(57)【要約】【解決手段】低表面張力液体を用いてウエハを処理及び乾燥するシステムは、低表面張力液体の沸点よりも２５℃低い温度以上の温度まで低表面張力液体を加熱することが可能な第１の熱源を備える低表面張力液体源と、加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する供給機構と、空気／液体界面領域に向けて配置される第２の熱源であって、低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで空気／液体界面領域を加熱可能な第２の熱源と、を備える。また、低表面張力液体を用いてウエハを処理する方法を記載する。【選択図】図６Ａ
2013513954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低表面張力液体を用いてウエハを処理及び乾燥するシステムであって、
前記低表面張力液体の沸点よりも２５℃低い温度以上の温度まで前記低表面張力液体を加熱することが可能な第１の熱源を備える低表面張力液体源と、
加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する供給機構と、
前記空気／液体界面領域に向けて配置される第２の熱源であって、前記低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで前記空気／液体界面領域を加熱可能な第２の熱源と、を備えるシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記空気／液体界面領域がウエハの表面上にある、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、さらに、
前記ウエハの表面全体にわたって前記空気／液体界面領域を移動させるアクチュエータを備える、システム。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムであって、
前記ウエハの正面及び裏面の少なくとも一方に向けて前記第２の熱源が配置される、システム。
【請求項５】
請求項２に記載のシステムであって、
前記第２の熱源が、前記ウエハの正面に向けて配置される正面熱源と、前記ウエハの裏面に向けて配置される裏側熱源と、を備える、システム。
【請求項６】
請求項２に記載のシステムであって、
前記加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する前記供給機構が、所定量の前記加熱された低表面張力液体を収容する容器を備え、
前記空気／液体界面領域は、前記所定量の加熱された低表面張力液体の表面に近接する、システム。
【請求項７】
請求項２に記載のシステムであって、
前記加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する前記供給機構が、前記ウエハの表面に前記加熱された低表面張力液体を噴霧するように、前記空気／液体界面領域に向けて配置されるノズルを備える、システム。
【請求項８】
請求項２に記載のシステムであって、
前記加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する前記供給機構が、近接ヘッド表面と前記ウエハの表面との間にメニスカスを形成する近接ヘッドを備え、
前記空気／液体界面領域が、前記メニスカスのトレーリングエッジである、システム。
【請求項９】
低表面張力液体を用いて表面をすすぐ方法であって、
前記低表面張力液体の沸点よりも２５℃低い温度以上の温度まで前記低表面張力液体を加熱する工程と、
加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する工程と、
前記低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで前記空気／液体界面領域を加熱する工程と、を備える方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記空気／液体界面領域がウエハの表面上にある、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、さらに、
前記ウエハの表面全体にわたって前記空気／液体界面領域を移動させる工程を備える、方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、
前記低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで前記空気／液体界面領域を加熱する前記工程が、前記ウエハの正面と裏面の少なくとも一方を加熱する工程を備える、方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法であって、
前記低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで前記空気／液体界面領域を加熱する前記工程が、前記ウエハの正面と裏面とを加熱する工程を備える、方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法であって、
前記加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する前記工程が、所定量の前記加熱された低表面張力液体を収容する容器内に前記ウエハを浸漬させる工程を備え、
前記空気／液体界面領域は、前記所定量の加熱された低表面張力液体の表面に近接する、方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法であって、
前記加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する前記工程が、前記空気／液体界面領域に向けて配置されるノズルを用いて、前記ウエハの表面に前記加熱された低表面張力液体を噴霧する工程を備える、方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法であって、
前記加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する前記工程が、近接ヘッド表面と前記ウエハの表面との間にメニスカスを形成する工程を備え、
前記空気／液体界面領域が、前記メニスカスのトレーリングエッジである、方法。
【請求項１７】
低表面張力液体を用いてウエハを処理及び乾燥するシステムであって、
前記低表面張力液体の沸点よりも２５℃低い温度以上の温度まで前記低表面張力液体を加熱することが可能な第１の熱源を備える低表面張力液体源と、
加熱された低表面張力液体をウエハの表面上にある空気／液体界面領域に供給する供給機構と、
前記空気／液体界面領域に向けて配置される第２の熱源であって、前記低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで前記空気／液体界面領域を加熱可能であり、前記ウエハの正面及び裏面の少なくとも一方に向けて配置される第２の熱源と、
前記ウエハの表面全体にわたって前記空気／液体界面領域を移動可能なアクチュエータと、を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの洗浄、すすぎ及び乾燥に関し、特に、湿式すすぎ又は洗浄処理後に半導体ウエハを乾燥するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの臨界寸法は、デバイスの幅及び／又はデバイスの間隔において、２Ｘｎｍ（すなわち、約２０〜３０ｎｍ）及び１Ｘｎｍ（すなわち、約２０ｎｍ未満）と縮小している。臨界寸法が小さくなるにつれて、高アスペクト比の（たとえば、幅に対する深さのアスペクト比が５：１より大きい）構造の湿式処理がますます難しくなる。構造が微細になると、表面状態を処理する及び／又は不要な残留物を除去するために必要なこのような構造の湿式処理により損傷が生じる可能性が高くなる。このような損傷としては、洗浄及びすすぎ、メガソニック、ジェット流及びその他の粒子状物質除去手法で必要な流れ場からの力による機械的な損傷が考えられる。このような損傷は、小さな線形形状を有する低密度のパターン上で生じる場合が多く、線形構造の破壊や線形構造の一部喪失等の形で現れる。
【０００３】
図１に、線形構造１０６の一部が分離した損傷の例を示す。線形構造１０６は、半導体ウエハ１０１の表面１０５上に立設されている。線形構造１０６の部分１０２及び１０４は、線形構造１０６から分離している。この結果、線形構造１０６は不完全となり、ギャップ１０７が生じる。このような部分１０２及び１０４は、すすぎ流体を噴霧するスプレージェット、ウエハの表面全体にわたって流れる液体、又は、トランスデューサや他のエネルギー源から液体または半導体ウエハ１０１に印加されるメガソニックエネルギー等、比較的小さな力で、線形構造１０６から分離する。
【０００４】
図２Ａは、狭い間隔で配置される線形構造２０２〜２１２の理想的なクラスタ２００が乾燥時の表面張力による損傷の影響を受ける様子を例示する断面図である。図２Ｂは、狭い間隔で配置される線形構造２０２〜２１２の理想的なクラスタ２００が乾燥時の表面張力による損傷の影響を受ける様子を例示する平面図である。線形構造２０２〜２１２は、乾燥時に、乾燥液の表面張力により損傷を受ける。この結果、線形構造２０２〜２１２は、上部で２つ以上が互いに接触する。線形構造２０２〜２１２は、高さＨが幅Ｗの約５倍より大きな高アスペクト比の線形構造である。線形構造２０２〜２１２は、各線形構造間に間隔２１４〜２２２を有する。間隔２１４〜２２２は、線形構造２０２〜２１２の幅Ｗにほぼ等しい幅を有する。
【０００５】
図２Ｂに、狭い間隔で配置される線形構造２０２〜２１２の理想的なクラスタ２００の損傷例を示す。図示するように、線形構造対２０２と２０４、２０６と２０８及び２１０と２１２が各々くっつけられるため、それぞれの間の間隔２１４、２１８及び２２２は押しつぶされて、ゼロに近い幅となる。間隔の幅がゼロということは、線形構造が接続されていることを意味し、以降の処理やこの上に形成される構造に重大な欠陥や誤差が生じる原因となる。
【０００６】
一方で、間隔２１６及び２２０は広がって、所望の幅の２倍に近い幅となる。間隔の幅が大きすぎるということは、線形構造が互いに離れ過ぎることを意味し、この場合も、以降の処理やこの上に形成される構造に重大な欠陥や誤差が生じる原因となる。
【０００７】
図２Ｃは、狭い間隔で配置される線形構造２５２〜２６４の理想的なクラスタ２５０を示す斜視図である。表面張力に関係する力により、乾燥時に損傷が生じる場合がある。高アスペクト比の線形構造２５２〜２６４間に堆積した液体により、互いに線形構造を引っ張る横方向の力Ｆ１及びＦ２が生じる。
【０００８】
対向する線形構造の２つの表面間の間隔が臨界値に達すると、多数の界面張力により表面が互いに付着する場合がある。互いにくっついた構造要素の上部の様子を図２Ｃに示すように、通常、高密度で高アスペクト比の構造にこのような損傷が生じる場合がある。
【０００９】
図２Ｃは、各線形構造２５２〜２６４の間の間隔２７４〜２８４における液体の親水性の凹表面を示す。湾曲した界面を隔てた圧力差は以下のラプラス方程式で与えられる。
【数１】
2013513954.tif 000003
ここで、γは表面張力であり、Ｒは液体表面の曲率半径である。
【００１０】
液体表面の曲率半径Ｒは以下の式で与えられる。
【数２】
2013513954.tif 000004
ここで、θは接触角度である。
【００１１】
構造要素のパターン上の作用する力は、
Ｆ１：蒸発速度の変化により、メニスカスの高さを変化させる力と、
Ｆ２：線形構造の間隔の変化により、曲率半径を変化させる力と、
を含む。
【００１２】
力Ｆ１は、各線形構造２５６、２５８を共に引っ張る力である。同様に、力Ｆ２は、線形構造２５８、２６０を互いに離れる方向に押す力である。力Ｆ１及びＦ２により、前述した図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すような損傷が生じる場合がある。
【００１３】
以上を考慮して、線形構造に接触する液体の表面張力を低下させるシステムと方法が求められている。
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、低表面張力液体を用いてウエハを処理するシステム及び方法を提供することにより、このような目的を達成する。本発明は、方法、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等、様々な態様で実施可能である。本発明のいくつかの態様を以下に記載する。
【００１５】
一つの態様は、低表面張力液体を用いてウエハを処理及び乾燥するシステムであって、低表面張力液体の沸点よりも２５℃低い温度以上の温度まで低表面張力液体を加熱することが可能な第１の熱源を備える低表面張力液体源と、加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する供給機構と、空気／液体界面領域に向けて配置される第２の熱源であって、低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで空気／液体界面領域を加熱可能な第２の熱源と、を備える。
【００１６】
空気／液体界面領域は、ウエハの表面上にあるものでもよい。上記システムが、さらに、ウエハの表面全体にわたって空気／液体界面領域を移動させるアクチュエータを備えるものでもよい。第２の熱源は、ウエハの正面及び裏面の少なくとも一方に向けて配置されるものでもよい。第２の熱源が、ウエハの正面に向けて配置される正面熱源と、ウエハの裏面に向けて配置される裏側熱源と、を備えるものでもよい。
【００１７】
加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する供給機構が、所定量の加熱された低表面張力液体を収容する容器を備え、空気／液体界面領域が所定量の加熱された低表面張力液体の表面に近接するものでもよい。
【００１８】
加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する供給機構が、ウエハの表面に加熱された低表面張力液体を噴霧するように、空気／液体界面領域に向けて配置されるノズルを備えるものでもよい。
【００１９】
加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する供給機構が、近接ヘッド表面とウエハの表面との間にメニスカスを形成する近接ヘッドを備え、空気／液体界面領域がメニスカスのトレーリングエッジ（後縁）であるものでもよい。
【００２０】
別の態様は、低表面張力液体を用いて表面をすすぐ方法であって、低表面張力液体の沸点よりも２５℃低い温度以上の温度まで低表面張力液体を加熱する工程と、加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する工程と、低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで空気／液体界面領域を加熱する工程と、を備える。
【００２１】
空気／液体界面領域がウエハの表面上にあるものでもよい。上記方法が、さらに、ウエハの表面全体にわたって空気／液体界面領域を移動させる工程を備えるものでもよい。低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで空気／液体界面領域を加熱する工程が、ウエハの正面と裏面の少なくとも一方を加熱する工程を備えるものでもよい。低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで空気／液体界面領域を加熱する工程が、ウエハの正面と裏面とを加熱する工程を備えるものでもよい。
【００２２】
加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する工程が、所定量の加熱された低表面張力液体を収容する容器内にウエハを浸漬させる工程を備え、空気／液体界面領域が所定量の加熱された低表面張力液体の表面に近接するものでもよい。
【００２３】
加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する工程が、空気／液体界面領域に向けて配置されるノズルを用いて、ウエハの表面に加熱された低表面張力液体を噴霧する工程を備えるものでもよい。
【００２４】
加熱された低表面張力液体を空気／液体界面領域に供給する工程が、近接ヘッド表面とウエハの表面との間にメニスカスを形成する工程を備え、空気／液体界面領域がメニスカスのトレーリングエッジであるものでもよい。
【００２５】
さらに別の態様は、低表面張力液体を用いてウエハを処理及び乾燥するシステムであって、低表面張力液体の沸点よりも２５℃低い温度以上の温度まで低表面張力液体を加熱することが可能な第１の熱源を備える低表面張力液体源と、加熱された低表面張力液体をウエハの表面上にある空気／液体界面領域に供給する供給機構と、空気／液体界面領域に向けて配置される第２の熱源であって、低表面張力液体の沸点よりも少なくとも２℃高い温度まで空気／液体界面領域を加熱可能であり、ウエハの正面及び裏面の少なくとも一方に向けて配置される第２の熱源と、ウエハの表面全体にわたって空気／液体界面領域を移動可能なアクチュエータと、を備える。
【００２６】
本発明の他の態様及び効果は、本発明の原理を例示する添付の図面を参照した以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２７】
本発明の理解を助けるために、以下、添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】線形構造の一部が分離した損傷の例を示す図。
【００２９】
【図２Ａ】狭い間隔で配置される線形構造の理想的なクラスタが乾燥時の表面張力による損傷の影響を受ける様子を例示する断面図。
【００３０】
【図２Ｂ】狭い間隔で配置される線形構造の理想的なクラスタが乾燥時の表面張力による損傷の影響を受ける様子を例示する平面図。
【００３１】
【図２Ｃ】狭い間隔で配置される線形構造の理想的なクラスタを示す斜視図。
【００３２】
【図３】本発明の実施形態において、力Ｆ１及びＦ２により線形構造が曲げられる様子を示す図。
【００３３】
【図４Ａ】本発明の一実施形態における低表面張力液体洗浄システムを示す図。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態における低表面張力液体洗浄システムを示す図。
【００３４】
【図５】本発明の一実施形態において、低表面張力洗浄流体からウエハを引き出す際に実施される処理方法を示すフローチャート。
【００３５】
【図６Ａ】本発明の一実施形態における低表面張力乾燥／洗浄流体ノズルシステムを示す図。
【００３６】
【図６Ｂ】本発明の一実施形態において、ノズルを用いてウエハの乾燥／洗浄を実施する処理方法を示すフローチャート。
【００３７】
【図７Ａ】本発明の一実施形態における低表面張力乾燥／洗浄流体近接ヘッドシステムを示す図。
【００３８】
【図７Ｂ】本発明の一実施形態において、近接ヘッドを用いてウエハの乾燥／洗浄を実施する処理方法を示すフローチャート。
【００３９】
【図８】本発明の一実施形態における１つ又は複数の低表面張力乾燥／洗浄流体システムを備える集積システムを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
低表面張力流体洗浄及びすすぎシステム、方法及び装置のいくつかの実施形態を以下で説明する。当業者には自明のことであるが、本明細書に記載する所定の詳細の一部又は全てを省略しても本発明は実施可能である。
【００４１】
図３に、本発明の実施形態において、力Ｆ１及びＦ２により線形構造２０８及び２１０が曲げられる様子を示す。線形構造２０８及び２１０は、基板１０１に一方の端部２０８Ａ及び２１０Ａが固定されて、他方の端部が自由端であるカンチレバー構造として構成される。表面張力Ｆ１及びＦ２は、点線２０８’及び２１０’に示すように、一方の線形構造２０８を他方の線形構造２１０に向けて内側にたわませる。
【００４２】
線形構造２０８及び２１０の横方向たわみ値又は横揺れ値δ１及びδ２が構造要素間の距離Ｄの半分よりも大きい場合に、パターン崩壊が生じる。
【００４３】
構造要素上に作用する力は、均一な圧力負荷でもよいし、及び／又は、自由端における単一の引っ張り力でもよい。均一な圧力負荷に対する線形構造２０８及び２１０の横方向たわみ値δ１及びδ２は、以下の式で求めることができる。
【数３】
2013513954.tif 000005
ここで、Ｅはヤング率であり、Ａはアスペクト比（＝Ｈ（高さ）／Ｗ（幅））である。
【００４４】
乾燥時のパターン崩壊の問題は、２Ｘデバイスノードやより小型（たとえば、１Ｘ）のデバイスでは、大きな障害となっている。乾燥する溶液の物性に加えて、デバイス（たとえば、線形構造）の寸法及び剛性に応じて、パターン崩壊を避けられない基本的な限界が生じる。
【００４５】
ＳＴＩ後のエッチングやＳＴＩ後のハードマスクオープン型洗浄等の場合に、乾燥時のパターン崩壊が大きな問題となることも多く、残留物及び汚染物質除去に最も一般的な湿式洗浄手法を用いることができない。しかし、湿式洗浄なしでは、大きな収率損失につながる。このため、超臨界ＣＯ2法など、より複雑で費用のかかる手法が用いられている。このような手法は、コストがかかるのみでなく、処理自体もより難しい。
【００４６】
低表面張力液体
乾燥時のパターン崩壊を最小限に抑え、実質的になくす１つの方法は、低表面張力液体を用いることである。この液体を加熱すれば、さらに、乾燥時のパターン崩壊をなくすのに役立つ。この際、１つ又は複数の赤外線（ＩＲ）ランプを用いて加熱するようにしてもよい。
【００４７】
縦型容器等を用いて低表面張力流体内にウエハを浸漬させることにより、ウエハ上に低表面張力流体を堆積させるようにしてもよい。あるいは、ノズル、エアブラシ等を用いて、又は、メニスカスを形成する近接ヘッドに低表面張力流体を流すことにより、実質的に水平に配置させたウエハに流体薄膜を堆積させるようにしてもよい。またあるいは、ノズル、エアブラシ等を用いて、実質的に鉛直方向に配置させたウエハに流体薄膜を堆積させるようにしてもよい。
【００４８】
低表面張力流体又は液体を液体の沸点近くの温度まで急速に加熱すると共に、線形構造間から液体が蒸発する前に沸点より高い温度にウエハを加熱する。赤外線（ＩＲ）ランプ等を用いて放射加熱するようにしてもよい。あるいは、低表面張力流体を収容する容器に、追加の熱源を備えるようにしてもよい。
【００４９】
低表面張力液体及び流体の例としては、以下に限定されるものではないが、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、部分的にフッ素化させたエーテル（スリーエム（３Ｍ）株式会社製のＨＦＥ７１００、ＨＦＥ７２００等）又は完全にフッ素化させたエーテル（スリーエム（３Ｍ）株式会社製のＦＣ−８４、ＦＣ７２等）が挙げられる。いくつかの液体の相対表面張力を以下に示す。
ＤＩＷ（脱イオン水）  ２５℃でγ＝７２ダイン／ｃｍ
ＩＰＡ      ２５℃でγ＝２２ダイン／ｃｍ
ＨＦＥ７１００  ２５℃でγ＝１４ダイン／ｃｍ
【００５０】
表面張力が２５℃で約γ＝２２ダイン／ｃｍ未満の任意の洗浄流体を用いることも可能である。
【００５１】
熱源として好適な例として、ヘレウス株式会社製のカーボンエミッタ（中波ＩＲ）ランプが挙げられる。ランプ出力は、１７００ｍｍの長さに対して１２００Ｗである（７ワット／ｍｍ）。サンプル表面における光密度は、約１４Ｗ／ｃｍ2である。最大出力波長は２．５μｍである。他の適当な熱源を用いるようにしてもよい。
【００５２】
図４Ａ及び図４Ｂに、本発明の一実施形態における低表面張力液体洗浄システム４００を示す。図５に、本発明の一実施形態において、低表面張力洗浄流体からウエハ１０１を引き出す際に実施される処理方法５００のフローチャートを示す。ここで示す処理工程は例示に過ぎず、ステップの一部を別のステップに置き換えることも可能であり、また、一部のステップを省略することも可能である。以下、これを念頭において、処理方法４８０を説明する。
【００５３】
低表面張力液体洗浄システム４００は、低表面張力流体４１４を収容する容器４１２と、ステップ５０２で容器に対して実質的に鉛直方向に配置されるウエハ１０１と、を備える。後述するように、ウエハ１０１は、低表面張力流体４１４の表面において、液体／空気界面４１６を通って、実質的に鉛直方向に、すなわち、方向４０４Ａ及び４０４Ｂに移動可能である。アクチュエータ４０２は、ウエハ１０１を、液体／空気界面４１６（すなわち、ウエハが流体に入る又は流体から離れる領域／線）を通して方向４０４Ａ及び４０４Ｂに移動させることができる。
【００５４】
ステップ５０４で、容器内の低表面張力流体４１４を沸点近くの温度まで加熱する。たとえば、容器内の流体４１４の少なくとも上部が沸点よりも５〜１０度低い温度以上になるように、低表面張力流体４１４を加熱する。たとえば、ＨＦＥ７１００を用いる場合、ＨＦＥ７１００の沸点は６１℃であり、容器４１２内の流体の上部４１４Ａは、液体の状態を保つ約５０〜５５℃に加熱される。
【００５５】
ステップ５０６で、１つ又は複数の熱源４１０、４１０’により、実質的に界面領域４１６において、基板の表面１０１Ａ、１０１Ｂ及び流体の上面４１４Ｂに熱４１０Ａを加える。熱源４１０、４１０’は、流体４１４により吸収される放射周波数及び波長を備えるランプでもよい。
【００５６】
ステップ５０８で、流体４１４の表面４１４Ｂを流体の沸点まで又は沸点近くまで加熱する。流体の表面４１４Ｂを激しく沸騰させるようにしてもよい。
【００５７】
ステップ５１０で、図４Ｂに示すように、流体４１４内にウエハ１０１を挿入する。ウエハ１０１が容器４１２内に入る際に、ウエハが先の洗浄／すすぎ工程で濡れている場合には、先の洗浄／すすぎ工程によりウエハ上に残った液体が低表面張力流体４１４と混和される。
【００５８】
ステップ５１２で、約０．５〜１０ｍｍ／秒の速度で、方向４０４Ａに、ウエハ１０１を乾湿界面領域４１６を通して引き出す。したがって、ステップ５１２で、乾湿界面４１６を通って、流体の表面４１４Ｂからウエハ１０１が引き出される。
【００５９】
ウエハ１０１の第１の部分が乾湿界面４１６を通過する際に、ステップ５１４で、ウエハ表面１０１Ａ、１０１Ｂの第１の部分が流体の沸点よりも有意に高い温度まで（たとえば、沸点よりも少なくとも２度高い温度まで、ＨＦＥ７１００の場合には５１℃よりも高い温度まで）加熱される。ステップ５１６で、洗浄流体４１４の表面４１４Ｂからウエハ１０１の第１の部分が引き出されてから約０〜約３秒の間、流体４１４は沸点温度を維持する。その後、処理工程を終了する。
【００６０】
熱源４１０、４１０’を、ウエハ１０１の正面側１０１Ａ（すなわち、構造要素及びデバイスが形成される側）に向けるようにしてもよいし、裏側１０１Ｂ（すなわち、正面側の反対側）に向けるようにしてもよいし、あるいは、両方の側に向けるようにしてもよい。熱源４１０、４１０’を、流体とウエハ１０１の表面との界面４１６及び液体４１４の一部に直接向けて、界面４１６に近接する液体を加熱するようにしてもよい。また、熱源４１０、４１０’の一方又は両方を、界面４１６の上方及び／又は下方に伸長するウエハ１０１の一部に向けるようにしてもよい。
【００６１】
図６Ａに、本発明の一実施形態における低表面張力乾燥／洗浄流体ノズルシステム６００を示す。図６Ｂに、本発明の一実施例において、ノズルを用いてウエハ１０１を乾燥／洗浄を実施する処理方法６５０のフローチャートを示す。ここで示す処理工程は例示に過ぎず、ステップの一部を別のステップに置き換えることも可能であり、また、一部のステップを省略することも可能である。以下、これを念頭において、処理方法６５０を説明する。
【００６２】
低表面張力乾燥／洗浄流体ノズルシステム６００は、ノズル６０２を備える。ウエハ１０１は、方向６０４に回転可能である。ウエハ１０１は、水平方向に配置するようにしてもよいし、鉛直方向に配置するようにしてもよいし、あるいは、これらを組み合わせた配置でもよい。
【００６３】
ステップ６５２で、ウエハを方向６０４に回転させる。ステップ６５４で、上述したステップ５０４と同様に、液体をその沸点近くまで加熱する。液体をウエハ上に塗布又は噴霧する前に液体を加熱する。容器等の液体源又はその他の液体供給源内で液体を加熱するようにしてもよい。
【００６４】
ステップ６５６で、熱源４１０により、ウエハ表面の第１の部分６２０を液体の沸点よりも高い温度まで加熱する。ステップ６５８で、加熱された液体４１４を、加熱された部分６２０近傍のウエハ１０１の第２の部分表面６１６上に塗布又は噴霧する。
【００６５】
ステップ６６０で、第１の部分６２０内にくるように第２の部分表面６１６を回転させて、ウエハ１０１の表面から液体４１４を沸騰除去する。ウエハの全表面のすすぎ／洗浄が完了するまで上述の処理工程を繰り返した後、処理工程を終了する。表面の第１の部分６２０及び第２の部分６１６の位置は、所望の位置に移動又は選択可能である。低表面張力流体を用いる場合、ウエハ表面上で低表面張力流体が堆積する位置又はそのすぐ後の位置において、ウエハ１０１の片側又は両側に対して熱源を向けるようにしてもよい。
【００６６】
図７Ａに、本発明の一実施形態における低表面張力乾燥／洗浄流体近接ヘッドシステム７００を示す。図７Ｂに、本発明の一実施形態において、近接ヘッドを用いてウエハ１０１の乾燥／洗浄を実施する処理方向７５０のフローチャートを示す。ここで示す処理工程は例示に過ぎず、ステップの一部を別のステップに置き換えることも可能であり、また、一部のステップを省略することも可能である。以下、これを念頭において、処理方法７５０を説明する。
【００６７】
低表面張力乾燥／洗浄流体近接ヘッドシステム７００は、１つ又は複数の近接ヘッド７０２を備える。近接ヘッド７０２は、近接ヘッド表面７０２Ａとウエハ１０１の片面又は両面１０１Ａ、１０１Ｂとの間に、１つ又は複数の液体メニスカス７０６を形成可能である。ウエハ１０１は、任意の方向（たとえば、鉛直方向、水平方向又はその組み合わせ）に配置可能である。メニスカス７０６のトレーリングエッジ７２６の位置又はそのごく近傍の位置において、ウエハ１０１の片面又は両面１０１Ａ、１０１Ｂに対して熱源４１０を向ける。ここで、トレーリングエッジ７２６は、ウエハ１０１の表面１０１Ａに対して方向７０４に近接ヘッド７０２を移動させる際にウエハの表面１０１Ａから離れるメニスカス７０６の端部を意味する。近接ヘッド７０２が、低表面張力乾燥／洗浄流体を加熱するためのヒーター部７２２を備えるものでもよい。あるいは、上述したように、低表面張力乾燥／洗浄流体を、流体源又は容器内等、近接ヘッド７０２の外部から加熱するようにしてもよい。
【００６８】
ステップ７５２で、ウエハ１０１を所定の位置に配置する。ステップ７５４で、ウエハ１０１の表面１０１Ａに対して、近接ヘッド７０２を所定の位置に配置する。
【００６９】
ステップ７５６で、低表面張力乾燥／洗浄流体を沸点近くまで加熱する。低表面張力乾燥／洗浄流体を、近接ヘッド７０２の内部から加熱してもよいし、外部から加熱してもよい。
【００７０】
ステップ７５８で、加熱された低表面張力乾燥／洗浄流体を近接ヘッド表面７０２Ａとウエハ表面１０１Ａとの間の空間に注入してメニスカス７０６を形成させる。ステップ７６０で、減圧にして、メニスカス７０６のトレーリングエッジ７２６から流体を吸引する。ステップ７６２で、メニスカス７０６のトレーリングエッジ７２６に近接するウエハ表面１０１Ａの第１の部分に熱４１０Ａを加えて、液体の沸点よりも高い温度まで加熱する。たとえば、ＤＩＷの場合、約７０℃よりも高く、沸点（たとえば、１００℃）よりも低い温度までＤＩＷを加熱するようにしてもよい。一実施形態において、ＤＩＷを約９０℃まで加熱する。温度上昇に伴う表面張力の低下は比較的小さい（たとえば、ＤＩＷの場合、２５℃で約７２ダイン／ｃｍから７５℃で約６４ダイン／ｃｍに低下する。また、ＩＰＡの場合、２５℃で約２２ダイン／ｃｍから７５℃で約１７ダイン／ｃｍに低下する）。表面張力の低下がそれほど大きくない一方で、ＤＩＷの加熱（たとえば、約７０℃より高い温度）により蒸発速度が上昇するため、実質的にパターン損傷が抑制される。
【００７１】
ステップ７６４で、メニスカス７０６をウエハ１０１の表面１０１Ａ全体にわたって移動させて、ウエハ表面の洗浄、すすぎ、又は乾燥を行なう。近接ヘッド７０２に対して横方向に又は回転方向にウエハ１０１を移動させて、ウエハの表面１０１Ａ全体を処理し、処理完了後に処理工程を終了する。
【００７２】
図８に、本発明の一実施形態における１つ又は複数の低表面張力乾燥／洗浄流体システム４００、６００、７００を備える集積システム８００のブロック図を示す。集積システム８００は、１つ又は複数の低表面張力乾燥／洗浄流体システム４００、６００、７００と、低表面張力乾燥／洗浄流体システムを連結させる集積システム制御部８１０と、を備える。集積システム制御部８１０は、ユーザインターフェース８１４を含む、又は、（有線ネットワーク又は無線ネットワーク８１２を介して）ユーザインターフェース８１４に接続される。ユーザインターフェース８１４は、ユーザ読み取り可能な出力及び表示を与えると共に、ユーザ入力を受信して、集積システム制御部８１０へのユーザアクセスを可能にする。
【００７３】
集積システム制御部８１０は、専用コンピュータを備えるものでもよいし、汎用コンピュータを備えるものでもよい。集積システム制御部８１０は、コンピュータプログラム及び／又は論理８１６を実行して、システム４００、６００、７００用のデータ８１８（たとえば、性能履歴、性能又は不具合の解析、オペレータログ及び履歴等）をモニタ、制御、収集及び格納することができる。たとえば、集めたデータが動作調整を必要とするものであれば、集積システム制御部８１０は、システム４００、６００、７００及び／又はシステム内の構成要素の動作を調整することができる（たとえば、温度、流速、圧力、位置、動き、ウエハ１０１の出し入れ等）。
【００７４】
別の実施形態において、残留物及び汚染物質の除去を目的として、ウエハを実質的に湿式の洗浄薬剤にさらす。この際、残留物の除去を効果的に行なうために十分な時間だけウエハを洗浄薬剤にさらす。残留物及び汚染物質除去用薬剤の例としては、以下のものに限定されないが、ＨＦ、ＳＣ１、ＳＣ２ＤＳＰ溶剤が挙げられる。脱イオン水（ＤＩＷ）を用いて、残留物及び汚染物質除去用薬剤をウエハからすすぎ落とす。ＤＩＷ及び残った薬剤を低表面張力流体に置換する。低表面張力流体により、ウエハ表面を乾燥させる。１つの実施形態において、低表面張力液体とＤＩＷとは必ずしも混和可能ではないため、その場合には中間薬剤を用いて、有効な置換を行なうようにしてもよい。置換後に、上述したようにウエハを乾燥させる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、コンピュータシステム内でのデータの格納等、本発明の様々な作業をコンピュータが実施するようにしてもよい。このような作業は、物理量の物理的処理を必要とするものである。必ずというわけではないが、多くの場合、このような物理量は、電気信号又は磁気信号の形態を取り、格納、転送、結合、比較及びその他の処理が可能である。また、実施される処理としては、たとえば、生成、同定、決定又は比較等が挙げられる。
【００７６】
本発明を、コンピュータ読み取り可能な媒体及び／又は論理回路上で、コンピュータ読み取り可能なコードとして実現するようにしてもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータシステムにより後で読み取ることが可能な形態でデータを格納できる任意のデータ記憶装置である。コンピュータ読み取り可能な媒体の例としては、ハードディスクドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、磁気テープ及びその他の光学的及び非光学的記憶装置が挙げられる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、ネットワーク接続コンピュータシステムに分散可能なものでもよく、この場合には、コンピュータ読み取り可能なコードは分散して格納及び実行される。
【００７７】
本発明の一部を形成する上述した処理は、いずれも、機械操作で実行可能である。本発明は、また、このような処理を実行するデバイスまたは装置として実施可能である。装置は、所定の目的のために専用に構成されるものでもよいし、汎用のコンピュータをコンピュータ内に格納されるコンピュータプログラムにより選択的に起動または構成するものでもよい。様々な汎用機械を本明細書の記載に従って書かれたコンピュータプログラムと共に用いるようにしてもよい。あるいは、場合によっては、所定の処理を実行するための専用装置として構成することが望ましい。
【００７８】
さらに、上述した処理工程における各ステップは、必ずしも図示した順序で実施することが必要であるとは限らない。また、処理工程で示したすべてのステップが必ずしも本発明の実施に必要であるとは限らない。さらに、上述した処理工程における処理を、ＲＡＭ、ＲＯＭ又はハードディスクドライブの任意のいずれか又はその組み合わせに格納されたソフトウェアで実施するようにしてもよい。
【００７９】
以上、理解を助けるために本発明を実施形態に基づいて詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。したがって、上述の実施形態は例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明は、上述の詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲内及びその等価物の範囲内で変更可能である。
【図１】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【国際調査報告】
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