(57)【要約】【課題】【解決手段】  基板の表面および背面を洗浄および乾燥するための方法が開示されている。その方法は、ブラシ・近接洗浄および／または乾燥システム（１１０）を用いて、基板の背面をブラシスクラブする工程を備える。システムは、チャンバ（１０４）と、作動要素（１１４）に固定された表面用および背面用の近接ヘッド（１１０ａ）および（１１０ｂ）と、システム制御部（１１６）とを備える。チャンバは、ウエハ（１０２）を保持して回転させるよう構成された複数のローラ（１０８）を備える。その方法は、背面のブラシスクラブ工程の終了後、基板の表面の上に表面用メニスカスを供給する工程を備える。【選択図】図１Ａ
2007531322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面および背面を洗浄および乾燥するための方法であって、
流体ブラシスクラブ剤を用いて、前記基板の前記背面をブラシスクラブする工程と、
前記背面の前記ブラシスクラブ工程の終了後、前記基板の前記表面の上に表面用メニスカスを供給する工程と、
を備え、
前記表面用メニスカスは、前記流体ブラシスクラブ剤と化学的な適合性を有する表面用洗浄剤を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記基板の前記表面を走査する工程を備える、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記基板の前記背面の上に背面用メニスカスを供給する工程を備え、
前記背面用メニスカスは、前記流体ブラシスクラブ剤と化学的な適合性を有する背面用洗浄剤を含む、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、さらに、
前記基板の前記背面を走査する工程を備える、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記表面用メニスカスの前記表面用洗浄剤と、前記背面用メニスカスの前記背面用洗浄剤とが、前記ブラシスクラブ流体薬剤と化学的な適合性を有するよう構成されていることにより、前記基板の前記表面の化学汚染を防止する、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、化学汚染により、粒子状汚染物質が生じる、方法。
【請求項７】
基板前処理システムであって、
ブラシスクラブ剤を用いて、基板の背面をブラシスクラブするよう構成されたブラシと、
前記基板の表面に近接するよう配置された表面用ヘッドと、
前記基板の前記背面に近接するよう配置された背面用ヘッドと、
を備え、
前記背面用ヘッドは、前記表面用ヘッドのほぼ反対側に配置され、
前記表面用ヘッドと前記背面用ヘッドとは、前記ブラシが前記基板を離れた時に、対になって前記基板に適用される、システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、前記表面用ヘッドは、前記基板の前記表面を走査するよう構成されており、前記背面用ヘッドは、ほぼ同調して前記基板の前記背面を走査するよう構成されている、システム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムであって、前記表面用ヘッドは、第１の表面用導管と、第２の表面用導管と、第３の表面用導管とを備え、前記第１の表面用導管と、前記第２の表面用導管と、前記第３の表面用導管とは、動作中に、ほぼ同時に作動するよう構成されており、前記背面用ヘッドは、第１の背面用導管と、第２の背面用導管と、第３の背面用導管とを備え、前記第１の背面用導管と、前記第２の背面用導管と、前記第３の背面用導管とは、動作中に、ほぼ同時に作動するよう構成されている、システム。
【請求項１０】
請求項７に記載のシステムであって、さらに、
前記表面用ヘッドに固定され、前記表面用ヘッドを前記基板の前記表面に近接するよう移動させる表面用アームと、
前記背面用ヘッドに固定され、前記表面用ヘッドとほぼ同時に前記背面用ヘッドを前記基板の前記背面に近接するよう移動させる背面用アームと、
を備える、システム。
【請求項１１】
基板の表面を前処理するための方法であって、
メニスカスを用いて、前記基板の前記表面を走査する工程と、
前記メニスカスを用いて、前記基板の前記表面を前処理する工程と、
リンス動作を実行せずに、前記前処理後の前記基板の前記表面に対して、次の前処理動作を実行する工程と、
を備える、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記前処理後の前記基板の前記表面は、乾燥するよう構成されている、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記メニスカスは、基板表面を前処理する特性を有する流体を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、前記基板の前記表面を前処理する工程は、前記基板の前記表面を洗浄する動作と、前記基板の前記表面の上に形成された層を剥離する動作と、の内の一方を備え、前記次の前処理動作は、前記基板の前記表面の上に層を形成する動作と、前記基板を保管する動作と、の内の一方を備える、方法。
【請求項１５】
基板の表面を前処理するための方法であって、
前記基板の前記表面の上に第１のメニスカスを供給して、前記基板の前記表面を前処理する工程と、
前記前処理後の前記基板の前記表面の上に第２のメニスカスを供給して、前記前処理後の前記基板の前記表面に対して、２回目の前処理動作を実行する工程と、
を備え、
前記第２のメニスカスの供給は、リンス動作を実行することなく、前記第１のメニスカスの供給のほぼ直後に行われるよう構成されている、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記基板の前記表面を前処理する工程は、前記基板の前記表面の上に形成された層を除去する動作を備える、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、前記基板の前記表面の上に前記第１のメニスカスを供給する工程は、供給後に前記基板の前記表面が実質的に乾燥するよう構成されている、方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法であって、前記基板の前記表面の上に前記第１のメニスカスを供給する工程は、沈殿残留物を生成するよう構成されている、方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法であって、前記前処理後の前記基板の前記表面の上に前記第２のメニスカスを供給する工程は、前記前処理後の前記基板の前記表面の上に材料層を形成する動作を備える、方法。 
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法であって、前記第１のメニスカスは第１の薬剤を含み、前記第２のメニスカスは第２の薬剤を含み、前記前処理後の前記基板の前記表面の上に形成される前記材料層は、前記第２のメニスカスの前記第２の薬剤と沈殿残留物との間の化学反応の結果として形成される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、基板の洗浄および乾燥に関し、特に、基板表面の汚染を低減することにより、半導体基板の洗浄および／または乾燥を改善するためのシステム、装置、および、方法に関する。本発明は、さらに、基板の前処理動作に関連する前処理期間および前処理コストを低減することにより、半導体基板の前処理、洗浄、および／または、乾燥を改善するためのシステム、装置、および、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の加工には、数多くの処理動作が含まれる。これらの動作としては、例えば、ドーパントの添加、ゲート酸化物の生成、金属間への酸化物蒸着、メタライゼーション蒸着、フォトリソグラフィ・パターニング、エッチング動作、化学機械研磨（ＣＭＰ）などが挙げられる。これらの動作によって、粒子や残留物が生成されるため、基板表面に付着した粒子状汚染物質を除去するために、基板表面を洗浄する必要がある。
【０００３】
粒子状汚染物質は、一般に、基板の表面に付着する親和性を有する少量の明確に規定された物質からなる。粒子状汚染物質の例としては、特に、シリコンダスト、シリカ、スラリ残留物、ポリマ残留物、金属片、空気中のちり、プラスチック粒子、およびケイ酸塩粒子など、有機および無機の残留物が挙げられる。このような汚染物質を基板表面に残すと、集積回路素子の性能に悪影響を与える場合があるため、基板表面から粒子状汚染物質を除去することが好ましい。
【０００４】
基板の処理中に、有害な欠陥が引き起こされることがあるため、基板の表面（すなわち、活性側もしくは上面）を洗浄する動作は、典型的な基板洗浄システムおよびプロセスにおいて、比較的優先順位が高い。しかしながら、基板のサイズの増大、および／または、形状のサイズの縮小が進むに連れて、基板の背面（すなわち、非活性側）を十分かつ適切に洗浄および処理することができない場合に、特定の欠陥が生じるようになっている。
【０００５】
基板の背面に汚染物質の粒子が残るという欠点により、基板の背面から基板の表面に粒子状汚染物質が移動することになる。例えば、その移動は、湿式処理工程の間、および／または、基板が処理ツールや測定ツールの間で移動またはその他の操作を施されている間、に起こりうる。さらに、ある処理ツールまたは処理工程に由来する背面の汚染物質が、その後の処理を汚染する場合がある。
【０００６】
一部の基板処理動作では、かかる欠点を排除するために、まず、ローラ型の洗浄装置を用いてウエハの背面をブラシスクラブして、次に、ウエハの表面をコンディショニングする。ローラ型洗浄装置では、回転するブラシをウエハの背面に接触させつつ、洗浄を行う接触面上に流体を供給する。かかる流体の一例として、水酸化アンモニウムと過酸化水素との混合物として規定されるＳＣ１が挙げられる。しかしながら、ブラシスクラブを行うと、洗浄流体ＳＣ１が、ウエハの表面に吹き付けられる場合があるため、望ましくない。
【０００７】
この時点で、ウエハの表面は、フッ化水素酸（ＨＦ）およびＤＩＷの溶液などのコンディショニング流体を用いて、洗浄モジュール内でコンディショニングされる。ただし、コンディショニング流体は、ＳＣ１ブラシスクラブ流体との適合性を持たない。ウエハ表面の二次汚染と、ＳＣ１およびＨＦの不適合性の結果として、洗浄動作の質が低下しうる。
【０００８】
別々の不適合な薬剤を用いてウエハの表面および背面を洗浄すると、ウエハ表面を汚染するだけでなく、用いる薬剤ごとに、流体操作装置と廃棄物処理部とを準備する必要がある。例えば、洗浄チャンバから各薬剤を排除するために、別個の排液管と排気管とを用いることが好ましい。直接的な結果として、ウエハ処理システムの占める面積が余計に増大するだけでなく、システムにおける薬剤操作装置が、非常に複雑になることもある。
【０００９】
このような制限は、複数の薬剤を用いる洗浄装置において基板の表面および背面を洗浄することにより、さらに排除できる。その後、基板の欠陥レベルを下げるために、例えば、脱イオン（ＤＩ）水によって、基板の背面および表面をリンスする。このように、基板の表面および背面に残った薬剤の希釈、および／または、基板上の残留粒子状汚染物質の除去が行われる。しかしながら、欠陥レベルの低い基板を生産するには、基板の表面および背面を十分にリンスする必要がある。すなわち、基板の表面および背面は、一定の期間、大量のＤＩ水でリンスしてよいが、その期間は、基板の表面および背面の洗浄および／または処理に掛かる時間と同じくらい長いことが多い。もちろん、基板表面の洗浄および／または処理は、さらに長時間を必要とする場合もある。
【００１０】
さらに、一部の場合には、基板の表面をリンスする際に、基板の表面の特定の状態（例えば、素子の一部が露出されているなど）が、基板表面の状態に悪影響を与えることがある。例えば、シリコン基板をリンスすると、基板表面の露出部分に酸化物の再成長が起きる場合があり、銅基板では、基板の表面および背面をリンスすると、腐食が起きる場合がある。
【００１１】
以上の点から、不適合な薬剤を用いることから生じる二次汚染を最小限に抑えることにより、流体操作装置の簡略化と、基板のスループットの改善とを実現できる基板前処理システム、装置、および、方法が必要とされている。また、基板の表面および背面の処理に関連する時間およびコストを大幅に低減することができる基板表面前処理システム、装置、および、方法が必要とされている。
【発明の開示】
【００１２】
概して、上述の要求を満たすために、本発明は、不適合な薬剤を用いることから生じる二次汚染を最小限に抑えることにより、流体操作装置の簡略化と、基板のスループットの改善とを実現できる基板表面前処理方法、装置、および、システムを提供する一実施形態では、ブラシスクラブ剤を用いて基板背面にブラシスクラブ動作を実行して、ブラシスクラブ剤と適合性を有する薬剤を用いて基板の表面および背面の近接洗浄および／または乾燥を行うことにより、基板が前処理される。別の実施形態では、本発明は、洗浄動作後にリンス動作を実行する必要をなくすことにより、基板表面の近接前処理動作に関連する時間およびコストを大幅に低減することができる基板表面前処理方法、装置、および、システムを提供する。
【００１３】
本発明は、処理、装置、システム、デバイス、または、方法など、種々の形態で実施できることを理解されたい。以下では、本発明の実施形態をいくつか説明する。
【００１４】
一実施形態では、基板の表面および背面を洗浄および乾燥するための方法が提供されている。その方法は、流体ブラシスクラブ剤を用いて、基板の背面をブラシスクラブする工程を備える。その方法は、さらに、基板の表面で表面用メニスカスを形成すると共に基板の背面で背面用メニスカスを形成する工程を備える。表面用および背面用のメニスカスの形成は、背面のブラシスクラブの後に実行される。その方法は、さらに、表面用および背面用のメニスカスで、基板の表面および基板の背面を走査する工程を備える。表面用および背面用のメニスカスは、それぞれ、流体ブラシスクラブ剤との適合性を有する薬剤を含む。
【００１５】
別の実施形態では、基板の表面および背面を洗浄および乾燥するための別の方法が提供されている。その方法は、流体ブラシスクラブ剤を用いて、基板の背面をブラシスクラブする工程を備える。その方法は、さらに、背面のブラシスクラブ工程の終了後、基板の表面の上に表面用メニスカスを供給する工程を備える。表面用メニスカスは、流体ブラシスクラブ剤との化学的な適合性を有する表面用洗浄剤を含む。
【００１６】
さらに別の実施形態では、基板前処理システムが提供されている。そのシステムは、ブラシと、表面用ヘッドと、背面用ヘッドとを備える。ブラシは、ブラシスクラブ剤を用いて、基板の背面をブラシスクラブするよう構成されている。表面用ヘッドは、基板の表面に近接するよう配置され、背面用ヘッドは、基板の背面に近接するよう配置される。背面用ヘッドは、表面用ヘッドのほぼ反対側に配置される。表面用ヘッドと背面用ヘッドとは、ブラシが基板を離れた時に、対になって基板に適用される。
【００１７】
一実施形態では、基板の表面を前処理するための方法が提供されている。その方法は、メニスカスによって基板の表面を走査する工程と、メニスカスを用いて基板の表面を前処理する工程と、リンス動作を実行することなしに、前処理後の基板の表面に対して、次の前処理動作を実行する工程とを備える。
【００１８】
別の実施形態では、基板の表面を前処理するための方法が提供されている。その方法は、基板の表面の上に第一のメニスカスを供給して、基板の表面を前処理する工程と、前処理後の基板の表面の上に第２のメニスカスを供給して、前処理後の基板の表面に対して、２回目の前処理動作を実行する工程とを備える。第２のメニスカスの供給は、リンス動作を実行することなく、第１のメニスカスの供給のほぼ直後に行われるよう構成されている。
【００１９】
さらに別の実施形態では、基板の表面および背面を前処理するための方法が提供されている。その方法は、基板の表面で表面用メニスカスを形成すると共に基板の背面で背面用メニスカスを形成する工程を備える。その方法は、さらに、表面用メニスカスおよび背面用のメニスカスで、それぞれ、基板の表面および基板の背面を走査する工程を備える。基板の表面および基板の背面を走査する工程は、基板の表面および基板の背面を実質的に洗浄および乾燥するよう構成されている。その方法は、さらに、基板の表面および基板の背面を走査する工程の後に、リンス動作を実行することなしに、基板の表面および基板の背面に対して、次の基板前処理処理を実行する工程を備える。
【００２０】
本発明には、数多くの利点がある。最も顕著な利点としては、ウエハの背面および表面を洗浄する際に、それぞれ、ＳＣ１およびＨＦなど、不適合な薬剤を用いる従来技術と異なり、本発明の実施形態では、適合性を有する薬剤を用いて、ウエハの表面および背面を洗浄および／または乾燥する点が挙げられる。別の利点は、適合性を有する薬剤を用いて、ウエハの表面および背面を洗浄することにより、ブラシスクラブ・近接洗浄前処理システムにおける流体操作装置を簡略化できる点である。本発明のさらに別の利点は、ウエハ表面に対して、ブラシスクラブと近接洗浄および／または乾燥とを実行する際に、互いに適合性を有する薬剤を用いることにより、スクラブ・近接洗浄および／または乾燥チャンバの二次汚染を防止することができる点である。これは、互いに不適合な薬剤を利用しないことにより、装置の占有面積を低減できる点でも有利である。さらに別の利点は、本発明の実施形態は、互いに適合性を有する薬剤の装置内での操作を簡略化することで、各薬剤に対して別個の流体操作部および廃棄物処理部を用いた場合の機械のコストを削減できることである。
【００２１】
本発明のさらに別の利点は、従来技術と異なり、本発明の一部の実施形態では、ウエハの表面および背面が薬剤にさらされるたびに、基板の表面および背面をリンスする必要がないことである。このように、各基板の処理に関連する処理時間およびコストを大幅に削減できる。本発明の別の利点は、近接基板前処理システムを用いてウエハ表面を前処理することにより、ウエハ表面をほぼ同じ状態に保ったまま、前処理動作を実行できることである。例えば、ウエハ表面を水にさらす必要なしに、ウエハ表面を清浄に保ったまま、次の前処理段階に進むことができるため、半導体またはウエハ表面（例えば、金属表面）上での酸化物の再成長を防止することができる。
【００２２】
本発明のその他の態様および利点については、本発明の原理を例示した添付図面を参照しつつ行う以下の詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
互いに不適合な薬剤を用いることから生じる二次汚染を最小限に抑えることにより、流体操作装置を簡略化すると共に、基板のスループットを改善することができる発明が提供されている。一実施形態では、ブラシ剤を用いて基板背面にブラシスクラブ動作を実行して、ブラシスクラブ剤と適合性を有する薬剤を用いて基板の表面および背面の近接洗浄および／または乾燥を行うことにより、基板が前処理される。一例では、それぞれ、表面近接ヘッドおよび背面近接ヘッドを用いて、表面メニスカスおよび背面メニスカスによって、実質的に同時に、基板の表面および背面を洗浄および／または乾燥する。一実施形態では、近接ヘッド１１０は、ウエハ表面に対して、ソース流入口からイソプロピルアルコール蒸気を含む窒素ガス（ＩＰＡ／Ｎ2）を供給し、さらに、真空と処理流体とを提供してよい。一実施形態では、ＩＰＡ／Ｎ2と処理流体とを供給しつつ、ウエハ表面から処理流体とＩＰＡ／Ｎ2とを除去するために真空を作用させることによって、流体メニスカスが生成される。一実施例では、流体メニスカスは、近接ヘッドとウエハ表面との間に規定される流体の層であってよく、安定した制御可能な方法でウエハ表面にわたって移動されることが可能である。
【００２４】
一実施例では、ブラシスクラブ剤と、ウエハの表面および背面の洗浄に用いられる表面用薬剤および背面用薬剤とは、フッ化水素酸（ＨＦ）と脱イオン水（ＤＩＷ）との溶液である。所望の用途に応じて、ブラシスクラブ剤と表面用および背面用薬剤とのＨＦの濃度は、等しく、または、異なるように構成されてよい。
【００２５】
本発明は、さらに、基板前処理における動作と動作との間で基板表面をリンスする必要性をほぼ排除することにより、基板表面の前処理に関連するコストおよび処理時間を大幅に低減できる。一実施形態では、基板表面が、薬剤を含むメニスカスを用いて近接ヘッドによって前処理されると、基板表面をリンスする必要なしに、その基板表面に対して、次の基板前処理動作を実行することができる。一例では、近接前処理動作は、基板表面の洗浄および／または乾燥であり、別の実施形態では、近接前処理動作は、自然酸化物の剥離である。さらに別の実施形態では、基板表面は、基板表面上に形成された層を除去して第１のメニスカスによって沈殿残留物を意図的に生成することにより、近接前処理されてよい。その後、ウエハ基板は、第２のメニスカスを用いて、第２のメニスカスの第２の薬剤と沈殿残留物との間に所望の化学反応を引き起こすことにより、近接前処理される。このように、２つの近接前処理動作の間で基板をリンスする必要なく、後の基板前処理動作が実行される。一例では、第１のメニスカスは一方の近接ヘッドで用いられ、第２のメニスカスは第２の近接ヘッドで用いられる。別の実施形態では、ウエハ全体を横切るよう構成された１つの近接ヘッドで、第１のメニスカスと第２のメニスカスとが利用される。一実施例では、ウエハ表面を前処理するための薬剤は、フッ化水素酸（ＨＦ）と脱イオン水（ＤＩＷ）との溶液である。
【００２６】
以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細事項が示されている。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部もしくはすべてがなくとも実施可能である。また、本発明が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の説明は省略した。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に従って、代表的なブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システム１００を示す簡略な断面図である。ブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システム１００は、流体操作システム１０６の上方に配置されたチャンバ１０４と、作動要素１１４に固定された表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂと、システム制御部１１６とを備える。表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、それぞれ、表面用アームおよび背面用アーム１２６ａおよび１２６ｂによって、作動要素１１４に接続されている。一実施形態では、作動要素１１４は、モータであってよいが、別の実施形態では、作動要素１１４は、表面用および背面用のアーム１２６ａおよび１２６ｂを動かすことができる任意の要素であってよい。さらに、表面用および背面用のアーム１２６ａおよび１２６ｂを動かすため、すなわち、チャンバ１０４の内外に表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂを移動させるために、別の構造や技術を用いてよいことも、当業者にとって明らかなことである。
【００２８】
チャンバ１０４は、ウエハ１０２を保持して回転させるよう構成された複数のローラ１０８を備える。一例では、４つのローラ１０８が用いられており、その内の２つが、ウエハ１０２を保持するよう構成された安定化部材として機能する。残りの２つのローラ１０８は、ウエハ１０２を回転させるよう構成されている。２つの安定化ローラ１０８は、互いに離れるよう移動されることで、処理すべきウエハ１０２の挿入を可能にし、その後、元の位置に戻ることで、ウエハ１０２を保持することができる。図によると、ウエハの表面１０２ａには、汚染物質１４７と液体１４６とが付着し、ウエハの背面１０２ｂには、汚染物質１４５が付着している。一例では、ウエハの背面１０２ｂには、さらに、液体１４６’が付着する場合がある。
【００２９】
チャンバ１０４は、さらに、複数の突起１２４を有するブラシ１２２を備える。図１Ａに示した実施形態では、ブラシ１２２は、ウエハ背面１０２ｂの下方に、チャンバの底壁１０４ａに近接して配置されているため、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂを導入する時に邪魔にならない。チャンバ１０４は、さらに、廃棄物や余分な流体を排除するための排液／排気流出口１３２を備える。
【００３０】
チャンバ１０４の下方に設けられた流体操作システム１０６は、例えば、摺動機構を用いて、スクラブ・近接洗浄および／または乾燥モジュール１０１の外に引き出されてよい。流体操作システム１０６は、排液排気要素１０６ａと、流量操作要素１０６ｂとを備える。流量操作要素１０６ｂは、ウエハ１０２の洗浄に用いられる原料薬剤を収容するよう設計された複数の流量制御部１１８ａ、１１８ｂ、および、１１８ｃを備える。流量制御部１１８ａないし１１８ｃは、それぞれ、ソース流出口１２４ａ、１２４ｂ、および、１２４ｃを備える。
【００３１】
同様に、排液／排気要素１０６ａは、チャンバ１０４から取り除かれた余分な流体、廃棄物、残留物、および、汚染物質を収容するよう設計された廃棄物処理部１２０を備える。図１Ａに示した実施形態では、廃棄物は、廃棄物処理部１２０に設けられた３つの排液／排気流入口１２８ａ、１２８ｂ、および、１２８ｃを通して、廃棄物処理部１２０に流入する。流量操作部１１８ａないし１１８ｃと廃棄物処理部１２０とに関するさらなる情報と、近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂとブラシ１２２とに対する薬剤の混合および供給について、図１Ｂを参照して以下で説明する。
【００３２】
本発明の一実施形態に従って、ブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システム１００における薬剤の供給、搬送、および、収集を示す図１Ｂを参照する。図によると、流量制御部１１８ａに収容された薬剤Ａと、流量制御部１１８ｂに収容された薬剤Ｂとが、マニホルド１２５において適切な濃度で混合される。一例では、原料薬剤Ａは原料としてのＨＦであり、薬剤ＢはＤＩＷである。すなわち、原料ＨＦとＤＩＷとは、ポンプでマニホルド１２５に送り込まれた後に、混合されて、所望の濃度の表面用洗浄剤になる。
【００３３】
一例では、システム制御部１１６が、コンピュータソフトウェアを用いて、薬剤ＡおよびＢの各々の所望の濃度を監視および維持する。一例では、ブラシスクラブ動作中に、原料薬剤ＡおよびＢの混合物（例えば、ＨＦの溶液）は、供給管１３４を通してブラシ１２２に供給されてよい。その後、近接洗浄および／または乾燥動作の間に、同じＨＦ溶液が、供給管１２７を通して表面用近接ヘッド１１０ａに供給されると共に、ＤＩＷが、供給管１２９を通して背面用近接ヘッド１１０ｂに供給されてよい。図の実施形態では、ＨＦを適切な濃度でＤＩＷと混合できるように、薬剤ＡおよびＤＩＷが、ソース流出口１２４ａおよび１２４ｂを通して、マニホルド１２５に供給される。その後、表面用近接ヘッド１１０ａに設けられた流体流入口１２６ａを通してＨＦ溶液が表面用近接ヘッド１１０ａに供給され、背面用近接ヘッド１１０ｂに設けられた流体流入口１２６ｂを通してＤＩＷが背面用近接ヘッド１１０ｂに供給される。
【００３４】
同様に、図によると、薬剤Ｃは、供給管１３１および１３３を通して、それぞれ、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂに供給される。図に示すように、薬剤Ｃは、ソース流出口１２４ｃを用いて供給管に送られ、その後、流体流入口１２６ｂおよび１２６ｂ’を通して、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂに送られる。一例では、薬剤Ｃは、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気であり、搬送ガスとしてＮ2を用いる。図からわかるように、流量制御部１１８ａないし１１８ｃからの薬剤の流れと、廃棄物処理部１２０への流れとを制御するために、バルブ１１７が用いられる。一例では、バルブ１１７の動作は、システム制御部１１６によって制御および監視される。
【００３５】
図に示すように、ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂの上から真空除去された薬剤、汚染物質、および、液体などの廃棄物は、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂから、それぞれ、管１３７および１３９を通して排出される。真空除去された廃棄物は、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂに設けられた廃棄物流出口１２６ｃおよび廃棄物流出口１２６ｃ’を通して、管１３７および１３９に送られる。その後、廃棄物は、廃棄物流入口１２８ａおよび１２８ｂを通して、廃棄物処理部１２０に搬送される。同様に、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対するブラシスクラブおよび近接洗浄の動作中にウエハ背面１０２ｂに供給された薬剤と、汚染物質とは、チャンバの底壁１０４ａに設けられた廃棄物流出口１３２を通して、チャンバ１０４から管１３０に排出されて、廃棄物流入口１２８ｃを通して、廃棄物処理部１２０に送られる。
【００３６】
一実施形態によると、ブラシスクラブ動作中にウエハ背面１０２ａの洗浄に用いられる薬剤Ａは、ウエハ表面１０２ａに対して実行される近接洗浄および／または乾燥動作のための薬剤としても用いられてよい。このように、本発明のブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムは、従来のブラシスクラブモジュールよりも小型であり、占有面積も小さい。さらに、ウエハ背面１０２ｂのブラシスクラブ動作と、表面用近接ヘッド１２０ａを用いたウエハ表面１０２ａの洗浄および／または乾燥動作とに、同じ種類の薬剤または適合性のある複数の薬剤を用いることにより、薬剤ごとに別個の廃棄物要素を用いる必要がなくなる。このように、同じ排液および排気要素を用いて、チャンバ１０４から廃棄流体と汚染物質とを除去することができる。
【００３７】
図２Ａの簡略な断面図によると、本発明の一実施形態に従って、本発明のブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システム１００において、ブラシ１２２を用いてウエハ背面１０２ｂにブラシスクラブ動作を施す様子が示されている。ウエハ背面１０２ｂの洗浄は、ブラシ１２２をウエハ背面１０２ｂに接触させることにより開始される。一実施形態では、チャンバの底壁１０４ａの近傍の高さＨ１の位置に元々配置されていたブラシ１２２は、方向１３６に向かって高さＨ２の位置に移動される。この時点で、ウエハ１０２が回転方向１４０に回転されている状態で、ブラシ１２２が、回転方向１２２に回転しながら、ウエハ背面１０２ｂを横切って弧状の方向１４２に移動される間に、ブラシ１２２ひいてはブラシ１３８の突起１２４が、ウエハ背面１０２ｂに対して適用される。
【００３８】
図２Ａの実施形態では、表面用および背面用のアーム１１２ａおよび１１２ｂは、ブラシスクラブ動作を開始する前に、それぞれ対応する表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂをチャンバ１０４内に移動させる。表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ブラシスクラブ動作を妨害しないように、それぞれ、ローラ１０８の上方および下方に隣接する位置まで、チャンバ１０４内に挿入される。このように、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ブラシスクラブ動作の終了後、ほぼすぐに、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの近接洗浄および乾燥を開始することができる。もちろん、別の実施形態では、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ブラシスクラブ動作の開始前、動作中、および、終了後など、任意の適切な時間にチャンバ１０４内に移動されてよいことは、当業者にとって明らかである。さらに、一実施例では、ウエハの表面および背面は、ブラシスクラブ剤を用いてブラシスクラブされた後で、近接洗浄および／または乾燥動作を受けてよいことも明らかである。
【００３９】
ブラシスクラブ動作が終了すると、ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂは、同じ薬剤、または、ブラシスクラブ剤と適合性のある薬剤を用いて、洗浄および／または乾燥されるため、ブラシスクラブ剤によるウエハ表面１０２ａの二次汚染の可能性は大幅に低減される。表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの洗浄および／または乾燥を終えると、それぞれ、表面用および背面用のアーム１１２ａおよび１１２ｂによってチャンバ１０４の外に搬送される。
【００４０】
代表的な一実施形態では、ブラシ１２２は、軸に固定されたブラシコアに取り付け可能である。図に示すように、ブラシ１２２の外面は、複数の突起１２４で覆われており、それらの突起１２４は、ブラシスクラブ動作中にウエハ背面１０２ｂに接触することで、ウエハ背面１０２ｂの上から汚染物質１４５を除去する。
【００４１】
図２Ｂは、本発明の一実施形態に従って、ブラシ１２２を用いたウエハ背面１０２ｂのブラシスクラブ動作を示す簡略な平面図である。図に示すように、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、チャンバ１０４内でウエハ１０２の縁部に隣接するように配置されるが、背面用の近接ヘッド１１０ｂは、弧状の移動方向１４２にウエハ背面１０２ｂを横切って適用されるよう移動されるブラシ１２２の経路の外側に配置される。図によると、ブラシスクラブ剤が、ウエハ表面１０２ａの上に付着して、ブラシスクラブ剤１２１の液滴１２１’を形成している様子が示されている。
【００４２】
ブラシコア１２３は、軸１４３内に配置された供給管１３４を通してブラシコア１２３にブラシスクラブ剤１２１を供給するよう設計された流体流入口に接続される。一例では、軸１４３は、ブラシ１２２をウエハ背面１０２ｂに作用させたり、ブラシ１２２を高さＨ１とＨ２との間で移動させたりするために用いられる。図示されていないが、ブラシコア１２３は、複数の穴を有することにより、ブラシスクラブ剤が、ブラシコア１２３からブラシ１２２へと流れ出ることを可能にしている。
【００４３】
ウエハ背面１０２ｂのブラシスクラブが完了すると、ブラシ１２２は、ウエハ１０２下方の高さＨ１の初期位置に移動される。このように、ブラシ１２２は、近接洗浄および／または乾燥中の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂの経路を妨害することはない。
【００４４】
ウエハ背面１０２ｂをスクラブおよびリンスすることによりウエハ背面１０２ｂ上から汚染物質１４５を除去する動作は、ブラシを通して（ＴＴＢで）ブラシスクラブ剤１２１をスクラブ界面に供給し、ブラシ１２２にブラシスクラブ剤を飽和させて、所望の期間、ブラシスクラブ剤１２１でウエハ背面１０２ｂをブラシスクラブすることによって実現される。次に、一態様では、ウエハ背面１０２ｂ上に残ったブラシスクラブ剤１２１とすべての汚染物質１４５とを除去するために、ＤＩ水でブラシ１２２を洗い流して飽和させつつ、ＴＴＢでウエハ背面１０２ｂをリンスすることができる。もちろん、図の実施形態では、ブラシスクラブ剤１２１は、ＴＴＢでウエハ背面１０２ｂ上に導入されているが、別の実施形態では、ブラシスクラブ剤１２１は、任意の適切な方法（例えば、接触面に流体を供給するよう設計され、アームに取り付けられた供給ノズルや、ウエハの直径の外側に配置された供給ノズルなど）で、ブラシ１２２およびウエハ背面１０２ｂに導入されてもよいことに注意されたい。
【００４５】
一実施形態では、ウエハ背面１０２ｂのスクラブに用いられるブラシスクラブ剤１２１は、所望の濃度を有するように希釈されてよい。このように、背面用の洗浄剤と同じ薬剤、または、ブラシスクラブ剤１２１と適合性のある任意の他の薬剤を用いて、ウエハ表面１０２ａを洗浄することから、ウエハ背面１０２ｂのブラシスクラブが実行されて、ウエハ表面１０２ａへのブラシスクラブ剤１２１の侵入があったとしても、次の洗浄動作の際のウエハ表面１０２ａの二次汚染とはならない。さらに、用途に応じて、異なる濃度の薬剤を用いることができる。
【００４６】
好ましい実施形態では、ＨＦは、ＳＣ１薬剤と同様に、ウエハ背面１０２ｂに付着した汚染物質１４５の除去を化学的に支援するブラシスクラブ剤１２１として利用可能である。一例では、ＨＦの濃度は、約１００：１である。別の実施形態では、ＨＦの濃度は、約１０００：１である。もちろん、モジュールで用いられる複数の薬剤が化学的な適合性を有する限りは、ウエハ背面１０２ｂからの汚染物質１４５の除去に適した任意の他の薬剤を用いてよいことに注意されたい（例えば、緩衝酸化物エッチャント（ＢＯＥ）、ＨＦおよびクエン酸、ＨＦおよび酸化剤（Ｈ2Ｏ2）など）。
【００４７】
一実施形態では、ブラシ１２２は、ブラシスクラブ動作およびリンス動作の際には、約５０から４００ＲＰＭで回転するよう構成されており、約２００から４００ＲＰＭで回転することがより好ましく、約２００から２５０ＲＰＭで回転することが最も好ましい。さらに、一実施例では、リンス動作の際のリンス流体の流量は、約０．５から２リットル／分であってよく、約０．７から１．５リットル／分であることがより好ましく、約１リットル／分であることが最も好ましい。別の実施例では、ブラシスクラブ動作の際のブラシスクラブ剤の流量は、約０．３から１．５リットル／分であってよく、約０．５から１．０リットル／分であることがより好ましく、約０．７リットル／分であることが最も好ましい。さらに、一例では、ウエハ１０２は、ブラシスクラブ動作およびリンス動作の際には、約１回転毎分（ＲＰＭ）から５０ＲＰＭで回転するよう構成されてよく、約２から３０ＲＰＭで回転することがより好ましく、約１０ＲＰＭで回転することが最も好ましい。
【００４８】
本発明の一実施形態では、ブラシ１２２は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）発泡体から形成されてよい。ＰＶＡ材料は、任意の表面形状を有してよく、一実施形態では、その表面は滑らかであってよい。しかしながら、別の実施形態では、ブラシ１２２は、ウエハ背面１０２ｂの処理に適した材料から形成されてよい（例えば、ナイロン、モヘア、研磨パッド材料で覆った回転軸、ポリウレタンローラ、高密度ＰＶＡ、ポリテックス、ポリウレタン化合物（例えば、ＩＣ１０００（Ｒｏｄｅｌ社）研磨パッドなど）など）。またさらに、別の実施形態では、ブラシ１２２は、取り外し可能な使い捨てのブラシとして構成されてもよい。
【００４９】
図３Ａに示したブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システム１００の簡略な断面図によると、本発明の一実施形態に従って、ブラシスクラブ剤と化学的な適合性を有する薬剤を用いたウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂの近接洗浄および／または乾燥が、さらに示されている。ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂは、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂが、ウエハ１０２の半径に沿って移動方向１４４に移動する間に、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂによって、表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２を用いて洗浄および／または乾燥される。本明細書で用いられているように、表面用近接ヘッド１１０ａとウエハ表面１０２ａとの間の領域に規定される流体の一部（例えば、表面用の薬剤、リンス流体、ＩＰＡ蒸気など）は、表面用メニスカス１５０として定義される。同様に、背面用メニスカス１５２は、背面用洗浄剤（用いている場合）、またはＤＩＷおよびＩＰＡ蒸気によって生成される。
【００５０】
さらに、図３Ａによると、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、表面用および背面用のアーム１１２ａおよび１１２ｂが、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂを垂直方向に移動させることにより、それぞれ対応するウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに近接するように移動されて保持される。したがって、ブラシスクラブ動作を開始できるよう、ローラ１０８に隣接する位置を取るために、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂが、方向１４４に水平移動された場合には、近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、それぞれ、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに近接する位置に垂直移動される。本明細書で用いられているように、近接とは、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対して、対応する表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２を維持できる限りは、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対する任意の適切な距離であってよいことを理解されたい。一実施形態では、ウエハ処理動作を開始する際に、近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、それぞれ、表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対して、約０．１ｍｍから約１０ｍｍの範囲に移動されてよく、約０．５ｍｍから約４．５ｍｍの範囲に移動されることが好ましい。
【００５１】
図３Ａに示した実施形態では、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ウエハ１０２の半径に沿った方向１４４に水平移動する。しかしながら、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、所望のように、ウエハ１０２を洗浄および／または乾燥するために、ウエハ１０２に対して任意の適切な方法で移動されてよいことを理解されたい。例えば、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ウエハ１０２の中心からウエハの縁部に向かって移動されてもよい。さらに、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、例えば、図４Ａおよび４Ｂに示すように、任意の適切なサイズおよび形状を有してよいことに注意されたい。またさらに、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、本明細書に記載された処理を実行できる多くの種類の構成を有してよいことを理解されたい。
【００５２】
一実施形態によると、それぞれ、表面用近接ヘッド１１０ａおよび背面用近接ヘッド１１０ｂによって、ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂに、近接洗浄および／または乾燥を施すことで、洗浄および／または乾燥済みの領域が、ウエハ１０２の中心領域から縁部領域へと渦巻状に広がる。しかしながら、システム１００の構成、近接ヘッドの配置、または、近接ヘッドの動きを変更することにより、任意の適切な洗浄および／または乾燥経路を生成してよいことに注意されたい。
【００５３】
一実施例によると、表面用メニスカス１５０は、表面用近接ヘッド１１０ａとウエハ表面１０２ａとの間に形成され、背面用メニスカス１５２は、背面用近接ヘッド１１０ｂとウエハ背面１０２ｂとの間に形成される。表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２は、それぞれ、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂを横断して、表面用および背面用の洗浄剤を用いてウエハ表面を洗浄および／または乾燥させることで、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの上から汚染物質と流体とを除去する。一実施形態では、ローラ１０８によるウエハ１０２の回転は、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂに近接するように、未処理のウエハ領域を移動させるように働く。
【００５４】
すなわち、ローラ１０８の回転は、ウエハ１０２の回転を引き起こすことにより、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの実質的に表面全体が、洗浄および／または乾燥されることを可能にする。以下で詳細に説明するように、動作中には、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、それぞれ、ウエハ表面１０２ａに対して、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、脱イオン水（ＤＩＷ）、および、表面用洗浄剤を供給および除去し、ウエハ背面１０２ｂに対して、ＩＰＡおよびＤＩＷを供給および除去することにより、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂから汚染物質および流体を除去する。
【００５５】
しかしながら、一例では、所望の用途に応じて、それぞれ、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対して、異なる表面用および背面用の薬剤を用いてもよいことを理解されたい。用途によっては、表面用および背面用の洗浄剤は、同じ濃度または違う濃度を有する同じ種類の薬剤であってもよいし、適合性を有する異なる薬剤であってもよい。さらに、ウエハ１０２は、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂが、洗浄または乾燥すべきウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの一部に対して、それぞれ近接することが可能である限りは、任意の適切な配置で保持されてよいことを理解されたい。
【００５６】
さらに、図３Ａによると、表面用近接ヘッド１１０ａの前縁部の前方に位置するウエハ表面１０２ａの部分は、液体１４６と、汚染物質１４７と、ウエハ背面１０２ｂの洗浄に用いられたブラシスクラブ剤１２１の液滴１２１’と、によって部分的に覆われている。図に示すように、背面用近接ヘッド１１０ｂの前縁部の前方に位置するウエハ背面１０２ｂの部分は、ブラシスクラブ剤１２１と、汚染物質１４５と、によって部分的に覆われている。しかしながら、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂの後縁部は、視覚的に乾燥している様子が図示されている。本明細書で用いられているように、近接ヘッドの前縁部は、メニスカスの前方における近接ヘッドとウエハ表面との間の領域として規定される。同様に、近接ヘッドの後縁部は、メニスカスの後方における近接ヘッドとウエハ表面との間の領域として規定される。
【００５７】
当業者にとって明らかなことであるが、ＩＰＡは、例えば、Ｎ2ガスを用いて蒸気の形態でＩＰＡを導入するＩＰＡ蒸気など、任意の適切な形態でよい。同様に、本発明のいくつかの実施形態では、ＤＩＷが用いられているが、別の実施形態では、例えば、他の方法で精製された水、洗浄流体など、ウエハ処理を実行または強化できるものであれば、その他の任意の適切な流体を用いてもよい。
【００５８】
一例では、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの近接洗浄および／または乾燥について、以下のように説明できる。表面用洗浄剤の流入と、ＩＰＡの流入とが、ウエハ表面１０２ａに供給されることにより、ウエハ表面１０２ａ上に付着した任意の液体１４６とブラシスクラブ剤１２１の液滴１２１’とが、表面用洗浄剤の流入と混合される。この時、表面用洗浄剤およびＤＩＷの流入は、ウエハ表面１０２ａに供給されると、ＩＰＡの流入と遭遇する。結果として、供給された表面用洗浄剤およびＤＩＷの流入は、ウエハ表面の一部に付着した液体１４６およびブラシ剤の液体１２１と共に、表面用近接ヘッド１１０ａとウエハ表面１０２ａとの間の領域に留まり、表面用メニスカス１５０を形成する。したがって、表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２は、それぞれ対応するウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂに対して供給されている一定流量の流体であり、ウエハ表面１０２ａ上の液体１４６およびブラシスクラブ剤１２１と共に、ほぼ同時に除去されてよい。
【００５９】
したがって、表面用近接ヘッド１１０ａがウエハ表面１０２ａを走査すると、表面用メニスカス１５０は、表面用近接ヘッド１１０ａと共に移動する。このように、メニスカスの供給と流体の除去とが、ほぼ同時に実行されるため、表面用メニスカス１５０によって以前に占められていたウエハ表面１０２ａの領域は、表面用メニスカス１５０の移動の結果として、洗浄および乾燥される。
【００６０】
同様に、ウエハ背面１０２ｂも、洗浄および／または乾燥される。一実施形態では、以下で詳細に説明するように、希釈されたＨＦの流入と、ＤＩＷの流入と、ＩＰＡ蒸気の流入とが、ウエハ背面１０２ｂ上に供給されて、背面用メニスカス１５２を形成する。かかる実施形態では、廃棄物流出口を用いて、ウエハ背面１０２ｂに近接する領域に真空を作用させることにより、背面１０２ｂの上または付近に存在する任意の流体、汚染物質、または蒸気を除去してよい。
【００６１】
図３Ａに示すような一実施形態では、ウエハの表面１０２ａまたは背面１０２ｂを解析することにより、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに沈殿残留物（例えば、ＨＦ残留物）が存在することを明らかにできると考えられる。それでも、液体は存在しない。すなわち、表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２によって以前に占められていたウエハ表面１０２ａの部分とウエハ背面１０２ｂの部分とが、沈殿残留物を含む場合があると考えられる。以下で詳細に説明するように、沈殿残留物は、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂを洗浄および／または乾燥するために用いられた表面用洗浄剤または背面用洗浄剤から流体を除去した結果として生成された残留物である場合がある。このように、本発明の実施形態は、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂをさらにリンスすることなしに、表面用または背面用の洗浄剤の流入とＩＰＡの流入とを用いて洗浄および乾燥された後に、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂを清浄かつ乾燥した状態に保つよう設計されている。
【００６２】
図３Ｂは、本発明の一実施形態に従って、図３Ａに示した表面用近接ヘッド１１０ａによってウエハ表面１０２ａを洗浄および／または乾燥する様子を示す簡略な平面図である。図に示すように、表面用近接ヘッド１１０ａの前縁部の前方に位置するウエハ表面１０２ａの部分は、ブラシスクラブ剤１２１の液滴１２１’と、汚染物質１４７と、液体１４６とを含む。液体１４６は、それまでのウエハ処理動作（例えば、化学機械平坦化（ＣＭＰ）、エッチング）など）のいずれかの後に、ウエハ表面１０２ａ上に残った任意の液体であってよいことに注意されたい。
【００６３】
本発明の一実施形態によると、表面用近接ヘッド１１０ａが、ウエハ表面１０２ａに近接するよう移動されると、表面用洗浄剤およびＩＰＡの流入が、流体流入口１２６ａおよび１２６ｂを通して表面用近接ヘッドに導入され、ウエハ表面１０２ａと接触する表面用メニスカス１５０を生成する。ほぼ同時に、液体１４６と、ブラシスクラブ剤１２１の液滴１２１’と、汚染物質１４７とが、ウエハ表面１０２ａの上から真空除去される。
【００６４】
図４Ａは、本発明の一実施形態に従って、代表的な表面用近接ヘッド１１０ａを示す簡略な平面図である。図に示すように、表面用近接ヘッド１１０ａは、長方形の形状を有し、様々な種類の流体をウエハ表面１０２ａに導入するよう設計された複数の流出口と、ウエハ表面１０２ａの上から流体および汚染物質をほぼ同時に真空除去してウエハ表面１０２ａを洗浄および／または乾燥するための複数の真空流入口とを備える。
【００６５】
複数の表面用洗浄剤流入口１５４は、表面用近接ヘッド１１０ａのほぼ中心に、ほぼ直線状に設けられており、液体１４６をウエハ表面１０２ａ上に導入するよう設計されている。表面用洗浄剤流入口１５４に隣接して、複数の真空流出口１５８が設けられており、それらは、真空流出口１５８とウエハ表面１０２ａとの間に存在する汚染物質と任意の種類の流体とを真空除去するよう設計されている。さらに、図によると、真空流出口１５８に隣接して、複数のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）流入口１５６が設けられており、図４Ａに示した実施形態では、楕円状に配列されている。図に示した実施形態では、表面用メニスカス１５０は、真空流出口１５８の楕円配列の内側の領域に形成される。
【００６６】
図４Ｂは、本発明の別の実施形態に従って、別の表面用近接ヘッド１１０ａを示す簡略な平面図である。図からわかるように、表面用洗浄剤流入口１５４に隣接して、複数の真空流出口１５８’が設けられており、複数の真空流出口１５８’と真空流出口１５８との間に、複数のリンス流入口１６０が設けられている。一例では、リンス流入口１６０は、ウエハ表面１０２ａ上にＤＩＷの流入を導入して、ウエハ表面１０２ａをリンスするよう構成されている。図４Ｂに示した実施例によると、表面用近接ヘッド１１０ａとウエハ表面１０２ａとの間に形成される表面用メニスカス１５０は、２つのメニスカス、すなわち、内側メニスカス１５０ａおよび外側メニスカス１５０ｂで構成される。一例では、内側メニスカス１５０ａは、表面用洗浄剤とＤＩＷとの溶液によって生成され、外側メニスカス１５０ｂは、ＤＩＷ流入１６０によって形成される。
【００６７】
本発明の図示された実施形態は、複数の表面用洗浄剤流入口１５４と、真空流出口１５８および１５８’と、ＤＩＷ流入口１６０と、ＩＰＡ蒸気流入口１５６とを備えるが、別の実施形態では、少なくとも１つの表面用洗浄剤流入口１５４と、少なくとも１つのＩＰＡ蒸気流入口１５６と、少なくとも１つのＤＩＷ流入口１６０と、少なくとも１つの真空流出口１５８とを備えていればよいことに注意されたい。
【００６８】
背面用近接ヘッド１２０ｂについて、少なくとも１つのＩＰＡ蒸気流入口１５６は、少なくとも１つの真空流出口１５８に隣接して設けられてよく、真空流出口１５８は、少なくとも１つのＤＩＷ流入口１６０に隣接して設けられ、その結果、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置が形成される。所望のウエハ処理や、強化したいウエハ洗浄および／または乾燥メカニズムの種類に応じて、ＩＰＡ−ＤＩＷ−真空、ＤＩＷ−真空−ＩＰＡ、真空−ＩＰＡ−ＤＩＷなど、他の種類の配置を用いてもよいことは、当業者にとって明らかなことである。好ましい実施形態では、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置を用いることで、背面用近接ヘッド１１０ｂとウエハ背面１０２ｂとの間に位置する背面用メニスカス１５２に対して、高度かつ強力な生成、制御、および、移動を実現する。別の実施形態では、ＩＰＡ−真空配置を用いて、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの洗浄および／または乾燥を行ってもよい。
【００６９】
またさらに、ＤＩＷ流入口１６０と、ＩＰＡ蒸気流入口１５６と、真空流出口１５８と、表面用洗浄剤流入口と、背面用洗浄剤流入口とは、それぞれのメニスカスが生成および制御可能である限りは、任意の適切な方法で、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂに配列されてよいことに注意されたい。例えば、表面用洗浄剤流入口、ＩＰＡ蒸気流入口、真空流出口、および、ＤＩＷ流入口に加えて、さらなる実施形態では、所望の近接ヘッドの構成に応じて、ＩＰＡ蒸気流出口、ＤＩＷ流入口、および／または、真空流出口のセットを追加してもよい。
【００７０】
また、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、任意の数および種類の流入口および流出口を有してよく、それらの流入口および流出口は、任意の適切な配置で、表面用および背面用の近接ヘッド上に設けられてよいことを理解されたい。さらに、表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２は、ウエハの表面および背面１０２ａおよび１０２ｂへの流体の流量を制御しつつ、作用させる真空を制御することにより、任意の適切な方法で管理されてよい。また、流入口および流出口のサイズおよび位置は、表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２が安定する限りは、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂにおいて変更されてもよいことを理解されたい。
【００７１】
またさらに、当業者にとって明らかなことであるが、本発明のブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムを用いると、リンス流体でウエハの表面および背面１０２ａおよび１０２ｂをリンスする必要なしに、ウエハの表面および背面１０２ａおよび１０２ｂを洗浄することができる。
【００７２】
図５Ａないし５Ｃは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ背面１０２ｂをブラシスクラブした後に、表面用近接ヘッド１１０ａを用いて、ウエハ表面１０２ａの洗浄および／または乾燥を行う様子を示した簡略な断面図である。例えば、図に示した実施形態では、銅メタライゼーション配線の形成後に、ウエハ表面１０２ａ上に残った銅残留物を、例えば、ＨＦおよびＤＩＷの混合物を用いて除去している。表面用近接ヘッド１１０ａが、ウエハ表面１０２ａを横切って、ウエハ表面１０２ａの洗浄および／または乾燥を行うと、ウエハ表面１０２ａを覆う銅残留物と任意の液体とが除去されて、視覚的に清浄かつ乾燥したウエハ表面１０２ａが実現される。一例では、ウエハ表面１０２ａを綿密に分析することで、沈殿したＨＦ残留物を検出される場合があると考えられる。したがって、用途と所望の結果によっては、ウエハ表面１０２ａまたはウエハ背面１０２ｂは、すべての沈殿ＨＦ残留物を除去するために、ＤＩＷを用いてリンスされてもよい。ほとんどの用途で、沈殿ＨＦ残留物は、リンス洗浄される必要はないと思われる。例えば、一部の用途では、基板上に形成された異なる層の間に粒子状残留物が存在しても、有害な相互作用を引き起こすことがないため、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂをＤＩＷ流入でリンスする必要はない。
【００７３】
図５Ａは、本発明の一実施形態に従って、表面用近接ヘッド１１０ａによってウエハ表面１０２ａを洗浄および乾燥する様子を示す断面図である。図に示すように、表面用近接ヘッド１１０ａの前縁部の前方に位置するウエハ表面１０２ａの部分は、液体と、ブラシスクラブ剤１２１の液滴１２１’と、汚染物質１４７とを、部分的に含む。図によると、近接ヘッド１１０ａひいては表面用メニスカス１５０が、方向１４４に移動される間に、ウエハ表面１０２ａが洗浄および乾燥される様子が示されている。
【００７４】
表面用近接ヘッド１１０ａの後縁部に位置するウエハ表面１０２ａの部分は、視覚的に乾燥している様子が図示されている。すなわち、ウエハ表面１０２ａの部分が処理されると、液体１４６と、汚染物質１４７と、ブラシスクラブ剤１２１とはすべて、表面用メニスカス１５０と混合されて、除去されるため、視覚的に清浄かつ乾燥したウエハ表面１０２ａが実現される。しかしながら、一実施形態では、以前に洗浄および／または乾燥されたウエハ表面１０２ａの部分には、ウエハ表面１０２ａの乾燥後に残った沈殿残留物が存在する場合があると思われる。表面用洗浄剤、背面用洗浄剤、および、ブラシスクラブ剤は、化学的適合性を有するよう構成されているため、従来技術におけるＳＣ１の侵入によって引き起こされるウエハ表面１０２ａの二次汚染による悪影響は、大幅に排除されている。
【００７５】
図５Ｂは、本発明の一実施形態に従って、複数の金属配線１６８を有するウエハ表面１０２ａを洗浄および／または乾燥する様子を示す簡略な部分拡大断面図である。表面用近接ヘッド１１０ａの前縁部の範囲に部分的に付着した汚染物質１４７と、液体１３６と、ブラシスクラブ剤１２１の液滴１２１’とが、表面用近接ヘッド１１０ａの移動によって除去される様子が図示されている。しかしながら、一例では、表面用近接ヘッド１１０ａの後縁部において、沈殿残留物が検出されることがあると思われる。
【００７６】
一例では、表面用近接ヘッド１１０ａは、ＨＦおよびＤＩＷの混合物の流入、ＩＰＡの流入、および、真空を用いて、ウエハ表面１０２ａを洗浄および／または乾燥して、ウエハ表面１０２ａ上に残ったあらゆる種類の液体や汚染物質を除去する。一実施形態によると、ウエハ表面１０２ａの乾燥中には、ウエハ表面用近接ヘッドによって以前に処理されたウエハ表面１０２ａの部分において、ＨＦの沈殿残留物が形成されて残る場合があると思われる。図５Ｃは、本発明の一実施形態に従って、複数の金属配線１６８と上部に形成された酸化物層１０３とを有するウエハ表面１０２ａの洗浄および／または乾燥後の様子を示す簡略な部分拡大断面図である。
【００７７】
本発明の一実施形態によると、表面用洗浄剤と背面用洗浄剤とを用いる場合、いずれも、ＨＦおよびＤＩＷの溶液であってよい。しかしながら、用途の種類に応じて、表面用洗浄剤と背面用洗浄剤とのＨＦ濃度は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。一実施例によると、背面用洗浄剤のＨＦ濃度は、約１０：１から１５００：１の範囲であってよく、約２０：１から１０００：１の範囲がより好ましく、約５０：１であることが最も好ましい。同様に、表面用洗浄剤のＨＦ濃度は、約５０：１から１０，０００：１の範囲であってよく、約１００：１から１０００：１の範囲がより好ましい。
【００７８】
図６Ａは、本発明の一実施形態に従って、代表的なブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムで実行される方法動作を示すフローチャート６００である。その方法は、ブラシスクラブ剤を用いてウエハ背面をブラシスクラブする動作６０２から始まる。一例では、ブラシスクラブ剤は、約１００：１の濃度を有する希釈ＨＦであり、約１０００：１の濃度がより好ましい。一実施例によると、ウエハ表面およびウエハ背面は、ほぼ同時にブラシスクラブされることが可能である。
【００７９】
次に、動作６０４において、ウエハ表面およびウエハ背面は、ウエハの表面と背面との間に形成された表面用および背面用のメニスカスによって、それぞれ、洗浄および／または乾燥される。表面用近接ヘッドには表面用洗浄剤が供給され、背面用近接ヘッドには背面用洗浄剤が供給される。表面用および背面用の薬剤は、ブラシスクラブ剤と適合性を有するよう構成される。一実施形態では、ＨＦおよびＤＩＷの混合物を用いて、ウエハの表面および背面を洗浄および／または乾燥する。用途と所望の結果とに応じて、表面用薬剤と背面用薬剤とのＨＦ濃度は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。一例では、ウエハ表面は、ＨＦおよびＤＩＷの混合物を用いて洗浄および／または乾燥されてよく、ウエハ背面は、ＤＩＷを用いてリンスされるだけである。その後、その方法は、次のウエハ前処理動作がある場合には、その動作を実行する動作６０６に進む。
【００８０】
さらに、図６Ｂのフローチャートでは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ背面のブラシスクラブの際に実行される方法動作を詳細に示している。動作６０２ａでは、ブラシが準備される。一例では、そのブラシは、ＰＶＡブラシであってよい。次に、動作６０２ｂにおいて、ブラシは、ウエハ背面に近接するように移動される。一例では、最初に、ブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥モジュールのチャンバ底壁に近接してウエハ背面の下方に配置されていたブラシは、ウエハ背面に近接するように移動される。その後、動作６０２ｃにおいて、ブラシスクラブ界面に、ブラシスクラブ剤が導入される。一例では、ブラシスクラブ剤は、ブラシを通して導入されてよい。
【００８１】
次に、動作６０２ｄにおいて、ブラシスクラブ剤を導入しつつ、ウエハ背面にブラシを作用させる。一例では、ブラシは、回転されつつ、弧状の方向に移動されることで、ウエハ背面全体をブラシスクラブする。次に、動作６０２ｅにおいて、ウエハ背面へのブラシの適用を中断する。これにより、他のウエハ前処理動作によってウエハ背面に残っていたあらゆる汚染物質および液体が、ウエハ背面からほとんど除去される。
【００８２】
この時点で、動作６０２ｆにおいて、ブラシは、ウエハ背面から離される。一例では、ブラシは、ブラシの初期位置に戻される。一実施形態では、初期位置は、モジュールの底壁に近接する位置である。このように、ブラシ機構が、表面用および背面用の近接ヘッドの動作を妨害することはない。従来技術に関連する不適合な薬剤による副作用の可能性は、実質的に排除されているため、ウエハ表面へのブラシスクラブ剤の侵入によるウエハ前処理動作への悪影響は、最小限に抑えられる。
【００８３】
図６Ｃのフローチャートでは、本発明の一実施形態に従って、ウエハの表面および背面の近接洗浄中に実行される方法動作が示されている。動作６０４ａにおいて、表面用近接ヘッドと背面用近接ヘッドとが準備される。次に、動作６０４ｂにおいて、表面用メニスカスと背面用メニスカスとを形成できるように、表面用近接ヘッドには表面用洗浄剤が、背面用近接ヘッドには背面用洗浄剤が、それぞれＩＰＡ流入と共に供給される。一例では、用途に応じて、表面用薬剤と背面用薬剤とは、同じ濃度または異なる濃度を有する同じ薬剤であってよい。一例では、表面用薬剤と背面用薬剤とは、同じまたは異なるＨＦ濃度を有するＨＦおよびＤＩＷの溶液である。別の実施形態では、背面用洗浄剤を利用せずに、ウエハ背面をＤＩＷ流入でリンスしてもよい。
【００８４】
動作６０４ｄにおいて、表面用メニスカスが、ウエハ表面と表面用近接ヘッドとの間に形成され、背面用メニスカスが、背面用近接ヘッドとウエハ背面との間に形成される。その後、動作６０４ｅにおいて、表面用および背面用の近接ヘッドをそれぞれ用いて、ウエハの表面および背面が走査される。
【００８５】
互いに適合性を有するブラシスクラブ剤と表面用および背面用の薬剤とを用いることにより、モジュール内で二次汚染が生じることによる悪影響も排除されることに注意されたい。さらに、同じ廃棄機構を用いて、ブラシスクラブ剤と表面用および背面用の薬剤とを除去できるため、システムを簡略化できる。
【００８６】
本発明の一実施形態によると、本発明のブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥モジュールは、ウエハ処理用のクラスタシステムに組み込まれてもよい。例えば、エッチングチャンバ、化学蒸着システム、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムなどで、ウエハの表面および／または背面を前処理した後に、本発明のシステムで、ウエハの表面および背面を洗浄および／または乾燥することができる。その後、エッチングチャンバ、化学蒸着（ＣＶＤ）システム、物理蒸着（ＰＶＤ）システム、電気化学蒸着（ＥＣＤ）システム、原子層蒸着（ＡＬＤ）システム、リソグラフィ処理システム（コータとステッパを含む）のモジュールなどで、ウエハの背面および／または表面に対して、後処理を行うことができる。
【００８７】
もちろん、他の基板前処理動作を実行できる任意の他の装置、システム、および、モジュールで、ウエハの前処理を実行してもよいことに注意されたい（例えば、回転リンス乾燥モジュール、近接蒸気処理モジュール、高速熱処理システム、エッチングシステムなど）。
【００８８】
また、代表的な実施例では、本発明のブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムは、制御ステーションによって自動的に制御されることができるクラスタ構成のウエハ洗浄装置で用いられてもよい。例えば、クラスタ構成の洗浄装置は、送りステーションと、ブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥モジュールと、受け取りステーションとを備えてよい。概して、最初に送りステーションに配置されたウエハが、一度に一枚ずつ、ブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥モジュールに搬送される。ブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥モジュールで、スクラブおよび近接洗浄および／または乾燥された後、乾燥したウエハは、受け取りステーションに搬送され、一時的に保管される。当業者にとっては明らかなことであるが、一実施形態において、クラスタ構成の洗浄装置は、複数の異なる基板前処理動作（例えば、洗浄、エッチング、バフ研磨など）を実行するために用いられてもよい。
【００８９】
図７Ａは、本発明の一実施形態に従って、代表的な近接基板前処理システム１０００を示す簡略な断面図である。システム１０００は、チャンバ１０４と、チャンバ１０４の内部に設けられた複数のローラ１０８と、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂと、作動要素１１４と、システム制御部１１６とを備える。チャンバ１０４は、流体操作システム１０６の上に配置されており、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、それぞれ、表面用および背面用のアーム１１２ａおよび１１２ｂによって、作動要素１１４に固定されている。一実施形態では、作動要素１１４は、モータであってよい。
【００９０】
ローラ１０８は、ウエハ１０２を保持して、回転方向１４０に回転させるよう構成されている。図７Ａに示した実施形態では、４つのローラ１０８が用いられており、その内の２つが、安定化部材として機能し、ウエハ１０２を保持するよう構成されている。残りの２つのローラ１０８は、回転方向１４０にウエハ１０２を回転させるよう構成されている。ウエハを挿入する際には、処理すべきウエハ１０２が、搬送されてチャンバ１０４内に挿入されるため、２つの安定化ローラ１０８は、互いに離れてウエハ１０２の経路を外れるように移動される。その後、安定化ローラ１０８は、それぞれの初期位置に戻り、ウエハ１０２を保持する。表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ウエハ１０２の縁部に隣接するようにチャンバ１０４内で配置される。
【００９１】
図に示した実施形態では、ウエハ背面１０２ｂの洗浄に用いる薬剤が、ウエハ表面１０２ａの上に侵入する場合がある。汚染物質１４７および１４５が、それぞれ、ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂの上に付着した様子が図示されている。さらに、液滴１４６および１４６’が、それぞれ、ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂの上に付着している。一例では、汚染物質１４７および１４５と、液滴１４６および１４６’とは、例えば、ブラシスクラブ動作など、以前のウエハ前処理動作中に生成される。例えば、液滴１４６は、それまでのウエハ処理動作（例えば、化学機械平坦化（ＣＭＰ）、エッチング）など）のいずれかの後に、ウエハ表面１０２ａ上に残った任意の液体であってよい。
【００９２】
流体操作システム１０６は、例えば、摺動機構を用いて、システム１０００の外に引き出されてよい。一実施形態では、流体操作システム１０６は、２つの要素、すなわち、排液排気要素と、流量操作要素とを備える。流量操作要素は、ウエハ１０２の前処理（例えば、洗浄など）に用いられる薬剤の原料を収容するよう設計された複数の流量制御部を備えるよう構成されている。排液／排気要素は、チャンバ１０４から取り除かれる余分な流体、廃棄物、残留物、および、汚染物質を収容するよう設計された廃棄物処理部を備える。一例では、流量制御部内に収容された薬剤を、マニホルドにおいて、適切な濃度で混合することができる。一例では、ウエハ表面の洗浄に用いられる原料薬剤は、原料ＨＦおよびＤＩＷの混合物であってよい。一実施形態では、システム制御部１１６が、コンピュータソフトウェアを用いて、各薬剤の所望の濃度を監視および維持することができる。近接基板前処理の際には、同じ薬剤または別個の薬剤が、それぞれ対応する供給管を通して、表面用近接ヘッド１１０ａおよび背面用近接ヘッド１１０ｂに供給されてよい。このように、さらなる薬剤が供給されてもよい（例えば、搬送ガスとしてＮ2を用いたイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気など）。本明細書で用いられているように、表面用近接ヘッド１１０ａとウエハ表面１０２ａとの間の領域に規定される流体の一部（例えば、薬剤、ＩＰＡ蒸気など）は、表面用メニスカス１５０として定義される。同様に、背面用メニスカス１５２は、背面用洗浄剤、ＩＰＡ蒸気など、によって生成される。
【００９３】
ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂの上から真空除去された薬剤、汚染物質、および、液体などの廃棄物は、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂに設けられた廃棄物流出口に接続された管を通して、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂから排出されるよう構成されている。その後、廃棄物は、廃棄部（例えば、収集真空タンク）に搬送され、次に、収集タンクから施設の排液管に排出される。表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの前処理（すなわち、洗浄および／または乾燥）を終えると、それぞれ、表面用および背面用のアーム１１２ａおよび１１２ｂによってチャンバ１０４の外に搬送される。
【００９４】
一実施形態では、作動要素は、モータであってよいが、別の実施形態では、作動要素１１４は、表面用および背面用のアーム１１２ａおよび１１２ｂを動かすことができる任意の要素であってよいことは、当業者にとって明らかなことである。さらに、表面用および背面用のアーム１１２ａおよび１１２ｂを動かすため、すなわち、チャンバ１０４の内外に表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂを移動させるために、別の構造や技術を用いてよいことも、当業者にとって明らかなことである。
【００９５】
一例では、表面用近接ヘッド１１０ａおよび背面用近接ヘッド１１０ｂが、方向１４４に水平移動されて、例えば、ウエハ１０２のほぼ中央の位置にそれぞれ配置されると、表面用近接ヘッド１１０ａは、ウエハ表面１０２ａに近接する位置に垂直移動され、背面用近接ヘッド１１０ｂは、ウエハ背面１０２ｂに近接する位置に垂直移動される。本明細書で用いられているように、近接とは、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対して、対応する表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２を維持できる限りは、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対する任意の適切な距離であってよいことを理解されたい。一実施形態では、ウエハ処理動作を開始する際に、近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、それぞれ、表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対して、約０．１ｍｍから約１０ｍｍの範囲に移動されてよく、約０．５ｍｍから約４．５ｍｍの範囲に移動されることが好ましい。
【００９６】
図７Ａに示した実施形態では、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂを前処理する際に、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ウエハ１０２の半径に沿った方向１４３に水平移動する。しかしながら、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、所望のように、ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂを前処理するために、ウエハ１０２に対して任意の適切な方法で移動されてよいことを理解されたい。例えば、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、ウエハ１０２の縁部からウエハの中心に向かって移動されてもよい。さらに、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、例えば、図７Ｅ、９Ｂ、９Ｄ、１０Ａ、および、１０Ｃに示すように、任意の適切なサイズおよび形状を有してよいことに注意されたい。またさらに、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、本明細書に記載された処理を実行できる多くの種類の構成を有してよいことを理解されたい。
【００９７】
一実施例によると、図７Ａに示すように、表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２が、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂを横切って、ウエハ表面を表面用および背面用の薬剤にさらすことによって洗浄および／または乾燥を行う。その後、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂをＤＩ水でリンスする必要なしに、ウエハ表面に対して、次のウエハ前処理動作を実行できる。例えば、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対応する表面用および背面用の洗浄剤を用いて、汚染物質１４７および１４５、１４６および１４６’を洗浄して、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂから除去することで、実質的に清浄および／または乾燥したウエハ表面を実現できる。一実施形態では、ローラ１０８によるウエハ１０２の回転が、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂに近接するように、処理（例えば、洗浄および／または乾燥）が済んでいないウエハ領域を移動させるように働くことで、移動されたウエハ領域は、処理を受けて、実質的に清浄かつ乾燥した状態になる。
【００９８】
一例では、約１００：１の濃度を有するＨＦを用いて、ウエハ表面１０２ａを洗浄してよい。別の実施形態では、ＨＦの濃度は、約１０００：１であってよい。もちろん、モジュールでウエハ表面の前処理に用いられる薬剤が、化学的な適合性を有するように選択されている限りは、ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂから、汚染物質１４７および１４５と、液滴１４６および１４６’とを除去するのに適した任意の薬剤を用いてよいことに注意されたい（例えば、緩衝酸化物エッチャント（ＢＯＥ）、ＨＦおよびクエン酸、ＨＦおよび酸化剤（Ｈ2Ｏ2）、スタンダードクリーン１（ＳＣ１）、スタンダードクリーン２（ＳＣ２）、アンモニア、界面活性剤、酢酸、クエン酸、酢酸とクエン酸との組み合わせ、酢酸とクエン酸と界面活性剤との組み合わせ、フッ化アンモニウム、混合銅洗浄剤（mixed copper clean）（ＭＣＣ）２５００、ＭＣＣ３０００、硫酸と過酸化水素との混合物、など）。
【００９９】
一例では、用いられる薬剤は、表面前処理特性を有する任意の流体であってよい（例えば、主に、低い表面張力を有する準水系溶媒）。さらに、実施形態によっては、所望の用途に応じて、それぞれ、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対して、異なる表面用および背面用の薬剤を用いてもよいことを理解されたい。用途によっては、表面用および背面用の洗浄剤は、同じ濃度または違う濃度を有する同じ種類の薬剤であってもよいし、適合性を有する異なる薬剤であってもよい。
【０１００】
当業者にとって明らかなことであるが、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂを用いたウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂの近接前処理は、実質的に、同じ方法で実行されてよい。図に示した実施形態では、ウエハ表面は、実質的に沈殿残留物を検出できないほどに、洗浄および／または乾燥されているため、次のウエハ前処理動作に進む前にウエハ表面をリンスする必要がない。
【０１０１】
図７Ｂは、本発明の一実施形態に従って、本発明の近接基板前処理システム１０００において、ウエハ表面１０２ａの洗浄および／または乾燥を開始する様子を示す簡略な平面図である。表面用近接ヘッド１１０ａは、表面用アーム１１２ａによって、ウエハ表面１０２ａに近接するように移動されて近接状態を保持され、ウエハ１０２が回転方向１４０に回転している状態で、ウエハ表面の中央から方向１４３に移動される。図に示したウエハ表面１０２ａには、汚染物質１４７および液滴１４６が付着している。
【０１０２】
図７Ｃは、本発明の一実施形態に従って、表面用近接ヘッド１１０ａによる洗浄および／または乾燥動作が実質的に終了した時点の図７Ｂのウエハ表面１０２ａを示す簡略な平面図である。図に示すように、表面用近接ヘッド１１０ａが方向１４３に移動する間に、ウエハ表面１０２ａは、表面用近接ヘッド１１０ａによって洗浄され、ウエハ１０２の中央からウエハ１０２の縁部に向かって、清浄かつ乾燥したウエハ１０２ａが広がってゆく。具体的には、表面用近接ヘッド１１０ａによって、汚染物質１４７が洗浄されて、乾燥され、実質的に乾燥したウエハ表面１０２ａが実現される。したがって、本発明の近接前処理システムを用いて、ウエハ表面１０２ａおよび背面１０２ｂに対して、近接洗浄および／または乾燥を実行することにより、リンス動作でウエハ表面を最初にリンスする必要なく、ウエハ１０２の表面に対して、次の前処理工程を実行できるように、ウエハ表面１０２ａおよび背面１０２ｂを清浄かつ乾燥した状態にすることができる。
【０１０３】
動作の一例では、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂは、それぞれ、表面用および背面用メニスカス１５０および１５２を用いて、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂから、汚染物質と、流体と、エッチング薄膜とを除去する。具体的には、ウエハ表面１０２ａに対して、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）および表面用洗浄剤が供給および除去され、ウエハ背面１０２ｂに対して、ＩＰＡおよび背面用洗浄剤が供給および除去される。ローラ１０８の回転は、ウエハ１０２の回転を引き起こすことにより、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの実質的に全体が、洗浄および／または乾燥されることを可能にする。このように、次の前処理段階に進む前にウエハ表面をリンスする動作に関連する処理時間およびコストが、実質的に排除される。
【０１０４】
図７Ｃに示した実施形態では、表面用近接ヘッド１１０ａは、ウエハの中央からウエハの縁部に向かって、方向１４３に移動するが、システム１０００の構成、近接ヘッドの配置、または、近接ヘッドの動きを変更することにより、任意の適切な洗浄および乾燥の経路を生成してよいことに注意されたい。さらに、ウエハ１０２は、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂが、洗浄または乾燥すべきウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの一部に対して、それぞれ近接することが可能である限りは、任意の適切な配置で保持されてよいことを理解されたい。
【０１０５】
図７Ｄの簡略な断面図には、本発明の一実施形態に従って、図７Ｃに示した表面用近接ヘッド１１０ａによって洗浄および／または乾燥されたウエハ表面１０２ａが示されている。図に示した実施形態では、ウエハ表面１０２ａは、表面用近接ヘッド１１０ａによって洗浄および／または乾燥されており、視覚的には、汚染物質１４７も液滴１４６も付着していない。一例では、表面用近接ヘッド１１０ａの前縁部の前方に位置するウエハ表面１０２ａの部分は、洗浄および／または乾燥動作の前には、汚染物質１４７および液滴１４６によって部分的に覆われている場合がある。しかしながら、近接前処理動作を続けると、表面用近接ヘッド１１０ａの後縁部は、通過後に、清浄で乾燥した基板表面を残すよう構成されている。本明細書で用いられているように、近接ヘッドの前縁部は、メニスカスの前方における近接ヘッドとウエハ表面との間の領域として規定される。同様に、近接ヘッドの後縁部は、メニスカスの後方における近接ヘッドとウエハ表面との間の領域として規定される。
【０１０６】
代表的な実施形態では、ウエハの表面１０２ａの近接洗浄および／または乾燥について、以下のように説明できる。表面用洗浄剤の流入とＩＰＡの流入とが、ウエハ表面１０２ａに供給される。このように、ウエハ表面１０２ａ上に残る任意の流体が、表面用洗浄剤の流入と混合される。この時、表面用洗浄剤およびＤＩＷの流入は、ウエハ表面１０２ａに供給されると、ＩＰＡの流入と遭遇する。結果として、供給された表面用洗浄剤およびＤＩＷの流入は、液滴１４６（特定の実施形態では、液膜１４６）および背面用薬剤の液滴１４６’と共に、表面用近接ヘッド１１０ａとウエハ表面１０２ａとの間の領域に留まり、表面用メニスカス１５０を形成する。したがって、表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２は、それぞれ対応するウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂに対して供給されている一定流量の流体であり、ウエハ表面１０２ａ上の液滴１４６および背面用薬剤の液滴１４６’と共に、ほぼ同時に除去されてよい。本発明の一実施形態によると、表面用近接ヘッド１１０ａが、ウエハ表面１０２ａに近接するよう移動されると、表面用薬剤の流入とＩＰＡの流入とが、表面用近接ヘッド１１０ａに導入され、ウエハ表面１０２ａと接触する表面用メニスカス１５０を生成する。ほぼ同時に、液滴１４６と、汚染物質１４７とが、ウエハ表面１０２ａの上から真空除去される。
【０１０７】
したがって、表面用近接ヘッド１１０ａがウエハ表面１０２ａを走査すると、表面用メニスカス１５０は、表面用近接ヘッド１１０ａと共に移動する。このように、メニスカスの供給と流体の除去とが、ほぼ同時に実行されるため、表面用メニスカス１５０によって以前に占められていたウエハ表面１０２ａの領域は、表面用メニスカス１５０の移動の結果として、洗浄および乾燥される。したがって、ウエハ表面１０２ａは、本発明の近接洗浄および／または乾燥システム内で、薬剤にさらされて洗浄および／または乾燥され、清浄および／または乾燥したウエハ表面が実現されるため、リンス動作でウエハ表面１０２ａをリンスする必要がなくなるという利点がある。
【０１０８】
同様に、図には示していないが、ウエハ背面１０２ｂも、本発明の近接洗浄および／または乾燥システムにおいて、洗浄および乾燥することが可能であるため、ウエハ背面１０２ｂに次の前処理動作を実行する前に、ウエハ背面１０２ｂをＤＩ水でリンスする必要はない。一実施形態では、希釈されたＨＦの流入と、ＤＩＷの流入と、ＩＰＡ蒸気の流入とが、ウエハ背面１０２ｂ上に供給されて、背面用メニスカス１５２を形成する。かかる実施形態では、廃棄物流出口を用いて、ウエハ背面１０２ｂに近接する領域に真空を作用させることにより、背面１０２ｂの上または付近に存在する任意の流体、汚染物質、または、蒸気を除去してよい。
【０１０９】
図７Ｄに示すような一実施形態では、沈殿残留物を意図的に残す場合に、ウエハの表面１０２ａまたは背面１０２ｂを解析することにより、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂにおける沈殿残留物（例えば、ＨＦ水溶液にさらされた結果として生じたフッ素イオン）の存在を明らかにすることができると考えられる。すなわち、選択に応じて、表面用および背面用のメニスカス１５０および１５２によって以前に占められていたウエハ表面１０２ａの部分とウエハ背面１０２ｂの部分とが、沈殿残留物を含む場合があると考えられる。それでも、実質的に液体は存在しない。以下で詳細に説明するように、ウエハ表面１０２ａおよびウエハ背面１０２ｂから汚染物質および流体を除去した結果として、もしくは、ウエハ表面上に層を形成すると選択された場合にはウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂを洗浄および／または乾燥するために用いられた表面用洗浄剤または背面用洗浄剤と化学反応した結果として、沈殿残留物が生成される場合がある。このように、本発明の実施形態は、選択に応じて、表面用または背面用の洗浄剤の流入とＩＰＡの流入とを用いて洗浄および乾燥された後に、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂを清浄かつ乾燥した状態に保つよう設計されているが、次の前処理動作において利用するためにウエハの表面および背面に残るように、沈殿残留物が意図的に生成されてもよい。
【０１１０】
図７Ｅは、本発明の一実施形態に従って、代表的な表面用近接ヘッド１１０ａを示す底面図である。図に示した表面用近接ヘッド１１０ａは、長方形の形状を有し、複数の流出口および流入口を備える。複数の流出口は、様々な種類の流体をウエハ表面１０２ａに導入するよう設計され、複数の真空流入口は、ウエハ表面１０２ａの上から流体および汚染物質をほぼ同時に真空除去するために用いられるよう構成されている。この構成により、ＤＩ水でリンスすることなしにウエハ表面１０２ａを洗浄および／または乾燥することができる。複数の薬剤流入口１５４は、表面用近接ヘッド１１０ａのほぼ中心に、ほぼ直線状に設けられており、表面用薬剤の流入をウエハ表面１０２ａ上に導入するよう設計されている。表面用薬剤流入口１５４に隣接して、複数の真空流出口１５８が設けられており、真空流入口１５８とウエハ表面１０２ａとの間に存在する汚染物質と任意の種類の流体とを真空除去するよう設計されている。さらに、図によると、図７Ｅに示した実施形態において楕円状に配置されている真空流出口１５８に隣接して、複数のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）流入口１５６が設けられている。図に示した実施形態では、表面用メニスカス１５０は、真空流入口１５８の楕円配列の内側の領域に形成される。
【０１１１】
当業者にとって明らかであるが、ＩＰＡは、例えば、Ｎ2ガスを用いて蒸気の形態でＩＰＡを導入するＩＰＡ蒸気など、任意の適切な形態でよい。同様に、本発明のいくつかの実施形態では、ＤＩＷが用いられているが、別の実施形態では、例えば、他の方法で精製された水、洗浄流体など、ウエハ処理を実行または強化できるものであれば、その他の任意の適切な流体を用いてもよい。また、流入口および流出口のサイズおよび位置は、表面用および背面用のメニスカスが安定する限りは、表面用および背面用の近接ヘッドにおいて変更されてもよいことを理解されたい。
【０１１２】
本発明の一実施形態によると、表面用洗浄剤と背面用洗浄剤とを用いる場合、いずれも、ＨＦおよびＤＩＷの溶液であってよい。しかしながら、用途の種類に応じて、表面用薬剤と背面用薬剤とのＨＦ濃度は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。一実施例によると、背面用薬剤のＨＦ濃度は、約１０：１から１５００：１の範囲であってよく、約２：１から１０００：１の範囲がより好ましく、約５０：１であることが最も好ましい。同様に、表面用薬剤のＨＦ濃度は、約５０：１から１０，０００：１の範囲であってよく、約１００：１から１０００：１の範囲がより好ましい。
【０１１３】
図８Ａは、本発明の一実施形態に従って、本発明の近接ヘッド１１０が、次の動作のためにウエハ表面１０２ａを前処理する様子を示す簡略な平面図である。図に示した前処理動作中には、近接ヘッド１１０は、ウエハ１０２の中央からウエハ１０２の縁部に向かって、方向１４３に移動されており、ウエハ１０２は、方向１４０に回転されている。図に示すように、ウエハ表面１０２ａの上に配置された自然酸化物層に対してメニスカス１５０’を作用させることで、その自然酸化物層１０３は剥離される。一例では、約１２オングストロームの厚さを有する自然酸化物層１０３は、本発明の近接ヘッド１１０が、約６：１の濃度のＨＦを含むメニスカス１５０’を供給することによって剥離されてよい。かかる例では、メニスカス１５０’が、自然酸化物１０３上に供給されることによって、メニスカス１５０’のほぼ中央に位置するＨＦが、自然酸化物層１０３に作用して、自然酸化物を除去する。ほぼ同時に、剥離された自然酸化物層１０３と、ＨＦとが、近接ヘッド１１０に設けられた真空流入口によって、ウエハ表面上から除去され、その結果、ウエハ表面１０２ａは、自然酸化物層１０３を剥離され、実質的に乾燥する。このように、自然酸化物層１０３をウエハ表面上から剥離した後に、リンス動作でウエハ表面１０２ａをリンスする必要なく、異なる前処理動作を実行することができるため、ウエハ表面１０２ａのリンス動作に関するコストおよび処理時間がなくなる。
【０１１４】
例えば、剥離動作を施されると、ウエハ表面１０２ａは、実質的に、汚染物質および余分な液体が付着しない状態になるため、ウエハ表面を最初にリンスする必要なく、次の前処理動作（例えば、エッチング、保管など）を実行できるようになる。別の実施形態では、湿った空気による銅の腐食を防止するために、保護膜（例えば、ＢＴＡ）の層（例えば、単分子層）が、ウエハ表面上に残されてもよい。したがって、本発明の実施形態では、極めて高濃度の薬剤を用いて、ウエハ表面の除去、洗浄、および／または、乾燥を行い、その後にウエハ表面をリンスする必要なしに、次の基板前処理動作を実行することができる。
【０１１５】
図８Ｂは、本発明の一実施形態に従って、図８Ａに示したウエハ表面１０２ａに対して、自然酸化物層１０３を剥離して、剥離済みのウエハ表面１０２ａを生成した様子を示す簡略な断面図である。図に示すように、点線で示された自然酸化物層１０３は、近接ヘッド１１０ひいてはメニスカス１５０’が、ウエハ表面１０２ａの中央からウエハ表面１０２ｂの縁部に向かって横切った結果、除去されている。一実施形態では、ＨＦの溶液が、自然酸化物層１０３を剥離すると同時に、生成された液体および粒子のすべてが、近接ヘッド１１０に設けられた真空流入口によって除去される。このように、自然酸化物層は、近接ヘッドが薬剤を用いることによって前処理された後に剥離され、その際に、実質的にすべての汚染物質および液体がウエハ表面から除去されることで、剥離、洗浄、および／または、乾燥済みのウエハ表面１０２ａが実現される。すなわち、ウエハの表面１０２ａを最初にリンスする必要なしに、次のウエハ前処理動作を実行できる。
【０１１６】
さらに別の実施形態によると、連続近接前処理システムを用いて、異なる特性を示しうるように複数のウエハ表面を前処理することができる。図９Ａは、本発明の一実施形態に従って、２つの平行な棒形近接ヘッド２１０ａおよび２１０ａ’を用いてウエハ表面１０２ａの前処理を連続的に行う代表的な連続近接前処理システム３００を示す簡略な断面図である。接続アーム１１３を介して、第１の近接ヘッド２１０ａが第２の近接ヘッド２１０’に固定されており、第２の近接ヘッド２１０’は、アーム１１２を介して作動要素に固定されている。動作中には、第１の近接ヘッド２１０および第２の近接ヘッド２１０’、ひいては、それらに対応する第１および第２のメニスカス２５０および２５０’が、ウエハ表面１０２ａに対して適用されつつ、方向１４４に移動される。この実施形態では、ウエハ１０２の表面全体を横切って処理を行うことから、ウエハ１０２は、回転しないように構成されている。以下で詳細に説明するように、一実施形態では、図９Ｂに示すように、ウエハ表面全体の規模で、ウエハ表面１０２ａの連続近接前処理を実行することができる。
【０１１７】
代表的な実施形態では、ウエハ表面１０２ａは、本発明の一実施形態に従って図９Ｂの簡略な平面図に示したように、２つの連続的な処理において化学的に処理されてよい。図に示すように、ほぼ３つの異なる領域が、ウエハ表面１０２ａ上に、視覚的に示されている。領域１０３ａは、ウエハ表面１０２ａ上に最初に形成された酸化物層１０３であり、第１の近接ヘッド２１０の前縁部の前方に位置し、残りの領域は、酸化物層１０３を第１のメニスカス２５０にさらした結果として生成された沈殿残留物１１１と、沈殿残留物１１１および第２のメニスカス２５０’の間の化学反応の結果として形成された所望の層１０９である。もちろん、所望のウエハ前処理動作の種類に応じて、沈殿残留物１１１が、引き続きウエハ表面１０２ａを覆って、膜の形態を取るように構成されてもよいことに注意されたい。
【０１１８】
本発明の一実施形態によると、以下で説明するように、２つの棒形近接ヘッド２１０および２１０’を用いて、ウエハ表面１０２ａに連続的な前処理動作を実行することができる。まず、アーム１１２が方向１４３’に移動されるにつれて、第１の近接ヘッド２１０の前縁部が、ウエハ表面１０２ａに近接するよう移動される。この時点で、第１の薬剤とＩＰＡとの流入によって生成された第１のメニスカス２５０は、ウエハ表面１０２ａの縁部に位置した状態で、酸化物層１０３と接触する。酸化物と第１のメニスカス２５０との間の所望の化学反応の結果、沈殿残留物１１１が、生成され、第１のメニスカス２５０と接触した酸化物層１０３の部分のほぼ全体を覆う。沈殿残留物１１１の形成とほぼ同時に、化学反応の結果として生成された液体や、前のウエハ前処理からウエハ表面１０２ａに残っている液体など、すべての液体が、ウエハ表面１０２ａの特定の部分から真空除去される。
【０１１９】
第１の近接ヘッド２１０ひいては第１のメニスカス２５０を、ウエハ表面１０２ａに適用して、方向１４３’に移動しつつ、第１の近接ヘッド２１０および第１のメニスカス２５０の後を追う第２の近接ヘッド２１０ｂひいては第２のメニスカス２５０’を、ウエハ表面１０２ａ（より詳細には、第１の近接ヘッド２１０によって直前に処理されて沈殿残留物１１１が形成されたウエハ表面１０２ａの部分）に適用する。この時点で、第２のメニスカス２５０’における第２の薬剤およびＩＰＡの流入は、沈殿残留物１１１と化学反応することで、第１の近接ヘッド２１０および第２の近接ヘッド２１０’の両方によって以前に前処理されたウエハ表面１０２ａの部分にわたって、所望の層１０９を生成する。一実施形態によると、第１および第２の近接ヘッド２１０および２１０’は、互いに近接して配置されることで、沈殿残留物１１１が生成されたほぼ直後に所望の層１０９を形成することができる。
【０１２０】
さらに、本発明の一実施形態に従って、図９Ｃに示した簡略な拡大断面図を参照しつつ、酸化物層１０３を除去して意図的に所望の沈殿残留物１１１を生成した後に、化学反応によって所望の層１０９を形成する動作について説明する。第１の近接ヘッド２１０の第１のメニスカス２５０によって化学処理されている酸化物層１０３の部分は、沈殿残留物１１１が形成されるように変化させられている。図からわかるように、第１のメニスカス２５０によってすでに処理された酸化物層の部分１０３ａは、少なくとも部分的に化学変化している。しかしながら、第１のメニスカス２５０によって完全には覆われていない第１の近接ヘッド２５０の真下の領域は、第１の表面用メニスカス２５０がウエハ表面１０２ａを横切って移動されると共に変化してゆく。
【０１２１】
同様に、第２のメニスカス２５０’によってすでに処理された沈殿残留物１１１の部分は、現在は、所望の層１０９によって覆われており、第２のメニスカス２５０’によって今現在処理されている沈殿残留物の部分は、まだ完全には、所望の層１０９に変化していない。したがって、第１の近接ヘッド２１０および第２の近接ヘッド２１０’が、ウエハ表面１０２ａを横切って移動されると、ウエハ表面１０２ａ上に形成された層が、第１の薬剤にさらされることによって除去されることが好ましい。その後、形成された層の除去後にも、所望の層の形成前にも、リンス剤でウエハ表面をリンスする必要なしに、除去された層を所望の層で置き換えることができる。
【０１２２】
図９Ｄは、本発明の一実施形態に従って、１つのメニスカスを用いる代表的な連続基板前処理システムを示す底面図である。図に示すように、第１の薬剤の流入口２５４に隣接して、複数の真空流出口１５８が設けられており、複数の真空流出口１５８に隣接して、複数のＩＰＡ蒸気流入口１５６が設けられている。流出口および流入口は、形成された層の除去と、所望の層の形成とを、ほぼ一様に実行できるように、第１の近接ヘッド２１０の底面にわたって、ほぼ一様に分布されている。このように、第１の近接ヘッド２１０を用いて、ウエハ表面１０２ａ全体を前処理すれば、ほぼ一様なウエハ表面１０２ａを形成できる。一例では、連続近接前処理で、酸化物層を除去した後に、不動態化動作、めっき動作、自然酸化物の再成長などを実行できる。例えば、ウエハを保管するために、ウエハ表面を不動態化して、ウエハ表面上に酸化物層を形成してもよい。かかる例では、不動態化された層をリンスすると、不動態化動作が無駄になる場合があるため、不動態化の後にウエハ表面１０２ａをリンスすることは望ましくない。代表的な実施形態では、ウエハ表面の層を不動態化するために利用できる薬剤として、界面活性剤、ポリマ、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）が挙げられる。さらに別の例は、ウエハ表面上に形成された層を除去して、その代わりに所望の層を形成することにより、ウエハ表面をめっきする動作である。例えば、酸化物層が除去された後に、ある種の化学処理によって、シード層が形成される。一実施形態によると、形成された層を除去して所望の層で置き換える動作は、不活性雰囲気で実行されるよう構成されている。一例では、窒素を用いると共に、例えば、密封したチャンバによってウエハ表面を酸素にさらさないことによって、不活性雰囲気を実現できる。
【０１２３】
これは、異なるメニスカスの間に、不活性ガスとしての窒素を用いることにより実現される。一例では、ウエハ表面上の層を除去および形成する連続動作は、低濃度の薬剤を用いて層の除去と層の形成とを実行することによって実現できる。その後、ウエハ表面は、例えば、蒸着、エッチング、不動態化、保管など、次の前処理段階における処理を施されてよい。
【０１２４】
図３Ａないし３Ｄに示した実施形態では、第１および第２の近接ヘッドを用いたが、別の実施形態では、層の除去、沈殿残留物の生成、および、所望の層の形成を実現できる限りは、多数の近接ヘッドを用いてもよい。
【０１２５】
図１０Ａは、本発明の一実施形態に従って、２メニスカス・単一棒形近接ヘッドを用いて、層の除去、沈殿残留物の生成、および、所望の層の形成を行う様子を示している。表面用アーム１１２が方向１４４に移動されると、近接ヘッド３１０の前縁部が、酸化物層１０３によって覆われたウエハ表面１０２ａに近接するよう移動される。この時点で、まず、第１の薬剤およびＩＰＡの流入によって生成された表面用メニスカスと、次に、第２の表面用薬剤およびＩＰＡの流入によって生成された第２のメニスカス２５０’とが、酸化物層１０３に接触する。酸化物１０３と第１の表面用メニスカス２５０との間の所望の化学反応の結果、沈殿残留物１１１が生成され、第１の表面用メニスカス２５０と接触したウエハの部分のほとんどを覆う。この時に、第１のメニスカス２５０と酸化物層１０３との化学反応の結果として生成された液体や、前のウエハ前処理からウエハ表面１０２ａに残っている液体など、すべての液体が、ウエハ表面１０２ａ上から真空除去される。一例では、この除去は、沈殿残留物１１１の形成とほとんど同時に実行される。
【０１２６】
しかしながら、図に示すように、第２のメニスカス２５０’は、第１のメニスカス２５０に追従しているため、後を追いかけるようにウエハ表面１０２ａ（より詳細には、沈殿残留物１１１）の上に供給されるこの時点で、第２のメニスカス２５０’における第２の薬剤およびＩＰＡの流入は、沈殿残留物１１１と化学反応することで、ウエハ表面１０２ａの前処理済みの部分にわたって、所望の層１０９を生成する。一実施形態では、所望の層１０９は、沈殿残留物１１１が形成された実質的に直後に形成されることが可能である。
【０１２７】
図１０Ｂは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０２の連続前処理動作を示す簡略な断面図である。図に示すように、第１のメニスカス２５０によって化学処理されている酸化物層１０３の部分は、沈殿残留物１１１を生成できるように変化させられている。図からわかるように、第１の表面用メニスカス２５０によって処理されている酸化物層の部分は、少なくとも部分的に化学変化している。しかしながら、第１の表面用メニスカス２５０によって覆われていない第１の近接ヘッド２５０の下の領域は、第１の表面用メニスカス２５０がウエハ表面１０２ａを横切って移動されると共に変化する。
【０１２８】
一方、第２のメニスカス２５０’によってすでに処理された沈殿残留物１１１の部分は、現在は、所望の層１０９によって覆われており、第２のメニスカス２５０’によって今現在処理されている沈殿残留物の部分は、まだ完全には、所望の層１０９に変化していない。したがって、表面用近接ヘッド２１０が、ウエハ表面１０２ａを横切ると、ウエハ表面１０２ａ上に形成された層は、除去された後に、リンス剤でウエハ表面を最初にリンスすることなく、実質的に瞬時に所望の層で置き換えられることが好ましい。
【０１２９】
図１０Ｃは、本発明の一実施形態に従って、代表的な２メニスカス・棒形近接ヘッド３１０を示す底面図である。図に示すように、第１の薬剤の流入口２５４に隣接して、複数の真空流出口１５８が設けられており、複数の真空流出口１５８に隣接して、複数のＩＰＡ蒸気流入口１５６が設けられている。同様に、第２の薬剤の流入口２５４’に隣接して、複数の真空流出口１５８が設けられており、複数の真空流出口１５８に隣接して、複数のＩＰＡ蒸気流入口１５６が設けられている。また、流出口および流入口は、形成された層の除去と、所望の層の形成とを、ほぼ一様に実行できるように、近接ヘッド３１０の底面にわたって、ほぼ一様に分布されている。このように、近接ヘッド３１０を用いて、ウエハ表面１０２ａ全体を前処理すれば、ほぼ一様なウエハ表面１０２ａを形成できる。
【０１３０】
図示された実施形態において、本発明の近接ヘッドは、複数の表面用または背面用の薬剤流入口１５４、１５４’、２５４、および、２５４’と、真空流出口１５８および１５８’と、ＩＰＡ蒸気流入口１５６とを備えるが、別の実施形態では、少なくとも１つの表面用薬剤流入口と、１つの背面用薬剤流入口と、少なくとも１つのＩＰＡ蒸気流入口１５６と、少なくとも１つの真空流出口１５８とを備えていればよいことに注意されたい。所望のウエハ前処理や、強化したいウエハ洗浄および／または乾燥メカニズムの種類に応じて、ＩＰＡ−ＤＩＷ−真空、ＤＩＷ−真空−ＩＰＡ、真空−ＩＰＡ−ＤＩＷなど、他の種類の配置を用いてもよいことは、当業者にとって明らかなことである。
【０１３１】
好ましい実施形態では、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置を用いることで、近接ヘッドとウエハ表面との間に位置するメニスカスに対して、高度かつ強力な生成、制御、および、移動を実現する。別の実施形態では、ＩＰＡ−真空配置を用いて、ウエハの表面１０２ａおよび背面１０２ｂの洗浄および／または乾燥を行ってもよい。例えば、表面用薬剤流入口、ＩＰＡ蒸気流入口、真空流出口、および、ＤＩＷ流入口に加えて、さらなる実施形態では、所望の近接ヘッドの構成に応じて、ＩＰＡ蒸気流出口、ＤＩＷ流入口、および／または、真空流出口のセットを追加してもよい。また、表面用および背面用の近接ヘッドは、任意の数および種類の流入口および流出口を有してよく、それらの流入口および流出口は、任意の適切な配置で、表面用および背面用の近接ヘッド上に設けられてよいことを理解されたい。さらに、表面用および背面用のメニスカスは、ウエハの表面および背面への流体の流量を制御しつつ、作用させる真空を制御することにより、任意の適切な方法で管理されてよい。
【０１３２】
図１１は、本発明の一実施形態に従って、代表的な近接ウエハ前処理システムで実行される方法動作を示すフローチャート１１００である。その方法は、メニスカスを用いる近接ヘッドによって、ウエハ表面を前処理する動作１１０２から始まる。一例では、ウエハ前処理動作は、ウエハ表面を洗浄および／または乾燥するよう構成されている。その後、動作１１０４において、リンス流体でウエハ表面をリンスすることなしに、ウエハ表面に対して、次のウエハ前処理動作を実行する。このように、例えば、ウエハ表面が薬剤にさらされた後に、ＤＩＷを用いてウエハ表面をリンスする必要がなくなるため、ウエハ表面の前処理に関連するウエハ処理時間およびコストが低減される。
【０１３３】
さらに、図１２のフローチャートでは、本発明の一実施形態に従って、２つの棒形近接ヘッドを用いた連続前処理システムで実行される方法動作を詳細に示している。動作１２０２では、ウエハ表面上に形成された層が、第１のメニスカスを用いる第１の近接ヘッドによって除去される。一例では、除去される層は、酸化物層である。次に、動作１２０４において、第１のメニスカスの第１の薬剤と除去されている層との所望の化学反応の結果として、沈殿残留物が、意図的に形成される。その後、動作１２０６において、第２の近接ヘッドと第２のメニスカスと沈殿残留物とを用いて、ウエハ表面上に所望の層が形成される。一例では、第２のメニスカスの第２の薬剤と沈殿残留物との間で所望の化学反応が起きることによって、所望の層が形成される。
【０１３４】
図１３は、本発明の一実施形態に従って、２つのメニスカスを用いる単一棒形の連続近接ウエハ前処理システムで実行される方法動作を示すフローチャートである。動作１３０２では、ウエハ表面上に形成された層が、近接ヘッドの第１のメニスカスによって除去され、次いで、動作１３０４において、沈殿残留物が生成される。沈殿残留物は、形成された層と第１のメニスカスの第１の薬剤との所望の化学反応の結果として生成される。次に、動作１３０６において、近接ヘッドの第２のメニスカスと沈殿残留物とを用いて、近接ヘッドにより、ウエハ表面上に所望の層が形成される。一実施形態では、第２のメニスカスは、第１のメニスカスに追従するため、第１のメニスカスが以前に前処理したウエハの領域を、ほぼすぐに覆うことになる。
【０１３５】
本発明の一実施形態によると、本発明のブラシ近接ウエハ前処理システムは、ウエハ処理用のクラスタシステムに組み込まれてもよい。例えば、エッチングチャンバ、化学蒸着システム、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムなどで、ウエハの表面および／または背面を前処理した後に、本発明のシステムで、ウエハの表面および背面の前処理動作を実行することができる。その後、ウエハの表面も背面もリンスする必要なしに、エッチングチャンバ、化学蒸着（ＣＶＤ）システム、物理蒸着（ＰＶＤ）システム、電気化学蒸着（ＥＣＤ）システム、原子層蒸着（ＡＬＤ）システム、リソグラフィ処理システム（コータとステッパを含む）のモジュールなどで、ウエハの背面および／または表面に対して、後処理を行うことができる。もちろん、他の基板前処理動作を実行できる任意の他の装置、システム、および、モジュールで、ウエハの前処理を実行してもよいことに注意されたい（例えば、回転リンス乾燥モジュール、近接蒸気処理モジュール、高速熱処理システム、エッチングシステムなど）。
【０１３６】
以下の図は、流体メニスカスを生成できる代表的な近接ヘッドを備える代表的なウエハ処理システムを示している。本明細書に記載された本発明の実施形態と共に、流体メニスカスを生成できる任意の適切な型の近接ヘッドを備える任意の適切な型のシステムを利用できることを理解されたい。
【０１３７】
図１４は、本発明の一実施形態に従って、ウエハ処理システム２０００を示す図である。例えば、ローラ、ピン、プラテンなど、任意の適切な方法でウエハを保持または移動してよいことを理解されたい。システム２０００は、ウエハを保持して回転することによりウエハ表面の処理を可能にするローラ２１０８ａ、２１０８ｂ、および、２１０８ｃを備えてよい。システム２０００は、さらに、一実施形態において表面用アーム２１１２ａおよび背面用アーム２１１２ｂにそれぞれ取り付け可能な表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂを備えてよい。表面用アーム２１１２ａおよび背面用アーム２１１２ｂは、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂをウエハ１０２の半径に沿ってほぼ直線的に移動させることのできる近接ヘッド搬送装置２１１２の一部であってよい。一実施形態では、近接ヘッド搬送装置２１１２は、表面用近接ヘッド１１０ａをウエハ１０２の上方でウエハ１０２に近接させて保持すると共に、背面用近接ヘッド１１０ｂをウエハ１０２の下方でウエハ１０２に近接させて保持するよう構成されてよい。これは、表面用アーム２１１２ａおよび背面用アーム２１１２ｂを垂直方向に移動できるよう構成することで実現されてよい。そうすれば、表面用および背面用の近接ヘッドがウエハ処理の開始位置に水平移動された後に、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂをウエハ１０２に近接する位置に垂直移動することができる。別の実施形態では、流体メニスカス１５０および１５２は、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂの間に形成され、ウエハの上面および下面の上に移動されてよい。表面用アーム２１１２ａおよび背面用アーム２１１２ｂは、本明細書に記載するウエハ処理を可能にするように、表面用および背面用の近接ヘッド１１０ａおよび１１０ｂを移動させることのできる限りは、任意の適切な方法で構成されてよい。システム２０００は、近接ヘッドをウエハ１０２に近接した状態で移動させて、ウエハ表面上でメニスカスを生成および制御できる限りは、任意の適切な方法で構成されてよいことも理解されたい。別の代表的な実施形態では、近接ヘッド１１０は、アームの第２の端部によって規定される軸を中心に回転するアームの第１の端部に配置されてもよい。したがって、かかる実施形態では、近接ヘッド１１０は、ウエハ１０２の表面にわたって弧状に移動されてよい。さらに別の実施形態では、アームは、回転移動と直線移動とを組み合わせて移動されてもよい。ウエハの各面に対して１つずつの近接ヘッド１１０が図示されているが、単一のヘッドを用いて、ウエハの片面に対して処理を行う構成も可能である。近接ヘッド１１０を用いない面に対しては、ウエハスクラブブラシなど、他の表面前処理を実行してよい。
【０１３８】
別の実施形態では、システム２０００は、ウエハに隣接する移行面を有する近接ヘッドドッキングステーションを備えてもよい。かかる実施形態では、流体メニスカス１５０は、制御および管理された状態で、ドッキングステーションとウエハの表面との間を行き来できる。この場合にも、ウエハ１０２の片面だけを処理したい場合には、１つの近接ヘッド１１０を備える１つのアームを用いてよい。
【０１３９】
図１５Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ処理動作を実行する近接ヘッド１１０を示す図である。近接ヘッド１１０は、一実施形態では、ウエハ１０２の上面１０２ａに近接した状態で移動して、ウエハ処理動作を実行する。ウエハ１０２に供給される流体の種類に応じて、近接ヘッド１１０によってウエハ表面１０２ａ上で生成される流体メニスカス１５０は、例えば、洗浄、リンス、乾燥、エッチング、メッキなど、任意の適切なウエハ処理動作を実行してよいことを理解されたい。近接ヘッド１１０は、ウエハ１０２の下面１０２ｂの処理に用いられてもよいことを理解されたい。一実施形態では、流体メニスカス１５０が上面１０２ａを処理する間に、ウエハ１０２を回転しつつ、近接ヘッド１１０を移動してよい。別の実施形態では、近接ヘッド１１０がウエハ表面上に流体メニスカス１５０を生成する際に、ウエハ１０２は、静止状態で保持されてよい。次いで、近接ヘッド１１０は、ウエハ表面にわたって移動すなわち走査を行うことにより、ウエハ１０２の表面に沿って流体メニスカス１５０を移動させてよい。さらに別の実施形態では、近接ヘッド１１０は、流体メニスカス１５０がウエハ１０２全体の表面領域を覆うのに十分な大きさを有してもよい。かかる実施形態では、ウエハ１０２の表面に流体メニスカス１５０を作用させることにより、近接ヘッド１１０を移動させることなく、ウエハの表面全体を処理できる。
【０１４０】
一実施形態では、近接ヘッド１１０は、ソース流入口２１５６および２１５４と、ソース流出口２１５８とを備える。かかる実施形態では、ソース流入口２１５６を通して、窒素ガスに含まれたイソプロピルアルコール蒸気（ＩＰＡ／Ｎ2）２１５５をウエハ表面に供給してよく、ソース流出口２１５８を通して、真空２１５９をウエハ表面に作用させてよく、ソース流入口２１５４を通して、処理流体２１５３をウエハ表面に供給してよい。
【０１４１】
一実施形態では、ＩＰＡ／Ｎ2２１５５および処理流体２１５３の供給と、ウエハ表面１０２ａから処理流体２１５３およびＩＰＡ／Ｎ2２１５５を除去するための真空２１５９の作用とによって、流体メニスカス１５０を生成することができる。流体メニスカス１５０は、近接ヘッド１１０とウエハ表面との間に規定された流体の層であってよく、安定かつ制御可能な方法でウエハ表面１０２ａにわたって移動されることが可能である。一実施形態では、流体メニスカス１５０は、処理流体２１５３の一定の供給および除去によって規定されてよい。流体メニスカス１５０を規定する流体の層は、ソース流入口２１５４と、ソース流出口２１５８と、ソース流入口２１５６と、のサイズ、数、形状、および／または、パターンに応じて、任意の適切な形状および／またはサイズを有してよい。
【０１４２】
さらに、生成したい流体メニスカスの種類に応じて、任意の適切な流量の真空、ＩＰＡ／Ｎ2、真空、および、処理流体が用いられてよい。さらに別の実施形態では、近接ヘッド１１０とウエハ表面との間の距離によっては、流体メニスカス１５０の生成および利用時に、ＩＰＡ／Ｎ2が省略されてもよい。かかる実施形態では、近接ヘッド１１０は、ソース流入口２１５９を備えなくてもよいため、ソース流入口２１５４による処理流体２１５３の供給と、ソース流出口２１５８による処理流体２１５３の除去だけで、流体メニスカス１５０が生成される。
【０１４３】
近接ヘッド１１０の別の実施形態では、近接ヘッド１１０の処理面（近接ヘッドにおいてソース流入口およびソース流出口が配置された領域）は、生成される流体メニスカスの構成に応じて、任意の適切な形状を有してよい。一実施形態では近接ヘッドの処理面は、周囲の面から奥まっていてもよいし突出していてもよい。
【０１４４】
図１５Ｂは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１１０の一部を示す平面図である。図８Ｂを参照して説明する近接ヘッド１１０の構成は、例示的なものであることを理解されたい。したがって、ウエハ表面上において安定した流体メニスカスを生成するように、処理流体をウエハ表面に供給してウエハ表面から除去できる限りは、他の構成の近接ヘッド１１０を用いて、流体メニスカス１１０を生成してよい。さらに、上述のように、近接ヘッド１１０の別の実施形態は、近接ヘッド１１０が、Ｎ2／ＩＰＡを利用せずに流体メニスカスを生成するよう構成されている場合には、ソース流入口１３１６を備えなくてもよい。
【０１４５】
一実施形態の平面図には、左から右に向かって、１組のソース流入口２１５６、１組のソース流出口２１５８、１組のソース流入口２１５４、１組のソース流出口２１５８、および、１組のソース流入口２１５６が図示されている。したがって、Ｎ2／ＩＰＡおよび処理剤が、近接ヘッド１１０とウエハ１０２との間の領域に供給されると、真空が、ウエハ１０２上に存在しうる任意の流体膜および／または汚染物質と共に、Ｎ2／ＩＰＡおよび処理剤を除去する。本明細書に記載されたソース流入口２１５６と、ソース流入口２１５４と、ソース流出口２１５８とは、例えば、円形の開口部、三角形の開口部、正方形の開口部など、任意の適切な種類の形状であってよい。一実施形態では、ソース流入口２１５６および２１５４と、ソース流出口２１５８とは、円形の開口部を有する。近接ヘッド１１０は、生成したい流体メニスカス１１０のサイズおよび形状に応じて、任意の適切なサイズ、形状、および／または、構成を有してよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッドは、ウエハの半径より短くてよい。別の実施形態では、近接ヘッドは、ウエハの半径より長くてよい。別の実施形態では、近接ヘッドは、ウエハの直径より長くてよい。したがって、流体メニスカスのサイズは、任意の所与の時点で処理したいウエハ表面領域のサイズに応じて、任意の適切なサイズを有してよい。さらに、近接ヘッド１１０は、例えば、水平方向、垂直方向、それらの間の任意の他の適切な配置など、ウエハ処理動作に応じて、任意の適切な方向に配置されてよいことを理解されたい。また、近接ヘッド１１０は、１または複数のウエハ処理動作を実行可能なウエハ処理システム内に組み込まれてもよい。
【０１４６】
図１５Ｃは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１１０の流入口／流出口のパターンを示す図である。この実施形態では、近接ヘッド１１０は、ソース流入口２１５６および２１５４と、ソース流出口２１５８とを備える。一実施形態では、ソース流入口２１５８は、ソース流入口２１５４を取り囲んでよく、ソース流入口２１５６は、ソース流出口２１５８を取り囲んでよい。
【０１４７】
図１５Ｄは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１１０の流入口／流出口の別のパターンを示す図である。この実施形態では、近接ヘッド１１０は、ソース流入口２１５６および２１５４と、ソース流出口２１５８とを備える。一実施形態では、ソース流入口２１５８は、ソース流入口２１５４を取り囲んでよく、ソース流入口２１５６は、少なくとも部分的にソース流出口２１５８を取り囲んでよい。
【０１４８】
図１５Ｅは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１１０の流入口／流出口のさらなるパターンを示す図である。この実施形態では、近接ヘッド１１０は、ソース流入口２１５６および２１５４と、ソース流出口２１５８とを備える。一実施形態では、ソース流出口２１５８は、ソース流入口２１５４を取り囲んでよい。一実施形態では、近接ヘッド１１０は、ＩＰＡ／Ｎ2を供給することなしに流体メニスカスを生成できるため、ソース流入口２１５６を備えていない。上述の流入口／流出口のパターンは例示的なものであり、安定かつ制御可能な流体メニスカスを生成できる限りは、任意の適切な種類の流入口／流出口のパターンが用いられてよいことを理解されたい。
【０１４９】
また、代表的な実施例では、本発明の近接前処理システムは、制御ステーションによって自動的に制御されることができるクラスタ構成のウエハ前処理装置で用いられてもよい。例えば、クラスタ構成の前処理装置は、送りステーションと、近接ウエハ前処理モジュールと、受け取りステーションとを備えてよい。概して、最初に送りステーションに配置されたウエハが、一度に一枚ずつ、近接ウエハ前処理モジュールに搬送される。近接前処理動作を施されると、乾燥および洗浄済みのウエハは、受け取りステーションに搬送されて、一時的に保管される。ウエハ表面は、受け取りステーションにウエハを保管する前に、リンス水によってリンスされる必要がない。当業者にとっては明らかなことであるが、一実施形態において、クラスタ構成の前処理装置は、複数の異なる基板前処理動作（例えば、洗浄、エッチング、バフ研磨など）を実行するために用いられてよい。
【０１５０】
理解を深めるために、上述の発明について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更や変形を行ってもよいことは明らかである。例えば、本発明の実施形態は、半導体素子、フラットパネルディスプレイ、ハードディスク、フラットパネルディスプレイなどの製造で用いられる基板のように、様々なサイズおよび形状を有する任意の基板を洗浄するために利用可能である。また、上述の実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、本発明は、本明細書に示した詳細事項に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で変形されてよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に従って、代表的なブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムを示す簡略な断面図。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態に従って、ブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムにおける薬剤の供給、搬送、および、収集を示すブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムの簡略な部分平面図。
【図２Ａ】本発明の別の実施形態に従って、ブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムを示す簡略な断面図。
【図２Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に従って、ブラシを用いたウエハ背面のブラシスクラブ動作を示す簡略な平面図。
【図３Ａ】本発明のさらに別の実施形態に従って、ブラシスクラブ剤と化学的な適合性を有する薬剤を用いてウエハの表面および背面を近接洗浄および／または乾燥する様子を示す簡略な断面図。
【図３Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に従って、表面用近接ヘッドによってウエハ表面が洗浄および／または乾燥される様子を示す図３Ａのウエハ表面の簡略な平面図。
【図４Ａ】本発明のさらに別の実施形態に従って、代表的な近接ヘッドを示す簡略な底面図。
【図４Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に従って、さらに別の代表的な近接ヘッドを示す簡略な底面図。
【図５Ａ】本発明のさらに別の実施形態に従って、表面用近接ヘッドによってウエハ表面が洗浄および／または乾燥される様子を示す簡略な断面図。
【図５Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に従って、図５Ａに示した領域を示す簡略な拡大図。
【図５Ｃ】本発明のさらに別の実施形態に従って、複数の金属配線と上部に形成された酸化物層とを有するウエハ表面の洗浄および／または乾燥後の様子を示す簡略な部分拡大断面図。
【図６Ａ】本発明のさらに別の実施形態に従って、代表的なブラシスクラブ・近接洗浄および／または乾燥システムで実行される方法動作を示すフローチャート。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に従って、ウエハ背面のブラシスクラブ動作中に実行される方法動作を示すフローチャート。
【図６Ｃ】本発明のさらに別の実施形態に従って、ウエハの表面および背面の近接洗浄動作中に実行される方法動作を示すフローチャート。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に従って、代表的な近接基板前処理システムを示す簡略な断面図。
【図７Ｂ】本発明の別の実施形態に従って、図７Ａの近接基板前処理システムにおいて、ウエハ表面の近接前処理を開始する様子を示す簡略な平面図。
【図７Ｃ】本発明のさらに別の実施形態に従って、洗浄および／または乾燥動作が実質的に終了した時点の図７Ｂのウエハ表面を示す簡略な平面図。
【図７Ｄ】本発明のさらに別の実施形態に従って、図７Ｃに示した表面用近接ヘッドによって洗浄および／または乾燥されたウエハ表面を示す簡略な断面図。
【図７Ｅ】本発明のさらに別の実施形態に従って、代表的な表面用近接ヘッドを示す簡略な底面図。
【図８Ａ】本発明のさらに別の実施形態に従って、近接ヘッドがウエハ表面を前処理する様子を示す簡略な平面図。
【図８Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に従って、図８Ａに示したように前処理されるウエハ表面の簡略な断面図。
【図９Ａ】本発明のさらに別の実施形態に従って、一対の平行な棒形近接ヘッドを用いる代表的な連続近接前処理システムを示す簡略な断面図。
【図９Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に従って、図９Ａに示した２つの棒形近接ヘッドによって前処理されるウエハ表面の簡略な平面図。
【図９Ｃ】本発明のさらに別の実施形態に従って、２つの棒形近接ヘッドによってウエハ表面が処理されている様子を示す図９Ｂのウエハ表面の簡略な断面図。
【図９Ｄ】本発明のさらに別の実施形態に従って、代表的な棒形近接ヘッドを示す簡略な平面図。
【図１０Ａ】本発明のさらに別の実施形態に従って、１つの棒形近接ヘッドを用いる連続近接前処理システムを示す簡略な平面図。
【図１０Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に従って、図１０Ａに示した１つの棒形近接ヘッドによって前処理されるウエハ表面の簡略な断面図。
【図１０Ｃ】本発明のさらに別の実施形態に従って、２つのメニスカスを用いる代表的な１つの棒形近接ヘッドを示す簡略な底面図。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態に従って、代表的な近接ウエハ前処理システムで実行される方法動作を示すフローチャート。
【図１２】本発明の一実施形態に従って、２つの棒形近接ヘッドを用いる連続近接前処理システムで実行される方法動作を示すフローチャート。
【図１３】本発明のさらに別の実施形態に従って、２つのメニスカスを利用する１つの棒形近接ヘッドを用いる連続近接前処理システムで実行される方法動作を示すフローチャート。
【図１４】本発明の一実施形態に従って、ウエハ処理システムを示す図。
【図１５Ａ】本発明の一実施形態に従って、ウエハ処理動作を実行する近接ヘッドを示す図。
【図１５Ｂ】本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドの一部を示す平面図。
【図１５Ｃ】本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドの流入口／流出口のパターンを示す図。
【図１５Ｄ】本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドの流入口／流出口の別のパターンを示す図。
【図１５Ｅ】本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドの流入口／流出口のさらなるパターンを示す図。
【図１Ａ】
2007531322.tif 000003
【図１Ｂ】
2007531322.tif 000004
【図２Ａ】
2007531322.tif 000005
【図２Ｂ】
2007531322.tif 000006
【図３Ａ】
2007531322.tif 000007
【図３Ｂ】
2007531322.tif 000008
【図４Ａ】
2007531322.tif 000009
【図４Ｂ】
2007531322.tif 000010
【図５Ａ】
2007531322.tif 000011
【図５Ｂ】
2007531322.tif 000012
【図５Ｃ】
2007531322.tif 000013
【図６Ａ】
2007531322.tif 000014
【図６Ｂ】
2007531322.tif 000015
【図６Ｃ】
2007531322.tif 000016
【図７Ａ】
2007531322.tif 000017
【図７Ｂ】
2007531322.tif 000018
【図７Ｃ】
2007531322.tif 000019
【図７Ｄ】
2007531322.tif 000020
【図７Ｅ】
2007531322.tif 000021
【図８Ａ】
2007531322.tif 000022
【図８Ｂ】
2007531322.tif 000023
【図９Ａ】
2007531322.tif 000024
【図９Ｂ】
2007531322.tif 000025
【図９Ｃ】
2007531322.tif 000026
【図９Ｄ】
2007531322.tif 000027
【図１０Ａ】
2007531322.tif 000028
【図１０Ｂ】
2007531322.tif 000029
【図１０Ｃ】
2007531322.tif 000030
【図１１】
2007531322.tif 000031
【図１２】
2007531322.tif 000032
【図１３】
2007531322.tif 000033
【図１４】
2007531322.tif 000034
【図１５Ａ】
2007531322.tif 000035
【図１５Ｂ】
2007531322.tif 000036
【図１５Ｃ】
2007531322.tif 000037
【図１５Ｄ】
2007531322.tif 000038
【図１５Ｅ】
2007531322.tif 000039
【国際調査報告】
2007531322.tif 000040