JP4870988B2 - 基材外周処理方法 - Google Patents
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Description
上記絶縁層がSiO2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。
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。
熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射してこの集光スポットにおける前記不要物を局所的に加熱するとともに、この熱光線の前記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し、
前記不要物のうち前記局所加熱された部分との反応性を付与された反応性ガスを、吹出しノズルから前記基材の回転方向に沿うように吹き出して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。
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。
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。
熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射してこの集光スポットにおける前記不要物を局所的に加熱するとともに、この熱光線の前記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し、
前記不要物のうち前記局所加熱された部分との反応性を付与された反応性ガスを、吹出しノズルから前記基材の回転方向に沿うように吹き出して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。
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。
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。
熱光線を前記基材の外周部に向けて集光照射してこの集光スポットにおける前記不要物を局所的に加熱するとともに、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し、
前記不要物のうち前記局所加熱された部分との反応性を付与された反応性ガスを、吹出しノズルから前記基材の回転方向に沿うように吹き出して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。
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。
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、SiO2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 CH3等が挙げられる。
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。
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(O2)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、CF4等のフッ素系ガスを用いてもよい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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(特許請求せず)。
反応性ガスとしては、オゾンのほか、酸素ガス(O2)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、SiO2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。
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)
- 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、前記基材を回転させながら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してこの集光スポットにおける前記不要物を局所的に加熱するとともに、この熱光線の前記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し、
前記不要物のうち前記局所加熱された部分との反応性を付与された反応性ガスを、吹出しノズルから前記基材の回転方向に沿うように吹き出して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基材外周処理方法。 - 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。
- 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、前記基材を回転させながら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してこの集光スポットにおける前記不要物を局所的に加熱するとともに、この熱光線の前記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し、
前記不要物のうち前記局所加熱された部分との反応性を付与された反応性ガスを、吹出しノズルから前記基材の回転方向に沿うように吹き出して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基材外周処理方法。 - 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。
- 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。
- 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、前記基材を回転させながら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してこの集光スポットにおける前記不要物を局所的に加熱するとともに、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し、
前記不要物のうち前記局所加熱された部分との反応性を付与された反応性ガスを、吹出しノズルから前記基材の回転方向に沿うように吹き出して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基材外周処理方法。 - 前記不要物が、有機物であり、前記反応性ガスが、オゾン又は酸素ラジカルを含む酸素系反応性ガスであ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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