(57)【要約】【課題】【解決手段】半導体ウエハ等の表面を洗浄するために使用された溶媒を効率的に再生する方法、装置、及びシステムを提供する。特に、本発明の実施形態は、蒸発した溶媒成分を再生するために凝縮機構を利用する原位置再生手法を提供する。こうした実施形態において、凝縮は、近接ヘッド自体の内部及び／又は近接ヘッドから真空槽へ続く真空ラインに沿って発生可能である。本発明の他の実施形態は、ウエハ表面を処理するために使用された液体化学物質とガスとの間において適切な平衡気相濃度を維持することで、発生時に溶媒の蒸発を防止する原位置再生手法を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体再生システムであって、
ウエハの表面上に流体メニスカスを生成可能であり、前記ウエハ表面上の一定面積内に前記流体メニスカスを閉じ込めるために前記流体メニスカスにガスが付与される近接ヘッドを備え、前記近接ヘッドは、
前記ウエハ表面から流体化学物質を除去するように構成され、前記流体化学物質の除去により、前記ガスと前記流体化学物質との混合物が形成される、少なくとも一つの出口と、
前記少なくとも一つの出口の内部表面に結合され、前記流体化学物質の蒸発損失を防止するために前記ガスと前記流体化学物質との前記混合物を冷却可能な熱交換要素と
を含むシステム。
【請求項２】
前記熱交換要素は、熱交換器に結合され、前記熱交換器は、前記熱交換要素の表面へ低温媒体を供給すると共に前記熱交換要素の前記表面から高温媒体を帰還させて前記熱交換要素の前記表面を冷却することが可能である請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記熱交換要素の前記表面は、前記ガスと前記流体化学物質との前記混合物に接触するように構成される請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記熱交換要素は、熱を伝導可能な材料からなる請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記熱交換要素は、前記流体化学物質に化学的に適合する材料からなる請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記近接ヘッドは、更に、前記流体化学物質を前記流体メニスカスへ供給するように構成された少なくとも一つの入口を含む請求項１記載のシステム。
【請求項７】
更に、
前記少なくとも一つの入口に供給ラインを介して結合された供給槽であり、前記流体化学物質が前記供給槽から前記供給ラインを介して前記少なくとも一つの入口へ供給される供給槽と、
前記供給槽に結合され且つ前記少なくとも一つの出口に真空ラインを介して結合された真空槽と、を備え、前記ガスと前記流体化学物質との混合物は、前記ウエハ表面から、前記少なくとも一つの出口に沿って、前記近接ヘッドの外部へ向かい、前記真空ラインを介して、前記真空槽内へ除去され、前記真空槽において、前記混合物に含まれる前記液体化学物質は、前記ガスから分離され、前記供給槽へ再循環される
請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記真空ラインの外部表面の周囲にジャケットが結合され、前記ジャケットは、前記真空ラインに沿って移動する前記ガスと前記流体化学物質との混合物を冷却することが可能である請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記ジャケットは、熱交換器に結合された温度制御ジャケットであり、前記熱交換器は、前記温度制御ジャケットへ低温媒体を供給すると共に前記温度制御ジャケットから高温媒体を帰還させることが可能である請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記ガスは、周辺空気、或いは窒素、ヘリウム、又はアルゴン等の不活性ガスである請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記ガスには、水蒸気、或いはアンモニア又は溶媒等の揮発性有機成分を混入させる請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
流体化学物質からウエハの表面上に流体メニスカスを生成可能であり、前記ウエハ表面上の一定面積内に前記流体メニスカスを閉じ込めるために前記流体メニスカスに対してガスが付与される近接ヘッドであって、
前記ウエハ表面から前記流体化学物質を除去するように構成され、前記流体化学物質の除去により、前記ガスと前記流体化学物質との混合物が形成される、少なくとも一つの出口と、
前記近接ヘッド内に一体的に統合され、前記ガスと前記流体化学物質との前記混合物に含まれる前記流体化学物質の蒸発損失を防止するために前記近接ヘッドを冷却可能な熱伝導路と
を備える近接ヘッド。
【請求項１３】
前記近接ヘッドは、熱伝導性材料からなる請求項１２記載の近接ヘッド。
【請求項１４】
前記熱伝導材料は、Ｓｉ（ケイ素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、及びサファイアのうちの一つ以上である請求項１３記載の近接ヘッド。
【請求項１５】
前記近接ヘッドは、前記流体化学物質に化学的に適合する材料からなる請求項１２記載の近接ヘッド。
【請求項１６】
更に、
前記熱伝導路の入口に結合され、低温媒体が前記熱伝導路へ供給される際に経由する入口と、
前記熱伝導路の出口に結合され、高温媒体が前記熱伝導路から除去される際に経由する出口と
を備える請求項１２記載の近接ヘッド。
【請求項１７】
液体化学物質の蒸発損失を防止するための方法であって、
ウエハの表面上に形成されたメニスカスに対して、一定成分により選択的に飽和させたガスを付与するステップと、
前記ウエハ表面上に前記メニスカスを形成するために液体化学物質を供給するステップと、を備え、前記液体化学物質は、前記成分を含み、前記ガス中の前記成分の濃度と、前記液体化学物質中の前記成分の濃度とは、前記ガスと前記液体化学物質との混合中に前記液体化学物質の蒸発を防止する気相平衡を発生させるように定められる
方法。
【請求項１８】
前記成分は、フッ化水素酸、アンモニア、フッ化アンモニア、過酸化水素、塩酸、硫酸、界面活性剤、緩衝剤、触媒、又はキレート剤を含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記ガスは、周辺空気、或いは窒素、ヘリウム、又はアルゴン等の不活性ガスである請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ処理に関し、特に、半導体ウエハ表面の洗浄中に化学的損失を取り除くための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイス製造工程において、通例的に「溶媒」又は「専用溶媒」と呼ばれる高価な専用化学混合物又はブレンドは、特定の汚染物質、エッチング後残留物、及び金属汚染物を半導体ウエハ表面から除去するために広く使用される。こうした化学溶媒は、通常、「水性」溶媒及び「有機性」溶媒という二種類の全般的なクラスに分類される。水性溶媒は、水性の（即ち、重量の９５％までが水であり、残りを活性化学剤が構成する）洗浄化学物質である。有機性溶媒は、半導体ウエハ表面を洗浄するための活性化学剤を更に含有する液体有機化学物質又はその混合物を水の代わりとした洗浄化学物質である。こうした溶媒を入手する費用のため、通常、溶媒は、処理後に再生され再使用される。例えば、図1は、従来の液体化学物質再生システム１００を示す。図1において、化学溶媒は、供給槽１０８から供給ライン１１２を介して半導体ウエハ１０６の表面１０４へ付与されて化学メニスカス１０２を形成する。化学メニスカス１０２は、半導体ウエハ表面１０４を洗浄する役割を果たす。周辺空気流（図示せず）を化学メニスカス１０２に付与することで、メニスカス１０２が所定の面積から抜け出し、半導体ウエハ表面１０４に溢れることを防止する。近接ヘッド１１０が半導体ウエハ表面１０４に沿って移動する際に、メニスカス１０２の化学溶媒は、半導体ウエハ表面１０４上に作用する。化学溶媒は、真空機構を使用して半導体ウエハ表面１０４から除去される。具体的には、この真空機構は、半導体ウエハ１０６の表面１０４からの空気及び化学溶媒を、近接ヘッド１１０の外部へ引き出し、真空槽１１４に結合された空気／液体帰還ライン１１６を介して真空槽１１４内へ引き込む。真空槽１１４において、化学溶媒は、空気から分離され、空気は排気管を介して真空槽１１４の外へ送出される。真空槽１１４から液体ポンプ１２０を介して供給槽１０８へ戻る化学溶媒の再循環により、化学溶媒の再生が達成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１に示したシステム１００に類似する従来の液体再生システムにおいて、化学溶媒の蒸発は、重大な問題である。こうした蒸発は、化学溶媒の枯渇及び／又は過剰な化学物質濃度により、洗浄性能に大きな変化をもたらす恐れがある。化学溶媒の枯渇は、標準的な動作中、真空槽１１４への途中に化学メニスカス液体と周辺空気との著しい混合が存在するために生じる。したがって、真空槽１１４内に存在し、排気管１１８を通過する空気（ガス）流は、揮発性化学溶媒のあらゆる成分により飽和状態となる。飽和ガス（空気）流に含まれる化学溶媒は、飽和ガス（空気）流が真空槽１１４の外部に出た後、飽和ガス（空気）流が浄化スクラバへ送られるまで再生されない。
【０００４】
一方、化学物質の過剰な濃度は、一般に専用溶媒の使用により生じる。専用溶媒は、不揮発性成分を含有しており、専用溶媒が水性である場合、蒸発により不揮発性成分の濃度は経時的に増加する。この不揮発性成分の濃度の増加は、化学溶媒の洗浄性能に悪影響を与える可能性がある。更に、不揮発性成分の濃度が増加しすぎると、半導体ウエハ１０６に損傷が生じる恐れもある。加えて、専用溶媒は、洗浄性能を高めるため、一般に高温で使用される（例えば、３０℃乃至６０℃）。蒸発は温度と共に指数関数的に増加する蒸気圧により決定されるため、化学的損失が劇的に増加し、これに対応した化学溶媒浴の耐用寿命の劇的な減少が生じる。
【０００５】
上述したことに鑑みて、蒸発その他の原因による化学的損失を低減する再生手法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態において、本発明は、流体再生システムを提供する。流体再生システムは、ウエハの表面上に流体メニスカスを生成可能であり、ウエハ表面上の一定面積内に流体メニスカスを閉じ込めるために流体メニスカスに対してガスが付与される近接ヘッドを備える。近接ヘッドは、ウエハ表面から流体化学物質を除去するように構成された少なくとも一つの出口を含み、流体化学物質の除去により、少なくとも一つの出口において、ガスと流体化学物質との混合物が形成される。近接ヘッドは、更に、少なくとも一つの出口の内部表面に結合された熱交換要素を含み、熱交換要素は、流体化学物質の蒸発損失を防止するためにガスと流体化学物質との混合物を冷却可能である。
【０００７】
別の実施形態において、本発明は、流体化学物質からウエハの表面上に流体メニスカスを生成可能であり、ウエハ表面上の一定面積内に流体メニスカスを閉じ込めるために流体メニスカスに対してガスが付与される近接ヘッドを備える近接ヘッドを提供する。近接ヘッドは、ウエハ表面から流体化学物質を除去するように構成された少なくとも一つの出口を含み、流体化学物質の除去により、少なくとも一つの出口において、ガスと流体化学物質との混合物が形成される。近接ヘッドは、更に、入口と、入口の反対側の出口とを含む熱伝導路を備え、熱伝導路は、近接ヘッド内に一体的に統合され、熱伝導路は、ガスと流体化学物質との混合物に含まれる流体化学物質の蒸発損失を防止するために近接ヘッドを冷却可能である。
【０００８】
更に別の実施形態において、本発明は、液体化学物質の蒸発損失を防止するための方法を提供する。方法は、ウエハの表面上に形成されたメニスカスに対してガスを付与するステップを備え、ガスは、一定成分により選択的に飽和させる。方法は、更に、ウエハ表面上にメニスカスを形成するために液体化学物質を供給するステップを備え、液体化学物質は、一定成分を含み、ガス中の成分の濃度と、液体化学物質中の成分の濃度とは、ガスと液体化学物質との混合中に液体化学物質の蒸発を防止する気相平衡を発生させるように定められる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の他の態様及び利点は、本発明の原理を一例として示す実施形態及び添付図面と併せて、以下の詳細な説明により明らかとなろう。
【００１０】
本発明は、その別の利点と共に、次の添付図面と併せて、以下の詳細な説明を参照することにより最も良く理解し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の液体化学物質再生システムのブロック図である。
【００１２】
【図２】本発明の一実施形態による、原位置再生システムのブロック断面図である。
【００１３】
【図３】二相近接ヘッドの一例を示す説明図である。
【００１４】
【図４】本発明の一実施形態による、別の原位置再生システムのブロック断面図である。
【００１５】
【図５】本発明の一実施形態による、別の原位置再生システムのブロック断面図である。
【００１６】
【図６】本発明の一実施形態による、熱交換近接ヘッドの断面図である。
【００１７】
【図７】本発明の一実施形態による、蒸発損失を防止する方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態は、半導体ウエハ等の表面を洗浄するために使用された溶媒を効率的に再生するシステム、装置、及び方法を提供する。特に、本発明の実施形態は、蒸発した溶媒成分を再生するために凝縮機構を利用する原位置再生手法を提供する。こうした実施形態において、凝縮は、近接ヘッド自体の内部及び／又は近接ヘッドから真空槽へ続く真空ラインに沿って発生可能である。本発明の他の実施形態は、ウエハ表面を処理するために使用された液体化学物質とガスとの間において適切な平衡気相濃度を維持することで、発生時に溶媒の蒸発を防止する原位置再生手法を提供する。
【００１９】
本発明の実施形態の本明細書における説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、構成要素及び／又は方法の例等、多数の具体的な詳細を提供する。しかしながら、本発明の実施形態は、具体的な詳細の一つ以上が無くとも、或いは、他の装置、システム、組立体、方法、構成要素、材料、部品、及び／又はその他により、実現可能であることは、当業者には認識されよう。また、周知の構造、材料、又は動作は、本発明の実施形態の態様を曖昧にすることを避けるために、具体的な図示又は詳細な説明を行っていない。本発明は、幾つかの態様を含んでおり、各図及び実施形態により以下に提示及び説明する。
【００２０】
［実施例］
図２において、本発明の一実施形態による、液体化学物質原位置再生システム２００を示す。システム２００は、近接ヘッド２０２と、供給槽２０６に結合された真空槽２０４とを含む。供給槽２０６は、供給ライン２０５を介して、近接ヘッド２０２の入口２１８に結合される。真空槽２０４は、真空帰還ライン２０７を介して、近接ヘッド２０２に含まれる一つ以上の出口（又は帰還マニホルド）２２０に結合される。真空槽２０４は、液体ポンプ２０８を介して供給槽２０６に結合可能である。システム２００において、液体化学物質２０１は、供給槽２０６から化学メニスカス２１０へ供給される。特に、液体化学物質２０１は、近接ヘッド２０２の流体入口２１８を介してメニスカス２１０に供給され、液体化学物質２０１は、流体入口２１８に沿って移動し、半導体ウエハ２１４の表面２１２上にメニスカス２１０を形成する。一実施形態において、ガス２１６を化学メニスカス１０２に付与して、メニスカス２１０が所定の面積から外れて半導体ウエハ表面２１２に溢れることを防止する。本発明の一実施形態において、ガス２１６は、周辺空気、或いは窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスにすることができる。更に、ガス２１６には、水蒸気、或いはアンモニア、溶媒等の揮発性有機成分を「混入」可能である。しかしながら、本発明の実施形態は、特定の種類のガス２１６に限定されない。近接ヘッド２０２が半導体ウエハ表面２１２に沿って移動する際に、液体化学物質２０１は、半導体ウエハ表面２１２に作用して、半導体ウエハ表面２１２の処理（例えば、洗浄、乾燥等）を行う。図２に示したような、同心の流体入口２１８及び出口２２０を含む二相近接ヘッド２０２の一例の上面図を図３に示す。
【００２１】
しかしながら、本発明の実施形態は、図２に示した特定の種類の近接ヘッド２０２に限定されない。流体の送給が制御され、流体の除去が制御される限り、様々な近接ヘッド、及び近接ヘッドを用いる方法を使用し得る。流体の除去は、表面からの捕獲物の処理を行い、その後、供給槽へ戻すことが可能となるように制御される。流体は、近接ヘッドへの再導入の前に、調整、洗浄し得る。流体が十分に清浄である状態、或いは再使用可能な状態を確保するために、フィルタを使用してよく、或いは他の流体調整方法又は構造が機能を果たす。清浄度は、用途に応じて異なるため、様々な方法及び構造を使用して調整／洗浄を促進することができる。
【００２２】
更に図２を参照すると、処理中、メニスカス２１０の液体化学物質２０１は、半導体ウエハ表面２１２から出口２２０を介して連続的に除去される。しかしながら、面積を制限するためにメニスカス２１０にガス２１６を付与していることから、空気２１６と液体化学物質２０１とは、出口２２０及び真空ライン２００７内において混合される。この液体化学物質２０１と空気２１６との混合は、特にガス２１６が乾燥している場合、液体化学物質２０１の蒸発の効率を高める役割を果たす可能性がある。液体化学物質２０１の蒸発の効率は、液体化学物質２０１／ガス２１６混合物が移動する近接ヘッド２０２の内部表面積にも比例して増加する。したがって、本発明の一実施形態によれば、液体化学物質２０１／ガス２１６混合物は、液体化学物質２０１の蒸発を防止するために冷却される。特に、各熱交換要素２２４の表面２２８が液体化学物質２０１／ガス２１６の流れに直接接触するように、一つ以上の熱交換要素２２４を出口２２０の内部表面２３０に沿って構成することができる。一実施形態において、各熱交換要素２２４は、各熱交換要素２２４の表面２２８へ低温媒体を供給し且つ各熱交換要素２２４の表面２２８から高温媒体を戻すことが可能な熱交換器２２６に結合される。一実施形態において、低温媒体は、低温流体であり、高温媒体は、高温流体である。これにより、液体化学物質２０１／ガス２１６の流れを冷却して凝縮を発生させる熱交換要素２２４の表面２２８が冷却される。こうした液体化学物質２０１／ガス２１６の凝縮は、蒸発による液体化学物質２０１の損失を防止する。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、熱交換要素２２４が熱伝導可能な材料からなると共に半導体ウエハ表面２１２を処理するために使用される液体化学物質２０１と化学的に適合する材料からなり且つ表面２２８の総面積が液体化学物質２０１／ガス２１６混合物の凝縮をもたらす上で十分に大きい限り、熱交換要素２２４は、特定の物理的特性に限定されない。例えば、ケイ素（Ｓｉ）は、フッ化水素酸（ＨＦ）化学溶媒と化学的に適合するものであり、Ｓｉは、熱伝導性も有する。別の実施形態において、熱伝導性だが化学的に不適合な材料により作成された熱交換要素２２４は、化学的に不活性な材料により被覆することができる。不活性被覆が熱交換要素２２４の全体的な熱交換効率を減少させる場合には、熱交換要素の総表面積を増加させて効率の損失を補うことができる。別の実施形態において、熱交換要素２２４は、Ｓｉ（ケイ素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、サファイア等の熱伝導性材料、或いはその組み合わせにより、ＰＶＤＦ（ポリビニルジフルオリド）、テフロン（登録商標）等、こうした材料に付与可能な化学的に適合する被覆を含めて、近接ヘッド２０２を製造することで、近接ヘッド２０２に一体的に統合できる。本実施形態では、低温流体入口ポート（図示無し）と、高温流体出口ポート（図示無し）とを出口２２０に結合して、出口２２０の内部表面２３０に熱交換機構を提供できる。
【００２４】
図２を参照すると、液体化学物質２０１／ガス２１６混合物は、真空機構を使用して半導体ウエハ表面２１２から除去される。具体的には、この真空機構は、空気２１６及び液体化学物質２０１を、半導体ウエハ２１４の表面２１２から、近接ヘッド２０２の外部へ引き出し、真空ライン２０７に沿って真空槽２０４内へ引き込む。真空槽２０４において、液体化学物質２０１は、空気２１６から分離され、空気２１６は、排気管２２８を介して真空槽２０４の外へ送出される。真空槽２０４から液体ポンプ２０８を介して供給槽２０６へ戻る液体化学物質２０１の再循環により、液体化学物質２０１の再生が達成される。
【００２５】
図４には、図２に示したシステム２００の別の実施形態を示す。図４に示したように、近接ヘッド２０２と真空槽２０４との間において、真空ライン２０７に沿って付加的に冷却を提供する液体化学物質原位置再生システム４００が図示されている。具体的には、本発明の一実施形態において、温度制御ジャケット４０２を各真空ライン２０７の外部表面４０４の周囲に結合して、真空ライン２０７に沿って移動する液体化学物質２０１／空気２１６の流れを更に冷却し、その凝縮をもたらす。一実施形態において、温度制御ジャケット４０２は、温度制御ジャケット４０２に低温媒体を供給し且つ温度制御ジャケット４０２から高温媒体を戻すことが可能な熱交換器２２６に結合される。図２において述べたように、熱交換器２２６から温度制御ジャケット４０２に供給される低温媒体は、低温流体にすることが可能であり、温度制御ジャケット４０２から熱交換器２２６へ戻される高温媒体は、高温流体にすることができる。これにより、液体化学物質２０１／空気２１６の流れを冷却する真空ライン２０７の内部表面４０６が冷却される。上述したように、液体化学物質２０１／空気２１６の流れは、凝縮を発生させ、液体化学物質２０１の蒸発損失を防止する。一実施形態において、温度制御ジャケットは、適切な化学適合性を示す一般的な熱交換材料（例えば、Ｃｕ、Ａｌ等）により作成された、任意の適切な化学適合性を有する市販ユニット又は特別に製造されたユニットにすることができる。
【００２６】
図５には、図４に示したシステム４００の別の実施形態を示す。図５では、近接ヘッド２０２と真空槽２０４との間において、真空ライン２０７に沿った冷却のみを提供する液体化学物質原位置再生システム５００が図示されている。具体的には、図４において述べたように、温度制御ジャケット４０２を各真空ライン２０７の外部表面４０４の周囲に結合して、真空ライン２０７に沿って移動する液体化学物質２０１／空気２１６の流れを冷却し、その凝縮をもたらす。一実施形態において、温度制御ジャケット４０２は、温度制御ジャケット４０２に低温媒体を供給し且つ温度制御ジャケット４０２から高温媒体を戻すことが可能な熱交換器２２６に結合される。上述したように、熱交換器２２６から温度制御ジャケット４０２に供給される低温媒体は、低温流体にすることが可能であり、温度制御ジャケット４０２から熱交換器２２６へ戻される高温媒体は、高温流体にすることができる。これにより、液体化学物質２０１／空気２１６の流れを冷却する真空ライン２０７の内部表面４０６が冷却される。上述したように、液体化学物質２０１／空気２１６の流れは、凝縮を発生させ、液体化学物質２０１の蒸発損失を防止する。
【００２７】
図６には、本発明の一実施形態による、熱伝導近接ヘッド６００を示す。一実施形態において、近接ヘッド６００は、熱伝導性（熱的に伝導性を有する）材料から製造され、近接ヘッド６００内に一体的に統合された熱伝導路６０２を含む。上述したように、液体化学物質６１６は、近接ヘッド６００の入口６２０を介してメニスカス６１８へ供給され、液体化学物質６１６は、入口６２０に沿って移動して、半導体ウエハ６２４の表面６２２上にメニスカスを形成する。同じく上述したように、周辺空気６２６を化学メニスカス６１８に付与して、処理中にメニスカス６１８が所定の面積から外れて半導体ウエハ表面６２２に溢れることを防止する。一実施形態において、入口６０４は、熱伝導路６０２の入口６０６に結合され、出口６０７は、熱伝導路６０２の出口６０８に結合される。一実施形態において、低温流体を入口６０４において熱伝導路６０２内へ循環させ、対応する交換後の高温流体を出口６０７において熱伝導路６０２から取り出すことにより、近接ヘッド２０２全体が冷却される。ここでは近接ヘッド６００全体が熱交換器として機能するため、近接ヘッド６００の出口６２８において混合するガス６２６及び液体化学物質６１６は冷却され、液体化学物質６１６の蒸発損失が防止される。近接ヘッド６００が一本以上の熱伝導路６０２を含み得る点に留意することが重要である。更に、近接ヘッド６００は、液体化学物質６１６と化学的に適合する任意の熱伝導材料から製造できる。例えば、近接ヘッド６００は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｕ、サファイア（結晶Ａｌ2Ｏ3）等の熱伝導材料、或いはその任意の組み合わせにより、ＰＶＤＦ（ポリビニルジフルオリド）、テフロン等、化学的に適合する被覆を含め製造できる。本発明の一実施形態において、ガス６２６は、周辺空気、或いは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスにすることができる。更に、ガス６２６には、水蒸気、或いはアンモニア、溶媒等の揮発性有機成分を「混入」可能である。しかしながら、本発明の実施形態は、特定の種類のガス６２６に限定されない。
【００２８】
図７では、本発明の一実施形態における、半導体ウエハ７０４の表面７０２を処理するために使用された液体化学物質７００の蒸発損失を防止する方法を提示する。ヘンリーの法則によれば、一定の温度において、特定の種類及び体積の液体中に溶解する特定の揮発性成分の量は、その液体上方の気相中のその成分の分圧に正比例する。揮発性成分の分圧が高ければ、平衡気相濃度も高くなるため、揮発性成分が液体の外へ「蒸発」する原動力も、これに応じて高くなる。反対に、気相濃度が平衡濃度よりも高い場合、揮発成分の蒸発の原動力は無視できるものとなり、その成分の液体中の濃度は変化しない。言い換えると、平衡を維持するのに十分な濃度の揮発性成分によりガスを飽和させることで、その成分の蒸発を排除できる。
【００２９】
具体的には、本発明の一実施形態によれば、メニスカス７０６が所定の面積から外れて半導体ウエハ表面７０２に溢れることを防止するために化学メニスカス７０６に付与するガス７０４を、液体化学物質７００にも含まれる成分により選択的に飽和させる。例えば、アンモニアを多く含む液体化学物質７００とアンモニアガス７０４とを使用可能であり、水性化学物質に対して水を使用することもできる。この場合も、液体化学物質７００中に存在する成分によりガス７０４を飽和させることで、液体化学物質７００の蒸発損失を発生時に防止できる。本発明の一実施形態によれば、ガス７０４は、周辺空気、或いは窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスにすることができる。しかしながら、本発明の実施形態は、特定のガス７０４に限定されない。本発明の一実施形態において、成分は、アンモニア、フッ化水素酸（ＨＦ）、過酸化水素、塩酸、界面活性剤、緩衝剤、触媒、キレート剤等にすることができる。
【００３０】
［産業上の利用可能性］
上述したことに鑑みて、本発明の実施形態は、蒸発した液体化学物質成分を、こうした成分が再生システムから永久的に離去する前に再生する能力を提供することが明らかとなる。本発明の実施形態は、更に、従来の再生システムから揮発性成分を凝縮させる際に必要となる余分な槽、ポンプ等も排除する。更に、本発明の実施形態は、濃度の監視及び化学物質混入等の蒸発補償戦略の必要性を排除する。
【００３１】
本明細書において説明したシステム及び近接ヘッドは、例示的な性質のものであり、メニスカスの生成及び移動を可能にするか、或いは内部に被包された空洞によりメニスカスを可能にする他の任意の適切な種類の構造を利用してもよいと理解されたい。図示した実施形態において、近接ヘッド（群）は、ウエハの特定の部分からウエハの縁部へ直線的に移動させてよい。近接ヘッド（群）がウエハの一方の縁部からウエハの別の反対側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、放射運動、円運動、螺旋運動、ジグザグ運動、ランダム運動等、他の非直線運動を利用してもよいと理解されたい。運動は、ユーザの必要に応じて、任意の適切な指定運動プロフィールにしてもよい。加えて、一実施形態において、近接ヘッドがウエハの全部分を処理し得るように  ウエハを回転させ、近接ヘッドを直線的に移動させてもよい。ウエハは回転しないが、ウエハの全部分の処理が可能となる形で近接ヘッドがウエハ全体を移動するように構成された他の実施形態を利用し得ることも理解されたい。他の実施形態においては、ウエハ処理工程と近接ヘッドの構成とに応じて、ウエハ及び近接ヘッドの一方又は両方が移動しない。別の実施形態では、近接ヘッドを静止状態で保持し、ウエハを移動させて流体メニスカスにより処理してもよい。近接ヘッド同様、ウエハは、所望のウエハ処理工程が達成される限り、任意の適切な運動において移動させてよい。
【００３２】
加えて、本明細書において説明した近接ヘッド及びウエハ処理システムは、例えば、２００ｍｍウエハ、３００ｍｍウエハ、フラットパネル等、任意の形状及びサイズの基板を処理するために利用し得る。更に、近接ヘッドのサイズ、したがってメニスカスのサイズは変化させ得る。一実施形態において、近接ヘッドのサイズ及びメニスカスのサイズは、処理中のウエハより大きくしてよく、別の実施形態において、近接ヘッド及びメニスカスのサイズは、処理中のウエハより小さくしてよい。更に、本明細書において説明したメニスカスは、例えば、ブラシング、リソグラフィ、メガソニック等、他の形態のウエハ処理技術と共に利用し得る。
【００３３】
以上、理解を明確にする目的から、ある程度の詳細さをもって上記発明を説明してきたが、添付特許請求の範囲内で一定の変更及び変形を実施し得ることは明らかであろう。したがって、本発明は、例示的なものであって、限定的なものではないと見做すべきであり、本発明は、本明細書に記載の詳細に限定されるべきではなく、添付特許請求の範囲内及びその等価物の範囲内で変形し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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