JP2007019066A - 基材外周の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基材の外周部に被膜された不要物に反応性ガスを接触させて除去する際、反応性ガスの利用効率及び反応効率を高め、所要ガス量を低減できる基材外周処理装置を提供する。
【解決手段】基材外周処理装置にオゾン等の反応性ガスの供給路４２を形成し、この供給路４２に柄杓型ノズル６０の導入部６２を連ね、この導入部６２の先端に柄杓型ノズル６０の筒部６１を設ける。この筒部６１を基材Ｗの被処理位置に被さるように配置する。筒部６１の内部は、導入部６２より拡開しており、反応性ガスを一時滞留させる一時滞留空間となる。好ましくは、筒部６１の下端部に切欠きなどの逃がし口を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェハや液晶表示基板などの基材の外周部に被膜された有機膜等の不要物を除去する方法及び装置に関する。

半導体ウェハや液晶表示用のガラス基板等の基材に絶縁膜、有機レジスト、ポリイミド等を被膜する手段としては、スピンコーティング法による塗布、ＣＶＤ、ＰＶＤによる薄膜堆積等の方法が知られている。これら方法によれば膜が基材の外周部にも塗布されるが、この外周部の膜は、中央部とは膜質が違っていたり、運搬時等に割れてパーティクルの原因になったりするおそれがある。

このような外周部の不要な膜を除去するために種々の技術が提案されている。
例えば、特許文献１；特開２００３−２６４１６８号公報には、ガス供給ノズルをウェハの外周部の表側面に垂直に向けて配置し、このガス供給ノズルからオゾンとふっ酸からなる反応性ガスをウェハの外周部に吹き付け、外周部の不要膜を除去することが記載されている。
特許文献２；特開２００４−９６０８６号公報には、ウェハの外周部をコ字状の部材の内部に挿入し、このコ字状部材の内部の天井から酸素ラジカルをウェハの外周部に向けて吹き付けるとともに、コ字状部材の内部の奥側に設けた吸引口から吸引することが記載されている。
特開２００３−２６４１６８号公報 特開２００４−９６０８６号公報

一般に、従来のガス供給ノズルは、基端から先端に至るまで一様な直径でストロー状に細くなっている。このため、反応性ガスがウェハに当たってすぐに拡散し排出されてしまうため、活性種に与えられた反応時間が短く、活性種の利用効率及び反応効率が悪い。反応性ガスの所要量も多くなってしまう。

本発明は、基材の外周部に被膜された不要物を除去するための装置であって、
不要物除去のための反応性ガスを基材の外周部の在るべき被処理位置の近傍に導く導入部と、
この導入部に連なるとともに前記被処理位置に被さる筒部と、を備え、
前記筒部の内部が、前記導入部より拡開して前記反応性ガスを一時滞留させる一時滞留空間となることを特徴とする。
これによって、反応性ガスの利用効率及び反応効率を高めることができ、所要ガス量を低減することができる。

前記筒部自体、又は該筒部と前記被処理位置の基材の外縁との間に、前記一時滞留空間に続く逃がし口が形成され、この逃がし口を通して前記一時滞留空間からのガス流出が促されるようになっているのが好ましい。
これによって、反応度の低下した処理済みガスや反応副生成物が一時滞留空間内に長く留まることがないようにでき、一時滞留空間に新たな反応性ガスを随時供給でき、反応効率を一層確実に向上させることができる。

例えば、前記筒部の先端が前記被処理位置に面して開口されている。
この場合、前記筒部の先端縁における基材の半径外側に対応すべき箇所に前記逃がし口となる切欠きが形成されていることが好ましい。
これによって、処理済みガスや反応副生成物を、切欠きを通して一時滞留空間から速やかに流出させることができ、一時滞留空間に新たな反応性ガスを随時供給でき、反応効率を一層確実に向上させることができる。

前記筒部が、前記被処理位置を貫くように配置されるとともに、この筒部の前記被処理位置に対応する周側部には、基材の外周部が差し入れられる切り込みが形成され、この切り込みより基端側の筒部に前記導入部が接続されていてもよい。
この場合、前記切り込みより基端側の筒部の内部が前記一時滞留空間を構成し、前記筒部の前記被処理位置に対応する部位における切り込まれずに残された部分の内周面が、前記被処理位置のウェハの外縁と協動して前記逃がし口を構成することになる。

前記切り込みより先端側の筒部に排気路が直接連なっていることが好ましい。
これによって、処理済みガスや反応副生成物を排気路に確実に導くことができ、パーティクルが発生しても確実に強制排気できるとともに、反応制御を容易に行なうことができる。

前記筒部の基端部には、これを閉塞する透光性の蓋部が設けられており、
この蓋部の外側には熱光線の照射部が前記被処理位置に向けて配置されていることが好ましい。
これによって、不要膜と反応性ガスが吸熱反応する場合、反応を確実に促進させることができる。

本発明によれば、反応性ガスをウェハの外周上で一時滞留させることができる。これによって、反応性ガスの利用効率及び反応効率を高めることができ、所要ガス量を低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図７は、本発明の第１実施形態を示したものである。図７の仮想線に示すように、基材外周処理装置の処理対象基材は、例えば半導体ウェハＷであり、円盤状をなしている。図６に示すように、ウェハＷの上面（表側面）には、例えばフォトレジスト等の有機膜ｆが被膜されている。有機膜ｆは、ウェハＷの外周部にまで及んでいる。このウェハＷの外周部の有機膜ｆａが、除去すべき不要物である。

図７に示すように、上記不要物除去用の基材外周処理装置は、反応性ガス供給源４１と、ステージ１０と、処理ヘッド２０と、輻射光源３１とを備えている。
反応性ガス供給源４１として、オゾナイザーが用いられている。オゾナイザー４１は、フォトレジスト等の有機膜ｆａを除去するのに好適な反応性ガスとしてオゾン（Ｏ_３）を生成する。反応性ガス供給源としてオゾナイザー４１に代えて、大気圧プラズマ処理装置を用いることにしてもよい。大気圧プラズマ処理装置の電極間に形成されたほぼ大気圧の放電空間に例えば酸素を供給すると、酸素ラジカル等の酸素系反応性ガスが得られる。

ステージ１０は、水平な円盤形状をしており、中心の垂直軸１１のまわりに回転するようになっている。図７の矢印に示すように、回転方向は、平面視で時計周りであるが、逆周りでもよい。
ステージ１０の上面（ウェハＷ支持面）に、ウェハＷが中心を一致させて水平にセットされるようになっている。ステージ１０にはウェハＷを吸着する真空式又は静電式のチャック機構が組み込まれている。セット状態のウェハＷの外周部は、ステージ１０の外端縁より少し突出されるようになっている。このウェハＷの外周部の突出量は、例えば３〜５ｍｍ程度である。

詳細な図示は省略するが、ステージ１０にはウェハＷと接する面から吸熱してウェハＷを冷却する吸熱手段が組み込まれている。例えば、ステージ１０の内部が、空洞になっており、そこに水や空気等の冷却用媒体が送り込まれるようになっている。吸熱手段として、ステージ１０に上記空洞に代えて同心多重円状や放射状や渦巻き状の冷却用媒体流通路を形成してもよい。或いは、ステージ１０にペルチェ素子を埋め込んでもよい。
ステージ１０の特に上板（ウェハＷが当接される側の板）の材質には、熱伝導性の良好なもの（例えばアルミ）が用いられている。

図７に示すように、ステージ１０の一側部に上記処理ヘッド２０が配置されている。処理ヘッド２０は、ステージ１０に向かって進出する処理位置（図７の実線）とステージ１０から離れる退避位置（図７の仮想線）との間で進退可能な状態で、装置フレーム（図示せず）に支持されている。
処理ヘッド２０は、１つに限られず、ステージ１０の周方向に離して複数設置してもよい。

図１〜図４に示すように、処理ヘッド２０は、ヘッド本体２１と、このヘッド本体２１に設けられた柄杓型ノズル６０を有している。
ヘッド本体２１は、大略直方体形状をなしている。図１及び図２に示すように、ヘッド本体２１の上側部分には、輻射照射ユニット３３（熱光線の照射部）が設けられている。

照射ユニット３３は、光ファイバケーブル３２を介して輻射光源３１に連なっている。輻射光源３１は、ヘッド本体２１から離れたところに配置されている。輻射光源３１として、レーザ光源が用いられている。レーザ光源３１は、例えば発光波長８０８ｎｍ〜９４０ｎｍのＬＤ（半導体）レーザ光Ｌ３０を出射するようになっている。レーザ光源３１として、ＬＤに限られず、ＹＡＧ、エキシマ等の種々の形式のものを用いてもよい。レーザ光源３１の出射部から光ファイバケーブル３２が延びている。この光ファイバケーブル３２の先端部が、ヘッド本体２１の照射ユニット３３に光学的に接続されている。照射ユニット３３には光ファイバケーブル３２からのレーザ光Ｌ３０を収束照射するレンズ等の光学系が収容されている。照射ユニット３３の照射方向は、ヘッド本体２１の中心軸に沿って真下に向けられている。
輻射光線としてレーザに代えて赤外線を用いてもよい。

図１〜４に示すように、ヘッド本体２１の下側部分には、ステージ１０を向く開口２０ａが形成されている。この開口２０ａの天井面に照射ユニット３３の下端の照射窓が臨んでいる。

ヘッド本体２１の下側部分の壁には、１経路のガス供給路４２と、３経路の排気路５１，５２，５３が形成されている。
図２に示すように、ガス供給路４２の基端（上流端）が、オゾナイザー４１に接続されている。図２及び図３に示すように、ガス供給路４２の先端（下流端）はヘッド本体２１の開口２０ａの片側の内側面に向けて延びている。

図２及び図３に示すように、ヘッド本体２１の開口２０ａにおける上記ガス供給路４２とは反対側の内側面には、１つの排気路５１の吸込み端が開口されている。この排気路５１の吸込み端の高さは、ステージ１０の上面より僅かに上になるように設定されている。排気路５１は、ウェハＷの回転方向（例えば平面視で時計周り）に沿ってガス供給路４２ひいては柄杓型ノズル６０の下流側に配置されている。

図２に示すように、他の１つの排気路５２の吸込み端は、ヘッド本体２１の開口２０ａの底面の中央部に開口されている。この排気路５２の吸込み端は、上記照射ユニット３３及び後記短筒部６１の真下に配置されている。

図１及び図４に示すように、残る１つの排気路５３の吸込み端は、ヘッド本体２１の開口２０ａの奥側の内面に開口されている。この排気路５３の吸込み端は、ステージ１０の上面とほぼ同じ高さになるように設定されている。
これら排気路５１，５２，５３の下流端は排気ポンプなどの排気手段（図示せず）に接続されている。

図２及び図３に示すように、ヘッド本体２１の開口２０ａの内部に上記柄杓型ノズル６０が設けられている。図５に示すように、柄杓型ノズル６０は、短い筒状の短筒部６１と、細い直管状の導入部６２とを有している。これら短筒部６１と導入部６２は、石英等の耐オゾン性の透明な材料で構成されている。

図２及び図３に示すように、導入部６２は、水平に延びている。導入部６２の基端部は、ヘッド本体２１に埋め込まれて支持されるとともに、ガス供給路４２の先端部に連なっている。導入部６２の内部は、オゾン（反応性ガス）を導く導入路６２ａを構成している。
例えば、導入部６２の外直径は、１ｍｍ〜５ｍｍであり、導入路６２ａの流路断面積は、約０．７９ｍｍ^２〜１９．６ｍｍ^２であり、長さは、２０ｍｍ〜３５ｍｍである。

導入部６２の先端部が、ヘッド本体２１の開口２０ａの内部に延び出し、そこに短筒部６１が接続されている。
短筒部６１は、ヘッド本体２１の開口２０ａの中央部に配置されている。短筒部６１は、軸線を垂直に向けた下面開口の有蓋円筒形をしている。短筒部６１の直径は、導入部６２の直径より十分に大きい。短筒部６１の軸線は、ヘッド本体２１の中心軸に沿っており、照射ユニット３３の照射軸と一致している。
例えば、短筒部６１の外直径は、５ｍｍ〜２０ｍｍであり、高さは、１０ｍｍ〜２０ｍｍである。

短筒部６１の上端（基端）にはこれを閉塞する蓋部６３が一体に設けられている。蓋部６３は、照射ユニット３３の照射窓の下方に正対して配置されている。上述したように蓋部６３を含む短筒部６１の全体が、石英ガラス等の透光性の材料で構成されているが、少なくとも蓋部６３が透光性を有していればよい。透光性材料としては、石英ガラスの他、ソーダガラスその他の汎用ガラス、ポリカーボネート、アクリル等の透明度の高い樹脂を用いてもよい。
蓋部６３の厚さは、０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。

短筒部６１の周側部の上側寄りの部分に導入部６２が連結され、導入部６２の内部の導入路６２ａが、短筒部６１の内部空間６１ａに連通している。導入路６２ａの下流端が、短筒部６１の内部空間６１ａとの連通口６０ａになっている。短筒部６１の内部空間６１ａの流路断面積は、導入路６２ａひいては連通口６０ａの流路断面積より十分に大きい。
例えば、連通口６０ａの流路断面積は、約０．７９ｍｍ^２〜１９．６ｍｍ^２であるのに対し、短筒部６１の内部空間６１ａの流路断面積は、１９．６ｍｍ^２〜３１４ｍｍ^２である。

導入路６２ａを経たオゾン（反応性ガス）は、連通口６０ａから短筒部６１の内部空間６１ａに入って膨張し、そこで一時滞留することになる。短筒部６１の内部空間６１ａは、オゾン（反応性ガス）の一時滞留空間になっている。

図１及び図２に示すように、短筒部６１の下面（先端）は開口されている。処理ヘッド２０を処理位置にした状態において、短筒部６１の下端縁の直ぐ下に、ステージ１０上のウェハＷの外周部（被処理位置）が位置し、短筒部６１が被処理位置に被さるようになっている。短筒部６１の下端縁とウェハＷの外周部とのギャップは、極めて小さくなるように設定されており、例えば０．５ｍｍ程度である。この極小ギャップを介して短筒部６１の内部の一時滞留空間６１ａがウェハＷの外周部（被処理位置）に面している。

図３に示すように、処理位置における短筒部６１は、ウェハＷの外縁よりウェハＷの半径外側に少しはみ出して配置されるようになっている。これにより、短筒部６１のはみ出し部分の下端縁とウェハＷの外周縁との間を介して短筒部６１の内部の一時滞留空間６１ａが外部と連通している。短筒部６１のはみ出し部分の下端縁とウェハＷの外周縁との間が、一時滞留空間６１ａの滞留ガスの逃がし口６４になっている。

上記構成のウェハ外周処理装置によって、ウェハＷの裏面の外周部の膜ｆａを除去する方法を説明する。
処理すべきウェハＷを、搬送ロボット等によってステージ１０の上面に中心が一致されるようにして置き、吸着チャックする。次に、処理ヘッド２０を退避位置から前進させ、処理位置にセットする。これによって、図６に示すように、ウェハＷの外周部が、ヘッド本体２１の開口２０ａ内に差し入れられ、短筒部６１の直近下方に配置される。

次に、レーザ光源３１をオンし、レーザ光Ｌ３０を照射ユニット３３から真下のウェハＷの外周部に向けて収束照射する。これによって、ウェハＷの外周部の膜ｆａをスポット状（局所的）に輻射加熱することができる。光路の途中に短筒部６１の蓋部６３が介在されているが、この蓋部６３は高透光性であるので、光量が減ることはほとんどなく、加熱効率を維持できる。

上記のレーザ加熱と併行して、オゾナイザー４１からオゾンをガス供給路４２に送出する。このオゾンが、柄杓型ノズル６０の導入部６２の導入路６２ａに導かれ、連通口６０ａから短筒部６１の内部の一時滞留空間６１ａに導入される。一時滞留空間６１ａは、導入路６２ａ及び連通口６０ａより大きく拡開されているので、オゾンは、一時滞留空間６１ａの内部で拡散し一時滞留する。これによって、オゾンが、ウェハＷの外周の上記局所加熱箇所と接触する時間を延ばすことができ、十分な反応時間を確保することができる。これによって、上記局所加熱箇所の膜ｆａを確実にエッチングして除去することができ、処理レートを向上させることができる。また、オゾンの利用度を十分に高め、無駄を省くことができ、所要ガス量を低減することができる。

短筒部６１は、ウェハＷの外周縁より少しはみ出しており、このはみ出し部分とウェハＷの外周縁との間が短筒部６１の内部６１ａからの逃がし口６４になっている。したがって、短筒部６１の内部６１ａでのガス滞留は一時的であり、処理済みの活性度の落ちたガスや反応副生成物（パーティクル等）を上記の逃げ口から速やかに排出でき、常に新鮮なオゾンを一時滞留空間６１ａに供給して反応効率を高く維持することができる。

３経路の排気路５１，５２，５３の吸引排気量を調節することにより、逃がし口６４からのリーク制御をしたり、リーク後の開口２０ａ内でのガス流れを制御したりすることができる。３経路の排気路５１，５２，５３を設けることによって、パーティクルが拡散しても確実に吸引し排気することができる。

併行してステージ１０が回転されることにより、ウェハＷの外周部の膜ｆａを全周にわたって除去することができる。また、ステージ１０内の冷却・吸熱手段によってウェハＷの外周部より内側部分を冷却することにより、レーザ照射による熱でウェハＷの内側部分が温度上昇するのを防止することができ、ウェハＷの内側部分の膜ｆにダメージが及ぶのを防止することができる。
除去処理終了後は、処理ヘッド２０を退避させ、ステージ１０のチャックを解除し、ウェハＷをステージ１０からピックアップする。

図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、処理位置における短筒部６１の位置をステージ１０の半径方向に調節し、短筒部６１のウェハＷの外周縁からのはみ出し量を調節することにより、除去する膜ｆａの処理幅（同図の斜線部）を調節することができる。

発明者は、図９の実験装置を用い、蓋部６３の光透過率の実験を行なった。石英ガラス板Ｇを蓋部６３に模し、この石英ガラス板Ｇにレーザ照射ユニット３３からのレーザ光Ｌ３０を当て、その裏側にレーザパワー測定器Ｄを置いて透過レーザのパワーを測定し減衰率を算出した。レーザ照射ユニット３３の出力を数段階で切り替え、各段階のレーザパワーを測定した。石英ガラス板Ｇは、厚さの異なる２つのものを用意し、各ガラス板Ｇについて同様に測定を行なった。

その結果は、以下の通りである。

上記表の通り、照射ユニット３３の出力及びガラス板厚に拘わらず、減衰率は４％未満であった。
したがって、照射ユニット３３からの光路に柄杓型ノズル６０の蓋部６３が介在されていても９６％以上のレーザ光Ｌ３０が蓋部６３を透過でき、ウェハＷの外周部の加熱効率はほとんど落ちないことが判明した。

一方、レーザエネルギーの減衰分のすべてが蓋部６３に吸収されたとしても、この吸収率は４％未満であるので、あまり発熱することがない。しかも、柄杓型ノズル６０内を流通するオゾンガスによって十分に冷却することができる。したがって、蓋部６３をはじめ柄杓型ノズル６０が高温化することはほとんどなく、耐熱性はほとんど要求されない。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。
図１０は、柄杓型ノズル６０の変形例を示したものである。この変形例では、柄杓型ノズル６０の短筒部６１の下端縁に、逃がし口として切欠き６１ｂが形成されている。図１１に示すように、切欠き６１ｂは、短筒部６１の周方向におけるステージ１０を向く側とは反対側（ウェハＷの半径外側に対応する箇所）に配置されている。
切欠き６１ｂは、半径２ｍｍ程度の半円形をしている。切欠き６１ｂの形状及び大きさは上記に限られず適宜設定可能である。

この変形例によれば、一時滞留空間６１ａの処理済みガスや反応副生成物を切欠き６１ｂから確実に逃がすことができ、新鮮なオゾンを一時滞留空間６１ａに確実に供給でき、高反応効率を確実に得ることができる。

柄杓型ノズル６０の短筒部６１自体に逃がし口６１ｂがあるので、短筒部６１をウェハＷの外縁よりはみ出させて短筒部６１とウェハＷの外縁との間に逃がし口６４を形成する必要がなく、図８（ｃ）に示すように、短筒部６１とウェハＷの外縁を一致させても一時滞留空間６１ａから処理済みガスや反応副生成物を確実に流出させることができ、除去する膜ｆａの処理幅の設定可能範囲を広くすることができる。

図１２及び図１３は、基材外周処理装置の排気系の変形例を示したものである。
処理ヘッド２０の開口２０ａ内に、排気ノズル５１Ａ，５２Ａ，５３Ａを設けることにしてもよい。図１３の仮想線に示すように、排気ノズル５１Ａは、ヘッド本体２１の側部の排気路５１から開口２０ａの中央部へ向けてステージ１０上のウェハＷのほぼ接線方向に延びている。排気ノズル５１Ａの先端開口は、ウェハＷの回転方向（例えば平面視時計周り）に沿って短筒部６１の下流側に僅かに離れ、短筒部６１の側部を向くようにして配置されている。排気ノズル５１Ａは、ウェハＷの僅かに上方に配置されるとともに、若干下に傾けられ、先端の開口が斜め下に向けられている。
短筒部６１の直下のウェハＷ上で発生したパーティクル等の反応副生成物は、ウェハＷの回転に伴って排気ノズル５１Ａの側に流れてくる。これを排気ノズル５１Ａで吸引し排気することによりウェハＷ上にパーティクルが堆積するのを確実に防止することができる。

図１２及び図１３の仮想線に示すように、排気ノズル５２Ａは、ヘッド本体２１の底部の排気路５２から垂直上方に延びている。排気ノズル５２Ａの先端（上端）の開口は、短筒部６１の下端開口の真下に僅かに離れて対峙するように配置されている。短筒部６１と排気ノズル５２Ａの間にウェハＷの外周部が差し入れられるようになっている。
これによって、短筒部６１の直下のウェハＷ上で発生したパーティクル等の反応副生成物を排気ノズル５２Ａで下方に吸引し排気することができ、ウェハＷ上にパーティクルが堆積するのを確実に防止することができる。併せて、短筒部６１からのオゾン等の反応性ガスをウェハＷの外周部の上側エッジから下側エッジに流れていくように制御することができ、上側エッジだけでなくウェハＷの外端や下側エッジにも反応性ガスを接触させることができる。これによって、ウェハＷの外周部の全体の不要膜ｆａを確実に除去することができる。

図１２の仮想線に示すように、排気ノズル５３Ａは、ヘッド本体２１の開口２０ａの奥側面の排気路５３から開口２０ａの中央部へ向けてウェハＷの半径内側方向に延びている。排気ノズル５３Ａの先端開口は、短筒部６１より僅かに奥側（ウェハＷの半径外側）に離れ、短筒部６１を向くように配置されている。排気ノズル５３Ａの上下位置は、短筒部６１の下端部及びウェハＷとほぼ同じ高さに配置されている。
これによって、短筒部６１の直下のウェハＷ上で発生したパーティクルを排気ノズル５３ＡでウェハＷ上から速やかに半径外側へ出し、吸引・排気することができ、ウェハＷ上にパーティクルが堆積するのを確実に防止することができ、パーティクルが拡散しても確実に吸引し排気することができる。

３つの排気ノズル５１Ａ，５２Ａ，５３Ａの１つだけを選択的に取り付けることにしてもよく、２つを選択的に取り付けることにしてもよく、３つとも取り付けることにしてもよい。２つ又は３つとも取り付けておき、そのうちの１つを選択して吸引排気を行なうようにしてもよい。２つ又は３つ同時に吸引排気を行なうようにしてもよい。

図１４〜図１７は、第２実施形態を示したものである。図１４及び図１５に示すように、第２実施形態では、上記柄杓型ノズル６０に代えて長筒型ノズル７０（筒部）が用いられている。また、上記柄杓型ノズル６０と一体の石英製の導入部６２に代えて、耐オゾン性樹脂（例えばポリオエチレンテレフタレート）からなる導入部７９が用いられている。長筒型ノズル７０と導入部７９は、互いに別体になっている。

図１６に示すように、長筒型ノズル７０は、上記柄杓型ノズル６０と同様に石英等の耐オゾン性の透明な材料で構成され、短筒部６１より長い下面開口の有蓋円筒形をなしている。
例えば、長筒型ノズル７０の長さは、４０ｍｍ〜８０ｍｍであり、外直径は、５ｍｍ〜２０ｍｍであり、内部空間の流路断面積は、１９．６ｍｍ^２〜３１４ｍｍ^２である。

長筒型ノズル７０の上端（基端）にはこれを閉塞する透明な蓋部７３が一体に設けられている。図１４及び図１５に示すように、この蓋部７３が、照射ユニット３３の照射窓の下方に正対して配置されている。照射ユニット３３は、レーザを蓋部７３を通してステージ１０上のウェハＷの外周部（被処理位置）に収束照射するようになっている。
蓋部７３の厚さは、０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。

長筒型ノズル７０は、ヘッド本体２１の開口２０ａの中央部に軸線を垂直に向けて配置されている。長筒型ノズル７０は、ステージ１０上のウェハＷの外周部（被処理位置）を貫くように配置され、中間部においてウェハＷの外周部と交差している。この長筒型ノズル７０のウェハＷの外周部との交差部（被処理位置に対応する部位）の周側部には、切り込み７４が形成されている。切り込み７４は、長筒型ノズル７０の周方向に略半円周にわたって延びている。切り込み７４の上下厚さは、ウェハＷより僅かに大きくウェハＷの外周部を挿入可能になっている。

例えば、切り込み７４は、長筒型ノズル７０の上端部から１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の位置に設けられている。切り込み７４の厚さ（上下寸法）は、２ｍｍ〜５ｍｍ程度である。切り込み７４の中心角は、２４０°〜３３０°が好ましい。

長筒型ノズル７０の切り込み７４より上側（基端側）の部分７１に導入部７９が接続されている。この導入部７９内の導入路７９ａの下流端が、上側ノズル部分７１の内部に連通し、連通口７０ａとなっている。長筒型ノズル７０の上側ノズル部分７１の内部が、一時滞留空間７１ａを構成している。

図１７に示すように、切り込み７４にウェハＷを差し入れると、このウェハＷの外縁と、長筒型ノズル７０の切り込み７４で残された部分７５との間に、上側ノズル部分７１内の一時滞留空間７１ａからの逃がし口７５ａが形成される。

長筒型ノズル７０の切り込み７４より下側の部分７２の内部は、逃がし口７５ａに連なる逃がし路になっている。図１５に示すように、長筒型ノズル７０の下端に排気路５２が直接的に連なっている。

この第２実施形態によれば、処理すべきウェハＷをステージ１０の上面にセットし、処理ヘッド２０を処理位置へ前進させると、長筒型ノズル７０の切り込み７４にウェハＷの外周部が差し入れられる。これによって、長筒型ノズル７０の内部がウェハＷを挟んで上下に仕切られるとともに、この上下のノズル部分７１，７２の内部空間が、逃がし口７５ａを介して連通することになる。

次いで、ウェハＷの外周部に照射ユニット３３からレーザを収束照射し、局所加熱するとともに、オゾナイザー４１のオゾンを、連通口７０ａから上側ノズル部分７１内の一時滞留空間７１ａに送り込む。これによって、第１実施形態と同様に、ウェハＷの外周部の膜ｆａを効率的に除去することができる。切り込み７４の縁とウェハＷの間は極めて狭く、しかも排気手段にて下側ノズル部分７２を吸引しているため、切り込み７４の縁とウェハＷの間からガスが漏れるのを確実に防止できるだけでなく、反応を効率的に制御することができる。そして、処理済みガスや反応副生成物を逃がし口７５ａから下側ノズル部分７２へ強制的に流出させ、排気路５２から強制排気することができる。パーティクルが発生したとしても排気路５２から強制排気することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、反応性ガスは、オゾンに限られず、除去すべき不要膜の成分に対応して種々のガスを選択することができる。
輻射加熱器として、レーザ加熱器に変えて、赤外線照射器を用いてもよい。

この発明は、例えば半導体ウェハＷの製造において、外周部に付着した有機物等の不要膜を除去する工程に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係るウェハ外周処理装置を図２のI−I線に沿って示す縦断面図である。 図１のII−II線に沿う上記ウェハ外周処理装置の処理ヘッドの縦断面図である。 図１のIII−III線に沿う上記ウェハ外周処理装置の平断面図である。 図１のIV−IV線に沿う上記ウェハ外周処理装置の平断面図である。 上記ウェハ外周処理装置の柄杓型ノズルの斜視図である。 上記ウェハ外周処理装置によるウェハ外周部の膜除去処理の様子を拡大して示す解説断面図である。 上記ウェハ外周処理装置の平面図である。 上記柄杓型ノズルの短筒部とウェハ外縁との配置関係の設定例を示す解説平面図である。 上記柄杓型ノズルの透光性の測定実験に用いた実験装置の解説正面図である。 上記柄杓型ノズルの変形例を示す斜視図である。 図１０の変形例に係る柄杓型ノズルを用いたウェハ外周処理装置によるウェハ外周部の膜除去処理の様子を拡大して示す解説断面図である。 上記ウェハ外周処理装置の排気系の変形例を図１３のXII−XII線に沿って示す縦断面図である。 図１２のXIII−XIII線に沿う上記ウェハ外周処理装置の処理ヘッドの縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るウェハ外周処理装置を図１５のXIV−XIV線に沿って示す縦断面図である。 図１４のXV−XV線に沿う第２実施形態に係るウェハ外周処理装置の処理ヘッドの縦断面図である。 第２実施形態に係るウェハ外周処理装置の長筒型ノズルの斜視図である。 第２実施形態に係るウェハ外周処理装置によるウェハ外周部の膜除去処理の様子を拡大して示す解説断面図である。

符号の説明

Ｗ ウェハＷ
ｆ 有機膜
ｆａ 外周部の有機膜
１０ ステージ
１１ 垂直軸
２０ 処理ヘッド
２０ａ 開口
２１ ヘッド本体
３１ レーザ光源（輻射加熱源）
３２ 光ファイバ
３３ 照射ユニット（照射部）
Ｌ３０ レーザ光（熱光線）
４１ オゾナイザー（反応性ガス供給源）
４２ ガス供給路
５１ 側部排気路
５２ 下部排気路
５３ 奥部排気路
６０ 柄杓型ノズル
６１ 短筒部（筒部）
６２ 導入部
６２ａ 導入路
６３ 蓋部
６１ａ 短筒部の内部空間（一時滞留空間）
６０ａ 連通口
６１ｂ 切欠き（逃がし口）
６４ 逃がし口
７０ 長筒型ノズル（筒部）
７３ 蓋部
７０ａ 連通口
７４ 切り込み
７１ 長筒型ノズルの切り込みより上側の部分（切り込みより基端側の筒部）
７１ａ 一時滞留空間
７２ 長筒型ノズルの切り込みより下側の部分（切り込みより先端側の筒部）
７５ 長筒型ノズルの切り込みで残された部分
７５ａ 逃がし口
７９ 導入部
７９ａ 導入路

Claims (6)

1. 基材の外周部に被膜された不要物を除去するための装置であって、
   不要物除去のための反応性ガスを基材の外周部の在るべき被処理位置の近傍に導く導入部と、
   この導入部に連なるとともに前記被処理位置に被さる筒部と、を備え、
   前記筒部の内部が、前記導入部より拡開して前記反応性ガスを一時滞留させる一時滞留空間となっていることを特徴とする基材外周処理装置。
2. 前記筒部の先端が前記被処理位置に面して開口されていることを特徴とする請求項１に記載の基材外周処理装置。
3. 前記筒部の先端縁における基材の半径外側に対応すべき箇所に切欠きが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の基材外周処理装置。
4. 前記筒部が、前記被処理位置を貫くように配置されるとともに、この筒部の前記被処理位置に対応する周側部には、基材の外周部が差し入れられる切り込みが形成され、この切り込みより基端側の筒部に前記導入部が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の基材外周処理装置。
5. 前記切り込みより先端側の筒部に排気路が直接連なっていることを特徴とする請求項４に記載の基材外周処理装置。
6. 前記筒部の基端部には、これを閉塞する透光性の蓋部が設けられており、
   この蓋部の外側には熱光線の照射部が前記被処理位置に向けて配置されていることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の基材外周処理装置。

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