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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-24
(54)【発明の名称】光増強型オゾンウエハ加工システムおよび使用方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20240517BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 572B
H01L21/30 572A
H01L21/304 645D
H01L21/304 647Z
H01L21/304 643A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023574469
(86)(22)【出願日】2022-06-02
(85)【翻訳文提出日】2023-12-01
(86)【国際出願番号】 US2022031888
(87)【国際公開番号】W WO2022256481
(87)【国際公開日】2022-12-08
(31)【優先権主張番号】63/196,472
(32)【優先日】2021-06-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507402565
【氏名又は名称】エムケーエス インスツルメンツ，インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＭＫＳ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ，ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】２ Ｔｅｃｈ Ｄｒｉｖｅ，Ｓｕｉｔｅ ２０１，Ａｎｄｏｖｅｒ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ ０１８１０ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(74)【代理人】
【識別番号】100123630
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 誠
(72)【発明者】
【氏名】ル ティエック クリスティアン
(72)【発明者】
【氏名】ノルテ ディルク
(72)【発明者】
【氏名】ミットラー ケイ
(72)【発明者】
【氏名】レッティグ カート
(72)【発明者】
【氏名】フィットカウ イェンス
(72)【発明者】
【氏名】ビーチャー カーステン
【テーマコード（参考）】
5F146
5F157
【Ｆターム（参考）】
5F146MA02
5F146MA04
5F146MA05
5F146MA10
5F146MA13
5F157AB02
5F157AB33
5F157AB90
5F157AC01
5F157AC13
5F157BB22
5F157BB44
5F157BD33
5F157BE12
5F157BG03
5F157BG44
5F157DB02
5F157DB03
5F157DB18
(57)【要約】
明細書に開示する光増強型ウエハ加工システムは、少なくとも１枚のウエハを支持するとともに選択的に回転させるよう構成された回転可能なチャックと、少なくとも１種類の光分解物質をウエハの表面上に選択的に流すよう構成された少なくとも１つのディスペンサ本体と、光学的放射線を光分解物質が塗布されたウエハの少なくとも一部分に当てるよう構成されているのがよい少なくとも１つの光学的放射線源とを含み、光学的放射線は、結果的に、ウエハに塗布された少なくとも１種類の物質との反応性を高めた光誘導ラジカルが生成されるよう構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光増強型ウエハ加工システムであって、少なくとも１枚のウエハを支持するとともに選択的に回転させるよう構成された回転可能なチャックを有する加工本体を含み、
少なくとも１種類の光分解物質の少なくとも１つの源と連絡状態にある少なくとも１つの加工ヘッドを含み、前記加工ヘッドは、前記少なくとも１種類の光分解物質を前記少なくとも１枚のウエハの表面上に流すように構成され、
光学的放射線を前記少なくとも１種類の光分解物質が塗布された前記少なくとも１枚のウエハの少なくとも一部分に当てるよう構成された少なくとも１つの光学的放射線源を含み、前記光学的放射線は、結果的に、前記少なくとも１枚のウエハに塗布された前記少なくとも１種類の光分解物質との反応性を高めた光誘導ラジカルが生成されるよう構成されている、光増強型ウエハ加工システム。
【請求項2】
前記少なくとも１つの加工ヘッドは、前記回転可能チャックに対して動くことができる、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項3】
前記少なくとも１つの加工ヘッドは、前記少なくとも１枚のウエハの近くに選択的に位置決めされたり、前記少なくとも１枚のウエハから遠くに選択的に引っ込められたりすることができる、請求項２記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項4】
前記少なくとも１つの加工ヘッドは、前記少なくとも１枚のウエハの表面上に前記少なくとも１種類の光分解物質の少なくとも１つの乱流を生じさせるよう構成されている、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項5】
前記少なくとも１つの加工ヘッドは、前記少なくとも１枚のウエハの表面上に前記少なくとも１種類の光分解物質の少なくとも１つの層流を生じさせるよう構成されている、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項6】
前記少なくとも１種類の光分解物質は、オゾン処理脱イオン水から成る、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項7】
前記オゾン処理脱イオン水は、３０ｐｐｍ～３００ｐｐｍの濃度を有する、請求項６記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項8】
前記少なくとも１種類の光分解物質は、ガス状オゾンから成る、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項9】
前記ガス状オゾンは、１０ｇ／ｍ3～６００ｇ／ｍ3の濃度を有する、請求項８記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項10】
前記少なくとも１種類の光分解物質は、オゾン処理脱イオン水およびガス状オゾンから成る、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項11】
前記少なくとも１つの光学的放射線源は、波長が２００ｎｍ～３００ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成されている、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項12】
前記少なくとも１つの光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成されている、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項13】
前記少なくとも１つの光学的放射線源は、パワーが１Ｗ～３０Ｗのパ光学的放射線を出力するよう構成されている、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項14】
前記少なくとも１つの光学的放射線源は、パワーが６Ｗ～１０Ｗの光学的放射線を出力するよう構成されている、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項15】
前記少なくとも一つの光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された少なくとも１つのダイオード励起固体レーザから成る、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項16】
前記少なくとも一つの光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された１つ以上のレーザダイオードから成る、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項17】
前記少なくとも一つの光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された１つ以上のＬＥＤから成る、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項18】
前記少なくとも一つの光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された１つ以上のファイバレーザから成る、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項19】
前記光学的放射線の少なくとも一部分を前記少なくとも１枚のウエハに選択的に方向づけるよう構成された少なくとも１つの走査ヘッドをさらに含む、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項20】
前記光誘導ラジカルは、前記少なくとも１枚のウエハに塗布された少なくとも１種類のフォトレジスト材料との反応性が高められている、請求項１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項21】
光増強型ウエハ加工システムであって、少なくとも１枚のウエハを支持するとともに選択的に回転させるように構成された回転可能なチャックを有する加工本体を含み、
前記少なくとも１種類の光分解物質の少なくとも１つの源と連絡状態にある少なくとも１つのディスペンサ本体を有する少なくとも１つの加工ヘッドを含み、前記少なくとも１つのディスペンサ本体は、前記少なくとも１種類の光分解物質を前記少なくとも１枚のウエハの表面上に選択的に流すように構成され、
光学的放射線を前記少なくとも１種類の光分解物質が塗布された前記少なくとも１枚のウエハの少なくとも一部分に当てるよう構成された少なくとも１つの光学的放射線源を含み、前記光学的放射線は、結果的に、前記少なくとも１枚のウエハに塗布された前記少なくとも１種類の光分解物質との反応性を高めた光誘導ラジカルが生成されるよう構成されている、光増強型ウエハ加工システム。
【請求項22】
前記少なくとも１つの加工ヘッドは、前記回転可能チャックに対して動くことができる、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項23】
前記少なくとも１つの加工ヘッドは、前記少なくとも１枚のウエハの近くに選択的に位置決めされたり、前記少なくとも１枚のウエハから遠くに選択的に引っ込められたりすることができる、請求項２２記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項24】
前記少なくとも１つのディスペンサ本体内に形成された少なくとも１つの本体受け器をさらに含み、前記少なくとも１つの本体受け器は、該少なくとも１つの本体受け器を通って前記光学的放射線を伝搬させるよう構成されている、請求項２１記載の光増強型強化ウエハ加工システム。
【請求項25】
前記少なくとも１つのディスペンサ本体内に形成された少なくとも１つの本体受け器をさらに含み、前記少なくとも１つの本体受け器は、前記少なくとも１つの光学的放射線源を収納するよう構成されている、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項26】
前記加工ヘッドは、光分解物質の少なくとも１つの乱流を前記少なくとも１枚のウエハの表面上に生じさせるよう構成されている、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項27】
前記光分解物質は、オゾン処理脱イオン水から成る、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項28】
前記オゾン処理脱イオン水は、３０ｐｐｍ～３００ｐｐｍの濃度を有する、請求項２７記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項29】
前記光分解物質は、ガス状オゾンから成る、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項30】
前記ガス状オゾンは、１０ｇ／ｍ3～６００ｇ／ｍ3の濃度を有する、請求項２９記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項31】
前記光分解物質は、オゾン処理脱イオン水およびガス状オゾンから成る、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項32】
前記光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成されている、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項33】
前記光学的放射線源は、パワーが６Ｗ～１０Ｗの光学的放射線を出力するよう構成されている、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項34】
前記光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成されたダイオード励起固体レーザから成る、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項35】
前記光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された１つ以上のレーザダイオードから成る、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項36】
前記光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された１つ以上のＬＥＤから成る、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項37】
前記光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された１つ以上のファイバレーザから成る、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項38】
前記光学的放射線源は、波長が２５０ｎｍ～２７５ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された１つ以上のレーザダイオードから成る、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項39】
前記光誘導ラジカルは、前記少なくとも１枚のウエハに塗布された少なくとも１種類のフォトレジスト材料との反応性が高められている、請求項２１記載の光増強型ウエハ加工システム。
【請求項40】
光増強型オゾンウエハ加工システムであって、少なくとも１枚のウエハを支持するとともに選択的に回転させるよう構成された回転可能なチャックと、
少なくとも１種類の光分解物質を前記少なくとも１枚のウエハの表面上に選択的に流すよう構成された少なくとも１つのディスペンサ本体と、
前記光分解物質が塗布された前記少なくとも１枚のウエハの少なくとも一部分に光学的放射線を当てるよう構成された少なくとも１つの光学的放射線源とを含み、前記光学的放射線源は、結果的に、前記少なくとも１枚のウエハに塗布された前記少なくとも１種類の光分解物質との反応性を高めた光誘導オゾンラジカルが生成されるよう構成されている、光増強型オゾンウエハ加工システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
〔関連出願の引照〕
本特許出願は、２０２１年６月３日に出願された米国特許仮出願第６３／１９６，４７２号（発明の名称：Light-Enhanced Ozone Wafer Processing System and Method of Use）の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。
本特許出願は、２０２１年６月３日に出願された米国特許仮出願第６３／１９６，４７２号（発明の名称：Light-Enhanced Ozone Wafer Processing System and Method of Use）の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。
【0002】
半導体製造プロセス中、フォトレジストおよび他の物質の多数の層を順次所望のパターンをなして基板に被着させるのがよい。しかる後、被覆状態の基板を特定の波長の光に当てるのがよく、それにより、結果的に、パターンが基板に転写される。一続きの（一シーケンスをなす）ステップを多数回にわたって繰り返すのがよく、それにより、所望のパターン付け回路の多数の層をビルドアップすることができる。しかる後、ウェア上に形成された所望のパターンが現れるようにフォトレジストをウエハから除去しなければならない。
【0003】
現時点において、フォトレジスト除去プロセスは、通常、パターンがウエハ上にいったん形成された後、硫酸と過酸化水素（以下、ＳＰＭ）を用いて、フォトレジストを除去する。例えば、図１は、半導体製造で利用されている典型的なフォトレジスト除去プロセスの一例を示している。図示のように、先行技術のフォトレジスト除去プロセス１は、加工されるべきウエハを回転ウエハチャック上に装填し、そしてウエハが装着されたチャックを回転させるステップ（参照符号３）を含む。しかる後、ＳＰＭの流れを開始し、それによりウエハのフォトレジスト被覆面に塗布する（参照符号５）。ウエハへのフォトレジストの繰り返し塗布および追加の加工により、ウエハ表面の所望のパターンが形成される。しかる後、例えば、酸化プロセスを用いてフォトレジストをウエハ表面から除去するのがよく（参照符号７）、そしてＳＰＭの流れを中断する（参照符号９）。しかる後、回転中のウエハへのＳＰＭの繰り返し塗布および超純水（ＵＰＷ）によるすすぎ洗いの繰り返しの結果として、残留物質を除去する（参照符号１１）。加うるに、ウエハを乾燥させまたは乾燥するようにするのがよく（参照符号１３）、その後、加工済みのウエハをウエハチャックから取り出すのがよい（参考番号１５）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
現行のＳＰＭを利用したフォトレジストプロセスは、いくらか有用であることが判明しているが、多くの欠点が認められている。例えば、ＳＰＭを利用した加工は、貯蔵、加熱、および化学的寿命の制限のためにコスト高である。さらに、粘性の高いＳＰＭは、ウエハの表面から完全に除去するのが困難な場合があり、したがって、大掛かりなすすぎ洗いが必要な場合がある。さらに、ウエハの表面上の吸湿性の硫黄残留物が水分を吸収する場合があり、それにより表面上に粒子欠陥が生じる。加うるに、植え込まれたフォトレジストは、イオン衝撃の際にウエハの表面上に脱水素化された硬いクラストを形成する場合があり、またはこれを形成するのを助ける場合がある。脱水素化された硬いクラストの効率的な除去が問題となってきた。
【0005】
上記のことに照らして、加工中にウエハ表面からフォトレジストを効率的かつ効果的に除去する別の方法が目下要望されている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願は、光増強型ウエハ加工システムの種々の実施形態を開示している。具体的に説明すると、本明細書において開示する光増強型ウエハ加工システムは、ウエハまたは他の基板の表面から１種類以上の物質の迅速かつ効率的な除去を可能にする。本明細書において説明するシステムは、ウエハ加工中、半導体ウエハからのフォトレジストの除去を可能にするよう構成されているといえるが、このシステムを用いると、ウエハまたは類似の基板から任意の様々な物質を除去することができる。一実施形態では、光増強型ウエハ加工システムは、選択された波長およびパワーの光学的放射線で照射されると、結果的に加工中のウエハの表面上に反応性の高いラジカルを生じさせる少なくとも１種類の光分解物質を利用する。生じさせたラジカルを用いると、物質、例えばフォトレジストまたは他の物質を加工中のウエハの表面から迅速かつ効率的に剥ぎ取りまたは違ったやり方で選択的に除去することができる。
【0007】
一実施形態では、本明細書において開示する光増強型ウエハ加工システムは、少なくとも１枚のウエハを支持するとともに選択的に回転させるよう構成された回転可能なチャックを有する加工本体を含む。少なくとも１種類の光分解物質の少なくとも１つの源と連絡状態にある少なくとも１つの加工ヘッドが回転可能なチャック上に位置決めされたウエハに近接して位置決めされるのがよい。加工ヘッドは、光分解物質をウエハの表面上に選択的に流すように構成されているのがよい。少なくとも１つの光学的放射線源がその後、光学的放射線を光分解物質が塗布されたウエハの少なくとも一部分に当てるよう構成されているのがよい。光学的放射線は、結果的に、ウエハに塗布された少なくとも１種類の物質との反応性を高めた光誘導ラジカルが生成されるよう構成されている。
【0008】
もう１つの実施形態では、本願は、少なくとも１枚のウエハを支持するとともに選択的に回転させるように構成された回転可能なチャックを有する加工本体を含む光増強型ウエハ加工システムを開示する。少なくとも１つの加工ヘッドが回転可能なチャックによって支持されたウエハに近接して位置決めされるのがよい。加工ヘッドは、少なくとも１種類の光分解物質の少なくとも１つの源と連絡状態にある少なくとも１つのディスペンサ本体を有するのがよい。ディスペンサ本体は、少なくとも１種類の光分解物質をウエハの表面上に選択的に流すように構成されているのがよい。少なくとも１つの光学的放射線源が光学的放射線を光分解物質が塗布されたウエハの少なくとも一部分に当てるよう構成されているのがよい。使用中、光学的放射線は、結果的に、ウエハに塗布された少なくとも１種類の物質との反応性を高めた光誘導ラジカルが生成されるよう構成されている。
【0009】
さらにもう１つの実施形態では、本願は、光増強型ウエハ加工システムに関する。より具体的に説明すると、本明細書において開示する光増強型ウエハ加工システムは、少なくとも１枚のウエハを支持するとともに選択的に回転させるよう構成された回転可能なチャックを含む。少なくとも１つのディスペンサ本体が少なくとも１種類の光分解物質をウエハの表面上に選択的に流すよう構成されているのがよい。加うるに、少なくとも１つの光学的放射線源が光分解物質の塗布されたウエハの少なくとも一部分に光学的放射線を当てるよう構成されているのがよく、光学的放射線源は、結果的に、ウエハに塗布された少なくとも１種類の光分解物質との反応性を高めた光誘導オゾンラジカルが生成されるよう構成されている。
【0010】
本明細書において説明する光増強型ウエハ加工システムの他の特徴および他の利点は、以下の詳細な説明を検討すると、より明らかになろう。
【0011】
図面は、例示の諸実施形態を開示しているが、光増強型ウエハ加工システムの全ての実施形態を記載することを意図していない。明らかでありまたは不必要な場合のある細部は、スペースを節約するためまたはより効果的な説明のために省かれている場合がある。これとは逆に、幾つかの実施形態は、本明細書において説明する特定の実施形態に関して開示する細部の全てを備えていない状態で実施される場合がある。同一の参照符号が互いに異なる図面に見える場合、かかる参照符号は、同一または類似のコンポーネントまたはステップを意味している。光増強型ウエハ加工システムの新規な観点は、以下の図を考慮すると、より明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】ウエハ加工中、フォトレジストを半導体ウエハの表面から除去するために半導体製造において利用される例示のフォトレジスト除去プロセスの流れ図である。
【図2】ウエハ加工中、フォトレジストを半導体ウエハの表面から除去するために光増強型加工システムにおいて利用されるフォトレジスト除去プロセスの一実施形態の流れ図である。
【図3】加工中、１種類以上の物質をウエハの表面から選択的に除去する際に用いられる光増強型加工システムの一実施形態の略図である。
【図4】加工中、１種類以上の物質をウエハの表面から選択的に除去する際に用いられる光増強型加工システムの一実施形態の立面斜視図である。
【図5】加工中、１種類以上の物質をウエハの表面から選択的に除去する際に用いられる光増強型加工システムの一実施形態の側面断面図である。
【図6】加工中、１種類以上の物質をウエハの表面から選択的に除去する際に用いられる光増強型加工システムのもう１つの実施形態の立面斜視図である。
【図11】光増強型ウエハ加工システムのもう１つの実施形態の立面斜視図であり、加工システムが光学的放射線走査ヘッドを含む状態を示す図である。
【図16】光増強型ウエハ加工システムのもう１つの実施形態の側面図である。
【図17】光増強型ウエハ加工システムのもう１つの実施形態の立面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
添付の図面を参照して例示の実施形態について以下に説明する。別段の明示の指定がなければ、図面中、コンポーネント、特徴、要素などの寸法、位置など、ならびにこれら相互間の任意の距離は、必ずしも縮尺通りではなく、分かりやすくするために釣り合いをとっていない場合がありかつ／あるいは誇張されている場合がある。
【0014】
本明細書で用いられる用語は、特定の例示の実施形態についてのみ説明する目的のためであり、本発明を限定するものではない。原文明細書で用いられる単数形“a”、“an”、および“the”は、文脈上別段の明示の指定がなければ、複数形をも含むことが意図されている。認識されるべきこととして、“comprises”（訳文では「～を有する」または「～を含む」としている）および／または“comprising”は、原文明細書で用いられる場合、記載した特徴、整数、ステップ、作用、要素、および／またはコンポーネントの存在を指定しているが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、作用、要素、コンポーネント、および／またはこれらの群の存在または追加を排除するものではない。別段の指定がなければ、値域は、記載されている場合、当該範囲の上限と下限の両方、ならびにこれら相互間の任意の部分的な範囲を含む。別段の指定がなければ、例えば「第１」、「第２」などの用語は、一要素をもう１つの要素から識別するために用いられているに過ぎない。例えば、１つの節が「第１のミラー」と呼ばれ、そして同様に、もう１つの節が「第２のミラー」と呼ばれる場合があり、またこの逆の関係が成り立つ。
【0015】
別段の指定がなければ、「約」、「およそ」などの用語は、量、寸法、配合、パラメータ、および他の量ならびに特徴が正確ではなく、または正確である必要がないが、所望に応じて、公差、換算係数、四捨五入、測定誤差など、ならびに当業者に知られている他の係数を反映して、近似値および／またはより大きくまたはより小さくてもよいことを意味する。
【0016】
以下の説明において開示する実施形態のうちの多くのものは、共通のコンポーネント、装置、および／または要素を共有している。同じ名称のコンポーネントおよび要素は、全体にわたって同じ名前の要素を意味している。例えば、以下の詳細な説明中に記載される実施形態の全ては、望ましくない物質または材料を基板から除去するために光分解物質としてオゾン処理脱イオン水の利用を開示している。当然のことながら、当業者にあっては理解されるように、任意の流体または固体の形態の任意の様々な物質または材料を用いて物質を基板から除去することができる。例えば、ガス状オゾンを用いる場合がある。さらに、本明細書において開示する種々の実施形態は、半導体基板からのフォトレジストの除去を具体的に説明している。しかしながら、理解されるべきこととして、本明細書において開示するシステムおよび方法の種々の実施形態を用いて、任意の様々な物質を任意の様々な基板から除去することができる。かくして、同一または類似の名称のコンポーネントまたは特徴を、これらが対応の図面に言及されておらずまたは記載されていない場合であっても、他の図面を参照して記載されている場合がある。また、参照符号で示されていない要素であっても、これら要素は、他の図面を参照して記載されているといえる。
【0017】
多種多様な形態および実施形態が本開示の精神および教示から逸脱しないで可能であり、したがって、本開示は、本明細書に記載した例示の実施形態に限定されるものと解されてはならない。これとは異なり、これらの例示の実施形態は、本開示が徹底的でありかつ完全であるように提供されており、しかも、本開示の範囲を当業者に知らせるものである。
【0018】
本願は、フォトレジストまたは類似の物質を基板から効果的に除去する種々のシステムおよび方法を開示している。特定の一実施形態では、基板は、半導体ウエハからなり、ただし、当業者にあっては理解されるように、本明細書において開示するシステムおよび方法を用いると、フォトレジストまたは類似の物質を任意の様々な基板から除去することができる。主としてＳＰＭをフォトレジスト除去媒体として利用している先行技術のフォトレジスト除去システムおよびプロセスとは異なり、本明細書において開示する種々の実施形態は、１種類以上の物質を半導体ウエハの少なくとも１つの表面から除去するためにオゾンおよび光を利用している。オプションとして、任意の様々な光解離性物質がオゾンに代えてまたはオゾンと組み合わせて使用できる。さらに、一実施形態では、１つ以上のレーザシステムを用いると、ウエハ加工中、光学的放射線／光をオゾンまたは他の光分解物質に提供することができる。
【0019】
図２は、基板を加工する新規な方法の流れ図である。具体的に説明すると、図２は、フォトレジストを被覆状態のウエハ基板から除去する方法を記載しているが、当業者にあっては理解されるように、説明する方法を用いて任意の様々な物質を任意の様々な基板から除去することができる。図示のように、加工方法２０は、少なくとも１枚の基板またはウエハを支持体またはチャック上に位置決めするステップを含む（図２の参照符号２２を参照されたい）。図示の実施形態では、ウエハを支持したチャックを制御可能に回転させるのがよく（例えば、図２の参照符号２４を参照されたい）、ただし、当業者にあっては理解されるように、チャックを回転させる必要がない。むしろ、チャックは、直線的に動いてもよく、それにより基板の直線加工を可能にする。しかる後、少なくとも１種類の光分解物質または溶液をチャック上に位置決めされたウエハに選択的に塗布するのがよい（例えば、図２の参照符号２６を参照されたい）。一実施形態では、光分解物質は、オゾン処理脱イオン水（以下、ＤＩＯ3）またはガス状オゾン（以下、Ｏ3）から成り、ただし、当業者にあっては理解されるように、任意の様々な種類の光分解または光反応物質、溶液、または化合物を用いることができる。一実施形態では、ウエハ表面に塗布されたＤＩＯ3は、約１ｐｐｍ～約６００ｐｐｍの濃度を有し、ただし、当業者にあっては理解されるように、ＤＩＯ3は、任意所望の濃度を有することができる。例えば、一実施形態では、ウエハ表面に塗布されたＤＩＯ3は、約３０ｐｐｍ～約３００ｐｐｍの濃度を有する。オプションとして、ＤＩＯ3は、このＤＩＯ3中に溶解した二酸化炭素または他の化合物もくしは物質を含むことができる。例えば、溶解した二酸化炭素または他の化合物は、ＤＩＯ3を安定化しまたはＤＩＯ3の反応性を高めるよう構成されているのがよい。当業者にあっては理解されるように、溶解した二酸化炭素または他の化合物を多くの目的のために使用できる。例えば、もう１つの実施形態では、ガス状オゾン（以下、Ｏ3）は、ＤＩＯ3に代えてまたはＤＩＯ3と組み合わせて使用できる。例えば、濃度範囲が０．２５ｇ／Ｎｍ3から約２５００ｇ／Ｎｍ3までのＯ3を使用することができる。特定の一実施形態では、約１ｇ／Ｎｍ3から約６００ｇ／Ｎｍ3までの濃度範囲を有するＯ3を使用することができ、ただし、当業者にあっては理解されるように、任意の様々なＯ3濃度を使用することができる。オプションとして、任意の様々な濃度の任意の様々な別の光分解物質を使用することができる。一実施形態では、ウエハの表面上への光分解物質の流れは、乱流から成り、ただし、層流もまた使用できる。
【0020】
再び図２を参照すると、光学的放射線がＤＩＯ3またはＯ3が塗布されたウエハの少なくとも一部分に選択的に当てられるのがよい（図２の参照符号２８を参照されたい）。一実施形態では、光学的放射線または光は、約１００ｎｍ～約１０００ｎｍの波長を有するのがよい。もう１つの実施形態では、光学的放射線は、約２００ｎｍ～約４００ｎｍの波長を有する。オプションとして、光学的放射線は、約２３０ｎｍ～約２７５ｎｍの波長を有するのがよい。特定の実施形態では、光学的放射線は、約２４６ｎｍ～約２６６ｎｍの波長を有するのがよい。当業者にあっては理解されるように、光学的放射線の波長は、多くの因子によって決定でき、かかる因子としては、例えば、用いられる光分解物質のタイプ、基板から除去される物質の反応性などが挙げられる。同様に、一実施形態では、光学的放射線は、約１ｍＷ～約１００Ｗのパワーを有する。特定の一実施形態では、パワーは、約１Ｗ～約２０Ｗである。オプションとして、パワーは、約８Ｗであるのがよいが、任意のパワーを用いることができる。一実施形態では、光信号は、パルス信号から成り、ただし、当業者にあっては理解されるように、連続波信号を用いることができる。使用の際、光学的放射線を当てると、オゾン崩壊全体を通じて反応性が高められる光誘導ラジカルの生成がトリガされる。その結果、オゾンラジカルの存在により、ウエハ上のフォトレジストに密接したところで連鎖反応が煽られ、オゾンラジカルは、フォトレジストと反応し、そしてかかるフォトレジスト分子をウエハ表面から剥ぎ取る（図２の参照符号３０を参照されたい）。
【0021】
図２に示すように、光学的放射線を当てることは、フォトレジストの一部分または全てが基板表面からいったん除去されると、中断されるのがよい（図２の参照符号３２を参照されたい）。同様に、基板の表面上への光分解物質の流れは、停止されるのがよい（図２の参照符号３４を参照されたい）。基板に光分解物質および光学的放射線の繰り返し適用を施すのがよく、それにより実質的に全ての所望の物質が基板から除去されるようにすることができる。いったん完了すると、基板を乾燥させてチャックから取り出すのがよい（図２の参照符号３６を参照されたい）。
【0022】
図３は、光増強型オゾンウエハ加工システムの一実施形態の略図である。図示のように、加工システム４０は、少なくとも１つの光学的放射線源４２を含む。一実施形態では、光学的放射線源４２は、少なくとも１つのレーザ装置から成る。例えば、光学的放射線源４２は、少なくとも１つの光信号４４を出力するよう構成されたダイオード励起固体レーザシステムから成るのがよい。一実施形態では、光信号４４は、パルス信号からなり、ただし、当業者にあっては理解されるように、光信号４４は、連続波信号から成っていてもよい。さらに、上述したように、光学的放射線源４２は、波長が約１００ｎｍ～約１０００ｎｍの少なくとも１つの光信号４４を出力するよう構成されているのがよい。さらに特定の実施形態では、光信号４４の波長は、約２５０ｎｍ～約２７５ｎｍである。
【0023】
再び図３を参照すると、光信号４４は、少なくとも１つのビーム制御システム４６に方向付けられ、かかる少なくとも１つのビーム制御システム４６は、光信号４４を基板加工システム７０内に設けられた少なくとも１つの基板７６に制御可能に方向づけるよう構成されている。図示の実施形態では、ビーム制御システム４６は、この中に設けられた少なくとも１つの走査ミラーまたは類似のビーム操向装置４８を含む。オプションとして、任意の種々の光学素子を用いて、ビーム制御システム４６の種々のコンポーネントを形成することができ、かかるコンポーネントとしては、ミラー、レンズ、フィルタ、孔、アイリス、センサ、モータ、光学マウント、コントローラなどが挙げられるが、これらには限定されない。
【0024】
再び図３を参照すると、基板加工システム７０は、この中に設けられた少なくとも１つのチャックまたは基板支持体７４を含む。チャック７４は、基板７６を基板加工システム７０内の所望の場所に位置決めするよう構成されているのがよい。一実施形態では、チャック７４は、選択的に回転可能であるよう構成されている。もう１つの実施形態では、チャック７４は、直線的に動くことができるのがよい。オプションとして、チャック７４は、任意所望の平面に沿って動くことができるよう構成されていてもよい。
【0025】
図３に示すように、少なくとも１つの光分解物質供給源６０は、少なくとも供給導管６２経由で基板加工システム７０と流体連通状態にあるのがよい。光分解物質供給源６０は、光分解物質を基板加工システム７０に選択的に供給するよう構成されているのがよい。加うるに、光学的放射線源４２、ビーム制御システム４６、光分解物質供給源６０、および基板加工システム７０のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つのプロセッサ・制御システム７８と連絡状態にあるのがよい。制御システム７８は、光学的放射線源４２、ビーム制御システム４６、光分解物質供給源６０、および基板加工システム７０の多くの性能特性を変化させるよう構成されているのがよい。例えば、制御システム７８は、光学的放射線源４２の繰り返しレートおよび／またはパワーを変化させることができ、ビーム制御システム４６の走査レートを変化させることができ、光分解物質供給システム６０からの基板加工システム７０への光分解物質の流れを開始／停止させることができ、チャック７４の回転速度／位置などを変化させることができる。オプションとして、１つ以上のハウジングが、光増強型オゾンウエハ加工システム４０の種々のサブシステムを収容することができる。例えば、ハウジング８０内には、光分解物質供給システム６０および基板加工システム７０を設けることができる。もう１つの実施形態では、ハウジング８０内には、ビーム制御システム４６、光分解物質供給システム６０、および基板加工システム７０を設けることができる。さらにもう１つの実施形態では、このハウジング内には、光学的放射線源４２、光分解物質供給システム６０、基板加工システム７０、および制御システム７８を設けることができる。
【0026】
図４および図５は、光増強型オゾンウエハ加工システムの種々の実施形態に用いられるウエハ支持装置１００の種々の図である。図示のように、ウエハ支持装置１００は、少なくとも第１の表面１０４が形成された本体１０２を有する。少なくとも１つの流体入口１０６および少なくとも１つの流体出口１０８が、本体１０２に形成されるのがよい。少なくとも１つの凹部１１０が本体１０２に形成されるのがよい。一実施形態では、凹部１１０は、少なくとも１つのウエハ、クーポン、または基板１１４を受け入れるよう寸法決めされている。少なくとも１つのチャック１１２が凹部１１０内に配置されるのがよく、かかる少なくとも１つのチャックは、凹部１１０内のウエハ、クーポン、または基板１１４を支持するよう構成されているのがよい。幾つかの実施形態では、凹部１１０には、少なくとも１つの窓、レンズ、流れ攪拌装置または特徴が設けられるのがよくまたは違ったやり方で形成されるのがよく（図示せず）、ただし、当業者にあっては理解されるように、凹部１１０は、かかる窓または流れ攪拌装置を有する必要はない。一実施形態では、流れ攪拌装置または特徴は、光分解物質の乱流が存在するようにするよう構成されているのがよい。図５に示すように、少なくとも１つの入口通路１１６が、本体１０２内に形成されるのがよく、かかる少なくとも１つの入口通路は、入口１０６および凹部１１０と連通状態にあるのがよい。同様に、少なくとも１つの出口通路１１８が本体１０２内に形成されるのがよく、かかる少なくとも１つの出口通路は、凹部１１０を出口１０８に結合するのがよい。したがって、入口１０６および出口１０８は、凹部１１０と流体連通状態にあるのがよい。少なくとも１つの取り付け装置１２０が本体１０２に結合されまたは本体１０２上に形成されるのがよく、それにより、ウエハ支持装置１００を任意の種々の支持体または装置に結合することができる（図４参照）。
【0027】
再び図５を参照すると、使用の際、１枚以上のウエハ、クーポンまたは基板１１４をチャック１１２上に位置決めするのがよい。しかる後、光分解物質の流れを入口１０６経由で凹部１１０中に導入する。一実施形態では、流れは、乱流から成り、ただし、当業者においては理解されるように、光分解物質１１２の流れは、層流であってもよい。その結果、ウエハ、クーポン、または基板１１４の少なくとも一部分は、光分解物質１１２の作用を受け、または光分解物質１１２内に浸漬される。しかる後、光分解物質１１２の作用を受け、または光分解物質１１２内に浸漬されたウエハ、クーポン、または基板１１４に光学的放射線１２６を当てるのがよく、その結果、反応性が高められた光誘導ラジカルが生成される。その結果、オゾンラジカルの存在により、ウエハ、クーポンまたは基板１１４上のフォトレジストに密接したところで連鎖反応が煽られ、オゾンラジカルは、フォトレジストと反応し、そしてかかるフォトレジスト分子をウエハ表面から剥ぎ取る。その後、光分解物質１２４を出口１０８経由で本体１０２から排出するのがよい。
【0028】
図６～図１０は、光増強型オゾンウエハ加工システムのもう１つの実施形態の主図の図である。一実施形態では、図６～図１０に示す光増強型オゾンウエハ加工システム１４０は、フォトリソグラフィプロセスで通常用いられる種々のスピンコーティング（塗布）ツールの幾つかの部分を含む。図示のように、ウエハ加工システム１４０は、第１の本体１４２および少なくとも第２の本体１４４を含む。第１の本体１４２には、少なくとも１つの第１の本体凹部１５０が形成されている。図示していないが、第１の本体１４２は、少なくとも１つの光学的放射線源からの光学的放射線が蓋本体１４２を通って進むことができるようにする少なくとも１つの孔を備えるのがよい。オプションとして、孔には、１つ以上の窓またはレンズが設けられるのがよい。第１の本体凹部１５０は、少なくとも１つの小出しシステム１５２を受け入れるよう寸法決めされているのがよい。第２の本体１４４は、少なくとも１つのウエハ１６４を収納支持するよう構成された少なくとも１つの回転可能なウエハチャック１６２を受けるよう寸法決めされた少なくとも１つの第２の本体凹部１６０を備えている。オプションとして、ウエハチャック１６２は、回転可能である必要はない。むしろウエハチャック１６２は、任意所望の平面に沿って動くよう構成されているのがよい。少なくとも１つの制御システム１６６が光増強型オゾンウエハ加工システム１４０の種々のコンポーネントに結合され、またはこれらと連絡状態にあるのがよい。
【0029】
図７～図１０に示すように、小出しシステム１５２は、少なくとも１つの小出しヘッド本体１８０を含み、かかる少なくとも１つの小出しヘッド本体には少なくとも１つの本体受け器１８２が形成されている。１つの実施形態では、本体受け器１８２は、光学的放射線が第１の本体１４２およびヘッド本体１８０を通って進むことができるようにするよう構成され、しかる後、かかる光学的放射線は、少なくとも１つのウエハチャック１６２上に位置決めされた少なくとも１つのウエハ１６４に入射する。したがって、ヘッド本体１８０の一部分は、蓋本体１４２を横断するのがよい。もう１つの実施形態では、本体受け器１８２は、少なくとも１つの光学的放射線源（図示せず）を受け入れて位置決めするよう寸法決めされるのがよい。例えば、図８は、小出しシステム１５２の一実施形態を示しており、この小出しシステムは、ヘッド本体１８０内に位置決めされた光学的放射線源２００、例えば、レーザダイオードアレイ、ファイバ結合レーザ装置、または類似の光学的放射線源を利用している。例示の光学的放射線源としては、ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、レーザ、レーザダイオード、光ファイバ装置、ファイバレーザなどが挙げられるが、これらには限定されない。より具体的に説明すると、図７は、光学的放射線を提供する外部の光学的放射線源を利用した小出しシステム１５２の一実施形態を示している。これとは対照的に、図８は、ヘッド本体１８０内に位置決めされまたはこれに結合された少なくとも１つの光学的放射線源２００を含む小出しシステム１５２の一実施形態を示している。先の実施形態と同様、本体受け器１８２を通って進みまたはこの中で生じた光信号１９８は、約１００ｎｍ～約１０００ｎｍの波長を有するのがよい。より特定の実施形態では、光信号の波長は、約２５０ｎｍ～約２７５ｎｍである。少なくとも１つのヘッドフレームまたは支持本体１８４は、第１の本体１４２およびヘッド本体１８０のうちの少なくとも一方に結合されるのがよい。一実施形態では、本体受け器１８２は、ヘッドフレーム１８４に可動的に結合されるよう構成されているのがよく、それにより、本体受け器１８２は、制御可能に第１の本体１４２から伸長したり、これに引っ込んだりできる（図９および図１０参照）。したがって、少なくとも１つの結合特徴部１８６およびカップラ１８８を用いると、ヘッド本体１８０を第１の本体１４２に結合することができる。
【0030】
再び図７～図１０を参照すると、少なくとも１つのマニホルド１９０が、ヘッド本体１８０および／または本体受け器１８２に結合されまたはこの上に形成されるのがよい。マニホルド１９０は、これに１本以上の流体供給導管１９２が結合されるよう構成されているのがよく、流体導管１９２は、少なくとも１つの光分解物質源（図示せず）と流体連通状態にある。本体受け器１８２およびマニホルド１９０のうちの少なくとも一方には、少なくとも１つのポートまたは孔が形成されるのがよい。図１０に示す実施形態では、少なくとも１つの孔１９４が小出しヘッド本体１８０に形成されている。例えば、当業者において理解されるように、孔１９４は、マニホルド１９０上にまたはマニホルド１９０に近接して形成されるのがよい。孔１９４は、流体導管１９２経由で光分解物質源（図示せず）と連通状態にある。オプションとして、任意の数の孔１９４を小出しヘッド本体１８０上のどこかの場所に形成することができる。
【0031】
図６～図１０に示すように、少なくとも１つの光学素子１９６が本体受け器１８２に結合され、または本体受け器１８２によって保持されるのがよい。一実施形態では、光学素子１９６は、窓から成り、ただし、当業者においては理解されるように、光学素子は、任意の種々の別の装置から成っていてもよく、かかる装置としては、レンズ、レンズシステム、光学的放射線源、ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、レーザダイオード、光ファイバ装置、センサ、カメラ、ライトガイドなどが挙げられるが、これらには限定されない。例えば、図８に示すように、光学素子１９６は、本体受け器１８２内に位置決めされた光学的放射線源２００から光学的放射線を出力するよう構成された１つ以上の窓から成る。一実施形態では、光学的放射線１９８は、約１００ｎｍ～１０００ｎｍの波長を有する。より具体的には、波長は、約２５０ｎｍ～約２７５ｎｍであるのがよい。変形実施形態では、光学素子１９６は、ファイバレーザから成る。加うるに、光学素子１９６は、孔１９４からの物質の乱流を形成するよう構成された１つ以上の特徴を含むのがよい。オプションとして、小出しヘッド本体は、孔１９４からの物質の乱流を形成するよう構成された１つ以上の特徴または装置を含むのがよい。例示の流れを変更する要素としては、孔１９４内にまたはこれに近接して配置された隆起条、ベーン、障害物など（図示せず）が挙げられる。孔１９４は、ヘッド本体１８０から放出された光学的放射線１９８が孔１９４から放出された光分解物質に入射するよう光学素子１９６に近接してまたはこの光学素子１９６のところに形成されるのがよい。
【0032】
図７～図１０に示すように、１枚以上のウエハ、クーポン、または基板１６４が、ウエハ支持本体１６８上に位置決めされるのがよい。一実施形態では、ウエハ支持本体１６８は、ウエハ１６４を回転させることができ、または違ったやり方でウエハ支持本体１６８上に位置決めされたウエハ１６４を所望の回転速度で動かすことができる少なくとも１つのウエハチャック１６２に固定されている。さらに、小出しヘッド本体１８０は、制御可能に、本体受け器１８２の一部分がウエハ支持本体１６８上に位置決めされたウエハ１６４に密接して位置するよう第１の本体１４２から伸長したり（図６参照）、本体受け器１８２が第１の本体１４２に近接して位置決めされるように第１の本体１４２まで引っ込んだりするよう（図６参照）構成されているのがよい。
【0033】
図６～図１０を参照すると、使用の際、ウエハ１６４をウエハ支持本体１６８上に位置決めして、第１の本体１４２が本体１４４に近接して位置するよう閉じるのがよい。しかる後、加工指示およびパラメータ、例えばウエハ１６４の回転速度、光学的放射線パワー、加工時間等を制御システム１６６に入力するのがよい。制御システム１６６は、小出しヘッド本体１８０を、ウエハ支持本体１６８上に位置決めされたウエハ１６４に近接して位置決めするのがよい。光分解物質の少なくとも１つの流れを生じさせるのがよい。光分解物質は、流体導管１９２およびマニホルド１９０を通って流れるのがよく、そして孔１９４を経てウエハ１６４に塗布されるのがよい。光分解物質を遠心力または類似の力によりウエハ１６４の表面全体にわたって分散させるのがよい。一実施形態では、光分解物質の少なくとも１つの乱流をウエハ１６４上で開始させ、ただし、業者においては理解されるように、この流れが乱流である必要はない。しかる後、光学的放射線１９８をウエハ１６４の少なくとも一部分に選択的に当てるのがよい。一実施形態では、光学的放射線１９８を外部の光学的放射線源（図示せず）によって生じさせ、この光学的放射線は、本体受け器１８２を通ってウエハ１６４まで進む。変形実施形態では、本体受け器１８２内に位置決めされまたは違ったやり方で本体レシーバ１８２に結合された少なくとも１つの光学的放射線源２００によって光学的放射線１９８を生じさせる（図８参照）。上述の実施形態と同様、光学的放射線１９８を光分解物質に当てると、その結果として、活性化ラジカルが生じ、その結果、反応性が高められた光誘導ラジカルが生成される。例えば、オゾン処理脱イオン水またはガス状オゾンを光分解物質として使用した場合、光学的放射線１９８は、オゾンラジカルを生じさせ、かかるオゾンラジカルは、ウエハ、クーポンまたは基板１６４上のフォトレジストに密接したところで連鎖反応を煽り、それによりフォトレジスト分子と反応してこれらをウエハ表面から剥ぎ取る。ウエハ１６４をいったん加工すると、本体受け器１８２を蓋本体１４２に近接して位置決めするとともに、ウエハ１６４をシステム１４０から取り出すのがよい。
【0034】
図１１～図１５は、光増強型オゾンウエハ加工システムの種々のコンポーネントの変形実施形態を示している。図１１に示すように、光増強型オゾンウエハ加工システム２１０は、結合本体または延長部２１４を有する加工本体２１２を含む。１つ以上の取付け装置が結合本体２１４に結合されるのがよい。図示の実施形態では、第１のミラーまたは光学素子２１８を支持した第１の結合マウント２１６および第２のミラーまたは光学素子２２２を支持した第２の結合マウント２２０が、結合本体２１４に結合されている。オプションとして、任意の様々な装置、光学素子などが結合本体２１４に結合されるのがよく、かかる装置、光学素子などとしては、光源、光学的放射線源、レーザ、光ファイバ装置、ファイバレーザ、ダイオード励起レーザシステム、カメラ、センサ、フィルタ、モーションコントローラ、制御システム、光分解物質源、走査装置などが挙げられる。例えば、図示の実施形態では、少なくとも１つの走査装置またはビーム操向装置２３２が、少なくとも１つの装置マウント２３０を用いて結合本体２１４に結合されるのがよい。図示のように、第１の光学素子２１８、第２の光学素子２２２、およびビーム操向装置２３２のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの光学的放射線源２５２からの光学的放射線２５２を受け取って、この光学的放射線２５２を少なくとも１つの加工物または基板に選択的に方向づけるよう構成されているのがよい。図示の実施形態では、光学的放射線源２５０は、外部または別個の光学的放射線源２５０から成り、ただし、当業者においては理解されるように、光学的放射線源２５０は、光増強型オゾンウエハ加工システム２１０に結合されまたはこれと一体であるのがよい。
【0035】
再び図１１～図１５を参照すると、加工本体２１２は、少なくとも１つのウエハ２４２を受け入れるよう構成された少なくとも１つのウエハ受け器２４０を備えるのがよい。図示の実施形態では、少なくとも１つの光分解物質小出しシステム２４４（以下、ディスペンサ２４４）は、ディスペンサ２４４がウエハ受け器２４０内に、またはこれに近接して位置決めされるのがよく、その結果、ディスペンサ２４４は、ウエハ受け器２４０内に位置決めされたウエハ２４２に密接して位置するようになっている。
【0036】
図１２～図１５は、ディスペンサ２４４の種々の図である。図１２に示すように、ディスペンサ２４４は、ディスペンサベース２６２を備えたディスペンサ本体２６０を有する。ディスペンサ本体２６０およびベース２６２は、少なくとも１つのディスペンサ凹部２６６を構成している。ディスペンサベース２６２には、１つ以上の孔が形成されるのがよい。例えば、図１２は、ディスペンサベース２６２に形成された多数の孔２６４を有するディスペンサ本体２６０の一実施形態を示している。これとは対照的に、図１４は、単一の孔２６４が形成されたディスペンサ本体２６０の一実施形態を示している。
【0037】
再び図１２～図１５を参照すると、ディスペンサ２４４は、１つ以上の締結具２７０によりディスペンサ本体２６０に取り付けられた１つ以上の結合延長部２６８を有するのがよい。加うるに、少なくとも１つのマニホルド２８０がディスペンサ本体２６０に結合されるのがよい。例えば、図１２は、多数のマニホルド２８０が取り付けられたディスペンサ本体２６０の一実施形態を示している。これとは対照的に、図１３は、単一のマニホルド２８０が取り付けられたディスペンサ本体２６０の一実施形態を示している。マニホルド２８０は、少なくとも１つの光分解物質源（図示せず）と連通状態にあるのがよい。図示のように、マニホルド２８０は、マニホルド本体２８２を有するのがよく、マニホルド本体２８２は、ディスペンサ本体凹部２６６内に位置決めされた１つ以上のマニホルド出口またはノズル２８４を有する。１つの実施形態では、マニホルド出口２８４は、光分解物質の乱流がディスペンサ本体２６０内に存在するよう構成されているのがよい。オプションとして、マニホルド出口２８４は、層流がディスペンサ本体２６０内に存在するよう構成されていてもよい。
【0038】
図１１～図１５を参照すると、使用の際、少なくとも１枚のウエハ２４２をウエハ受け器２４０内に位置決めする。ウエハ受け器２４０は、ウエハを支持するとともに、これを所望の回転速度で回転させるよう構成されているのがよい。オプションとして、ウエハ受け器２４０は、ウエハ２４２を回転させる必要はない。むしろ、ウエハ受け器２４０は、任意所望の平面に沿ってウエハ２４２を動かすよう構成されているのがよい。しかる後、ディスペンサ２４４は、ウエハ２４２に密接して位置決めされるのがよい。光分解物質の流れをディスペンサ２４４内で開始させるのがよい。光分解物質をディスペンサベース２６２に形成された少なくとも１つの孔２６４経由でウエハ２４２に制御可能に塗布するのがよい。しかる後、少なくとも１つの光学的放射線源２５０からの光学的放射線を加工本体２１２に方向付ける。例えば、図１１および図１２は、光学的放射線２５２を第１のミラー２１８、第２のミラー２２２、および走査ヘッド２３２に放出するよう外部の光学的放射線源２５０を用いる光増強型オゾンウエハ加工システム２１０の一実施形態を示しており、第１のミラー２１８、第２のミラー２２２、および走査ヘッド２３２は、協働して光学的放射線２５２をウエハ受け器２４０内に位置決めされたウエハ２４２に方向付ける。これとは対照的に、図１３は、少なくとも１つの光学的放射線源２５０を内蔵した光増強型オゾンウエハ加工システムに用いられるディスペンサ２４４の実施形態を示しており、光学的放射線源２５０は、ウエハ受け器２４０内に位置決めされたウエハ２４２に光学的放射線を放出するよう構成されている。一実施形態では、光学的放射線源は、波長が約１００ｎｍ～約１０００ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成されたダイオード励起固体レーザ装置から成るのがよい。もう１つの実施形態では、光学的放射線源は、波長が約１００ｎｍ～約１０００ｎｍの光学的放射線を出力するよう構成された少なくとも１つのＬＥＤ装置またはアレイから成るのがよい。より特定の実施形態では、光学的放射線の波長は約２５０ｎｍ～約２７５ｎｍである。
【0039】
図１１および図１２に示すように、走査ヘッド２３２は、加工本体２１２に方向付けられる少なくとも１つの加工信号２５４を出力するよう構成されているのがよい。加工信号２５４は、光分解物質が塗布されたウエハ２４２に方向付けられるのがよい。例えば、オゾン処理脱イオン水を光分解物質として使用した場合、光学的放射線は、オゾンラジカルを生じさせ、かかるオゾンラジカルは、ウエハ、クーポンまたは基板２４２上のフォトレジストに密接したところで連鎖反応を煽り、それによりフォトレジスト分子と反応してこれらをウエハ表面から剥ぎ取る。ウエハ２４２をいったん加工すると、作業を停止させるのがよく、そしてウエハ２４２をシステム２１０から取り出すのがよい。
【0040】
上述の例示の実施形態のうちの多くのものは、光学的放射線源としてダイオード励起固体レーザまたはＬＥＤアレイを利用しているが、当業者においては理解されるように、任意の種々の装置もまた、光学的放射線源として使用できる。例えば、図１６は、上述の実施形態のうちの任意のものに使用可能な加工ヘッド３１０の一実施形態を示している。図示のように、加工ヘッド３１０は、光送り出しシステム３１４が結合されまたは収納された光分解物質送り出し装置３１２を有する。光送り出しシステム３１４には、１つ以上の個々のエミッタ３１６が設けられている。例示のエミッタとしては、ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、レーザダイオード、光ファイバ装置などが挙げられるが、これらには限定されない。使用の際、加工ヘッドをチャック３２０上に位置決めされたウエハまたは基板３２４に密接して位置決めする。一実施形態では、チャック３２０は、制御可能に回転可能であるよう構成されている。オプションとして、チャック３２０は、ウエハ３２４を任意所望の平面に沿って動かせるよう構成されているのがよい。少なくとも１種類の光分解物質３２６を送り出し装置３１２から小出しし、そしてウエハ３２６の全体に小出しする。しかる後、光送り出しシステム３１４からの光学的放射線を選択的に被覆状態のウエハ３２４に当てるのがよい。オゾン処理脱イオン水またはガス状オゾンを光分解物質として用いた場合、光学的放射線は、オゾンラジカルを生じさせ、かかるオゾンラジカルは、ウエハ、クーポンまたは基板３２４上のフォトレジストに密接したところで連鎖反応を煽り、それによりフォトレジスト分子と反応してこれらフォトレジスト分子をウエハ表面から剥ぎ取る。
【0041】
図１７および図１８は、図１６に示した実施形態に類似した光増強型オゾンウエハ加工システムのさらにもう１つの実施形態を示している。図示のように、加工システム３６０は、第１または蓋本体３６４および、少なくとも第２のまたは本体３６２を含む。一実施形態では、加工本体３６２は、少なくとも１つの加工凹部３６６を備えている。図示の実施形態では、蓋本体３６４は、透明であるのがよく、ただし、当業者においては理解されるように、蓋本体３６４は、透明である必要はない。少なくとも１つのディスペンサシステム３７０が加工凹部３６６内に配置された少なくとも１つの案内本体３７２に可動的に結合され、またはこの上に位置決めされるのがよい。図示の実施形態では、ディスペンサシステム３７０／案内本体３７２は、加工本体３６２に結合されており、ただし、当業者においては理解されるように、ディスペンサシステム３７０および案内本体３７２のうちの少なくとも一方は、蓋本体３６４に結合されてもよい。
【0042】
再び図１７および図１８を参照すると、少なくとも１つのウエハまたは基板３８０が、加工本体３６２内の少なくとも１つのチャック３８２上に位置決めされるのがよい。ディスペンサシステム３７０は、少なくとも１つのディスペンサ本体３９０を含むのがよく、かかる少なくとも１つのディスペンサ本体３９０は、これに結合されまたはこれと連絡状態にある少なくとも１つの光学的放射線源３９２を有する。例示の光学的放射線源としては、ファイバレーザ、レーザダイオード、レーザエミッタ、光エミッタ、ＬＥＤなどが挙げられるが、これらには限定されない。さらに、少なくとも１つのノズルまたはディスペンサ装置３９４が、ディスペンサ本体３９０に結合されるのがよい。図示のように、少なくとも１本の導管３９６が、ノズル３９４を少なくとも１つの光分解物質源（図示せず）に結合するのがよい。少なくとも１つの駆動システムまたはモータ３９８が、ディスペンサ本体３９２を案内本体に可動関係をなして結合するのがよい。さらに、ディスペンサシステム３７０は、制御可能に、光学的放射線源３９２およびノズル３９４がウエハ３８０に近接して位置決めされるよう、蓋本体３６４から延びたり、ウエハ３８０から蓋本体３６４まで引っ込んだりできるよう構成されているのがよい。
【0043】
使用の際、少なくとも１枚のウエハ３８０を加工本体３６２内に配置されたチャック３８２上に位置決めするのがよい。しかる後、蓋本体３６４を加工本体３６２に近接して位置決めするのがよい。一実施形態では、ディスペンサ本体３９０を作動させて、これを駆動モータ３９８によりウエハ３８０に対して所望の場所に位置決めするのがよい。しかる後、１種類以上の光分解物質を導管３９６経由で光分解物質源（図示せず）と連通状態にあるノズル３９４経由でウエハ３８０に選択的に塗布するのがよい。ウエハ３８０の少なくとも一部分を光分解物質で被覆し、またはウエハ３８０の少なくとも一部分に光分解物質を施す。しかる後、光学的放射線源３９２を作動させて光学的放射線を当て、それにより被覆状態のウエハ３８０に塗布された光分解物質の反応性を高めるのがよい。オゾン処理脱イオン水またはガス状オゾンを光分解物質として用いた場合、光学的放射線は、オゾンラジカルを生じさせ、かかるオゾンラジカルは、ウエハ３８０上のフォトレジストに密接したところで連鎖反応を煽り、それによりフォトレジスト分子と反応してこれらをウエハ表面から剥ぎ取る。
【0044】
本明細書において開示した実施形態は、本発明の原理の具体化例である。本発明の範囲に含まれる他の改造例を採用することができる。したがって、本願において開示した装置は、図示するとともに本明細書において説明した装置そのものには限定されない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【国際調査報告】