(57)【要約】本発明の態様は、基板を処理するための基板処理装置および方法に向けられる。一態様では、基板処理装置は処理室と、基板を保持するための処理室内部の基板保持器と、基板に対し略垂直に音波を供給するための処理室内の音響箱とを含む。音響箱は膜、および、膜に結合された変換器を含むことができる。
2006506820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む、基板処理装置：
a）処理室；
b）基板を保持するための処理室内部の基板保持器；ならびに
c）基板に対し略垂直に音波を供給するための処理室内の音響箱であって、i）膜および、ii）膜に結合された変換器を含む音響箱。
【請求項２】
音響箱が、iii）膜によって覆われる開放領域を有し、かつ膜と共に筐体を形成する本体、および、iv）筐体内の非圧縮性流体をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置。
【請求項３】
膜に結合された複数の変換器をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置。
【請求項４】
基板保持器が、回転することができる、請求項1記載の基板処理装置。
【請求項５】
処理室に作動可能なように結合された超臨界流体源または液化ガス源をさらに含む、請求項1記載の基板処理装置。
【請求項６】
超臨界流体または液化ガスが、二酸化炭素、ジメチルエーテル、アンモニア、亜酸化窒素、軽質炭化水素、ハロゲン化炭化水素、またはそれらの混合物を含む、請求項5記載の基板処理装置。
【請求項７】
以下を含むシステム：
請求項5記載の基板処理装置；および
基板処理装置の下流を通る超臨界流体または液化ガスの少なくとも一部を基板処理装置に戻し再循環させるように適応化された再循環システム。
【請求項８】
変換器が、約100kHzから約3MHzの間の共振周波数を有する圧電変換器である、請求項1記載の基板処理装置。
【請求項９】
変換器が、約0.1W/cm2から約100W/cm2の間の放射出力を有する圧電変換器である、請求項1記載の基板処理装置。
【請求項１０】
膜が、金属材料または石英を含む、請求項1記載の基板処理装置。
【請求項１１】
以下の段階を含む、基板を処理する方法：
a）基板を処理室内に導入する段階；
b）濃厚相ガスを処理室内に導入する段階；
c）膜に結合された変換器を含む音響箱を使用して、処理室の内部で基板に対し略垂直に音響エネルギを発生する段階；ならびに
d）音響エネルギおよび濃厚相ガスを使用して基板を処理する段階。
【請求項１２】
濃厚相ガスが、超臨界流体または液化ガスを含む、請求項11記載の方法。
【請求項１３】
e）基板を回転させる段階、
をさらに含む、請求項11記載の方法。
【請求項１４】
音響箱が、膜に取り付けられた複数の変換器を含む、請求項11記載の方法。
【請求項１５】
音響箱が開放領域を有する本体を含み、膜が開放領域を覆い、それによって筐体を形成し、かつ音響箱が筐体内の非圧縮性流体をさらに含む、請求項11記載の方法。
【請求項１６】
濃厚相ガスが超臨界流体または液化ガスを含み、超臨界流体または液化ガスが二酸化炭素、ジメチルエーテル、アンモニア、亜酸化窒素、軽質炭化水素、ハロゲン化炭化水素、またはそれらの混合物を含む、請求項11記載の方法。
【請求項１７】
濃厚相ガスが添加剤をさらに含み、添加剤が、有機溶剤、エステル、ケトン、ラクトン、エーテル、第三アミン、二置換アミド、尿酸、アセテート、テトラヒドロフラン、ジオキサン、スルホキシド、亜硫酸塩、有機液化ガス、酸化剤、四級アンモニウム、界面活性剤、キレート剤、および水の少なくとも一つを含む、請求項16記載の方法。
【請求項１８】
濃厚相ガスの少なくとも一部を基板処理装置に戻し再循環させる段階をさらに含む、請求項11記載の方法。
【請求項１９】
処理室が、約20バールから約500バールの間の圧力に維持される、請求項11記載の方法。
【請求項２０】
基板を処理する段階が、基板が約0℃から約150℃の間の温度である間に基板を処理することを含む、請求項11記載の方法。
【請求項２１】
以下を含む、処理室内で使用される音響箱：
a）開放領域を有する本体；
b）本体に取り付けられ、本体と共に筐体を形成する膜；
c）膜に結合された変換器；および
d）筐体内部の非圧縮性液体。
【請求項２２】
膜が、金属シートまたは石英シートである、請求項21記載の音響箱。
【請求項２３】
膜に結合された複数の変換器をさらに含む、請求項21記載の音響箱。
【請求項２４】
膜が金属合金を含み、箱が膜に結合された複数の変換器をさらに含む、請求項21記載の音響箱。
【請求項２５】
非圧縮性液体が、油またはゲルを含む、請求項21記載の音響箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
様々な特許および出版物が、基板を処理するために音響エネルギおよび流体を使用する基板処理装置を記載している。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第5,456,759号は、処理室のすぐ内側に配置された変換器を使用して音響エネルギを発生する基板処理装置を記載している。前記処理室は液体ガスを含む。
【０００３】
しかし、米国特許第5,456,759号に記載された基板処理装置は幾つかの不利点を有する。圧電変換器はひどい耐食性を有し、液体ガスと接触するとすぐに劣化する。変換器の腐食は汚染物質を発生するおそれがあり、それは処理される基板上に堆積するおそれがあり、望ましくない。
【０００４】
米国特許第6,228,563号は、ソノトロードを使用して音波を発生させる基板処理装置を開示している。ソノトロードは、基板処理装置の処理室の壁に貫通配置されるロッドである。処理室の外で、圧電変換器がその振動をロッドに伝達し、それがエネルギを処理室内部の流体に伝達する。
【０００５】
米国特許第6,228,563号に記載されたシステムは幾つかの不利点を有する。第一に、音響エネルギの大半を吸収することなく、処理室とソノトロードとの間の高圧密閉を得ることが難しい。ソノトロードの振動はこの密閉システムの寿命を危険なまでに低減させる。第二に、ソノトロードは全方向に振動を放出する。ソノトロードによって、特にその端部から発生する音波を制御することは難しい。波はソノトロードの端部が最も強く、これらの波は例えば半導体ウェハ上のパターンを損傷し得ることが実証されている。
【０００６】
米国特許第5,522,938号は、基板の向きに対して垂直に向けられたアンテナを使用してメガソニック音波が発生する、基板処理装置を記載している。この方法で、発生した音波はウェハに沿って伝わり、結果的にストリーミング効果が得られる。
【０００７】
米国特許第5,522,938号に記載されたシステムは、幾つかの不利点を有する。第一に、米国特許第5,522,938号に示された種類の波を基板の幅に均等に発生させることは困難である。また、円筒形の処理室内でそうすることも困難である。処理室の円筒形形状は、処理室内部の高い処理圧力によって影響される。第二に、米国特許第5,522,938号では、使用される圧力は臨界値であるので、流体は気相と超臨界状態との間で揺れ動き得る。これはあまり効率的ではない。流体の特性（例えば密度、表面張力等）の変動は非常に小さいので、圧力変動も小さい場合、流体の気相と超臨界状態との間の実際の相変化は無い。
【発明の開示】
【０００８】
したがって、濃厚相ガスおよび音響エネルギを使用する改善された基板処理装置および方法が望まれる。本発明の態様は、上記の問題および他の問題に個別におよび集合的に対処する。
【０００９】
発明の概要
本発明の態様は、基板を処理するための基板処理装置および方法に向けられる。本発明の態様では、半導体ウェハのような基板を処理するために、超臨界流体のような濃密相ガスを音響エネルギ（例えばメガソニック音波）と組み合わせて使用することができる。
【００１０】
本発明の一態様は、a）処理室と、b）基板を保持するための処理室内部の基板保持器と、c）基板に対し略垂直に音波を供給するための処理室内の音響箱であって、i）膜と、ii）膜に結合された変換器とを含む音響箱を含む、基板処理装置に向けられる。
【００１１】
本発明の別の態様は、a）処理室内に基板を導入し、b）処理室内に濃厚相ガスを導入し、c）膜に結合された変換器を有する音響箱を使用して処理室の内部で基板に対し略垂直に音響エネルギを発生し、かつ、d）音響エネルギおよび濃厚相ガスを使用して基板を処理することを含む、基板を処理するための方法に向けられる。
【００１２】
本発明の別の態様は、処理室内で使用される音響箱であって、a）本体と、b）本体に取り付けられ、本体と共に筐体を形成する膜と、c）膜に結合された変換器と、d）筐体内部の非圧縮性液体とを含む音響箱に向けられる。
【００１３】
本発明のこれらおよび他の態様について、以下でさらに詳述する。
【００１４】
詳細な説明
本発明の態様は、高圧の濃厚相ガスを使用する基板処理装置およびシステムに向けられる。「濃厚相ガス」とは、超臨界または亜臨界状態のいずれかにあって液体状密度に達するガスである。濃厚相ガスの例として超臨界流体および液化ガスがある。濃厚相ガスは、パワーメガソニック波のような音響エネルギによって活性化することが好ましい。本発明の態様は、様々な洗浄操作および化学処理に使用することができる。本発明の態様の他の潜在的な用途は下記で述べる。
【００１５】
下でさらに詳しく説明するように、本発明の態様は、基板を処理するために濃厚相ガスと共に使用される音響エネルギを発生する音響箱を使用する。音響エネルギは非可聴範囲である。例えば、使用する音響エネルギの周波数は、本発明の態様では約20,000ヘルツを超えることができる。一部の態様では、基板を処理するために使用できる音響エネルギの周波数は、超音波からメガソニックまで変動することができる。後者は、ずっと小さい粒子を基板から除去することを可能にする。音響エネルギは約100kHzから約3MHzの間の周波数を有することが好ましい。この周波数範囲はメガソニック周波数範囲を含む。
【００１６】
基板を洗浄するために、超音波浴方式で超音波エネルギが使用されてきた。超音波浴は洗浄機構としてキャビテーションを使用する。シリコンウェハのような一部の基板の脆弱性のため、基板を洗浄するときに音響エネルギの波長を低減することが望ましい。波長が小さく周波数が高い音波は、より小さい構造内に送り込むことができ、より小さい粒子を基板から除去することができる。
【００１７】
変換器によって発生する音響エネルギは、高い周波数のとき、溶解ガスの気泡の「より弱い」キャビテーションを生じる。さらに、音響境界層は、液中で処理される基板の表面の約0.1マイクロメートルの値であり、超臨界流体では零になる傾向があり、これは界面反応速度を増大する。これらの状態は、特に処理される基板が脆弱であるときには、望ましい。
【００１８】
本発明の態様では、上述の通り、超臨界流体および液化ガスのような濃厚相ガスを、音響エネルギと共に使用して、基板を処理する。通常の液体の使用は、乾燥工程が通常含まれるので、例えばナノ多孔性を処理するときには問題である。ナノ多孔性材料からの液体の除去中に、毛管力によって強い機械的応力が加えられる。これらの力は一部のマイクロシステムの構造を損傷するおそれがあり、ナノ多孔性材料は効果的かつ効率的に乾燥することができない。超臨界流体および液化ガスのような濃厚相ガスの使用は、これらの乾燥の問題を解決し、かつ音響境界層を縮小する。
【００１９】
基板を処理するために使用される濃厚相ガスは、超臨界流体であることが好ましい。化合物の臨界状態は、それがその臨界圧Pcを越える圧力およびその臨界温度Tcを超える温度に供されたときに到達する。例えば二酸化炭素は74バールの臨界圧および31℃の臨界温度を有する。したがって、74バールを超える圧力および31℃より上で超臨界二酸化炭素になる。一般的に、超臨界流体の物理的性質は次のもの、つまり（1）液体に近い密度つまり0.2＜d＜1、（2）ガスに近い粘度つまり10-2＜η（cp）＜10-1、および（3）ガスと液体との間の自己拡散係数つまり10-4＜D（cm2/s）＜10-3を含むことができる。超臨界流体の代替物として、亜臨界流体（P＞Pc、T＜Tc）または二相液ガス流体を本発明の態様で使用することもできる。
【００２０】
任意の適切な種類の濃厚相ガスを本発明の態様に使用することができる。適切な物質の特定の例として、アンモニア、亜酸化窒素、二酸化炭素、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、および軽質炭化水素がある。ジメチルエーテル（CH3-O-CH3）のようなエーテルを使用することもできる。その強い可燃性および高い臨界温度にもかかわらず、ジメチルエーテルは強溶媒であり、（二酸化炭素とは対照的に）水との高い親和性を有する。二酸化炭素は、その超臨界状態が容易に得られるので、好適な超臨界流体である。それはまた無毒であり、環境的に優しく、不燃性であり、その溶媒特性はヘキサンに匹敵する。上記の材料のいずれも純粋であるか、または他の材料と混合することができる。
【００２１】
超臨界流体の処理効率を高めるために、例えば超臨界流体と共に、添加剤（例えばエタノールまたはプロピレンカーボネートのような極性溶媒）を濃厚相ガスに含めることができる。そのような添加剤は、場合によっては「補助溶媒」と呼ばれることがある。
【００２２】
任意の適切な添加剤を本発明の態様に使用することができる。適切な添加剤として、アルコール（例えばエタノールまたはイソプロピルアルコール）のような有機溶剤、エステル、ケトン、ラクトン（例えばγ−ブチロラクトン）、エーテル、第三アミン、二置換アミド、尿素、アセテート、テトラヒドロフラン、ジオキサン、スルホキシド（例えばジメチルスルホキシド）、および亜硫酸塩がある。適切な溶媒の他の例として、エーテルのような有機液化ガス；アミン；酸素、オゾン、過酸化水素、および過硫酸アンモニウムのような酸化剤；トリメチルアミンおよびトリエチルアミンのような四級アンモニウム；界面活性剤；トリフルオロアセチルアセトンおよびヘキサフルオロアセチルアセトンのようなキレート剤、ならびに水がある。適切な添加剤のさらに別の例として、カルボン酸またはジカルボン酸（例えばクエン酸、シュウ酸、ジプロパン酸等）のような有機酸；スルフェン酸；スルホン酸（例えばメタンスルホン酸、トリフルオロスルホン酸等）；水または溶媒に溶解された鉱酸；水またはアルコール中のHFまたはNH4Fのような酸；水または溶媒に溶解された鉱塩基；およびNH3がある。
【００２３】
濃厚相ガス（添加剤の有無に関わらず）は均質または不均質とすることができる。圧力および温度条件は、超臨界ガスが豊富な相および液体溶剤が豊富な相が一緒に共存する場合のように、二つの相が共存するように設定することができる。これらの条件は、相図を研究することによって決定することができる。
【００２４】
本発明の態様を使用して、任意の適切な基板を処理することができる。例えば、適切な基板として、半導体ウェハのようなウェハ、シリコン、ガラス、ガリウム砒素、または他の材料のディスク、材料のスタック、回路板、光ディスク等がある。基板は集積回路、マイクロシステム、マイクロセンサ、またはフォトリソグラフィを使用して作成される他の微小素子を含むことができる。基板は、微多孔性材料を有することができ、あるいは微多孔性層をそこに形成することができる。。
【００２５】
濃厚相ガスおよび音響エネルギにより実行することのできる工程は、例えば洗浄、溶解、または乾燥操作とすることができる。加えて、または代替的に、工程は一つまたは多くの化学反応を含むことができる。幾つかの工程として、フォトリソグラフィ中の感光性レジストの現像、現像後の感光性レジストの剥離、有機材料の他の残留物の除去、ポリマエッチング工程の副生物除去を含むポリマの除去、化学機械研磨（CMP）中に発生した粒子を除去するか、あるいは環境もしくは他の製造工程によって持ち込まれた粒子を除去する工程のような粒子除去工程、微多孔性材料の洗浄および/または乾燥、微細機械加工、ならびにMEMS（微小電気機械システム）製造に使用される犠牲層エッチング工程がある。
【００２６】
本発明の態様に係る装置は、高圧下で濃厚相ガス中で、基板の向きに対し略平行な膜を有する音響箱を使用して音波を発生する。膜上に変換器が配置される。膜は濃厚相ガスおよび処理対象の基板を変換器から物理的に分離する。したがって、変換器は基板から物理的に分離されるので、変換器からの潜在的汚染物質（例えば変換器からの腐食物質）が処理対象の基板を汚染することはない。これは汚染のリスクを低減し、かつ欠陥基板を生産するリスクをも低減する。
【００２７】
図1（a）は、本発明の態様に係る基板処理装置200を示す。基板処理装置200は、ウェハのような基板6を処理するための処理室21を含む。一つの基板6が図解のために示されている。他の態様では、単一の処理室内に多数の基板が存在し得ることは理解される。
【００２８】
この例では、処理室21は二つの円筒形部分1および1’を含む。円筒部分1および1’は被覆してもしなくてもよく、優れた耐食性および高い機械的強度を有するステンレス鋼または他のいずれかの材料から構成することができる。処理室21の内部において、基板6用の処理ゾーンは、処理室部分の一つ1によって部分的に画定される円筒形空洞である。処理室21を開けるために、上方部分1を持ち上げることができ、かつ/または下方部分1’を下げてそれらを分離することができ、処理室21の内部にアクセスすることが可能になる。
【００２９】
処理室21は任意の適切な圧力および任意の適切な温度で動作することができる。例えば処理室21は、本発明の一部の態様では、約50から約500バールの間の圧力で動作することができる。処理室21はまた、本発明の一部の態様で、約0℃から約150℃の間の温度で動作することもできる。
【００３０】
超臨界流体のように濃厚相ガスは、一つまたは複数の入口2、3を通して噴射することができる。濃厚相ガスは、基板6の上からかつ/または基板6の側面から基板6に導入することができる。基板6に接触した後、濃厚相ガスは基板6の下流を通過し、側部出口4および/または底部出口5を介して処理室21の外に出る。図1（a）に関連して二つの入口および二つの出口を図示しかつ記載するが、本発明の他の態様では、入口および出口の数を2より多くまたは少なくすることができる。
【００３１】
図1（a）では、基板6は回転グリッパ7の形式で基板保持器に固定される。図示した例では、基板6は、基板6との接触が最小化されるように、エッジグリップ7’によって維持される。基板6の端を把持することによって、基板6の面との接触による汚染または破損の可能性が低減される。加えて、基板6がその端で把持される場合、基板6の裏面は濃厚相ガスによって全体的に濡らすことができる。
【００３２】
回転グリッパ7は任意の適切な速度で回転することができる。例えば、一部の態様では、回転グリッパ7は毎分1回から3000回の間の速度で回転することができる。他の態様では、回転グリッパ7の速度は、より大きいかより小さい値とすることができる。基板6を回転することにより、基板6の全ての領域が、その上の音響箱25からの音響エネルギを受けることができる。また、基板6を回転することによって、処理室21内の濃厚相ガスが撹拌される。濃厚相ガスの撹拌は、基板6の表面付近に新鮮な濃厚相ガスを供給することによって、基板6の処理を助けることができる。
【００３３】
メガソニック音響エネルギのような音響エネルギは、基板6の正面の真向かいに配置された音響箱25を使用して、処理室21の内部の濃厚相ガスに伝達される。この例では、音響箱25は、ワッシャ13上に固締されたナット12で、処理室上方部分1に固定される。平坦状シールは、音響箱25と処理室上方部分1との間の密封を確実にする。処理室21内に濃厚相ガスがあるときに、音響箱25は濃厚相ガス内に浸漬することができる。
【００３４】
この例では、音響箱25は、開放領域を有する本体8と薄膜10とを含む。薄膜10は本体8に固定され、それらは一緒に筐体を形成する。形成された筐体の内部には非圧縮性流体11がある。
【００３５】
図1（a）に示すように、音響エネルギは音響箱25から基板6へ、基板6の向きに対し略垂直の方向に向けられる。膜10は濃厚相ガスへの音響エネルギ伝達体として働き、それは任意の適切な方法で本体8に取り付けることができる。例えば、膜10は適切な密封システムと共に本体8にネジ止めされたジョーによって固定することができ、あるいは本体8に直接溶接することができる。
【００３６】
膜10は任意の適切な特性を有することができる。例えば、膜10は濃厚相ガスおよび非圧縮性液体11との優れた化学的相溶性（例えば耐食性およびしたがって処理対象の基板の無汚染）、優れた音響特性（例えば振動モード）、および圧力変動を吸収する柔軟性を有することができる。
【００３７】
膜10は任意の適切な材料を含むことができる。膜10は金属シートまたは石英から構成されることが好ましい。金属シートは純金属または金属合金を含むことができる。適切な材料の一例は、フランス国ユジーヌのImphy Ugine Precision社によって生産されたフィノックス（Ni-Cr-Co合金）である。膜10はまた任意の適切な厚さを有することもできる。例えば膜10の厚さは、一部の態様では約0.1から約5ミリメートルの間とすることができる。厚さは、本発明の別の態様ではこれらの特定の厚さより大きく、または小さくすることができる。
【００３８】
変換器9は、任意の適切な方法で膜10に取り付けることができる。例えば、接着剤を使用して変換器9を膜10に接着することができる。変換器9の個数および変換器9の寸法は、膜10の寸法および音響エネルギの所望の分布に応じて決定することができる。本発明の態様では、様々な変換器9の形状は同一とするかまたは異なることができる（平行六面体、円筒形等）。
【００３９】
変換器9は磁わい型変換器とすることができ、あるいは単結晶を有することができるが、ジルコン酸チタン酸鉛（PZT）変換器のような圧電変換器であることが好ましい。適切な変換器は、例えばMorgan Matroc社（英国）から市販されている。変換器9の放射出力は、一部の態様では1から100ワット/cm2の間とすることができる。変換器9は、100kHzから3MHzの間の共振周波数を有することができる。約20kHz以上の周波数の磁わい型変換器を代替的に使用することができる。
【００４０】
上述の通り、音響箱25は、膜10に支持体を追加するために、非圧縮性液体11を充満することができる。非圧縮性液体11は実質的に圧縮不能であり、電気絶縁体とすることができ、低い熱膨張係数、優れた音響放散性、および優れた熱放散性を有することができる。膜10の支持に加えて、非圧縮性液体11は変換器9の裏面によって放出されるエネルギを吸収する。非圧縮性液体11の例として、高温油圧システムで使用されるような合成油、ゲル、キセロゲル、およびエアロゲルがある。
【００４１】
発電機15は変換器9を電気的に刺激することができる。電気信号が発電機15によって送られ、かつ本体8および高圧密封コネクタ14を通過する二つまたはそれ以上の電気ケーブルを使用して伝達される。発電機15は任意の適切な電力源を含むことができる。
【００４２】
音響箱25の大きさおよび形状は、音響エネルギの分布を最適化するように変えることができる。しかし、この例では、基板6が旋回するときに基板6の表面の全体が音響エネルギを受けるように、音響箱25の長さは少なくとも基板6の半径に等しいことが好ましい。
【００４３】
図1（b）を参照すると、音響箱25はこの例では三つの変換器9を含む。図示するように、音響箱25は、基板6がその下で（例えば反時計方向に）回転する間、静止し続けることができる。直線状構成の三つの変換器9が図示されているが、変換器の個数および構成は、他の態様では異なることができることが理解される。
【００４４】
処理室21の内部の濃厚相ガスまたは基板6は加熱することもできる。加熱は、様々な方法で達成することができる。例えば、加熱された空気または加熱流体が処理室の内部に熱を供給することができる。例えば、処理室21および/または回転グリッパ7は、熱交換流体用の流体通路（図示せず）を設けることができる。代替的に、電気抵抗加熱器（図示せず）を使用して、処理室21内の濃厚相ガスまたは基板6に熱を供給することができる。
【００４５】
本発明の態様に係る別の基板処理装置201を図2（a）および2（b）に示す。図1（a）、1（b）、2（a）、および2（b）において、類似の数字は類似の要素を示し、類似の要素についての記述を参照として本明細書に組み入れる。
【００４６】
図2（a）および2（b）に示した基板処理装置201は、基板6用の回転グリッパを含まない。むしろ、図2（a）のグリッパ7の形の基板保持器は、基板6を静止位置に保持する。また、音響箱8’も一般的に、図1（a）および1（b）に示した音響箱8と同じ原理に従って設計される。しかし、図1（a）および1（b）に示した箱8とは異なり、図2（a）および2（b）に示した基板処理装置201の音響箱8’は、処理室21の上部内面の略全体を満たす。また、図1（a）および1（b）に示した音響箱8と比較して、音響箱8’はより多くの変換器9を含み、一時に基板16の一部だけではなく基板16の表面全体に音響エネルギを伝達する。したがって、図2（a）および2（b）に示した態様では、回転するつかみ具（chuck)を使用する必要がない。
【００４７】
図3は、本発明の一態様に係るシステムを示す。前記システムは基板処理装置72および再循環システムを含むことができる。例示的温度および圧力が図3に提示されている。基板処理装置72は、図1（a）〜1（b）および2（a）〜2（b）に示した基板処理装置と同一または異なることができる。
【００４８】
図3に示すように、例えば液体CO2を含む液体CO2源78および補助溶媒送達システム92をシステムに設けることができる。処理中に、補助溶媒は、熱交換機94を介してポンプ88を使用して基板処理装置72へ送り込むことができる。液体CO2は、冷熱交換機80を介し、高圧ポンプ82を使用して、基板処理装置72へ送り込むことができる。背圧調整器74は、基板処理装置72の下流を通過する流体の背圧を調整することができる。基板処理装置72の下流に分離器76がある。分離器76はCO2を分離することができ、助溶剤および在留物は回収される。図示するように、CO2は、それを基板処理装置72で再び使用することができるように、再循環することができる。
【００４９】
基板処理装置でエッチング後に多孔性誘電材の有機在留物を剥離するための例示的工程について、図1（a）、1（b）、および4に関連して説明することができる。
【００５０】
半導体基板300の断面が図4に示されている。半導体基板300はシリコンウェハ100上に金属層101および多孔性誘電材102を含む。先進技術の場合、金属層101は、シリコンウェハ100におけるトランジスタ（図示せず）間の結線を形成することができる。金属層101はアルミニウムまたは銅のような材料を含むことができ、多孔性誘電材102によって他の層から絶縁される。
【００５１】
多孔性誘電材102は、フォトリソグラフィおよびプラズマエッチングによってパターン形成することができる。そのような方法は、当業者には公知である。プラズマエッチング後に、プラズマエッチング工程によって発生した有機残留物104、105は、フォトレジストマスク103の上、および誘電材102の側壁に堆積する。有機残留物104、105およびフォトレジストマスク103は、本発明の態様を使用して剥離することができる。
【００５２】
図1（a）および１（b）を参照すると、基板300は処理室21の内部のエッジグリッパ7’上に固定される。処理室21は閉じられ、超臨界流体および添加剤を含む濃厚処理流体が、適切な圧力および温度で処理室21内に導入される。圧電変換器9が起動され、回転グリッパ7が起動される。音響箱25からの音響エネルギと、回転グリッパ7による濃厚処理流体の移動との組合せが、フォトレジストマスク103への濃厚処理流体の拡散を加速し、その溶解を引き起こす。前記組合せはまた、硬化した有機残留物104、105を層剥離させ、残留物104、105を剥落させる。濃厚処理流体は次いで下流に進み、（例えば粒子の形の）剥離物質を処理室21から搬出する。その低い表面張力および粘度のため、濃厚処理流体はまた素早く拡散し、誘電材102の細孔内部深くにある残留物を溶解する。基板300は次いで後続工程において純粋な超臨界流体で洗浄される。最終的に、処理室21内の圧力は大気圧まで低減される。処理室21が開かれ、基板300がそこから取り出される。
【００５３】
本明細書で用いた用語および表現は、限定のためではなく、説明のために使用したものであって、そのような用語および表現の使用に、図示しかつ記載した特徴またはその一部分の均等物を排除するつもりは無く、請求する本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形が可能であることが認識される。例えば、図1（a）に示した装置は、処理中に基板を回転させる回転グリッパを示しているが、代替例として、音響箱が回転して基板の様々な部分に音響エネルギを提供することができることが理解される。さらに、本発明のいずれかの態様のいずれか一つまたは複数の特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明のいずれかの他の態様のいずれか一つまたは複数の特徴と組み合わせることができる。例えば、図2（a）に示した特定の音響箱は、本発明の範囲から逸脱することなく、図1（a）に示した特定の回転グリッパと共に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）は、本発明の態様に係る基板処理装置の側面断面図である。（ｂ）は、図1（a）に示した基板処理装置の水平断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の別の態様に係る基板処理装置の側面断面図である。（ｂ）は、図2（a）に示した基板処理装置の水平断面図である。
【図３】本発明の態様で使用することができる再循環システムを示す略図である。
【図４】誘電材エッチング後の層を有する基板の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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