分を陰影によって示している。
【００６９】
時間ｔ1では、処理溶液内の処理薬品の濃度はゼロである。時間ｔ2では、処理溶液は、処理容器の内部室、好ましくは処理容器の内部室の底部から導かれ、処理容器の内部室内の過剰液体が処理容器の内部室の頂部からこぼれ落ちる。処理溶液は、均一な液体組成で導かれ、処理薬品は、完全に処理容器の内部室に存在する液体と混合されることにより、処理容器の内部室における全ての部分での濃度がほぼ同一となる。時間ｔ3では、より多くの処理溶液が処理容器の内部室の底部から内部室内に供給され、完全に混合する。この時点で、処理薬品の濃度は、ｔ2で見たときよりも高い濃度となり、処理容器の内部室の全体を陰で示すことによって表される。時間ｔ4では、処理容器の内部室全体の処理溶液が、処理容器の内部室内の対象物を処理するために望ましい濃度となる。
【００７０】
時間ｔ5では、処理溶液を含まない液体が、処理容器の内部室の底部から処理容器の内部室に導入される。さらに、この液体は、処理容器の内部室内に存在する液体と完全に混合するように導入されるので、処理薬品は、処理容器の内部室の全体にほぼ同一の濃度になり、時間ｔ4での処理容器の内部室での濃度よりも低くなる。時間ｔ6では、処理薬品を含まないより多くの液体が、処理容器の内部室に導かれて、処理容器の内部室で役立つ処理薬品が均一となるようにさらに希釈する。時間ｔ7では、処理薬品のほぼ全てが、絶えず続く希釈によって処理容器の内部室から排出される。
【００７１】
図９には、本発明に従う処理システム1000のブロック図が示されている。システム1000は、本発明に従う例示であり、処理容器1005を含んでいる。その他、多くの異なるシステムがあり、それらの中には、望ましいと思われる処理容器1005及び他の形状及び構成部品等を含んでいる。
【００７２】
システム1000は、処理容器1005、コントローラ1009、インジェクター1007、及び液体源1001を含む。また、このシステムは、コントローラ1009と協働しかつ図示するような他の構成部品に連結される複数の流量制御弁1006を有する。作動において、非処理液体が液体源1001からシステム内に供給される。液体源1001に位置する制御弁1006は、コントローラ1009を介して非処理液体の流れを制御する。非処理液体は、好ましくは、ＤＩ水（脱イオン水）等の非処理液体からなる。また、この第２の制御弁1006は、好ましくはインジェクターに連結され、処理薬品を非処理液体と共に導入する。第２の制御弁1006は、液体混合室又は他の場所に設けられる。
【００７３】
上述したように、制御弁の各々は、薬品がライン1002によって示すように噴射されるときに、所望に及び効果的に制御された液体の流れが得られるようにコントローラ1009に接続される。コントローラ1009は、マイクロプロセッサ等の公知のまたは改良された制御システムからなる。また、特定の処理工程を効果的に制御するために、多くのフィードバックセンサー1015をコントローラ1009に接続することもできる。
【００７４】
上記実施形態は、他の選択された半導体製造処理工程においても使用することができる。他の特別の実施形態では、本発明の洗浄技術を、他の半導体処理利用の前に適用することができる。これらの処理工程の利用は、スタンレー  ウルフ(Stanley Wolf)及びリチャード  エヌ.  タウバー(Richard N. Tauber)氏によって書かれた「ＶＬＳＩ段階での半導体処理」巻１；プロセス  テクノロジー（1986）（ここで"ＷＯＬＦ"）のテキストで詳細に説明されている。例えば、この技術は、初期エピタキシャル処理、初期拡散処理、初期金属処理、初期重合処理、初期注入処理、初期フォトレジスト処理及び前処理の酸化洗浄技術（pre-sacrificial oxide cleaning technique)として利用される。
【００７５】
他の実施形態では、本発明の洗浄技術は、選択された半導体製造工程を実行した後に用いられる。この製造工程の例としては、窒化物の蒸着、磨き洗浄（例えば、機械式研磨またはＣＭＰ）、緩衝酸化エッチング、及び金属蒸着等を含む。これらの処理工程は、ＷＯＬＦによって上記テキスト中に詳細に記載されている。
【００７６】
更なる付加工程が、ここで記載した処理工程の前か後のいずれかで、特別の利用によって処理すべき対象物に実行することができると考えられる。特に、従来公知の後処理が、上述した処理工程に関連して用いられるとき、特別の利益を得ることができる。
例えば、次に続くリンス工程では、プラグ流れまたはこれ近い状態の流れを用いて、
利用されるリンス用の水を少なくすることができる。
【００７７】
この実施形態では、均一な濃度を低下させることにより、処理液体が処理容器の内部室から取り除かれた後、温度を変化させた一連のリンスの流れ（特許文献２）に開示されており、この開示内容は、参考文献として本明細書に含まれる。）が実行することにより、最終製品の洗浄度に影響を与えることになる。同様に、上述したような非処理液体の除去のために、表面活性剤を用いる乾燥工程が、さらに特別の利益を与えることになると考えられる。このような装置及び方法は、1998年６月30日に発行され、発明の名称が、「超低粒子半導体洗浄機」である米国特許第5,772,784号明細書に記述されかつ図示されている。これらの開示内容も参考文献として本明細書に含まれる。さらに、ここで記載された処理は、この処理中の対象物に対して熱、音エネルギー、及び同等物を適用することにより、処理工程を効果的に高めるための付加的技術を用いることによって、拡張することができる。
【００７８】
本発明の原理は、以下に示する実例に関連して記述される。本発明の方法は、広範囲の処理液体、非処理液体、および処理される対象物に適用することができる。しかし、簡略化のために、本実施例では、処理薬品、非処理液体及び処理すべき対象物として、それぞれ、ＨＦ溶液、ＤＩ水、及び300ｍｍ径で約1000オングストーム厚さのＳｉＯ2を覆われたシリコンウエハを用いる。例示する処理の目的は、ウエハの表面を覆うＳｉＯ2の層を均一にエッチングすることである。
【００７９】
実施例１：均一な薬品濃度を測定すること、
本発明のために、浴槽内での液体の移行中、処理薬品の濃度が均一に増加または減少するように本発明の処理を実行することである。この評価は、処理すべき対象物の表面に接近して実行されることが望ましい。溶液は、処理中の与えられた時間において、処理薬品の濃度が処理すべき対象物の表面近くで50％程度、また好ましくは20％程度にすぎないならば、濃度が均一であると見なされる。処理される表面から離れた浴槽の領域は、重要ではなく、またこの領域は濃度測定に含まれない。
【００８０】
処理されるべき対象物の表面近くの濃度は、数値が求められる液体の主たる位置で、液体の導電率を測定すること等の適当な技術によって決定することができる。この濃度の範囲において、ＨＦ溶液の濃度は、溶液の導電率にほぼ比例している。各ウエハ間を小さなギャップで処理固定具に配置した多数の半導体ウエハの場合において、小さい電極を隣接するウエハ間に挿入することができ、電気測定により局所的な導電率が決定される。
【００８１】
実施例では、５２個の３００ｍｍウエハが、プロセス  エンハンスメント  カセット（ミネソタ州、チャスカ、エンテグリス）に載置され、４０リットル浴槽内で１分間あたり４０リットル（lmp)の流れのＤＩ水（非処理液体）に浸漬された。200：1で希釈されたＨＦ（処理薬品）の溶液の移行は、ＤＩ水４０ (lmp)の中に４９重量％のＨＦ溶液を１分間２００ccの割合で噴射することによって実行される。導電率プローブは、図１０に示す位置にある隣接ウエハ間のギャップにまたがる３ｍｍだけ離れた１ｃｍ長さの２つの電極からなる。この導電率は、１ＫＨｚのサイン波による波高値１Ｖ（アジレント33120Ａアービタリー  ウエイブフォーム  ジェネレータ）を加えることにより測定される。そして、ＨＦ溶液噴射の開始時に、ウエイブテックＨＤ160デジタルボルトメータを用いて、４秒毎に１回、生じた電流を測定する。
【００８２】
図１０で見るように、各測定位置での濃度は均一に増加する。いつでも、ウエハ上の２点間の濃度差の変動は20％以下である。
【００８３】
実施例２：エッチングの均一性を測定すること
エッチング処理の場合、エッチング処理によって取り除かれる材料の量が、ウエハ表面上のいくつかの点で測定される。少なくとも９〜１２１の場所で、一般的に４９の場所で測定することが望ましい。
【００８４】
半導体素子の生産において用いられる３００ｍｍ径のシリコンウエハ上に均等に分配された４９個の場所でのＳｉＯ2のエッチング処理の均一性を測定する場合に、次の処理手順を用いることができる。ＳｉＯ2の初期厚さは、ルドルフ  キャリバー３００のエリプソメータ(ellipsometer)上の各点で測定される。このエリプソメータは、商業的にラドルフ  リサーチ社、または等価物を利用することができ、その測定値は、オンボードコンピュータ（前処理の測定）内に記憶される。ウエハは、処理薬品（一般的に希釈ＨＦ）を用いて、エッチングでＳｉＯ2のある部分を取り除かれ、リンス及び乾燥が行われる。ウエハの同じ４９個所のＳｉＯ2の厚さが再度エリプソメータ（後処理の測定）上の各点で測定される。ウエハ上の４９点の位置は、エリプソメータに供給される標準の４９点のパターンによって形成される。
【００８５】
場所ｎでエッチングされた量であるデルタｎは、この場所における前測定と後測定において異なっている。
デルタｎ＝前測定ｎ−後測定ｎ
平均エッチングは、個々のデルタｎの算術平均である。
平均＝（１／ｎ）＊（ｎ＝１〜49間でのデルタｎの合計）
エッチングの範囲は、最も大きいエッチングデルタと最も小さいエッチングデルタの差である。
範囲＝デルタmax−デルタmin
この範囲は、エッチング処理の均一性を見る重要な尺度である。エッチング処理の品質は、平均エッチングおよび平均の上下の偏差を特定することによって特徴付けられる。
平均+/-（範囲／２）
本発明の処理によって達成される性能値は、シリコンウエハからＳｉＯ2を３０±１．５オングストロームの厚さだけエッチングしたものである。別の共通尺度としての「エッチング均一性」または「シグマ」は、エッチングの平均値で割ったデルタｎ標準偏差として定められる。
シグマ＝１００＊（デルタｎの標準偏差）／平均値
【００８６】
結果は、対象物の表面から離れてエッチングされる材料の品質の変化によって、平均のエッチング効果よりも上であるか下であるが特定される。驚いたことに、ここに記載の方法論を用いるエッチング処理は、約±４アングストロームより少ない、好ましくは約±２アングストロームより少ない、エッチング変動を達成できることがわかっている。
【００８７】
例えば、ＨＦ溶液（処理薬品）からＤＩ水（非処理液体）へのリンス中（移行中）に起こるエッチングの非均一性は、エッチング処理の部分だけ実行することによって決定することができる。即ち、この移行は、予め混合されたＨＦ浴槽内に複数のウエハを浸漬することによってシミュレートでき、直ちにＤＩ水のリンスステップを始めることができる。
【００８８】
テストを実行するために、１分間当り４０リッター供給されるＤＩ水の中に１分間当り２００ccの４９％ＨＦ溶液を混合することによって２００:１のＨＦ水溶液が４０リットルの浴槽に満たされた。この浴槽と液体の流れシステムは、図１〜図４に記載されたものであった。５２個の３００mmのウエハが処理固定装置に載置された。スロット２,２５,５１内のウエハは、ＳｉＯ2の約1000アングストロームの厚さで覆われた３つのテスト用ウエハによって置き換えられた。固定材は、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から構成され、ウエハを５ｍｍ間隔で平行に保持する。ウエハは、ＨＦ浴槽に浸漬され、そしてＤＩ水を用いたリンスが直ちに実行され、浴槽内に無視できる程度のＨＦ溶液を残しながら300秒間続けられた。これらのウエハは、ウエハの露出した部分の回りにＮ2（窒素）雰囲気中にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を与えながら、タンクから水をゆっくりと排水することにより乾燥された。４０lpmまたは７８lpmの流れのリンスによるデータが個別の実験データとして集められた。
【００８９】
比較において、ウエハは、液体シーケンスを除いて同一の実験手順を用いたエッチング処理の遷移を通して移動された。ウエハは、１分間当り４０リッターのＤＩ水の流れの中に浸漬された。１分間当り２００ccの４９％ＨＦ溶液が、２５０秒間ＤＩ水の流れの中に噴射された。この噴射の最後に、ＤＩ水は、ウエハをリンスするために３００秒間流れ続けられた。全ての場合において、テスト用ウエハの酸化エッチングにおける変動が、上記のように測定された。
【００９０】
図１１及び図１２は、各ウエハの４９個所に対する結果を示す。システムを通過する液体の流量は、それぞれ７８lpmおよび４０lpmであった。個別のテスト用ウエハへの酸化エッチング範囲及びすべてのウエハ上における全ての個所での酸化エッチング範囲が、表２に示されている。
【００９１】
理論に縛られるものではないが、ウエハ上でエッチングされた量における変動は、ＨＦ溶液がＤＩ水によって希釈／リンスされる速度での局所的変動から生じる。急速に希釈される面積は、ゆっくり希釈される面積よりも少なくエッチングされる。ＨＦ溶液のエッチング液は、長い期間持続しかつ作用することができる。７８lpmのリンスは、４０lpmのリンスよりもより良く洗浄される。その理由は、７８lpmのリンスでは、それぞれの領域が４０lpmのリンスよりもより早く洗浄されるからである。ＨＦ溶液がゆっくりリンスされる領域でさえもエッチングするための時間をより少なくし、それゆえ、４０lpmのリンスの場合の同じ領域に比較して、不均一にエッチングする時間が少なくなる。
【００９２】
図１３には、４０lpmの流量率で実行された本発明のエッチング処理の推移の結果が示されている。４０lpmでの全体の移行エッチング処理は、図１２に示された酸性エッチングの移行性の希釈のみを有する処理よりもより効果的であることを示す。理論に縛られるわけではないが、移行終了段階での変動は、全体の移行エッチング処理の移行開始段階での均等的な変動によって部分的に補正される。即ち、ＨＦ濃度が移行開始時に最も早く増大する領域は、ＨＦ濃度が移行終了時に最も早く減少する領域とほぼ同一である。
【００９３】
４０lpmの浸漬エッチング（図１２）から４０lpmの移行エッチング〔図１３）へのエッチングの均一性は、４倍に激的に変化する。一般的に浸漬エッチングのエッチング均一性は、（図１１と図１２を比較して）増大するリンスの流速を改善する。浸漬エッチングのエッチング均一性がリンスの流速（全体のレンジは、1／リンス流速に比例する）に逆比例すると仮定すれば、４０lpmの移行エッチングは、１６０lpmの浸漬エッチングと同等である。
１６０lpmのリンス流速は、ＤＩ水とその処理の費用、およびこのような流速を維持するために必要とされる大きな設備の基盤構造により、望ましいものではない。
【００９４】
【表２】
2005522048.tif 000003
【００９５】
実施例３：浸漬エッチング及び個別のリサイクル化されたＨＦ浴槽と比較した移行エッチングの均一性の測定
図１４は、３つの方法で処理されたウエハのエッチング均一性の結果を示す。
−  比較３Ａ：個別で専用のリサイクル化されたＨＦ浴槽内での浸漬によってエッチングされ、そしてリンス用の流水の浴槽（専用の浴槽エッチング）に移行されたウエハ、
−  比較３Ｂ：ＨＦ溶液のプレ混合浴槽内に浸漬によってエッチングされ、さらに、同一のタンク（浸漬エッチング）内で本来のリンスを伴う浸漬処理されたウエハ、
−  比較３Ｃ：流水のＤＩ水内での浸漬、続いて、移行処理の開始段階にＨＦ溶液を流し、移行処理の終了段階にＤＩ水を流す（本発明の移行エッチング）を行ったウエハ、
専用浴槽処理のためのウエハは、４０lpmで再循環される２００：１ＨＦ溶液の４０リットル浴槽内に１４０秒間浸漬された。ウエハは、３００秒間、４０lpmのＤＩ水をオーバーフローされたエッチ／リンス／乾燥用タンク内の４０リットル浴槽にロボット操作で移送された。浸漬エッチング処理からのウエハは、全体的に４０リットルのエッチ／リンス／乾燥用タンクで処理された。ウエハは、１４０秒間２００：１のＨＦ溶液の固定の浴槽内に浸漬された。エッチング工程の終了時に、この浴槽内にＤＩ水が３００秒間８４lpmで流される。
【００９６】
移行エッチング処理からのウエハ全体が、４０リットルのエッチ／リンス／乾燥用タンク内で処理された。これらのウエハは、４０lpmで流れるＤＩ水内に浸漬された。ＨＦ溶液が４０lpmで流れるＤＩ水内に放出され、２００：１のＨＦ溶液を形成して１４０秒間流した。ＨＦ溶液の噴射が終わると、ウエハは、４０lpmで流れるＤＩ水で３００秒間リンスされた。全ての場合、上述のように試験用ウエハでの、酸化エッチング処理の変化が測定された。
【００９７】
処理データは、図１４に示されている。移行エッチング処理（２．１Ａの平均値（最大値−最小値））のウエハ上の均一性が、再循環処理されるＨＦ浴槽（２．４Ａ）の場合よりも１０％以上良くなり、さらに本来の浸漬エッチング（４．０Ａ）の場合よりもさらに良くなる。移行エッチングの利点は、４０lpmの移行エッチング（２．１Ａ）が、４０lpmの浸漬エッチング（表２から８．５Ａ）に比較されるとき、より激的となる。
さらに、移行エッチング処理は、再循環式のＨＦエッチング処理よりも性能がよく、単一浴槽の場合も同様である。
【００９８】
上記に本発明の装置及び方法の特定の実施形態を説明してきたが、本発明に従って種々の修正、代替の構成、及び等価物を用いることができる。例えば、上述したように、半導体基板のための方法及び装置に関するものであるが、本発明は、全てのマイクロエレクトロニクス素子、さらに生のウエハを含む基板、ディスク及びヘッド、フラットパネルディスプレイ、マイクロエレクトロニクス  マスク、及びリンス、乾燥、洗浄の各ステップ、及びその同等物等の高純度の湿式処理を必要とする他の用途に利用できるものと考えられる。さらに、図面に示したシステムは、半導体のためのエッチングシステムに関して記載されている。この代わりに、このようなシステムを他の産業、例えば、電気化学、製薬、プリント基板、光学素子、及び液体の流れ技術によって製造される物品を取り扱うための改良された技術を必要とする他の産業に対して使用することができる。
【００９９】
それゆえ、上記記載及び図面は、添付する請求項によって定められる本発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は、1つ以上の対象物、例えば、製造過程の半導体ウエハを処理するための、本発明に従う処理容器の概略図である。
【図２】図２は、図１の容器内に用いられる、本発明の好ましい液体分配ヘッドアセンブリの側面図である。
【図３】図３は、図２に示す液体分配ヘッドの斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従う対象物を処理するための代表的な方法のための単純化した流れ図である。
【図５】図５は、図１に示す処理容器において、作業中の内部室内の液体流れパターンを示す概略図である。
【図６】図６Ａ〜Ｆは、オリフィスの異なる配置および作業中の内部室での液体流れパターン６を示す処理容器の概略図である。
【図７】図７は、処理容器の内部室内で対象物を処理するために従来技術のプラグフローシステムを用いて、処理容器の内部室内の濃度値を示す概略的なグラフ図である。
【図８】図８は、本発明に従って処理容器の内部室内の対象物を処理するための均一な「移行流れ」方式を用いる処理容器の処理内部室内の濃度値を示す概略的なグラフ図である。
【図９】図９は、処理容器を含む本発明に従う処理システムの単純化したブロック図である。
【図１０】図10は、サンプリング位置が示された半導体ウエハの概略図と共に測定されたＨＦ濃度を示すグラフ図である。
【図１１】図11は、水で希釈されたエッチング浴に浸されたウエハの従来の処理工程において酸化エッチング変化を示すグラフ図である。
【図１２】図12は、水で希釈されたエッチング浴に浸されたウエハの従来の処理工程において酸化エッチング変化を示すグラフ図である。
【図１３】図13は、本発明の処理工程における酸化エッチング変化を示すグラフ図である。
【図１４】図14は、３つの異なる方法で処理されたウエハのエッチングの均一性を比較するグラフ図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  処理容器
１０２  ウエハ（対象物）
１０３  液体
１０５  側壁
１０８
１１３  内部室
１１５  供給パイプ
１１７  供給源
３００  分配ヘッドアセンブリ
３１５、３２０、３２５  ヘッド
３３０、３３２、３３４  オリフィス
【図１】
2005522048.tif 000004
【図２】
2005522048.tif 000005
【図３】
2005522048.tif 000006
【図４】
2005522048.tif 000007
【図５】
2005522048.tif 000008
【図６】
2005522048.tif 000009
2005522048.tif 000010
2005522048.tif 000011
2005522048.tif 000012
2005522048.tif 000013
2005522048.tif 000014
【図７】
2005522048.tif 000015
【図８】
2005522048.tif 000016
【図９】
2005522048.tif 000017
【図１０】
2005522048.tif 000018
【図１１】
2005522048.tif 000019
【図１２】
2005522048.tif 000020
【図１３】
2005522048.tif 000021
【図１４】
2005522048.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月22日(2004.1.22)
【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】
処理すべき表面を有する対象物を処理する方法であって、
a）前記対象物を非処理液体の浴槽中に入れ、
b) 前記処理すべき対象物を少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内に処理用の薬品を導入し、
c) 前記処理すべき対象物を前記浴槽内の液体の渦流で少なくとも部分的に覆う状態下において、非処理液体を前記浴槽内に導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項２】
前記渦流は、処理用の薬品を流体が流れるように複数のオリフィスを通って前記浴槽内に処理用の薬品を導入することによって発生することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
流体の流れは、少なくとも約１０００cm/分の速度で前記浴槽に液体を注入することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
流体の流れは、少なくとも約４０００cm/分の速度で前記浴槽に液体を注入することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
流体の流れは、少なくとも約６０００cm/分の速度で前記浴槽に液体を注入することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記渦流は、インペラ、ポンプ、または噴水装置からなるグループから選択された混合要素によって発生することによって発生することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記浴槽は、この浴槽に注入される新しい液体が供給されると同時に前記浴槽からの液体を排出し、これにより浴槽を流れる一定容積の液体の流れを作り出すことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記浴槽を流れる一定容積の液体の速度は、約１０〜約１００cm/分であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記浴槽を流れる一定容積の液体の速度は、約２０〜約５０cm/分であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記浴槽に注入される液体は、流体の流れによって供給され、この流体の流れと一定容積の液体の流れとの速度比は、少なくとも約１０：１であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１１】
浴槽に注入される液体は、流体の流れによって供給され、この流体の流れと一定容積の液体の流れとの速度比は、少なくとも約５０：１であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１２】
浴槽に注入される液体は、流体の流れによって供給され、この流体の流れと一定容積の液体の流れとの速度比は、少なくとも約１５０：１であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１３】
液体の供給と排出は、オーバーフローによるカスケード方式のシステムにより与えられることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１４】
前記処理する薬品は、この薬品が浴槽に導入される前に、一定量の非処理液体の中に導入されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記処理する薬品は、前記対象物をエッチングすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記処理する薬品は、酸性物質であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記処理する薬品は、ＮＨ4ＯＨ、ＨＣＬ、ＨＦおよびオゾンからなるグループから選択される１つ以上から選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記非処理液は、水であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１９】
前記ｂ）のステップは、処理する薬品の濃度が浴槽全体に連続的に増加するように実行され、前記ｃ）のステップは、処理する薬品の濃度が浴槽全体に連続的に減少するように実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２０】
対象物から１ｍｍ離れた位置の液体中の処理する薬品の濃度は、約５０％程度しか変化しないことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２１】
対象物から１ｍｍ離れた位置の液体中の処理する薬品の濃度は、約２０％程度しか変化しないことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２２】
液体は、対象物から少なくとも約１０ｍｍ離れた少なくとも１つのオリフィスによって導入されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つのオリフィスは、注入される液体を対象物に向けることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
液体が複数のオリフィスによって導かれ、これらのオリフィスが、液体の流れを効果的に分配して供給することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２５】
最初に、対象物を非処理液体で完全に浸すのに十分な量の非処理液体をタンクから非処理液体の浴槽に充填され、そして、前記対象物をこの非処理液体が満たされた浴槽内に浸すことによって、前記対象物が非処理液体の浴槽に供給されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２６】
最初に、前記対象物をタンク内に配置し、次に、対象物を非処理液体で完全に浸すのに十分な量の非処理液体を前記タンク内に充填することによって前記対象物が前記非処理液体の浴槽に供給されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２７】
処理する薬品を前記浴槽内に導入し、この浴槽内の処理する薬品の濃度は、所定の処理時間の間、一定に保持されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２８】
前記浴槽内の液体は、所定の処理時間の間、循環されないことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記浴槽内の非処理液体の流れは停止され、この浴槽内の液体は、所定の処理時間の間、ポンプ、インペラ、または噴水装置によって循環されることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
さらに、少なくとも１つの後処理としてリンス工程を含み、液体の流れが、プラグ流れ状態を用いて供給されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３１】
プラグ流れ状態は、部分的に、浴槽内の液体の温度とは異なる温度でかつ及び非混合状態で液体を前記浴槽に導入することを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
さらに、表面活性剤を用いて後処理のための乾燥工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３３】
対象物は、製造過程の半導体ウエハであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３４】
少なくとも１つの対象物を処理する方法であって、
a）流れ状態で本質的に非反応性の浴槽内に前記対象物を浸し、
b) 非反応性の前記浴槽から最初の処理のための薬品を含む浴槽に空間的に均一に移行させ、
c) 最初の処理のための薬品を含む前記浴槽を、本質的に非反応性の浴槽に空間的に均一に移行する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項３５】
さらに、最初の処理薬品を含む浴槽を、１つ以上の付加的な処理薬品を含むそれぞれの浴槽に、１つ以上の付加的な時間で空間的に均一に移行するステップを含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
少なくとも１つの対象物を処理する方法であって、
a) 液体を含む浴槽内に前記対象物を浸し、
b）前記対象物が前記浴槽内に浸されている間、浴槽内に処理薬品を混合するように導入し、これにより、前記容器内の処理薬品の濃度を連続的に増加させ、
c) 前記対象物が前記処理薬品を含む前記浴槽内に浸されている間、前記浴槽内の処理薬品の濃度が連続的に減少される状態下で、液体を前記浴槽内に混合して導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項３７】
処理すべき表面を有する製造過程の半導体ウエハを処理する方法であって、
i. 前記半導体ウエハを非エッチング液体の浴槽内に供給し、
ii. 前記処理すべき半導体ウエハを少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内にエッチング用薬品を導入し、
iii. 前記処理すべき対象物を少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内に非エッチング液体を導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月29日(2004.11.29)
【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】
処理すべき表面を有する対象物を処理する方法であって、
a）前記対象物を非処理液体の浴槽中に入れ、
b) 前記処理すべき対象物を少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内に処理用の薬品を導入し、
c) 前記処理すべき対象物を前記浴槽内の液体の渦流で少なくとも部分的に覆う状態下において、非処理液体を前記浴槽内に導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項２】
少なくとも１つの対象物を処理する方法であって、
a）流れ状態で本質的に非反応性の浴槽内に前記対象物を浸し、
b) 非反応性の前記浴槽から最初の処理のための薬品を含む浴槽に空間的に均一に移行させ、
c) 最初の処理のための薬品を含む前記浴槽を、本質的に非反応性の浴槽に空間的に均一に移行する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項３】
少なくとも１つの対象物を処理する方法であって、
a) 液体を含む浴槽内に前記対象物を浸し、
b）前記対象物が前記浴槽内に浸されている間、浴槽内に処理薬品を混合するように導入し、これにより、前記容器内の処理薬品の濃度を連続的に増加させ、
c) 前記対象物が前記処理薬品を含む前記浴槽内に浸されている間、前記浴槽内の処理薬品の濃度が連続的に減少される状態下で、液体を前記浴槽内に混合して導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【請求項４】
処理すべき表面を有する製造過程の半導体ウエハを処理する方法であって、
i. 前記半導体ウエハを非エッチング液体の浴槽内に供給し、
ii. 前記処理すべき半導体ウエハを少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内にエッチング用薬品を導入し、
iii. 前記処理すべき対象物を少なくとも部分的に前記浴槽内の液体の渦流で覆う状態で前記浴槽内に非エッチング液体を導入する、各ステップを有することを特徴とする処理方法。
【国際調査報告】
2005522048.tif 000023
2005522048.tif 000024
2005522048.tif 000025