JP2004535662A - メガ帯域システム - Google Patents

Abstract

フォトレジストを半導体ウェハから剥ぎ取るプロセスタンク及び方法である。１つの側面において、本発明は、端縁を有する少なくとも１つのウェハ４０を蓋３２を有するプロセスタンク内に配置することと、プロセスタンクをウェハ４０の端縁の下方における所定の高さまでプロセス液体にて充填することと、プロセスタンク内でプロセス液体の霧を形成し得るように音響エネルギをプロセス液体に付与することとを含む、集積回路を処理する方法である。別の面において、本発明は、少なくとも１つのウェハを処理チャンバ内で支持する手段と、チャンバ３１をプロセス液体にて充填する手段と、チャンバを閉じ得るようにされた蓋３２と、プロセス液体が処理チャンバ内で支持されたウェハよりも下方における所定の位置までプロセスタンクを充填したとき、チャンバへのプロセス液体の供給を停止させ得るようにされた液体液位センサ４８と、処理チャンバ内でプロセス液体の霧を発生させ得るようにチャンバ内に配置されたプロセス液体に対し音響エネルギを供給し得るようにされた音響エネルギ源４９とを有するプロセスチャンバ３１を有するプロセスタンクである。

Description

【関連出願の相互参照】
【０００１】
２００１年４月６日付けで出願された、米国特許仮出願第６０／２８２３５１号の利益を主張するものである。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、基板を製造する装置及び方法、より具体的には、シリコンウェハを剥取り且つ清浄にする装置及び方法に関する。
【発明の背景】
【０００３】
半導体マイクロエレクトロニクス装置の製造時における基板表面が清浄であることの重要性は、かなり以前から認識されている。これまでＶＬＳＩ及びＵＬＳＩシリコン回路技術の進歩に伴い、清浄化工程は、徐々に、製造工程における特に重要なステップとなっている。製造工程中に生ずる収量の損失の５０％以上は、加工物の汚染物の直接的な結果であると推定されている。ナトリウムイオン、金属及びパーティクルのような微量な不純物は、高温度工程の間、半導体の表面に存在するならば、特に有害であり、それは、これらは、拡がり且つ半導体加工物内に拡散し、これにより、加工物に形成される装置の電気的性質を変化させる可能性があるからである。平板ディスプレイ、ハードディスク媒体、ＣＤガラス及びその他のかかる加工物の製造時におけるように、エレクトロニクス業界でのかかるその他の製品に対し同様の条件が課される。
【０００４】
半導体加工物、及びその他のエレクトロニクス加工物の清浄化は、製造工程の多くの中間段階にて行われる。加工物の清浄化は、例えば、フォトレジストの剥ぎ取り及び（又は）アッシングの後に重要であることがしばしばである。このことは、剥ぎ取り及び（又は）アッシング工程が加熱工程の直前に行われる場合、特にそうである。後続の工程の完全さを保証するためアッシュ化されたフォトレジスト又はフォトレジスト／ストリッパを完全に除去することが必要である。
【０００５】
加工物からフォトレジストを実際に剥ぎ取ることは、集積回路の収量及びその他の型式の加工物の収量にとって重要である、更に別の製造工程である。フォトレジストの実質的に大部分が半導体加工物の表面から除去又はその他の方法で係合を外された状態とされるのは、この剥ぎ取り工程の間である。剥ぎ取り剤が完全に効果的でないならば、フォトレジストは表面に接着したままである。かかる接着したフォトレジストは、後続の清浄化工程の間に除去することが極めて困難であり、これにより加工物を更に処理する能力に大きく影響を与える可能性がある。
【０００６】
フォトレジストを半導体加工物から剥ぎ取るため色々な技術が存在している。高温度の硫酸と過酸化水素との混合体が一般に使用される。しかし、かかる混合体は、アルミニウム又は銅のような金属が蒸着されたウェハからフォトレジストを剥ぎ取るには不適当である。その理由は、かかる溶液はフォトレジストのみならず。金属をも攻撃するからである。金属層が蒸着された後、溶剤化学剤が使用されることがしばしばである。その何れの場合でも、浴寿命が短いこと、高価な化学剤であること、及び廃物の処理コストが高いことは、代替的な剥ぎ取り化学剤の方が魅力あるものにしている。
【０００７】
プラズマ剥ぎ取りシステムは、かかる代替物を提供するものであり、前及び後金属フォトレジスト層の双方を剥ぎ取るために使用されている。しかし、この剥ぎ取り技術は、半導体加工物の表面に発生される高い分子温度のため理想的な解決策を提供するものではない。更に、フォトレジストは、純粋な炭化水素ではないため（すなわち、これは、全体として、水素及び炭素以外の元素を含む）ため、プラズマ剥ぎ取りの後、残留化合物が残る可能性がある。次に、かかる残留化合物は、後続のウェット清浄時に除去しなければならない。
【０００８】
オゾンは、長年に亙り半導体業の色々な用途にて使用されてきた。オゾンは、脱イオン水中に溶解させ、効果的な処理溶液を形成することがしばしばである。かかる溶液の魅力的な特徴は、低コストであり、反復的な処理が可能であること、下方の装置層への攻撃が少ないこと、及び処分する前に処理しなければならない廃物流れを解消することを含む。かかる溶液を使用することに伴う主要な欠点は、反応速度が遅く、このため、処理時間が長くなり及び流れの処理量が増える点である。
【０００９】
水中に溶解したオゾンを使用するフォトレジストの剥ぎ取りは、受容可能な工程温度にて実行可能な工程速度を実現する点で多少、より成功している。しかし、オゾンは、全ての気体と同様に、水系溶液中への可溶性に限界がある。大気温度に近い温度のとき、約２０ｐｐｍにてオゾンの飽和が生ずる。水中のオゾンの可溶性は、温度の低下に伴って劇的に増大し、約０℃に近い温度にて１００ｐｐｍを僅かに上廻る最大値となり、６０℃に近い温度にてほぼゼロまで低下する。オゾン濃度の増大は運動反応速度を増すが、温度の低下は、その速度を同時に抑制する。
【００１０】
オゾン及び脱イオン水を使用してフォトレジストを剥ぎ取り且つ（又は）半導体加工物を清浄化する技術は、１９９５年１１月７日付けで発行され、「半導体ウェハを流体中で処理する方法及び装置（Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｒｅａｅｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗａｆｅｒｓ ｉｎ ａ Ｆｌｕｉｄ）という名称の米国特許第５，４６４，４８０に記載されている。米国特許第５，４６４，４８０には、低温の水を通じてオゾンを発泡させることにより低温の脱イオン水にオゾンを加える方法及び装置が提案されている。低温のオゾンを加えた脱イオン水は、浴の形態をしている。例えば、ウェハを清浄化し、フォトレジストを剥ぎ取りする等のためウェハを溶中に浸漬させることにより半導体ウェハはバッチ処理される。しかし、オゾンを使用してウェハを剥ぎ取るこの方法は、脱イオン水が低温であるため、工程速度が遅い。
【００１１】
剥ぎ取り目的のため、オゾンを使用することが望ましいから、ウェハを剥ぎ取るためオゾンを加えた水を使用する更なる従来技術の方法が開発されている。１つの方法は、ウェハをオゾンの濃い雰囲気中に配置することと、ウェハの表面を加熱することと、冷たい脱イオン水を加熱したウェハ表面に噴霧することとを含む。しかし、フォトレジストをウェハ表面から剥ぎ取るためオゾンを使用する従来の方法の場合と同様に、この方法は、依然として、工程速度が望ましくない程に遅い。その理由は、フォトレジストと反応し且つフォトレジストを除去するのに十分なオゾンがウェハの表面に到達しないからである。これは、脱イオン水は、その内部に溶解した十分な量のオゾンを有しないために生ずる。
【００１２】
オゾンを使用してフォトレジストをウェハから剥ぎ取るために開発された別の方法は、上記の噴霧方法を霧の発生の着想と組み合わせるものである。この方法を実施するとき、ウェハはプロセスタンク内に配置される。次に、オゾンを加えた脱イオン水をプロセスタンクに供給し、該脱イオン水がタンクの底部分を満たすようにする。従って、ウェハは、オゾンを加えた脱イオン水中に全く浸漬されず、液体表面の上方に吊下されている。熱をオゾンを加えた脱イオン水に伝導することができるように、ヒータがプロセスタンクに接続されている。ヒータはオゾンを加えた水に十分な熱を提供するため、プロセスタンク内にオゾンを加えた脱イオン水の霧が形成される。霧は、オゾンを加えた脱イオン水の極く微細な液滴から成るため、また、液体の上方のプロセスタンクの容積はオゾンの濃い雰囲気にて満たされているため、そのオゾンを加えた脱イオン水の微細な液滴は、ウェハ表面に接触する前に、容積当たりより多くのオゾンを吸収する。従って、これらの液滴がウェハ表面に接触するとき、これらの液滴はフォトレジストをより効率的に剥ぎ取り、その結果、工程速度はより速くなる。しかし、これらの剥ぎ取り工程速度は、依然として最適な値よりも遅い。更に、この方法を行うために使用される装置は、適正な加熱要素を購入し且つ設定することに伴うコストのため、高価である。この方法及びプロセスタンクに伴う更に別の問題点は、ウェハがタンク内に配置され且つ、水平位置にしたまま剥ぎ取り工程が行われる点である。このことは、フォトレジストの除去を妨げ且つ工程時間を長くすることになる。
【００１３】
最後に、フォトレジストを剥ぎ取るためのこれらの従来技術のタンク及びオゾンを加えた水を使用する方法の多くは、清浄化、リンシング、及び乾燥といったような追加的なウェハ処理ステップを行うために使用することができない。従って、追加的なプロセスタンクを購入しなければならない。
【００１４】
このため、オゾンを使用してフォトレジストを半導体ウェハから剥ぎ取る、より迅速なプロセス速度でかつ低廉な装置を実現することのできる方法及び装置が必要とされている。更に、同一のプロセスタンク内でフォトレジストの剥ぎ取り及びリンシング及び（又は）乾燥のような、その他の必要なステップを行うことのできる装置が必要とされている。
【発明の概要】
【００１５】
１つの側面において、端縁を有する少なくとも１つのウェハを蓋を有するプロセスタンク内に配置することと、蓋を閉じることと、プロセスタンクをウェハの端縁の下方の所定の位置までプロセス液体で充填することと、プロセスタンク内にプロセス液体の霧を形成し得るようにプロセスエネルギに音響エネルギを付与することとを含む、フォトレジストを集積回路から剥ぎ取る方法である本発明によって上記及びその他の問題点が解決される。
【００１６】
好ましくは、この方法は、ウェハに対し音響エネルギを付与することを更に含む。ウェハに付与される音響エネルギは、プロセス液体に付与されるものと同一の音響エネルギであることが好ましい。この実施の形態において、プロセス液体に付与された音響エネルギは、プロセス液体を通り且つウェハを亙って進む。この音響エネルギは、プロセスタンクの底部に配置されたメガ音波変換器(megasonic transducer)によって発生させることができる。
【００１７】
本発明の発明を実施するとき、ウェハはプロセスタンク内に配置し、その内部でほぼ直立の位置に支持することが好ましい。
剥ぎ取り方法は、ウェハに対し、プロセス液体を噴霧するステップと、プロセスタンクの残りの容積をプロセス気体にて充填するステップとを更に含むことが好ましい。プロセスタンクは、プロセス気体がプロセスタンクの残りの容積を充填するとき、加圧されることが好ましい。更に、プロセス液体は、液体と、溶解した気体とから成る多数流体の混合体であり、溶解した気体はプロセス気体と同一であることが好ましい。好ましくは、プロセス液体は、オゾンを加えた脱イオン水であり、プロセス気体はオゾンである。
【００１８】
本発明の方法は、また、上述した剥ぎ取りステップの後、ウェハをリンシング(rinsing)し且つ、乾燥させるステップを含むこともできる。リンシング工程において、上述の剥ぎ取り方法の直後に、ウェハを沈め、プロセスタンクの全体を充填し且つ、プロセスタンクを溢れ出させるため、プロセスタンクへのプロセス液体の供給を再開するステップが行われることが好ましい。所定の時間後、このリンシング工程は、プロセス液体の供給を中断することと、プロセス液体及びウェハに対する音響エネルギの付与を中断することとを更に含むことが好ましい。これと代替的に、このリンシングステップは、プロセスタンクがプロセス液体にて完全に充填され且つ、プロセス液体が溢れるとき、化学剤をプロセスタンク内に噴射することを含むことができる。ウェハを乾燥させるため、リンシング工程の後には、プロセスタンクを排液することと、所定の時間、ウェハに熱い乾燥気体を吹き付けることとを含む乾燥方法が行われることが好ましい。
【００１９】
別の側面において、本発明は、少なくとも１つのウェハを処理チャンバ内に支持する手段と、チャンバをプロセス液体にて充填する手段と、チャンバを閉じ得るようにされた蓋と、プロセス液体が処理チャンバ内で支持されたウェハの下方の所定の位置までチャンバを充填したとき、チャンバへのプロセス液体の供給を停止させ得るようにされた液体液位センサと、処理チャンバ内でプロセス液体の霧を発生させ得るようにチャンバ内に配置されたプロセス液体に対し音響エネルギを供給し得るようにされた音響エネルギ源とを有する、処理チャンバを有するプロセスタンクである。
【００２０】
好ましくは、音響エネルギをプロセス液体に供給したとき、音響エネルギがプロセス液体を通り且つウェハの表面を亙って進むように、音響エネルギ源がチャンバ内に配置されるようにする。この実施の形態において、音響エネルギ源は、処理チャンバの底部に配置されたメガ音波変換器とすることができる。
【００２１】
また、プロセスタンクは、ウェハが処理チャンバ内で支持されたとき、ウェハの表面にプロセス液体を噴霧する手段を備えることが好ましい。ウェハの支持手段がウェハをほぼ直立の位置に支持することが更に好ましい。
【００２２】
プロセスタンクは、プロセス気体を処理チャンバに供給する手段を備え、該プロセス気体の供給手段は、プロセス液体の所定の位置よりも上方に配置されることが更に好ましい。この実施の形態において、プロセス気体の供給手段は、濃度センサと、圧力調節装置とを備えることができる。プロセス気体はチャンバ内にあるとき圧力下にあることが好ましい。従って、チャンバを減圧する手段をチャンバ内に内蔵させることができる。この実施の形態において、チャンバを減圧する手段は、適正に制御された圧力調節装置とすることができる。
【００２３】
好ましくは、プロセスタンクは、再循環堰を備え、該再循環堰は、溢れたプロセス液体を処理チャンバ内に再循環させ得るようにされたものとする。また、好ましくは、プロセスタンクは処理チャンバを排液する手段を備える。
【００２４】
チャンバをプロセス液体にて充填する手段は、混合装置と、濃度センサとを備えることが好ましい。更に、プロセスタンクは、剥ぎ取り、清浄化、乾燥、化学的エッチング及びリンシングを含む多岐に亙る半導体処理ステップを行い得るようにすることができる。最
後に、プロセスタンクは温度センサを備えることができる。
【００２５】
図４は、速い工程速度及び低廉な装置コストにてウェーハよりフォトレジストを剥ぎ取る本発明の方法の１つの実施の形態のフロー図である。図２の方法に関して図１に図示したメガ帯域プロセスタンクについて以下に詳細に説明する。
【００２６】
図１には、本発明の１つの実施の形態、すなわちメガオゾンプロセスタンク３０が図示されている。メガオゾンプロセスタンク３０は処理チャンバ３１及び蓋３２を備えている。タンク壁３４は処理チャンバ３１を形成する。タンク壁３４は丸味を付けた隅部を有するＰＶＤＦで構成され、最小厚さ９．５２５ｍｍ（３／８インチ）である。
【００２７】
処理チャンバ３１は複数のウェハ４０を受け入れ且つ処理チャンバ３１の底部３３の上方で直立の位置に支持し得るようにされている。ウェハ４０は多岐に亙る方法により処理チャンバ３１内で支持することができる。例えば、ウェハ４０に最小接触状態で係合し支持する構造体処理チャンバ３１内に組込み又は配置することができる。これと代替的に、処理チャンバ３１の壁３４はウェハキャリアが処理チャンバ内に下降されるとき、該ウェハキャリアと係合し且つ該ウェハキャリアを支え得るように変更することができる。しかし、壁３４がウェハキャリアを支持する正確な手段は使用されるウェハキャリアの寸法及びプロセスタンク内で行われる工程の流体流れ条件に依存して相違することを認識すべきである。図示した実施の形態において、ウェハ４０の支持は処理チャンバ３１を特殊な設計のウェハキャリア４１（図３）を受け入れ且つ支持し得るように適合させることで実現される。ウェハキャリア４１は最小接触状態及び最小の流体流れ妨害状態で複数のウェハ４０を保持し得る設計とされている。
【００２８】
図３を参照すると、ハンドル４２が壁３４の頂部と接触し且つ係合する迄、ウェハキャリア４１を処理チャンバ３１内に下降させることによりウェハキャリアを処理チャンバ３１内で支持することができる。従って、ウェハ４０は、処理チャンバ３１内に十分に下降させ、直立に支持され且つ底部３３の上方に配置される。その結果、図２のステップ２００が完了する。ウェハキャリア４１は、出願係属中の米国特許（出願番号は未定）の主題であることを認識すべきである。
【００２９】
図１を再度参照すると、一度びウェハが処理チャンバ３１内に配置されたならば、蓋３２を閉じて図４のステップ４１０を完了させる。タンク蓋３２は、閉じられたとき、処理チャンバ３１内のオゾンが逃げ得ないような設計とされている。しかし、密着シールは不要である。蓋３２は、適切にプログラム化したプロセッサを有するＰＣに電気的に接続された蓋コントローラ３５に取り付けられる。従って、蓋３２の開閉は自動化することができ、その開閉時間は、オペレータが入力する可変値によって制御される。
【００３０】
メガ帯域タンク３０は、プロセス液体供給管３６を更に備えている。プロセス液体供給管３６は、一端にて処理チャンバ３１に、また、他端にて混合装置３７に流体的に接続されている。従って、流体接続部が形成され、所望のプロセス液体を必要に応じてミキサー３７から処理チャンバ３１まで搬送することを可能にする。メガ帯域プロセスタンク３０を通って液体が流れる方向は矢印で示してある。
【００３１】
ミキサー３７は、また、脱イオン水供給管３８及び化学剤供給管３９と流体的に接続されている。脱イオン水供給管３８は、脱イオン水をＤＩＷリザーバから混合装置３７まで搬送する。脱イオン水には、混合装置３７に入る前に、多岐に亙る方法にてオゾンを加えることが可能である。第一に、ＤＩＷリザーバ自体がオゾンを加えた脱イオン水を保持することができる。このことは、再循環管４４がＤＩＷリザーバ及び再循環堰４５を流体的に接続するならば可能である。これについては、以下により詳細に説明する。脱イオン水が混合装置３７に入る前に脱イオン水にオゾンを加える第二の方法は、オゾン気体供給管をミキサー３７の前方で脱イオン水供給管３８に流体的に接続し、また、オゾン気体を脱イオン水流れ中に溶解させることである。
【００３２】
化学剤供給管３９もまた、混合装置３７に流体的に接続されており、多岐に亙るウェハ処理化学剤を混合装置３７に搬送するために使用することができる。かかる化学剤の例は、水酸化アンモニウム、塩化水素酸、過酸化水素、標準クリーン１、及び標準クリーン２である。従って、実質的に任意のウェハの処理ステップを行うため、メガ帯域プロセスタンク３０を使用することができる。
【００３３】
オペレータが所望であるならば、化学剤供給管３９及び脱イオン水供給管３８は、それらのそれぞれの流体を同時に供給することができる。このことは、行われる製造工程のステップによって決まる。オペレータは、化学剤供給管３９及び脱イオン水供給管３８に設けられた体積流量制御システムに電気的に接続された適切にプログラム化したプロセッサを有するＰＣインターフェースに入力される可変値により流れを制御する。これらの制御及びこれらのシステムを連結する方法の型式は、当該技術分野にて周知である。
【００３４】
混合装置３７は、化学剤供給管３９により供給された化学剤と供給管３８により供給されたオゾンを加えた脱イオン水とを混合し、多数流体混合体をプロセス液体供給管３６に排出することができる。液体供給管３６には、濃度センサ４６が設けられている。濃度センサ４６は、多数流体混合体が使用されるならば、プロセス液体供給管３６を通る多数流体混合体を構成する流体の濃度値を測定することができる。本明細書にて使用するように、「流体」という語は、気体及び液体の双方を包含する。濃度センサ４６は、多数流体混合体が貫通して流れるとき、該多数流体混合体の導電率を測定することにより多数流体混合体の成分流体の濃度値を決定する。かかる濃度センサは当該技術分野にて周知である。化学剤が脱イオン水の流れ中に噴射されるステップが行われるならば、脱イオン水と化学剤との比を監視し且つ制御するために、濃度センサ４６を使用することができる。
【００３５】
次に、本発明の方法に従ってフォトレジストをウェハ４０から剥ぎ取ることに関して説明すれば、一度びウェハ４０が処理チャンバ３１内に配置され、上述したように、蓋３２が閉じられたとき、脱イオン水がプロセス液体供給管３６を介して処理チャンバ３１に供給される。脱イオン水が処理チャンバ３１に供給されたとき、脱イオン水は、液体の液位センサ４８が脱イオン水が所定の液位に到達したことを検知する迄、チャンバ３１の底部を充填する。液体の液位センサ４８は、フロートセンサとすることができる。所定の液位は、メガ音波変換器４９が十分な量の脱イオン水で覆われ、損傷の結果として、液体の上方の気体相との音響的不一致が恒久的に生ぜずに、メガ音波変換器４９が作動可能であることを保証し得るように設定しなければならない。正確な体積質量は、メガ音波変換器４９により供給される音響エネルギの大きさ及び周波数によって決まり、任意の特定の用途に合うように当該技術分野の当業者により容易に決定することができる。更に、所定の液位は、ウェハ４０が全く脱イオン水の液体中に没しないよう十分に低くなければならない。このことは、ウェハ４０がチャンバ３１内で十分に高い位置にあることを保証することで行うことができる。一度び脱イオン水が処理チャンバ３１を所定の位置まで充填したならば、液体液位センサ４８は、適正にプログラム化したプロセッサに信号を送って供給管３６を通る脱イオン水の供給を停止させる。このプロセッサは、供給管３８に設けられた質量流量コントローラ（図示せず）と連絡することにより、タンク内への脱イオン水（ＤＩＷ）の流れを中断させる。このようにして、図２のステップ２２０は完了する。
【００３６】
一度びＤＩＷが所定の液位に到達したならば、メガ音波変換器アレー４９を作動させる。半導体ウェハの処理時にメガ音波変換器を使用することは、当該技術分野にて周知のことである。メガ音波変換器４９は、タンクの底部に配置されたＤＩＷ内に音響エネルギを放出する。メガ音波変換器４９を処理チャンバ３１の底部３３に配置することにより、放出された音響エネルギはＤＩＷを透過し且つウェハ４０と接触する。これが生ずると、メガ音波変換器４９は、十分なエネルギをＤＩＷに伝送し、ＤＩＷの小さい液滴が液体表面から分離し且つ処理チャンバ３１内で霧を発生させる。更に、ＤＩＷを透過し且つウェハ４０に接触する音響エネルギは、追加的な運動エネルギをウェハ４０に伝送する。このエネルギは、フォトレジストをウェハに保持する結合を破り、従ってウェハ４０のフォトレジストを剥ぎ取りすることを容易にすることを助ける。このようにして、図２のステップ２４０は完了する。メガ音波変換器４９は、メガ音波コントローラ５０によって制御される所定の時間、作動させる。メガ音波コントローラ５０は、適正にプログラム化したプロセッサとすることができる。
【００３７】
従来技術で使用されているヒータに代えて、メガ音波変換器４９を使用してＤＩＷ霧を発生させることにより、２つの有利な効果が実現される。第一に、メガ音波変換器４９は、剥ぎ取り量を増す音響エネルギをウェハ４０に付与する。第二に、殆どのプロセスタンクは既にその他の工程ステップにて使用するため設置された変換器を有するから、何ら追加の装置は不要である。このため、ヒータ装置に関連する余分な費用は省かれる。
【００３８】
音響エネルギを付与すると同時に、ＤＩＷ液体が入っていないチャンバ３１の容積には、プロセス気体入口管４７を通じてオゾン気体が充填される。プロセス気体入口管４７は、圧力調整装置５１及び気体濃度センサ５２を備えている。圧力調整装置５１及び気体濃度センサ５２は、適正にプログラム化したプロセッサに結合されており、このことは、オペレータが処理チャンバ３１内へのオゾンの流量を制御することを許容する。オゾンは上昇した圧力状態となり得るように処理チャンバに供給される。オゾンの上昇した圧力は、オゾン気体へＤＩＷ霧の拡散量及びその流量を増大させることに役立つ。従って、オゾン濃度が増大したこのＤＩＷは、ウェハ４０に接触したとき、フォトレジストは増大した量にて剥ぎ取られる。従って、図２のステップ２３０が完了する。更に、二酸化炭素、オゾン、窒素、塩素、アンモニア又はフッ素のような半導体ウェハを処理するために必要とされる任意の気体を搬送すべくプロセス気体供給管４７を使用することができる。従って、殆ど任意のウェハ処理ステップを完了させるために、メガ帯域タンク３０を使用することができる。
【００３９】
また、音響エネルギを付与すると同時に、噴霧器５３を作動させる。噴霧器５３は、供給管３８に供給するＤＩＷリザーバと流体的に接続されている。作動されると、噴霧器５３はＤＩＷをウェハ４０に噴霧し、図２のステップ２５０を完了する。この噴霧は、剥ぎ取り工程速度を更に速くする。ウェハ４０をほぼ直列の位置にすることにより、ＤＩＷはウェハ表面に沿って下方に流れる。従って、流れるＤＩＷの運動エネルギがフォトレジストを更に迅速な速度にて除去することを助ける。更に、上述したように、処理チャンバ３１を加圧したオゾンで充填することは、噴霧器５３からのＤＩＷを含んで、ウェハ４０に接触する全てのＤＩＷ中のオゾンの濃度値を増大させる。
【００４０】
一度びウェハ４０から適正にフォトレジストが剥ぎ取りされたならば、ドレン弁５４を開けてＤＩＷ及びチャンバ３１の底部のフォトレジストパーティクルがドレン管５５を通って処理領域から出ることを許容する。この時点にて、圧力逃がし弁５６を開き、加圧されたオゾンが圧力逃がし管５７を通って逃げ、処理チャンバ３１内の圧力が正常値に戻ることを許容することができる。
【００４１】
好ましくは、ドレン弁５４は、この時点では開放しないようにする。その代わり、剥ぎ取りが完了した後、ＤＩＷ供給管３８を作動させる。従って、ＤＩＷは再度処理チャンバ３１に供給され、リンスステップを行う。
【００４２】
剥ぎ取りが完了したならば、メガ帯域タンク３０を使用してウェハ４０のリンス、清浄化及び乾燥を行うことができる。ウェハ４０をリンシングするとき、ＤＩＷが供給管３８により供給管３６を通じて処理チャンバ３１内に連続的に供給される。また、オゾンも供給管４７を通じて連続的に供給され、ＤＩＷ水がチャンバ３１を充填するとき、ＤＩＷ水にオゾンを加える。最終的に、ウェハ４０はオゾンを加えたＤＩＷ内に完全に没し、オゾンを加えたＤＩＷは、再循環堰４５内に溢れる迄、処理チャンバ３１を充填する。このことは、リンシングが完了する迄、所定の時間、行われる。メガ音波変換器４９は、ウェハ４０のリンシング及び清浄化を容易にし得るよう全時間に亙って作動させることが好ましい。再循環堰４５は、溢れるオゾンを加えたＤＩＷを捕捉し且つそのＤＩＷを再循環管４４に供給する。再循環管４４は、オゾンを加えたＤＩＷをＤＩＷリザーバ内に搬送して戻す。従って、ＤＩＷリザーバを再度使用して噴霧器３５又は供給管３８に供給するとき、ＤＩＷにオゾンが加えられる。このことは、オゾン濃度値を更に増大させ、メガ音波システムを使用するとき、剥ぎ取り量を更に増すことになろう。
【００４３】
更に、オゾンを加えたＤＩＷが上述したように、リンシングステップのため処理チャンバ３１に供給されるとき、化学剤供給管３９は、所望の量の清浄化化学剤をＤＩＷの流れ中に噴射することができる。化学剤の正確な量及び種類は、工程条件及び処理されるウェハ４０によって決まる。
【００４４】
一度びリンシング／清浄化が完了したならば、処理チャンバ３１を使用してウェハを乾燥させることができる。最初に、ドレン弁５４を開くことによりチャンバ３１を制御された量にて排液する。次に、プロセス気体供給管４７を介して高温の窒素を処理チャンバ３１内に圧送することができる。このことは、ウェハ４０の乾燥を促進する。
【００４５】
最後に、温度センサを処理チャンバ３１内の任意の箇所に設けることが可能である。温度センサをプロセッサに連結することにより、剥ぎ取り工程速度及び（又は）ＤＩＷ中のオゾンの可溶性を最大にし得るよう最適な温度を維持することができる。このことは、メガ帯域システム内の適正な位置に配置された加熱又は冷却要素にプロセッサを連結することで行われる。
【００４６】
上記の説明は、本発明の単に一例としての実施の形態を開示し且つ説明するものに過ぎない。当該技術分野の当業者に理解されるように、本発明は、その精神又は必須の特徴から逸脱せずにその他の特定の形態にて具体化することができる。従って、本発明の開示は単に一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定することを意図するものではない。特に、本明細書に記載された方法及び装置は、集積回路の製造にのみ限定されず、任意の平坦な基板に関して使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のプロセスタンク、すなわちメガ音波プロセスタンクの１つの実施の形態の概略断面図である。
【図２】フォトレジストを速い工程速度及び低廉な装置コストにてウェハから剥ぎ取る方法である、本発明の方法の１つの実施の形態のフロー図である。
【図３】本発明に従ってウェハをメガオゾンプロセスタンク内で適正に支持することのできる特殊な設計のウェハキャリアの図である。
【図４】フォトレジストを速い工程速度及び低廉な装置コストにてウェハから剥ぎ取る、本発明の方法の１つの実施の形態のフロー図である。

Claims (32)

1. 基板を処理する方法において、
   端縁を有する少なくとも１つのウェハを蓋を有するプロセスタンク内に配置することと、
   該蓋を閉じることと、
   プロセスタンクをウェハの端縁の下方における所定の位置までプロセス液体にて充填することと、
   プロセスタンク内でプロセス液体の霧を形成し得るよう音響エネルギをプロセス液体に付与することとを含む、基板を処理する方法。
2. 請求項１の方法において、音響エネルギをウェハに付与することを含む、方法。
3. 請求項２の方法において、ウェハに付与された音響エネルギがプロセス液体に付与される音響エネルギと同一である、方法。
4. 請求項３の方法において、プロセス液体に付与された音響エネルギがプロセス液体を貫通して且つウェハを亙って進むようにした、方法。
5. 請求項４の方法において、音響エネルギが、プロセスタンクの底部に配置されたメガ音波変換器により形成される、方法。
6. 請求項１の方法において、ウェハが、ほぼ直立の位置にてプロセスタンク内に配置される、方法。
7. 請求項１の方法において、ウェハに対しプロセス液体を噴霧することを含む、方法。
8. 請求項１の方法において、プロセスタンクの残りの容積をプロセス気体にて充填することを含む、方法。
9. 請求項８の方法において、プロセスタンクが加圧される、方法。
10. 請求項８の方法において、プロセス液体が、液体及び溶解した気体を含む多数流体混合体であり、該溶解した気体がプロセス気体と同一である、方法。
11. 請求項１０の方法において、プロセス液体がオゾンを加えた脱イオン水であり、プロセス気体がオゾンである、方法。
12. 請求項２の方法において、
    請求項２の方法が所定の時間、行われた後、ウェハを没し、プロセスタンクの全体を充填し且つプロセスタンクを溢れさせ得るようにプロセス液体をプロセス液体に供給することを含む、方法。
13. 請求項１２の方法において、
    所定の時間の後、プロセス液体の供給を中断することと、
    プロセス液体及びウェハに対する音響エネルギの付与を中断することとを含む、方法。
14. 請求項１２の方法において、プロセスタンクがプロセス液体にて完全に充填され且つ溢れるとき、化学剤をプロセスタンク内に噴射することを含む、方法。
15. 請求項１３の方法において、
    プロセスタンクを排液することと、
    高温の乾燥気体を所定の時間、ウェハに吹き付けることとを含む、方法。
16. 基板を処理する方法において、
    端縁を有する少なくとも１つのウェハを、蓋を有するプロセスタンク内に配置し、該ウェハが実質的に直立の位置となるようにすることと、
    プロセスタンクをウェハの端縁の下方における所定の位置までオゾンを加えた脱イオン水にて充填することと、
    蓋を閉じることと、
    プロセスタンクの残りの容積を加圧状態にあるオゾンにて充填することと、
    プロセスタンク内でオゾンを加えた脱イオン水の霧を形成し得るようにメガ音波エネルギをオゾンを加えた脱イオン水に付与し、メガ音波エネルギがオゾンを加えた脱イオン水を貫通し且つウェハを亙って進むようにすることと、
    オゾンを加えた脱イオン水をウェハ表面上に噴霧することとを含む、基板を処理する方法。
17. 処理チャンバを有するプロセスタンクにおいて、
    少なくとも１つのウェハを処理チャンバ内で支持する手段と、
    チャンバをプロセス液体にて充填する手段と、
    チャンバを閉じ得るようにされた蓋と、
    プロセス液体が処理チャンバ内で支持されたウェハよりも下方の所定の位置までチャンバを充填したとき、チャンバに対するプロセス液体の供給を停止させ得るようにされた液体液位センサと、
    処理チャンバ内でプロセス液体の霧を形成し得るようにチャンバ内に配置されたプロセス液体に対し音響エネルギを供給し得るようにされた音響エネルギ源とを有する、プロセスタンク。
18. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、音響エネルギをプロセス液体に供給したとき、音響エネルギがプロセス液体を貫通し且つウェハの表面を亙って通るように音響エネルギ源がチャンバ内に配置されるようにした、プロセスタンク。
19. 請求項１８のプロセスタンクにおいて、音響エネルギ源が、処理チャンバの底部に配置されたメガ音波変換器である、プロセスタンク。
20. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、ウェハが処理チャンバ内に支持されたとき、ウェハの表面にプロセス液体を噴霧する手段を備える、プロセスタンク。
21. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、ウェハの支持手段がウェハをほぼ直立の位置に支持する、プロセスタンク。
22. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、プロセス気体を処理チャンバに供給する手段であって、所定の位置よりも上方に配置される、プロセス流体の供給手段を備える．プロセスタンク。
23. 請求項２２のプロセスタンクにおいて、プロセス気体の供給手段が濃度センサ及び圧力調整装置を有する、プロセスタンク。
24. 請求項２２のプロセスタンクにおいて、プロセス気体が、チャンバ内にあるとき加圧状態にある、プロセスタンク。
25. 請求項２４のプロセスタンクにおいて、チャンバを減圧する手段を備える、プロセスタンク。
26. 請求項２５のプロセスタンクにおいて、チャンバを減圧する手段が圧力調整装置である、プロセスタンク。
27. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、再循環堰を有する、プロセスタンク。
28. 請求項２７のプロセスタンクにおいて、再循環堰が、溢れたプロセス液体を処理チャンバ内に再循環させ得るようにされる、プロセスタンク。
29. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、処理チャンバを排液する手段を有する、プロセスタンク。
30. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、チャンバをプロセス液体にて充填する手段が混合装置及び濃度センサを備える、プロセスタンク。
31. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、プロセスタンクが、剥ぎ取り、清浄化、乾燥、化学的エッチング及びリンシングを含む多岐に亙る半導体処理ステップを行い得るようにされる、プロセスタンク。
32. 請求項１７のプロセスタンクにおいて、温度センサを備える、プロセスタンク。

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