(57)【要約】個々のウェーハを湿式処理するための装置であって、ウェーハを保持するための装置と、該ウェーハの非デバイス側に音響エネルギを供給するための装置と、該ウェーハのデバイス側上に流体を流すための装置とを備えている。プラッタ上方に位置決めされたウェーハの片側又は両側に洗浄又はすすぎ溶液が適用される。ウェーハは回転されるブラケット中に位置決めすることができ、プラッタはメガソニックエネルギを１つ以上の周波数の形でウェーハの一側に当てることができる。ブラケットは３箇所以上でウェーハを保持することができ、これらの個所でウェーハの位置が重力により維持される。３００ｍｍウェーハに適用される少なくとも１つの周波数は５．４ＭＨｚとすることができる。プラッタに対面するウェーハの一側は非デバイス側でよく、プラッタは、同プラッタの裏側上に１つ以上の音響波周波数を位置決めして、１つ以上の周波数でメガソニックエネルギを発生することができる。【選択図】図１
2004515053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別のウェーハを湿式処理するために、
ウェーハを保持するための手段と、
該ウェーハの非デバイス側に音響エネルギを供給するための手段と、
該ウェーハのデバイス側上に流体を流すための手段と、
を備える個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項２】
前記音響エネルギは前記ウェーハの非デバイス側に垂直に当たる、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項３】
１つ以上の音響波変換器を装着するための手段と、
該１つ以上の音響波変換器を前記ウェーハの非デバイス側に平行に対面して位置決めするための手段と
を更に備える、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項４】
前記１つ以上の音響波変換器と前記ウェーハの非デバイス側との間に液体を流すための手段を更に備える、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項５】
前記ウェーハの非デバイス側に音響エネルギを供給するための手段は、表側及び裏側を有するプラッタにより実行されており、１つ以上の音響波変換器は、前記プラッタの裏側に装着されている、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項６】
前記ウェーハを回転させるための装置を更に備える、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項７】
前記ウェーハを線形に移動するための装置を更に備える、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項８】
ウェーハのデバイス側上に液体を流すための手段は、流れを前記ウェーハのデバイス側に向けるように位置決めされたノズルである、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項９】
前記１つ以上の音響波変換器は圧電材料である、請求項３の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１０】
前記プラッタは、該プラッタの表側を前記ウェーハの非デバイス側に対面させて、ウェーハ表面と平行に位置決めされている、請求項５の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１１】
前記プラッタの直径は、前記ウェーハの直径の少なくとも９５％である、請求項１０の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１２】
前記１つ以上の音響波変換器は、前記プラッタの裏側に装着されていて、該プラッタの裏側面積の５０〜１００％をカバーしている、請求項１１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１３】
前記１つ以上の音響波変換器はウェーハの半径をカバーしている、請求項３の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１４】
前記１つ以上の音響波変換器はウェーハの直径をカバーしている、請求項３の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１５】
前記１つ以上の音響波変換器は、前記ウェーハの非デバイス側５０〜１００％をカバーする音響エネルギを供給する、請求項３の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１６】
前記ウェーハの非デバイス側に対して前記１つ以上の音響波変換器を提供する手段は、３００ｍｍウェーハについて５．４ＭＨｚ±３０％の共振周波数を有するように構成されている請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１７】
前記ウェーハの非デバイス側に対して前記１つ以上の音響波変換器を提供する手段は、ｄ＝ｍ単位のウェーハの厚さとすると、４２１５ｍ／ｄ±３０％の共振周波数を有するように構成されている請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１８】
前記ウェーハの非デバイス側に対して前記１つ以上の音響波変換器を提供する手段は、１．５ＭＨｚ未満の共振周波数を有するように構成されている請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項１９】
供給された音響エネルギはパルスになっている、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項２０】
前記プラッタの厚さは、前記１つ以上の音響波変換器の音波長の１／４（λ／４）±３０％である、請求項５の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項２１】
前記プラッタの厚さは、前記１つ以上の音響波変換器の音波長の１／２（λ／２）±３０％である、請求項５の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項２２】
液体を流すため前記プラッタにある貫通孔を更に備える、請求項５の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項２３】
前記プラッタの裏側で前記貫通孔に取り付けられた流体供給管を更に備える、請求項２２の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項２４】
前記プラッタの表側にはコーティングが設けられている、請求項５の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項２５】
前記コーティングはフルオロポリマーである、請求項２４の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項２６】
個別のウェーハを処理するための方法であって、
ウェーハのデバイス側上に液体を流しながら、ウェーハの非デバイス側に音響エネルギを伝達することを含む、個別ウェーハの処理方法。
【請求項２７】
更に、前記ウェーハの非デバイス側上に液体を流すことを含み、それにより前記音響エネルギが前記非デバイス側に伝達される、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項２８】
第１の流体は薄膜である、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項２９】
５００ｋＨｚ〜８ＭＨｚの間の範囲にあるメガソニックエネルギを前記ウェーハに当てることを更に含む、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３０】
５．４ＭＨｚ±３０％でメガソニックエネルギを前記ウェーハに当てることを更に含む、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３１】
ｄ＝ｍ単位の前記ウェーハの厚さとすると、４２１５ｍ／ｄ±３０％の周波数でメガソニックエネルギを前記ウェーハに当てることを更に含む、請求項２９の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３２】
１．５ＭＨｚ未満の周波数でメガソニックエネルギを前記ウェーハに当てることを更に含む、請求項２９の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３３】
前記メガソニックエネルギはパルスモードで当てることを更に含む、請求項２９の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３４】
前記ウェーハ及びプラッタの間の第２流体は脱気した液体である、請求項２７の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３５】
前記ウェーハのデバイス側上へ流れているのはＨ２，Ｏ２，Ｎ２，Ａｒ，Ｈｅのグループから選択した溶解ガスを含む液体である、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３６】
個別ウェーハの湿式処理は前記ウェーハのデバイス側及び非デバイス側から汚染物を除去するための浄化プロセスである、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３７】
個別ウェーハの湿式処理はすすぎプロセスである、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３８】
前記ウェーハを回転させることを更に含む、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項３９】
前記ウェーハを１０〜６０００ｒｐｍで回転させることを更に含む、請求項３８の個別ウェーハの処理方法。
【請求項４０】
前記音響エネルギは前記ウェーハの非デバイス側を５０〜１００％の間でカバーしている、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項４１】
前記音響エネルギは前記ウェーハの非デバイス側を前記ウェーハの半径に沿って線形のようにカバーしている、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項４２】
前記音響エネルギは前記ウェーハの非デバイス側を前記ウェーハの直径を覆う線形のようにカバーしている、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項４３】
前記ウェーハは、前記非デバイス側をプラッタの表側に向き合わせて保持されており、前記音響エネルギは、前記プラッタの裏側にある１つ以上の音響波変換器から伝達される、請求項２６の個別ウェーハの処理方法。
【請求項４４】
前記ウェーハの非デバイス側は、前記プラッタと実質的に平行に保持されている、請求項４３の個別ウェーハの処理方法。
【請求項４５】
個別のウェーハを湿式処理するための装置であって、
表側及び裏側を有するプラッタを備え、該プラッタは、
前記表側上にあるコーティングと、
処理すべき前記ウェーハよりも大きな直径と、
前記プラッタの枢回点にある流体供給ポートと、
前記裏側にある複数のメガソニック圧電変換器とを含んでいて、該変換器がプラッタ面積の８０％より多くをカバーしており、
更に、前記ウェーハの非デバイス側を前記プラッタの表側に対して実質的に平行に同プラッタの表側上方で中心に位置決めしながら６０００ｒｐｍまで回転可能のウェーハブラケットと、
前記ウェーハのデバイス側に向けて流体の流れを指向させるノズルと、
を備える個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項４６】
前記複数の変換器の面積が前記ウェーハの非デバイス側の９０〜１００％をカバーしている、請求項１の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項４７】
５．４ＭＨｚが前記ウェーハのデバイス側に適用される、請求項３０の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項４８】
５．４ＭＨｚが前記ウェーハの非デバイス側に適用される、請求項３０の個別ウェーハの湿式処理装置。
【請求項４９】
メガソニックエネルギを前記ウェーハのデバイス側に当てることを更に含む、請求項３１の個別ウェーハの処理方法。
【請求項５０】
メガソニックエネルギを前記ウェーハの非デバイス側に当てることを更に含む、請求項３１の個別ウェーハの処理方法。
【請求項５１】
個別のウェーハを順序付けして湿式処理するための装置であって、
複数の単一ウェーハプロセスチャンバを備え、各プロセスチャンバが、音響エネルギを前記ウェーハの非デバイス側に伝達するために位置決めされた複数の変換器と、複数のウェーハカートリッジとを含み、
更に、ウェーハを前記ウェーハプロセスチャンバへ及び前記ウェーハカートリッジへ並びに前記ウェーハプロセスチャンバから及び前記ウェーハカートリッジから搬送することができる中央配置のロボットアームを備える装置。
【請求項５２】
前記変換器に供給された出力の少なくとも３０％が前記ウェーハに達する効率をもたらすための手段を更に備える、請求項１の装置。
【請求項５３】
前記音響エネルギは、周波数＝（ウェーハ材料中の音速）／（２）（ウェーハの厚さ）を発生する音響波変換器により供給される、請求項１の装置。
【請求項５４】
１つ以上の音響波変換器を装着するための手段と、該１つ以上の音響波変換器を前記ウェーハの非デバイス側に平行に対面して位置決めするための手段とを更に備える、請求項１の装置。
【請求項５５】
前記１つ以上の音響波変換器と前記ウェーハの非デバイス側との間に液体を流すための手段を更に備える、請求項５４の装置。
【請求項５６】
プラッタ上に８０％以上の音響カバレッジもたらすように前記１つ以上の音響波変換器を前記プラッタ上に位置決めするための手段を更に備える、請求項５５の装置。
【請求項５７】
ウェーハを処理するための装置であって、
前記ウェーハを位置決めすると共に軸線の回りに回転させるためのブラケットと、
貫通孔を有して、前記ブラケットの直下に平行に整列されたプラッタと、
前記ウェーハ及び前記プラッタ間の隙間内に第１薬剤を流入させるため前記貫通孔に接続された流体源と、
を備える装置。
【請求項５８】
前記ウェーハの上面の上方に位置決めされた１つ以上のノズルを更に備える、請求項５７の装置。
【請求項５９】
前記１つ以上のノズルの少なくとも１つに取り付けられた第２薬剤源を更に備える、請求項５８の装置。
【請求項６０】
前記１つ以上のノズルの少なくとも１つに取り付けられたガス源を更に備える、請求項５８の装置。
【請求項６１】
前記プラッタの下側に取り付けられた１つ以上の音響波変換器を更に備える、請求項５７の装置。
【請求項６２】
前記１つ以上の音響波変換器は、単一周波数を発生することができる、請求項６１の装置。
【請求項６３】
前記単一周波数はほぼ５．４±３０％ＭＨｚである、請求項６２の装置。
【請求項６４】
前記単一周波数はほぼ４００ｋＨｚより大きい、請求項６２の装置。
【請求項６５】
前記単一周波数はほぼ１．５〜１．８ＭＨｚの範囲内にある、請求項６２の装置。
【請求項６６】
前記プラッタの下側に取り付けられた、複数の周波数を発生することができる複数の音響波変換器を更に備える、請求項５７の装置。
【請求項６７】
前記複数の周波数の１つはほぼ５．４±３０％ＭＨｚである、請求項６６の装置。
【請求項６８】
前記複数の周波数はほぼ４００ｋＨｚより大きい、請求項６６の装置。
【請求項６９】
前記複数の周波数のうちの少なくとも１つは、ほぼ１．５〜１．８ＭＨｚの範囲内にある、請求項６６の装置。
【請求項７０】
前記複数の周波数のうちの少なくとも１つは、ほぼ９００ｋＨｚであり、前記複数の周波数のうちの少なくとも他の１つは、ほぼ１．８ＭＨｚである、請求項６６の装置。
【請求項７１】
前記複数の周波数のうちの少なくとも１つは、透過周波数である、請求項６６の装置。
【請求項７２】
前記複数の周波数のうちの少なくとも１つの周波数＝（ウェーハ材料中の音速）／（２）（ウェーハの厚さ）である、請求項６６の装置。
【請求項７３】
前記１つ以上のノズルの少なくとも１つは、第２薬剤に音響エネルギを加えることができる、請求項５９の装置。
【請求項７４】
前記第２薬剤に加えられた音響エネルギは単一周波数である、請求項７３の装置。
【請求項７５】
前記第２薬剤に加えられた音響エネルギは複数のメガソニック周波数である、請求項７３の装置。
【請求項７６】
少なくとも２つのノズルが前記ウェーハの上方に位置決めされており、前記第２薬剤は各ノズルにおいて単一メガソニック周波数を含み、１つのノズルの該単一メガソニック周波数は少なくとも１つの他のノズルとは異なっている、請求項５７の装置。
【請求項７７】
前記複数のメガソニック周波数が前記１つ以上のノズルのうち少なくとも１つにおいて前記第２薬剤に加えられる、請求項７６の装置。
【請求項７８】
前記複数の単一メガソニック周波数の１つは５．４±３０％ＭＨｚである、請求項７６の装置。
【請求項７９】
前記複数の単一メガソニック周波数のうち１つは、ほぼ９００ｋＨｚであり、前記複数の単一メガソニック周波数のうち他の１つは、ほぼ１．８ＭＨｚである、請求項７６の装置。
【請求項８０】
前記プラッタは皿状に凹んだ中央部を有する、請求項５７の装置。
【請求項８１】
前記皿状に凹んだ中央部は、前記ウェーハの総面積のほぼ半分を浸漬しておくのに十分に深い、請求項８０の装置。
【請求項８２】
前記皿状に凹んだ中央部はほぼ３ｍｍの深さである、請求項８０の装置。
【請求項８３】
前記隙間はほぼ．００１〜．０１０ｍｍの範囲内にある、請求項５７の装置。
【請求項８４】
前記隙間はほぼ．００３ｍｍである、請求項５７の装置。
【請求項８５】
前記ブラケットは１０，０００ｒｐｍまでの速度で回転することができる、請求項５７の装置。
【請求項８６】
前記ブラケットは、該ブラケットの回転軸線の方向に並進可能である、請求項５７の装置。
【請求項８７】
並進の距離は約１インチである、請求項８６の装置。
【請求項８８】
発生することができる前記複数の周波数のうち少なくとも１つは、最小周波数のほぼ整数倍である、請求項６６の装置。
【請求項８９】
第１周波数で送信できる前記複数の音響波変換器のうちの少なくとも２つが前記プラッタの対角関係にある２つの四分円上に位置決めされており、第２周波数を発生できる前記複数の音響波変換器のうちの少なくとも２つが残りの四分円上に位置決めされている、請求項６６の装置。
【請求項９０】
前記複数の音響波変換器は、１つ以上の線形条片になって前記プラッタ上に位置決めされている、請求項６６の装置。
【請求項９１】
複数の周波数を発生できる前記複数の音響波変換器は前記プラッタ上に均等に混在して位置決めされている、請求項６６の装置。
【請求項９２】
第１周波数で送信できる前記複数の音響波変換器のうちの少なくとも１つが前記プラッタの半分上に位置決めされており、第２周波数を発生できる前記複数の音響波変換器のうちの少なくとも１つが残りの半分上に位置決めされている、請求項６６の装置。
【請求項９３】
前記ブラケットは可変速度での回転が可能である、請求項５７の装置。
【請求項９４】
前記プラッタは前記ウェーハよりも大きい、請求項５７の装置。
【請求項９５】
前記プラッタは円形である、請求項５７の装置。
【請求項９６】
前記貫通孔の中心は前記円形のプラッタの実質的に中心に位置している、請求項９５の装置。
【請求項９７】
前記貫通孔の中心は前記円形のプラッタの中心から外れて位置している、請求項９５の装置。
【請求項９８】
前記第２薬剤はＤＩ水である、請求項５９の装置。
【請求項９９】
前記ガスはＮ２である、請求項６０の装置。
【請求項１００】
前記ガスはＮ２中で希釈されたＩＰＡを含む、請求項６０の装置。
【請求項１０１】
前記第１薬剤はＤＩ水である、請求項５７の装置。
【請求項１０２】
前記プラッタは前記ブラケットの回転軸線に沿って並進できる、請求項５７の装置。
【請求項１０３】
前記１つ以上のノズルのうちの少なくとも１つは前記ウェーハの５ｍｍ以内に位置決めすることができる、請求項５８の装置。
【請求項１０４】
前記１つ以上のノズルのうちの少なくとも１つは前記ウェーハの半径の外側半分内に位置決めすることができる、請求項５８の装置。
【請求項１０５】
個別のウェーハを処理するための装置であって、
回転可能のウェーハ保持ブラケットと、
前記ウェーハとプラッタとの間に第１薬剤を流すための手段と、
前記ウェーハの下側に音響エネルギを供給するための手段と、
を備える装置。
【請求項１０６】
前記ウェーハの上側を乾燥状態に保つための手段を更に備える、請求項１０５の装置。
【請求項１０７】
前記ウェーハの上側に第２薬剤を適用するための手段を更に備える、請求項１０５の装置。
【請求項１０８】
前記ウェーハの上側に音響エネルギを当てるための手段を更に備える、請求項１０７の装置。
【請求項１０９】
ウェーハを処理するための装置であって、
前記ウェーハを位置決めすると共に軸線の回りに回転させるためのブラケットと、
貫通孔を有して、前記プラッタの直下に平行に整列したプラッタと、
前記ウェーハ及び前記プラッタ間の隙間内に第１薬剤を流入させるため前記貫通孔に接続された流体源と、
前記プラッタ上に位置決めされ、複数の周波数を送信できる複数の音響波変換器と、
を備える装置。
【請求項１１０】
前記ウェーハの上面の上方に位置決めされた１つ以上のノズルを更に備える、請求項１０９の装置。
【請求項１１１】
前記１つ以上のノズルのうちの少なくとも１つはガス源に接続されている、請求項１１０の装置。
【請求項１１２】
前記１つ以上のノズルのうちの少なくとも１つは第２薬剤源に接続されている、請求項１１０の装置。
【請求項１１３】
前記複数の周波数のうち少なくとも１つは透過周波数である、請求項１０９の装置。
【請求項１１４】
少なくとも１つのノズルは、該ノズルを通って流れる前記第２薬剤に音響エネルギを伝えることができる、請求項１１０の装置。
【請求項１１５】
前記音響エネルギは４００ｋＨｚよりも大きな周波数である、請求項１１４の装置。
【請求項１１６】
ウェーハを処理するための装置であって、
前記ウェーハを位置決めすると共に軸線の回りに回転させるためのブラケットと、
貫通孔を有して、前記プラッタの直下に平行に整列したプラッタと、
前記ウェーハ及び前記プラッタ間の隙間内に第１薬剤を流入させるため前記貫通孔に接続された流体源と、
前記プラッタ上に位置決めされ、複数のメガソニック周波数を送信できる複数の音響波変換器と、
を備え、前記複数のメガソニック周波数のうちの少なくとも１つは透過周波数である、装置。
【請求項１１７】
前記複数のメガソニック周波数のうちの少なくとも１つは最小周波数の整数倍である、請求項１１６の装置。
【請求項１１８】
前記複数のメガソニック周波数のうちの少なくとも１つはほぼ５．４±３０％ＭＨｚである、請求項１１６の装置。
【請求項１１９】
ウェーハを処理するための方法であって、
ブラケット中に該ウェーハを入れること、
前記ウェーハがプラッタと平行であり且つ該プラッタから分離するように前記ブラケットを位置決めすること、
前記ブラケットを回転させること、
前記プラッタと前記ウェーハの下側との間に第１薬剤を流すこと、
を含む方法。
【請求項１２０】
前記ウェーハの上側上方にガスを流すことを更に含む、請求項１１９の方法。
【請求項１２１】
前記ウェーハの下側にメガソニックエネルギを当てることを更に含む、請求項１１９の方法。
【請求項１２２】
前記ウェーハの上側に第２薬剤を供給することを更に含む、請求項１２１の方法。
【請求項１２３】
前記第２薬剤にメガソニックエネルギを当てることを更に含む、請求項１２２の方法。
【請求項１２４】
前記ブラケット中でデバイス側が上となるように前記ウェーハを位置決めすることを更に含む、請求項１２２の方法。
【請求項１２５】
前記メガソニックエネルギは４００ｋＨｚを超える周波数で当てることを更に含む、請求項１２４の方法。
【請求項１２６】
前記メガソニックエネルギは透過周波数である周波数で当てることを更に含む、請求項１２４の方法。
【請求項１２７】
前記メガソニックエネルギは約５．４ＭＨｚの周波数で当てることを更に含む、請求項１２４の方法。
【請求項１２８】
前記メガソニックエネルギは複数の周波数で当てることを更に含む、請求項１２４の方法。
【請求項１２９】
前記メガソニックエネルギは４００ｋＨｚを超える複数の周波数で当てることを更に含む、請求項１２８の方法。
【請求項１３０】
前記複数の周波数のうち１つはほぼ５．４±３０％ＭＨｚである、請求項１２８の方法。
【請求項１３１】
前記複数の周波数のうち少なくとも１つは最小周波数の２の倍数である、請求項１２８の方法。
【請求項１３２】
前記複数の周波数のうち１つは、約９００ｋＨｚであり、前記複数の周波数のうち別の１つは、約１．８ＭＨｚである、請求項１２８の方法。
【請求項１３３】
前記複数の周波数のうち１つは約１．５〜１．８ＭＨｚの範囲にある、請求項１２８の方法。
【請求項１３４】
ウェーハ処理中に前記メガソニックエネルギの出力のレベルを変更することを更に含む、請求項１２８の方法。
【請求項１３５】
前記出力を変更することは、前記複数の周波数のうち少なくとも１つについて出力をゼロに変えることを含む、請求項１３４の方法。
【請求項１３６】
前記第１薬剤の流量を変更する、請求項１１９の方法。
【請求項１３７】
前記第２薬剤の流量を変更する、請求項１２２の方法。
【請求項１３８】
前記ウェーハを前記プラッタの皿形外側領域内に置くこと、及び前記皿形外側領域及び前記ウェーハの間に前記第１薬剤を入れることを更に含む、請求項１１９の方法。
【請求項１３９】
複数の音響波変換器により複数の周波数を発生させること、全ての周波数信号を重畳し、該重畳信号を前記複数の音響波変換器に送信することを更に含む、請求項１２８の方法。
【請求項１４０】
ウェーハを処理するための方法であって、
ブラケット中に該ウェーハをデバイス側を上にして入れること、
前記ウェーハがプラッタと実質的に平行であり且つ該プラッタから分離するように前記ブラケットを位置決めすること、
前記プラッタと前記ウェーハの下側との間に第１薬剤を流すこと、
前記ブラケットを回転させること、
前記ウェーハの上側に第２薬剤を供給すること、
前記ウェーハの非デバイス側にメガソニックエネルギを当てること、及び
ウェーハ洗浄工程を実施すること、
を含む方法。
【請求項１４１】
前記ウェーハ洗浄工程は、前記ウェーハを被覆するため前記第１薬剤を接触させること、前記ウェーハが被覆されるまで該ウェーハを１０〜５０ｒｐｍで回すこと、被覆後に前記ウェーハを約５０〜３００ｒｐｍの範囲内で回すことを含む、請求項１４０の方法。
【請求項１４２】
前記第１薬剤はＤＩ水である、請求項１４１の方法。
【請求項１４３】
前記第１薬剤はＲＣ−Ｉである、請求項１４１の方法。
【請求項１４４】
前記被覆後のｒｐｍはほぼ１５０である、請求項１４１の方法。
【請求項１４５】
前記ウェーハを被覆するためのウェーハのｒｐｍはほぼ１５である、請求項１４２の方法。
【請求項１４６】
前記ウェーハをすすぐために前記第１薬剤を加えること、前記ウェーハを１０００ｒｐｍまでで回すことを更に含む、請求項１４１の方法。
【請求項１４７】
すすぎのための前記第１薬剤はＤＩ水であることを更に含む、請求項１４６の方法。
【請求項１４８】
ガスを適用すること、及び前記ウェーハを乾燥させるため１０００を超えるｒｐｍで前記ウェーハを回すことを更に含む、請求項１４６の方法。
【請求項１４９】
すすぎはＤＩ水であり、その後に窒素ガス中のイソプロピルアルコール蒸気で行われる、請求項１４７の方法。
【請求項１５０】
前記ウェーハの非デバイス側に当てられる前記メガソニックエネルギは複数の周波数で構成されている、請求項１４０の方法。
【請求項１５１】
前記非デバイス側に当てられる前記複数の周波数は最小周波数の２の倍数である、請求項１５０の方法。
【請求項１５２】
前記非デバイス側に当てられる前記複数の周波数の１つはほぼ５．４±３０％ＭＨｚである、請求項１５０の方法。
【請求項１５３】
４００ｋＨｚを超える複数の周波数で前記メガソニックエネルギを当てることを更に含む、請求項１５０の方法。
【請求項１５４】
前記複数の周波数の１つはほぼ５．４±３０％ＭＨｚである、請求項１５０の方法。
【請求項１５５】
前記複数の周波数のうちの少なくとも１つは最小周波数の２の倍数である、請求項１５０の方法。
【請求項１５６】
前記複数の周波数のうち１つは、約９００ｋＨｚであり、前記複数の周波数のうち別の１つは、約１．８ＭＨｚである、請求項１５０の方法。
【請求項１５７】
前記複数の周波数のうち１つは約１．５〜１．８ＭＨｚの範囲にある、請求項１５０の方法。
【請求項１５８】
メガソニックエネルギは前記第２薬剤に適用される、請求項１４０の方法。
【請求項１５９】
前記第２薬剤は１つ以上のノズルにより供給される、請求項１４０の方法。
【請求項１６０】
前記第２薬剤は複数のノズルを介して供給され、少なくとも１つのノズルが、少なくとも１つの他のノズルとは異なる周波数を前記第２薬剤に入れている、請求項１５８の方法。
【請求項１６１】
前記第１薬剤は前記第２薬剤よりも希薄である、請求項１４０の方法。
【請求項１６２】
前記第１薬剤及び前記第２薬剤は廃棄される、請求項１４８の方法。
【請求項１６３】
ウェーハを処理するための方法であって、
ブラケット上にウェーハを位置決めすること、
第１薬剤を前記ウェーハの非デバイス側上に供給すると共に第２薬剤を前記ウェーハのデバイス側上に供給するため前記ブラケットを第１速度で回転させること、
一旦供給に使われた前記第１速度よりも遅い第２速度で前記ブラケットを回転させること、
前記ウェーハの非デバイス側にメガソニックエネルギを当てること、
前記ウェーハをすすぐため前記第１速度よりも速い速度で前記ブラケットを回転させること、及び
前記ウェーハを乾燥するため前記第１速度よりも速い速度で前記ブラケットを回転させること、
を含む方法。
【請求項１６４】
ウェーハ乾燥工程中、プラッタは前記ウェーハに関して下降される、請求項１６３の方法。
【請求項１６５】
前記第１薬剤は前記第２薬剤よりも希薄である、請求項１６３の方法。
【請求項１６６】
前記第１薬剤及び前記第２薬剤は一回使用後に廃棄される、請求項１６３の方法。
【請求項１６７】
ウェーハを洗浄するための方法であって、
デバイス側に０．３ミクロンよりも小さなポリシリコン又はアモルファス構造を有するウェーハを用意すること、
前記デバイス側を第１薬剤にさらすこと、
前記ウェーハの非デバイス側と平行であるように一組の音響波変換器を位置決めすること、
該音響波変換器からのメガソニックエネルギを通常前記ウェーハの非デバイス側に当てること、
を含む方法。
【請求項１６８】
前記ウェーハの非デバイス側に当たる音響出力レベルは０．１Ｗ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２の間にある、請求項１６７の方法。
【請求項１６９】
前記ウェーハの非デバイス側に当たる音響出力レベルは０．１Ｗ／ｃｍ２〜５．０Ｗ／ｃｍ２の間にある、請求項１６７の方法。
【請求項１７０】
前記第１薬剤は脱塩水である、請求項１６７の方法。
【請求項１７１】
前記第１薬剤はＳＣ−１である、請求項１６７の方法。
【請求項１７２】
ブラケット上で前記ウェーハを回転させること、
７００ｋＨｚよりも大きい周波数で音響エネルギを供給すること、及び
前記ウェーハのデバイス側に第２薬剤を流すことを更に含む、請求項１６７の方法。
【請求項１７３】
前記第１薬剤は、水８０に対して、体積でほぼアンモニア１及び過酸化水素２の混合物であり、ここで、アンモニアは水中で約２８％の溶液であり、過酸化水素は水中で約３１％の溶液である、請求項１６７の方法。
【請求項１７４】
前記第２流体は水である、請求項１７２の方法。
【請求項１７５】
前記周波数は１．５〜２．０ＭＨｚの範囲にある、請求項１６７の方法。
【請求項１７６】
ウェーハ保持装置であって、
ウェーハと接触する少なくとも３箇所を有すると共に、軸線回りに回転可能のブラケットを備え、前記ウェーハの位置は重力により前記ブラケット上に維持される、装置。
【請求項１７７】
前記ブラケットは前記軸線に沿って並進可能である、請求項１７６の装置。
【請求項１７８】
前記３箇所はパッドである、請求項１７６の装置。
【請求項１７９】
前記パッドはエラストマーである、請求項１７８の装置。
【請求項１８０】
前記パッドは複数の柱状部上に配置されている、請求項１７８の装置。
【請求項１８１】
前記柱状部は翼形形状になっている、請求項６５の装置。
【請求項１８２】
ブラケット中にウェーハを位置決めするための方法であって、
回転可能なウェーハ保持ブラケット内にウェーハを入れること、
該ウェーハをプラッタと平行に且つ該プラッタと整列するように位置決めすること、及び
前記ウェーハ保持ブラケットの低回転速度中、前記プラッタ及び前記ウェーハの間にある流体による自然力でウェーハ位置を維持すること、
を含む方法。
【請求項１８３】
前記自然力は表面張力及び毛管力からなる、請求項１８２の方法。
【請求項１８４】
翼形形状の柱状部の使用により回転中の前記ウェーハ保持ブラケットを振動に対して安定化させることを含む、請求項１８２の方法。
【請求項１８５】
前記ウェーハ保持ブラケットは、前記ウェーハのデバイス側及び非デバイス側の実質的に全てを薬剤に露出させている、請求項１８２の方法。
【請求項１８６】
前記ウェーハ保持ブラケットの高回転速度中、回転しているウェーハからある距離の所定位置に前記プラッタを固定することに由来する自然力でウェーハ位置を維持することを含む請求項１８２の方法。
【請求項１８７】
前記自然力は、前記ウェーハの上対下における異なるガス流速により生ずるベルヌーイの力である、請求項１８６の方法。
【請求項１８８】
前記ウェーハの位置を維持する方法は、上方に配置されたエアフイルタからウェーハ上に高速空気流を下降させることを含む、請求項１８２の方法。
【請求項１８９】
前記エアフイルタはＨＥＰＡフィルタである、請求項１８８の方法。
【請求項１９０】
前記エアフイルタはＵＬＰＡフィルタである、請求項１８８の方法。
【請求項１９１】
ウェーハを処理するための装置であって、
プロセスチャンバと、
複数のウェーハと、
複数の周波数を前記複数のウェーハに伝達することができる複数の音響波変換器と、
を備える装置。
【請求項１９２】
前記複数の周波数のうち少なくとも１つは６２５ｋＨｚよりも大きい、請求項１９１の装置。
【請求項１９３】
前記複数の音響波変換器のうち少なくとも１つは前記変換器の残りに対してある角度で位置決めされている、請求項１９２の装置。
【請求項１９４】
発生される前記異なった周波数のうち２つは３００ｋＨｚ及び１．８ＭＨｚである、請求項１９１の装置。
【請求項１９５】
発生される前記異なった周波数はほぼ１．５〜２．０ＭＨｚ間にある、請求項１９１の装置。
【請求項１９６】
異なる周波数を有する信号が重畳され、該重畳された信号が前記複数の音響波変換器の全てに発信される、請求項１９１の装置。
【請求項１９７】
ウェーハを湿式処理するための方法であって、
複数のウェーハをプロセスチャンバ内において実質的に互いに平行となるよう位置決めすること、
前記プロセスチャンバ内に流体を流入させること、
前記複数のウェーハに対して実質的に平行に進行する第１方向にメガソニックエネルギを供給すること、及び
前記複数のウェーハに対して実質的に平行に進行する第２方向に音響エネルギを供給することを含み、前記第１方向は前記第２方向に対して鋭角であり、前記メガソニックエネルギは少なくとも２つの周波数を含んでいる、方法。
【請求項１９８】
前記少なくとも２つの周波数の少なくとも１つについて出力レベルを変更することを含む、請求項１９７の方法。
【請求項１９９】
前記複数のウェーハに当たるメガソニックエネルギの出力レベルはほぼ０．０１Ｗ／ｃｍ２〜１．００Ｗ／ｃｍ２の間にある、請求項１９７の方法。
【請求項２００】
前記複数のウェーハに当たる音響出力レベルは約０．１Ｗ／ｃｍ２〜０．５Ｗ／ｃｍ２の間にある、請求項１９７の方法。
【請求項２０１】
前記出力レベルを変更することは、前記少なくとも２つの周波数の少なくとも１つについて出力をゼロに変更することを含む、請求項１９８の方法。
【請求項２０２】
ウェーハを湿式処理するための装置であって、
複数のウェーハ及びプロセス流体を含むプロセスチャンバと、
前記複数のウェーハに対しメガソニックエネルギを第１方向に供給するための手段と、
前記第１角度に対してある角度の第２方向に、前記複数のウェーハに対しメガソニックエネルギを供給するための手段と、及び
前記メガソニックエネルギ内に異なる周波数を与えるための手段と、
を備える装置。
【請求項２０３】
複数の周波数信号を複数の音響波変換器に伝達して前記メガソニックエネルギをもたらす手段を更に備える、請求項２０２の装置。
【請求項２０４】
ウェーハを処理するための装置であって、
前記ウェーハの上方に位置決めされ、複数の周波数でメガソニックエネルギを送信できる複数の水晶ロッドと、
前記複数の水晶ロッドに平行にウェーハを位置決めできるウェーハ保持ブラケットと、
前記複数の装置及び前記ウェーハ間に薬剤を流すことができる薬剤源と、
を備える装置。
【請求項２０５】
前記薬剤源は、前記薬剤を前記ウェーハ上に噴射できる１つ以上のノズルを含んでいる、請求項２０４の装置。
【請求項２０６】
ウェーハを湿式処理するためのシステムであって、
プロセスチャンバ中で前記ウェーハを位置決めすると共に回転させるための手段と、
薬剤源と、
第１薬剤を前記ウェーハの下側上に供給するための手段と、
第２薬剤を前記ウェーハの上側上に供給するための手段と、
メガソニックエネルギを前記ウェーハに当てるための手段と、
制御電子機器と、
を備えるシステム。
【請求項２０７】
前記プロセスチャンバは、薬剤及びガスを引いて前記ウェーハから離すように円環配列のベントを通る空気流を供給できる、請求項２０６のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、西暦２０００年６月２６日に出願された米国特許願第０９／６０３，７９２号の一部継続出願である。
【０００２】
【発明の背景】
１．発明の属する技術分野
本発明は、基板表面の洗浄の分野に関し、特に半導体ウェーハの化学・メガソニック（ｍｅｇａｓｏｎｉｃ）洗浄の領域に関するものである。
【０００３】
２．関連技術の検討
半導体ウェーハ基板（ウェーハ）の洗浄においては、粒子除去が極めて重要である。粒子は、化学的手段により、或いは機械的手段により除去することができる。現時点での技術の状態では、通常、化学的手段及び機械的手段の双方を組み合わせることにより、粒子の除去が行われている。この現時点での技術の状態はバッチプロセスであり、多数のウェーハを液体で満たされたタンクの中に入れてから、この液体に高周波（メガソニック）の照射を行っている。メガソニック洗浄は、高周波ＡＣ電圧により励磁されるセラミック圧電結晶を使用しており、該高周波ＡＣ電圧が結晶を振動させる。この振動により音波が液体中に伝わると共に、機械的手段がウェーハ表面から粒子を除去する準備をする。同時に、液体中の薬剤が軽い表面エッチングを行うと共に正しい表面終端（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）をもたらすので、粒子に働くメガソニックの機械的作用とエッチングの組合せにより、粒子が一旦表面から除去されれば、これらの粒子は表面上に再付着しない。その上、薬剤は、ウェーハの表面終端と粒子との間に静電反発力が存在するように選択されている。
【０００４】
現在まで、メガソニックの照射はウェーハが浸漬されているタンクに適用されてきた。ウェーハを浸漬させるために液体で満たされた洗浄タンクを使用する場合、効率的であるためには同時に複数のウェーハを浸漬する必要がある。タンク中で単一ウェーハの洗浄が可能であるが、単一ウェーハのタンクの体積を考慮すると、薬剤を再使用しなければならない。
【０００５】
従来、単一ウェーハ洗浄方法においては、機械的攪拌が幾つかの方法で行われてきた。第１に、ウェーハが完全に平坦であるときには、ウェーハ表面を洗うためにブラシを使用することができる。しかし、この方法は、ウェーハがブラシにより損傷を受けうる微細構成（パターン）を有しているときには、可能ではない。更に、ブラシはウェーハのパターン間には届かない。パターンが存在する場合には好適な機械的攪拌であるメガソニックエネルギをノズル内の液体に加えることができ、その後、該液体をウェーハ上にスプレーもしくは噴射することができる。このようにしてスプレー式方法が用いられる場合、音による圧力波がスプレーの液滴内に閉じ込められ、その中で圧力波の力が多く失われる。液滴がウェーハ表面にぶつかるときに、残りの音響エネルギの大部分が失われる。使用されている別の方法では、ウェーハ表面上に懸架された水晶ロッドにより、該水晶ロッドとウェーハ表面の間に洗浄溶液を集めた状態で、メガソニック圧力波を適用している。
【０００６】
単一ウェーハの表面にメガソニックを当てようとするこれらの試みは、この上なく重要な単一ウェーハの洗浄時間を短縮していないので、いずれも十分に効果的ではない。単一ウェーハ洗浄方法は、競争力があるためには、バッチ式洗浄方法よりももっと迅速でなければならない。更に、現在の単一ウェーハ洗浄技術のいずれにも、同時にウェーハの表裏の双方を十分に洗浄できるものはない。同時に表裏を洗浄する唯一の既知技術は、タンクに１バッチのウェーハを浸漬し、該ウェーハの両側から音波を当てることである。このようにして、音波は洗浄すべきウェーハ表面と平行に進む。シリコンウェーハの洗浄に際しては、デバイス側（表側）のみが能動素子で構成されていても、ウェーハの両側を洗浄することが重要である。デバイス側に残った汚染はデバイスの誤動作を生じさせうる。非デバイス側（裏側）に残った汚染は多くの問題を生じさせうる。裏側の汚染は、表側へのフォトリソグラフィの段階で焦点外れを生じさせうる。また、裏側の汚染は、処理ツールに汚染を生じさせ、これが次にウェーハの表側に転移されうる。最後に、高温工程前に付着した裏側の金属汚染は、シリコンウェーハ全体に拡散して最後にはウェーハのデバイス側に達することになるので、デバイスの誤動作を生じさせる。
【０００７】
ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、種々の目的でシリコンウェーハ上に成膜される。これは、トランジスタのゲート材料とすることができ、或いは局所的な相互接続のために使用することができ、或いはキャパシタ構造においてキャパシタプレートの一つとして使用することができる。通常、ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、二酸化ケイ素のような絶縁材料上に堆積される。ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、ＣＶＤ（化学気相堆積）法により堆積されるのが普通である。ポリシリコン又はアモルファスシリコンの堆積は、通常非選択的に起こる、即ち、ウェーハ全体がポリシリコン又はアモルファスシリコンの層で覆われる。このような全面的堆積の後、ウェーハはフォトレジストで被覆され、フォトレジストは、ある設計パターンに従ってＵＶ光に露出され、現像される。次いで、ポリシリコン又はアモルファスシリコンは、プラズマ反応炉においてエッチングされる。フォトレジストの露光は、ポリシリコン又はアモルファスシリコンがエッチングされるパターンを決定する。通常、ポリシリコンは、電流をある個所から別の個所に導いたり、キャパシタのように電荷を集めたりするのに使用される。いずれにしても、寸法は、新しい技術の発生に伴って縮小されてくる。
【０００８】
最近まで、０．３μｍ（ミクロン）よりも小さい寸法は使用されていなかった。しかし、例えば０．１４μｍのような、また０．１μｍまでも低下する０．３μｍ未満の多重配線寸法（ｐｏｌｙ−ｌｉｎｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）を用いる技術が使用されてきている。これらの多重配線寸法及びキャパシタプレートの寸法は、脆弱な構造であるので、破断する傾向がある。即ち、これらの構造は脆弱であるから、攪拌により破断し、欠陥のあるチップを生じさせる。例えば酸素プラズマ（即ち、フォトレジストの灰化）によりエッチング及びフォトレジスト除去の後、シリコンウェーハは、粒子だらけになるのが普通である。これらの粒子は次のデバイス製造工程に進む前に除去しなければならない。
【０００９】
これらの粒子は、ウェットベンチ（ｗｅｔ ｂｅｎｃｈ）のような洗浄ツール中に除去されるのが普通である。粒子は、ウェーハを洗浄液体中に浸漬すると共に、該洗浄液体をメガソニック音波で攪拌することにより、除去される。これは０．３μｍ以上の多重配線もしくはポリラインで効を奏したが、０．３μｍよりも小さい寸法を有する多重配線を使用した場合には、メガソニック音の攪拌によりこれらの脆弱な構造が損傷を受けるため、メガソニック音の攪拌を使用することはできない。従って、これらの脆弱な構造が洗浄液体にさらされる場合には、薬剤のみが粒子の洗浄に使用できる。攪拌なしに単に洗浄液体中に浸漬するだけで粒子の幾分かが除去されるが、粒子の全て或いは十分な量を除去できるわけではない。それにもかかわらず、代替洗浄方法は存在しておらず、この方法が、これらの脆弱な構造に対して使用される唯一の洗浄技術である。
【００１０】
【発明の概要】
プラッタ上方に位置決めされたウェーハの片側又は両側に洗浄又はすすぎ溶液を適用する単一ウェーハ処理のための方法及び装置が開示されている。ウェーハは回転されるブラケット中に位置決めすることができ、プラッタはメガソニックエネルギを１つ以上の周波数の形でウェーハの一側に当てることができる。ブラケットは３箇所以上でウェーハを保持することができ、これらの個所でウェーハの位置が重力により維持される。３００ｍｍウェーハに適用される少なくとも１つの周波数は５．４ＭＨｚとすることができる。プラッタに対面するウェーハの一側は非デバイス側でよく、プラッタは、同プラッタの裏側上に１つ以上の音響波周波数を位置決めして、１つ以上の周波数でメガソニックエネルギを発生することができる。
【００１１】
選択された周波数は、プラッタ及びウェーハにより反射されないので、メガソニックエネルギの大部分はプラッタに対面していないウェーハの一側に到達しうる。洗浄／すすぎ溶液をウェーハの非デバイス側に供給しながら、別の洗浄／すすぎ溶液をウェーハのデバイス側に供給してよい。メガソニックエネルギはパルスであってもよく、或いは変動する出力で適用されてもよい。
【００１２】
本発明によると、加えられる薬剤は、低容積であることを必要とし、洗浄及びすすぎ薬剤の再使用は必要でない。また、皿形に凹んだ中央部を有するプラッタと自然力により保持すべしウェーハとの間に薬剤を供給すると共に、該薬剤を除去するためウェーハを回転させることが開示されている。
【００１３】
【本発明の詳細説明】
単一ウェーハ洗浄を行うのに使用する方法及び装置が開示されている。プロセスチャンバ（チャンバ）は、チップ処理過程において単一ウェーハの上側及び下側の一方又は双方を処理することができる。このチャンバは、洗浄溶液の使用量を少なくしながら良好なプロセス制御を行うのと同時に、ウェーハの高スループットを提供することができる。
【００１４】
一実施例において、単一ウェーハは、プラッタ上方のウェーハ保持ブラケット（ブラケット）に位置決めされる。洗浄及びすすぎ溶液のような薬剤は、プラッタを下方から配送されて、ウェーハの下側に接触する。薬剤は、ウェーハとプラッタとの間の隙間を満たすのに十分な流量が供給される。隙間が一旦満たされたら、若干薬剤を追加して、隙間内の溶液を表面張力や毛管力のような自然力により所定位置に保持する必要があるかも知れない。
【００１５】
別の実施例において、第１群の薬剤（第１薬剤）をウェーハの下側に輸送しながら別の供給源からの薬剤（第２薬剤）をウェーハの上側に輸送する。上述したどちらの実施例においても、メガソニック音波をプラッタから発射し、下方から流れてウェーハの下側面にぶつかる第１薬剤中を移動させることができる。上述した諸実施例の種々の要素を含んでいてよい更に別の実施例において、メガソニック音波は、溶液がスプレー又は薄膜の形であるウェーハの上側に供給される薬剤内に入れられている。
【００１６】
最近、メガソニック範囲にある周波数を発生する音響波変換器の使用は、ウェーハ洗浄の際に普通のことになってきている。超音波洗浄及びメガソニック洗浄間の差は、音響波を発生するのに使用される周波数の差にある。超音波洗浄は、ほぼ２０〜４００ｋＨｚから上の周波数を使用し、不規則なキャビテーションを発生させる。メガソニック洗浄は、３５０〜４００ｋＨｚで始まるもっと高い周波数を使用し、メガヘルツ（ＭＨｚ）の範囲に明らかに入る周波数を使用しうる。２種の洗浄方法間の重要な差は、高いメガソニック周波数により超音波周波数で見られるような激しいキャビテーション効果が生じないことである。メガソニックは、キャビテーション侵食や、ウェーハ表面の損傷の可能性を著しく減少もしくは排除する。一般に、周波数が高くなればなるほど、ウェーハの損傷は小さくなる。
【００１７】
メガソニック洗浄は、より制御されたキャビテーションを発生させる。気孔の発生及び活動であるキャビテーションは、実際の粒子除去プロセスにおいて重要な機構であると思われるが、その理由は、キャビテーションが粒子付着力を超克するのに十分なエネルギを有し、粒子を除去させるからである。制御されたキャビテーションは、粒子を押し退けることができるアコースティックストリーミングになり、従って、粒子はウェーハに再付着しない。メガソニック変換器への入力電力を変更及び／又は脈動させることによって、電力を一定レベルで連続的に印加するよりもキャビテーションをより良く制御できるので、メガソニック洗浄が改善されうる。メガソニック洗浄は、同時に発生される複数の周波数を用いることにより、或いは洗浄サイクル又はすすぎサイクル、或いはその組合せサイクル中に１つ以上の周波数を変更することにより、改善することができる。メガソニック洗浄は、使用される周波数（単数又は複数）の選択によっても改善することができる。
【００１８】
半導体処理の際には、ウェーハをリソグラフィーツールからのＵＶ光に露出する前に裏側粒子を除去するためのように、表側（デバイス側）を処理することなくウェーハ裏側（非デバイス側）を処理したい場合が数多くある。裏側にある粒子は、焦点深度の問題を生じさせうる。その他の場合、成膜ツールがウェーハの表側に材料を堆積させて膜を形成させるが、不注意により、堆積物がウェーハの裏側に幾分か堆積することになる。銅製電気メッキツールのような他のツールにおいては、銅汚染がウェーハの裏側に生じることになる。これらのいずれの場合においても、裏側は、粒子及び／又は溶解金属について、洗浄しなければならず、或いは幾層かを剥がさなければならない。
【００１９】
図１Ａは、単一ウェーハの洗浄チャンバ１００の一実施例を例示している。ウェーハ１０６の上側をどんな薬剤にも露出することなくウェーハ１０６の下側を洗浄、すすぎ及び乾燥薬剤１１２に露出させるのに使用する方法及び装置が開示されている。一実施例において、ウェーハの非デバイス側１１４は、薬剤１１２に露出させるべく下向きになっているが、ウェーハのデバイス側１１６は上向きであり薬剤１１２に露出されていない。
【００２０】
一実施例において、ウェーハ処理サイクルを開始するために、回転可能のウェーハ保持ブラケット（ブラケット）１４８は、上向きにある距離だけ軸線１４５に沿って並進する。ウェーハ１０６を保持するロボットアーム（図示せず）は出入ドア１５８を介してチャンバ１６０の内部に入り、ウェーハ１０６がブラケット１４８の中に置かれる。次いでこのブラケット１４８は、円形のプラッタ１０８からある距離だけウェーハ１０６を水平方向に整列させるように下動される。ブラケット１４８に入っているウェーハ１０６は、プラッタ１０８と平行であると共に、該プラッタ１０８からある距離のところに配置され、即ち隙間がある。プラッタ１０８は、ウェーハ１０６に対峙するところで平らであり、従って、プラッタ１０８及びウェーハ１０６を隔てている距離は一様である。ウェーハ１０６及びプラッタ１０８間の隙間は、約１〜５ｍｍの範囲にあり、好ましくは約３ｍｍである。
【００２１】
一実施例において、ブラケット１４８内に位置決めされたときのウェーハ１０６は、ブラケット１４８の３つ以上の垂直支持柱状部（ポスト）１１０上に載置することができる。該垂直支持柱状部１１０は、ウェーハ１０６に直接に接触するエラストマーパッド（後から図４Ａに示す）を含むことができる。ウェーハ１０６は、薬剤１１２を下方から供給してウェーハの裏側１１４に接触させながら、回転される。チューブ１２８は、プラッタ１０８にある貫通孔（供給ポート）１４２に連絡している。ウェーハ１０６が回転（スピン）する結果として、ウェーハの裏側１１４に供給された薬剤１１２は、ウェーハの表側１１６にあるデバイス１２１に達するのを制限される。また、ノズル１１７は、ウェーハ１０６上に入り、ウェーハ表面の約５ｍｍ以内で且つウェーハ半径の外側半分に入るように位置決めされている。このノズル１１７は、Ｎ２のような不活性ガス１１３の流れをウェーハのデバイス側１１６に供給して、ウェーハの裏側１１４に供給された薬剤１１２がウェーハの表側１１６上に移動するのを更に制限している。高性能微粒子除去フィルタ（ＨＥＰＡ）又はＵＬＰＡフィルタのようなフィルタ１１１からの空気１２３の重力及び下向き流は、柱状部１１０上に位置付けられたウェーハ１０６をそこに維持しておくように作用する。ウェーハ１０６とプラッタ１０８との間にある薬剤１１２は、毛管現象及び表面張力のような自然力によって所定位置に維持されることができる。その結果、薬剤１１２をウェーハの裏側１１４との接触状態に維持しておくのに必要な薬剤流量は、処理中に減少させることができ、これは各サイクルにおける薬剤使用量を少なくすることを可能にすると共に、薬剤１１２を効果的に“再使用しない”ことを可能にすることができる。プロセスの洗浄サイクルの間、ウェーハの回転を停止して、ウェーハ１０６を静止状態に留めておきながら、洗浄薬剤１１２をウェーハ下側表面１１４に接触させることができる。しかし、ウェーハ１０６は、すすぎサイクル及び乾燥サイクルについてはもちろんのこと初期にも洗浄薬剤にウェーハ下側表面１１４を浸けておくように、回転することができる。
【００２２】
図１Ｂは、単一ウェーハの洗浄チャンバ１０１の代替実施例を例示している。この実施例において、プラッタ１０８’は、ウェーハ１０６に臨むプラッタ側に皿状に凹んだ中央領域１１９を有している。処理のため、薬剤１１２を皿状に凹んだ中央領域１１９に入れることができ、またウェーハ１０６は、ウェーハ裏側１１４が薬剤１１２と接触しているように皿状に凹んだ中央領域１１９内に位置決めしておくことができる。プラッタ１０８’のこの皿状に凹んだ中央領域１１９は、薬剤１１２を収容しておくと共に、プロセスサイクル中に必要な薬剤１１２の量を更に低減させるように機能する。皿状に凹んだ中央領域１１９は、ウェーハ１０６の上側表面１１６を薬剤１１２の外側に留めておきながらウェーハ１０６の下側表面１１４を薬剤中に沈めておくのに十分な深さとすることができる。一実施例において、ウェーハ１０６の総表面積のほぼ半分は薬剤１１２内に入っている。ノズル１１７’をチャンバ１６０の上部領域内に配置して、窒素のようなガスをウェーハの上側に流すことができる。ノズル１１７”は、すすぎサイクル及び回転サイクルについてはもちろんのことウェーハ交換及び除去の間、ウェーハ１０６との接触を避けるように運動もしくは枢回しなければならない。ノズル１１７’からのガス流は、ウェーハがスピンしていれば遠心力も一緒に加わって、薬剤１１２をウェーハ縁部１１５に向かって移動させることができ、ウェーハの上側表面１１６へと薬剤１１２が移動することを更に制限する。
【００２３】
図２Ａは、メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。図２Ｂは、薬剤の流れが内部にあるプラッタ及びウェーハの中央部の一実施例を示している。このメガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバ２００は、図１Ａ及び図１Ｂに例示した単一ウェーハ洗浄チャンバ１００及び１０１についての方法、特徴及び利点を取り込むことができる。洗浄チャンバ２００内において、プラッタ２０８に取り付けられた１つ以上の音響波変換器（変換器）２０２によりメガソニックエネルギが発生され、このメガソニックエネルギは、ウェーハ２０６及びプラッタ２０８の双方と接触している薬剤２１２を経てウェーハ２０６に達することができる。その結果、ウェーハ２０６は、ウェーハ回転、メガソニックエネルギ及び化学作用を含む色々な組合せで全て温度制御下に洗浄されうる。洗浄サイクルとすすぎサイクルとの間、並びに洗浄サイクル及びすすぎサイクルの後、単一ウェーハ洗浄チャンバ２００はウェーハ２０６を乾燥させることができる。
【００２４】
プラッタ２０８は上側２１７及び下側２１９を有し、変換器２０２のセットは下側２１９に取り付けられている。プラッタの上側２１７は、ウェーハ２０６に対面することができる。プラッタ２０８はこの実施例では固定されているが、別の実施例では、ウェーハのすすぎ又は乾燥サイクル中に隙間を開くために、プラッタ２０８をブラケットの回転軸線２４５に沿って並進可能とすることができる。ロボットアーム（図示せず）は、ウェーハのデバイス側２１６が上を向きプラッタ２０８から離れるように、ウェーハ２０６を回転可能なウェーハ保持ブラケット（ブラケット）２４８内に置くことができる。ウェーハ２０６は、ブラケット２４８内に置かれると、プラッタ２０８の上方で中央に位置決めされると共にプラッタ２０８と実質的に平行に保持されて、隙間を形成する。隙間の長さは約３ｍｍであるが、ほぼ１〜５ｍｍの範囲内に入ればよい。プラッタ２０８の直下に配置されているのは、ブラケット２４８を回転させるための電気モータ２２２である。該電気モータには貫通孔２２５があり、この貫通孔２２５を通ってチューブ２２８だけでなくプラッタ２０８からの配線２４６が延びている。チューブ２２８は薬剤２１２を供給ポート２４２に移送することができる。
【００２５】
同じく図２Ａを参照すると、プラッタ２０８は直径が約０．１９０インチの貫通孔２４２を有することができ、これは、下方から供給される薬剤２１２の供給ポートの役目をする。この供給ポート２４２は、プラッタ２０８の中央に配置することができ、或いは供給ポート２４２は、２，３ｍｍ程度まで中心をずらして配置することができる（図示せず）。各音響波変換器２０２には銅製スプリング２４４を取り付けることができる。このスプリング２４４は、ワイヤコイル形状（図示）又は薄板から形成した弾性フォイル（図示せず）のように電気的接触を維持するための種々の形状とすることができる。このスプリング２４４には配線であるリード線２４６の自由端が半田付けされて、電気接続を形成している。プラッタ２０８は、音響波変換器２０２に対する電気接続２４４，２４６のアースとして機能するように、洗浄チャンバ２００に結合することができる。
【００２６】
一実施例において、ノズル２５１は、プラッタ２０８及びウェーハ２０６の上方に配置して位置決めされている。処理中、このノズル２５１に第２組の薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７（第２薬剤）を通流させることができる。ノズル２５１は、洗浄プロセスにおいて薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７の各々と共に流体流２５０をウェーハのデバイス側２１６上に向けて送り出すことができる。ノズル２５１は、ウェーハ２０６を運動させずに、或いはウェーハ２０６をスピンもしくは回転させながら、薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７をウェーハ２０６に供給することができる。ノズル２５１は、過剰を最小にしてウェーハデバイス側２１６の表面上に薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７のコーティングを維持するように、低流量で薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７を供給することができる。
【００２７】
ノズル２５１は、ウェーハ２０６上に少なくとも１００ミクロンの膜厚を維持するため連続的な薬剤の流れを供給することができる。薬剤の膜厚を１００ミクロンに維持するため、薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７は、ノズル２５１のところで、特定平均直径の粒度を有するミストに変換することができる。全てのノズル構造は、同構造で生成できる粒度をいかに小さくするかについて制限されている。流体使用量を最小にするという要求を満たすため、粒度の更なる減少が求められる。理論限界を超えて粒度を減少させる１つの方法は、ガスを薬剤中に同伴することである。ノズル２５１は、Ｈ２ガス２０５或いはＯ２，Ｎ２，Ａｒ又はＨｅのグループから選んだ任意のその他のガスを薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７中に十分に同伴又は溶解して、粒度を更に減少させることができる。その上、ガス２０５を同伴することは、メガソニックが当てられたときに薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７内のキャビテーションを最適化するという追加の利点を有することができる。
【００２８】
図３は、ベンチュリノズルの設計の代替実施例を示している。シャワーヘッドの形状であるこのノズルは、ガスを洗浄薬剤の中に引き込むためにベンチュリを使用する例として提示されている。このベンチュリ形状にすると、Ｈ２のようなガス源３０５を流体の流れ３５２に噴射することができ、その後、流体の流れ３５２は、ノズル３５１内のプレート３５８に形成された穴３６０を噴霧３５０として出てゆく。このような解決策を使用すると、薬剤はスロート部３５４を通って流れるので、そこで流速が増大することにより、流体圧力が低下する。小さな穴（噴射ポート）３５６がスロート部３５４に配置されると共に、そこにＨ２のようなガス源３０５が取り付けられている。流体の流れ３５２が噴射ポート３５６の側を通るときに、ガス３０５が低圧力の流体の流れ３５２内に引き込まれる。或いは、ガス３０５を十分な圧力下に流体の流れ３５２内に単に噴射し、それによりベンチュリ構造（図示せず）の必要性を避けてもよい。ガスを薬剤中に同伴するためのその他の解決策（図示せず）は、ガスを泡立てて各洗浄流体に注入すること、或いはガスの流れもしくはガス量に通してミスト化することとしうる。その後、ガスを同伴した薬剤は、穿孔が設けられた表面３５８を通りノズル３５１を出るが、表面３５８では、穿孔３６０が特定平均粒径を発生するような大きさに作られている。
【００２９】
図４Ａは、回転可能なウェーハ保持ブラケット（ブラケット）の一実施例を平面図で示している。図４Ｂは、このブラケットを３次元の斜視図で示している。ウェーハ４０６（点線で示されている）は、ブラケット４４８により所定位置に保持することができ、ウェーハ４０６はプラッタ（明快にするため図示しない）に平行にその近くに位置決めされる。最初、ブラケット４４８は、ウェーハ縁部４１５に沿った４個所４０９，４０９’で重力によりウェーハ４０６を保持することができるので、ウェーハ表側４１６及びウェーハ裏側４１４は、ブラケット４４８の構造から離れていて、洗浄／すすぎ液体の双方に、従って、メガソニックエネルギに露出されるようになっている。ウェーハ４０６とのブラケット４４８の接触個所４０９，４０９’の数は３つ以上とすることができ、また、回転の開始段階及び停止段階中にウェーハ４０６を摩擦把持するプラスチック又はゴムのような弾性材料により形成することができる。一実施例において、接触個所は、ブラケット支持柱状部（ポスト）４１１の端部のところに位置決めされるＯ−リングであり、該端部では、ポスト４１１は高速回転中の振動を最小にする翼形の形状を与えられている。
【００３０】
図４Ｃは、プラッタ４０８上で回転しているブラケット４４８中のウェーハ４０６上下における空気流の効果について図示している。ウェーハ４０６とプラッタ４０８との間に薬剤が存在しないとき（すすぎサイクル及び乾燥サイクルの一部分）、空気は、ウェーハ４０６の回転中、円形の渦又はパターン４６０及び４６２となって流れることができる。プラッタ４０８及びウェーハ４０６間の隙間（一定の縮尺ではない）が空気流の領域を限定しており、その結果、ウェーハ４０６の上方で循環する空気流は、プラッタ及びウェーハの間を流れる空気４６２とは異なる流速である。すすぎ及び乾燥時の高ウェーハ回転速度では、流速の差によりウェーハ４０６の上下に圧力差がもたらされ（ベルヌーイの力）、これがウェーハ４０６上に作用する下向きの力をもたらすように働いて、ウェーハ４０６をブラケット４４８上に維持することができる。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、使用する方法の一実施例では、第１薬剤２１２をプラッタ２０８とウェーハの非デバイス側２１４とに同時に接触するように下方から供給しながら、ブラケット２４８及びウェーハ２０６を回転させている。第２薬剤溶液２２３，２２４，２２５及び２２７は、ウェーハ２０６のデバイス側２１６を浸している。音響波変換器２０２は、プラッタ２０８を経て、ウェーハ２０６及びプラッタ２０８により捕捉された第１薬剤２１２に入るメガソニック波を発生する。メガソニック波は、ウェーハ表面２１４に対して実質的に直角（垂直）の角度でウェーハ非デバイス側２１４に入射しうる。用いられる周波数（単数又は複数）により左右されるが、メガソニック波の何％かは、ウェーハ２０６を通過してウェーハデバイス側２１６を励起し、ウェーハデバイス側２１６上の膜である第２薬剤溶液２２３，２２４，２２５及び２２７に入ることができる。第２薬剤溶液２２３，２２４，２２５及び２２７内で作用するメガソニック波は、ウェーハデバイス側２１６に対する洗浄を生じさせうる。最適のスループット速度のため、音響波変換器２０２の全面積は、プラッタ表面２１９の約８０〜１００％の面積をカバーするのに十分である。プラッタ２０８の直径はウェーハ２０６の直径とほぼ同じであっても、或いは大きくてもよい。本発明は、２００ｍｍ（直径）、３００ｍｍ（直径）又はそれ以上のサイズのウェーハ２０６に対し機能する適応性がある。ウェーハ直径がプラッタ直径よりも大きいと、ウェーハ２０６に当たるメガソニックエネルギからの振動がウェーハ２０６の外径（ＯＤ）まで到達し、洗浄作用を全範囲に及ぼすことができる。
【００３２】
洗浄、すすぎ及び乾燥サイクル中、ウェーハ２０６は、ブラケット２４８の枢回点を通る軸線２４５を中心として毎分当りの選択された回転数（ｒｐｍ）で回転される。また、任意の特定サイクルを最適化するために、ウェーハ回転速度は停止されても或いは変更されてもよく、また、音響エネルギは、出力設定及び周波数（単数又は複数）の組合せを変えたり、強弱をつけて変えたりすることによって変更されてもよい。一実施例において、モータ２２２により動力を供給されるブラケット２４８は、ウェーハ２０６を、洗浄作業中にはほぼ１０〜１０００ｒｐｍで回転させ、乾燥及びすすぎサイクル中には２５０ｒｐｍより大きい回転速度で回転させ、好ましい範囲はほぼ２５０〜６０００ｒｐｍである。従って、ブラケット２４８が作動中のときに、ウェーハ２０６は、回転しながらメガソニックエネルギを照射されつつ、非デバイス側２１４で第１洗浄薬剤２１２に遭遇しており、デバイス側２１６で第２洗浄薬剤２２４に遭遇している。
【００３３】
続けて図２Ａを参照すると、音響波は、デバイス２２１が存在していないウェーハの非デバイス側２１４にぶつかり、非デバイス側が音響エネルギの全力を受けて損傷されうる。使用される周波数（単数又は複数）に左右されるが、メガソニックエネルギは、プラッタ２０８及びウェーハ２０６を通過してウェーハデバイス側２１６で洗浄又はすすぎ薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７に入るときに、ある程度減衰することがある。その結果、ウェーハ非デバイス側２１４にぶつかるメガソニックエネルギは、十分に強力であるから、第１洗浄溶液２１２としては脱塩（ＤＩ）水のみが用いられる。
【００３４】
第２洗浄溶液２２３，２２４，２２５及び２２７の薄膜（図示せず）は、ウェーハデバイス側２１６の表面を濡らすために付与しうる。ＤＩ水２２５でなければ、第２洗浄溶液２２４は、アールシーエー（ＲＣＡ）の洗浄プロセスで使用されているようなより強い化学的性質であってよい。デバイス構造２２１に対するメガソニックエネルギの作用は、デバイス構造２２１に接触し、音波を吸収し、有効なキャビテーションを維持する小さな体積（薄膜）に閉じ込められる。
【００３５】
一実施例において、メガソニックエネルギは、洗浄プロセスの間ずっと回転ウェーハ２０６に加えられている。メガソニックエネルギは４００ｋＨｚ〜８Ｍｚの周波数範囲にあるが、もっと高い周波数でもよい。ＲＣＡ式洗浄プロセスは、フッ化水素酸（ＨＦ）の０．５重量％の濃度を有するＨＦのようなエッチング液を事前使用と共に、ウェーハのデバイス側２１６に対して使用しうる。ＲＣＡ式洗浄プロセスは、一般に使用されており、当業者に良く知られている。ＲＣＡ式洗浄プロセス又は類似の洗浄プロセスは、第１の標準クリーン（ＳＣ−１）サイクル（ＮＨ４ＯＨ＋Ｈ２Ｏ２）２２４、すすぎ（Ｎ２において結局ＩＰＡ蒸気になるＤＩ水２２５）、ＳＣ−２クリーン（ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ２）、すすぎ（Ｎ２において結局ＩＰＡ蒸気になるＤＩ水２２５）及び乾燥サイクル（回転ウェーハ２０６へのＮ２の吹き付け）を含みうる。Ｎ２におけるＩＰＡ蒸気の使用は、ＤＩ水をウェーハ上に存在させたままにしながら、行うことができる。その結果、前の洗浄薬剤の幾分かがＤＩ水に浸漬したウェーハ上に依然として残留する。ウェーハへのＮ２におけるＩＰＡ蒸気吹き付けの開始を使用することにより、それはすすぎを完了する前に始まるので、即ちＤＩ水による洗浄薬剤の除去を完了する前に始まるので、すすぎ時間を短縮することができる。Ｎ２におけるＩＰＡ蒸気の効果はすすぎサイクルに役立ち、また、すすぎサイクルの時間を短縮することである。Ｎ２におけるＩＰＡ蒸気２５６は、ウェーハの上側２１６に対するすすぎサイクルを支持するために第２ノズル２５３を介して供給することができる。第２ノズル２５３は、ウェーハの回転軸線２４５に対して心をずらして配置することができる。更に別の実施例において、２つ以上のノズルを使用することができ、これらのノズルは、ウェーハの上側２１６に対して薬剤及びガスでカバーできるように、例えば軸線２４５から等距離で配置するなど、種々のその他のパターンで配置することができる。
【００３６】
ウェーハの非デバイス側２１４は、同じ洗浄、すすぎ及び乾燥のサイクルを有するか、或いは洗浄及びすすぎサイクルにおいてＤＩ水２１２のみを使用しうる。すすぎ薬剤、エッチング液及びガスだけでなく、洗浄薬剤の温度は、使用中、１５〜８５℃の間とすることができる。洗浄流体を集めるために排液管２６２を洗浄チャンバハウジング２６０に設けることができる。洗浄チャンバのフロア２６３は排液管２６２に向かって角度がついていて、排液管２６２への薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７の流れを良くしている。
【００３７】
ウェーハ裏側（非デバイス側）２１４の表面の洗浄は別の方法で行うことができる。音響エネルギはウェーハの裏側で大きいので、ＲＣＡタイプの洗浄溶液２２４の必要はない。水中の振動のみで粒子をウェーハ２０６から分離して同粒子を運び去るのに十分である。ＤＩ水２１２は、洗浄サイクル及びすすぎサイクルの双方について、ウェーハ裏側２１４を囲む領域において音響エネルギを伝達するための媒体として選択されている。一実施例において、ガスを同伴していないＤＩ水又は脱気したＤＩ水がウェーハ裏側２１４に対し使用するのが好ましい。ＤＩ水２１２は、プラッタ２０８及びウェーハ２０６間の領域を絶えず満たしておくのに十分な速度でチューブ２２８及び供給ポート２４２を介してウェーハ裏側２１４の表面上に送られ、これによりウェーハ表面２１４が絶えず流体と接触することが保証される。ＤＩ水２１２は、例えばノースカロライナ州シャルロットのセルガード（Ｃｅｌｇａｒｄ）により供給される液セル（Ｌｉｑｕｉ−Ｃｅｌ）メンブレン接触器を備えるようなメンブレン式脱気装置（図示せず）に通すことにより、流体入口ポート２４２に向けられる前に、真空で脱気することができる。代替方法として、真空がメンブレンのガス側にあれば、溶解ガスの大部分は流入するＤＩ水２１２から除去することができる。すすぎサイクル及び乾燥サイクルの選択肢として、Ｈ２Ｏと一緒に或いはＨ２Ｏの代わりにＩＰＡを用いるすすぎサイクルが含まれ、また、乾燥サイクルは、ウェーハの回転及びＮ２のような不活性ガスを使用してよい。
【００３８】
一実施例においては、洗浄溶液を殆ど使用せず、洗浄溶液は再使用しない。これは、プロセスにおいて使用される薬剤が小体積である結果であり、薬剤を一度使用したら廃棄するのが効率的である。使用される薬剤がこのように小体積であると、ワンパス（ｓｉｎｇｌｅ ｐａｓｓ）の考え方が経済的であり、環境の負担を重くすることがない。本発明では、薄膜を噴射することにより、浸漬を用いる既存のウェーハメガソニックバッチプロセスと比較して、１／１０以下の水体積の使用でよい。薬剤使用を減らすため、ブラケット２４８は、最初、第１速度で回転されて、第１薬剤２１２をウェーハ２０６の非デバイス側２１６上に供給すると共に、第２薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７をウェーハ２０６のデバイス側２１６上に供給する。一旦供給したら、メガソニックをウェーハの非デバイス側２１４に当てながらブラケットの回転速度を第１速度よりも低くすることができる。ブラケット２４８は、 次いで第１速度よりも高い速度で回転されてウェーハ２０６をすすぎ、また、ブラケット２４８は、 第１速度よりも高い速度で回転されてウェーハ２０６を乾燥させることができる。
【００３９】
薬剤を供給した後、ウェーハの回転を下げて、第１薬剤２１２がウェーハ及びプラッタ間に捕捉された状態に留められるようにすると共に、第２薬剤２２３，２２４，２２５及び２２７によりウェーハの対向側を濡らしておくようにする。一実施例において、洗浄溶液２１２，２２４及び２２５が供給されている間、ウェーハの初期回転速度は、約５０〜３００ｒｐｍの範囲内にしておくことができ、好ましいのは１５０ｒｐｍである。一実施例において、一旦ウェーハ２０６のデバイス側２１６が薬剤２２４又は２２５で濡れたら、ウェーハ回転速度を約１０〜５０ｒｐｍの範囲まで、好ましくはほぼ１５ｒｐｍまで減じることができ、及び／又は薬剤２２４又は２２５を低速で供給することができ、いずれの場合も、サイクル時間を短くすることができ、薬剤使用の節約になる。最後に、一実施例において、洗浄プロセスの後で、すすぎサイクル及び／又は乾燥サイクル中に、ｒｐｍを１０００以上に上げて、ウェーハ２０６上に残留している薬剤を除去することができる。
【００４０】
液体のもっと粗いスプレー或いは液体の無気の流れではなく、薬剤のもっと微細のスプレーでウェーハ表面２１６を濡らすことによって、薬剤の使用量を更に減少させることができる。微細スプレーは、洗浄溶液を供給する１つ以上のノズル２５１の効果的な設計を通じて実現しうるが、その際に、供給される洗浄溶液の温度を調節すると共に、スプレーに作用するチャンバ圧力、ノズル２５１の流体圧力、洗浄溶液２２３，２２４，２２５又は２２７の薬剤補給、並びに洗浄溶液２２３，２２４，２２５及び２２７内の同伴ガス２０５の量及び種類を調節する。
【００４１】
薬剤を再使用しない場合、プラッタ２０８の使用により、種々の液体２２３，２２４，２２５及び２２７を収容しておく利点が得られ、さもないと、液体２２３，２２４，２２５及び２２７は重力によりウェーハの非デバイス側２１４から落ちることになる。ウェーハ２０６に対して洗浄液体２２３，２２４，２２５及び２２７を収容しておくことにより、洗浄液体の使用を低減することができ、プラッタ２０８からウェーハ２０６へと伝達される音響エネルギを最適化することができ、また、洗浄液体２２３，２２４，２２５及び２２７がウェーハ表面２１４により長く作用するのを許容することができる。最後に、ウェーハの非デバイス側に供給される洗浄溶液２２３，２２４，２２５及び２２７は、もっと薄くすることができる、即ち、洗浄溶液はもっと濃度の高い水で生成することができ、これは洗浄薬剤の消費量を更に減少させる。
【００４２】
最終のすすぎサイクルが完了した後、ウェーハを乾燥させるために乾燥サイクルがあってよい。この乾燥サイクル中、窒素ガス（Ｎ２）と混合された２，３ミリリットルのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気が流体供給ポート２４２を介して噴射されて、ウェーハのデバイス側２１６及び非デバイス側２１４と接触する。水よりも小さい表面張力を有するＩＰＡは、表面をより良く濡らして、薄い境界層を形成する。高いウェーハｒｐｍ、界面活性剤としてのＩＰＡ蒸気、及びウェーハ２０６に作用するＮ２ガス圧力の組合せはウェーハ２０６の乾燥時間を短縮する。
【００４３】
図５Ａは、プラッタ５００の一実施例の横断面を示している。プラッタ５０８は、ほぼ３００ｍｍの直径を有するアルミニウムから形成することができ、これは、研磨されて１６√又はもっと平滑な表面仕上げを有している。或いは、言うまでもなく、プラッタ５０８は、サファイア、ステンレス鋼、タンタル、又はチタンのような種々の材料から形成することができる。プラッタ５０８は約３．４３ｍｍの厚さ（５３０）であり、プラッタ表側５１７は、．０１５〜．０４５インチ間の被覆厚さ（５３６）を有する、登録商標・ハラー（Ｈａｌａｒ）（Ａｕｓｉｍｏｎｔ ＵＳＡ，Ｔｈｏｒｏｆａｒｅ， ＮＪ）のような保護用フッ素重合体５３４で被覆することができる。プラッタ裏側５１４は、ほぼ．００１〜．０１０インチの接着剤／半田厚さ５４６を有する導電性エポキシ接着剤又は半田によりアルミニウムに直接結合された１つ以上の音響波変換器５０２を有することができる。各音響波変換器５０２の反対側は、ある周波数で動力を供給するために、符号５４４のように電気配線５２０に可撓的に取り付けることができ、一方、プラッタ５０８はアースに接続されうる。
【００４４】
図５Ｂは、プラッタ５００の一実施例の底面図であり、同プラッタに取着された単一の音響波変換器を示している。図示の形状は円形であるが、例えば正方形、丸い形又は矩形に形成された任意の数の個々の音響波変換器５０２を使用して、カバー領域及び製造上の諸要件を満たすことができる。１つより多い音響波変換器５０２が使用されるのであれば、これらの音響波変換器５０２は、プラッタ裏側５１４の表面積の８０％又はそれ以上をカバーもしくは網羅可能なように、互いに接近して位置付けることができる。ウェーハ５０６（点線）は、その裏側表面５０７の一部にメガソニックエネルギを受けると同時に、このメガソニックエネルギをウェーハの全裏側表面５０７に伝達することができる。このようなウェーハ裏側表面５０７の完全なカバーは、プラッタ５０８からのメガソニックエネルギがウェーハ裏側表面５０７の５０〜１００％に入射している場合に起こりうるが、しかし、最適のスループットには８０〜１００％をカバーすることが必要であり、９０〜１００％のカバーが好ましい。一実施例において、プラッタ５０８に対して音響波変換器が８０％以上を網羅しており、その結果、メガソニックエネルギはウェーハの全裏側表面５０７に作用して、サイクル時間を劇的に短縮させ、従って、ウェーハのスループットを増大させる。別の実施例（図示せず）において、ブラケットは、全ウェーハ表面上に音響エネルギをピックアップするため、ウェーハを回転することなく線形移動で並進させることができる。
【００４５】
音響波変換器の厚さｔ（図５Ａ）は、特定周波数で音波を発生するような寸法にすることができる。変換器が応答するように設計された周波数で発生される信号が変換器に到達するときに、変換器はその周波数で振動する。代表的な音響波変換器は、９２０ｋＨｚの周波数に応答するように設計された厚さ．０９８インチの圧電材料から形成されている。３００ｍｍのウェーハ５０６（プラッタ５０８の対向側における位置を示すため図５Ｂにおいて点線が付されている）については、５．４ＭＨｚの周波数であると、３００ｍｍのウェーハ５０６が該音波に対して透過性である点で特別に有効である。５．４ＭＨｚ±３０％では、音波はウェーハ５０６を実質的に通過して進み反対側のウェーハ表面から出ることができる。５．４ＭＨｚの周波数を得るため、音響波変換器５０２の厚さはもちろんのこと、他の全層（プラッタ５０８及び図５Ａの接着剤／半田層５４０）の各厚さも９２０／５４００＝０．１７倍されており、或いはその代わりに音響波変換器の圧電材料、接着剤及びアルミニウム製プラッタの層厚が５．８７分の１にされている。これにより、変換器が５．４ＭＨｚの周波数に応答するのが可能になると共に、音波がウェーハ５０６に達するまでの途中に通過しなければならない他の材料層５０８及び５４０からの跳ね返りを減少させることが可能になる。例外はフッ素重合体被覆５３４の厚さ５３６（正しい縮尺ではない）であり、これは全実施例において同じに保持することができる。一実施例において、変換器５０２がカリフォルニア州サンタバーバラのチャンネル・インダストリーズ・インコーポレイテッド（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．）により製造されていれば、圧電材料はジルコン酸チタン酸鉛のセラミックである。一実施例において、変換器５０２に供給されるエネルギは少なくとも３０％の効率でウェーハ５０６に達することができる。
【００４６】
図５Ｃは、プラッタ上に条片状に位置決めされた複数の音響波変換器を有する一実施例を例示している。プラッタ裏側５１４に線形に配置された音響波変換器５０２及び５０３は、プラッタ表面５１４上である距離だけ移動することができる。プラッタ裏側５１４にある音響波変換器５０２及び５０３は、プラッタ５０８の少なくとも実質的に直径（ここでは外径と呼ぶ）にわたり延びる条片として配置されていて、プラッタ裏側５１４の面積のほぼ４０％をカバーしている。音響波変換器５０２は、他の音響波変換器５０３とは異なる周波数で伝達しうる。一実施例において、音響波変換器５０２は一本の条片を形成することができ、一方、音響波変換器５０３は第２の平行な条片を形成することができる。代替実施例（図示せず）において、音響波変換器５０２及び５０３は均等に混在させることができる。別の実施例において（図示せず）、音響波変換器は、プラッタ内径からプラッタ外径までの距離、実質的に半径（Ｒ）にわたり延びる一本の条片としうる。この実施例については、音響波変換器５０２及び５０３は、プラッタ裏側５１４の表面積の約２０％をカバーすることができる。音響波変換器によるプラッタのカバーが８０％未満である結果として、補償のため出力が増大されなければ、ウェーハスループットが小さくなることがあるが、メガソニックによるウェーハの完全なカバーは依然として維持することができる。
【００４７】
音波による洗浄、特に粒子除去の効果は、周波数に関係することができ、異なったサイズの粒子は、メガソニック周波数が異なっていると、より効果的に除去することができる。これまでは、ウェーハ（図示せず）から除去すべき粒子の大部分は、０．３μｍ（ミクロン）及び０．１μｍのサイズ内に存在している。ウェーハを洗浄する際、０．３μｍサイズの範囲にある粒子のメガソニックによる除去は９００ｋＨｚ域において効果的であるが、０．１μｍ域にある粒子のメガソニックによる除去は１．８ＭＨｚ域において効果的であることが分かった。一実施例において、メガソニック洗浄のためウェーハに２種の周波数を適用するために、重畳した周波数の組合せを含む単一信号が全ての変換器に送信される。プラッタ上に存在する異なる変換器の各々は、各変換器が適合する対応の周波数のみに応答する。このようにして、単一の信号の範囲内で、ウェーハ処理サイクル全体にわたり各周波数について、個々の周波数を加算もしくは減算したり、或いは出力を変更したりすることができる。
【００４８】
図６Ａ，図６Ｂ及び図６Ｃは、１つ以上の周波数を出力する音響波変換器６５０及び６５２の一実施例を例示している。除去すべき粒子のサイズと、その粒子を除去するメガソニック周波数の効果との間にはある関係が存在することが分かった。ウェーハを洗浄する場合、除去すべき粒子サイズは、しばしば０．３μｍ（ミクロン）及び０．１μｍのサイズ内にある。９２５ｋＨｚ範囲内のメガソニック周波数は、約０．３μｍの直径を有する粒子の除去に効果的であり、１．８ＭＨｚ範囲内のメガソニック周波数は、約０．１μｍの直径を有する粒子の除去に効果的であることが分かった。音響波変換器６５０及び６５２は、プラッタ６０８に取着されており、そこで音響波変換器６５０の幾つかが、残りの音響波変換器６５２とは異なる周波数を出力する。図６Ａは、プラッタ表面６１４の半円部が９２５ｋＨｚの範囲内で振動する第１の変換器６５０で覆われており、プラッタの残りの半分が１．８ＭＨｚの範囲内で振動する第２の変換器６５２で覆われている一実施例を示している。ウェーハ（図示せず）は回転するので、ウェーハ全体が双方の周波数範囲での照射を受ける。これらの変換器６５０及び６５２がたとえ透過する５．４ＭＨｚの周波数で振動されていなくても、十分なエネルギがウェーハに依然として到達することができ、洗浄に効果的である。
【００４９】
多重周波数の音響エネルギをウェーハに伝達するには種々の変換器配列の仕方が可能である。２，３の付加的な変換器配列について以下に記載するが、本発明はそれらに限定されない。図６Ｂは、はす向かいの四分円にある２グループの変換器６５０及び６５２を有するプラッタ６０８の代替実施例を示している。図６Ｃは、プラッタ６０８が、プラッタ表面６１４の直径６５４にわたり実質的に延びている線形条片になってプラッタ上に位置決めされた２グループの変換器６５０及び６５２を有する代替実施例を示している。一実施例において、各変換器グループ６５０及び６５２は、プラッタ表面６１４の約２０％をカバーしている。半円変換器配列（図６Ａ）、四分円変換器配列（図６Ｂ）及び線形条片配列（図６Ｃ）を用いる諸実施例において、ウェーハ（図示せず）の回転は双方の周波数がウェーハ表面の少なくとも８０％に当たることを可能にする。８０％未満の音響波変換器カバーの結果、スループットはなりうる
【００５０】
変換器６５０及び６５２が５．４ＭＨｚの周波数で発生していなければ、即ち５．４ＭＨｚの選択をさせた諸条件についてトランスペアレントであれば、変換器６５０及び６５２、接着剤５４０（図５Ｂ）、並びにプラッタ６０８を構成している各厚さは、音響反射を最小にすると共にウェーハに達する音波の効率を向上させるサイズにやはりすることができる。第１グループの変換器が第２グループの変換器のほぼ２倍の周波数で振動する実施例では、第１グループ変換器６５０の周波数についての反射を最小にするよう選択されたプラッタ厚さ５３０（図５Ａ）は、他グループの変換器６５２の周波数についての反射を減じるのに同様に効果的であろう。上述した諸実施例において例えば２つの周波数が使用されたが、言うまでもなく、任意の数の異なる周波数が与えられていてもよく、また各周波数を発生する各タイプの変換器からのカバー率は変更しうる。１つの周波数からの反射を最小にするようプラッタ厚さが選択された場合、用いられる各周波数の比が最小周波数の整数の倍数であれば、適用される他の全ての周波数もまた最小にされた反射を有することができる。
【００５１】
図７は、洗浄チャンバ７００の一実施例についてのウェーハ除去を例示している。ウェーハ７０６の除去中、代替のブラケット７４８及びノズル７５１は軸線７４５に沿って並進することができ、上方へ約１インチ移動して、ウェーハ７０６が外部ロボットアーム（図示せず）と係合するのを可能にする。次に、洗浄チャンバドア７５８が移動して洗浄チャンバハウジング７６０へのアクセスを許容する。こうして開口ができるために、ロボットアームは、洗浄チャンバハウジング７６０に入り、ウェーハ７０６に係合して取り除き、そのウェーハを洗浄すべき次のウェーハ（図示せず）と交換することができる。このようにして、システム７００がプラッタ７０８、電気モータ７２２、流体配管７２８及び電気配線７４６のような洗浄装置の複雑な諸要素を移動させる必要なしに、ウェーハ７０６を取り付け、洗浄し、取り除くことができる。
【００５２】
図８は、複数のメガソニック周波数が水晶ロッドに適用されている一実施例を例示している。この実施例において、薬剤８０６はノズル８１６を経由してウェーハ８１４に供給される。第１の水晶ロッド８０２と１つ以上の追加のロッド８０４は、該水晶ロッド８０２，８０４及びウェーハ８１４間に液体８０６を集めるように、ウェーハ８１４に接近して配置させることができる。水晶ロッド８０２及び８０４の各々は、その端部に取着された変換器（図示せず）から液体である接触媒質８０６に異なる周波数を伝達する。水晶ロッド８０２及び８０４は、ウェーハ非デバイス側又はウェーハデバイス側であるウェーハ上面８１２に音圧波（ｓｏｕｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｖｅｓ）を伝達するため、それらの軸線８０８及び８１０を回転するウェーハ８１４と平行に延ばして状態で配置されている。
【００５３】
図９は、複数のメガソニック噴射ノズル９０２及び９０４が音響エネルギを伝達するのに使用されている一実施例を例示している。各ノズル９０２及び９０４は、プラッタ９０７内で回転するウェーハ９０６に当たる水スプレー９０８及び９０９に音響エネルギを伝える。この音響エネルギは、ノズル９０２及び９０４により伝えられたときに水滴９０８及び９０９に入り、そしてメガソニックにより付勢された水は、回転しているウェーハの非デバイス側表面９１０上に噴射することができる。プラッタ９０７は、洗浄薬剤９１１を収容するために皿形に凹んだ中央部９１２を有していてよく、その中でウェーハ９０６は“浮いて”いてよい。洗浄薬剤９１１は、ウェーハデバイス側９１３及びプラッタ９０７の間にある領域内にポンプ送りすることができる。この実施例では、複数のメガソニック噴射ノズル９０８及び９０９を使用することができ、１つのノズル９０２に伝えられる周波数は他のノズル９０４に伝えられる周波数とは異なっている。ウェーハが回転する結果、プロセス中にウェーハは双方のメガソニック周波数を受ける。或いは、ウェーハの両側が音響エネルギを直接に、即ち、単にウェーハを介して反対側に伝達される音響エネルギだけでなく受けるように、１つ以上のメガソニック周波数をプラッタ９０７から放射することができる。
【００５４】
図１０は、２つ以上のメガソニック周波数を用いて複数のウェーハをバッチ処理するための装置の一実施例を示している。多数の変換器１００４及び１００８が洗浄装置１０００のチャンバ１００１に配置されている。第１タイプの変換器１００４は第１周波数を発生し、第２タイプの変換器１００８は第２周波数を発生する。第１タイプの変換器１００４は、第１チャンバ表面１００２上に位置決めされ、一方、第２タイプの変換器１００８は、第１チャンバ表面１００２に対してほぼ垂直でよい第２チャンバ表面１００６上に位置決めされる。このようにして、第１タイプの変換器１００４及び第２タイプの変換器１００８の双方により発生された音波は、積み重なったウェーハ１０１０（頂上のウェーハのみ目視できる）に平行に進む。２つの周波数によるプロセスチャンバ１０００内の波の干渉を最小にするため、変換器グループのいずれもが他のグループとは１８０度離れて配置されていない。また、２つの周波数の一方又は双方はパルスとすることができる。代替実施例において、変換器は垂直以外の角度をなしていてよい。一実施例において、多数の周波数を発信する多数の変換器の各々は、メガソニック洗浄ハウジング１０１２の形状及び発生すべき周波数の数の制約条件に適合するよう、９０度未満の角度、即ち鋭角で配置することができる。代替実施例において（図示せず）、変換器１００４及び１００６は、どの表面においても混在するように位置決めすることができる。
【００５５】
図１１は、ロボットアームアセンブリ１１０２を囲んで位置決めされた４つの単一ウェーハ洗浄装置１１０１の集合体１１００を示している。この機械１１００の一側には多数のウェーハカートリッジ１１０４が取着されており、各ウェーハカートリッジが洗浄すべき又は洗浄された複数のウェーハ１１０６を保持している。洗浄チャンバ１１０１の洗浄プロセスは、利用可能なスペース及びロボットアームアセンブリ１１０２の使用を最適化するようにタイミングがとれた順序で進行する。ある可能な順序では、ロボットアームアセンブリ１１０２が未洗浄のウェーハ１１０６をウェーハカートリッジ１１０４から取り込み、このウェーハを洗浄チャンバ１１０１に入れ、別のプロセスチャンバ１１０１からクリーンなウェーハ１１０６を取り出し、このクリーンなウェーハ１１０６を別のウェーハカートリッジ１１０４内に置く。プロセスチャンバ１１０１からウェーハカートリッジ１１０４へ、プロセス１１０１へ等というこの移動は、ウェーハ１１０６の洗浄時間を最適化するが、他の順序バリエーションを使って最適のウェーハ洗浄サイクル時間を選択してもよい。
【００５６】
図１２は、単一ウェーハ洗浄装置の一例を示している。このウェーハ洗浄装置１２００は、積重ね式もしくはスタック式機械である。このスタックの頂部にあるのはフィルタ１２１０とすることができ、そこではファン又はタービンを使用して空気がフィルタ１２１０を貫流している。このフィルタ１２１０は、噴射薬剤がフィルタ１２１０に到達する可能性を減らすべく洗浄チャンバ１２３０からある距離にフィルタ１２１０を位置決めするため、頂部チャンバ１２２０の上に配置することができる。洗浄チャンバ１２３０は、ウェーハ保持ブラケット（図示せず）を、ウェーハを処理するために必要とされる他の設備と共に、収容することができる。洗浄チャンバ１２３０の直下には、洗浄プロセスを制御するのに使用される種々の電子機器１２４０を配置することができ、また、底部には、洗浄チャンバへ送入する洗浄及びすすぎ薬剤１２５０を置くことができる。
【００５７】
図１３は、頂部チャンバの代替実施例を例示している。一実施例において、上述のフィルタ（図示せず）からの空気流は、符号１３２０で示すように部分的に向きを変えられている。空気１３１０の一部は、ウェーハ１３２５（プラッタは明瞭にするため除去）上へと下方に流れるが、残りの部分１３２０は頂部チャンバ１３５０のバイパスチャンバ１３３０を下方に流れる。一連の孔１３４０は、旋回するウェーハ１３２５と整列し環状に離れて配置される。処理中にウェーハ１３２５から振り落とされた薬剤１３４５は、環状の孔１３４０内に引き込まれ、バイパスチャンバ１３３０を流下する。このようにして、洗浄チャンバ１３００を通るオーバーフロー流はよりバランスされ、そして薬剤１３４５はより低い汚染度で収集することができる。より少ない不純物と共に集められたこの薬剤１３４５は、再使用を考慮することができる。
【００５８】
当該技術において良く知られているように、音響エネルギは、境界（材料）を変えるときに跳ね返る又は反射する。従って、変換器接着剤、プラッタ本体及びプラッタフッ素重合体被覆を介して変換器により発生される特定の音響周波数は反射して、後から伝達される音響エネルギと干渉する多くの機会を有すると考えるべきである。一つの解決策は、諸材料の種々の厚さをこの反射が最小になるか無くなるように設計することである。別の解決策は、跳ね返りをおそらく８０％の反射まで許容し、次いで、新たに出射される音響エネルギが反射音響エネルギにぶつからないような速度で伝達音響エネルギをパルスにすることである。前述したように、音響エネルギのパルシングもしくはパルス状発振は、キャビテーションを改善し、従ってアコースティックストリーミングを向上させる利点を有している。
【００５９】
３００ｍｍウェーハの厚さは公称０．７７５ｍｍである。反射の解消もしくは減少は、諸層の厚さがλ／２の倍数となるように選択することにより行うことができ、ここでλはウェーハに印加されるメガソニックエネルギの波長である。或いは、パルシングについては、反射による干渉は信号パルスの長さを２Ｌ／ｃ未満に減少させることにより解消することができ、ここで、ｃは層内の音響信号の速度であり、Ｌは層の厚さである。シリコン内に音響信号の速度は、概略で８４３０ｍ／秒である。従って、パルスもしくはバーストの長さは（０．７７５ｍｍ）２／（８４３０ｍ／秒）＝０．１８μｓとすべきである。このバーストは、非常に短いので、λ／２＝０．７７５ｍｍとなるように周波数を選択するのが良いことであり、パルシングは不必要である。周波数をｆとすると、λ＝８４３０ｍ／秒／ｆであるから、これから周波数は約５．４ＭＨｚになる。
【００６０】
３００ｍｍウェーハについて試みた後、最小の反射でウェーハを通る送信に対する最適共振周波数は５．４ＭＨｚであることが確認された。従って、一実施例において、この５．４ＭＨｚの周波数を使用してメガソニック波をウェーハの非デバイス側に送波している。これらの周波数の波は、殆ど反射なしに、プラッタ及びウェーハを通ってプラッタに対向していないウェーハ面に伝わる。即ち、該波は透過周波数である。現在の３００ｍｍウェーハの厚さ０．７７５ｍｍとは異なるウェーハ厚さについて、５．４ＭＨｚが正しい周波数ではないであろう。ウェーハ（及び先行材料の諸層）を通る透過波を発生するため、諸ファクター、即ちウェーハ厚さとあいまって層比のλ／２厚さ及びシリコン中の音の速度に基づいた数式を使用しうる。透過性である（即ち、跳ね返りのない）周波数を演算するための一般式は４２１５±３０％ｍ／ｄである。ここで、ｍはメートル（ｍｅｔｅｒｓ）であり、ｄはウェーハの厚さ（メートル）である。しかし、別の実施例において、透過波についての周波数を演算するために式４２１５ｍ／ｄを使用し、この周波数をウェーハのデバイス側に適用しうる。このようにして、所定のウェーハ厚さについて、ウェーハに対しウェーハ透過性を有する音響周波数がウェーハデバイス側及び／又はウェーハ非デバイス側に適用されうる。音波がウェーハ表面に達するために通過しなければならない諸材料のスタックに対し透過性である２つ以上の周波数が使用されていれば、最小周波数の倍数である周波数をなるべく多くするのが望ましい。これは諸材料のスタックを通過するかかる周波数の透過性に備えている。かかる周波数の１つがウェーハに対して透過であったら、そのうえ全ての周波数が上述した利点を有することになる。透過周波数を発生させるこの解決策は、２枚以上のウェーハを全体的に浸漬する装置、或いは１本以上の水晶ロッドを使用する装置、或いは音響エネルギをスプレーに注入するのに１本以上のノズルを使用する装置のような他のウェーハ洗浄装置において使用することができる。
【００６１】
多重配線（ｐｏｌｙ−ｌｉｎｅ）、即ちポリシリコン又はアモルファスシリコンなしの粒子除去、微細構造（即ち、０３μｍ未満の寸法を有する）に対する損傷は、ウェーハ裏側表面に垂直に適用されて当たるメガソニックエネルギと関連して使用される洗浄溶液の使用により、大きく減少もしくは解消することができる。９００ｋＨｚ以上の周波数範囲にあるメガソニックエネルギは、高音響出力が印加されるときであっても、脆弱な多重配線（ｐｏｌｙ−ｌｉｎｅｓ）に対する損傷を完全に抑制できる。０．０１Ｗ（ワット）／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２、好ましくは０．１〜５０Ｗ／ｃｍ２のメガソニック出力密度をもたらしうる７００ｋＨｚ以上の周波数をウェーハ裏側に適用することができる。効果的なメガソニック周波数は７００ｋＨｚ〜２．０ＭＨｚの範囲内にあるが、好ましいのは９００ＭＨｚを超える周波数であり、最も好ましいのはほぼ１．５ＭＨｚ±３０％である。
【００６２】
一実施例において、多重配線（ｐｏｌｙ−ｌｉｎｅ）の損傷を軽減もしくは解消するために（メガソニックエネルギと共に）用いられる洗浄溶液は脱塩水でよく、或いは洗浄溶液は、（前述した）ＳＣ−１洗浄プロセスに由来する混合物でよく、約６０℃で適用される。ＳＣ−１洗浄プロセスは水に添加されるＮＨ４ＯＨ＋Ｈ２Ｏ２の洗浄混合物を含み、そしてこの実施例については、洗浄混合物は、体積％でアンモニア対過酸化水素対混合水の比が１：２：８０としうる。供給されるアンモニアは、水に対して体積で約２８％溶液であり、供給された過酸化水素は、水に対して約３１％溶液である。
【００６３】
前述した説明において、本発明は、特定の例示的な実施例について記載されてきた。しかし、冒頭の特許請求の範囲に記載した広義の精神及び範囲から逸脱することなく、該実施例に対し種々の改変及び変更がなしうることは明らかである。従って、明細書及び図面は、限定的というよりは例示的な意味であるとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。
【図１Ｂ】
このウェーハ洗浄チャンバの別の実施例を例示している。
【図２Ａ】
メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバの一実施例を例示している。
【図２Ｂ】
内部に薬剤の流れがあるプラッタ及びウェーハの中央部の一実施例を例示している。
【図３】
ベンチュリノズル構造の実施例を例示している。
【図４Ａ】
回転可能なウェーハ保持ブラケット（ブラケット）の一実施例の上面図を示している。
【図４Ｂ】
このブラケットを３Ｄ的に斜視している。
【図４Ｃ】
プラッタ上方で回転するブラケットにあるウェーハ上下にある空気流の効果を説明している。
【図５Ａ】
プラッタの一実施例の横断面を示している。
【図５Ｂ】
プラッタアセンブリの一実施例の下面図であり、プラッタに取着された単一の音響波変換器を例示している。
【図５Ｃ】
プラッタ上に条片状に位置決めされた音響波変換器を有する一実施例を例示している。
【図６Ａ】
プラッタ表面の一半円部が９２５ｋＨｚ範囲で振動する第１の音響波変換器で覆われており、残りのプラッタ半円部は１．８ＭＨｚ範囲で振動する第２の音響波変換器で覆われている一実施例を示している。
【図６Ｂ】
対角関係の四分円に２グループの音響波変換器を有するプラッタの代替実施例を示している。
【図６Ｃ】
実質的にプラッタ表面の直径にわたりそれぞれ延びる線形の条片になって位置決めされた２グループの音響波変換器を有するプラッタの代替実施例を示している。
【図７】
洗浄チャンバの一実施例についてのウェーハ取出しを例示している。
【図８】
複数のメガソニック周波数が水晶ロッドに適用されている一実施例を例示している。
【図９】
音響エネルギを伝達するために複数のメガソニック噴射ノズルが用いられている一実施例を例示している。
【図１０】
２つ以上のメガソニック周波数を用いて複数のウェーハをバッチ処理する装置の一実施例を例示している。
【図１１】
ロボットアームアセンブリを囲んで位置決めされた４つの単一ウェーハ洗浄装置の集合体を示している。
【図１２】
単一ウェーハ洗浄装置を示している。
【図１３】
頂部チャンバの代替実施例を示している。
【符号の説明】
１００…洗浄チャンバ、１０１…単一ウェーハ洗浄チャンバ、１０６…ウェーハ、１０８…プラッタ、１０８’…プラッタ、１１０…柱状部（ポスト）、１１１…フィルタ、１１２…薬剤、１１３…不活性ガス、１１４…非デバイス側、１１６…デバイス側、１１７…ノズル、１１７’…ノズル、１１９…皿状に凹んだ中央領域、１２３…空気、１２８…チューブ、１４２…貫通孔（供給ポート）、１４５…軸線、１４８…ウェーハ保持ブラケット（ブラケット）、１６０…チャンバ、２００…メガソニック式単一ウェーハ洗浄チャンバ、２０２…音響波変換器（変換器）、２０５…ガス、２０６…ウェーハ、２０８…プラッタ、２１２…薬剤、２１６…ウェーハのデバイス側、２１７…プラッタの上側、２１９…プラッタの下側、２２３，２２４，２２５及び２２７…薬剤（第２薬剤）、２２８…チューブ、２４２…貫通孔（供給ポート）、２４５…ブラケットの回転軸線、２４８…ウェーハ保持ブラケット（ブラケット）、２５１…ノズル、２５３…第２ノズル、３０５…ガス源、３５１…ノズル、３５６…噴射ポート、４０６…ウェーハ、４０９，４０９’…ブラケット支持柱状部（ポスト）、４１１…柱状部（ポスト）、４１４…ウェーハの裏側、４１６…ウェーハの表側、４４８…ブラケット、５０２，５０３…音響波変換器、５０６…ウェーハ、５０８…プラッタ、５１４…プラッタ裏側、５１７…プラッタ表側、６０８…プラッタ、６１４…プラッタ表面、６５０，６５２…音響波変換器、７００…洗浄チャンバ７００、７０６…ウェーハ、７４５…軸線、７４８…ブラケット、７５１…ノズル、８０２，８０４…水晶ロッド、８０６…薬剤、８１２…ウェーハ上面、８１４…ウェーハ、８１６…ノズル、９０２，９０４…ノズル、９０６…ウェーハ、９０７…プラッタ、９０８，９０９…メガソニック噴射ノズル、９１０…非デバイス側表面、９１１…洗浄薬剤、９１２…皿形に凹んだ中央部、９１３…ウェーハデバイス側、１０００…洗浄装置、１００１…チャンバ、１００４，１００８…変換器、１０１０…ウェーハ、１１０１…単一ウェーハ洗浄装置、１１０２…ロボットアームアセンブリ、１１０４…ウェーハカートリッジ、１１０６…ウェーハ、１２００…ウェーハ洗浄装置、１２３０…洗浄チャンバ、１２４０…電子機器、１２５０…薬剤、１３２５…ウェーハ、１３４０…一連の孔、１３４５…薬剤。
【図１Ａ】
2004515053.tif 000003
【図１Ｂ】
2004515053.tif 000004
【図２Ａ】
2004515053.tif 000005
【図５Ａ】
2004515053.tif 000006
【図５Ｂ】
2004515053.tif 000007
【図５Ｃ】
2004515053.tif 000008
【図６Ａ】
2004515053.tif 000009
【図６Ｂ】
2004515053.tif 000010
【図８】
2004515053.tif 000011
【図１２】
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【国際公開パンフレット】
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2004515053.tif 000091
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515053.tif 000092
2004515053.tif 000093
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515053.tif 000094
2004515053.tif 000095
【国際調査報告】
2004515053.tif 000096
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