JP2007184394A - 基材外周処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材外周部の不要物の膜厚が幅方向に異なっている場合でも、効率良く除去処理を行なう。
【解決手段】熱光線Ｌを、集光光学系３３から基材９０の外周部に向けて集光照射する。水平位置調節機構４１によって集光光学系３３を水平スライドさせ、集光スポットＰの膜９３ａの幅方向に沿う位置を調節する。併せて、光軸方向位置調節機構４２によって集光光学系３３の高さを調節し、集光スポットＰの径を、集光スポットＰの前記幅方向に沿う位置に応じて調節する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ウェハや液晶パネル等の基材の外周部に設けられた有機膜等の不要物を除去する方法に関する。

半導体ウェハの製造工程においては、ウェハ表面の絶縁層の異方性エッチング時に異方性確保用に堆積させるフロロカーボンがウェハの外端面から裏側にも回り込み、ウェハの裏面外周部にも堆積することがある。
上記絶縁層がＳｉＯ_２の場合、次工程のドライアッシング処理時に酸素プラズマをウェハの表側面から裏面へ回り込ますことにより、上記裏面外周部のフロロカーボン膜を除去することが十分可能であった。
しかし、絶縁層がｌｏｗ−ｋ膜の場合、ドライアッシングをあまり強くすると、ｌｏｗ−ｋ膜がダメージを受ける。そこで、低出力でアッシング処理する試みがなされているが、そうするとウェハ裏面のフロロカーボン膜を除去しきれない。これを放置すると、基材の搬送時等にパーティクルが発生し、歩留まり低下を招くおそれがある。

半導体ウェハの外周部の不要物除去の先行文献として、例えば特許文献１に記載のものでは、活性化されたガスを基板の外周部に吹き付けて外周部の不要物をエッチングしている。
特許文献２に記載のものは、レーザをウェハの外周部に照射するようになっている。ウェハのオリフラやノッチの形状に応じてレーザを平行移動したり、角度調節したりするようになっている。
特開平１０−１８９５１５号公報 特開２００３−１９７５７０号公報

異方性エッチング時にウェハ裏面外周部に堆積するフロロカーボンなどの不要物の厚さは、径方向（周方向と直交する方向）の位置に応じて一定していないことが多い。膜の厚い部分と薄い部分に同じ加熱エネルギーを付与すると、加熱量が足らなかったり余分に加熱したりすることになり、ロスが大きく、処理効率が悪い。

本発明は、半導体ウェハ等の基材の周方向と直交する幅を有して前記基材の外周部に設けられた不要物を局所的に加熱して除去する方法であって、
熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射するとともに、この熱光線の前記基材外周部上における集光スポットの径を、該集光スポットの前記幅方向に沿う位置に応じて調節することを特徴とする。
不要物の膜厚が大きい部分については集光スポットの径を相対的に小さくする。これによって、照射エネルギー密度が高くなり、厚膜の不要物を効率的に除去することができる。不要物の膜厚が小さい部分については集光スポットの径を相対的に大きくする。これによって、照射エネルギー密度が低くなり、薄膜の不要物を適度に加熱できるとともに、加熱範囲を広くすることができる。この結果、熱光線の出力を変えることなく、不要物除去の処理効率を向上させることができる。

不要物の膜厚が基材の内側に向うにしたがって薄くなっている場合に対応して、前記集光スポット径を、前記集光スポットが前記基材外周部の外側寄りの部分に位置するときは相対的に小さくし、前記集光スポットが前記基材外周部の内側寄りの部分に位置するときは相対的に大きくすることが望ましい。
前記集光スポットの前記幅方向に沿う位置は、前記熱光線の集光光学系の前記幅方向に沿う位置によって調節可能である。
また、前記集光スポットの前記幅方向に沿う位置は、前記熱光線の前記基材外周部への照射角度によっても調節可能である。
前記集光スポット径は、前記集光光学系の光軸方向の位置（前記集光光学系と前記基材外周部との距離）によって調節可能である。
また、前記集光スポット径は、前記熱光線の前記基材外周部への照射角度によっても調節可能である。
前記熱光線の前記基材外周部への照射角度は、前記集光光学系の角度によって調節可能である。

また、本発明は、基材の周方向と直交する幅を有して前記基材の外周部に設けられた不要物を局所的に加熱して除去する方法であって、
熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射するとともに、この熱光線の前記基材外周部上の集光スポットにおける単位面積当たりの照射エネルギーを、前記集光スポットの前記幅方向に沿う位置に応じて調節することを特徴とする。
不要物の膜厚が大きい部分については単位面積当たりの照射エネルギーを相対的に大きくすることにより、厚膜の不要物を効率的に除去することができる。不要物の膜厚が小さい部分については単位面積当たりの照射エネルギーを相対的に小さくすることにより、薄膜の不要物を適度に加熱でき、照射エネルギーのロスを防止することができる。

不要物の膜厚が基材の内側に向うにしたがって薄くなっている場合に対応して、前記単位面積当たりの照射エネルギーを、前記集光スポットが前記基材外周部の外側寄りの部分に位置するときは相対的に大きくし、前記集光スポットが前記基材外周部の内側寄りの部分に位置するときは相対的に小さくすることが好ましい。

前記単位面積当たりの照射エネルギーは、集光スポットの径を変えたり、熱光線の出力を変えたりすることによって調節可能である。
また、前記単位面積当たりの照射エネルギーは、前記集光スポットを前記基材外周部に対し相対移動させるとともに、この相対移動の速度を調節することによっても調節可能である。前記集光スポットを前記基材の周方向に相対移動させ、この周方向への相対移動速度を調節してもよく、前記集光スポットを前記基材の幅方向に相対移動させ、この幅方向への相対移動速度を調節してもよい。

また、本発明は、基材上に設けられた層の一部を異方性エッチングする際のエッチングガスに混入した異方性確保用の保護材が前記基材の外周部に堆積してなる不要物を局所的に加熱して除去する方法であって、
熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射するとともに、この熱光線の前記基材外周部上における集光スポットの径又は単位面積当たりの照射エネルギーを、前記異方性エッチングの時間に応じて調節することを特徴とする。
通常、前記異方性エッチングの時間が短かいと不要物の膜厚は小さく、異方性エッチングの時間が長いと不要物の膜厚は大きい。したがって、異方性エッチングの時間が相対的に短かい場合には、集光スポット径を相対的に大きくし、又は単位面積当たりの照射エネルギーを相対的に小さくするとよい。異方性エッチングの時間が相対的に長い場合には、集光スポット径を相対的に小さくし、又は単位面積当たりの照射エネルギーを相対的に大きくするとよい。

前記不要物と反応する反応性ガスを、前記基材外周部における前記集光スポットに局所的に供給することが好ましい。
前記不要物は、例えばフロロカーボン等の有機物である。これに対応する反応性ガスは、例えばオゾンや酸素等の酸素系ガスを用いることができる。

本発明によれば、不要物除去の処理効率を向上させることができる。

以下、本発明の第１実施形態を図面にしたがって詳述する。図１及び図２に示すように、基材外周処理装置１の処理対象基材は、例えばシリコン製の半導体ウェハ９０である。シリコンウェハ９０は、円形の薄板状をなしている。図１の斜線に示すように、ウェハ９０の裏面の外周部には、除去されるべき不要物としてフロロカーボンの膜９３ａが被膜されている。フロロカーボン膜９３ａは、ウェハ９０の周方向の全周にわたるとともに径方向に沿う幅を有している。フロロカーボン膜９３ａの上記幅寸法は、例えば５ｍｍ程度である。図４に誇張して示すように、フロロカーボン膜９３ａの厚さは、ウェハ９０の外端側の部分で厚く、ウェハ９０の内側に向うにしたがって次第に薄くなっている。フロロカーボン膜９３ａのウェハ外端側の一番厚い部分の厚さは、例えば１μｍである。

フロロカーボン膜９３ａが形成される過程について説明する。
図６（ａ）に示すように、シリコンウェハ９０の表側面（上面）には、例えばｌｏｗ−ｋ材からなる絶縁層９１が形成される。ｌｏｗ−ｋ材は、ＳｉＯ_２より誘電率が小さい絶縁材料である。ｌｏｗ−ｋ材の比誘電率は、例えば１５〜３０程度が好ましい。ｌｏｗ−ｋ材を構成する物質としては、Ｓｉ Ｏ ＣＨ_３等が挙げられる。

図６（ｂ）に示すように、このｌｏｗ−ｋ絶縁層９１の上にフォトレジストの層９２を被膜したうえで、同図（ｃ）に示すように、ｌｏｗ−ｋ絶縁層９１をエッチングすることにより、配線パターン９４（図４）用の溝９１ａを形成する。このとき、Ｆ、ＣＦ_４等のフッ素系ガスを主成分とするエッチングガスにフロロカーボンからなる保護材成分を混ぜておく。これにより、フォトレジスト層９２のパターン用溝９２ａの側面及び該溝９２ａの底部から下に延びる配線パターン溝９１ａの側面に保護膜９３を形成しながらエッチングが進行する。これによって、図６（ｄ）に示すように、パターン用溝９２ａの下側のｌｏｗ−ｋ絶縁層９１だけをきれいに異方性エッチングでき、配線パターン溝９１ａを正確に形成することができる。一方、フロロカーボンからなる膜９３は、上記の溝９１ａ，９２ａの側面だけでなく、フォトレジスト層９２の表側面は勿論、シリコンウェハ９０の外端面にも被膜され、さらに裏側にも回り込んで、シリコンウェハ９０の裏面（下面）の外周部にも被膜される。

次に、図６（ｅ）に示すように、例えば酸素プラズマを用いてアッシングを行なうことによりフォトレジスト層９２を除去する。この酸素プラズマアッシングによりフォトレジスト層９２の上面やシリコンウェハ９０の外端面に皮膜されたフロロカーボン膜９３も除去される。しかし、一般にｌｏｗ−ｋ材のアッシング耐性が小さいため、ｌｏｗ−ｋ層９１がダメージを受けないようにアッシングの勢いを抑える必要がある。そのため、シリコンウェハ９０の裏側までアッシングが及ばず、裏面の外周部にフロロカーボン膜９３ａが残置されることになる。

基材外周処理装置１は、上記ウェハ外周部のフロロカーボン膜９３ａを除去するための装置である。図１及び図２に示すように、基材外周処理装置１は、回転支持手段１０と、反応性ガス給排手段２０と、輻射加熱手段３０を備えている。

回転支持手段１０は、ステージ１１と、回転駆動部１２を有している。ステージ１１は、水平な円盤形状になっている。ステージ１１の上面（基材支持面）の直径は、ウェハ９０の直径より僅かに小さい。このステージ１１の上面に、ウェハ９０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。セット状態のウェハ９０の外周部は、ステージ１１の外端縁より少し突出されている。これによりフロロカーボン膜９３ａの幅方向の全体が露出するとともに、該フロロカーボン膜９３ａの径方向内側の縁のすぐ近くにステージ１１の外端縁が位置するようになっている。

ステージ１１の中心軸１３に回転駆動部１２が接続されている。この回転駆動部１２によって、ステージ１１が中心軸１３のまわりに回転されるようになっている。

ステージ１１にはウェハ９０を吸着する真空式又は静電式の吸着チャック機構（図示せず）が組み込まれている。吸着チャック機構は、ステージ１１の上面の全域に設けてもよく、ステージ１１の外周部（ウェハ９０の外周突出部のすぐ内側の部分）にのみ設け、中央部には設けないことにしてもよい。吸着チャック機構をステージ１１の外周部だけに設けることにすれば、吸着に起因するパーティクルを低減することができる。

図示は省略するが、ステージ１１にはウェハ９０と接する面から吸熱してウェハ９０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１１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。また、ステージ１１に冷却用媒体の流通路を形成してもよい。或いは、ステージ１１にペルチェ素子を埋め込んでもよい。
ステージ１１の特に上板の材質には、熱伝導性の良好なもの（例えばアルミ）が用いられている。
冷却・吸熱手段は、ステージ１１の少なくとも外周部（ウェハ９０の外周突出部のすぐ内側の部分）から吸熱できるようになっていればよい。ステージ１１の上面の中央部には凹部を設け、この凹部より外周側のステージ上面だけがウェハ９０と接触するようにしてもよい。これによって、ウェハ９０の外周突出部のすぐ内側の部分から確実に吸熱できる一方、ステージ１１とウェハ９０の接触面積を小さくしてパーティクルの発生数を低減することができる。
ステージ１１には、必ずしも上記のような冷却・吸熱手段を設けなくてもよい。これによって、ステージの構成を簡素化できる。

ステージ１１の側部には、反応性ガス給排手段２０を構成する吹出しノズル２１と吸引ノズル２２が設けられている。吹出しノズル２１が、ガス供給路２３を介して反応性ガス源２４に連なっている。反応性ガス源２４と供給路２３と吹出しノズル２１によって、反応性ガス供給手段が構成されている。反応性ガス源２４として、オゾン（Ｏ_３）を生成するオゾナイザーが用いられている。オゾンは、フロロカーボン膜９３ａ等の有機膜を除去するのに好適な反応性ガスである。
反応性ガス源として、オゾナイザー２４に代えて常圧プラズマ放電装置を用い、この常圧プラズマ放電装置の電極間のプラズマ放電空間に酸素を導入し、酸素ラジカル等の酸素系反応性ガスを得ることにしてもよい。
反応性ガスとして酸素（Ｏ_２）をそのまま吹出しノズル２１に供給し、吹出すようにしてもよい。
反応性ガスとして、酸素系ガスに代えて、ＣＦ_４等のフッ素系ガスを用いてもよい。

吹出しノズル２１は、管状をなし、ウェハ９０の外周部の一箇所（被処理位置Ｐ）に向くようにしてウェハ９０の下側に配置されている。図２に示すように、吹出しノズル２１の吹き出し方向は、平面視でウェハ９０の周方向（接線方向）にほぼ沿うとともに、図３に示すように、側面視でウェハ９０に対し例えば４５度程度傾けられている。
吹出しノズル２１の口径は、フロロカーボン膜９３ａの幅に対応する大きさになっている。

吹出しノズル２１は、透光性材料にて構成されている。透光材料としては、ガラス、アクリル、透明な樹脂等を用いることができる。ガラスは、石英、ほうけい酸ガラス、アルカリソーダガラス等を用いることができる。透明樹脂は、透明なポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、透明なテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、透明なポリカーボネート、透明な塩化ビニール等を用いることできる。

図２に示すように、吸引ノズル２２から排気路２５が延び、排気ポンプ等の排気手段２６に連なっている。吸引ノズル２２は、管状をなし、平面視で被処理位置Ｐを挟んでウェハ９０の周方向（接線方向）に沿って吹出しノズル２１と向き合うように配置されている。したがって、吸引ノズル２２の吸引方向は、平面視でウェハ９０の周方向（接線方向）にほぼ沿い、上記吹出しノズル２１からの吹出し方向とほぼ一致している。図３に示すように、吹出しノズル２２は、側面視でウェハ９０の下側から被処理位置Ｐに向かうようにウェハ９０に対し例えば４５度程度傾けられている。

吸引ノズル２２は、吹出しノズル２１と同様の透光性材料にて構成されている。

吸引ノズル２２の口径は、吹出しノズル２１の口径より大きく、例えば約２〜５倍になっている。例えば、吹出しノズル２１の口径は１〜３ｍｍ程度であるのに対し、吸引ノズル２２の口径は２〜１５ｍｍ程度である。

ステージ１１ひいてはウェハ９０の回転方向（例えば平面視時計周り）に沿って、吹出しノズル２１は上流側に配置され、吸引ノズル２２は下流側に配置されている。

ノズル２１，２２の向きや互いの配置関係は適宜設定することができる。例えば、ノズル２１，２２を平面視でウェハ９０の接線より僅かにウェハ９０の内側又は外側から被処理位置Ｐを向くように傾けてもよい。吸引ノズル２２をウェハ９０の半径方向に沿ってウェハ９０の外側から被処理位置Ｐに向けたり、ウェハ９０より下側に上向きで配置したりしてもよい。

上記加熱手段３０としては、レーザ加熱器が用いられている。レーザ加熱器３０は、熱光線源としてのレーザ光源３１と、照射ユニット３２を有している。

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３４が照射ユニット３２へ延びている。照射ユニット３２は、ウェハ９０の外周部の下方であって、平面視で吹出しノズル２１と吸引ノズル２２の間に配置されている。照射ユニット３２には、凸レンズやシリンドリカルレンズ等の光学素子を含む集光光学系３３が収容されている。この集光光学系３３に光ファイバ３４の先端部が光学的に接続されている。集光光学系３３は、光ファイバ３４で伝送されて来たレーザＬを垂直な光軸Ｌ３３（図３）に沿って真上方向へ収束照射するようになっている。このレーザＬの焦点が、ほぼウェハ９０の高さになるように調節されている。このレーザＬのウェハ外周部上の集光スポットが、上記被処理位置Ｐとなる。集光ユニット３２をウェハ９０の下側かつ半径外側に配置し、レーザＬがウェハ外周部に斜めに当たるようにしてもよい。

照射ユニット３２には、水平位置調節機構４１が接続されている。この水平位置調節機構４１によって、照射ユニット３２ひいては集光光学系３３が、ステージ１１の径方向に微小スライドされるようになっている。これによって、ウェハ外周部上の集光スポットＰが、フロロカーボン膜９３ａの幅方向に位置調節されるようになっている。

照射ユニット３２には、光軸方向位置調節機構４２（焦点調節機構）が設けられている。この光軸方向位置調節機構４２によって、集光光学系３３が光軸Ｌ３３に沿う上下方向に微小スライドされるようになっている。これによって、集光光学系３３からウェハ外周部までの距離が微調節され、ウェハ外周部上の集光スポットＰの径が、拡縮されるようになっている。

上記構成の基材外周処理装置１は、次のように使用される。
ステージ１１にウェハ９０をアライメントして設置し、ウェハ９０のフロロカーボン膜９３ａを含む外周部をステージ１１の径方向外側へ突出させる。
次に、図４及び図５の実線で示すように、水平位置調節機構４１によって照射ユニット３２ひいては集光光学系３３の水平方向位置を調節し、集光スポットＰがフロロカーボン膜９３ａのウェハ外端側の端部に位置されるようにする。かつ、光軸方向位置調節機構４２によって、集光光学系３３の高さすなわち光軸方向の位置を調節し、集光スポット径が例えば０．５ｍｍ程度の極めて小径になるようにする。そして、レーザ光源３１からのレーザ光Ｌを、光ファイバ３４に通して集光光学系３３から出射する。これにより、レーザ光Ｌが、フロロカーボン膜９３ａのウェハ外端側の端部にスポット径０．５ｍｍ程度に収束されて照射される。これにより、フロロカーボン膜９３ａの上記集光スポットＰが局所的かつ瞬間的に高温加熱される。集光スポットＰは、フロロカーボン膜９３ａの外周寄りの一番厚い部分に位置している。

併行して、図３及び図５に示すように、オゾナイザー２４からのオゾンを、吹出しノズル２１からウェハ９０の裏面外周部に向けて吹出す。このオゾンは、フロロカーボン膜９３ａの幅方向の全体にわたるとともにウェハ９０のほぼ周方向（上記集光スポットＰにおける接線に略沿う方向）に流れる。このオゾンの一部が、上記局所加熱された集光スポットＰに当たる。これによって、集光スポットＰのフロロカーボン膜９３ａが、オゾンと反応して除去される。レーザ光Ｌが高集光されているので、フロロカーボン膜９３ａの厚い部分であっても確実に除去することができる。

さらに、排気手段２６を駆動することにより、処理済みのオゾン及び反応副生成物を吸引ノズル２２でほぼ接線方向に吸込んで排出する。吸引ノズル２２は口径が大きいので、反応副生成物を漏れなく確実に吸引することができる。これにより、反応副生成物によるパーティクルの発生を防止することができる。
吹出しノズル２１及び吸引ノズル２２は透明であるので、レーザからの吸熱を抑制でき高温化を防止できるだけでなく、集光スポットＰに可及的に接近させることができ、集光スポットＰのフロロカーボン膜の局所処理を一層確実に行なうことができる。また、処理済みガスの吸引による吸引ノズル２２の内周面の汚れを容易に確認でき、メンテナンスの要否確認が容易になる。

併せて、回転駆動部１２にてステージ１１を回転させる。これにより、フロロカーボン膜９３ａの外周寄りの一番厚い部分が全周にわたって除去される。

続いて、図４の２つの矢印に示すように、集光光学系３３を、水平位置調節機構４１によってステージ１１の半径内側方向に少しずらすとともに、光軸方向位置調節機構４２によって少しだけ光軸Ｌ３３に沿って上へずらす。これによって、図４及び図５の二点鎖線に示すように、集光スポットＰが、フロロカーボン膜９３ａの薄厚側に少しだけずれるとともに、集光スポット径が少し大きくなる。この実施形態では、レーザ光Ｌが、ウェハ９０の裏面より上の高さで焦点を結ぶようになっているが、集光光学系３３とウェハ９０の間で焦点を結ぶようにしてもよく、この場合、集光スポット径を大きくするには集光光学系３３を光軸Ｌ３３に沿って下にずらすとよい。薄厚側へのずれ量は、集光スポット径（直径）の約半分程度の大きさにするのが好ましい。これによって、ずらす前の集光スポットＰの周辺部であった部分にずらした後の集光スポットＰが重なることによって、再度加熱でき、削り残しを確実に除去行なうことができる。また、集光スポット径が大きくなることにより、処理幅を広くすることができる。一方、照射エネルギー密度は低下するが、膜厚も小さくなるので、照射エネルギーが不足することがなく、むしろ過分な照射を防止できる。

このように、ステージ１１が一周〜数周回転するごとに、位置調節機構４１によって、集光光学系３３をステージ１１の半径内側方向に少しずらすとともに、少しだけ光軸方向にずらし、集光スポットＰを段階的にフロロカーボン膜９３ａの内周側（薄厚側）にずらすとともに、スポット径を大きくしていく。勿論、膜９３ａの内周側（薄肉側）から外周側（厚肉側）へ順次処理していくようにしてもよい。
これによって、集光スポットＰが当たる部分のフロロカーボン膜９３ａの膜厚に対応して適度なエネルギー密度のレーザを照射できるとともに処理幅を漸次広くすることができる。この結果、処理効率を向上でき、処理時間の短縮を図ることができる。
フロロカーボン膜９３ａをすっかり除去しておくことにより、その後の搬送等の工程中に欠け落ちてパーティクルの原因となるおそれを防止できる。これによって、製品の歩留まりを向上させることができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において第１実施形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
図７に示すように、第２実施形態では、吹出しノズル２１及び吸引ノズル２２と、照射ユニット３２とがハウジング５０に組み込まれ、ユニットになっている。ハウジング５０に水平位置調節機構４１が接続されている。この水平位置調節機構４１によって、ハウジング５０がステージ１１の径方向に微小スライドされ、ひいては、照射ユニット３２とノズル２１，２２が、一体になってステージ１１の径方向に微小スライドされるようになっている。

ノズル２１，２２は、第１実施形態のものより細くなっている。これらノズル２１，２２の先端部どうしを結ぶ線上に、集光光学系３３の光軸が交差している。これにより、図８の実線に示すように、ノズル２１，２２の先端部どうしの中間に照射スポットＰが位置するようになっている。

第２実施形態によれば、図８の二点鎖線で示すように、水平位置調節機構４１によってハウジング５０がステージ１１の径方向にスライドされることにより、集光スポットＰが膜９３ａの幅方向に変移するのと一緒に、吹出しノズル２１からのオゾン吹付け位置も上記幅方向に変移する。これにより、集光スポットＰの幅方向変移にかかわらず、オゾンを集光スポットＰに確実に吹付けることができる。一方、吹出しノズル２１が細いため、集光スポットＰからずれた部分へのオゾン吹付けを低減することができ、オゾンが無駄に消費されるのを抑制することができる。

また、上記吹出しノズル２１と一緒に吸引ノズル２２も幅方向に変移することによって、反応副生成物を含む処理済みガスを確実に吸込むことができる。

吸引ノズル２２の位置を固定し、集光ユニット２３と吹出しノズル２１だけが一体にスライドするようにしてもよい。この場合、吸引ノズル２２の口径を第１実施形態と同程度の大きさにするのが好ましい。これによって、吹出しノズル２１の幅方向変移にかかわらず、処理済みガスを確実に吸引できるようにすることができる。

図９に示すように、第３実施形態では、集光ユニット３２（図示省略）内の集光光学系３３が、被処理位置Ｐにおけるステージ１１の径方向と直交する水平な軸線３５のまわりに回転可能になっている。図示しない集光ユニット２１には、上記光軸方向位置調節機構４２に代えて、角度調節機構４３が組み込まれている。この角度調節機構４３によって、集光光学系３３の軸線３５まわりの回転角度が調節するようになっている。

集光光学系３３の焦点は、ウェハ９０より少し下側に位置し、この焦点より上に向かってレーザＬが広がっていくように設定されている。

第３実施形態によれば、図９の二点鎖線に示すように、ステージ１１が一周〜数周回転するごとに、角度調節機構４３によって集光光学系３３をステージ１１の側へ傾けていく。これによって、第１実施形態と同様に、集光スポットＰをフロロカーボン膜９３ａの幅方向に沿って内周側へずらし、かつ集光スポット径を大きくしていくことができ、処理効率を向上して処理時間の短縮を図ることができる。

上述したように、集光スポット径の拡縮によって、フロロカーボン膜９３ａの単位面積当たりの照射エネルギーが増減されるが、単位面積当たりの照射エネルギーは、他の手段によっても調節可能である。
例えば、図１０に示すように、第４実施形態では、集光ユニット２１に第１実施形態の光軸方向位置調節機構４２や第３実施形態の角度調節機構４３が設けられていない。したがって、フロロカーボン膜９３ａ上の集光スポット径は、集光スポットＰの幅方向位置にかかわらず一定である。

一方、回転駆動部１２には、回転数調節機構１４が搭載されている。この回転数調節機構１４によってステージ１１の回転数を調節できるようになっている。

第４実施形態によれば、集光スポットＰがフロロカーボン膜９３ａの内周側（薄肉側）へ変移するにしたがって、回転数調節機構１４によってステージ１１の回転速度を大きくする。これによって、フロロカーボン膜９３ａの各ポイントのレーザ照射時間が短くなり、単位面積当たりの照射エネルギーが小さくなる。これによって、膜９３ａの厚さが薄い部分に過剰な照射エネルギーが付与されるのを抑制でき、エネルギーロスを防止することができる。しかも、ステージ１１の回転が速くなる分、処理時間を短縮でき、処理の効率化を図ることができる。

単位面積当たりの照射エネルギーは、ステージ１１の回転数に代えて、集光ユニット３２のステージ径方向に沿う移動速度を調節することによっても調節可能である。この場合、ステージ１１を高速回転させるとともに、集光ユニット２１をステージ径方向に連続的に移動させながら、その移動速度を調節するのが好ましい。

図６（ｃ）について上述したように、フロロカーボン膜９３は、絶縁層９１の異方性エッチング時に堆積、形成される。したがって、フロロカーボン不要膜９３ａの厚さは、異方性エッチングの時間と比例する関係にある。すなわち、図１１（ａ）に示すように、異方性エッチング時間が短ければ、フロロカーボン不要膜９３ａの厚さは小さい。一方、同図（ｂ）に示すように、異方性エッチング時間が長いと、フロロカーボン不要膜９３ａの厚さが大きくなる。

そこで、集光スポットＰの径を異方性エッチングの時間に応じて調節するのが好ましい。すなわち、図１１（ａ）に示すように、異方性エッチング時間が短いときは、集光スポット径が比較的大きくなるように、集光光学系３３の高さを設定し、膜９３ａの除去を行なう。これによって、単位面積当たりの照射エネルギーが過剰になるのを防止できるとともに、加熱範囲を広くして処理時間を短縮することができる。

同図（ｂ）に示すように、異方性エッチング時間が長いときは、集光スポット径が比較的小さくなるように、集光光学系３３の高さを設定し、膜９３ａの除去を行なう。これによって、単位面積当たりの照射エネルギーを大きくして厚肉の膜９３ａを確実に除去することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、吹出しノズル２１を省略し、反応性ガス雰囲気下で熱光線をスポット照射することにより不要物除去を行なうことにしてもよい。
反応性ガスとしては、オゾンのほか、酸素ガス（Ｏ_２）を用いることもできる。
膜９３ａの幅方向に沿って厚さがほぼ同じである場合（図１１）、集光スポット径を変えずに、集光スポットＰを膜９３ａの幅方向に変移させるとよい。
除去対象の不要物は、フロロカーボンに限られず、それ以外の有機物の他、無機物であってもよい。
不要物の状態は、膜に限られず粉体等であってもよい。
基材の裏面外周部に設けられた不要物だけでなく、基材の外端面や表側の外周部に設けられた不要物の除去にも適用できる。
絶縁層９１は、ｌｏｗ−ｋ材に代えて、ＳｉＯ_２であってもよい。
基材は、ウェハに限られず、例えば液晶テレビやプラズマテレビ等のフラットパネルディスプレイ用の基板であってもよい。

本発明は、例えば半導体基板や液晶用基板の製造において、基板外周部の不要物を除去するのに適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る基材外周処理装置を、正面の斜め下から矢視して示す概略構成図である。 上記基材外周処理装置の平面図である。 図２のIII−III線に沿う上記装置の側面拡大図である。 上記基材外周処理装置にてシリコンウェハの外周部のフロロカーボン膜を除去処理する様子を、シリコンウェハ及び被膜の厚さを誇張して示す正面拡大断面図である。 上記基材外周処理装置にてシリコンウェハの外周部のフロロカーボン膜を除去処理する様子を拡大して示す底面図である。 半導体装置の製造工程を示す拡大断面図であり、（ａ）は、シリコンウェハにｌｏｗ−ｋ絶縁層を被膜した状態を示し、（ｂ）は、フォトレジストを被膜した状態を示し、（ｃ）は、異方性エッチング中の状態を示し、（ｄ）は、異方性エッチングが完了した状態を示し、（ｅ）は、フォトレジストをアッシングする状態を示す。 本発明の第２実施形態に係る基材外周処理装置の平面図である。 上記第２実施形態に係る基材外周処理装置にてシリコンウェハの外周部のフロロカーボン膜を除去処理する様子を拡大して示す底面図である。 本発明の第３実施形態を示す図４相当の正面拡大断面図である。 本発明の第４実施形態に係る基材外周処理装置を、正面の斜め下から矢視して示す概略構成図である。 本発明の第５実施形態を示す正面拡大断面図であり、（ａ）は、異方性エッチング時間が短かったシリコンウェハを処理する場合を示し、（ｂ）は、異方性エッチング時間が長かったシリコンウェハを処理する場合を示す。

符号の説明

１ 基材外周処理装置
１０ 回転支持手段
１１ ステージ
１２ 回転駆動部
１３ 中心軸
１４ 回転数調節機構
２０ 反応性ガス給排手段
２１ 吹出しノズル
２２ 吸引ノズル
２３ ガス供給路
２４ オゾナイザー（反応性ガス源）
２５ 排気路
２６ 排気手段
３０ レーザ加熱器（輻射加熱手段）
３１ レーザ光源（熱光線源）
３２ 照射ユニット
３３ 集光光学系
３４ 光ファイバ
３５ 軸線
４１ 水平位置調節機構
４２ 光軸方向位置調節機構
４３ 角度調節機構
５０ ハウジング
９０ シリコンウェハ（基材）
９１ ｌｏｗ−ｋ絶縁層
９１ａ 配線パターン溝
９２ フォトレジスト層
９２ａ パターン用溝
９３ フロロカーボン保護膜
９３ａ フロロカーボン膜（不要物）
Ｐ 集光スポット、被処理位置
Ｌ レーザ（熱光線）
Ｌ３３ 光軸

Claims (7)

1. 基材の周方向と直交する幅を有して前記基材の外周部に設けられた不要物を局所的に加熱して除去する方法であって、
   熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射するとともに、この熱光線の前記基材外周部上における集光スポットの径を、該集光スポットの前記幅方向に沿う位置に応じて調節することを特徴とする基材外周処理方法。
2. 前記集光スポット径を、前記集光スポットが前記基材外周部の外側寄りの部分に位置するときは相対的に小さくし、前記集光スポットが前記基材外周部の内側寄りの部分に位置するときは相対的に大きくすることを特徴とする請求項１に記載の基材外周処理方法。
3. 基材の周方向と直交する幅を有して前記基材の外周部に設けられた不要物を局所的に加熱して除去する方法であって、
   熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射するとともに、この熱光線の前記基材外周部上の集光スポットにおける単位面積当たりの照射エネルギーを、前記集光スポットの前記幅方向に沿う位置に応じて調節することを特徴とする基材外周処理方法。
4. 前記単位面積当たりの照射エネルギーを、前記集光スポットが前記基材外周部の外側寄りの部分に位置するときは相対的に大きくし、前記集光スポットが前記基材外周部の内側寄りの部分に位置するときは相対的に小さくすることを特徴とする請求項３に記載の基材外周処理方法。
5. 前記集光スポットを前記基材外周部に対し相対移動させるとともに、この相対移動の速度を調節することによって前記単位面積当たりの照射エネルギー調節を行なうことを特徴とする請求項３又は４に記載の基材外周処理方法。
6. 基材上に設けられた層の一部を異方性エッチングする際のエッチングガスに混入した異方性確保用の保護材が前記基材の外周部に堆積してなる不要物を局所的に加熱して除去する方法であって、
   熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射するとともに、この熱光線の前記基材外周部上における集光スポットの径又は単位面積当たりの照射エネルギーを、前記異方性エッチングの時間に応じて調節することを特徴とする基材外周処理方法。
7. 前記不要物と反応する反応性ガスを、前記基材外周部における前記集光スポットに局所的に供給することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の基材外周処理方法。

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