(57)【要約】【解決手段】ウェハを処理するシステム及び方法は、ウェハにプロセスを施すステップを含む。プロセスは、表面張力勾配デバイスによってサポートされる。プロセスの結果は、監視される。監視の結果は、出力される。【選択図】１１Ｂ
2007524225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを処理する方法であって、
表面張力勾配デバイスによってサポートされるプロセスを前記ウェハに施し、
前記プロセスの結果を監視し、
前記監視の結果を出力する方法。
【請求項２】
前記プロセスは、洗浄プロセス、リンスプロセス、乾燥プロセス、エッチングプロセス、堆積プロセスおよび電気メッキプロセスによって構成されるプロセス群を少なくとも一つ含み得る、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記プロセスの前記結果は、インサイチュセンサによって監視される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記インサイチュセンサは、光学センサ及び渦電流センサで構成される群を少なくとも一つ含み得る、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記表面張力勾配デバイスは、近接ヘッドを含み得る、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記監視の結果は、リアルタイムで出力される、請求項１記載の方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法は更に、
前記監視の結果に従って前記プロセスを調整する方法。
【請求項８】
前記監視の結果は、プロセスコントローラへ出力される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記プロセスコントローラは、前記監視の結果に従って前記プロセスを調整する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記プロセスコントローラは、前記プロセスをリアルタイムで調整する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ウェハ処理システムであって、
プロセスをサポート可能な少なくとも一つの表面張力勾配デバイスと、
前記プロセスの結果を監視するインサイチュセンサと、
前記インサイチュセンサ及び前記表面張力勾配デバイスに結合され、プロセスレシピを含むシステムコントローラと、を備えるウェハ処理システム。
【請求項１２】
前記プロセスは、洗浄プロセス、リンスプロセス、エッチングプロセス、堆積プロセス、および電気メッキプロセスによって構成されるプロセス群を少なくとも一つ含むことが可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記インサイチュセンサは、光学センサ及び渦電流センサで構成される群を少なくとも一つ含むことが可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記監視の結果は、リアルタイムで出力される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記表面張力勾配デバイスは、近接ヘッドを含む、請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
前記プロセスは、前記表面張力勾配デバイスによって支持されたメニスカス内でサポートされる、請求項１１記載のシステム。
【請求項１７】
前記インサイチュセンサは、前記表面張力勾配デバイス内に含めることが可能である、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記メニスカスは、前記インサイチュセンサを取り囲む乾燥領域を含む、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記インサイチュセンサは、前記表面張力勾配デバイスと共に移動可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項２０】
前記インサイチュセンサは、前記表面張力勾配デバイスから独立して移動可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項２１】
ウェハを処理する方法であって、
近接ヘッドによってサポートされるプロセスを前記ウェハに施し、
前記プロセスの結果をインサイチュセンサにより監視し、
前記監視の結果をプロセスコントローラへリアルタイムで出力し、
前記プロセスのレシピを、前記監視の結果に従って、前記プロセスコントローラにおいてリアルタイムで調整する方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造プロセスに関し、特に、半導体製造プロセスを効率的に監視及び測定する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ製造プロセスには、多数の工程及びサブプロセスが必要である。こうした製造工程の例には、エッチングと、化学機械研磨（ＣＭＰ）と、堆積と、リンスと、乾燥と、その他の工程とが含まれる。製造工程のそれぞれは、工程が正確かつ再現可能な形で時間通りに完了することを確認するために監視する必要がある。
【０００３】
一例として、ＣＭＰにおいて、半導体ウェハは、ウェハ表面を研磨面に押しつけるホルダに配置される。研磨面は、化学物質及び研磨剤で構成されるスラリを使用して研磨を実行する。通常、ＣＭＰは、被覆層を除去して、下のデバイス層を露出させるために使用される。ＣＭＰプロセスを継続させる時間が長すぎる場合、被覆材料が過度に除去され、下層のデバイスが損傷する可能性がある。被覆材料の過度の除去は、下層の電気デバイスの電気的特性を変化させ、結果的な電気的特性が許容可能な範囲を超える可能性もある。結果として、下層デバイスによって形成される回路は、性能目標を充足できなくなる。代わりに、ＣＭＰプロセスの停止が早すぎる場合、除去される被覆材料の量は不十分となる。結果として、残存被覆材料により、下層デバイス間で、意図しない相互接続が発生する可能性がある。ＣＭＰでは、通常、いくつかの種類の終点検出器又は終点監視プロセスを使用して、ＣＭＰプロセスを時間通りに停止させる。
【０００４】
他の種類の製造プロセス（例えば、エッチング、リンス、堆積）も、それぞれの製造プロセスの進行を監視可能な、何らかの種類のサブシステム又はサブプロセスを有する必要がある。デバイスの特徴サイズがこれまでより小さくなり、集積のレベルが増加するにつれ、プロセス制御要件がこれまで以上に厳格になるにしたがって、これは重要性を増している。通常、監視システム又はサブプロセスは、製造プロセスから分離される。一例として、ウェット化学エッチング製造プロセスでは、通常、次のようにウェットエッチングプロセスを中断して進行の評価を行う。エッチングプロセスを初期期間に渡って半導体基板に施す。次に、半導体基板をリンスし、乾燥させ、エッチングプロセスツールから取り出し、適切なサブシステム又はサブプロセスによる測定を使用して評価し、ウェットエッチングプロセスが所望の目標に達したかを判断する。エッチングプロセスが所望の目標に達した場合（即ち、エッチングプロセスにより、所望の材料がエッチングされた場合）、後続のプロセス（例えば、洗浄、リンス、乾燥）を半導体基板に施す。
【０００５】
代替として、ウェットエッチングプロセスが所望の目標を達成していない場合（即ち、エッチングプロセスにより、所望の材料が全て除去されていない場合）、再作業プロセスにおいて、エッチングプロセスを半導体基板に再び施す。再作業プロセスの一回以上の反復の後、ウェットエッチングプロセスにより、所望の材料が半導体基板から除去される。バッチ処理システムの場合は、単一の半導体基板を使用して、基板群全体の再作業の前に、（例えば、プロセス時間を補正するために）必要な再作業プロセスを検証してもよい。単一半導体基板処理システムの場合は、基板のロット全体に再作業ウェットエッチング処理を施す前に、同様の方法を使用できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
厚さ損失測定を提供するためにドライプラズマエッチングプロセスにおいて利用されるインサイチュ（IN-SITU）プロセス監視方法の例は、数多く存在する。こうした方法では、干渉計を使用して、エッチングプロセス中の膜厚変化の情報を判断及び提供する場合が多い。これは、ウェット化学プロセスを使用する時、測定対象の基板表面上の液体膜が測定を複雑にし、測定に干渉する可能性があることから問題となる。
【０００７】
加えて、それぞれの製造プロセスの進行を監視するための通常の従来技術のサブシステム又はサブプロセスは、プロセス自体の中断及び再開を何度も行う必要があることから、本質的に効率が悪い。それぞれの半導体製造プロセスを開始及び停止するには、半導体基板の付加的な取り扱いが必要となり、全体的な半導体製造プロセスが更に複雑になる可能性もある。付加的な取り扱いと更に複雑なプロセスとによって、半導体製造プロセスには、付加的な不均一性、欠陥、又はミスが持ち込まれる恐れがある。
【０００８】
上記を考慮すると、製造プロセス自体の中で半導体製造プロセスの結果を監視及び定量化するシステム及び方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
大まかに言って、本発明は、ウェハに加えているプロセスを監視するインサイチュセンサを提供することで、こうした必要性を満たす。本発明は、プロセス、装置、システム、コンピュータ読み取り可能な媒体、又はデバイスを含む、多数の方法で実施できることを理解されたい。本発明のいくつかの発明実施形態について、以下で説明する。
【００１０】
一実施形態は、ウェハを処理する方法を提供する。方法は、ウェハにプロセスを施すステップを含む。プロセスは、表面張力勾配デバイスによってサポートされる。プロセスの結果は、監視される。監視の結果は、出力される。プロセスは、監視の結果に従って調整することもできる。
【００１１】
プロセスは、洗浄プロセス、リンスプロセス、乾燥プロセス、エッチングプロセス、堆積プロセスおよび電気メッキプロセスとによって構成されるプロセス群を少なくとも一つ含み得る。プロセスの結果は、インサイチュセンサによって監視できる。インサイチュセンサは、光学センサ及び渦電流センサで構成される群を少なくとも一つ含み得る。
【００１２】
表面張力勾配デバイスは、少なくとも一つの近接ヘッドを含むことができる。監視の結果は、リアルタイムで出力できる。監視の結果は、プロセスコントローラへ出力できる。プロセスコントローラは、監視の結果に従ってプロセスを調整できる。プロセスコントローラは、プロセスをリアルタイムで調整できる。
【００１３】
別の実施形態は、ウェハ処理システムを含む。ウェハ処理システムは、プロセスをサポート可能な少なくとも一つの表面張力勾配デバイスと、プロセスの結果を監視するインサイチュセンサと、インサイチュセンサ及び表面張力勾配デバイスに結合されたシステムコントローラとを含むことができる。システムコントローラは、プロセスレシピを含む。
【００１４】
プロセスは、洗浄プロセス、リンスプロセス、エッチングプロセス、堆積プロセスおよび電気メッキプロセスとによって構成されるプロセス群を少なくとも一つ含み得る。インサイチュセンサは、光学センサ及び渦電流センサで構成される群を少なくとも一つ含み得る。
【００１５】
監視の結果は、リアルタイムで出力できる。表面張力勾配デバイスは、近接ヘッドを含むことができる。
【００１６】
プロセスは、表面張力勾配デバイスによって支持されたメニスカス内でサポートされる。インサイチュセンサは、表面張力勾配デバイス内に含めることができる。メニスカスは、インサイチュセンサが内在する乾燥領域を含む。
【００１７】
インサイチュセンサは、表面張力勾配デバイスと共に移動させることができる。代替として、インサイチュセンサは、表面張力勾配デバイスから独立して移動させることができる。
【００１８】
別の実施形態は、ウェハを処理する方法を提供する。方法は、ウェハにプロセスを施すステップを含む。プロセスは、近接ヘッドによってサポートされる。プロセスの結果は、インサイチュセンサにより監視される。監視の結果は、プロセスコントローラへリアルタイムで出力される。プロセスのレシピは、監視の結果に従って、プロセスコントローラにおいてリアルタイムで調整される。
【００１９】
本発明は、有利なことに、より正確なプロセスの制御を提供する。より正確な制御によって、従来技術のプロセス及びシステムに比べて、プロセス時間の低減が可能となり、したがって、ウェハスループットの増加が可能となる。
【００２０】
本発明の別の態様及び利点は、本発明の原理を一例として示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明白となろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、同様の参照符号が同様の構造要素を示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明によって容易に理解されよう。
【００２２】
インサイチュ測定システムと組み合わせた、表面張力勾配を利用する半導体製造プロセスのいくつかの例示的実施形態について説明する。本明細書で述べる具体的な詳細の一部又は全部がなくとも本発明を実施し得ることは、当業者にとって明白であろう。
【００２３】
本発明について、いくつかの好適な実施形態の観点から説明しているが、当業者が本明細書を読み、図面を調べることで、その様々な改変、追加、置換、及び等価物を認識することは理解されよう。したがって、本発明では、本発明の本来の趣旨及び範囲に含まれるこうした全ての改変、追加、置換、及び等価物を含むものである。
【００２４】
図１から図２Ｃは、例示的なウェハ処理システムの実施形態を示している。システムは例示的なものであり、ウェハに極めて近接する位置への近接ヘッド（群）の移動を可能にする他の任意の適切なタイプの構成を利用してもよいことを理解されたい。図示した実施形態において、近接ヘッド（群）は、ウェハの中心部分からウェハの縁部へ、直線的に移動し得る。近接ヘッド（群）がウェハの一方の縁部から、ウェハの直径に沿った反対側の別の縁部へ、直線的に移動する他の実施形態を利用してもよく、或いは、例えば、半径方向運動、円運動、螺旋運動、ジグザグ運動、その他といった、他の非線形的な移動を利用してもよいことを理解されたい。運動も、ユーザの必要に応じて、任意の適切な指定された運動プロフィールにしてよい。加えて、一実施形態においては、ウェハを回転させ、近接ヘッドがウェハの全ての部分を処理し得るように、近接ヘッドを直線的に移動させてもよい。更に、ウェハを回転させずに、ウェハの全ての部分を処理できる形でウェハの上を移動するように近接ヘッドが構成された、他の実施形態を利用してもよいことを理解されたい。加えて、本明細書で説明する近接ヘッド及びウェハ処理システムは、例えば、２００ｍｍウェハ、３００ｍｍウェハ、フラットパネル、その他の任意の形状及びサイズの基板の処理に利用することができる。ウェハ処理システムは、システムの構成に応じて、ウェハに任意の種類の製造プロセスを施すために利用することができる。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態による、ウェハ処理システム１００を図示する。システム１００は、ウェハ表面の処理を可能にするためにウェハを保持し回転させ得るローラ１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃを含む。システム１００は、更に、一実施形態において上部アーム１０４ａ及び下部アーム１０４ｂにそれぞれ取り付けられる近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂを含む。上部アーム１０４ａ及び下部アーム１０４ｂは、ウェハの半径に沿った近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂの実質的に直線的な移動を可能にする近接ヘッドキャリヤ組立体１０４の一部である。
【００２６】
一実施形態において、近接ヘッドキャリヤ組立体１０４は、近接ヘッド１０６ａをウェハ上方で、近接ヘッド１０６ｂをウェハ下方で、ウェハに極めて近接した状態で保持するように構成される。これは、ウェハ処理を開始する位置まで近接ヘッドを水平に移動させた後、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂをウェハに極めて近接する位置まで垂直に移動できるように、上部アーム１０４ａ及び下部アーム１０４ｂを垂直に移動可能とすることにより達成してよい。上部アーム１０４ａ及び下部アーム１０４ｂは、本明細書で説明するウェハ処理を可能にするために、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂを移動できるように、任意の適切な形で構成してよい。システム１００は、近接ヘッド（群）をウェハに極めて近接して移動させ、図６Ｄから８Ｂを参照して下で説明するようなメニスカスを生成及び制御し得る限り、任意の適切な形で構成してよい。更に、極めて近接した位置は、図６Ｄから８Ｂを更に参照して説明するようなメニスカスを維持し得る限り、ウェハから任意の適切な距離であってよい。一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂ（及び本明細書で説明する他の任意の近接ヘッド）は、それぞれ、ウェハ処理工程を開始するために、ウェハから約０．１ｍｍから約１０ｍｍに移動させてよい。好適な実施形態において、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂ（及び本明細書で説明する他の任意の近接ヘッド）は、それぞれ、ウェハ処理工程を開始するために、ウェハから約０．５ｍｍ乃至約４．５ｍｍに移動させてよく、更に好適な実施形態において、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂ（及び本明細書で説明する他の任意の近接ヘッド）は、ウェハ処理工程を開始するために、ウェハから約２ｍｍに移動させてよい。
【００２７】
図２Ａは、本発明の一実施形態による、ウェハ処理システム１００の他の図を示す。一実施形態において、システム１００は、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂをウェハの中心からウェハの縁部に向けて移動できるように構成された近接ヘッドキャリヤ組立体１０４を有する。近接ヘッドキャリヤ組立体１０４は、必要に応じてウェハの洗浄及び／又は乾燥を行うために近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂの移動を可能にする任意の適切な形で移動させてよい。一実施形態において、近接ヘッドキャリヤ組立体１０４は、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂをウェハの中心からウェハの縁部へ移動させるために動力化できる。ウェハ処理システム１００は近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂを備えて図示されているが、例えば、１、２、３、４、５、６、その他の任意の適切な数の近接ヘッドを利用することができる。ウェハ処理システム１００の近接ヘッド１０６ａ及び／又は１０６ｂは、例えば、本明細書で説明する近接ヘッドのいずれかによって示すように、任意の適切なサイズ又は形状であってもよい。近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、互いに独立して移動するように構成し、近接ヘッドのそれぞれがウェハ１０８表面の異なる部分上に存在できるようにすることもできる。
【００２８】
本明細書で説明する様々な構成は、近接ヘッドとウェハとの間で流体メニスカスを生成する。一例として、流体メニスカスは、ウェハ表面に流体を供給し、ウェハ表面から流体を除去することで、ウェハを洗浄及び乾燥するために、ウェハ全体を移動させられる。そのため、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、本明細書で示したような多数の任意の種類の構成、或いは、本明細書で説明した処理を可能にするその他の構成を有することができる。更に、システム１００により、ウェハの一方の表面、或いは、ウェハの表面及び裏面の両方を処理し得ることを理解されたい。
【００２９】
加えて、ウェハの表面及び裏面の両方を処理する他に、システム１００は、望ましい場合、異なる種類の流体をウェハのそれぞれの側において投入及び排出することで、ウェハのそれぞれの側で異なる処理を実行するように構成してもよい。一例として、システム１００は、ウェハの前面を洗浄し、ウェハの背面を乾燥させることができる。システム１００では、望ましい工程に応じて、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂにおいて、それぞれ上下で異なる化学物質の供給を利用してよい。近接ヘッドは、ウェハの表面及び／又は裏面を処理するのに加え、ウェハのベベルエッジを処理するように構成することができる。これは、ベベルエッジを洗浄するメニスカスを、ウェハの縁部から離して移動させることで達成できる。近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、同じ種類の装置であっても良く、或いは、異なる種類の近接ヘッドであっても良い。
【００３０】
図２Ｂは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８を保持するウェハ処理システム１００の側面拡大図を例示している。ウェハ１０８は、処理対象のウェハ１０８の一部に所望の近接ヘッドを極めて近接させることが可能な配向である限り、任意の適切な配向で、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃによって保持し回転させてよい。一実施形態において、ローラ１０２ｂは、スピンドル１１１を使用して回転させてよく、ローラ１０２ｃは、ローラアーム１０９によって保持し回転させてよい。ローラ１０２ａも、専用のスピンドル（図３Ｂに図示）によって回転させてよい。一実施形態において、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃは、時計回りの方向で回転し、ウェハ１０８を反時計回りの方向で回転させることができる。ローラは、望ましいウェハの回転に応じて、時計回り又は反時計回りの方向で回転させてよい。一実施形態において、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃによってウェハ１０８に与えられた回転は、未処理のウェハ領域を近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂに極めて近接する位置へ移動させる役割を果たす。例示的な乾燥工程において、ウェハの湿潤領域は、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂの直線運動と、ウェハ１０８の回転との両方によって、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂに提供される。乾燥又は洗浄工程自体は、少なくとも一つの近接ヘッドによって実行される。結果として、一実施形態において、ウェハ１０８の乾燥領域は、乾燥工程が進行するにつれ、ウェハ１０８の中央領域から縁部領域へ、螺旋運動で拡大する。好適な実施形態において、ウェハ１０８の乾燥領域は、ウェハ１０８上を回転移動し、ウェハ１０８は、（近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂの長さが、少なくともウェハ１０８の半径である場合）一回転で乾燥することになる。システム１００の構成と、近接ヘッド１０６ａ及び／又は近接ヘッド１０６ｂの配向及び運動を変更することで、乾燥動作を変化させ、ほぼ任意の適切な種類の乾燥経路に対応させ得る。
【００３１】
近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、脱イオン水（ＤＩＷ）又は他のプロセス化学物質を投入するように構成された少なくとも一つの第一のソース供給部（ＤＩＷ供給部とも呼ばれる）と、蒸気形態のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を投入するように構成された少なくとも一つの第二のソース供給部（ＩＰＡ供給部とも呼ばれる）と、真空を提供することで、ウェハ及び特定の近接ヘッド間の領域から流体を排出するように構成された少なくとも一つのソース排出部（真空排出部とも呼ばれる）とを有するように構成され得る。ここで利用される真空は、吸引としてもよいことを理解されたい。加えて、例えば、エッチング化学物質、フォトレジストウェットストリッピング化学物質、洗浄溶液、アンモニア、ＨＦ等、他の種類の溶液も、第一のソース供給部及び第二のソース供給部に投入してよい。一部の例示的な実施形態ではＩＰＡ蒸気が使用されるが、他の界面活性物質（基板−液体界面において、表面張力勾配を提供するか、或いは増加又は減少させる物質）及び窒素又はその他の不活性搬送ガスを使用して界面活性蒸気を搬送してもよいことを理解されたい。ＩＰＡの代替物には、その一部として、以下が含まれる：ジアセトン、ジアセトンアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール、エチルグリコール、メチルピロリドン、エチルラクテート、２−ブタノール。加えて、例えば、窒素、アルゴン又はその他のガス、任意の最適なアルコール蒸気、有機化合物、その他といった、水と混和可能な他の任意の種類の蒸気又はガスを利用してもよい。
【００３２】
一実施形態において、少なくとも一つのＩＰＡ蒸気供給部は、少なくとも一つの真空排出部に隣接し、真空排出部は次に少なくとも一つのＤＩＷ供給部に隣接して、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配向を形成する。強化を図るウェハ処理に応じて、ＩＰＡ−ＤＩＷ−真空、ＤＩＷ−真空−ＩＰＡ、真空−ＩＰＡ−ＤＩＷ、その他といった、他のタイプの配向を利用してもよいことを理解されたい。好適な実施形態において、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配向は、ウェハを洗浄及び乾燥するために、近接ヘッドとウェハとの間に位置するメニスカスを、高度な形で生成及び制御し、移動させるために利用し得る。ＤＩＷ供給部と、ＩＰＡ蒸気供給部と、真空排出部とは、上記の配向が維持される場合、任意の最適な形で配置してよい。例えば、ＩＰＡ蒸気供給部と、真空排出部と、ＤＩＷ供給部とに加えて、更なる実施形態においては、所望の近接ヘッドの構成に応じて、ＩＰＡ蒸気排出部、ＤＩＷ供給部、及び／又は真空排出部の更なる組み合わせが存在してもよい。したがって、別の実施形態では、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ−ＤＩＷ−真空−ＩＰＡを利用してよく、或いは、ＩＰＡソース供給部と、真空ソース排出部と、ＤＩＷソース供給部との構成を備えた他の例示的実施形態は、図６Ｄを参照して説明する好適な実施形態により、本明細書において説明される。ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配向の正確な構成は、用途に応じて変化させることができる。例えば、ＩＰＡ供給部、真空、及びＤＩＷ供給部間の距離は、規則的な距離となるように、或いは、不規則的な距離となるように、変化させてよい。加えて、ＩＰＡ供給部、真空、及びＤＩＷ供給部間の距離は、近接ヘッド１０６ａのサイズ、形状、及び構成と、図９Ａ及び９Ｂを参照して更に詳細に説明するような処理ウィンドウの所望のサイズ（即ち、メニスカスの形状及びサイズ）とに応じて、大きさの異なるものにしてよい。加えて、図９Ａ及び９Ｂを参照して説明するように、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配向は、真空領域がＤＩＷ領域を実質的に取り囲み、ＩＰＡ領域が少なくとも真空領域の後縁領域を実質的に取り囲むように構成される。
【００３３】
図２Ｃは、本発明の一実施形態による、ウェハ処理システム１００の別の側面拡大図を示している。この実施形態において、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、近接ヘッドキャリヤ組立体１０４を利用することで、それぞれウェハ１０８の上面１０８ａ及び下面１０８ｂに極めて近接して配置されている。この位置に配置後、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、ＩＰＡ及びＤＩＷソース供給部と（複数の）真空ソース排出部とを利用し、上面１０８ａ及び下面１０８ｂから流体を除去することが可能な、ウェハ１０８に接触するウェハ処理メニスカスを生成し得る。このウェハ処理メニスカスは、図６から９Ｂを参照した説明に従って生成してよく、これにおいて、ＩＰＡ蒸気及びＤＩＷは、ウェハ１０８と近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂとの間の領域に投入される。ＩＰＡ及びＤＩＷが投入されるのと実質的に同時に、ウェハ表面に極めて近接して真空が提供され、ＩＰＡ蒸気と、ＤＩＷと、ウェハ表面に存在し得る流体とが排出される。例示的な実施形態においてはＩＰＡが利用されるが、任意の適切なアルコール蒸気、有機化合物、ヘキサノール、エチルグリコール、その他といった、水と混和可能な他の任意の適切な種類の蒸気を利用してもよい。こうした流体は、表面張力低減流体と呼んでもよい。表面張力低減流体は、二表面間（即ち、近接ヘッドとウェハの表面との間）の表面張力勾配を増加させる役割を果たす。
【００３４】
近接ヘッドとウェハとの間の領域にあるＤＩＷの一部は、メニスカスとなる。本明細書での使用において、「排出」という用語は、ウェハ１０８と特定の近接ヘッドとの間の領域からの流体の除去を示す場合があり、「投入」という用語は、ウェハ１０８と特定の近接ヘッドとの間の領域への流体の導入である場合があることを理解されたい。
【００３５】
別の例示的な実施形態において、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、ウェハ１０８を回転させることなく、ウェハ１０８の全ての部分が処理されるような形で移動させてよい。こうした実施形態において、近接ヘッドキャリヤ組立体１０４は、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂの一方又は両方を、ウェハ１０８の任意の適切な領域に極めて近接する位置に移動できるように構成してよい。近接ヘッドの長さがウェハの半径よりも短い一実施形態において、近接ヘッドは、ウェハ１０８の中心から縁部へ、或いはその逆に、螺旋状に移動するように構成してよい。好適な実施形態において、近接ヘッドの長さがウェハの半径よりも長い時、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、一回転で、ウェハの全表面上を移動し得る。別の実施形態において、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、ウェハ表面１０８ａ及び／又は１０８ｂの全ての部分が処理されるように、ウェハ１０８全体で前後に直線的な形で移動するように構成してよい。更に別の実施形態においては、図５Ｃから５Ｈを参照して下で説明するような構成を利用してよい。結果として、ウェハ処理工程の最適化を達成するために、システム１００の無数の異なる構成を利用してよい。
【００３６】
図３Ａは、本発明の一実施形態による、二重近接ヘッドを備えたウェハ処理システム１００を例示する平面図を示している。図１から２Ｃを参照して上述したように、上部アーム１０４ａは、近接ヘッド１０６ａをウェハ１０８上方の極めて近接する位置で移動及び保持するように構成してよい。上部アーム１０４ａは、更に、近接ヘッド１０６ａを、ウェハ１０８の中心部からウェハ１０８の縁部に向けて、実質的に直線的な形１１３で移動させるように構成してよい。結果として、一実施形態において、ウェハ１０８が方向１１２で回転する際、近接ヘッド１０６ａは、以下の図６Ａから８Ｂを参照して更に詳細に説明する処理を使用して、ウェハ１０８の上面１０８ａで流体膜を移動及び除去することができる。したがって、近接ヘッド１０６ａは、ウェハ１０８上方において、実質的に螺旋経路でウェハ１０８を処理し得る。図３Ｂを参照して示すような別の実施形態では、第二の近接ヘッドがウェハ１０８下方に位置して、ウェハ１０８の下面１０８ｂの処理を実行できる。
【００３７】
図３Ｂは、本発明の一実施形態による、二重近接ヘッドを備えたウェハ処理システム１００の側面図を例示している。この実施形態において、システム１００は、ウェハ１０８の上面を処理可能な近接ヘッド１０６ａと、ウェハ１０８の下面を処理可能な近接ヘッド１０６ｂとを共に含む。一実施形態において、スピンドル１１１ａ及び１１１ｂは、ローラアーム１０９と共に、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃをそれぞれ回転させ得る。このローラ１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃの回転は、乾燥及び／又は洗浄のためにウェハ１０８の実質的に全ての表面を近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂに提供し得るように、ウェハ１０８を回転させ得る。一実施形態では、ウェハ１０８が回転している間に、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、それぞれアーム１０４ａ及び１０４ｂによって、ウェハ表面１０８ａ及び１０８ｂに極めて近接する位置へ運ばれる。近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂがウェハ１０８に極めて近接する位置へ運ばれた後、ウェハの処理を開始してよい。動作中、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、図６Ａから６Ｆを参照して説明するように、ウェハ１０８の表面及び裏面にＩＰＡと、脱イオン水と、真空とを供給することで、それぞれウェハ１０８から処理流体の移動／除去を実行してもよい。
【００３８】
一実施形態では、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂを使用することで、システム１００は、例えば、２００ｍｍウェハを４５秒未満で乾燥させ得る。別の実施形態において、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂが少なくともウェハの半径の長さである場合、ウェハの乾燥時間は、３０秒未満であっても良い。処理時間は、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂがウェハ１０８の中心からウェハ１０８の縁部へ移動する速度を増加させることで低減できることを理解されたい。別の実施形態では、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂを、より速いウェハ回転速度と共に利用し、ウェハ１０８を短時間で処理し得る。更に別の実施形態では、ウェハ１０８の回転と、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂの移動とを併せて調整し、最適な処理速度を達成し得る。一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ及び１０６ｂは、毎秒約０ｍｍから毎秒約５０ｍｍで、ウェハ１０８の中心領域からウェハ１０８の縁部へ、直線的に移動してよい。
【００３９】
図４Ａは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８の特定の表面用に多数の近接ヘッドを含むウェハ処理システム１００−１の平面図を示している。この実施形態において、システム１００−１は、上部アーム１０４ａ−１及び上部アーム１０４ａ−２を含む。図４Ｂに図示したように、システム１００−１は、それぞれ近接ヘッド１０６ｂ−１及び１０６ｂ−２に接続された上部アーム１０４ｂ−１及び下部アーム１０４ｂ−２を含んでもよい。システム１００−１において、近接ヘッド１０６ａ−１及び１０６ａ−２は（表面及び裏面処理が実行される場合は１０６ｂ−１及び１０６ｂ−２も同様に）、連動して機能するため、ウェハ１０８の特定の表面を処理する二つの近接ヘッドを有することで、処理時間を約半分の時間に短縮し得る。そのため、動作中には、ウェハ１０８が回転している間に、近接ヘッド１０６ａ−１、１０６ａ−２、１０６ｂ−１、及び１０６ｂ−２は、ウェハ１０８の中心近くでウェハ１０８の処理を開始し、実質的に直線的に、ウェハ１０８の縁部に向かって外側へ移動する。これにより、ウェハ１０８の回転１１２がウェハ１０８の全領域を近接ヘッドの近隣に運ぶことで、ウェハ１０８の全ての部分が処理される。したがって、近接ヘッド１０６ａ−１、１０６ａ−２、１０６ｂ−１、及び１０６ｂ−２の直線運動と、ウェハ１０８の回転運動とにより、処理中のウェハ表面は、ウェハ１０８の中心からウェハ１０８の縁部へ螺旋状に移動する。
【００４０】
別の実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−１及び１０６ｂ−１により、ウェハ１０８の処理を開始してよく、これらがウェハ１０８の中心領域から離れる方向へ移動した後、近接ヘッド１０６ａ−２及び１０６ｂ−２をウェハ１０８の中心領域の位置へ移動させ、ウェハ処理工程を増強してよい。したがって、ウェハ処理時間は、特定のウェハ表面を処理する多数の近接ヘッドを使用することで、大幅に低減し得る。
【００４１】
図４Ｂは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８の特定の表面用に多数の近接ヘッドを含むウェハ処理システム１００−１の側面図を示している。この実施形態において、システム１００−１は、ウェハ１０８の表面１０８ａを処理可能な近接ヘッド１０６ａ−１及び１０６ａ−２と、ウェハ１０８の裏面１０８ｂを処理可能な近接ヘッド１０６ｂ−１及び１０６ｂ−２とを共に含む。システム１００と同様に、スピンドル１１１ａ及び１１１ｂは、ローラアーム１０９と共に、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃをそれぞれ回転させ得る。このローラ１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃの回転は、ウェハ処理工程のために、ウェハ１０８の実質的に全ての処理表面が近接ヘッド１０６ａ−１、１０６ａ−２、１０６ｂ−１、及び１０６ｂ−２に極めて近接する位置へ運ばれるように、ウェハ１０８を回転させ得る。
【００４２】
動作中、近接ヘッド１０６ａ−１、１０６ａ−２、１０６ｂ−１、及び１０６ｂ−２のそれぞれは、例えば、図６Ａから８Ｂに図示したように、ウェハ１０８の表面及び裏面にＩＰＡと、脱イオン水と、真空とを供給することで、ウェハ１０８から処理流体を供給／移動／除去し得る。ウェハ面につき二つの近接ヘッドを有することで、ウェハ処理工程（即ち、洗浄、乾燥、エッチング、堆積、その他）は、大幅に短い時間で達成し得る。図３Ａ及び３Ｂを参照して説明したウェハ処理システムと同様に、ウェハの回転速度は、その構成によって適切なウェハ処理が可能となる限り、任意の適切な速度に変化させてよいことを理解されたい。一実施形態においては、ウェハ全体を処理するためにウェハ１０８の半回転を使用する時、ウェハ処理時間を低減し得る。こうした実施形態において、ウェハ処理速度は、ウェハ面につき一つのみの近接ヘッドを利用する時の処理速度の約半分にし得る。
【００４３】
図５Ａは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８の直径に渡って延びる水平構造の近接ヘッド１０６ａ−３を備えたウェハ処理システム１００−２の平面図を示している。この実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−３は、ウェハ１０８の直径に渡って延びる上部アーム１０４ａ−３により保持される。この実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−３は、上部アーム１０４ａ−３の垂直移動によって処理位置まで移動させ、近接ヘッド１０６ａ−３をウェハ１０８に極めて近接する位置にすることができる。近接ヘッド１０６ａ−３をウェハ１０８に極めて近接させた後、ウェハ１０８の上面のウェハ処理工程を実行できる。
【００４４】
図５Ｂは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８の直径に渡って延びる水平構造の近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３を備えたウェハ処理システム１００−２の側面図を示している。この実施形態においては、近接ヘッド１０６ａ−３及び近接ヘッド１０６ｂ−３の両方を十分に延長し、ウェハ１０８の直径に渡るものにできる。一実施形態では、ウェハ１０８が回転する間に、近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３は、それぞれ上部アーム１０４ａ及び下部アーム１０６ｂ−３によって、ウェハ表面１０８ａ及び１０８ｂに極めて近接した位置に運ばれる。近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３がウェハ１０８全体に渡って延びるため、ウェハ１０８の処理を行うには、全回転の半分のみが必要となる。
【００４５】
図５Ｃは、本発明の一実施形態による、一つ以上の製造プロセスを静止したウェハ１０８に施すように構成された水平構造の近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３を備えたウェハ処理システム１００−３の平面図を示している。この実施形態において、ウェハ１０８は、例えば、縁部グリップ、縁部装着部を備えるフィンガ、その他の任意の適切な種類のウェハ保持デバイスによって、静止状態で保持され得る。近接ヘッドキャリヤ組立体１０４’’’は、ウェハ１０８の一方の縁部からウェハ１０８の直径を渡って移動し、ウェハの直径全体を横断した後、ウェハ１０８の反対側の縁部に達することができるように構成される。これにより、近接ヘッド１０６ａ−３及び／又は近接ヘッド１０６ｂ−３（図５Ｄに関連して下に図示）は、一方の縁部から他方の縁部へ、ウェハ１０８の直径に沿った経路に従い、ウェハ全体を完全に移動し得る。近接ヘッド１０６ａ−３及び／又は１０６ｂ−３は、ウェハ１０８の一方の縁部から、直径に沿った反対側の別の縁部まで移動させることが可能となる任意の適切な形で移動させ得ることを理解されたい。一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−３及び／又は近接ヘッド１０６ｂ−３は、方向１２１（図５Ｃの上から下、或いは下から上）で移動してよい。そのため、ウェハ１０８は、何らかの回転又は運動を行うことなく、静止状態を維持してよく、近接ヘッド１０６ａ−３及び／又は近接ヘッド１０６ｂ−３は、ウェハに極めて近接する場所へ移動し、ウェハ１０８上を一度通過して、ウェハ１０８の表面及び／又は裏面を処理し得る。
【００４６】
図５Ｄは、本発明の一実施形態による、静止したウェハ１０８を処理するように構成された水平構造の近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３を備えたウェハ処理システム１００−３の側面図を示している。この実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−３は、水平位置にあるウェハ１０８と共に水平位置にある。近接ヘッド１０６ａ−３と、少なくともウェハ１０８の直径に渡る近接ヘッド１０６ｂ−３とを用いて、図５Ｃを参照して説明したように、近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３を方向１２１で移動させることで、ウェハ１０８は、一度の通過で処理し得る。
【００４７】
図５Ｅは、本発明の一実施形態による、静止したウェハ１０８を処理可能な垂直構造の近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３を備えたウェハ処理システム１００−４の側面図を示している。この実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３は、垂直構造であり、近接ヘッド１０６ａ−３及び１０６ｂ−３は、ウェハ１０８の第一の縁部から開始して、直径に沿って第一の縁部の反対側であるウェハ１０８の第二の縁部まで、左から右へ、或いは右から左へ移動するように構成される。したがって、こうした実施形態において、近接ヘッドキャリヤ組立体１０４’’’は、近接ヘッド１０４ａ−３及び１０４ｂ−３をウェハ１０８に近接して移動させてよく、更に、ウェハ１０８を一度の通過で処理し得るように、一方の縁部から別の縁部へ、近接ヘッド１０４ａ−３及び１０４ｂ−３をウェハ全体に渡って移動可能としてよく、これにより、ウェハ１０８を処理する時間を低減する。
【００４８】
図５Ｆは、本発明の一実施形態による、図５Ｅに図示した側面図から９０度移動させたウェハ処理システム１００−４の代替側面図を示している。近接ヘッドキャリヤ組立体１０４’’’は、例えば、近接ヘッドキャリヤ組立体１０４’’’を図５Ｆに図示したものと比較して１８０度回転させる等、任意の最適な形で配向してよい。
【００４９】
図５Ｇは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８の半径に渡って延びる水平構造の近接ヘッド１０６ａ−４を備えたウェハ処理システム１００−５の上面図を示している。一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−４は、処理中の基板の半径未満に渡って延びる。別の実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−４は、処理中の基板の半径だけ延びてよい。好適な実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−４は、ウェハ１０８の半径に渡って延び、近接ヘッドは、ウェハ１０８の中心点とウェハ１０８の縁部との両方を処理し得るようになり、近接ヘッド１０６ａ−４は、ウェハの中心点とウェハの縁部とを覆って処理できるようになる。この実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−４は、近接ヘッド１０６ａ−４がウェハ１０８に極めて近接して位置できるように、上部アーム１０４ａ−４の垂直移動によって処理位置へ移動させてよい。近接ヘッド１０６ａ−４がウェハ１０８に極めて近接した後、ウェハ１０８の上面のウェハ処理工程を開始できる。一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−４はウェハの半径に渡って延びるため、ウェハは一度の回転で処理し得る。
【００５０】
図５Ｈは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８の半径に渡って延びる水平構造の近接ヘッド１０６ａ−４及び１０６ｂ−４を備えたウェハ処理システム１００−５の側面図を示す。この実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−４及び近接ヘッド１０６ｂ−４は、共にウェハ１０８の半径以上に延びることができるように延長されている。図５Ｇを参照して説明したように、必要な実施形態に応じて、近接ヘッド１０６ａ−４は、ウェハ１０８の半径未満、半径と全く同じ、或いは半径より長く延びてよい。一実施形態において、ウェハ１０８の回転中、近接ヘッド１０６ａ−４及び１０６ｂ−４は、それぞれ上部アーム１０４ａ及び下部アーム１０６ｂ−４によって、ウェハ表面１０８ａ及び１０８ｂに極めて近接する位置へ運ばれる。一実施形態において、近接ヘッド１０６ａ−４及び１０６ｂ−４はウェハ１０８の半径より長く延びるため、全回転のみでウェハ１０８を処理し得る。
【００５１】
ウェハ１０８処理表面又は縁部に極めて近接して使用され、メニスカスの形成を助けるために、一つ以上のメニスカス１０６ａ−６及び１０６ｂ−６に関与する（即ち、結びつく）近接ヘッド１０６ａ−５及び１０６ｂ−５のようなデバイス及び表面は、増加する表面張力勾配が存在する場合、メニスカスの液体含有物を移動させる際に、効率を更に高めることができる。一例として、表面張力勾配は、近接ヘッドがウェハよりも低い表面張力を有する時、増加させることができる。ウェハ１０８が近接ヘッド１０６ａ−５及び１０６ｂ−５より大きな疎水性を有するため、表面張力勾配を大きくすることができる。疎水性材料は、選択された液体に対して小さな誘引力（例えば、高い表面張力）を有する。親水性材料は、選択された液体に対して大きな誘引力（例えば、低い表面張力）を有する。一例として、近接ヘッド１０６ａ−５及び１０６ｂ−５が、メニスカス１０６ａ−６の液体含有物に関して、ウェハ１０８よりも低い表面張力（例えば、大きな親水性）を有する場合には、メニスカスをウェハ全体で移動させる時、ウェハ上に残るメニスカスの液体含有物は少なくなる（即ち、ウェハの乾燥が高まる）傾向を有する。表面張力の違いを最大化することで（即ち、表面張力勾配を最大化することで）、メニスカスを第一の表面から第二の表面へ移動させることによる乾燥効果は、更に強化される。
【００５２】
したがって、こうしたデバイス及び表面の表面材料は、ウェハ１０８と比較したデバイス及び表面の相対的な表面張力を最適化するように選択することができる。一例として、ウェハ１０８及び縁部プラットフォーム１１０の両方より高い親水特性を有する近接ヘッドは、メニスカスをウェハの表面全体で移動させる際にウェハ上に残り得る液体の量を最小化するのを助けることになる。
【００５３】
図６Ａは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８に製造プロセスを施すのに利用し得る近接ヘッド供給部／排出部配向１１７を示している。一実施形態において、配向１１７は、近接ヘッド１０６ａの一部であり、図示した配向１１７とは別に、他のソース供給部３０２及び３０６を、他のソース排出部３０４に加えて、利用してよい。配向１１７は、前縁１０９のソース供給部３０６を、ソース供給部３０６及びソース排出部３０２間のソース排出部３０４と共に含んでよい。
【００５４】
図６Ｂは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８に製造プロセスを施すのに利用し得る別の近接ヘッド供給部／排出部配向１１９を示している。一実施形態において、配向１１９は、近接ヘッド１０６ａの一部であり、図示した配向１１９とは別に、他のソース供給部３０２及び３０６を、他のソース排出部３０４に加えて、利用してよい。配向１１９は、前縁１０９のソース排出部３０４を、ソース排出部３０４及びソース供給部３０６間のソース供給部３０２と共に含んでよい。
【００５５】
図６Ｃは、本発明の一実施形態による、ウェハ１０８に製造プロセスを施すのに利用し得る更なる近接ヘッド供給部／排出部配向１２１を示す図である。一実施形態において、配向１２１は、近接ヘッド１０６ａの一部であり、図示した配向１１９とは別に、他のソース供給部３０２及び３０６を、他のソース排出部３０４に加えて、利用してよい。配向１１９は、前縁１０９のソース供給部３０６を、ソース排出部３０４及びソース供給部３０６間のソース供給部３０２と共に含んでよい。
【００５６】
図６Ｄは、本発明の一実施形態による、近接ヘッド１０６ａによって実行し得る例示的なウェハ乾燥プロセスの好適な実施形態を例示している。図６Ｄは乾燥中の表面１０８ａを図示しているが、このウェハ乾燥プロセスは、ウェハ１０８の裏面１０８ｂに対しても、実質的に同じ方法で達成し得る。図６Ｄはウェハ乾燥プロセスを例示しているが、他の多くの製造プロセスも、同様の形でウェハ表面に施してよい。一実施形態において、ソース供給部３０２は、ウェハ１０８の表面１０８ａに向けてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気を供給するために利用してよく、ソース供給部３０６は、ウェハ１０８の表面１０８ａに向けて脱イオン水（ＤＩＷ）を供給するために利用してよい。加えて、ソース排出部３０４は、ウェハ処理表面に極めて近接する領域に真空を提供して、表面１０８ａ又はその近くに位置し得る流体又は蒸気を除去するために利用し得る。少なくとも一つの組み合わせが存在し、これにおいて、少なくとも一つのソース供給部３０２が少なくとも一つのソース排出部３０４に隣接し、次にソース排出部３０４が少なくとも一つのソース供給部３０６に隣接する限り、ソース供給部とソース排出部との任意の適切な組み合わせを利用してよいことを理解されたい。ＩＰＡは、例えば、蒸気の形態のＩＰＡをＮ2搬送ガスの使用を介して投入する場合のＩＰＡ蒸気等、任意の適切な形態にしてよい。更に、ここではＤＩＷを利用しているが、例えば、その他の方法で精製された水、洗浄流体、及び他の処理流体及び化学物質といった、ウェハ処理を可能にする、或いは強化する、他の任意の適切な流体を利用してもよい。一実施形態において、ＩＰＡの流入３１０は、ソース供給部３０２を介して提供され、真空３１２は、ソース排出部３０４を介して提供してよく、ＤＩＷの流入３１４は、ソース供給部３０６を介して提供してよい。したがって、図２Ａを参照して上述したような、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配向の実施形態が利用される。結果として、流体膜がウェハ１０８上に残存する場合には、ＩＰＡの流入３１０によってウェハ処理表面に第一の流体圧力を加え、ＤＩＷの流入３１４によってウェハ処理表面に第二の流体圧力を加え、真空３１２によって第三の流体圧力を加えて、ＤＩＷと、ＩＰＡと、ウェハ表面の流体膜とを除去し得る。
【００５７】
したがって、一実施形態では、ＤＩＷの流入３１４とＩＰＡの流入３１０とがウェハ処理表面に向けて供給される際に、ウェハ処理表面の任意の流体は、ＤＩＷの流入３１４に混合される。この時、ウェハ処理表面に向けて供給されたＤＩＷの流入３１４は、ＩＰＡの流入３１０と合流する。ＩＰＡは、ＤＩＷの流入３１４との界面１１８（ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８とも呼ばれる）を形成し、真空３１２と共に、ＤＩＷの流入３１４を、ウェハ１０８の処理表面から他の任意の流体と一緒に除去するのを助ける。一実施形態において、ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８は、ＤＩＷの張力面を減少させる。動作中、ＤＩＷは、ウェハ表面に向けて供給され、ほぼ直後に、ソース排出部３０４が提供した真空によって、ウェハ表面の流体と一緒に除去される。ウェハ処理表面に向けて供給され、ウェハ表面の任意の流体と一緒に近接ヘッドとウェハ処理表面との間の領域に僅かな時間だけ存在するＤＩＷは、メニスカス１１６を形成し、メニスカス１１６の境界は、ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８となる。そのため、メニスカス１１６は、表面に向けて供給され、これと実質的に同時に、ウェハ処理表面の任意の流体と共に除去される流体の絶え間ない流れとなる。ウェハ処理表面からＤＩＷをほぼ直ちに除去することにより、乾燥中のウェハ表面の領域における流体の小滴の形成を防止し、これにより、ウェハ１０８上で汚染物が乾燥する可能性を減少させることができる。ＩＰＡの下向き注入の圧力（ＩＰＡの流量によって生じる）も、メニスカス１１６の包含を助ける。
【００５８】
ＩＰＡに対するＮ2搬送ガスの流量は、近接ヘッドとウェハ表面との間の領域からソース排出部３０４への水流の移動又は押し込みを発生させるのを助け、これにより、流体を近接ヘッドから排出し得る。そのため、ＩＰＡ及びＤＩＷがソース排出部３０４に引き込まれる際には、ガス（例えば、空気）が流体と共にソース排出部３０４に引き込まれるため、ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８を作り出す境界は、連続的な境界ではなくなる。一実施形態では、ソース排出部３０４からの真空がＤＩＷ、ＩＰＡ、及びウェハ表面の流体を引き込む際に、ソース排出部３０４への流れは、不連続なものとなる。この流れの不連続性は、流体及びガスの組み合わせに対して真空を用いた時に、ストロを介して引き上げられる流体及びガスに類似する。結果として、近接ヘッド１０６が移動すると、メニスカスは、近接ヘッドと共に移動し、以前にメニスカスによって占有されていた領域は、ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８の移動によって乾燥される。更に、所望の装置の構成とメニスカスのサイズ及び形状とに応じて、任意の最適な数のソース供給部３０２、ソース排出部３０４、及びソース供給部３０６を利用してよい。別の実施形態では、液体の流量と真空の流量とは、真空排出部への液流全体が連続的になるようなものであり、そのため、真空排出部へのガス流は存在しない。
【００５９】
メニスカス１１６を維持できる限り、ＩＰＡ、ＤＩＷ、及び真空のために、任意の最適な流量を利用してよいことを理解されたい。一実施形態において、一組のソース供給部３０６を介したＤＩＷの流量は、毎分約２５ｍｌから毎分約３，０００ｍｌである。好適な実施形態において、一組のソース供給部３０６を介したＤＩＷの流量は、毎分約４００ｍｌである。流体の流量は、近接ヘッドのサイズに応じて変化させてよいことを理解されたい。一実施形態では、大型のヘッドは、小型の近接ヘッドよりも大きな流体の流量を有してよい。これが発生するのは、大型の近接ヘッドが、一実施形態において、多くのソース供給部３０２及び３０６とソース排出部３０４とを有し、大型のヘッドで多くの流れが存在するためである。
【００６０】
一実施形態において、一組のソース供給部３０２を介したＩＰＡ蒸気の流量は、約１標準立方フィート毎時（ＳＣＦＨ）（０．０２６８ｍ3／ｈ）から約１００ＳＣＦＨ（２．６８ｍ3／ｈ）である。好適な実施形態において、ＩＰＡの流量は、約５から５０ＳＣＦＨ（０．１３４から１．３４ｍ3／ｈ）である。
【００６１】
一実施形態において、一組のソース排出部３０４を介した真空（吸引）の流量は、約１０標準立方フィート毎時（ＳＣＦＨ）（０．２６８ｍ3／ｈ）から約１２５０ＳＣＦＨ（３３．５ｍ3／ｈ）である。好適な実施形態において、一組のソース排出部３０４を介した真空の流量は、約３５０ＳＣＦＨ（９．３８ｍ3／ｈ）である。例示的な実施形態では、流量計を利用し、ＩＰＡ、ＤＩＷ、及び真空の流量を測定してよい。
【００６２】
図６Ｅは、本発明の一実施形態による、近接ヘッド１０６ａによって実行し得る、別のソース供給部／排出部配向を使用した別のウェハ乾燥プロセスを示している。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａをウェハ１０８の表面１０８ａの上で移動させ得るため、メニスカスをウェハ処理表面１０８ａに沿って移動させ得る。このメニスカスは、ウェハ処理表面に流体を供給し、ウェハ処理表面から流体を除去し、これにより、ウェハの洗浄及び乾燥を同時に行う。この実施形態において、ソース供給部３０６は、ウェハ処理表面１０８ａに向けてＤＩＷ流３１４を供給し、ソース供給部３０２は、ウェハ処理表面１０８ａに向けてＩＰＡ流３１０を供給し、ソース排出部３１２は、ウェハ処理表面１０８ａから流体を除去する。この実施形態と、本明細書で説明する近接ヘッド１０６ａの他の実施形態とにおいては、他の数及び種類のソース供給部及びソース排出部を、図６Ｅに図示したソース供給部３０２及び３０６とソース排出部３０４との配向に併せて使用してよいことを理解されたい。加えて、この実施形態と、その他の近接ヘッドの実施形態とにおいては、ウェハ処理表面１０８ａへの流体の流れの量を制御し、提供する真空を制御することで、メニスカスを任意の適切な形で管理及び制御してよい。例えば、一実施形態では、ＤＩＷ流３１４を増加させること及び／又は真空３１２を減少させることにより、ソース排出部３０４を介した流出量の殆ど全てを、ＤＩＷ及びウェハ処理表面１０８ａから除去される流体にしてよい。別の実施形態では、ＤＩＷ流３１４を減少させること及び／又は真空３１２を増加させることにより、ソース排出部３０４を介した流出量を、実質的には、ＤＩＷ及び空気の組み合わせとウェハ表面１０８ａから除去される流体とにしてよい。
【００６３】
図６Ｆは、本発明の一実施形態による、追加ソース排出部３０７を利用して追加流体を投入し得る別のソース供給部及び排出部の配向を示している。図６Ｅに図示したような供給部及び排出部の配向は、追加ソース排出部３０７がソース供給部３０６に隣接して、ソース排出部３０４とは反対の側に含まれることを除き、図６Ｄを参照して更に詳細に説明した配向である。こうした実施形態では、ＤＩＷは、ソース供給部３０６を介して投入してよく、一方、例えば、洗浄溶液等の異なる溶液は、ソース供給部３０７を介して投入してよい。したがって、洗浄溶液流３１５は、ウェハ１０８の洗浄を強化するために利用してよく、一方では、実質的に同時に、ウェハ１０８の表面１０８ａを乾燥させる。
【００６４】
図７Ａは、本発明の一実施形態による、例示的な乾燥工程を実行する近接ヘッド１０６を例示している。近接ヘッド１０６は、一実施形態において、ウェハ１０８の表面１０８ａに極めて近接する間に移動し、洗浄及び／又は乾燥工程を実行する。近接ヘッド１０６は、ウェハ１０８の裏面１０８ｂの処理（例えば、洗浄、乾燥、その他）に利用してもよい。一実施形態において、ウェハ１０８は回転しているため、近接ヘッド１０６は、表面１０８ａから流体が除去される間のヘッドの運動に従って、直線的に移動してよい。ソース供給部３０２を介したＩＰＡ３１０と、ソース排出部３０４を介した真空３１２と、ソース供給部３０６を介した脱イオン水３１４との適用によって、図６Ｄを参照して説明したメニスカス１１６を生成し得る。
【００６５】
図７Ｂは、本発明の一実施形態による、近接ヘッド１０６の一部の上面図を示している。この一実施形態の上面図では、左から右に、一組のソース供給部３０２と、一組のソース排出部３０４と、一組のソース供給部３０６と、一組のソース排出部３０４と、一組のソース供給部３０２とが存在する。したがって、Ｎ2／ＩＰＡ及びＤＩＷが近接ヘッド１０６とウェハ１０８との間の領域に投入される際には、真空が、ウェハ１０８上に残存し得る任意の流体と共に、Ｎ2／ＩＰＡ及びＤＩＷを取り除く。本明細書で説明するソース供給部３０２と、ソース供給部３０６と、ソース排出部３０４とは、例えば、円形開口部、正方形開口部、その他といった、任意の適切な種類の形状にしてもよい。一実施形態において、ソース供給部３０２及び３０６とソース排出部３０４とは、円形開口部を有する。
【００６６】
図８Ａは、本発明の一実施形態による、二重ウェハ表面処理システムにおいて使用する近接ヘッド１０６及び１０６ｂの側面図を例示している。この実施形態では、真空を提供するソース排出部３０４と共に、Ｎ2／ＩＰＡ及びＤＩＷ（又は他の処理流体）をそれぞれ投入するソース供給部３０２及び３０６を使用することで、メニスカス１１６を生成し得る。加えて、ソース供給部３０２とは反対のソース供給部３０６の側部には、ＤＩＷを除去してメニスカス１１６を完全な状態に維持するためにソース排出部３０４が存在してもよい。上で説明したように、一実施形態では、ソース供給部３０２及び３０６は、それぞれＮ2／ＩＰＡの流入３１０及びＤＩＷの流入３１４に利用してよく、ソース排出部３０４は、真空３１２を提供するために利用してよい。ソース供給部３０２、ソース排出部３０４、及びソース供給部３０６の任意の適切な構成を利用してよいことを理解されたい。例えば、近接ヘッド１０６及び１０６ｂは、図７Ａ及び７Ｂを参照して上述した構成のようなソース供給部とソース排出部との構成を有してよい。加えて、更に別の実施形態では、近接ヘッド１０６及び１０６ｂは、図９Ａから１０Ｂを参照して下で示す構成にしてよい。メニスカス１１６と接触する任意の適切な処理表面は、表面に近づき離れるメニスカス１１６の運動によって乾燥させ得る。
【００６７】
図８Ｂは、本発明の一実施形態による、二重ウェハ表面処理システムの近接ヘッド１０６及び１０６ｂを示している。この実施形態において、近接ヘッド１０６は、ウェハ１０８の表面１０８ａを処理し、近接ヘッド１０６ｂは、ウェハ１０８の裏面１０８ｂを処理する。ソース供給部３０２及び３０６でＮ2／ＩＰＡ及びＤＩＷをそれぞれ投入することと、ソース排出部３０４からの真空を使用することとにより、メニスカス１１６を、近接ヘッド１０６及びウェハ１０８間と、近接ヘッド１０６ｂ及びウェハ１０８間とに形成し得る。近接ヘッド１０６及び１０６ｂ、及びしたがってメニスカス１１６は、ウェハ１０８全体を処理（例えば、洗浄、乾燥）できる形で、ウェハ処理表面の湿潤領域の上を移動させてよい。
【００６８】
図９Ａは、本発明の一実施形態による、処理ウィンドウ５３８−１を例示している。一実施形態において、処理ウィンドウ５３８−１は、多数のソース供給部３０２及び３０６を含み、更に、多数のソース排出部３０４を含んでよい。処理ウィンドウ５３８−１は、メニスカス１１６の形状及びサイズ（例えば、面積）を生成及び制御し得る近接ヘッド１０６（又は本明細書で参照する他の任意の近接ヘッド）上の領域である。したがって、処理ウィンドウ５３８−１は、近接ヘッド１０６をそのように使用することが望ましい場合には、ウェハを乾燥させる領域にしてよい。一実施形態において、処理ウィンドウ５３８−１は、実質的に長方形である。処理ウィンドウ５３８−１（又は本明細書で説明する他の任意の適切な処理窓）のサイズは、任意の適切な（平面視）長さ及び幅にしてよい。
【００６９】
図９Ｂは、本発明の一実施形態による、実質的に円形の処理ウィンドウ５３８−２を例示している。一実施形態において、処理ウィンドウ５３８−２は、多数のソース供給部３０２及び３０６を含み、更に、多数のソース排出部３０４を含んでよい。処理ウィンドウ５３８−２は、メニスカス１１６を生成及び制御し得る近接ヘッド１０６（又は本明細書で参照する他の任意の近接ヘッド）上の領域である。したがって、処理ウィンドウ５３８−２は、近接ヘッド１０６をそのように使用することが望ましい場合には、ウェハを乾燥する領域にしてよい。一実施形態において、処理ウィンドウ５３８−２は、実質的に円形である。
【００７０】
図１０Ａは、本発明の一実施形態による、例示的な近接ヘッド１０００を例示している。図１０Ｂは、本発明の一実施形態による、近接ヘッド１０００の断面図を例示している。近接ヘッド１０００は、多数の処理化学物質供給部１００４と、多数のＩＰＡ供給部１００２と、多数のＩＰＡ蒸気供給部１００８と、多数の真空排出部１００６とを含む。様々な供給部１００２、１００４、１００６と排出部１００８とは、センサ１０２０を中心に配置される。センサ１０２０は、処理ヘッド１０００によって施されている製造プロセスの進行を評価可能な測定センサである。
【００７１】
センサ１０２０は、近接ヘッド１０００内で有用となり得る任意の種類のセンサにできる。一例として、インサイチュ測定センサは、エッチングプロセスを監視し、所望の結果に従って、エッチングにより除去する必要のある材料が完全に除去されたか、部分的に除去されたかを判断できる。センサ１０２０は、次の例示的なセンサの種類の一つ以上を含むことができる：渦電流センサ（例えば、金属その他の適合する材料の測定用）、スキャタロメトリ（例えば、粒子又はトポグラフィ測定用）、光学干渉法又は反射率測定（例えば、膜厚測定用）、及び当業者に公知である他の任意の各種終点検出方法。
【００７２】
図１１Ａは、本発明の一実施形態による、近接ヘッド１０００によって形成された例示的なメニスカス１１００の平面図を示している。図１１Ｂは、本発明の一実施形態による、近接ヘッド１０００によって形成されたメニスカス１１００の断面図を示している。メニスカス１１００は、「乾燥」中央領域１１０２を含み、ここでは液体メニスカスが除去されるため、センサ１０２０は、センサとウェハ１０８の表面との間に介在するメニスカスからの処理化学物質を有していない。
【００７３】
一例として、センサ１０２０は、乾燥中央領域１１０２からのレーザ又は広帯域光学干渉計測に使用可能な光ファイバセンサにできる。一実施形態において、近接ヘッド１０００は、ウェハ１０８にエッチングプロセスを施すことが可能である。効果的かつタイムリにするために、エッチングプロセスでは、多重ウェハバッチプロセスにおいて通常使用されるものよりも濃度の高いエッチング化学物質を、ウェハ１０８の処理表面から除去すべき膜に供給する必要がある。正確なインサイチュ膜測定は、薄い液膜によって通常生じる干渉のない乾燥中央領域１１０２での光学干渉法によって達成できる。ウェハ１０８を回転させ、近接ヘッド１０００を走査させるため、センサ１０２０は、ウェハ１０８全体で、近接ヘッドがウェハを処理する際に、ウェハ全処理表面のインサイチュ走査を提供できる。
【００７４】
センサ１０２０は、エッチングプロセスのリアルタイムフィードバックも提供できる。エッチングプロセスを制御する制御システムへリアルタイムフィードバックを提供することで、エッチングプロセスの閉制御ループが提供される。エッチングプロセスの閉ループ制御により、制御システムは、エッチングプロセスをリアルタイムでインタラクティブに調整できる。ヘッド位置と、濃度と、滞留時間と、流量と、圧力と、化学物質と、その他の処理変数とを含む多数のエッチングプロセス変数のいずれかを調整できる。この方法によって、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により、これまで以上に高濃度なエッチング化学物質が使用可能となるため、ウェハの処理時間は最低限まで短縮される。
【００７５】
プロセスのインサイチュリアルタイム制御によって、ウェハの処理中に均一性を補正する等の可変プロセスをウェハ表面に施すことも可能となる。一例として、エッチングプロセスの場合、センサは、ウェハ１０８の第一の領域において薄い膜を検出し、第二の領域において厚い膜を検出できる。エッチングプロセスレシピは、近接ヘッド１０００がウェハ１０８全体を走査する際に、検出された膜厚に対して動的に調整できる（例えば、エッチング化学物質の濃度、滞留時間、その他）。結果として、不均一な膜厚は、ウェハ１０８にエッチングプロセスを施す際に、インサイチュで動的に補正可能となり、これにより、不均一性を補正するためにウェハを再処理する必要性が実質的に排除される。
【００７６】
他の実施形態において、乾燥領域１１０２は必要ない。一例として、センサ１０２０が渦電流センサである場合、渦電流センサは、ウェハ１０８の表面に供給中のプロセス化学物質等の液体の層（例えば、メニスカス１１００）を介して、膜厚を測定できる。
【００７７】
図１２Ａは、本発明の一実施形態による、ウェハ処理システム１２００を示している。ウェハ処理システム１２００は、図３Ａにおいて上述したウェハ処理システム１００に類似するが、インサイチュセンサ１２０２Ａが追加されている。センサ１２０２Ａは、近接ヘッド１０６ａの外部でアーム１０４ａに取り付けられているが、近接ヘッドと一緒に移動できる。結果として、センサ１２０２Ａは、近接ヘッド１０６ａがウェハ１０８に施しているプロセスに近い対応位置を測定可能である。
【００７８】
図１２Ｂは、本発明の一実施形態による、ウェハ処理システム１２００’を示している。ウェハ処理システム１２００’は、図１２Ａにおいて上述したウェハ処理システム１２００に類似するが、近接ヘッド１０６ａを保持するアーム１０４ａとは別個のアーム１２０４にインサイチュセンサ１２０２Ｂが取り付けられている。アーム１２０４により、センサ１２０２Ｂは、近接ヘッド１０６ａから独立して移動できる。結果として、センサ１２０２Ｂは、近接ヘッド１０６ａがウェハに施しているプロセスに近い対応位置を測定可能であると共に、近接ヘッドがウェハにプロセスを施すのと実質的に同時に、ウェハ表面上の位置を独立して走査できる。
【００７９】
図１３は、本発明の一実施形態による、ウェハ処理システム１３００のブロック図を示している。システムは、レシピ１３０４を含むコントローラ１３０２を含む。レシピ１３０４は、近接ヘッド１３１０Ａ、１３０１Ｂがウェハ１０８に施すプロセスの様々なパラメータ及び態様を制御する。一例として、レシピは、ＤＩＷ、ＩＰＡ、及びＩＰＡ蒸気の流量と、真空の圧力と、近接ヘッド１３１０Ａ、１３０１Ｂの正確な位置と、ウェハを回転させる場合のウェハ１０８の方向及び回転速度とを決定する。センサ１３２０Ａ、１３２０Ｂは、近接ヘッド１３１０Ａ、１３０１Ｂがウェハ１０８に施すプロセスを監視及び評価する。一実施形態において、センサ１３２０Ａ、１３２０Ｂは、コントローラ１３０２にフィードバックを提供できる。コントローラ１３０２は、その後、一つ以上のセンサからのフィードバックに応答して、レシピを修正できる。センサ１３２０Ａ、１３２０Ｂは、上の図１０Ａから１１Ｂにおいて説明したように、近接ヘッド１３１０Ａ、１３０１Ｂ内に含めることが可能である。この他に、センサ１３２０Ａ、１３２０Ｂは、上の図１２Ａ及び１２Ｂにおいて説明したように、近接ヘッド１３１０Ａ、１３０１Ｂの外部にすることが可能である。
【００８０】
図１４は、本発明の一実施形態による、近接ヘッド内でプロセスをインサイチュ監視する方法ステップ１４００のフローチャートである。ステップ１４０５において、近接ヘッド等の表面張力勾配プロセスシステムによって、ウェハ１０８の処理表面にプロセスを施す。プロセスは、リンス、洗浄、エッチング、乾燥、堆積、電気メッキ、又は表面張力勾配によって施すことが可能な他のプロセスを含むことができる。近接ヘッドは、電気メッキプロセスをサポートできる。
【００８１】
ステップ１４１０において、インサイチュセンサは、上で詳細に説明したようにウェハ１０８に施されるプロセスを監視する。
【００８２】
ステップ１４１５において、インサイチュセンサは、プロセスの監視の結果をリアルタイムで出力する。一実施形態において、監視の結果は、後の参照用に格納される。他の実施形態において、監視の結果は、プロセスを制御する制御システムへ出力される。
【００８３】
ステップ１４２０において、プロセス（例えば、レシピ）は、インサイチュセンサからの監視の結果の出力に従って調整される。一実施形態において、プロセスは、制御システムによってリアルタイムで、動的に調整される。他の実施形態において、後続のウェハのために調整される。方法及びステップは、その後、終了する。なお、プロセスをリアルタイムで調整する場合、方法及びステップは、上のステップ１４０５から反復できる。
【００８４】
本明細書で説明したように、インサイチュセンサは、付加的なプロセス制御を提供できる。したがって、プロセス制御は、より正確に制御されたプロセスを実現可能であり、これによって、ウェハスループットの増加を意味する高速なプロセス時間が可能となる。加えて、インサイチュセンサは、プロセスを動的かつリアルタイムで調整するのに使用可能な、リアルタイムプロセスデータを提供できる。
【００８５】
更に、図１４のステップによって表される指示は、例示の順序で実行する必要はなく、本発明を実施するために、ステップによって表現される全ての処理が必要であるとは限らない。明確な理解の目的から、上記の発明について、詳細に説明してきたが、特許請求の範囲内で特定の変更及び変形を実施し得ることは明白であろう。したがって、これらの実施形態は、限定的ではなく例示的なものと見做されるべきであり、本発明は、本明細書に記載の詳細によって限定されず、特許請求の範囲内及び等価物において修正してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態による、ウェハ処理システムを示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、ウェハ処理システムの代替図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、ウェハ１０８を保持するウェハ処理システムの側面拡大図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による、ウェハ処理システムの別の側面拡大図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、二重近接ヘッドを備えたウェハ処理システムを例示する平面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による、二重近接ヘッドを備えたウェハ処理システムの側面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、ウェハの特定の表面用に多数の近接ヘッドを含むウェハ処理システムの平面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、ウェハの特定の表面用に多数の近接ヘッドを含むウェハ処理システムの側面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、ウェハの直径に渡って延びる水平構造の近接ヘッドを備えたウェハ処理システムの平面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、ウェハの直径に渡って延びる水平構造の近接ヘッドを備えたウェハ処理システムの側面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による、一つ以上の製造プロセスを静止したウェハに施すように構成された水平構造の近接ヘッドを備えたウェハ処理システムの平面図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態による、静止したウェハを処理するように構成された水平構造の近接ヘッドを備えたウェハ処理システムの側面図である。
【図５Ｅ】本発明の一実施形態による、静止したウェハを処理可能な垂直構造の近接ヘッドを備えたウェハ処理システムの側面図である。
【図５Ｆ】本発明の一実施形態による、図５Ｅに図示した側面図から９０度移動させたウェハ処理システムの他の側面図である。
【図５Ｇ】本発明の一実施形態による、ウェハの半径に渡って延びる水平構造の近接ヘッドを備えたウェハ処理システムの平面図である。
【図５Ｈ】本発明の一実施形態による、ウェハの半径に渡って延びる水平構造の近接ヘッドを備えたウェハ処理システムの側面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、ウェハに製造プロセスを施すのに利用し得る近接ヘッド供給部／排出部配向を示す説明図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、ウェハに製造プロセスを施すのに利用し得る別の近接ヘッド供給部／排出部配向を示す説明図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態による、ウェハに製造プロセスを施すのに利用し得る更なる近接ヘッド供給部／排出部配向を示す説明図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態による、近接ヘッドによって実行し得る例示的なウェハ乾燥プロセスの好適な実施形態を例示する説明図である。
【図６Ｅ】本発明の一実施形態による、近接ヘッドによって実行し得る、別のソース供給部／排出部配向を使用した別のウェハ乾燥プロセスを示す説明図である。
【図６Ｆ】本発明の一実施形態による、追加ソース排出部を利用して追加流体を投入し得る別のソース供給部及び排出部の配向を示す説明図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による、例示的な乾燥工程を実行する近接ヘッドを例示する説明図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態による、近接ヘッドの一部の平面図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態による、二重ウェハ表面処理システムにおいて使用する近接ヘッドの側面図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による、二重ウェハ表面処理システムの近接ヘッドを示す説明図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態による、処理ウィンドウを例示する説明図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態による、実質的に円形の処理ウィンドウを例示する説明図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態による、例示的な近接ヘッドを例示する説明図である。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態による、近接ヘッドの断面図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態による、近接ヘッドによって形成された例示的なメニスカスの平面図である。
【図１１Ｂ】本発明の一実施形態による、近接ヘッドによって形成されたメニスカスの断面図である。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態による、ウェハ処理システムを示す説明図である。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態による、ウェハ処理システムを示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態による、ウェハ処理システムのブロック図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、近接ヘッド内でプロセスをインサイチュ監視する方法ステップのフローチャートである。
【図１】
2007524225.tif 000003
【図２Ａ】
2007524225.tif 000004
【図２Ｂ】
2007524225.tif 000005
【図２Ｃ】
2007524225.tif 000006
【図３Ａ】
2007524225.tif 000007
【図３Ｂ】
2007524225.tif 000008
【図４Ａ】
2007524225.tif 000009
【図４Ｂ】
2007524225.tif 000010
【図５Ａ】
2007524225.tif 000011
【図５Ｂ】
2007524225.tif 000012
【図５Ｃ】
2007524225.tif 000013
【図５Ｄ】
2007524225.tif 000014
【図５Ｅ】
2007524225.tif 000015
【図５Ｆ】
2007524225.tif 000016
【図５Ｇ】
2007524225.tif 000017
【図５Ｈ】
2007524225.tif 000018
【図６Ａ】
2007524225.tif 000019
【図６Ｂ】
2007524225.tif 000020
【図６Ｃ】
2007524225.tif 000021
【図６Ｄ】
2007524225.tif 000022
【図６Ｅ】
2007524225.tif 000023
【図６Ｆ】
2007524225.tif 000024
【図７Ａ】
2007524225.tif 000025
【図７Ｂ】
2007524225.tif 000026
【図８Ａ】
2007524225.tif 000027
【図８Ｂ】
2007524225.tif 000028
【図９Ａ】
2007524225.tif 000029
【図９Ｂ】
2007524225.tif 000030
【図１０Ａ】
2007524225.tif 000031
【図１０Ｂ】
2007524225.tif 000032
【図１１Ａ】
2007524225.tif 000033
【図１１Ｂ】
2007524225.tif 000034
【図１２Ａ】
2007524225.tif 000035
【図１２Ｂ】
2007524225.tif 000036
【図１３】
2007524225.tif 000037
【図１４】
2007524225.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月27日(2006.3.27)
【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】
ウェハを処理する方法であって、
表面張力勾配デバイスによってサポートされるメニスカスを介した液体の供給と、前記メニスカスの縁部に対する真空の適用とを同時に行うことによってサポートされるプロセスを前記ウェハに施し、
前記プロセスの結果を監視し、
前記監視の結果を出力する方法。
【請求項２】
前記プロセスは、洗浄プロセス、リンスプロセス、乾燥プロセス、エッチングプロセス、堆積プロセスおよび電気メッキプロセスによって構成されるプロセス群を少なくとも一つ含み得る、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記プロセスの前記結果は、インサイチュセンサによって監視される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記インサイチュセンサは、光学センサ及び渦電流センサで構成される群を少なくとも一つ含み得る、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記表面張力勾配デバイスは、近接ヘッドを含み得る、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記監視の結果は、リアルタイムで出力される、請求項１記載の方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法は更に、
前記監視の結果に従って前記プロセスを調整する方法。
【請求項８】
前記監視の結果は、プロセスコントローラへ出力される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記プロセスコントローラは、前記監視の結果に従って前記プロセスを調整する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記プロセスコントローラは、前記プロセスをリアルタイムで調整する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ウェハ処理システムであって、
複数の液体供給部および複数の真空部とを含み、液体メニスカスにおけるプロセスをサポート可能な少なくとも一つの表面張力勾配デバイスと、
前記プロセスの結果を監視するインサイチュセンサと、
前記インサイチュセンサ及び前記表面張力勾配デバイスに結合され、プロセスレシピを含むシステムコントローラと、を備えるウェハ処理システム。
【請求項１２】
前記プロセスは、洗浄プロセス、リンスプロセス、エッチングプロセス、堆積プロセス、および電気メッキプロセスによって構成されるプロセス群を少なくとも一つ含むことが可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記インサイチュセンサは、光学センサ及び渦電流センサで構成される群を少なくとも一つ含むことが可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記監視の結果は、リアルタイムで出力される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記表面張力勾配デバイスは、近接ヘッドを含む、請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
前記インサイチュセンサは、前記表面張力勾配デバイス内に含めることが可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項１７】
前記メニスカスは、前記インサイチュセンサを取り囲む乾燥領域を含む、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記インサイチュセンサは、前記表面張力勾配デバイスと共に移動可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項１９】
前記インサイチュセンサは、前記表面張力勾配デバイスから独立して移動可能である、請求項１１記載のシステム。
【請求項２０】
ウェハを処理する方法であって、
近接ヘッドによってサポートされるメニスカスを介した液体の供給と、前記メニスカスの縁部に対する真空の適用とを同時に行うことによってサポートされるプロセスを前記ウェハに施し、
前記プロセスの結果をインサイチュセンサにより監視し、
前記監視の結果をプロセスコントローラへリアルタイムで出力し、
前記プロセスのレシピを、前記監視の結果に従って、前記プロセスコントローラにおいてリアルタイムで調整する方法
【国際調査報告】
2007524225.tif 000039
2007524225.tif 000040