DE69914917T2

DE69914917T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln eines Werkstücks, wie beispielsweise eines Halbleiter-Wafers

Info

Publication number: DE69914917T2
Application number: DE69914917T
Authority: DE
Inventors: J. Eric BERGMAN; Hess P. MIGNON
Original assignee: Semitool Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2019-04-17
Also published as: DE1100630T1; TW405178B; EP1100630A1; ATE259681T1; WO1999052654A1; KR100572295B1; JP3515521B2; CN1297385A; EP1100630B1; DE69914917D1; JP2002511644A; CN1126609C; EP1100630A4; KR20010034784A

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines Werkstücks in einer Kammer unter Verwenden von einem Ozon-Gas und einer auf das Werkstück aufgebrachten Flüssigkeit zum Entfernen von Material von einer Oberfläche des Werkstücks. Die Erfindung betrifft zusätzlich eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem Stand der Technik EP 0 548 592 A2 ist ein Verfahren zum Reinigen von Halbleiter-Wafern und eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks in einer Kammer bekannt, wobei das Verfahren die Merkmale gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 aufweist, und wobei die Vorrichtung die Merkmale gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 16 aufweist. Das Reinigen der Halbleiter-Wafer ist oftmals ein kritischer Schritt in den Herstellungsverfahren, welche zur Herstellung von integrierten Schaltkreisen oder ähnlichem verwendet werden. Die oftmals behandelten Abmessungen sind in der Größenordnung eines Bruchteils eines Mikrometers, während die Schichtdicken in einer Größenordnung von 20 Angström sein können. Dies macht die Vorrichtungen extrem anfällig für Leistungsherabsetzung aufgrund von organischer, partikularer oder metallischer/ionischer Verschmutzung. Auch Siliziumdioxid, welches bei der Herstellungsstruktur verwendet wird, kann als ein Schmutzstoff angesehen werden, wenn die Qualität oder Dicke des Oxids die Designparameter nicht erfüllt.
EP 548 596 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten, welche innerhalb einer Behandlungskammer rotieren. Ozon-Gas wird durch eine Zuführungsdüse in die Kammer hindurch eingeleitet. Äußerst reines Wasser wird durch Wasserdüsen hindurch auf die Substrate aufgebracht, während die Substrate rotieren. Eine dünne Schicht aus äußerst reinem Wasser wird auf den Substraten gebildet. Organische Materialien und Beläge werden über das Ozon entfernt.
US Patent Nr. 5,503,708 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen einer organischen Schicht, wie beispielsweise Photolack. Dampf und Ozon werden in die Kammer eingeleitet. Der Wafer wird aufgeheizt, um ein Veraschungsverfahren bereitzustellen.
EP 04302145 beschreibt ein Reinigungsverfahren, bei dem ein Wafer in einer Kammer rotiert wird. Ozon und Wasser werden in einem Behälter erhitzt. Der im Behälter erzeugte Dampf wird der Verfahrenskammer zugeführt und auf den Wafer gesprüht, um die Beseitigungsrate des organischen Materials zu beschleunigen.
Obwohl das Wafer-Reinigen eine lange Vorgeschichte hat, wird allgemein in Betracht gezogen, dass die Ära der "modernen" Reinigungstechniken in den frühen Siebzigern begann, als RCA eine Reinigungssequenz entwickelte, um die unterschiedlichen Arten der Verschmutzung zu berücksichtigen. Obwohl andere in dem gleichen Zeitraum dieselben oder ähnliche Verfahren entwickelten, ist die hauptsächliche Reinigungssequenz in ihrer endgültigen Form grundlegend dieselbe.
Der erste Schritt der RCA Reinigungssequenz betrifft das Beseitigen der organischen Verschmutzung unter Verwendung von Gemischen aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid. Verhältnisse sind typischerweise im Bereich von 2 : 1 bis 20 : 1, mit Temperaturen im Bereich von 90–140 Grad Celsius. Dieses Gemisch wird allgemein "Piranha" genannt. Eine jüngere Verbesserung zur Beseitigung der organischen Verschmutzung ersetzt das Wasserstoffperoxid mit Ozon, welches in die Schwefelsäureleitung gesprudelt oder injiziert wird.
Der zweite Schritt des Verfahrens betrifft das Beseitigen der Oxid-Schichten mit Wasser und HF (49%) in Verhältnissen von 200 : 1 bis 10 : 1 und üblicherweise bei Raumtemperaturen. Dieses Behandeln belässt typischerweise Bereiche des Wafers in einem hydrophoben Zustand.
Der nächste Schritt des Verfahrens betrifft unter Verwendung eines Gemischs aus Wasser, Wasserstoffperoxid und Ammoniumhydroxid das Entfernen von Partikeln und die Reoxidation von hydrophoben Silizium-Oberflächen üblicherweise bei einer Temperatur von ungefähr 60–70 Grad Celsius. In der Vergangenheit waren die Verhältnisse dieser Komponenten in der Größenordnung 5 : 1 : 1. In den letzten Jahren wurde das Verhältnis insbesondere zu 5 : 1 : 0,25, oder sogar noch weiter verdünnt. Dieses Gemisch wird im Allgemeinen "SC1" (engl.: Standard Clean 1, Standard Rein 1) oder RCA1 genannt. Alternativ ist es auch als HUANG1 bekannt. Obwohl dieser Teil des Verfahrens hervorragende Arbeit bei dem Entfernen von Partikeln mittels gleichzeitigen Anwachsens und Wegätzens einer Siliziumdioxid-Schicht auf der Oberfläche eines blanken Silizium-Wafers (in Verbindung mit der Erzeugung eines Zeta-Potentials, welches die Entfernung der Partikel begünstigt) leistet, hat er den Nachteil, dass er Metalle, wie Eisen und Aluminium, in Lösung veranlasst sich auf der Siliziumoberfläche abzulagern.
Im letzten Teil des Verfahrens werden die Metalle mit einem Gemisch aus Wasser, Wasserstoffperoxid und Salzsäure entfernt. Die Entfernung wird üblicherweise bei rund 60–70 Grad Celsius ausgeführt. In der Vergangenheit waren solche Verhältnisse von der Größenordnung 5 : 1 : 1, aber kürzliche Entwicklungen haben gezeigt, dass verdünntere Chemikalien genauso effektiv sind, einschließlich verdünnte Gemische aus Wasser und HCl. Dieses Gemisch wird allgemein mit "SC2" (engl.: Standard Clean 2, Standard Rein 2), RCA2 oder HUANG2 benannt.
Die vorangegangenen Schritte laufen oft in einer Sequenz ab, welche als eine "Vor-Diffusions Reinigung" bezeichnet wird. Solch eine Vor-Diffusions Reinigung stellt sicher, dass sich die Wafer in einem extrem reinen Zustand befinden, bevor thermische Operationen, welche Verunreinigungen in die Vorrichtungsschicht einbauen können oder diese in einer solchen Weise zur Diffusion veranlassen, welche die Vorrichtung unbrauchbar machen. Obwohl dieses Vier-Schritt Reinigungsverfahren als Standard-Reinigungsverfahren in der Halbleiterindustrie betrachtet wird, gibt es viele Variationen dieses Verfahrens, welche die gleichen Sub-Komponenten verwenden. Die Piranha Lösung kann beispielsweise von dem Verfahren abgeleitet werden, das in einer Prozessierungssequenz HF->SC1->SC2 resultiert. In vergangenen Jahren haben dünne Oxide Anlass zur Sorge bei der Geräteleistung gegeben, so dass Salzsäure-Chemikalien für eine abschließende Prozessierungssequenz entwickelt wurden ("hydrochloric acid last" chemistries). In solchen Prozessierungsschritten wurden ein oder mehrere der oben genannten Reinigungsschritte mit der letzten Reinigung, welche Salzsäure enthält, eingesetzt, um die Silizium-Rückseite von der Wafer-Oberfläche zu beseitigen.
Die Weise, auf welche eine spezielle Chemie auf die Wafer angewendet wird, kann genauso von großer Bedeutung sein wie die mit gegenwärtiger Chemie eingesetzte. Zum Beispiel können HF-Eintauchverfahren auf blanke Silizium-Wafer konfiguriert werden, so dass sie partikelneutral sind. Sprühen von HF auf blanke Silizium-Wafer zeigt typischerweise Partikelzusätze von ein paar hundert oder mehr Partikeln bei 0,2 Mikrometer nominalem Durchmesser.
Obwohl das oben beschriebene Vier-Chemie Reinigungsverfahren, für eine Anzahl an Jahren effektiv war, hat es dennoch bestimmte Mängel. Solche Mängel schließen die hohen Kosten der Chemikalien, die langen Verfahrenszeiten, die benötigt werden, um die Wafer durch die verschiedenen Reinigungsschritte zu bekommen, der hohe Wasserverbrauch aufgrund des Bedarfs an umfassendem Ausspülen zwischen den chemischen Schritten und die hohen Entsorgungskosten ein. Das Ergebnis ist ein Bemühen gewesen, alternative Reinigungsverfahren zu finden, die genauso gute oder bessere Ergebnisse als das existierende Vier-Chemie Reinigungsverfahren liefern, welche aber ökonomisch attraktiver sind.
Verschiedene chemische Verfahren wurden in einem Versuch entwickelt, um das existierenden Vier-Chemie Reinigungsverfahren zu ersetzen. Jedoch verfehlten solche Reinigungsverfahren, alle wichtigen Reinigungsanforderungen der Halbleiterfertigungs-Industrie vollständig zu berücksichtigen. Insbesondere verfehlten diese, das Problem der Minimierung der Verschmutzung von einem oder mehreren der folgenden Schmutzstoffe vollständig zu berücksichtigen: organische Materialien, Partikel, Metalle/Ionen und Siliziumdioxid.
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Das Problem wird gelöst mit Hilfe eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 22 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
Besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Eine neuartige Chemie und Anwendungstechnik, welche in einer chemischen Bearbeitungssequenz verwendet wird, um die Verschmutzungsbelange der mikroelektronischen Fabrikationsindustrie zu berücksichtigen, wird dargelegt. Diese Belange sind namentlich: Verschmutzungsminimierung für organische Materialien, Partikel, Metall/Ionen und Siliziumdioxid. Im Allgemeinen gesagt, wird das Reinigen von Werkstücken, wie beispielsweise von Halbleiter-Wafern, mittels Zuführens eines chemischen Strahls auf die Werkstückoberfläche durchgeführt. Ozon wird entweder einem flüssigen Verfahrensstrahl oder der Verfahrensumgebung zugeführt. Der chemische Strahl, welcher in Form einer Flüssigkeit oder eines Gases sein kann, wird auf den Wafer in einem System angewendet, welches das Steuern der Grenzschicht, welche sich auf der Oberfläche des Werkstücks bildet, ermöglicht. Der chemische Strahl kann Komponenten wie beispielsweise Ammoniumhydroxid zur gleichzeitigen Entfernung von Partikeln und organischem Material enthalten, andere Chemikalien, um den pH-Wert der Lösung zu steigern oder andere chemische Zusätze, die entwickelt wurden, um einen oder mehrere spezielle Reinigungsaufgaben auszuführen. Die besondere Anwendungstechnik ist konfiguriert, um eine Grenzschicht der Flüssigkeit auf der Oberfläche des Wafers auszubilden und zu steuern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens sind die Wafer, die gereinigt werden sollen, in einer Standard-Teflon-Wafer-Kassette oder in einer Verfahrenskammer, die ein "trägerloses" Rotordesign verwendet, angeordnet. Das letztere Design ist bei Nass-Prozessierungswerkzeugen, wie beispielsweise Säure-Zerstäubungs-Werkzeugen und Lösungs-Zerstäubungs-Werkzeugen, welche von Semitool Inc. aus Kalispell in Montana erhältlich sind, üblich.
Die Kassette oder die Wafer sind in einer eingeschlossenen Umgebung, wie beispielsweise in einer Prozessierungskammer, angeordnet, die in einem der vorangegangenen Werkzeuge, erhältlich von Semitool Inc. implementiert ist. Während der Bearbeitung werden die Wafer und/oder die Kassette in der Kammer gedreht.
Eine Prozessierungslösung wird von einem Temperatur gesteuerten, im Kreislauf umgepumpten chemischen Tank auf die Wafer-Oberfläche gesprüht. Dies heizt die Oberflächen der Wafer genauso wie die Umgebung. Wenn der Zerstäuber abgeschaltet wird, verbleibt eine dünne Flüssigkeitsschicht auf den Wafer-Oberflächen. Jedoch wird es allgemein der Fall sein, dass die Flüssigkeitszerstäubung für die Dauer des chemischen Verfahrensschritts fortgesetzt wird. In dem Fall, bei dem die Wafer-Oberfläche hydrophob ist, kann der flüssigen Chemikalie ein grenzflächenaktiver Stoff hinzugefügt werden, um eine dünne Flüssigkeitsschicht auf den Oberflächen zu erzeugen. Die Grenzschicht der Prozessierungslösung auf der Wafer-Oberfläche wird gesteuert mittels des Verwendens der Rotationsrate, der Flussrate der Prozessierungslösung und/oder der Einspritztechnik (Düsen-Design), die verwendet wird, um den Flüssigkeitsstrahl (oder Dampfstrahl) zur Oberfläche der Wafer zu bringen.
Ozon wird gleichzeitig während der Flüssigkeitszerstäubung in die abgeschlossene Kammer injiziert, entweder durch den gleichen Verteiler wie die Flüssigkeitszuführung oder durch einen separaten Verteiler. Ozon-Injektion kann fortgesetzt werden, nachdem der Zerstäuber abgeschaltet wurde. Wenn die Wafer-Oberflächen anfangen zu trocknen (wie im Fall des nicht weiterlaufenden Zerstäubers), wird ein kurzer Sprühstoß aktiviert, um die Flüssigkeit nachzufüllen. Dies stellt sicher, dass die freiliegenden Wafer-Oberflächen zu jeder Zeit nass bleiben und dass die erhöhte Temperatur ebenfalls an den Wafer-Oberflächen aufrechterhalten wird. Allgemein wird ein kontinuierliches Sprühen bevorzugt.
Während Ozon in der heißen Flüssigkeitslösung eine begrenzte Löslichkeit hat, ist es auch in der Lage durch die Lösung zu diffundieren und mit der Oberfläche des Wafers (egal, ob es Silizium, Photolack, usw. ist) an dem Grenzbereich flüssig/fest zu reagieren. Deswegen ist Diffusion, eher als Auflösung, der primäre Mechanismus, der verwendet wird, das Ozon auf die Oberflächen der Wafer zu bringen. Es wird angenommen, dass Wasser helfen kann, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbindungen zu hydrolysieren oder die Oxidation der Silizium-Oberflächen mittels Hydrolysierens von Silizium-Wasserstoff- oder Siliziumhydroxyl-Verbindungen zu beschleunigen. Die erhöhte Temperatur unterstützt die Reaktionskinetik, und die hohe Konzentration des Ozons in der Gasphase unterstützt Diffusion des Ozons durch die Flüssigkeitsschicht, auch wenn die erhöhte Temperatur der Flüssigkeitsschicht nicht in einer Lösung resultiert, die eine hohe Konzentration von gelöstem Ozon in sich hat.
Der Strom des Ozons kann der Verfahrenskammer mittels eines Verdampfungsgenerators oder ähnlichem zugeführt werden. Solch ein Generator ist mit Wasser gefüllt, welcher Temperatur gesteuert ist. Deshalb ist der Ozon-Gas-Strahl mit Wasserdampf angereichert, welcher die Grenzschicht an jeder Wafer-Oberfläche bei einer minimalen Dicke aufrechterhält, so dass die Schicht die Diffusion nicht behindert. Zur selben Zeit unterstützt eine solche Zuführung den Schutz der Wafer vor vollständiger Austrocknung während der Bearbeitung.
Bei einem normalen Sprüh-Bearbeitungsbetrieb sind die Wafer-Rotationsgeschwindigkeiten in einem Bereich von 10–100 U/min. Solche geringen Geschwindigkeiten führen dazu, eine dicke Flüssigkeits-Grenzschicht zu ermöglichen, die sich auf den Oberflächen der Wafer aufbaut, um eine Diffusionsbarriere zu erzeugen, welche ihrerseits die Reaktionsrate hemmt. Es wurde jedoch herausgefunden, dass ein kontinuierliches Sprühen einer Flüssigkeit, wie beispielsweise entionisiertes Wasser, welches aufgeheizt wird, um die Oberflächentemperatur der Wafer aufrechtzuerhalten, kombiniert mit hohen Rotationsgeschwindigkeiten (> 300 U/min), eine sehr dünne Grenzschicht, die die Diffusionsschichtdicke minimiert, bildet und deshalb zu einer erhöhten Stripprate führt. Es wurde außerdem herausgefunden, dass eine Zunahme in der Rotationsrate der Wafer während der Bearbeitung eine entsprechende Zunahme in der Stripprate ergibt. Zum Beispiel ergibt eine Zunahme in der Rotationsrate von 300 auf 800 U/min eine Zunahme der Stripprate um einen Faktor 2 oder mehr. Einer weiteren Zunahme auf 1500 U/min wurde entnommen, dass sich eine weitere zweifache Zunahme ergibt. Rotationsraten über 3000 U/min werden erwartet.
Um das offenbarte Verfahren weiter zu verbessern, wird die Temperatur der Flüssigkeitszufuhr (Wasserzufuhr) erhöht, um die Zufuhr eines gesättigten Dampfes unter Druck in die Bearbeitungskammer zu erzeugen. Unter solchen Umständen ist es möglich, Oberflächentemperaturen der Wafer von über 100 Grad Celsius zu erzielen, wodurch die Reaktionskinetik weiter beschleunigt wird. Ein Dampfgenerator kann benutzt werden, um die Bearbeitungskammer zum Erreichen gewünschter Temperaturen unter Druck zu setzen. Zum Beispiel kann gesättigter Dampf bei 126 Grad Celsius bei entsprechendem Anstieg des Drucks in der Bearbeitungskammer auf 35 psia verwendet werden. Der angestiegene Druck innerhalb der Bearbeitungskammer gewährleistet auch die Verwendung von höheren Ozonkonzentrationen, wodurch ein höherer Diffusionsgradient entlang über die Grenzschicht an der Oberfläche eines jeden Wafers erzeugt wird. Weiter noch ermöglicht das Verwenden von Dampf auch die Verwendung von geringeren Rotationsraten, um die erforderlichen dünnen Grenzschichten auf den Oberflächen der Wafer zu erreichen. Die Oxidationsrate des Ozons kann ebenfalls mittels Bestrahlens der Oberflächen der Wafer mit ultraviolettem Licht erhöht werden.
Die Erfinder haben ferner herausgefunden, dass es jetzt möglich ist, Partikel, Metalle und organische Materialien gleichzeitig in einem einzigen Prozessierungsschritt zu entfernen. Weiter ist es jetzt möglich, eine frische, saubere, gesteuerte chemische Oxidschicht im selben Schritt aufzufüllen. Zu diesem Zweck können der Prozessierungsflüssigkeit bestimmte Zusätze zugeführt werden, um auf bestimmte Schmutzstoffe speziell abzuzielen und/oder die Effektivität des Gesamtverfahrens zu steigern. Ammoniumhydroxid kann zum Beispiel der Prozessierungsflüssigkeit (z. B. entionisiertes Wasser) zugesetzt werden, um die Partikelzahl auf dem Werkstück zu reduzieren. Bei solch einem Verfahren verhindert das Ozon Lochfraß der Siliziumoberfläche aufgrund des Ammoniumhydroxids.
Andere Zusätze, die die Reinigungsfähigkeit des Gesamtverfahrens steigern, schließen HF und HCl ein. Solche Zusätze haben die folgenden Vorteile/Effekte:

1) Entfernen von organischen Schmutzstoffen
2) Entfernen von Oxiden und Erneuern von gesteuerten chemischen Oxiden
3) Entfernen von Partikeln
4) Entfernen von Metallen

Nachdem einer oder mehrere der vorangegangenen Reinigungsverfahrensschritte abgeschlossen wurden, werden die Wafer für die nachfolgenden Reinigungsschritte vorbereitet. Zu diesem Zweck werden die Wafer einer Spülung mit entionisiertem Wasser oder einer geeigneten wässrigen Lösung unterzogen. Zu diesem Zeitpunkt kann das Ozon innerhalb der Bearbeitungskammer zum Beispiel auch mit einer Stickstoffspülung gereinigt werden.
In Prozessierungsschritten, in denen ein Zusatz, der die Fähigkeiten der Lösung zur Metallentfernung steigert, nicht verwendet wird, kann es erforderlich sein, einen weiteren Prozessierungsschritt zur Metallentfernung auszuführen. Bei einem oder mehrerer solcher Reinigungsschritte kann Metall und/oder Siliziumdioxid von den Oberflächen der Wafer mittels Anwendung eines Temperatur gesteuerten Gemischs aus Flusssäure und/oder Salzsäure, Chloressigsäure oder anderer halogenhaltiger Chemikalien entfernt werden. Ozon kann oder kann nicht während dieses Schrittes in den Flüssigkeitsstrahl oder in die Verfahrenssumgebung eingebracht werden.
Nachdem ein oder mehrere der vorangegangenen Schritte abgeschlossen wurden, einschließlich beliebiger Zwischen-Reinigungsschritte, werden die Wafer einer letzten Spülung in einem entionisierten Wasser oder einer wässrigen Lösung unterzogen. Nach der Spülung werden die Wafer auf eine Weise getrocknet, die die Verwendung von erhitztem Stickstoff, einem anderen inerten Gasfluss oder organischem Gas einschließt. Die Wafer können während des Trocknungsverfahrens zusätzlich gedreht werden.
Das offenbarte Verfahren ist anwendbar auf eine Anzahl von Situationen, die das Reinigen oder selektive Entfernen von Schmutzstoffen von der Oberfläche eines Werkstücks erfordern. Ein oder mehrere dieser offenbarten Verfahrensschritte können zum Beispiel verwendet werden, um Photolack von der Oberfläche eines Halbleiter-Wafers zu entfernen. Es ist nun noch weiter möglich, gleichzeitig eine Schicht von Photolack und eine entsprechende Schicht einer antireflektierenden Beschichtung (ARC) in einem einzigen Prozessierungsschritt unter Verwendung einer einzigen Prozessierungslösung zu entfernen. Insbesondere hat der Erfinder herausgefunden, dass eine wässrige Lösung, die einen hohen pH-Wert hat, wie beispielsweise eine Lösung von Ammoniumhydroxid und/oder Tetrametylammoniumhydroxid und entionisiertes Wasser, verwendet werden kann, um eine gesteuerte Grenzschicht zu bilden, welche mit Ozon zusammenwirkt, um sowohl den Photolack als auch die antireflektierende Beschichtung zu entfernen. Von der vorangegangenen Beschreibung gibt es mehrere neuartige Aspekte zu diesem offenbarten Verfahren. Diese beinhalten:

1) Die Verwendung einer Temperatur gesteuerten chemischen Flüssigkeitsquelle, die der Oberfläche des Wafers zugeführt wird, um die Temperatur des Wafers zu stabilisieren und, in Abhängigkeit von der verwendeten Flüssigkeit, eine Zuführung von Wasser bereitzustellen, um die Hydrolyse der Kohlenstoff- Kohlenstoff-Verbindungen der Schmutzstoffe auf der Oberfläche eines jeden Wafers zu unterstützen.
2) Die Steuerung der Dicke der Grenzschicht der auf der Oberfläche des Wafers vorhandenen Flüssigkeit, so dass diese keine derart ausreichende Dicke aufweist, um die Diffusion von Ozon zu der Oberfläche des Wafers wesentlich zu behindern. Als solches ist es dem Ozon ermöglicht, durch die gesteuerte Grenzschicht zu diffundieren, wo es Silizium, organische Materialien oder Metalle an der Oberfläche oxidieren kann, oder andererseits irgendeine erwünschte Reaktion unterstützt. Die Grenzschicht kann mittels der Steuerung der Wafer-Rotationrate, der Gas-Zulieferung, des gesteuerten Flüssigkeits-Versprühens, des Verwendens von Dampf, des Verwendens von grenzflächenaktiven Stoffen oder einer Kombination aus mehr als einer dieser Techniken gesteuert werden.
3) Das Verfahren findet in einer geschlossenen Prozessierungskammer statt, welche zum Erzeugen einer unter Druck gesetzten Prozessierungsumgebung verwendet werden kann oder nicht.

Kurzbeschreibung der verschiedenen Darstellungen der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Behandeln eines Halbleiter-Werkstücks, in welcher Ozon in eine Zuleitung injiziert wird, die eine unter Druck gesetzte Behandlungsflüssigkeit enthält.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Behandeln eines Halbleiter-Werkstücks, in welcher das Halbleiter-Werkstück mittels Aufheizens einer Behandlungsflüssigkeit, welche auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht wird, indirekt aufgeheizt wird.
3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrensflusses zum Behandeln eines Halbleiter-Werkstücks mit einer Behandlungsflüssigkeit und Ozon darstellt.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels des in 2 beschriebenen Systems, wobei das Ozon und die Behandlungsflüssigkeit entlang verschiedener Durchflusswege dem Halbleiter-Werkstück zugeführt werden.
5 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Behandeln eines Halbleiter-Werkstücks, in welcher unter Druck gesetzter Dampf und Ozon einer unter Druck gesetzten Kammer zugeführt werden, welche ein Halbleiter-Werkstück enthält.
6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Behandeln eines Halbleiter-Werkstücks, in welcher eine ultraviolette Lampe verwendet wird, um die kinetischen Reaktionen an der Oberfläche des Werkstücks zu steigern.
7 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Behandeln eines Halbleiter-Werkstücks, in welcher Flüssigkeits-Gas-Drucküberwachungskontakte verwendet werden, um die kinetischen Reaktionen an der Oberfläche des Werkstücks zu steigern.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Vorrichtung für die Zulieferung eines Gemischs aus einer Behandlungsflüssigkeit und Ozon zum Behandeln einer Oberfläche eines Werkstücks, wie beispielsweise ein Halbleiter-Werkstück, um die vorangegangenen Bearbeitungen auszuführen, wird im Folgenden dargelegt. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung weist eine Flüssigkeitszuleitung zum Bereitstellen einer Fluid-Kommunikation zwischen einem Reservoir, das die Behandlungsflüssigkeit enthält, und einer Behandlungskammer, in der das Halbleiter-Werkstück untergebracht ist, auf. Eine Heizung ist angeordnet, um das Werkstück entweder direkt oder indirekt aufzuheizen. Bevorzugt wird das Werkstück mittels Aufheizens der Behandlungsflüssigkeit, die dem Werkstück zugeführt wird, aufgeheizt. Eine oder mehrere Düsen nehmen die Behandlungsflüssigkeit von der Flüssigkeitszuleitung an und sprühen sie auf die Oberfläche des Werkstücks, während ein Ozon-Generator das Ozon einer Umgebung zuführt, welche das Werkstück enthält.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, geeignet für die Zuführung von Ozon und einer Behandlungsflüssigkeit zum Behandeln eines Halbleiter-Werkstücks gemäß dem vier oder Prozessen, ist in 1 dargestellt. Das Behandlungssystem, allgemein gezeigt bei 10, weist eine Behandlungskammer 15 auf, die ein oder mehrere Werkstücke 20, wie beispielsweise Halbleiter-Wafer Werkstücke enthält. Obwohl das dargestellte System auf eine Chargen-Werkstück-Vorrichtung gerichtet ist, lässt sich erkennen, dass das System genauso gut auch dem Gebrauch in der Einzel-Werkstück-Prozessierung leicht anpassbar ist.
Die Halbleiter-Werkstücke 20 werden innerhalb der Kammer 15 mittels einem oder mehrerer Träger 25 getragen, die zum Beispiel von einem Rotorbauteil 30 abstehen. Das Rotorbauteil 30 dichtet mit dem Gehäuse der Behandlungskammer 15 ab, so dass eine abgedichtete, geschlossene Prozessierungsumgebung gebildet wird. Weiter ist das Rotorbauteil 30 derart vorgesehen, dass die Halbleiter-Werkstücke 20 während oder nach der Behandlung mit Ozon und der Behandlungsflüssigkeit um eine Achse 35 gedreht werden können.
Eine oder mehrere Düsen 40 werden innerhalb der Behandlungskammer 15 derart angeordnet, dass ein Sprühgemisch aus Ozon und Behandlungsflüssigkeit auf die Oberflächen der Halbleiter-Werkstücke 20, die behandelt werden sollen, gerichtet wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel richten die Düsen 40 einen Sprühstoß der Behandlungsflüssigkeit auf die Unterseite der Halbleiter-Werkstücke 20. Jedoch lässt sich erkennen, dass der Flüssigkeits-Sprühstoß alternativ, oder auch zusätzlich, auf die obere Oberfläche der Halbleiter-Werkstücke 20 gerichtet werden kann.
Die Behandlungsflüssigkeit und das Ozon werden mit Hilfe einer Anzahl von Systemkomponenten, die einzigartig angeordnet sind, den Düsen 40 bereitgestellt, um eine einzelne Fluidzuleitung, die Ozon mit der Behandlungsflüssigkeit vermischt aufweist, bereitzustellen. Zu diesem Zweck definiert ein Reservoir 45 eine Kammer 50, in welcher die Flüssigkeit, die mit dem Ozon gemischt werden soll, angesammelt wird. Die Kammer 50 ist in Fluid-Kommunikation mit dem Eingang eines Pumpmechanismus 55. Der Pumpmechanismus 55 stellt die Flüssigkeit unter Druck entlang eines Fluid-Durchflussweges, allgemein gezeigt bei 60, zur endgültigen Zufuhr zu dem Eingang der Düsen 40 bereit. Das bevorzugte Behandlungs-Fluid ist ein entionisiertes Wasser, jedoch lässt es sich erkennen, dass andere Behandlungs-Fluide, wie beispielsweise andere wässrige oder nicht wässrige Lösungen angewendet werden können.
Eine Anzahl an Komponenten wird entlang der Fluid-Durchflussleitung 60 angeordnet. Zuerst wird ein Filter 65 entlang der Fluid-Durchflussleitung 60 angeordnet, um mikroskopische Schmutzstoffe aus dem Behandlungs-Fluid herauszufiltern. Das Behandlungs-Fluid, noch unter Druck, wird dem Ausgang des Filters 65 entlang der Fluid-Durchflussleitung 70 bereitgestellt. Entlang der Fluid-Durchflussleitung 70 wird das Ozon injiziert. Das Ozon wird erzeugt mittels des Ozon-Generators 75 und wird entlang der Fluid-Durchflussleitung 80 unter Druck der Fluid-Durchflussleitung 70 bereitgestellt. Optional wird die Behandlungsflüssigkeit, jetzt mit Ozon eingespritzt, dem Eingang eines Mischers 90 zugeführt, der das Ozon und die Behandlungsflüssigkeit vermischt. Der Mischer 90 kann statisch oder aktiv sein. Vom Mischer 90 werden die Behandlungsflüssigkeit und das Ozon zum Eingang der Düsen 40 geführt, welche ihrerseits die Flüssigkeit auf die Oberfläche der Halbleiter-Werkstücke 20, die zu behandeln sind, sprühen und zusätzlich das Ozon weiter in die Umgebung der Behandlungskammer 15 einführen.
Um zusätzlich das Ozon in der Behandlungsflüssigkeit zu konzentrieren, wird eine Ausgabe des Ozon-Generators 75 einer Dispersionseinheit 95 zugeführt, die in der Flüssigkeitskammer 50 des Reservoirs 45 angeordnet ist. Die Dispersionseinheit 95 stellt einen dispergierten Fluss von Ozon durch die Behandlungsflüssigkeit bereit, um dadurch vor der Injektion einer zusätzlichen Menge Ozon entlang des Fluid-Weges 60 Ozon dem Fluid-Strahl zuzufügen.
In dem Ausführungsbeispiel des Systems der 1 wird die verbrauchte Flüssigkeit in der Kammer 15 entlang der Fluidleitung 105 zum Beispiel einem Ventilmechanismus 110 bereitgestellt. Der Ventilmechanismus 110 kann betrieben werden, um die verbrauchte Flüssigkeit entweder einem Abfluss 115 oder zurück zur Flüssigkeitskammer 50 des Reservoirs 45 zuzuführen. Der sich wiederholende Kreislauf der Behandlungsflüssigkeit durch das System und zurück zum Reservoir 45 unterstützt bei der Erhöhung der Ozonkonzentration in der Flüssigkeit mittels wiederholter Ozoninjektion und/oder Ozondispersion.
Ein anderes Ausführungsbeispiel eines Systems zur Lieferung eines Fluidgemischs zur Behandlung der Oberfläche eines Halbleiter-Werkstücks ist in 2 dargestellt. Obwohl das System 120 der 2 im Wesentlichen dem System 10 der 1 gleich ist, gibt es signifikante Unterschiede. Das System 120 der 2 basiert auf der Erkenntnis der Erfinder, dass das Aufheizen der Oberflächen der Halbleiter-Werkstücke 20 mit einer erhitzten Flüssigkeit, welche zusammen mit einem Fluss von Ozon, der eine Ozon-Atmosphäre bildet, zugeführt wird, ziemlich effektiv bei dem Strippen des Photolacks, bei dem Entfernen der Asche und/oder bei dem Reinigungsverfahren ist. Als solches beinhaltet System 120 eine oder mehrere Heizungen 125, die verwendet werden, die Behandlungsflüssigkeit zu erhitzen, so dass diese bei einer erhöhten Temperatur, die die Oberflächenreaktionen beschleunigt, den Oberflächen der Halbleiter-Werkstücke zugeführt wird. Es lässt sich erkennen, dass es ebenso möglich ist, die Werkstücke direkt aufzuheizen, um so die Reaktionen anzuregen. Solches Aufheizen kann zusätzlich zu dem indirekten Heizen oder anstatt des indirekten Heizens der Werkstücke mittels Kontakt mit der erhitzten Behandlungsflüssigkeit stattfinden. Zum Beispiel können die Träger 25 die Heizelemente enthalten, die verwendet werden können, die Werkstücke 20 zuheizen. Die Kammer 15 kann eine Heizung enthalten zur Erhöhung der Temperatur der Kammerumgebung und Werkstücke.
Wie oben aufgeführt, ist die bevorzugte Behandlungsflüssigkeit entionisiertes Wasser, da davon ausgegangen wird, dass es erforderlich ist, die Reinigungs/Entfernungs-Reaktionen an der Werkstückoberfläche möglicherweise mittels Hydrolyse der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen von organischen Molekülen einzuleiten. Die Erfinder erkennen jedoch, dass bedeutende Mengen an Wasser eine kontinuierliche Schicht auf der Halbleiter-Werkstücksoberfläche bilden können. Diese Schicht wirkt wie eine Diffusionsbarriere gegenüber dem Ozon, wodurch die Reaktionsraten gehemmt werden. Steuern der Grenzschichtdicke, was weiter unten im Detail erklärt wird, wird mittels des Steuerns der Umdrehungen pro Minute (U/min) des Halbleiter-Werkstücks, der Gaszulieferung und der gesteuerten Zerstäubung der Behandlungsflüssigkeit oder einer Kombination aus einer oder mehreren dieser Techniken durchgeführt. Mittels des Reduzierens der Grenzschichtdicke ist es dem Ozon ermöglicht, zur Oberfläche der Werkstücke zu diffundieren und mit den organischen Materialien, die entfernt werden sollen, zu reagieren.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens, das in dem System der 2 implementiert werden kann, wenn das System 120 verwendet wird, zum Beispiel, den Photolack von den Oberflächen der Halbleiter-Werkstücke zu strippen. Bei Schritt 200 werden die Werkstücke 20, die gestrippt werden sollen, zum Beispiel in einer Teflon-Wafer-Kassette positioniert. Diese Kassette ist in einer abgeschlossenen Umgebung, z. B. in Kammer 15, positioniert. Kammer 15 und ihre entsprechenden Komponenten können basierend auf der Plattform eines Lösungsmittelzerstäubers oder Säureszerstäubers, wie bei Semitool Inc. aus Kalispell in Montana erhältlich, konstruiert werden. Alternativ können die Halbleiter-Werkstücke 20 in Kammer 15 in einer trägerlosen Weise angeordnet werden, welche konsistent ist mit dem automatischen Prozessierungsplattform-Design von MAGNUM^®, dem bei Semitool Inc. erhältlichen mit einem Markenzeichen versehenen Halbleiterbearbeitungs-Werkzeug.
Bei Schritt 205 wird ein erwärmtes entionisiertes Wasser auf die Oberflächen der Halbleiter-Werkstücke 20 gesprüht. Das geheizte entionisierte Wasser heizt die Oberflächen der Halbleiter-Werkstücke 20 sowie die abgeschlossene Umgebung der Kammer 15. Wenn die Besprühung unterbrochen wird, verbleibt eine dünne Flüssigkeitsschicht auf den Werkstück-Oberflächen. Wenn die Oberfläche hydrophob ist, kann dem entionisierten Wasser ein Tensid hinzugefügt werden, um bei der Erzeugung einer dünnen Flüssigkeits-Grenzschicht auf den Werkstück Oberflächen zu assistieren. Im Hinblick auf die Lehren, die hierin dargelegt sind, lässt sich erkennen, dass ein Tensid auch in Verbindung mit hydrophilen Oberflächen verwendet werden kann. Korrosionshemmer können auch in Verbindung mit dem wässrigem Ozon-dünne Grenzschicht-Verfahren verwendet werden.
Die Oberflächen-Grenzschicht von entionisiertem Wasser wird bei Schritt 210 mittels des Verwendens einer oder mehrerer Techniken gesteuert. Die Halbleiter-Werkstücke 20, zum Beispiel, können um die Achse 35 mittels Rotor 30 rotiert werden, um dadurch Zentripedal-Beschleunigungen zu erzeugen, die die Grenzschicht dünnen. Die Flussrate des entionisierten Wassers kann auch verwendet werden, um die Dicke der Oberflächen-Grenzschicht zu steuern. Verringern der Flussrate resultiert in einer reduzierten Grenzschichtdicke. Weiter noch, die Weise, mit der das entionisierte Wasser in die Kammer 15 injiziert wird, kann benutzt werden, die Grenzschichtdicke zu steuern. Düsen 40 können designt werden, um das entionisierte Wasser als Mikro-Tröpfchen zuzuführen, wodurch eine dünne Grenzschicht resultiert.
Bei Schritt 215 wird das Ozon während des Wassersprühens in den Fluid-Durchflussweg 60 injiziert, oder andererseits der inneren Kammerumgebung der Kammer 15 bereitgestellt. Wenn die Vorrichtung der 2 benutzt wird, setzt das Injizieren des Ozons fort, nachdem der Zerstäuber abgeschalten wurde. Wenn die Werkstück-Oberfläche zu trocknen beginnt, wird bevorzugt ein kurzer Sprühstoß aktiviert, um die Flüssigkeitsschicht auf der Werkstück-Oberfläche aufzufrischen. Dies stellt sicher, dass die freiliegenden Werkstück-Oberflächen zu jeder Zeit nass bleiben und zusätzlich stellt es sicher, dass die Werkstück-Temperatur bei der erwünschten Reaktionstemperatur erhöht ist und bleibt. Es wurde herausgefunden, dass ein kontinuierliches Sprühen von entionisiertem Wasser, welche eine Flussrate hat, die ausreichend ist, um die Werkstück-Oberflächen bei einer erhöhten Temperatur aufrechtzuerhalten und hohe Rotationsgeschwindigkeiten (d. h. > 300 U/min, zwischen 300 und 800 U/min, oder bis zu oder sogar höher als 1500 U/min) erzeugt eine sehr dünne Grenzschicht, welche die Ozon-Diffusionsbarriere minimiert und dadurch zu einer gesteigerten Photolack-Stripprate führt. Als solche wird die Steuerung der Grenzschicht-Dicke verwendet, um die Diffusion des reaktionsfähigen Ozons zur Oberfläche des Wafers zu regulieren.
Während Ozon eine begrenzte Löslichkeit im erhitzten entionisierten Wasser hat, ist das Ozon in der Lage durch das Wasser zu diffundieren und mit Photolack an der Grenzfläche flüssig/fest zu reagieren. Es wird geglaubt, dass die Anwesenheit von entionisiertem Wasser zusätzlich Reaktionen mittels der Hydrolyse von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen organischer Ablagerungen, wie beispielsweise Photolack, auf der Oberfläche des Wafers unterstützt. Die höhere Temperatur begünstigt die Reaktionskinetik, während die hohe Konzentration des Ozons in der Gasphase die Diffusion von Ozon durch die dünne Grenzschicht begünstigt, auch wenn die hohe Temperatur der dünnen Grenzschicht tatsächlich keine hohe Konzentration von gelöstem Ozon besitzt.
Nachdem die Halbleiter-Werkstücke 20. mittels Wechselwirkungen des Ozons und/oder der Flüssigkeit mit dem zu entfernenden Material behandelt wurden, werden die Werkstücke einer Spülung bei 220 unterzogen und werden bei Schritt 225 getrocknet. Die Werkstücke können zum Beispiel während der Spülung bei Schritt 220 mit einem Strahl von entionisiertem Wasser besprüht werden. Diese können danach bei Schritt 225 irgendeiner oder mehreren bekannten Trocknungstechniken unterzogen werden.
Gemäß dem vorangegangenen Verfahren werden die erhöhten Temperaturen verwendet, um die Reaktionsraten an der Wafer-Oberfläche zu beschleunigen. Eine Art, auf der die Oberflächentemperatur maximiert werden kann, ist eine konstante Zulieferung von erhitzter Prozessierungsflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder Dampf, während des Verfahrens, aufrechtzuerhalten. Die erhitzte Prozessierungsflüssigkeit berührt und heizt den Wafer während der Prozessierung auf. Jedoch kann eine solche konstante Zulieferung eine erhebliche Kontamination des Wassers oder einer anderen Prozessierungsflüssigkeit ergeben. Um das Wasser zu konservieren und um die am dünnsten mögliche Grenzschicht zu erhalten, kann ein "gepulster Fluss" von Flüssigkeit oder Dampf verwendet werden. Bei den Fällen, bei denen ein solcher "gepulster Fluss" fehlschlägt, die erforderliche erhöhte Wafer-Oberflächentemperatur aufrechtzuerhalten, wird eine alternative Weise der Aufrechterhaltung der Wafer-Oberflächentemperatur benötigt. Eine solche Alternative ist die Verwendung eines "Heiß-Wand"-Reaktors, der die Wafer-Oberfläche und die Prozessierungs-Umgebungstemperaturen auf dem gewünschten Niveau aufrechterhält. Zu diesem Zweck kann die Bearbeitungskammer aufgeheizt werden, zum Beispiel mittels einer oder mehrerer eingebauter erhitzter Umlaufspulen, einer Heizdecke, mittels Bestrahlung von einer thermischen Quelle (z. B. einer Infrarot-Lampe), usw.
In Laborexperimenten wurde ein mit einem Photolack von 1 Mikrometer beschichteter 150 mm Silizium Wafer gemäß den Lehren des vorangegangenen Verfahrens gestrippt. Die Prozessierungskammer wurde mittels Sprühen von entionisiertem Wasser, welches auf 95 Grad Celsius in der Prozessierungskammer für 10 Minuten erhitzt wurde, vorheizt. Während des Reinigungsverfahrens wurde ein gepulster Fluss von entionisiertem Wasser, das auf 95 Grad Celsius erhitzt wurde, verwendet. Der gepulste Fluss schloss eine "Einschaltdauer" von ungefähr fünf Sekunden gefolgt von einer "Ausschaltdauer" von 10 Sekunden ein. Der Wafer wurde bei 800 U/min rotiert und der gepulste Fluss des entionisierten Wassers wurde in die Prozessierungskammer mittels neun Düsen bei einer Rate von drei Litern pro Minute gesprüht. Ozon wurde mittels eines separaten Verteilers bei einer Rate von acht Litern pro Minute bei einer Konzentration von 12% in die Prozessierungskammer injiziert. Die resultierende Stripprate war 7234 Angström/min.
Es gibt viele Vorteile, die sich aus dem Gebrauch der oben beschriebenen Halbleiter-Reinigungsverfahren ergeben. Einer der bedeutensten Vorteile ist, dass das konventionelle 4-Chemie-Reinigungsverfahren unter Beibehaltung der Fähigkeit, organische Materialien zu entfernen, Partikel zu entfernen, Metalle zu reduzieren und Siliziumdioxid zu entfernen, auf ein chemisches zwei-Schritt-Verfahren reduziert werden kann. Verfahrenszeiten, Chemikalienverbrauch, Wasserverbrauch und Erzeugen von Kontamination werden ebenfalls alle signifikant reduziert. Ein weiterer Vorteil des vorangegangenen Verfahrens ist die Anwendbarkeit sowohl auf FEOL als auch auf BEOL Wafer und Stripp-Verfahren. Labortests weisen darauf hin, dass es keinen Befall auf Metallen wie Aluminium, Titan, Wolfram, usw. gibt. Eine bekannte Ausnahme ist Kupfer, welches ein Kupferoxid in Anwesenheit von Ozon bildet. Dieses Oxid ist kein "hartes" und gleichförmiges Passivierungsoxid, wie beispielsweise das Oxid, das sich auf Metallen wie beispielsweise Aluminium ausbildet. Als Konsequenz kann das Oxid leicht entfernt werden.
Wiederum in Bezug auf 3, lässt sich erkennen, dass die Prozessschritte 205–215 in einer im Wesentlichen gleichen Weise ausgeführt werden können. Zusätzlich lässt sich erkennen, dass die Prozessschritte 205–215 mittels Verwendens verschiedener Prozessierungsflüssigkeiten aufeinander folgend wiederholt werden können. In solchen Prozessierungsschritten kann jede der Prozessierungsflüssigkeiten, die verwendet werden, speziell angepasst werden, um einen jeweiligen Satz an Schmutzstoffen zu entfernen. Vorzugsweise ist es jedoch erwünscht, so wenig verschiedene Prozessierungsflüssigkeiten wie möglich zu verwenden. Mittels Verkleinerung der Anzahl an verwendeten verschiedenen Prozessierungsflüssigkeiten wird der Gesamtprozess vereinfacht und die Verkleinerung der Anzahl verschiedener verwendeter Prozessierungsflüssigkeiten minimiert den Chemikalienverbrauch.
Die Erfinder haben eine einzige Prozessierungsflüssigkeit entwickelt, die verwendet werden kann, um die organischen Schmutzstoffe, Metalle und Partikel in einem einzigen Zyklus der Verfahrensschritte, Schritte 205–215, zu entfernen. Die Prozessierungsflüssigkeit weist eine Lösung von entionisiertem Wasser und eine oder mehrerer Komponenten wie HF oder HCl auf, um eine saure Prozessierungsflüssigkeits-Lösung zu erzeugen.
Es ist nun gezeigt worden, dass die Verwendung einer Flusssäure-Lösung, in den Verfahrensschritten bei 205–215 dargelegt, für zahlreiche Vorteile sorgt, einschließlich der folgenden:

1. Entfernen von organischen Schmutzstoffen – Die Oxidationsfähigkeit des Verfahrens ist wiederholt am Photolack demonstriert worden. Strippraten übersteigen oft 4000 Å/Minute. In Anbetracht der Tatsache, dass bei Reinigungsapplikationen die organische Verschmutzung allgemein auf dem molekularen Niveau ist, hat das dargelegte Verfahren eine ausreichende Oxidationsfähigkeit.
2. Entfernen von Oxid und Wiederherstellen eines gesteuerten chemischen Oxids – In Abhängigkeit von der Temperatur der Lösung und der Konzentration von HF in der Lösung kann eine spezifische Ätzrate festgelegt werden. Jedoch wird das Ozon durch die gesteuerte Grenzschicht diffundieren und regeneriert das Oxid, um zu verhindern, dass der Wafer hydrophob wird. Ein 500 : 1 H₂O : HF Gemisch bei 65 Grad Celsius wird SiO₂ bei einer Rate von ungefähr 6 Å/Minute ätzen. Die gleiche Lösung bei 25 Grad Celsius wird SiO₂ bei ungefähr 2 Å/Minute ätzen. Ein typisches "natürliches" Oxid ist im Allgemeinen selbst auf eine Dicke von 8–12 Å begrenzt, welche hauptsächlich die zu erzielende Dicke für die Oxidentfernung ist.
3. Entfernen von Partikeln – Obwohl die säurehaltigen Lösungen nicht das vorteilhafte Zeta-Potential haben, welches bei der oben beschrieben SC1 Reinigung dargestellt ist, ist die Partikelentfernung im dargelegten Verfahren mit einer HF-Prozessierungsflüssigkeit auch als signifikant aufgezeigt worden, da es den gleichen Entfernungsmechanismus der Ätzung und der Wiederherstellung der Oxidoberfläche verwendet.
4. Entfernen von Metallen – In Laborexperimenten wurden die Wafer vorsätzlich mit Eisen, Nickel und Kupfer verschmutzt. Das offenbarte Verfahren mit einer HF enthaltenden Prozessierungsflüssigkeit zeigte eine Verringerung der Metalle um mehr als 3 Größenordnungen. Als eine hinzugefügte Steigerung kann HCl anstelle von HF verwendet werden, um die Metallentfernung abzuschließen, obwohl dies nicht den gleichen Fähigkeitsgrad der Oxid- und Partikelentfernung hat. Die Kombination von HF und HCl ist ein weiterer Vorteil, da jede dieser Chemikalien eine signifikante Fähigkeit zur Metallentfernung hat, wobei aber die Wiederherstellung der Oxidoberfläche in Verbindung mit der Umwandlung der Metalle in Metalloxide und der symbiotischen Wechselwirkung der zwei Säurehalogene eine ganz besonders günstige Umgebung für die Metallentfernung ausbildet.
5. Eine oxidfreie (hydrophobe) Oberfläche kann, wenn gewünscht, mittels Verwendens eines letzten HF Schritts in einer Eintauchzelle oder mittels Verwendens eines HF-Gasschritts nach der Entfernung der Metalle erzeugt werden.

Typische chemische Anwendungszeiten sind im Bereich von 1:00 Minute bis 5:00 Minuten. Verglichen mit einer 4-Chemie Reinigungsverfahrenszeit von rund 20:00 Minuten wird das offenbarte Verfahren mit einer HF und/oder HCl enthaltenden Prozessierungsflüssigkeit sehr attraktiv. Typische H₂O : HF : HCl Konzentrationsverhältnisse sind in der Größenordnung von 500 : 1 : 1 bis 50 : 1 : 1, mit und ohne HF und/oder HCl. Höhere Konzentrationen sind möglich, aber die ökonomischen Vorteile werden verringert. Es ist wichtig anzumerken, dass gasförmiges HF oder HCl in das Wasser injiziert werden könnte, um ebenso die erwünschte Reinigungschemie zu erzeugen. Aufgrund der Unterschiede bei den Prozessor-Konfigurationen und den gewünschten Reinigungsanforderungen, wird die Festlegung der spezifischen Reinigungsverfahrens-Parameter basierend auf diesen Unterschieden und Anforderungen variieren.
Die Verfahrensvorteile schließen das Folgende ein:

1. Verringerung der Menge und Typen der Chemikalien, die beim Reinigungsverfahren verwendet werden.
2. Verringerung des Wasserverbrauchs mittels Beseitigung der zahlreichen dazwischen liegenden Spülungsschritte, die erforderlich sind.
3. Verringerung der Verfahrenszeit.
4. Vereinfachung der Verfahrens-Hardware.

Die offenbarten Verfahren stehen der Intuition entgegen. Es sind Anstrengungen für eine Anzahl an Jahren unternommen worden, in Chemikalien wie beispielsweise SC1 und zu einem geringeren Grad in SC2, Wasserstoffperoxid durch Ozon zu ersetzen. Diese Anstrengungen sind weitgehend fehlgeschlagen, da sie nicht die Grenzschicht gesteuert haben und das Ozon nicht in solch einer Weise eingeführt haben, dass die Diffusion durch die Grenzschicht anstatt der Auflösung in der Grenzschicht der steuernde Mechanismus ist. Während die Reinigungseffizienz der herkömmlichen Lösungen mittels zunehmender Temperatur erheblich gesteigert wird, lässt sich erkennen, dass die Löslichkeit von Ozon in einer gegebenen Flüssigkeitslösung umgekehrt proportional zur Temperatur der Lösung ist. Die Löslichkeit von Ozon in Wasser bei 1 Grad Celsius ist ungefähr 100 ppm. Bei 60 Grad Celsius fällt diese Löslichkeit auf weniger als 5 ppm ab. Bei erhöhten Temperaturen ist die Ozonkonzentration deshalb nicht fähig, eine Silizium Wafer-Oberfläche schnell genug zu passivieren (oxidieren), um sicherzustellen, dass ein Lochfraß auf der Silizium-Oberfläche nicht erfolgt. Deshalb sind die zwei Mechanismen im Widerspruch zu einem anderen, wenn versucht wird, die Verfahrensleistung zu optimieren.
Tests haben gezeigt, dass es bei Anwendung der Grenzschichtsteuerungs-Techniken, die in Verbindung mit den gegenwärtig offenbarten Verfahren erklärt werden, möglich ist, Silizium Wafer bei einem Verhältnis Wasser Ammoniumhydroxidlösung von 4 : 1 und bei 95 Grad Celsius zu bearbeiten und ein Anwachsen der Oberflächerauheit (RMS) von weniger als 2 Angström zu beobachten. Wenn dieselbe Lösung auf ein Eintauchsystem oder auf ein herkömmliches Sprühsystem angewendet wird, wächst die RMS Oberflächenrauheit, wie gemessen mittels Rastertunnelmikroskops, um mehr als 20 Angström an, und die maximale Oberflächenrauheit überschreitet 190 Angström. Während ein herkömmliches Verfahren die Oberfläche bis zu solch einem Grad zusätzlich aufrauhen wird, um die Oberfläche unleserlich mittels Lichtstreuungs-Partikelzähler zu machen, hat zusätzlich die Grenzsteuerungs-Technik tatsächlich Partikelverringerungen von bis zu 50% auf der Wafer-Oberfläche gezeigt.
Im Fall der Oxidation und Entfernung der organischen Verschmutzung zeigt ein herkömmliches wässriges Ozon eine Stripprate an Photolack (eine Kohlenwasserstoff-Schicht) von rund 200–700 Angström pro Minute. In dem Grenzschicht gesteuerten System der offenbarten Verfahren wird die Rate auf 2500 bis 7000 Angström pro Minute in einer Zerstäubungsgesteuerten Grenzschicht beschleunigt, oder 8000 Angström pro Minute, wenn die Grenzschicht mittels Verwendens eines Dampfs bei 100 kPa (15 psi) und 126 Grad Celsius erzeugt und gesteuert wird.
Die offenbarten Verfahren sind geeignet zum Gebrauch in einem weiten Bereich der mikroelektronischen Fabrikationsanwendungen. Ein Problem, das betreffend für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen ist, ist das Ausbilden reflektierender Auskerbungen. Um eine Struktur auf den Halbleiter-Wafer zu belichten, wird der Wafer mit einer photoaktiven Beschichtung überzogen, welche als Photolack bezeichnet wird. Die Widerstands-Schicht wird mit einer Lichtstruktur belichtet, wodurch die Regionen belichtet werden, zu denen das Licht geleitet wird. Da die topografischen Merkmale unter dem Photolack existieren können, ist es jedoch für das Licht möglich, den Photolack zu durchdringen und von einem topographischen Merkmal reflektiert zu werden. Dies. führt zu einer Photolackbelichtung in einem unerwünschten Bereich. Dieses Phänomen ist bekannt als Ausbildung reflektierender Auskerbungen ("reflective notching"). Wenn die Gerätedichte anwächst, wird das reflektierende Auskerben zu einem größeren Problem.
Ein ähnliches Problem tritt als ein Ergebnis der Reflexion senkrecht zum Einfallswinkel der Bestrahlung auf. Solch eine Reflexion kann eine Verzerrung im Belichtungsstrahl mittels des Phänomens der Bildung von stehenden Wellen hervorrufen, wodurch sich Strukturverzerrung auf dem Photolack ergibt.
Um diese Phänomene zu bekämpfen, ist die Verwendung von antireflektierenden Beschichtungs-Schichten üblich geworden. Die Photolackschichten sind typischerweise entweder oberhalb oder unterhalb der antireflektierenden Beschichtungs-Schicht abgelagert. Da sowohl die Photolackschicht als auch die antireflektierende Beschichtungs-Schicht nur "temporäre" Schichten sind, die bei zwischenliegenden Fabrikationsschritten verwendet werden, müssen sie, nachdem solche zwischenliegenden Fabrikationsschritte vollendet sind, entfernt werden.
Es wurde herausgefunden, dass das Verfahren der 3 mit einer Prozessierungsflüssigkeit aufweisend Wasser und Ammoniumhydroxid, um sowohl den Photolack als auch die antireflektierende Beschichtung in einem einzigen Prozessierungsschritt (z. B. die Schritte, die bei 210–215 dargestellt sind) zu entfernen, verwendet werden kann. Obwohl dies bei Konzentrationen zwischen 0,02 Gew-% und 0,04 Gew-% Ammoniumhydroxid in Wasser demonstriert wurde, werden auch andere Konzentrationen in Erwägung gezogen, die praktikabel sind.
Das Verfahren zur gleichzeitigen Entfernung des Photolacks und der entsprechenden antireflektierenden Schicht ist nicht zwangsläufig eingeschränkt auf Prozessierungsflüssigkeiten, welche Ammoniumhydroxid enthalten. Vielmehr ist das hauptsächliche Anliegen der Zusätze, den pH-Wert der Lösung, die auf die Wafer-Oberfläche gesprüht wird, zu erhöhen. Bevorzugt sollte der pH-Wert so erhöht werden, dass er ungefähr bei 8,5–11 liegt. Obwohl Basen, wie beispielsweise Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid für solches Entfernen verwendet werden können, werden sie für wenig wünschenswert gehalten infolge der Bedenken gegenüber der beweglichen Ionenverschmutzung. Jedoch sind Chemikalien wie TMAH (Tetra-Metylammoniumhydroxid) geeignet und lösen nicht die gleichen beweglichen Ionenverschmutzungsbedenken aus. Ionisiertes Wasser, das reich an Hydroxyl-Radikalen ist, kann ebenso verwendet werden.
Die verdünnte Ammoniumhydroxid-Lösung kann in dem Verfahren auf jede Weise angewendet werden. Zum Beispiel können Spritzpumpen oder andere Applikatoren von Präzessionschemikalien verwendet werden, um den Einmalgebrauch des Lösungs-Strahls zu ermöglichen. In solch einem Ausführungsbeispiel wird es möglich, den Photolack mittels des Verwendens eines entionisierten Wasser-Strahls mit Ozon zu strippen und das Strippen mit einer kurzen Periode, während welcher Ammoniumhydroxid in den wässrigen Strahl injiziert wird, zu beenden. Dies unterstützt beim Minimieren des Chemikalienverbrauchs und der Abfallerzeugung. Die Anwendungsvorrichtung kann ebenso geeignet sein, den pH-Wert mittels Verwendens von geeigneten Sensoren und Aktuatoren zu überwachen und zu steuern, beispielsweise mittels Verwendens einer Mikroprozessor-Steuerung.
In Bezug auf 4 ist dort jetzt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ozonbehandlungssystems 227 gezeigt. In dem Ausführungsbeispiel der 4 sind eine oder mehrere Düsen 230 innerhalb der Behandlungskammer 15 angeordnet, um das Ozon vom Ozon-Generator 75 direkt in die Reaktionsumgebung zu leiten. Das erhitzte Behandlungs-Fluid wird der Kammer 15 mittels Düsen 40 zugeführt, welche das Behandlungs-Fluid, wie beispielsweise das erhitzte entionisierte Wasser, mittels einer Zuleitung, die von der Ozon-Zuleitung getrennt ist, aufnimmt. Als solches ist das Injizieren des Ozons in den Fluid-Weg 60 optional.
Ein anderes Ausführungsbeispiel eines Ozon-Behandlungssystems ist im Allgemeinen mit 250 in 5 gezeigt. In dem System 250 hat ein Dampfkessel 260, der gesättigten Dampf unter Druck zur Bearbeitungskammer leitet, den Pumpenmechanismus ersetzt. Die Reaktionskammer 15 ist vorzugsweise abgedichtet, um dadurch eine unter Druck gesetzte Atmosphäre für die Reaktionen zu erzeugen. Zum Beispiel könnte gesättigter Dampf bei 126 Grad Celsius mittels Dampfkessels 260 erzeugt werden und der Reaktionskammer 15 zugeleitet werden, um darin während der Werkstücksbearbeitung einen Druck von 240 kPa (35 psia) zu erzeugen. Ozon kann direkt, wie gezeigt, in die Kammer 15 injiziert werden und/oder kann in den Weg 60 zur gleichzeitigen Zuleitung mit dem Dampf injiziert werden. Verwendet man die Systemarchitektur dieses Ausführungsbeispiels, ist es somit möglich, Halbleiter-Werkstück-Oberflächentemperaturen von mehr als 100 Grad Celsius zu erreichen, wodurch die Reaktionskinetik zusätzlich beschleunigt wird.
Eine noch weitere Verbesserung, die an irgendeinem der vorangegangenen Systeme durchgeführt werden kann, ist in 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Ultraviolett-Lampe 300 verwendet, um die Oberfläche des Halbleiter-Werkstücks 20 während der Bearbeitung zu bestrahlen. Solch eine Bestrahlung erhöht die Reaktionskinetik zusätzlich. Obwohl diese Bestrahlungstechnik auf Chargen-Halbleiter-Werkstück-Bearbeitung anwendbar ist, ist diese viel einfacher und ökonomischer in die dargestellte Einzel-Wafer Prozessierungsumgebung, in der das Werkstück viel einfacher mittels der UV-Strahlung komplett belichtet wird, implementiert.
In Bezug auf 7 wird ein weiteres System 310 zur Implementierung einer oder mehrerer der vorangegangenen Verfahren dargelegt. Von besonderer Beachtung im System 310 ist das Verwenden einer oder mehrerer Flüssigkeits-Gas Drucküberwachungskontakte 315, die verwendet werden, um die Auflösung des Ozons in dem wässrigen Strahl zu fördern. Solche Drucküberwachungskontakte sind von besonderem Vorteil, wenn die Temperatur der Prozessierungsflüssigkeit zum Beispiel bei oder nahe der Umgebungstemperatur ist. Solche niedrigen Temperaturen können erforderlich sein, um die Korrosion, die auf Schichten wie beispielsweise Aluminium/Silizium/Kupfer gefördert werden kann, zu steuern.
Der Drucküberwachungskontakt 315 ist bevorzugt von einem parallelen Gegenfluss-Aufbau, in welchem die Flüssigkeit in das eine Ende eingeführt wird und das Ozon-Gas in das entgegengesetzte Ende eingeführt wird. Solche Drucküberwachungskontakte werden hergestellt und vermarktet von W. L. Gore Corp und ebenso von anderen Lieferanten. Diese Drucküberwachungskontakte arbeiten unter Druck, typischerweise zwischen ungefähr 1 bis 4 Atmosphären [Kalibrierung (Gauge)]. Das nicht gelöste Gas, das den Drucküberwachungskontakt 315 anregt, kann optional zur Bearbeitungskammer 320 gelenkt werden, um die Gasverluste zu minimieren. Jedoch kann oder kann nicht die Ozon-Zuleitung 330 für den Drucküberwachungskontakt 315 dieselbe sein wie die Zuleitung zur direkten Zuführung zur Bearbeitungskammer 320.
Die gegenwärtig offenbarte Vorrichtung und die gegenwärtig offenbarten Verfahren können verwendet werden, um Werkstücke, darüber hinaus die Halbleiter-Werkstücke, die oben beschrieben wurden, zu behandeln. Zum Beispiel können bei anderen Werkstücken wie beispielsweise Flach-Panel-Anzeigen, Festplatten-Medien, CD Glas, usw., deren Oberflächen unter Verwendung der vorangegangenen Vorrichtung und Verfahren behandelt werden.
Obwohl die bevorzugte Behandlungsflüssigkeit für die offenbarte Anwendung entionisiertes Wasser ist, können auch andere Behandlungsflüssigkeiten verwendet werden. Zum Beispiel können saure oder basische Lösungen verwendet werden, abhängig von der zu behandelnden besonderen Oberfläche und dem Material, welches zu entfernen ist. Behandlungsflüssigkeiten, welche Schwefelsäure, Salzsäure, und Ammoniumhydroxid aufweisen, können in zahlreichen Anwendungen nützlich sein.

Claims

Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (20) in einer Kammer unter Verwenden von Ozon-Gas und einer auf das Werkstück aufgebrachten Flüssigkeit zum Entfernen von Material von einer Oberfläche des Werkstücks (20), das die Schritte aufweist: Zuführen einer erhitzten Flüssigkeit auf die Oberfläche des Werkstücks (20) unter Bedingungen, die eine Flüssigkeitsgrenzschicht bilden, die eine Diffusion von Ozon zum Reagieren mit dem zu entfernenden Material an einer Flüssigkeits-Festkörper-Grenzfläche zwischen der Flüssigkeitsgrenzschicht und dem Material durch die Grenzschicht hindurch erlaubt, wobei die erhitzte Flüssigkeit dazu beiträgt, das Werkstück auf einer erhöhten Temperatur zu halten; Einbringen gasförmigen Ozons um das Werkstück herum unter Bedingungen, bei denen das Ozon durch die Grenzschicht diffundiert und mit dem Material reagiert, und mit Erhitzen der Flüssigkeit mittels einer oder mehrerer Heizungen (125), bevor die Flüssigkeit auf die Oberfläche des Werkstücks zugeführt wird, oder mit direktem Erhitzen des Werkstücks selbst mittels Heizmitteln (15, 25), oder mit Erhitzen mittels sowohl der Heizung (125) als auch den Heizmitteln (15, 25).
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend den Schritt des Zuführens der erhitzten Flüssigkeit während gleichzeitigem Rotieren des Werkstücks, um das Bilden der Flüssigkeitsgrenzschicht zu unterstützen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend den Schritt des Zuführens der erhitzten Flüssigkeit auf die Werkstück-Oberfläche bei einer kontrollierten Flussrate, um das Bilden der Flüssigkeitsgrenzschicht zu unterstützen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend den Schritt des Zuführens der erhitzten Flüssigkeit mittels Sprühens der erhitzten Flüssigkeit auf die Werkstück-Oberfläche, um die Flüssigkeitsgrenzschicht zu bilden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die erhitzte Flüssigkeit ein Tensid enthält, um das Bilden der Flüssigkeitsgrenzschicht zu unterstützen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Ozon mit dem Material reagiert und Materialentfernung bei einer Rate von mindestens 2500 Ångström pro Minute verursacht.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die erhitzte Flüssigkeit H₂SO₄, HF, HCl oder Kombinationen davon und/oder Ammoniumhydroxid und/oder entionisiertes Wasser enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem die Flüssigkeit über die Siedetemperatur erhitzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem das Werkstück mit zwischen 300 und 3000 Umdrehungen pro Minute rotiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das zu entfernende Material aufweist: einen Photolack, wobei die Flüssigkeit entionisiertes Wasser und Ammoniumhydroxid enthält, eine antireflektierende Beschichtung, und die antireflektierende Beschichtung wird gleichzeitig mit dem Photolack mittels Reaktion mit dem diffundierten Ozon entfernt, oder eine existierende Oxidschicht auf der Oberfläche, wobei die Flüssigkeit eine Lösung aus Wasser und HF oder HCl enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das zu entfernende Material eine existierende Oxidschicht auf der Oberfläche aufweist, wobei die Flüssigkeit eine Lösung aus Wasser und HF oder HCl enthält, und welches ferner den Schritt des Regenerierens einer gesteuerten chemischen Oxidschicht auf der Oberfläche des Werkstücks nach dem Entfernen der existierenden Oxidschicht aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend den Schritt des unter Druck Setzens der erhitzten Flüssigkeit und des Injizierens von gasförmigen Ozon in die erhitzte unter Druck stehende Flüssigkeit.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem gasförmiges Ozon zugeführt wird bei einer Flussrate von mindestens 8 Liter pro Minute bei einer Konzentration von mindestens 12% oder mindestens bei einer Flussrate und einer Konzentration, welche eine äquivalente Menge an Ozon zuführen.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das in die Umgebung um das Werkstück herum eingeführte gasförmige Ozon aus gasförmigen Ozonblasen in der erhitzten Flüssigkeit oder aus gelöstem Ozon stammend aus der Lösung stammt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend den Schritt des Belichtens der Werkstück-Oberfläche mit UV-Licht oder den Schritt des Behandelns des Werkstücks in einer geschlossenen Kammer und des unter Druck Setzens der Kammer.
Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks (20) in einer Kammer (15) unter Verwendung von Ozon-Gas und einer auf das Werkstück (20) aufgebrachten Flüssigkeit, aufweisend: ein Flüssigkeits-Reservoir (95) zum Halten einer Behandlungsflüssigkeit (50); eine oder mehrere Flüssigkeits-Zuführöffnungen (40), die zum Aufbringen von Flüssigkeit auf das Werkstück (20) positioniert sind; einen sich zwischen dem Flüssigkeits-Reservoir und der einen oder den mehreren Flüssigkeits-Zuführöffnungen erstreckenden Flüssigkeitspfad (70) zum Befördern der Flüssigkeit zu den Öffnungen (40); und ein gasförmiges Ozon-Versorgungssystem (15) zum Zuführen von gasförmigem Ozon rund um das Werkstück, gekennzeichnet durch eine Heizung (25, 95, 125) zum Erhitzen der Flüssigkeit oder des Werkstücks (20).
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend einen Mischer (90) in dem Flüssigkeitspfad und wobei das Ozon-Versorgungssystem auch an den Mischer angeschlossen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, bei der das Ozon-Versorgungssystem eine Kontaktierungsvorrichtung (315) aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16 mit einer Kammer (15) rund um das Werkstück herum, welche das gasförmige Ozon enthält.
Vorrichtung gemäß Anspruch 19, ferner aufweisend einen sich zwischen der Kammer und dem Flüssigkeits-Reservoir erstreckenden Rückführungs-Flüssigkeitspfad (35), einen Rotor-Aufbau (30) in der Kammer zum Halten und Rotieren des Werkstücks, an das Ozon-Versorgungssystem angeschlossene Gasdüsen (230) in der Kammer zum Zuführen von gasförmigem Ozon in die Kammer, oder Kammer-Heizungen (25) auf oder in der Kammer zum direkten Erhitzen der Kammer und zum indirekten Erhitzen des Werkstücks.
Vorrichtung gemäß Anspruch 16, bei dem die Flüssigkeits-Versorgungsöffnungen Düsen (40) zum Versprühen der erhitzten Flüssigkeit sind.
Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks in einer Kammer unter Verwenden von Ozon und einer auf das Werkstück aufgebrachten Flüssigkeit, das die Schritte aufweist: Laden des Werkstücks in eine Kammer; Zuführen von Dampf in die Kammer; Erhitzen, mindestens teilweise, des Werkstücks mit dem Dampf; Erlauben, dass mindestens etwas von dem Dampf als eine Flüssigkeit auf dem Werkstück kondensiert, um eine Schicht aus erhitzter Flüssigkeit auf dem Werkstück zu bilden; Zuführen von Ozon-Gas in die Kammer; Diffundieren des Ozon-Gases durch die Schicht aus erhitzter Flüssigkeit hindurch.
Verfahren gemäß Anspruch 22, ferner aufweisend den Schritt des unter Druck Setzens der Kammer.