JP2006501693A - メニスカス、真空、ｉｐａ蒸気、乾燥マニホルドを用いた基板処理システム - Google Patents

Abstract

【解決手段】 ウエハを処理するための装置および方法が提供されている。そのシステムおよび方法は、メニスカスを用いてウエハの表面を処理するよう設計されている。メニスカスは、制御されると共に、ウエハ表面にわたって移動可能であり、それにより、洗浄、リンス、化学処理、および乾燥が実現される。その装置は、メニスカスを用いたウエハ表面の特定の処理を可能とするために、数々の構成を用いて特徴付けられてよく、かかる構成は、近接ヘッドの利用を含んでもよい。

Description

本発明は、半導体ウエハの処理、洗浄、および乾燥に関し、特に、より効率的にウエハ表面に流体を供給して除去しつつ、汚染を低減し、ウエハの処理コストを減らすための装置および技術に関する。

半導体チップの製造プロセスでは、周知の通り、望ましくない残留物をウエハの表面に残す製造プロセスが実行された際には、ウエハの洗浄および乾燥が必要である。例えば、そのような製造プロセスとしては、プラズマエッチング（例えば、タングステンエッチバック（ＷＥＢ））や化学機械研磨（ＣＭＰ）が挙げられる。ＣＭＰでは、ウエハは、回転するコンベヤベルトに向かってウエハ表面を押し付ける保持手段に配置される。このコンベヤベルトは、化学薬品および研磨剤からなるスラリを用いて、研磨作用を引き起こす。残念ながら、このプロセスは、ウエハ表面にスラリの粒子と残留物とを堆積させる傾向がある。望ましくない残留物と粒子がウエハ上に残ると、特に、ウエハ表面のスクラッチやメタライゼーション形状間の相互作用の不具合などを引き起こしうる。場合によっては、そのような欠陥が、ウエハ上の素子を動作不能とすることもある。動作不能な素子を有するウエハを廃棄するための必要以上のコストを掛けないようにするためには、望ましくない残留物を残す製造プロセスの後に、十分かつ効率的にウエハを洗浄することが必要である。

ウエハが湿式洗浄された後に、残留した水または洗浄流体がウエハ上に残留物を残すことを防止するためには、ウエハを効果的に乾燥する必要がある。液滴が形成される際に通常起きるように、ウエハ表面の洗浄流体が蒸発すると、洗浄流体に溶けていた残留物すなわち汚染物質が、蒸発後にウエハ表面上に残る（例えば、スポットを形成する）。蒸発を防止するためには、ウエハ表面に液滴が形成されないほど迅速に洗浄流体を除去する必要がある。そのための試みとして、回転乾燥、ＩＰＡ、マランゴニ乾燥など、いくつかの異なる乾燥技術の１つが用いられる。これら乾燥技術はすべて、適切に維持されれば液滴の形成なしにウエハ表面を乾燥できる何らかの形の移動する液体／気体の界面を、ウエハ表面上において用いる。残念ながら、移動する液体／気体の界面が崩れると、前述の乾燥方法のすべてでしばしば起きるように、液滴が形成されて蒸発が起き、ウエハ表面に汚染物質が残る。

現在、最も広く用いられている乾燥技術は、回転リンス乾燥（ＳＲＤ）である。図１は、ＳＲＤ乾燥プロセス中のウエハ１０上の洗浄流体の動きを示す。この乾燥プロセスでは、湿ったウエハが、回転１４によって高速で回転される。ＳＲＤでは、遠心力によって、ウエハ洗浄に用いられる水または洗浄流体が、ウエハの中央からウエハの外側へと引き寄せられ、最終的に、流体方向矢印１６によって示すようにウエハから離脱する。洗浄流体がウエハから引き離されていくと、乾燥プロセスが進行すると共に、移動する液体／気体の界面１２が、ウエハの中央に形成されて、ウエハの外側に移動する（すなわち、移動する液体／気体の界面１２によって形成される円が大きくなる）。図１の例では、移動する液体／気体の界面１２によって形成される円の内側領域は、流体を有さず、移動する液体／気体の界面１２によって形成される円の外側は、洗浄流体である。したがって、乾燥プロセスが進むにつれて、移動する液体／気体の界面１２の内側部分（乾燥した領域）は増大し、移動する液体／気体の界面１２の外側部分（湿った領域）は減少する。前述したように、移動する液体／気体の界面１２が崩れると、洗浄流体の液滴がウエハ上に形成され、液滴の蒸発によって、汚染が起きることがある。したがって、液滴の形成と、それに続く蒸発とを制限し、ウエハ表面から汚染物質を遠ざけることが必要である。残念ながら、現在の乾燥方法では、移動する液体の界面の崩壊の防止に、部分的に成功しているにすぎない。

さらに、ＳＲＤプロセスでは、疎水性のウエハ表面を乾燥するのは困難である。疎水性のウエハ表面は、水や水性（水系）洗浄溶液をはじくために乾燥しにくい。したがって、乾燥プロセスが進んで、洗浄流体がウエハ表面から引き離されると、残った洗浄流体は、（水系のものであれば）ウエハ表面によってはじかれる。結果として、水系の洗浄溶液と疎水性のウエハ表面との接触面積は、最小量になろうとする。さらに、水系の洗浄溶液は、表面張力の結果として（すなわち、水素分子結合の結果として）、凝集する傾向がある。したがって、疎水性の相互作用と表面張力のために、水系洗浄流体のボール（すなわち、液滴）が、疎水性のウエハ表面上に無制限に形成される。この液滴の形成により、前述のように、有害な蒸発と汚染が生じる。ＳＲＤの制限は、液滴に働く遠心力が最小であるウエハの中央において、特に厳しい。したがって、ＳＲＤプロセスは現在、最も一般的なウエハの乾燥方法であるが、特に疎水性のウエハ表面に用いる場合には、ウエハ表面での洗浄流体の液滴の形成を低減することは困難である。

したがって、半導体ウエハの迅速かつ効率的な洗浄、処理、および乾燥を可能としつつ、同時に、ウエハ表面上に汚染物質が堆積する原因となりうる多数の水または洗浄流体の液滴の形成を低減する方法および装置が求められている。そのような堆積により、現在しばしば起こっているように、許容可能なウエハの歩留まりが低下し、半導体ウエハの製造コストが上昇する。

概して、本発明は、これらの要求を満たすために、ウエハ表面から流体を迅速に除去すると同時に、ウエハの汚染を低減することができる洗浄乾燥装置を提供する。本発明は、処理、装置、システム、デバイス、または方法を含む種々の手段で実施できることを理解されたい。以下では、本発明の実施形態をいくつか説明する。

一実施形態では、基板を乾燥するための少なくとも１つの近接ヘッドを備える乾燥システムを備えた基板準備システムが提供される。そのシステムは、さらに、基板を洗浄するための洗浄システムを備える。

別の実施形態では、ウエハを処理するためのクラスタ構造システムが提供されている。そのシステムは、統合乾燥システムを備えており、その統合乾燥システムは、基板を乾燥するための少なくとも１つの近接ヘッドを備える。そのシステムは、さらに、統合乾燥システムに結合された処理モジュールを備えており、その処理モジュールとしては、化学機械平坦化モジュール、メガソニック処理モジュール、洗浄モジュール、およびエッチングモジュールの内の１以上が選択される。

さらに別の実施形態では、基板をクラスタ処理するための方法が提供されている。その方法は、基板のエッチング、基板の平坦化、基板のメガソニック処理、基板の洗浄の少なくとも１つを実行する工程を備える。その方法は、さらに、基板を乾燥する工程を備える。乾燥工程は、基板表面の第１の領域に第１の流体を供給する工程と、基板表面の第２の領域に第２の流体を供給する工程と、基板表面から第１の流体および第２の流体を除去する工程とを備える。除去工程は、第１の領域を実質的に取り囲む第３の領域から起きる。第２の領域は、第３の領域の少なくとも一部を実質的に取り囲み、供給工程および除去工程は、制御された流体メニスカスを形成することができる。

一実施形態では、ウエハ表面を準備する際に用いるヘッドであって第１の表面を備えるヘッドを備えた基板準備システムが提供されており、第１の表面は、ウエハ表面に近接して配置されることができる。そのヘッドは、さらに、ヘッド上に第１の導管領域を備えており、第１の導管領域は、表面のウエハに第１の流体を供給するために、ヘッドの中央部分に設けられている。そのヘッドは、さらに、ヘッド上に第２の導管領域を備えており、第２の導管領域は、第１の導管領域を取り囲むよう構成され、ヘッドは、さらに、ヘッド上に第３の導管領域を備えており、第３の導管領域は、ウエハ表面に第２の流体を供給するために設けられ、第１の導管領域および第２の導管領域の部分的な囲いを規定している。第２の導管領域は、第１の流体および第２の流体の除去を可能とし、第１の流体および第２の流体の供給は、ヘッドの第３の導管領域による除去と共に、動作中にヘッドがウエハ表面に近接している際に、ヘッドとウエハ表面との間に規定される制御可能なメニスカスを規定する。

別の実施形態では、ヘッド表面を有するヘッドを備えた基板準備システムが提供されており、ヘッド表面は、動作中に基板の表面に近接する。ヘッドは、さらに、ヘッドを通して基板表面に第１の流体を供給するための少なくとも１つの第１の導管と、ヘッドを通して基板表面に第１の流体と異なる第２の流体を供給するための少なくとも１つの第２の導管とを備えている。そのヘッドは、さらに、基板表面から第１の流体および第２の流体の各々を除去するための少なくとも１つの第３の導管を備えており、前記少なくとも１つの第３の導管は、前記少なくとも１つの第１の導管を実質的に取り囲むよう配置され、前記少なくとも１つの第１の導管、前記少なくとも１つの第２の導管、および前記少なくとも１つの第３の導管は、動作中に実質的に同時に作動する。前記少なくとも１つの第２の導管は、前記少なくとも１つの第３の導管の少なくとも一部を実質的に取り囲むよう配置される。

さらに別の実施形態では、ウエハ表面を準備するための方法が提供されており、その方法は、ウエハ表面上の第１の領域に第１の流体を供給する工程と、真空領域で第１の領域を取り囲む工程と、表面張力低減流体領域で真空領域を部分的に囲む工程と、を備え、部分的に囲む工程は、真空領域に通じる開放部を規定する。その方法は、さらに、第１の領域、真空領域、および表面張力低減流体領域を、ウエハ表面にわたって走査する工程を備えており、走査工程は、開放部が先行するよう行われる。

別の実施形態では、ウエハブラシスクラブ部を備えるウエハ準備モジュールが提供されており、ウエハブラシスクラブ部は、ウエハをスクラブしつつ、ウエハに洗浄流体を供給することができる。そのモジュールは、さらに、ウエハ乾燥インサートを備えており、ウエハ乾燥インサートは、ウエハブラシスクラブ部に組み込み可能であり、ウエハ表面に接触することなく、ウエハ表面を乾燥するための近接ヘッドを備える。

一実施形態では、基板を処理するための方法が提供されており、その方法は、垂直方向に配置された基板の表面上に流体メニスカスを生成する工程と、垂直に配置された基板の表面にわたって流体メニスカスを移動させて、基板の表面を処理する工程とを備える。

別の実施形態では、基板処理動作で用いられる基板準備装置が提供されており、その基板準備装置は、基板の第１の縁部から基板の第２の縁部までの間を垂直方向に移動できるアームを備える。その装置は、さらに、アームに結合されたヘッドを備えており、そのヘッドは、基板の表面上に流体メニスカスを形成し、基板の表面にわたって移動されることが可能である。

さらに別の実施形態では、ウエハ表面を準備するために用いられるマニホルドが提供されている。そのマニホルドは、マニホルドの第１の部分に第１の処理窓を備えており、その第１の処理窓は、ウエハ表面上に第１の流体メニスカスを生成するよう構成されている。そのマニホルドは、さらに、マニホルドの第２の部分に第２の処理窓を備えており、その第２の処理窓は、ウエハ表面上に第２の流体メニスカスを生成するよう構成されている。

本発明には、数多くの利点がある。特に、本明細書に記載の装置および方法は、半導体ウエハを効率的に乾燥および洗浄しつつ、ウエハ表面上に残る流体および汚染物質を低減する。したがって、ウエハの処理と生産を向上することが可能であり、汚染を低減しつつ効率的にウエハを乾燥できるため、ウエハの歩留まりを増大することができる。本発明は、流体の入力と共に真空流体除去を用いることで、乾燥および洗浄処理を向上させることができる。上述の力によってウエハ表面の流体膜に作用する圧力は、他の洗浄乾燥技術に比べて、大幅に残留汚染物質を低減しつつウエハ表面の流体を最適に除去することを可能にする。

さらに、本発明は、ウエハ表面にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気および脱イオン水を供給すると共に、実質的に同時に、ウエハ表面近くに真空を生成することができる。これにより、メニスカスの生成および高度な制御、並びに、脱イオン水の界面に沿った水の表面張力の低減が可能となり、したがって、汚染物質を残すことなく、ウエハ表面から最適に流体を除去することが可能になる。ＩＰＡ、ＤＩＷの入力と流体の出力によって生成されるメニスカスは、ウエハの表面に沿って移動され、ウエハを洗浄および乾燥してよい。したがって、本発明は、極めて効率的にウエハ表面から流体を除去しつつ、例えば、回転乾燥などの非効率的な乾燥処理による汚染物質の形成を大幅に低減する。

さらに、本発明は、様々な種類のシステムに組み込まれて、複数種類の処理能力を実現するクラスタツールを備えたウエハ処理システムとして構成されてもよい。様々な種類のウエハ処理を実行できるシステムを用いれば、さらに効率的にウエハを処理できる。様々な種類のクラスタツールをウエハ処理システム内に備えることにより、１つのシステム内にモジュール／ツールが統合されるため、ウエハの搬送時間を短縮できる。さらに、スペースを節約できるため、ウエハ処理装置を収容するために必要な専有面積が低減される。したがって、本発明は、より効率的でコスト効率の良いウエハ処理を実現するために、任意の適切な各種のシステムに組み込まれてよい。

本発明の原理を例示した添付図面に沿って行う以下の詳細な説明から、本発明のその他の態様および利点が明らかになる。

ウエハを洗浄および／または乾燥する方法および装置のための発明が開示されている。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細が示されている。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細の一部もしくはすべてがなくとも実行可能である。そのほか、本発明が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知のプロセス動作の説明は省略した。

本発明は、いくつかの好ましい実施形態に沿って説明されているが、当業者が、上述の明細事項と図面から、様々な変更、追加、置き換え、および等価物を実現することは明らかである。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲内での変更、追加、置き換え、および等価物の全てを含むことが意図されている。

図２Ａないし２Ｄは、代表的なウエハ処理システムの実施形態を示す。そのシステムは、例示的なものであり、近接ヘッドがウエハに近接するように移動することを可能にする任意の適切な構成を用いてよいことを理解されたい。図示された実施形態では、近接ヘッドは、ウエハの中央部分からウエハの縁部まで直線的に移動できる。近接ヘッドが、ウエハの１縁部から直径方向の反対側に位置する縁部まで直線的に移動する他の実施形態を用いたり、例えば、放射状の移動、渦巻き状の移動、千鳥状の移動など、他の非直線的な移動を用いたりしてもよいことを理解されたい。さらに、一実施形態では、ウエハが回転されると共に、近接ヘッドが直線的に移動されてよいので、近接ヘッドは、ウエハのすべての部分を処理することができる。また、ウエハが回転されず、近接ヘッドが、ウエハのすべての部分を処理できるようにウエハ全体にわたって移動するよう構成されている他の実施形態を用いてもよいことを理解されたい。さらに、ここに記載する近接ヘッドおよびウエハ洗浄乾燥システムは、例えば、２００ｍｍウエハ、３００ｍｍウエハ、フラットパネルなど、任意の形状およびサイズの基板を洗浄および乾燥するために用いてよい。ウエハ洗浄乾燥システムは、システムの構成に応じて、ウエハの洗浄と乾燥のいずれか一方、または両方に用いてよい。

図２Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ洗浄乾燥システム１００を示す。システム１００は、ウエハを保持して回転することによりウエハ表面を乾燥させることができるローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃを備える。システム１００は、さらに、一実施形態では、上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂにそれぞれ取り付けられた近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを備える。上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂは、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂをウエハの半径に沿ってほぼ直線的に移動させることのできる近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４の一部である。

一実施形態では、近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４は、近接ヘッド１０６ａをウエハの上方でウエハに近接させて保持すると共に、近接ヘッド１０６ｂをウエハの下方でウエハに近接させて保持するよう構成されている。これは、上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂを垂直方向に移動可能とし、近接ヘッドがウエハ処理の開始位置に水平移動された後に、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂをウエハに近接する位置に垂直移動することにより実現されてよい。上側アーム１０４ａおよび下側アーム１０４ｂは、本明細書に記載するウエハ処理を可能にするよう近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを移動させることのできる任意の適切な方法で構成されてよい。システム１００は、近接ヘッドをウエハに近接した状態で移動させることで、図６Ｄないし８Ｂを参照して以下で説明するようにメニスカスを生成および制御できる限りは、任意の適切な方法で構成されてよいことを理解されたい。また、近接とは、図６Ｄないし８Ｂを参照して説明するようなメニスカスを維持できる限りは、ウエハからの任意の適切な距離であってよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂ（および、本明細書に記載される任意の他の近接ヘッド）はそれぞれ、ウエハ処理動作を開始するために、ウエハから約０．１ｍｍないし約１０ｍｍの位置に移動されてよい。好ましい実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂ（および、本明細書に記載された任意の他の近接ヘッド）はそれぞれ、ウエハ処理動作を開始するために、約０．５ｍｍないし約４．５ｍｍの位置に移動されてよく、さらに好ましい実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂ（および、本明細書に記載された任意の他の近接ヘッド）は、ウエハ処理動作を開始するために、ウエハから約２ｍｍの位置に移動されてよい。

図２Ｂは、本発明の一実施形態に従って、違う方向からウエハ洗浄乾燥システム１００を示す。システム１００は、一実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂをウエハの中央からウエハの縁部へ移動できるよう構成された近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４を備える。近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４は、ウエハの洗浄および／または乾燥を望ましく実行できるよう近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを移動できる任意の適切な方法で移動されてよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４は、モータによって、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂをウエハの中央からウエハの縁部へ移動させることができる。ウエハ洗浄乾燥システム１００は、図によると、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを備えているが、例えば、１、２、３、４、５、６など、任意の適切な数の近接ヘッドを用いてよいことを理解されたい。ウエハ洗浄乾燥システム１００の近接ヘッド１０６ａおよび／または１０６ｂは、例えば、本明細書に記載された近接ヘッドによって示されるように、任意の適切なサイズまたは形状を有してよい。本明細書に記載された様々な構成は、近接ヘッドとウエハとの間に流体メニスカスを生成する。流体メニスカスは、ウエハにわたって移動されることで、ウエハ表面に流体を供給して除去することにより、ウエハを洗浄および乾燥することができる。したがって、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、本明細書に記載したような任意の数多くの種類の構成を有してもよいし、本明細書に記載された処理を可能とする他の構成を有してもよい。また、システム１００は、ウエハの片面を洗浄および乾燥してもよいし、ウエハの上面および下面の両方を洗浄および乾燥してもよい。

さらに、ウエハの上面および下面の両方を洗浄または乾燥することに加えて、システム１００は、異なる種類の流体を入力および出力することにより、必要に応じて、ウエハの一方の面を洗浄し、ウエハの他方の面を乾燥するよう構成されてもよい。システム１００は、所望の動作に応じて、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂそれぞれにおいて、異なる化学薬品を上面および下面に供給してよい。近接ヘッドは、ウエハの上面および／または下面を洗浄および／または乾燥することに加えて、ウエハのベベル縁部を洗浄および乾燥するよう構成されてもよい。これは、ベベル縁部を洗浄するメニスカスを移動させてウエハの縁部から離脱させることにより実現できる。また、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、同じ型であってもよいし違う型であってもよいことを理解されたい。

図２Ｃは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８を保持するウエハ洗浄乾燥システム１００を示す側面拡大図である。ウエハ１０８は、所望の近接ヘッドが、洗浄または乾燥されるウエハ１０８の部分に近接できる限りは、任意の適切な方向でローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃによって保持および回転されてよい。一実施形態では、ローラ１０２ｂは、スピンドル１１１によって回転されてよく、ローラ１０２ｃは、ローラアーム１０９によって保持および回転されてよい。また、ローラ１０２ａは、自身のスピンドル（図３Ｂ）によって回転されてよい。一実施形態では、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、時計回りの方向に回転して、ウエハ１０８を反時計回りの方向に回転させることができる。ローラは、所望のウエハの回転に応じて、時計回りと反時計回りのいずれの方向に回転されてもよいことを理解されたい。一実施形態では、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃによってウエハ１０８に与えられる回転は、未処理のウエハ領域を移動して、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂに近接させるように働く。しかしながら、その回転自体は、ウエハを乾燥させたり、ウエハ表面の流体をウエハの縁部に移動させたりしない。したがって、典型的な乾燥動作においては、ウエハの湿った領域は、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂの直線的な動きとウエハ１０８の回転の両方によって、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂに近接される。乾燥または洗浄動作自体は、近接ヘッドの少なくとも一方によって実行される。したがって、一実施形態では、ウエハ１０８の乾燥した領域は、乾燥動作が進むにつれて、渦巻き状の動きでウエハ１０８の中央部から縁部へと広がる。好ましい実施形態では、ウエハ１０８の乾燥した領域は、ウエハ１０８の中心を軸として回転するため、ウエハ１０８は、１回転で乾燥する（近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂの長さがウエハ１０８の半径以上である場合）。システム１００の構成と、近接ヘッド１０６ａおよび／または近接ヘッド１０６ｂとを変更することにより、乾燥動作は、ほぼ任意の適切な乾燥の軌道を実現するよう変更されてよい。

近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、脱イオン水（ＤＩＷ）を入力するよう構成された少なくとも１つの第１のソース流入口（ＤＩＷ流入口としても知られる）と、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を蒸気の状態で入力するよう構成された少なくとも１つの第２のソース流入口（ＩＰＡ流入口としても知られる）と、真空を用いて、ウエハと特定の近接ヘッドとの間の領域から流体を出力するよう構成された少なくとも１つのソース流出口とを有するよう構成されてよいことを理解されたい。ここで用いられる真空は吸引でもよいことを理解されたい。さらに、例えば、洗浄溶液、アンモニア、ＨＦなど、他の種類の溶液が、第１のソース流入口および第２のソース流入口に入力されてもよい。いくつかの代表的な実施形態では、ＩＰＡ蒸気が用いられているが、例えば、窒素、任意の適切なアルコール蒸気、有機化合物など、水に混和できる任意の他の種類の蒸気を用いてもよいことを理解されたい。

一実施形態では、少なくとも１つのＩＰＡ蒸気流入口は、少なくとも１つの真空流出口に隣接し、その真空流出口が、少なくとも１つのＤＩＷ流入口に隣接して、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置を形成している。所望のウエハ処理や、強化したいウエハ洗浄乾燥メカニズムの種類に応じて、ＩＰＡ−ＤＩＷ−真空、ＤＩＷ−真空−ＩＰＡ、真空−ＩＰＡ−ＤＩＷなど、他の種類の配置を用いてもよいことを理解されたい。好ましい実施形態では、近接ヘッドとウエハとの間に配置されるメニスカスを高度かつ強力に生成、制御、および移動して、ウエハを洗浄および乾燥するために、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置を用いてよい。ＤＩＷ流入口、ＩＰＡ蒸気流入口、および真空流出口は、上述の配置が維持される限りは、任意の適切な方法で配置されてよい。例えば、ＩＰＡ蒸気流入口、真空流出口、およびＤＩＷ流入口に加えて、さらなる実施形態では、所望の近接ヘッドの構成に応じて、ＩＰＡ蒸気流出口）、ＤＩＷ流入口、および／または、真空流出口のセットを追加してもよい。したがって、別の実施形態は、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ−ＤＩＷ−真空−ＩＰＡを用いてよく、ＩＰＡソース流入口、真空ソース流出口、およびＤＩＷソース流出口の構成を備えたその他の代表的な実施形態が、図６Ｄを参照して説明する好ましい実施形態と共に、本明細書に記載されている。ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置の正確な構成は、用途に応じて変更されてよいことを理解されたい。例えば、ＩＰＡ流入口、真空、およびＤＩＷ流入口の位置の間の距離は、それらの距離が一致するように変更してもよいし、一致しないように変更してもよい。さらに、ＩＰＡ流入口、真空、およびＤＩＷ流出口の間の距離は、近接ヘッド１０６ａのサイズ、形状、構成や、図１０において詳細に説明する処理窓の所望のサイズに応じて、様々な大きさであってよい。さらに、図１０を参照して説明するように、ＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置は、真空領域が、ＤＩＷ領域をほぼ取り囲み、ＩＰＡ領域が、真空領域の少なくとも後縁領域を取り囲むように構成される。

図２Ｄは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ洗浄乾燥システム１００を示す他の方向からの側面拡大図である。この実施例では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４によって、それぞれウエハ１０８の上面１０８ａおよび下面１０８ｂに近接して配置されている。この位置に配置されると、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ＩＰＡおよびＤＩＷソース流入口と真空ソース流出口とを用いて、上面１０８ａおよび下面１０８ｂから流体を除去できるウエハ処理メニスカスをウエハ１０８に接触するよう生成してよい。ウエハ処理メニスカスは、図６ないし９Ｂを参照した記載に従って生成されてよく、そこでは、ＩＰＡ蒸気およびＤＩＷが、ウエハ１０８と近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂとの間の領域に入力される。ＩＰＡおよびＤＩＷが入力されるのと実質的に同時に、ウエハ表面に近接して真空を作用させ、ウエハ表面上に存在しうるＩＰＡ蒸気、ＤＩＷ、および流体を出力してよい。代表的な実施形態では、ＩＰＡが用いられているが、例えば、窒素、任意の適切なアルコール蒸気、有機化合物、ヘキサノール、エチルグリコールなど、水に混和できる任意の適切な他の種類の蒸気を用いてもよいことを理解されたい。近接ヘッドとウエハとの間の領域に存在するＤＩＷの部分は、メニスカスである。本明細書で用いられているように、「出力」という用語は、ウエハ１０８と特定の近接ヘッドとの間の領域から流体を除去することを意味し、「入力」という用語は、ウエハ１０８と特定の近接ヘッドとの間の領域に流体を導入することを意味しうることを理解されたい。

別の代表的な実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ウエハ１０８のすべての部分が、ウエハ１０８を回転させずに洗浄および／または乾燥されるように移動されてもよい。かかる実施形態では、近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４は、ウエハ１０８の任意の適切な領域に近接するよう近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂのいずれか一方または両方を移動させることができるように構成されてよい。一実施形態では、近接ヘッドの長さがウエハの半径よりも小さい場合には、近接ヘッドは、ウエハ１０８の中央から縁部へ渦巻き状に、または、その逆に移動するよう構成されてよい。好ましい実施形態では、近接ヘッドの長さがウエハの半径よりも大きい場合には、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ウエハの全表面上を１回転で移動されてよい。別の実施形態では、近接ヘッド１０４ａおよび１０４ｂは、ウエハ表面１０８ａおよび／または１０８ｂのすべての部分を処理できるように、ウエハ１０８を横切って直線的に往復移動するよう構成されてよい。さらに別の実施形態では、図５Ｃないし５Ｈを参照して以下で説明する構成が用いられてもよい。したがって、ウエハ処理動作を最適化するために、無数の様々な構成のシステム１００が用いられてよい。

図３Ａは、本発明の一実施形態に従って、２つの近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システム１００を示す上面図である。図２Ａないし２Ｄを参照して上述したように、上側アーム１０４ａは、ウエハ１０８上方の近接した位置に近接ヘッド１０６ａを移動して保持するよう構成されてよい。上側アーム１０４ａは、さらに、ほぼ直線的な方向１１３にウエハ１０８の中央部分からウエハ１０８の縁部へと近接ヘッド１０６ａを移動させるよう構成されてよい。その結果として、一実施形態では、ウエハ１０８が回転１１２によって示されているように動くと、近接ヘッド１０６ａは、図６ないし８を参照して詳細に説明される処理を用いて、ウエハ１０８の上面１０８ａから流体の膜を除去することができる。したがって、近接ヘッド１０６ａは、ウエハ１０８の上方のほぼ渦巻き状の軌道でウエハ１０８を乾燥してよい。図３Ｂに示されているような他の実施形態では、ウエハ１０８の下面１０８ｂから流体の膜を除去するために、第２の近接ヘッドがウエハ１０８の下方に配置されてもよい。

図３Ｂは、本発明の一実施形態に従って、２つの近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システム１００を示す側面図である。この実施形態では、システム１００は、ウエハ１０８の上面を処理することができる近接ヘッド１０６ａおよびウエハ１０８の下面を処理することができる近接ヘッド１０６ｂの両方を備える。一実施形態では、スピンドル１１１ａおよび１１１ｂ、およびローラアーム１０９が、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃをそれぞれ回転させてよい。このローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃの回転は、ウエハ１０８の実質的にすべての表面を、乾燥および／または洗浄のために近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂに近接させることができるように、ウエハ１０８を回転させてよい。一実施形態では、ウエハ１０８が回転されている間に、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂはそれぞれ、アーム１０４ａおよび１０４ｂによってウエハ表面１０８ａおよび１０８ｂに近接するよう移動される。近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂがウエハ１０８に近接するよう移動されると、ウエハの乾燥または洗浄が始まってよい。動作中、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂはそれぞれ、図６を参照して説明するように、ウエハ１０８の上面および下面にＩＰＡ、脱イオン水、および真空を適用することにより、ウエハ１０８から流体を除去してよい。

一実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを用いることにより、システム１００は、４５秒未満で２００ｍｍウエハを乾燥できる。別の実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂの長さが、少なくともウエハの半径以上である場合には、３０秒未満のウエハ乾燥時間を実現できる。乾燥または洗浄時間は、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂがウエハ１０８の中央からウエハ１０８の縁部へ移動する速度を増大することにより短縮できることを理解されたい。別の実施形態では、より速いウエハ回転で近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを用いることにより、より短い時間でウエハ１０８を乾燥してよい。さらに別の実施形態では、ウエハ１０８の回転と、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂの移動は、最適な乾燥／洗浄速度を実現するために、一緒に調節されてよい。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ウエハ１０８の中央領域からウエハ１０８の縁部まで、約０ｍｍ毎秒から約５０ｍｍ毎秒で直線的に移動してよい。

図４Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８の各表面に対して複数の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−１を示す上面図である。この実施形態では、システム１００−１は、上側アーム１０４ａ−１と上側アームａ−２とを備える。図４Ｂに示すように、システム１００−１は、さらに、近接ヘッド１０６ｂ−１および１０６ｂ−２にそれぞれ結合された下側アーム１０４ｂ−１および下側アーム１０４ｂ−２を備えてよい。システム１００−１では、近接ヘッド１０６ａ−１および１０６ａ−２（上面および下面の処理が実行されている場合には、１０６ｂ−１および１０６ｂ−２も）は、同時に作動するため、ウエハ１０８の特定の表面を処理する２つの近接ヘッドを有することで、乾燥時間または洗浄時間を、約半分に短縮できる。したがって、動作中には、ウエハ１０８が回転している間に、近接ヘッド１０６ａ−１、１０６ａ−２、１０６ｂ−１、および１０６ｂ−２は、ウエハ１０８の中央付近でウエハ１０８の処理を開始し、ほぼ直線的にウエハ１０８の縁部に向かって外側に移動する。このように、ウエハ１０８の回転１１２が、ウエハ１０８のすべての領域を近接ヘッドに近接させることにより、ウエハ１０８のすべての部分が処理される。したがって、近接ヘッド１０６ａ−１、１０６ａ−２、１０６ｂ−１、および１０６ｂ−２の直線的な移動と、ウエハ１０８の回転運動により、乾燥されているウエハ表面は、ウエハ１０８の中央からウエハ１０８の縁部に向かって渦巻き状に移動する。

別の実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−１および１０６ｂ−１がウエハ１０８の処理を開始して、ウエハ１０８の中央領域から移動した後に、近接ヘッド１０６ａ−２および１０６ｂ−２が、ウエハ１０８の中央領域に移動して、ウエハ処理動作を補強してもよい。したがって、ウエハ処理時間は、各ウエハ表面を処理するために複数の近接ヘッドを用いることにより大幅に短縮されてよい。

図４Ｂは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８の各表面に対して複数の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−１を示す側面図である。この実施形態では、システム１００−１は、ウエハ１０８の上面１０８ａを処理することができる近接ヘッド１０６ａ−１および１０６ａ−２と、ウエハ１０８の下面１０８ｂを処理することができる近接ヘッド１０６ｂ−１および１０６ｂ−２の両方を備える。システム１００と同様に、スピンドル１１１ａおよび１１１ｂ、およびローラアーム１０９が、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃをそれぞれ回転させてよい。このローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃの回転は、ウエハ１０８の実質的にすべての表面を、ウエハ処理動作のために近接ヘッド１０６ａ−１、１０６ａ−２、１０６ｂ−１、および１０６ｂ−２に近接させることができるように、ウエハ１０８を回転させてよい。

動作中、近接ヘッド１０６ａ−１、１０６ａ−２、１０６ｂ−１、および１０６ｂ−２はそれぞれ、例えば、図６ないし８に示すように、ウエハ１０８の上面および下面にＩＰＡ、脱イオン水、および真空を適用することにより、ウエハ１０８から流体を除去してよい。ウエハの片面当たりに２つの近接ヘッドを有することにより、ウエハ処理動作（すなわち、洗浄および／または乾燥）を、大幅に短い時間で完了することができる。図３Ａおよび３Ｂを参照して説明したウエハ処理システムと同様に、ウエハの回転速度は、適切なウエハ処理を実行可能な構成である限りは、任意の適切な速度に変更されてよいことを理解されたい。一実施形態において、ウエハ１０８を半回転させてウエハ全体を乾燥させる場合には、ウエハ処理時間を短縮することができる。かかる実施形態では、ウエハ処理速度は、ウエハの片面当たりに１つだけの近接ヘッドを用いる場合の約半分の処理速度となりうる。

図５Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８の直径にわたる水平構成の近接ヘッド１０６ａ−３を備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−２を示す上面図である。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−３は、ウエハ１０８の直径にわたる上側アーム１０４ａ−３によって保持される。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−３は、上側アーム１０４ａ−３の垂直移動によって洗浄／乾燥位置に移動されてよく、それにより、ウエハ１０８に近接する位置に配置されることができる。近接ヘッド１０６ａ−３がウエハ１０８に近接すると、ウエハ１０８の上面のウエハ処理動作を実行することができる。

図５Ｂは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８の直径にわたる水平構成の近接ヘッド１０６ａ−３および１０６ｂ−３を備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−２を示す側面図である。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−３および近接ヘッド１０６ｂ−３は両方とも、ウエハ１０８の直径全体にわたるよう伸ばされる。一実施形態では、ウエハ１０８が回転されている間に、近接ヘッド１０６ａ−３および１０６ｂ−３はそれぞれ、上側アーム１０４ａおよび１０６ｂ−３によってウエハ表面１０８ａおよび１０８ｂに近接するよう移動される。近接ヘッド１０６ａ−３および１０６ｂ−３は、ウエハ１０８にわたって伸びているため、ウエハ１０８の洗浄／乾燥に必要な回転は、半回転だけである。

図５Ｃは、本発明の一実施形態に従って、静止したウエハ１０８を洗浄および／または乾燥するよう構成された水平構成の近接ヘッド１０６ａ−３および１０６ｂ−３を備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−３を示す上面図である。この実施形態では、ウエハ１０８は、例えば、エッジグリップ、エッジ取り付け部を備えたフィンガなど、任意の適切な種類のウエハ保持装置によって、静止した状態で保持されてよい。近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４'''は、ウエハ１０８の直径に沿って、ウエハ１０８の１縁部から、ウエハ直径全体を通過した後のウエハ１０８の反対側の縁部まで、移動可能なように構成されている。このように、近接ヘッド１０６ａ−３および／または近接ヘッド１０６ｂ−３（図５Ｄを参照して以下で説明する）は、１縁部から反対側の縁部に向かってウエハ１０８の直径に沿った軌道をたどって、ウエハを横切って移動してよい。近接ヘッド１０６ａ−３および／または１０６ｂ−３は、ウエハ１０８の１縁部から直径方向の反対側に位置する他の縁部へ移動させることが可能な任意の適切な方法で移動されてよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−３および／または近接ヘッド１０６ｂ−３は、方向１２１（例えば、図５Ｃの上から下または下から上の方向）に移動してよい。したがって、ウエハ１０８は、回転も移動もせずに静止したままでよく、近接ヘッド１０６ａ−３および／または１０６ｂ−３は、ウエハに近接するよう移動して、ウエハ１０８を１回通過することにより、ウエハ１０８の上面および／または下面を洗浄／乾燥することができる。

図５Ｄは、本発明の一実施形態に従って、静止したウエハ１０８を洗浄および／または乾燥するよう構成された水平構成の近接ヘッド１０６ａ−３および１０６ｂ−３を備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−３を示す側面図である。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−３は、水平に配置されたウエハ１０８と共に水平に配置されている。少なくともウエハ１０８の直径全体にわたる近接ヘッド１０６ａ−３および近接ヘッド１０６ｂ−３を用いることにより、図５Ｃを参照して説明したように近接ヘッド１０６ａ−３および１０６ｂ−３を方向１２１に移動させることで、１回の通過でウエハ１０８を洗浄および／または乾燥することができる。

図５Ｅは、本発明の一実施形態に従って、静止したウエハ１０８を洗浄および／または乾燥するよう構成された垂直構成の近接ヘッド１０６ａ−３および１０６ｂ−３を備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−４を示す側面図である。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−３および１０６ｂ−３は、垂直に構成されており、左から右または右から左の方向へ向かって、ウエハ１０８の第１の縁部から、第１の縁部と直径方向の反対側に位置するウエハ１０８の第２の縁部まで移動するよう構成されている。したがって、かかる実施形態では、近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４'''は、ウエハ１０８と近接した状態で近接ヘッド１０４ａ−３および１０４ｂ−３を移動させ、１縁部から他の縁部までウエハを横切らせることが可能であり、それにより、ウエハ１０８を１回の通過で処理することができるため、ウエハ１０８の洗浄および／または乾燥に掛かる時間が短縮される。

図５Ｆは、本発明の一実施形態に従って、図５Ｅの側面図から９０°傾けたウエハ洗浄乾燥システム１００−４の別の側面図である。近接ヘッドキャリアアセンブリ１０４'''は、例えば、図５Ｆに示したものから１８０°回転させるなど、任意の適切な方法で配置されてよいことを理解されたい。

図５Ｇは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８の半径にわたる水平構成の近接ヘッド１０６ａ−４を備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−５を示す上面図である。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−４は、処理される基板の半径に満たない。別の実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−４は、処理される基板の半径にわたって伸びていてよい。好ましい実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−４は、ウエハ１０８の半径を超えて伸びており、それにより、近接ヘッドは、ウエハ１０８の中心点およびウエハ１０８の縁部の両方を処理してよく、近接ヘッド１０６ａ−４は、ウエハの中心点とウエハの縁部とを網羅して処理することができる。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−４は、上側アーム１０４ａ−４の垂直移動によって洗浄／乾燥位置に移動されてよく、それにより、ウエハ１０８に近接する位置に配置されることができる。近接ヘッド１０６ａ−４がウエハ１０８に近接すると、ウエハ１０８の上面のウエハ処理動作を実行することができる。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−４は、ウエハの半径にわたっているため、ウエハは、１回転で洗浄および／または乾燥されてよい。

図５Ｈは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８の半径にわたる水平構成の近接ヘッド１０６ａ−４および１０６ｂ−４を備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−５を示す側面図である。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−４および近接ヘッド１０６ｂ−４は両方とも、ウエハ１０８の半径全体にわたるよう伸ばされる。図５Ｇを参照して説明したように、所望の実施形態に応じて、近接ヘッド１０６ａ−４は、ウエハ１０８の半径未満であっても、正確に半径と同じであっても、また、半径より長くてもよい。一実施形態では、ウエハ１０８が回転されている間に、近接ヘッド１０６ａ−４および１０６ｂ−４はそれぞれ、上側アーム１０４ａおよび１０６ｂ−３によってウエハ表面１０８ａおよび１０８ｂに近接するよう移動される。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａ−４および１０６ｂ−４は、ウエハ１０８の半径よりも長く伸びているため、ウエハ１０８の洗浄／乾燥に必要な回転は、１回転だけである。

システム１００、１００−１、１００−２、１００−３、１００−４、１００−５、および、それらの任意の適切な変形物は、ウエハ処理システム内のクラスタツールとして用いられてよいことを理解されたい。クラスタツールとは、他のウエハ処理装置と共にフレームアセンブリ内に組み込み可能な装置（例えば、図１７ないし２１を参照して詳細に説明する装置など）であり、それによって、１つのシステム内で複数のウエハおよび／または複数種類のウエハ処理を実行できるようになる。

図６Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８を洗浄および乾燥するために用いてよい近接ヘッドの流入口／流出口の配置１１７を示す。一実施形態では、配置１１７は、近接ヘッド１０６ａの一部であり、図示された配置１１７に加えて、他のソース流入口３０２および３０６、および他のソース流出口３０４が用いられてもよい。配置１１７は、前縁部１０９に接してソース流入口３０６を備え、ソース流入口３０６とソース流出口３０２の間にソース流出口３０４を備えてよい。

図６Ｂは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８を洗浄および乾燥するために用いてよい近接ヘッドの流入口／流出口の別の配置１１９を示す。一実施形態では、配置１１９は、近接ヘッド１０６ａの一部であり、図示された配置１１９に加えて、他のソース流入口３０２および３０６、および他のソース流出口３０４が用いられてもよい。配置１１９は、前縁部１０９に接してソース流出口３０４を備え、ソース流出口３０４とソース流入口３０６の間にソース流入口３０２を備えてよい。

図６Ｃは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８を洗浄および乾燥するために用いてよい近接ヘッドの流入口／流出口のさらなる配置１２１を示す。一実施形態では、配置１２１は、近接ヘッド１０６ａの一部であり、図示された配置１１９に加えて、他のソース流入口３０２および３０６、および他のソース流出口３０４が用いられてもよい。配置１１９は、前縁部１０９に接してソース流入口３０６を備え、ソース流出口３０４とソース流出口３０６の間にソース流入口３０２を備えてよい。

図６Ｄは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６ａによって実行されてよいウエハ乾燥処理の好ましい実施形態を示す。図６は、上面１０８ａが乾燥されている様子を示すが、ウエハ乾燥処理は、ウエハ１０８の下面１０８ｂに対しても実質的に同じように実現できることを理解されたい。一実施形態では、ソース流入口３０２を用いて、ウエハ１０８の上面１０８ａにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を供給してよく、ソース流入口３０６を用いて、ウエハ１０８の上面１０８ａに脱イオン水（ＤＩＷ）を供給してよい。さらに、ソース流出口３０４を用いて、ウエハ表面に近接する領域に真空を作用させ、上面１０８ａの上または付近に存在しうる流体または蒸気を除去してよい。ソース流入口３０２の少なくとも１つが、ソース流出口３０４の少なくとも１つに隣接し、そのソース流出口３０４が、ソース流入口３０６の少なくとも１つに隣接する組み合わせが少なくとも１つ存在する限りは、任意の適切な組み合わせのソース流入口およびソース流出口を用いてよいことを理解されたい。ＩＰＡは、例えば、Ｎ₂ガスを用いて蒸気の形態でＩＰＡが入力されるＩＰＡ蒸気など、任意の適切な形態でよい。さらに、本明細書ではＤＩＷが用いられているが、例えば、他の方法で精製された水、洗浄流体など、ウエハ処理を可能とするか、強化できるものであれば、任意の適切な流体を用いてよい。一実施形態では、ＩＰＡの流入３１０がソース流入口３０２を通して提供され、真空３１２がソース流出口３０４を通して作用されてよく、ＤＩＷの流入３１４がソース流入口３０６を通して提供されてよい。したがって、図２を参照して上述したＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置の実施形態が用いられる。その結果、流体の膜がウエハ１０８上に存在する場合には、ＩＰＡの流入３１０によって第１の流体圧力をウエハ表面に加え、ＤＩＷの流入３１４によって第２の流体圧力をウエハ表面に加え、真空３１２によって第３の流体圧力を加えて、ウエハ表面上のＤＩＷ、ＩＰＡ、および流体の膜を除去することができる。

したがって、一実施形態では、ＤＩＷの流入３１４およびＩＰＡの流入３１０がウエハ表面に供給されると、ウエハ表面上のすべての流体が、ＤＩＷの流入３１４と混合される。この際、ウエハ表面に供給されるＤＩＷの流入３１４は、ＩＰＡの流入３１０と衝突する。ＩＰＡは、ＤＩＷの流入３１４と共に界面１１８（ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８としても知られる）を形成し、真空３１２と共に、ウエハ１０８の表面からＤＩＷの流入３１４とその他すべての流体とを除去する助けとなる。一実施形態では、ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８は、ＤＩＷの張力面を減少させる。動作中、ＤＩＷは、ウエハ表面に供給されると、ほとんど即座に、ソース流出口３０４によって作用される真空により、ウエハ表面上の流体と共に除去される。ウエハ表面に供給され、一瞬の間、ウエハ表面上の任意の流体と共に近接ヘッドとウエハ表面との間に存在するＤＩＷは、メニスカス１１６を形成し、そのメニスカス１１６の境界が、ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８となる。したがって、メニスカス１１６は、表面に供給されて、ウエハ表面上の任意の流体と実質的に同時に除去される流体の一定な流れである。ウエハ表面からＤＩＷをほとんど即座に除去することで、乾燥されているウエハ表面の領域に流体の液滴が形成することを防止し、それにより、ウエハ１０８上で汚染物質が乾燥する可能性を低減できる。ＩＰＡの下向きの噴出の圧力（ＩＰＡの流速によって引き起こされる）も、メニスカス１１６を封じ込める助けとなる。

ＩＰＡの流速は、近接ヘッドとウエハ表面との間の領域から、流体を近接ヘッドから出力できるソース流出口へ、水の流れを移動して押し上げる助けとなる。したがって、ＩＰＡおよびＤＩＷがソース流出口３０４に引き込まれると、流体と共に気体（例えば、空気）がソース流出口３０４に引き込まれるため、ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８を形成する境界は、連続的な境界ではなくなる。一実施形態では、ソース流出口３０４による真空が、ウエハ表面上のＤＩＷ、ＩＰＡ、および流体を引っ張ると、ソース流出口３０４への流れが不連続になる。この流れの不連続性は、流体と気体の組み合わせたものに真空を作用させた際に、流体および気体がストローを通して引き上げられる様子に類似している。したがって、近接ヘッド１０６ａが移動すると、近接ヘッドと共にメニスカスも移動し、メニスカスによって以前に占められていた領域が、ＩＰＡ／ＤＩＷ界面１１８の移動によって乾燥される。装置の構成や、メニスカスの所望のサイズおよび形状に応じて、任意の適切な数のソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６を用いてよいことを理解されたい。別の実施形態では、液体の流速および真空の流速は、真空流出口への液体の流れすべてが連続的であるよう設定されるため、気体が真空流出口に流れ込まない。

メニスカス１１６を維持できる限りは、任意の適切な流速をＩＰＡ、ＤＩＷ、および真空に対して用いてよいことを理解されたい。一実施形態では、１組のソース流入口３０６を通るＤＩＷの流速は、約２５ｍｌ毎分から約３，０００ｍｌ毎分の間である。好ましい実施形態では、１組のソース流入口３０６を通るＤＩＷの流速は、約４００ｍｌ毎分である。流体の流速は、近接ヘッドのサイズに応じて変化してもよいことを理解されたい。一実施形態では、大きいヘッドは、小さい近接ヘッドよりも大きい流体の流速を有してよい。これは、一実施形態において、より大きな近接ヘッドは、より多くのソース流入口３０２および３０６とソース流出口３０４とを有するため、大きいヘッドでは流量が大きいからである。

一実施形態では、１組のソース流入口３０２を通るＩＰＡの流速は、約１標準立方フィート毎時（ＳＣＦＨ）から約１００ＳＣＦＨの間である。好ましい実施形態では、ＩＰＡの流速は、約５から５０ＳＣＦＭの間である。

一実施形態では、１組のソース流入口３０４を通る真空の流速は、約１０標準立方フィート毎時（ＳＣＦＨ）から約１２５０ＳＣＦＨの間である。好ましい実施形態では、１組のソース流入口３０４を通る真空の流速は、約３５０ＳＣＦＨである。代表的な実施形態では、ＩＰＡ、ＤＩＷ、および真空の流速を測定するために、流量計を用いてよい。

図６Ｅは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６ａによって実行されてよい別のソース流入口／流出口配置を用いた別のウエハ乾燥処理を示す。この実施形態では、近接ヘッド１０６ａは、ウエハ１０８の上面１０８ａにわたって移動されてよいため、メニスカスは、ウエハ表面１０８ａに沿って移動されてよい。メニスカスは、ウエハ表面に流体を供給して、ウエハ表面から流体を除去することにより、ウエハの洗浄および乾燥を同時に行う。この実施形態では、ソース流入口３０６が、ウエハ表面１０８ａにＤＩＷの流れ３１４を供給し、ソース流入口３０２が、ウエハ表面１０８ａにＩＰＡの流れ３１０を供給し、ソース流出口３１２が、ウエハ表面１０８ａから流体を除去する。この実施形態と、本明細書に記載された近接ヘッド１０６ａの他の実施形態では、図６Ｅに示すソース流入口３０２および３０６とソース流出口３０４の配置に加えて、ソース流入口およびソース流出口の数と種類とを追加してもよいことを理解されたい。さらに、この実施形態と他の近接ヘッドの実施形態では、ウエハ表面１０８ａへの流体の流量と、作用される真空とを制御することにより、任意の適切な方法でメニスカスを管理および制御してよい。例えば、一実施形態では、ＤＩＷの流れ３１４を増大、および／または、真空３１２を低減させることにより、ソース流出口３０４を通る流出物が、ＤＩＷと、ウエハ表面１０８ａから除去される流体とのほとんどすべてとなるようにしてもよい。別の実施形態では、ＤＩＷの流れ３１４を減少、および／または、真空３１２を増大させることにより、ソース流出口３０４を通る流出物が、実質的に、ウエハ表面１０８ａから除去される流体と、ＤＩＷおよび空気との組み合わせとなるようにしてもよい。

図６Ｆは、本発明の一実施形態に従って、さらなる流体を入力するために用いてもよい追加のソース流出口３０７を備える別のソース流入口／流出口の配置を示す。図６Ｅに示す流入口および流出口の配置は、ソース流入口３０６に隣接してソース流出口３０４の反対側にソース流出口３０７が追加されていることを除けば、図６Ｄにおいて詳細に説明した配置と同様である。かかる実施形態では、ソース流入口３０６を通して、ＤＩＷが入力されてよく、ソース流入口３０７を通して、例えば、洗浄溶液などの他の溶液が入力されてよい。したがって、洗浄溶液の流れ３１５を用いて、ウエハ１０８の洗浄を強化しつつ、実質的に同時に、ウエハ１０８の上面１０８ａを乾燥させてよい。

図７Ａは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６が乾燥動作を実行する様子を示す。近接ヘッド１０６は、一実施形態では、ウエハ１０８の上面１０８ａに近接した状態で移動して、洗浄および／または乾燥動作を実行する。近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８の下面１０８ｂの処理（例えば、洗浄、乾燥など）に用いられてもよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６は、ヘッドの動きに沿って直線的に移動されてよく、ウエハ１０８が回転しているため、その際に、上面１０８ａから流体が除去される。ソース流入口３０２を通してＩＰＡ３１０を、ソース流出口３０４を通して真空を、ソース流入口３０６を通して脱イオン水３１４を提供することにより、図６において説明したメニスカス１１６が形成されてよい。

図７Ｂは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６の一部を示す上面図である。一実施形態の上面図には、左から右に向かって、１組のソース流入口３０２、１組のソース流出口３０４、１組のソース流入口３０６、１組のソース流出口３０４、１組のソース流入口３０２が図示されている。したがって、ＩＰＡおよびＤＩＷが、近接ヘッド１０６とウエハ１０８との間の領域に入力されると、真空が、ウエハ１０８に存在する任意の流体の膜と共にＩＰＡおよびＤＩＷを除去する。本明細書に記載されたソース流入口３０２、ソース流入口３０６、およびソース流出口３０４は、例えば、円形の孔、正方形の孔など、任意の適切な種類の形状であってよい。一実施形態では、ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４は、円形の孔である。

図７Ｃは、本発明の一実施形態に従って、傾斜したソース流入口３０２’を備える近接ヘッド１０６が乾燥動作を実行する様子を示す。本明細書に記載されたソース流入口３０２’および３０６、ソース流出口３０４は、ウエハ洗浄および／または乾燥プロセスを最適化するために任意の適切な方法で傾けられてよいことを理解されたい。一実施形態では、ウエハ１０８上にＩＰＡ蒸気を入力する傾斜したソース流入口３０２’は、ソース流入口３０６に向かって傾けられており、それによって、ＩＰＡ蒸気の流れは、メニスカス１１６を封じ込めるよう方向付けられる。

図７Ｄは、本発明の一実施形態に従って、傾斜したソース流入口３０２’と傾斜したソース流出口３０４’とを備える近接ヘッド１０６が乾燥動作を実行する様子を示す。本明細書に記載されたソース流入口３０２’および３０６、傾斜したソース流出口３０４’は、ウエハ洗浄および／または乾燥プロセスを最適化するために任意の適切な方法で傾けられてよいことを理解されたい。

一実施形態では、ウエハ１０８上にＩＰＡ蒸気を入力する傾斜したソース流入口３０２’は、ソース流入口３０６に向かって角度θ₅₀₀だけ傾けられており、それによって、ＩＰＡ蒸気の流れは、メニスカス１１６を抑えるよう方向付けられる。傾斜したソース流出口３０４’は、一実施形態では、メニスカス１１６に向かって角度θ₅₀₀だけ傾けられてよい。角度θ₅₀₀および角度θ₅₀₂は、メニスカス１１６の管理および制御を最適化する任意の適切な角度でよいことを理解されたい。一実施形態では、角度θ₅₀₀およびθ₅₀₂は、０°よりも大きく９０°よりも小さい。好ましい実施形態では、角度θ₅₀₀は約１５°であり、別の好ましい実施形態では、角度θ₅₀₂は、約１５°である。角度θ₅₀₀および角度θ₅₀₂は、メニスカスの管理を最適化するよう任意の適切な方法で調整されてよい。一実施形態では、角度θ₅₀₀および角度θ₅₀₂は同一であってよく、別の実施形態では、角度θ₅₀₀および角度θ₅₀₂は異なっていてよい。傾斜したソース流入口３０２’および／または傾斜したソース流出口３０４’を傾けることによって、より明確にメニスカスの境界を定めることができるため、処理中の表面の乾燥および／または洗浄を制御できるようになる。

図８Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ両面洗浄乾燥システムで用いられる近接ヘッド１０６および１０６ｂを示す側面図である。この実施形態では、真空を提供するソース流出口３０４と共に、ソース流入口３０２および３０６を用いて、それぞれＩＰＡおよびＤＩＷを入力することにより、メニスカス１１６が形成されてよい。さらに、ソース流入口３０６に並んで流入口３０２と反対側に、ＤＩＷを除去すると共にメニスカス１１６を保持するためのソース流出口３０４が設けられてもよい。上述のように、一実施形態では、ソース流入口３０２および３０６は、それぞれ、ＩＰＡの流れ３１０およびＤＩＷの流れ３１４のために用いられてよく、ソース流出口３０４は、真空３１２を提供するために用いられてよい。ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６の構成は、任意の適切な構成を用いてよいことを理解されたい。例えば、近接ヘッド１０６および１０６ｂは、図７Ａおよび７Ｂを参照して説明した構成のようなソース流入口およびソース流出口の構成を有してよい。また、さらなる実施形態では、近接ヘッド１０６および１０６ｂは、図９ないし１５を参照して以下で説明するような構成であってもよい。メニスカス１１６と接触する任意の適切な表面が、その表面へ接触および離脱するメニスカス１１６の動きによって乾燥されてよい。

図８Ｂは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ両面洗浄乾燥システムにおける近接ヘッド１０６および１０６ｂを示す。この実施形態では、近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８の上面１０８ａを処理し、近接ヘッド１０６ｂは、ウエハ１０８の下面１０８ｂを処理する。ソース流入口３０２および３０６によって、ＩＰＡおよびＤＩＷをそれぞれ入力すると共に、ソース流出口３０４から真空を用いることにより、近接ヘッド１０６とウエハ１０８との間と、近接ヘッド１０６ｂとウエハ１０８との間に、メニスカス１１６を形成することができる。近接ヘッド１０６および１０６ｂ、延いては、メニスカス１１６は、ウエハ１０８全体を乾燥できるように、ウエハ表面の湿った領域上を移動されてよい。

図９Ａは、本発明の一実施形態に従って、処理窓５３８−１を示す。一実施形態では、処理窓５３８−１は、複数のソース流入口３０２および３０６と、複数のソース流出口３０４とを含んでよい。処理窓５３８−１は、メニスカス１１６を生成および制御できる近接ヘッド１０６（または、本明細書に記載の任意の他の近接ヘッド）上の領域である。したがって、処理窓５３８−１は、近接ヘッド１０６に実行させたい処理に応じて、ウエハの乾燥および／または洗浄を行う領域であってよい。一実施形態では、処理窓５３８−１は、実質的に長方形の形状である。処理窓５３８−１（または、本明細書に記載の任意の他の適切な処理窓）のサイズは、（上面図からわかるように）任意の適切な長さおよび幅であってよい。

図９Ｂは、本発明の一実施形態に従って、実質的に円形の処理窓５３８−２を示す。一実施形態では、処理窓５３８−２は、複数のソース流入口３０２および３０６と、複数のソース流出口３０４とを含んでよい。処理窓５３８−２は、メニスカス１１６を生成および制御できる近接ヘッド１０６（または、本明細書に記載の任意の他の近接ヘッド）上の領域である。したがって、処理窓５３８−２は、近接ヘッド１０６に実行させたい処理に応じて、ウエハの乾燥および／または洗浄を行う領域であってよい。一実施形態では、処理窓５３８−２は、実質的に円形の形状である。

図９Ｃは、本発明の一実施形態に従って、処理窓５３８−３を示す。一実施形態では、処理窓５３８−３は、複数のソース流入口３０２および３０６と、複数のソース流出口３０４とを含んでよい。処理窓５３８−３は、メニスカス１１６を生成および制御できる近接ヘッド１０６（または、本明細書に記載の任意の他の近接ヘッド）上の領域である。したがって、処理窓５３８−３は、近接ヘッド１０６に実行させたい処理に応じて、ウエハの乾燥および／または洗浄を行う領域であってよい。一実施形態では、処理窓５３８−３は、実質的に楕円形の形状である。

図９Ｄは、本発明の一実施形態に従って、処理窓５３８−４を示す。一実施形態では、処理窓５３８−４は、複数のソース流入口３０２および３０６と、複数のソース流出口３０４とを含んでよい。処理窓５３８−４は、メニスカス１１６を生成および制御できる近接ヘッド１０６（または、本明細書に記載の任意の他の近接ヘッド）上の領域である。したがって、処理窓５３８−４は、近接ヘッド１０６に実行させたい処理に応じて、ウエハの乾燥および／または洗浄を行う領域であってよい。一実施形態では、処理窓５３８−４は、実質的に正方形の形状である。

図１０Ａは、本発明の一実施形態に従って、複数のソース流入口３０２および３０６と複数のソース流出口３０４とを備えた代表的な処理窓５３８−１を示す。一実施形態では、動作中の処理窓５３８−１は、例えば、ウエハ乾燥動作中に、ウエハを横切る方向５４６に移動されてよい。かかる実施形態では、近接ヘッド１０６は、前縁領域５４８においてウエハ表面上の流体と接触してよい。前縁領域５４８は、乾燥プロセス中に、最初に流体と接触する近接ヘッド１０６の一領域である。逆に、後縁領域５６０は、処理されている領域と最後に接触する近接ヘッド１０６の一領域である。近接ヘッド１０６と、それに備えられた処理窓５３８−１が、方向５４６にウエハを横切って移動すると、ウエハ表面の湿った領域が、前縁領域５４８を通過して処理窓５３８−１の範囲に入る。次に、処理窓５３８−１によって生成され、制御可能に維持および管理されるメニスカスにより、ウエハ表面の湿った領域が処理された後、その湿った領域は乾燥され、ウエハ（または基板）の乾燥された領域は、近接ヘッド１０６の後縁領域５６０を通って処理窓５３８−１から離れる。図９Ａないし９Ｄを参照して説明したように、処理窓５３８−１は、例えば、長方形、正方形、円形、楕円形、半円形など、任意の適切な形状であってよい。

図１０Ｂは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６の処理領域５４０、５４２、および５４４を示す。一実施形態では、処理領域５４０、５４２、および５４４（破線で示す領域）が、図１０Ａで説明したような処理窓を構成する。処理領域５４０、５４２、および５４４は、表面への流体の供給および除去を効率的に行うことができる安定した制御可能なメニスカスを生成可能な限りは、例えば、円形、環形、半円形、正方形、撫四方形、自由形状など、任意の適切なサイズおよび／または形状であってよい。一実施形態では、処理領域５４０は、複数のソース流入口３０２を含み、処理領域５４２（真空リングとしても知られる）は、複数のソース流出口３０４を含み、処理領域５４４は、複数のソース流入口３０６を含む。好ましい実施形態では、領域５４２は、環状に配置されたソース流出口３０４（例えば、真空リング）で領域５４４を取り囲む（もしくは、ほぼ取り囲む）。領域５４０は、領域５４４をほぼ取り囲んでいるが、処理窓５３８−１の前縁側においてソース流出口３０２の存在しない開放部５４１を有する。

したがって、動作中、近接ヘッド１０６は、（図１０Ａに示すような）処理窓５３８の領域５４０、５４２、および５４４において、ＩＰＡ、ＤＩＷ、および真空を適用することにより、流体メニスカスを生成する。近接ヘッド１０６が、代表的な乾燥動作中にウエハ表面上を移動する際に、領域５４２の開放部５４１を通って移動しつつ処理窓５３８内のメニスカス１１６と接触するウエハ表面が、乾燥される。メニスカスが表面上を移動すると、メニスカス１１６に接触するウエハ表面の部分に存在する流体が除去されるため、乾燥が起きる。したがって、ウエハの湿った表面は、領域５４０の開放部５４１を通って処理窓５３８の範囲に入ってよく、流体メニスカスと接触することにより、乾燥プロセスを実行されてよい。

この実施形態では、複数のソース流入口３０２、複数のソース流入口３０６、および複数のソース流出口３０４が図示されているが、複数のソース流入口３０２、ソース流入口３０６、およびソース流出口３０６の構成および数が、基板の表面を乾燥できる安定かつ制御可能な流体メニスカスを生成できるものである限りは、任意の適切な数のソース流入口３０２、ソース流入口３０６、およびソース流出口３０４を用いた他の実施形態を用いてよいことを理解されたい。また、本明細書に記載された装置および方法によって、例えば、半導体ウエハなど、任意の適切な種類の基板が処理されてよいことを理解されたい。

図１１ないし１４は、近接ヘッド１０６の代表的な実施形態を示す。記載された近接ヘッド１０６の様々な実施形態は、図２Ａないし５Ｈを参照して上述した近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂの一方または両方として用いてよいことを理解されたい。以下の代表的な図面によって示すように、近接ヘッドは、図６ないし１０に記載されたような流体除去プロセスを実現可能である限りは、任意の適切な構成またはサイズを有してよい。したがって、本明細書に記載された近接ヘッドのいずれか、一部、またはすべては、例えば、図２Ａないし２Ｄを参照して説明したようなシステム１００またはその変形物など、任意の適切なウエハ洗浄乾燥システムで用いられてよい。さらに、近接ヘッドは、任意の適切な数および形状のソース流出口３０４とソース流入口３０２および３０６とを有してよい。上面図に示す近接ヘッドの面は、ウエハ処理を実行するためにウエハと近接する面であることを理解されたい。図１１ないし１４に示された近接ヘッドはすべて、図２ないし１０を参照して上述したような処理窓またはその変形物のＩＰＡ−真空−ＤＩＷ配置の利用を可能とするマニホルドである。図１１ないし１４を参照して後述するような近接ヘッド１０６の実施形態はすべて、図９Ａないし１０Ｂを参照して上述したような処理窓５３８、領域５４０、５４２、および５４４の実施形態を含む。さらに、本明細書に記載した近接ヘッドは、ソース流入口３０２および３０６から入力されソース流出口３０４から出力される流体によって、洗浄と乾燥動作のいずれかに用いられてよい。さらに、本明細書に記載された近接ヘッドは、流出口および流入口を通過する液体および／または蒸気および／または気体の相対流速を制御できる複数の列の流入口および複数の列の流出口を有してよい。どのグループのソース流入口およびソース流出口も、流れを独立して制御できることを理解されたい。

ソース流入口および流出口のサイズおよび位置は、形成されるメニスカスが安定する限りは、変更されてもよいことを理解されたい。一実施形態では、ソース流出口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６への開口部のサイズは、直径約０．０２インチから約０．２５インチの間である。好ましい実施形態では、ソース流入口３０６およびソース流出口３０４の開口部のサイズは、約０．０６インチであり、ソース流入口３０２の開口部のサイズは、約０．０３インチである。

一実施形態では、ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４は、約０．０３インチから約０．５インチ離間されている。好ましい実施形態では、ソース流入口３０６は、互いに０．１２５インチ離間されており、ソース流出口３０４は、０．１２５インチ離間されており、ソース流入口３０２は、約０．０６インチ離間されている。

さらに、近接ヘッドは、必ずしも「ヘッド」の構成である必要はなく、ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４が、制御され、安定し、管理可能な流体メニスカスを生成できるように構成される限りは、例えば、マニホルド、円形のパック、棒形、正方形、楕円形のパック、チューブ、プレートなど、任意の適切な構成、形状、および／または、サイズであってよい。好ましい実施形態では、近接ヘッドは、図１０Ａないし１４Ｃを参照して説明するように、マニホルドの型である。近接ヘッドのサイズは、所望の用途に応じて任意の適切なサイズに変更されてよい。一実施形態では、近接ヘッドの長さ（処理窓を示す上面図より）は、１．０インチから約１８．０インチの間でよく、幅（処理窓を示す上面図より）は、約０．５から約６．０インチの間でよい。また、近接ヘッドは、例えば、２００ｍｍウエハ、３００ｍｍウエハなど、任意の適切なサイズのウエハを処理するために最適化されてよい。近接ヘッドの処理窓は、かかる構成が、制御され、安定し、管理可能な流体メニスカスを生成可能である限りは、任意の適切な方法で配列されてよい。

図１１Ａは、本発明の一実施形態に従って、実質的に長方形の形状を有する近接ヘッド１０６−１を示す上面図である。この実施形態では、近接ヘッド１０６−１は、一実施形態においてウエハ１０８の表面にＩＰＡを供給する３つのソース流入口３０２を備える。

この実施形態では、ソース流入口３０２は、ウエハ表面の領域にＩＰＡを供給することが可能であり、ソース流入口３０６は、ウエハ表面の領域にＤＩＷを供給することが可能であり、ソース流出口３０４は、ウエハ１０８の表面に近接する領域に真空を作用させることが可能である。真空の作用により、ウエハ表面上に存在しうるＩＰＡ、ＤＩＷ、およびその他任意の種類の流体を除去できる。

近接ヘッド１０６−１は、さらに、一実施形態において、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６にそれぞれ対応するポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを備えている。ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを通して、流体を入力または除去することにより、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６を通して、流体を入力または出力することができる。この実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６に対応しているが、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、所望の構成に応じて、任意の適切なソース流入口またはソース流出口に対して流体の供給または除去を行ってよいことを理解されたい。ソース流入口３０２および３０６とソース流出口３０４の構成から、近接ヘッド１０６−１とウエハ１０８との間にメニスカス１１６を形成することが可能になる。メニスカス１１６の形状は、近接ヘッド１０６−１の構成および寸法に応じて変化してよい。

本明細書に記載された近接ヘッドのためのポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２は、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６によって、安定したメニスカスが生成および維持される限りは、任意の適切な配置および寸法を有してよいことを理解されたい。本明細書に記載されたポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃの実施形態は、本明細書に記載されたどの近接ヘッドに適用してもよい。一実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃのポートサイズは、直径約０．０３インチから約０．２５インチの間であってよい。好ましい実施形態では、ポートサイズは、直径約０．０６インチから０．１８インチである。一実施形態では、ポート間の距離は、約０．１２５インチから約１インチの間である。好ましい実施形態では、ポート間の距離は、約０．２５インチから約０．３７インチの間である。

図１１Ｂは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６−１を示す側面図である。近接ヘッド１０６−１は、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを備える。一実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、それぞれ、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６に対して供給を行う。ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４を、メニスカス１１６の生成、維持、および管理に用いることができる限りは、ポートは、任意の適切な数、サイズ、または形状を有してよいことを理解されたい。

図１１Ｃは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６−１を示す背面図である。近接ヘッド１０６−１の背面図は、一実施形態では、近接ヘッド１０６−１の前縁部５４８に対応している。近接ヘッド１０６−１は、例示的なものであり、ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４が、本明細書に記載されたようにウエハ１０８の洗浄および／または乾燥を可能にするよう構成される限りは、任意の適切な寸法を有してよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６−１は、図１１Ｃに示す入力ポート３４２ｃと平行に配列されたソース流入口３０２ａの少なくとも一部に流体を供給できる入力ポート３４２ｃを備える。

図１２Ａは、本発明の一実施形態に従って、部分的な長方形と部分的な円形とを有する近接ヘッド１０６−２を示す。この実施形態では、近接ヘッド１０６−２は、ソース流入口３０６の列と、その両側に隣接するソース流出口３０４の列とを備える。ソース流出口３０４の列の一方は、２列のソース流入口３０２に隣接する。上述の列の両端には、直交して、ソース流出口３０４の列が設けられている。

図１２Ｂは、本発明の一実施形態に従って、部分的な長方形と部分的な円形とを有する近接ヘッド１０６−２を示す側面図である。一実施形態では、近接ヘッド１０６−２は、近接ヘッド１０６−２の側面にポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを備える。ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、ソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４を通して流体を入力および／または出力するために用いられてよい。一実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、それぞれ、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６に対応する。

図１２Ｃは、本発明の一実施形態に従って、部分的な長方形と部分的な円形の形状を有する近接ヘッド１０６−２を示す背面図である。背面図に示したような背面は、近接ヘッド１０６−２の四角い形状の側から見たものである。

図１３Ａは、本発明の一実施形態に従って、長方形の近接ヘッド１０６−３を示す。一実施形態では、近接ヘッド１０６−３は、図１１Ａを参照して説明した近接ヘッド１０６−１と同様なソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４’の構成を備える。長方形の近接ヘッド１０６−３は、ソース流出口３０４よりも直径の大きいソース流出口３０４’を備える。本明細書に記載された近接ヘッドでは、ソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４の直径は、変更されてよく、それにより、メニスカスの生成、維持、および管理を最適化してよい。この実施形態では、ソース流入口３０２は、ウエハ表面の領域にＩＰＡを供給することが可能であり、ソース流入口３０６は、ウエハ表面の領域にＤＩＷを供給することが可能であり、ソース流出口３０４は、ウエハ１０８の表面に近接する領域に真空を作用させることが可能である。真空の作用により、ウエハ表面上に存在しうるＩＰＡ、ＤＩＷ、およびその他任意の種類の流体を除去できる。

近接ヘッド１０６−３は、さらに、一実施形態において、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６にそれぞれ対応するポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを備えている。ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを通して、流体を入力または除去することにより、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６を通して、流体を入力または出力することができる。この実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６に対応しているが、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、所望の構成に応じて、任意の適切なソース流入口またはソース流出口に対して流体の供給または除去を行ってよいことを理解されたい。ソース流入口３０２および３０６とソース流出口３０４の構成から、近接ヘッド１０６−１とウエハ１０８との間にメニスカス１１６を形成することが可能になる。メニスカス１１６の形状は、近接ヘッド１０６−１の構成および寸法に応じて変化してよい。

本明細書に記載された近接ヘッドのためのポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２は、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６によって、安定したメニスカスが生成および維持される限りは、任意の適切な配置および寸法を有してよいことを理解されたい。近接ヘッド１０６−１に関連して記載されたポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃの実施形態は、他の図に示すどの近接ヘッドに適用してもよい。一実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃのポートサイズは、直径約０．０３インチから約０．２５インチの間であってよい。好ましい実施形態では、ポートサイズは、直径約０．０６インチから０．１８インチである。一実施形態では、ポート間の距離は、約０．１２５インチから約１インチの間である。好ましい実施形態では、ポート間の距離は、約０．２５インチから約０．３７インチの間である。

図１３Ｂは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６−３を示す背面図である。近接ヘッド１０６−３の背面図は、一実施形態では、近接ヘッド１０６−３の前縁部５４８に対応している。近接ヘッド１０６−３は、例示的なものであり、ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４が、本明細書に記載されたようにウエハ１０８の洗浄および／または乾燥を可能にするよう構成される限りは、任意の適切な寸法を有してよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６−３は、図１３Ａに示す入力ポート３４２ｃと平行に配列されたソース流入口３０２ａの少なくとも一部に流体を供給できる入力ポート３４２ｃを備える。

図１３Ｃは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６−３を示す側面図である。近接ヘッド１０６−３は、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを備える。一実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、それぞれ、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６に対して供給を行う。ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４を、メニスカス１１６の生成、維持、および管理に用いることができる限りは、ポートは、任意の適切な数、サイズ、または形状を有してよいことを理解されたい。

図１４Ａは、本発明の一実施形態に従って、長方形の近接ヘッド１０６−４を示す。一実施形態では、近接ヘッド１０６−４は、図１３Ａを参照して説明した近接ヘッド１０６−３と同様なソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４’の構成を備える。長方形の近接ヘッド１０６−３は、ソース流出口３０４よりも直径の大きいソース流出口３０４’を備える。本明細書に記載された近接ヘッドでは、ソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４の直径は、変更されてよく、それにより、メニスカスの生成、維持、および管理を最適化してよい。一実施形態では、ソース流出口３０４’は、図１３Ａを参照して説明した構成よりも、ソース流入口３０２の近くに配置されている。この種の構成では、より小さいメニスカスを生成することができる。ソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４’（または、図１１Ａを参照して説明したようなソース流出口３０４）によって規定される領域は、任意の適切なサイズおよび／または形状であってよい。一実施形態では、処理窓は、約０．０３から約９．０平方インチであってよい。好ましい実施形態では、処理窓は、約０．７５インチであってよい。したがって、この実施形態では、その領域を調節することにより、ソース流入口３０２は、ウエハ表面の領域にＩＰＡを供給することが可能であり、ソース流入口３０６は、ウエハ表面の領域にＤＩＷを供給することが可能であり、ソース流出口３０４は、ウエハ１０８の表面に近接する領域に真空を作用させることが可能である。真空の作用により、ウエハ表面上に存在しうるＩＰＡ、ＤＩＷ、およびその他任意の種類の流体を除去できる。

近接ヘッド１０６−３は、さらに、一実施形態において、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６にそれぞれ対応するポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを備えている。ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを通して、流体を入力または除去することにより、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６を通して、流体を入力または出力することができる。この実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６に対応しているが、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、所望の構成に応じて、任意の適切なソース流入口またはソース流出口に対して流体の供給または除去を行ってよいことを理解されたい。ソース流入口３０２および３０６とソース流出口３０４の構成から、処理窓によって近接ヘッド１０６−１とウエハ１０８との間にメニスカス１１６を形成することが可能になる。メニスカス１１６の形状は、処理窓の形状に対応してよく、そのため、メニスカス１１６のサイズおよび形状は、ソース流入口３０２、３０６の領域とソース流出口３０４の領域の構成および寸法に応じて変化してよい。

図１４Ｂは、本発明の一実施形態に従って、長方形の近接ヘッド１０６−４を示す背面図である。近接ヘッド１０６−４の背面図は、一実施形態では、近接ヘッド１０６−４の前縁部５４８に対応している。近接ヘッド１０６−４は、例示的なものであり、ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４が、本明細書に記載されたようにウエハ１０８の洗浄および／または乾燥を可能にするよう構成される限りは、任意の適切な寸法を有してよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６−４は、図１３Ａに示す入力ポート３４２ｃと平行に配列されたソース流入口３０２ａの少なくとも一部に流体を供給できる入力ポート３４２ｃを備える。

図１４Ｃは、本発明の一実施形態に従って、長方形の近接ヘッド１０６−４を示す側面図である。近接ヘッド１０６−４は、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを備える。一実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、それぞれ、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６に対して供給を行う。ソース流入口３０２および３０６と、ソース流出口３０４を、メニスカス１１６の生成、維持、および管理に用いることができる限りは、ポートは、任意の適切な数、サイズ、または形状を有してよいことを理解されたい。

図１５Ａは、本発明の一実施形態に従って、動作中の近接ヘッド１０６を示す。ＤＩＷおよびＩＰＡの流速、真空の程度、および処理されているウエハの回転／移動は、最適な流体メニスカスの制御性および管理を実現してウエハ処理を強化するような任意の適切な方法で変更されてよい。近接ヘッド１０６は、一実施形態において、図２Ａを参照して説明した構成で用いられる。図１５Ａないし１５Ｆに示すように、ウエハは透明な材料であるため、異なる流速、真空率、およびウエハ回転での流体メニスカスのダイナミクスを見ることができる。ＤＩＷおよびＩＰＡの流速、真空、およびウエハの回転は、乾燥中の条件に応じて変更されてよい。図１５Ａでは、ＩＰＡの流れはなく、ＤＩＷの入力と真空によってメニスカスが形成されている。ＩＰＡの流れがない場合、メニスカスは、一様でない境界を有する。この実施形態では、ウエハの回転は０であり、ＤＩＷの流速は５００ｍｌ／ｍｉｎである。

図１５Ｂは、本発明の一実施形態に従って、図１５Ａの近接ヘッド１０６においてＩＰＡを入力した場合を示す。この実施形態では、ＤＩＷの流速は５００ｍｌ／ｍｉｎであり、ＩＰＡの流速は１２ｍｌ／ｍｉｎであり、ウエハの回転は０である。図１５Ｂに示すように、ＩＰＡの流れを用いると、メニスカスの境界は、より一様になる。したがって、流体メニスカスは、より安定して制御可能となる。

図１５Ｃは、本発明の一実施形態に従って、図１５Ｂの近接ヘッド１０６においてＩＰＡの流れを２４ｍｌ／ｍｉｎに増大した場合を示す。回転は０に維持されており、ＤＩＷの流速は５００ｍｌ／ｍｉｎである。ＩＰＡの流速が大きすぎると、流体メニスカスは、変形して制御しにくくなる。

図１５Ｄは、本発明の一実施形態に従って、ウエハが回転されている場合の流体メニスカスを示す近接ヘッド１０６の図である。この実施形態では、ウエハの回転は、毎分１０回転である。ＤＩＷの流速は５００ｍｌ／ｍｉｎであり、ＩＰＡの流速は１２ＳＣＦＨである。真空の程度は、８０ＰＳＩＧで約３０インチＨｇである。ウエハが回転されると、ウエハのダイナミクスが加わるために、流体メニスカスは、ＤＩＷおよびＩＰＡの流速が同一でウエハが回転しない図１５Ｃと比べて不安定になる。

図１５Ｅは、本発明の一実施形態に従って、ウエハが図１５Ｄの回転よりも速く回転されている場合の流体メニスカスを示す近接ヘッド１０６の図である。この実施形態では、ウエハの回転は、毎分１５回転である。ＤＩＷの流速は５００ｍｌ／ｍｉｎであり、ＩＰＡの流速は１２ＳＣＦＨである。真空の程度は、８０ＰＳＩＧで約３０インチＨｇである。ウエハが速く回転されると、ウエハのダイナミクスが加えられるために、流体メニスカスは、図１５Ｄの流体メニスカスに比べて、より不均一な境界を有するようになる。

図１５Ｆは、本発明の一実施形態に従って、ＩＰＡの流れが、図１５ＤのＩＰＡの流れに比べて増大された場合の近接ヘッド１０６の図である。この実施形態では、ＤＩＷの流速、ウエハの回転速度、および真空の程度などの変数は、図１５Ｄと同じである。この実施形態では、ＩＰＡの流速は、２４ＳＣＦＨに増大されている。ＩＰＡの流速が増大されると、ＩＰＡは、境界に沿って流体メニスカスを保持して、高度に制御可能かつ管理可能な流体メニスカスを生成する。したがって、ウエハが回転しても、流体メニスカスは、複数のソース流入口３０２を含む領域と複数のソース流出口３０４を含む領域に実質的に対応する一貫した境界によって安定して見える。したがって、安定すると共に、高度に制御可能、管理可能、かつ操作しやすい流体メニスカスが、処理窓の内側に形成されるため、代表的な乾燥プロセスにおいて、近接ヘッド１０６がウエハ表面上で遭遇しうる流体が除去され、それにより、ウエハ表面が迅速かつ効率的に乾燥される。

図１６Ａは、本発明の一実施形態に従って、洗浄乾燥システム６０２を示す上面図である。図２Ａないし１５Ｆに示された近接ヘッド１０６の実施形態のいずれかを備える本明細書に記載の乾燥システム１００の実施形態（例えば、洗浄システム１００−１、１００−２、１００−３、１００−４、および１００−５）は、他のウエハ処理技術と共に用いて、例えば、図１６Ａないし２０に示すような統合システムとして構成してもよいことを理解されたい。一実施形態では、洗浄乾燥システム１００は、カリフォルニア州フレモントのＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社製造の２３００ Ｂｒｕｓｈ Ｂｏｘ Ａｓｓｅｍｂｌｙに組み込まれてよい。

一実施形態では、洗浄乾燥システム６０２は、図５Ｇおよび５Ｈを参照して上述した洗浄乾燥システム１００−５であって、ブラシコア６０４と噴射マニホルド６０６とを備える。かかる実施形態では、洗浄乾燥システム１００の１つが、別のウエハ処理装置と共に用いられ、洗浄乾燥システム（または、その構成要素）は、ウエハ乾燥インサートとしても知られる。ブラシは、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ゴム、ウレタンなど、基板を効果的に洗浄できる任意の適切な材料で形成されてよいことを理解されたい。一実施形態では、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ブラシなどのブラシが、ブラシコア６０４に取り付けられてよい。ブラシコア６０４は、例えば、当業者に周知のブラシコアなど、任意の適切なブラシコア構成であってよい。したがって、ブラシコア６０４が回転すると、ブラシコア６０４上のブラシは、ウエハ１０２に作用して、例えば、エッチング、平坦化などのウエハ処理を施されたウエハの表面を洗浄することができる。

一実施形態では、ウエハ１０２は、ブラシによって洗浄された後に、洗浄乾燥６０２（洗浄乾燥モジュールとしても知られる）から取り出して乾燥する必要はない。したがって、ウエハの洗浄後、ウエハ１０２は、図２Ａないし１５Ｃを参照して上述したように乾燥されてよい。このように、１つのモジュールで２つのウエハ処理動作を行うことにより、時間を短縮することが可能であり、ウエハ１０２を洗浄のために別のモジュールに移動する必要がないため、汚染の可能性が低減される。

図１６Ｂは、本発明の一実施形態に従って、洗浄乾燥システム６０２を示す別の図である。洗浄乾燥システム６０２は、図１７ないし２１を参照して後述する様々なウエハ処理システム内のモジュール（例えば、クラスタツール）であってよい。１つのモジュール内に洗浄システムと乾燥システムの両方を備えることにより、スペースを節約することが可能であり、実質的に同じ機能を保ちつつ、ウエハ処理システムを、より小型かつ緻密に構成することができる。

図１７は、本発明の一実施形態に従って、乾燥モジュール７０４を備える前端フレームアセンブリ７０５を備えたウエハ処理システム７００を示す。乾燥モジュール７０４は、システム１００、１００−１、１００−２、１００−３、１００−４、１００−５、および、それらの任意の適切な変形物のいずれであってもよい。例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０など、任意の適切な数の乾燥モジュール７０４を、前端フレームアセンブリ７０５に接続して、様々なレベルのウエハ処理能力を備えたウエハ処理システム７００を構成してもよいことを理解されたい。また、例えば、平坦化ツール／モジュール、エッチングツール／モジュール、洗浄ツール／モジュールなど、任意の他の種類のウエハ処理ツールを、前端フレームアセンブリ７０５に接続してもよいことを理解されたい。

一実施形態では、ウエハ処理システム７００は、６つの乾燥モジュール７０４を備え、さらに、乾燥モジュール７０４へのウエハの出し入れを行うことができるロボット７１２を備える。ロボット７１２は、さらに、前端ローダ７１０へのウエハの出し入れを行うよう構成されてもよい。任意の適切な数と種類のロボット７１２と、任意の適切な数と種類の前端ローダを用いてよいことを理解されたい。一実施形態では、前端ローダ７１０は、ウエハ処理システム７００による処理を必要とするウエハを満載したカートリッジを受け取ってよい。

図１８は、本発明の一実施形態に従って、複数のウエハ処理ツールを備えるウエハ処理システム８００を示す。一実施形態では、ウエハ処理システム８００は、フレームアセンブリ７２０に配置されたエッチングモジュール７２２と、乾燥モジュール７０４と、前端ローダ７１０と、ロボット７１２とを備える。ウエハ処理システム７００およびウエハ処理システム８００は、ＣＭＰモジュール、メガソニック処理モジュール、洗浄モジュール、エッチングモジュールなどの任意の適切な種類のモジュール／ツールを任意の適切な数だけ備えてよい。したがって、例えば、異なる基板／ウエハ処理モジュールを備えるウエハ処理システム８００のような装置は、一実施形態において、クラスタ構造システムと呼ばれてもよい。一実施形態では、本明細書に記載の乾燥システムは、他のモジュールと統合されてクラスタ構造システムを形成する統合乾燥システムとして構成してもよい。別の実施形態では、ウエハ処理システム８００は、エッチングモジュール７２２と、乾燥モジュール７０４と、洗浄モジュールとを備えてよい。一実施形態では、ウエハ処理システム７００は、３つのエッチングモジュール６２２と、６つの乾燥モジュール７０４とを備えてよい。複数のウエハ処理を実行することは、クラスタ処理として知られる。また、乾燥モジュール７０４のいずれかもしくはすべてを、洗浄乾燥システム６０２を含むモジュールと置き換えて、同じモジュール内で、洗浄と乾燥の両方を実行できるようにしてもよいことを理解されたい。

図１９は、本発明の一実施形態に従って、エッチングモジュール７２２を備えないウエハ処理システム８００’を示す。一実施形態では、ウエハ処理システム８００は、複数の乾燥モジュール７０４を含むフレーム７２０を備える。ウエハ処理システム８００’は、任意の適切な数の乾燥モジュール７０４を備えてよい。一実施形態では、ウエハ処理システム８００’は、８つの乾燥モジュール７０４を備える。図に示すように、ウエハ１０２は、前端ローダ７１０を用いてウエハ処理システム８００’にロードされる。ロボット７１２は、前端ローダ７１０からウエハ１０２を受け取り、複数の乾燥モジュール７０４のいずれかにロードしてよい。この実施形態では、図１８に示したエッチングモジュール７２２は、さらなる乾燥モジュール７０４を追加するためのスペースを確保するために取り除かれている。さらに、乾燥モジュール７０４は、図１６Ａを参照して詳しく説明した洗浄乾燥システム６０２を備えてもよい。それにより、１つのモジュール内で、乾燥と洗浄の両方を実行することができる。

図２０は、本発明の一実施形態に従って、乾燥モジュール７０４と洗浄モジュール８５０とを備えるウエハ処理システム８００’’を示す。一実施形態では、ウエハ処理システム８００’’は、例えば、洗浄モジュール８５０など、独立した洗浄モジュールを備えることができる。例えば、ブラシボックス（すなわち、ウエハブラシスクラブ装置）、メガソニック洗浄装置など、任意の適切な数および／または種類の洗浄装置を、ウエハ処理システム８００’’において用いてよいことを理解されたい。一実施形態では、洗浄モジュール８５０は、ブラシボックスであってよい。ブラシボックスは、当業者に周知のブラシボックスなど、ウエハを効果的に洗浄することができる任意の適切な種類のブラシボックスであってよい。

さらに別の実施形態では、ウエハ処理システム８００’’は、メガソニックモジュールを洗浄モジュール８５０として備えてもよい。別の実施形態では、メガソニックモジュールは、洗浄に加えて、他の種類の処理を実行してもよい。メガソニックモジュールとしては、例えば、米国特許出願Ｎｏ．１０／２５９，０２３「ＭＥＧＡＳＯＮＩＣ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＭＯＤＵＬＥ」に記載されたものなど、任意の適切なメガソニック処理装置を用いてよい。この特許出願は、参考のために本明細書に組み込まれる。したがって、相互に接続された様々な種類のモジュールすなわちウエハ処理装置を備えることで、複数のウエハ処理方法を用いることのできるウエハ処理システムを構成してよい。

図２１は、本発明の一実施形態に従って、ウエハ処理システム９００を示すブロック図である。一実施形態では、システム９００は、洗浄システム９０２と、化学機械平坦化（ＣＭＰ）システム９０４と、メガソニックシステム９０６と、蒸着システムを備えたエッチングシステム９０８とを備える。システム９００は、さらに、各システム９０２、９０４、９０６、９０８、および９１０に対して基板の出し入れを実行できるロボティクス９１２を備える。したがって、システム９００は、すべての主要なウエハ処理ツールを備えてもよい。システム９００は、システム９０２、９０４、９０６、９０８、および９１０のいずれか、いくつか、または、すべてを備えることができることを理解されたい。また、システム９００は、システム９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、および、当業者に周知の他の種類のウエハ処理システムを、任意の適切な数だけ備えることができることを理解されたい。したがって、システム９００は、製造者やユーザの希望に応じるよう、ウエハ処理能力を柔軟に構成することができる。

洗浄システム９０２は、例えば、ブラシボックス、回転・リンス・乾燥（ＳＲＤ）装置など、任意の適切な洗浄システムであってよい。システム９００では、任意の適切な種類のブラシボックスまたはＳＲＤが用いられてよい。ＣＭＰシステム９０４は、例えば、テーブル、１または複数のベルトなどを用いる装置など、任意の適切な種類のＣＭＰ装置であってよい。メガソニックシステムは、図２０を参照して詳述したメガソニック処理装置に関して上述したようなシステムであってよい。エッチングシステム９０８は、例えば、ロードロックを通してウエハを取得できるロボットを備えるものなど、任意の種類の基板エッチング装置であってよく、エッチングを実行できる任意の数の処理モジュール内でウエハを処理してよい。蒸着システムは、エッチングシステム９０８と共に、必要に応じて用いることができる。

乾燥システム９１０は、図２Ａないし１４Ｃを参照して上述した近接ヘッド１０６の様々な実施形態のいずれかを用いる本明細書に記載された任意の乾燥システムであってよい。したがって、乾燥システムは、システム１００、１００−１、１００−２、１００−３、１００−４、および、それらの任意の変形物のいずれであってもよい。したがって、システム９００は、任意の適切な数の方法でウエハ１０２を処理し、本発明の乾燥システム９１０を用いることで、非常に効率的かつコスト効率よく、ウエハ１０２を乾燥する。したがって、乾燥システム９１０は、ウエハの生産コストを下げ、ウエハの歩留まりを上げることができる。

図２２Ａないし２５Ｂは、ウエハの移動および／または少なくとも１つの近接ヘッドの移動によって、ウエハ表面を上から下へ垂直方向に処理することで、垂直に配置されたウエハを少なくとも１つの近接ヘッドによって処理できる代表的な実施形態を示す。本明細書に記載したウエハ処理は、洗浄、乾燥、リンスなどを含んでよいことを理解されたい。ウエハの垂直処理は、メニスカスの制御を強化すると共に、ウエハ処理中のウエハ上でのランダムな流体の移動を低減できる。したがって、近接ヘッド（マニホルドとしても知られる）による垂直ウエハ処理を用いることで、例えば、洗浄、リンス、および／または、乾燥などのウエハ処理を、効率的に実行することができる。近接ヘッド／マニホルドは、近接ヘッド／マニホルドの構造が、本明細書に記載した方法および装置に従う限りは、任意の適切な構成またはサイズであってよいことを理解されたい。好ましい実施形態では、均一な処理を実行するために、ウエハ表面上のメニスカスの滞在時間を、ウエハ全体にわたって均一にする。したがって、走査方向および速度が制御されてよく、それにより、メニスカスの領域は、ウエハ全体にわたって一様に走査される。

図２２Ａは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６ａが、ウエハ１０８を垂直方向に走査するウエハ処理動作を開始する様子を示す。一実施形態では、ウエハ１０８は、垂直に配置されるため、ウエハ１０８の最上部１０８ｃが、走査のために近接ヘッド１０６ａに向かって供給される。かかる配置では、処理されているウエハの表面は、近接ヘッド１０６ａの処理窓５３８に対して実質的に平行である。ウエハ１０８は、ウエハ処理システムの構成に応じて、所定の位置に保持されてもよいし、移動されてもよいことを理解されたい。一実施形態では、図２３Ａを参照して詳述するように、ウエハ１０８は、所定の位置に保持され、近接ヘッドは、上から下への走査運動で移動され、それにより、ウエハ１０８の最上部は、ウエハ１０８の最下部１０８ｄより先に走査される。かかる実施形態では、ウエハ１０８は、実質的に垂直に配置される。したがって、ウエハ１０８のｙ軸に関する位置は、ウエハ１０８の最上部１０８ｃが、ウエハ１０８の最下部１０８ｄよりもｙ軸に関して高い位置に配置される限りは、任意の適切な角度であってよい。好ましい実施形態では、ウエハ１０８は、ｙ軸に沿って垂直に配置される。したがって、かかる実施形態では、近接ヘッド１０６ａは、垂直下向きに移動して、ウエハ表面を上から下へ処理することができる。

別の実施形態では、近接ヘッド１０６ａは、静止するよう保持されてよく、ウエハ１０８は、ウエハ表面が垂直方向に処理され、その際に、ウエハ１０８の最上部１０８ｃがウエハ１０８の最下部１０８ｄより先に走査されるように移動されてよい。ウエハ１０８の表面を走査するよう近接ヘッド１０６ａを垂直方向に移動させるために、任意の適切な装置を用いてよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａは、機械装置に取り付けられて近接ヘッド１０６ａを垂直方向に移動するためのアームに取り付けられてよい。別の実施形態では、近接ヘッド１０６ａは、近接ヘッド１０６ａをウエハ１０８の表面に近づける移動を円滑にし、近接ヘッド１０６をウエハ１０８の最上部１０８ｃからウエハ１０８の最下部１０８ｄへ移動させる機械装置に直接取り付けられてもよい。

また、近接ヘッド１０６ｂ（図２２Ａには示していないが、図２２Ｆおよび２２Ｇに代表的な実施形態として示している）が、ウエハ１０８の両側のウエハ表面を両方とも処理するために、近接ヘッド１０６ａと共に用いられてよいことを理解されたい。したがって、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂが用いられてよく、その際、近接ヘッドの一方は、ウエハ１０８の一方の側を処理してよく、他方の近接ヘッドは、ウエハ１０８の他方の面を処理してよい。近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、本明細書に記載された任意の適切な近接ヘッドでよい。好ましい実施形態では、２つの近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、処理窓が互いに向かい合うように配置されてよい。２つの近接ヘッドの処理窓は、次に、互いに近接するように配置されてよい。かかる実施形態では、処理窓間のスペースは、ウエハ１０８の厚さよりも大きくなるよう十分に大きく取られる。したがって、２つの処理窓の間にメニスカスが形成されると、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、ウエハ１０８の上方から移動されてよい。近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂ（または、本明細書に記載された任意の他の近接ヘッド）は、処理されている表面上に、制御可能な安定したメニスカスを形成できる限りは、ウエハ１０８から任意の適切な距離だけ離れていてよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、処理されているそれぞれの表面から、約０．１ｍｍから約３ｍｍ離れている。別の実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、処理されているそれぞれの表面から、約１ｍｍから約２ｍｍ離れており、好ましい実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、処理されているそれぞれの表面から約１．５ｍｍ離れている。近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂが下向きに移動されると、メニスカスは、ウエハ１０８の上縁部に接触することが可能となり、一方の処理窓が、ウエハ１０８の一方の表面と共にメニスカスを形成し、他方の処理窓が、ウエハ１０８の他方の表面と共にメニスカスを形成する。

また、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂが、最上部１０８ａの上方からウエハ１０８上にメニスカスを移動するのではなく、ウエハ１０８上で初めてメニスカスを生成することにより、ウエハ処理動作を開始してもよいことを理解されたい。

図２２Ｂは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６ａがウエハ１０８の走査を開始した様子を示した図２２Ａに続くウエハ処理の図である。一実施形態では、ウエハ１０８の上面は、実質的に垂直の方向に配置されているため、横から見た様子が図示されている。近接ヘッド１０６ａが、ウエハ１０８に近接すると、近接ヘッド１０６ａの処理窓５３８と、処理されているウエハ表面との間に、メニスカス１１６が形成される。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａは、ウエハ１０８を乾燥するよう構成される。かかる実施形態では、処理窓５３８は、メニスカス１１６を高度に制御および管理するため、メニスカス１１６が、ウエハ１０８の最上部１０８ｃからウエハ１０８の最下部１０８ｄへ向かって移動すると、乾燥が実現される。したがって、乾燥処理が実行されると、ウエハ１０８の乾燥された部分が、上から下の方向へと広がる。メニスカスの生成については、上で詳しく説明した。

上から下へ垂直方向にウエハ１０８を処理することで、メニスカス１１６に作用する力を制限することができるため、メニスカス１１６を最適に制御することができる。かかる垂直の配置では、制御可能かつ管理可能なメニスカスを生成するに当たって、重力によって生じる垂直の力だけを考慮すればよい。さらに、垂直に配置されたウエハ１０８の最上部１０８ｃから下向きに近接ヘッド１０６を走査することで、すでに乾燥したウエハ１０８の領域を、最適に乾燥したままに保つことができる。つまり、処理されていないウエハ１０８の湿った領域に存在する流体または水分が、重力に逆らって、すでに乾燥した領域に向かうことはないからである。

図２２Ｃは、本発明の一実施形態に従って、図２２Ｂから続くウエハ処理動作を示す。図２２Ｃでは、近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８の最上部１０８ｃと最下部１０８ｄの間の中間近くにまで達している（すなわち、ウエハ１０８のおよそ半円部分までの処理を完了している）。

図２２Ｄは、本発明の一実施形態に従って、図２２Ｃから続くウエハ処理動作を示す。図２２Ｄでは、近接ヘッド１０６ａは、ウエハ表面の走査をほぼ終了している。一実施形態では、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂの両方が、ウエハ１０８のそれぞれの側を処理している場合には、それぞれの側のメニスカス１１６の部分が処理を終えて、ウエハ１０８に接触しないようになると、ウエハの両側のメニスカスは、接触して１つのメニスカスになる。

図２２Ｅは、本発明の一実施形態に従って、図２２Ｄから続くウエハ処理動作を示す。図２２Ｅに示すように、近接ヘッド１０６ａ（２重近接ヘッド装置を用いている場合には、さらに１０６ｂ）は、ウエハ１０８の処理を終了している。

図２２Ｆは、本発明の一実施形態に従って、垂直に配置されたウエハ１０８の最上部の上方に位置する近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを示す側面図である。一実施形態では、近接ヘッド１０６ｂおよび１０６ａは、上述のようにメニスカス１１６を形成してよい。近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂは、実質的に一緒に下向きに移動され、図２２Ｇを参照して詳述するようにウエハを処理してよい。

図２２Ｇは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８の両方の表面を処理している近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂを示す側面図である。一実施形態では、近接ヘッド１０６ｂおよび１０６ａは、ウエハ１０８の上方から下向きに移動する。メニスカス１１６がウエハ１０８に接触すると、近接ヘッド１０６ａは、ウエハ１０８と共にメニスカス１１６ａを形成し、近接ヘッド１０６ｂは、ウエハ１０８と共にメニスカス１１６ｂを形成する。したがって、近接ヘッド１０６ａは、ウエハ１０８の一方の面を処理してよく、近接ヘッド１０６ｂは、ウエハの他方の面を処理してよい。上述のように、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂが下向きに移動されても、ウエハ１０８が上向きに移動されても、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂが下向きに移動されつつウエハ１０８が上向きに移動されてもよいことを理解されたい。したがって、ウエハ１０８の走査は、近接ヘッド１０６ａおよび１０６ｂがウエハ１０８に対して下向きに移動される限りは、任意の適切な移動方法を用いて実行されてよい。この相対的な走査運動を用いることで、ウエハ１０８の最上部１０８ａからウエハ１０８の最下部１０８ｂに向かって、乾燥処理を実行できる。

図２２Ａないし２２Ｇは、近接ヘッド１０６ａが、ウエハ１０８の縁部の外側から直径に沿って移動して、ウエハ１０８の縁部を離れる様子を示しているが、近接ヘッド１０６ａが、ウエハ１０８の上縁部の近くで、ウエハ１０８にかぶさるように空中静止して、ウエハ１０８の表面に向かって移動する他の実施形態を用いてもよい。ウエハ表面に近接すると、メニスカスが形成され、そのメニスカスは、ウエハ１０８の直径に沿って下向きに走査される。さらに別の実施形態では、近接ヘッドは、ウエハ表面の一部だけを処理してもよい。

図２３Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハが静止するよう保持されたウエハ処理システムを示す。一実施形態では、ウエハ１０８は、保持手段６００によって所定の位置に保持される。保持手段６００は、例えば、エッジグリップ、エッジ取り付け部を備えたフィンガなど、ウエハ１０８を保持し、近接ヘッド１０６によるウエハ表面の走査を可能とする任意の適切な種類の装置であってよい。この実施形態では、近接ヘッド１０６は、近接ヘッドキャリア６０２によって保持および移動されてよい。近接ヘッドキャリア６０２は、ウエハ１０８の上方から近接ヘッド１０６を移動させて、下向きに近接ヘッド１０６を走査しつつ、近接ヘッド１０６をウエハ表面に近接した状態に保つことのできる任意の適切な種類の装置であってよい。一実施形態では、近接ヘッドキャリア６０２は、ウエハが垂直方向に配置され、近接ヘッドキャリアが垂直方向に上から下へ移動するよう構成されていることを除けば、図２Ａに示された近接ヘッドキャリアアセンブリと同様のものでよい。

図２３Ｂは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドキャリア６０２’が、所定の位置に保持された場合と、移動された場合のウエハ処理システムを示す。一実施形態では、ウエハ１０８は、エッジグリッパ６０４によって保持されて上向きに移動されてよい。この上向きの運動により、近接ヘッド１０６が、最上部においてウエハ１０８の表面の走査を開始して下向きに移動するよう、相対的に下向きに、近接ヘッド１０６によってウエハ１０８を走査することができる。一実施形態では、近接ヘッドキャリア６０２’は、静止されたままでよく、ウエハを上向きに移動させつつ走査を行うことで、相対的に下向きの走査を実現できる。別の実施形態では、ウエハ１０８は、上向きに移動されてよく、近接ヘッドキャリア６０２’は、下向きに移動されてよい。したがって、多くの様々なウエハ保持手段の動きおよび近接ヘッドキャリアの動きのいずれかによって、相対的な下向きの走査を実現してよい。

好ましい実施形態では、図２３Ｂの下の部分に示すように、近接ヘッド１０６が、ウエハ１０８の大部分を走査し終わり、エッジグリッパ６０４に達した後に、図２３Ａに示したような保持手段６００が、ウエハ１０８を把持して、上向きに移動させ、ウエハ処理を終了してもよい。保持手段６００がウエハ１０８を保持すると、エッジグリッパ６０４は、ウエハ１０８を開放してもよい。次いで、他のウエハを所定位置に移動して、近接ヘッド１０６によるウエハ処理動作を行ってよい。

図２３Ｃは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドがウエハ１０８の半径くらいに伸びるウエハ処理システムを示す。一実施形態では、ウエハ処理システムは、ウエハ１０８の少なくとも半径を覆うことのできるメニスカスを形成可能な近接ヘッドを用いてよい。この実施形態では、近接ヘッド１０６は、ウエハ１０８の最上部１０８ｃから最下部１０８ｄまでウエハ表面を走査できる。別の実施形態では、２つの近接ヘッド１０６が用いられてよく、その場合、ウエハ表面の一方の半円部分は、一方の近接ヘッド１０６によって処理され、ウエハ表面の他方の半円部分は、他方の近接ヘッド１０６によって処理される。

図２３Ｄは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６が垂直方向に移動すると共にウエハ１０８が回転するウエハ処理システムを示す。一実施形態では、近接ヘッド１０６は、図２３Ｃに示すように移動し、同時に、ウエハ１０８は、図を参照して説明したように、ローラ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃによって、方向１１２に回転される。

図２４Ａは、本発明の一実施形態に従って、ウエハを垂直走査するために用いることができる近接ヘッド１０６−５を示す。一実施形態では、近接ヘッド１０６−５は、少なくともウエハ１０８の直径と同じ長さを有するため、少なくともウエハの直径を覆うメニスカスを生成することができる。別の実施形態では、近接ヘッド１０６−５は十分に長く、近接ヘッド１０６−５によって生成されるメニスカスは、排除領域に囲まれたウエハ表面の領域を含むよう、ウエハの直径にわたって広がることができる。したがって、近接ヘッド１０６−５を用いることにより、ウエハ表面の全体を１回の通過で走査することができる。近接ヘッド１０６−５は、ソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４を備える。一実施形態では、直線の形状である複数のソース流入口３０６が設けられ、その周りを、長方形の形状を形成する複数のソース流出口３０４が取り囲んでいる。複数のソース流出口３０４に隣接して、２列のソース流入口３０２が設けられている。一実施形態では、ソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４は、メニスカス１１６を形成可能な処理窓を構成してよい。また、本明細書に記載された近接ヘッド１０６−５およびその他の近接ヘッドは、異なるサイズや構成の処理窓を有するためにサイズを変更されてもよいことを理解されたい。処理窓の構成を変更することにより、メニスカスのサイズ、形状、および機能が変更されてもよい。一実施形態では、近接ヘッドのサイズ、ソース流入口３０２、３０６、およびソース流出口３０４のサイズ、並びに、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃ（図２４Ｂおよび２４Ｃに図示）のサイズの範囲は、図１１ないし１４を参照して上述した通りである。したがって、近接ヘッド１０６−５は、所望の用途に応じて任意の適切なサイズおよび構成を有してよい。

例えば、近接ヘッドが、１回の通過で２００ｍｍウエハ全体を走査するよう所望する場合には、近接ヘッド１０６−５は、少なくとも２００ｍｍの長さのメニスカスを生成する処理窓を有してよい。２００ｍｍの排除領域を処理することを所望しない場合には、メニスカスは、２００ｍｍ未満の長さでもよい。別の例では、近接ヘッドが、１回の通過で３００ｍｍウエハ全体を走査するよう所望する場合には、近接ヘッド１０６−５は、少なくとも３００ｍｍの長さのメニスカスを生成する処理窓を有してよい。３００ｍｍの排除領域を処理することを所望しない場合には、メニスカスは、３００ｍｍ未満の長さでもよい。さらに別の実施形態では、ウエハの半円部分を近接ヘッドによって１回の通過で処理したい場合には、処理窓は、少なくともウエハの半径と同じ長さのメニスカスを生成するサイズを有してよい。したがって、マニホルド、処理窓、およびメニスカスのサイズは、所望の用途に応じて変更されてよい。

図２４Ｂは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６−５を示す側面図である。この実施形態では、近接ヘッド１０６−５は、さらに、一実施形態において、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６にそれぞれ対応するポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを備えている。ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃを通して、流体を入力または除去することにより、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６を通して、流体を入力または出力することができる。この実施形態では、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、ソース流入口３０２、ソース流出口３０４、およびソース流入口３０６に対応しているが、ポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２ｃは、所望の構成に応じて、任意の適切なソース流入口またはソース流出口に対して流体の供給または除去を行ってよいことを理解されたい。ソース流入口３０２および３０６とソース流出口３０４の構成から、近接ヘッド１０６−５とウエハ１０８との間にメニスカス１１６を形成することが可能になる。メニスカス１１６の形状は、近接ヘッド１０６−５の構成および寸法に応じて変化してよい。図２４Ｂに示すように、部分３４２ｃおよびソース流入口３０６は、ウエハの表面へのＩＰＡの入力角度を変えられるよう構成されてよい。図７Ｃおよび７Ｄを参照して上述したように、角度の付いたソース流入口３０６を用いることにより、メニスカスを効率的に管理できるため、メニスカスの形状を最適に制御および維持することができる。一実施形態では、ソース流入口３０６は、ソース流出口３０４の方向に対して約０°から約９０°の間の角度で傾けられてよい。なお、９０°の角度はウエハの方向を指し、０°の角度はソース流出口３０４の方向を指す。好ましい実施形態では、ソース流入口３０６は、約１５°傾けられている。ソース流入口３０２およびソース流出口３０４は、安定した流体メニスカスの生成、制御、および管理を最適化できる任意の適切な角度で配置されてよいことを理解されたい。

図２４Ｃは、本発明の一実施形態に従って、近接ヘッド１０６−５を示す等角図である。図２４Ｃに示す近接ヘッド１０６−５の図は、接続孔５８０と位置調整孔５８２とを備える処理窓の反対側の背面を示す。接続孔５８０は、近接ヘッド１０６−５を近接ヘッドキャリアに取り付けるために用いられてよい。位置調整孔は、所望の用途に応じてマニホルドの位置調整を行うために用いられてよい。近接ヘッド１０６−５は、さらに、近接ヘッド１０６−５の前縁部の反対側の側面にポート３４２ａ、３４２ｂ、および３４２を備える。ポート３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ、接続孔５８０、および位置調整孔５８２の構成および位置は、用途に依存してよく、そのため、本明細書の記載に従ったメニスカスの管理が可能な限り、任意の適切な構成および位置を用いてよいことを理解されたい。

図２５Ａは、本発明の一実施形態に従って、複数の処理窓を備えた近接ヘッド１０６−６を示す。近接ヘッド１０６−６は、２つの処理窓５３８−１および５３８−２を備える。一実施形態では、処理窓５３８−２は、ＤＩＷの代わりに洗浄流体を用いて、ウエハを洗浄してよい。処理窓５３８−２は、任意の適切な種類の洗浄流体をウエハに供給できる任意の適切な構成のソース流入口および流出口を用いてよい。一実施形態では、処理窓５３８−２は、洗浄流体を供給できるソース流入口のみを備えてもよい。別の実施形態では、処理窓５３８−２は、本明細書に記載する他の構成および機能のソース流入口および流出口を備えてもよい。

次いで、処理窓５３８−１は、ウエハを乾燥してもよい。処理窓５３８−１は、本明細書に記載するウエハ表面を乾燥するための構成および機能に適合する任意の適切な構成のソース流入口および流出口を用いてよい。したがって、複数の処理窓を用いることにより、洗浄や乾燥などの複数の機能を、１つの近接ヘッドによって実行することができる。さらに別の実施形態では、１つの近接ヘッドに複数の処理窓を配置する代わりに、複数の近接ヘッドを用いて、ウエハを処理してもよい。その場合には、例えば、本明細書に記載の装置および方法に従って、１つの近接ヘッドがウエハを洗浄し、他の近接ヘッドがウエハを乾燥してもよい。

図２５Ｂは、本発明の一実施形態に従って、３つの処理窓を備えた複数処理窓の近接ヘッド１０６−７を示す。近接ヘッド１０６−７は、近接ヘッド１０６−７によって実現したい処理の数と種類に応じて、任意の適切な数の処理窓を備えてよいことを理解されたい。一実施形態では、近接ヘッド１０６−７は、処理窓５３８−１、５３８−２、および５３８−３を備える。一実施形態では、処理窓５３８−１、５３８−２、および５３８−３は、それぞれ、洗浄、リンス／乾燥、および乾燥処理のための処理窓である。一実施形態では、処理窓５３８−１は、ＤＩＷからなるメニスカスを形成して、ウエハ表面をリンスしてよい。処理窓５３８−２は、洗浄流体メニスカスを生成して、ウエハ表面を洗浄してよい。処理窓５３８−１および５３８−２は、ウエハ表面に流体を供給するためのソース流入口３０６を少なくとも１つ備える。一実施形態では、処理窓５３８−１および５３８−２は、制御可能な安定した流体メニスカスを生成するためのソース流入口３０２およびソース流出口３０４を必要に応じて備えてもよい。処理窓５３８−３は、流体メニスカス１１６を生成して、ウエハ表面を乾燥してよい。その流体メニスカスはＤＩＷからなるため、処理窓５３８−３は、ウエハ表面のリンスおよび乾燥の両方を実行することを理解されたい。したがって、近接ヘッド１０６−７には、異なる種類の処理窓が備えられてよい。図２５Ａを参照して上述したように、１つの近接ヘッドに複数の処理窓を備える代わりに、複数の近接ヘッドを用いてよく、その場合、１または複数の近接ヘッドを、洗浄、リンス、乾燥など、異なる目的に用いてよい。

本発明は、いくつかの好ましい実施形態に沿って説明されているが、当業者が、上述の明細事項と図面から、様々な変更、追加、置き換え、および等価物を実現することは明らかである。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲内での変更、追加、置き換え、および等価物の全てを含むことが意図されている。

ＳＲＤ乾燥プロセス中のウエハ上の洗浄流体の動きを示す図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハ洗浄乾燥システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、違う方向からウエハ洗浄乾燥システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハを保持するウエハ洗浄乾燥システムを示す側面拡大図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハ洗浄乾燥システムを示す他の方向からの側面拡大図。 本発明の一実施形態に従って、２つの近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す上面図。 本発明の一実施形態に従って、２つの近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハの各表面に対して複数の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す上面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハの各表面に対して複数の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０８の直径にわたる水平構成の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す上面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハの直径にわたる水平構成の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システム１００−２を示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、静止したウエハを洗浄および／または乾燥するよう構成された水平構成の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す上面図。 本発明の一実施形態に従って、静止したウエハを洗浄および／または乾燥するよう構成された水平構成の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、静止したウエハを洗浄および／または乾燥するよう構成された垂直構成の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、図５Ｅの側面図から９０°傾けたウエハ洗浄乾燥システムの別の側面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハの半径にわたる水平構成の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す上面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハの半径にわたる水平構成の近接ヘッドを備えたウエハ洗浄乾燥システムを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハを洗浄および乾燥するために用いてよい近接ヘッドの流入口／流出口の配置を示す図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハを洗浄および乾燥するために用いてよい近接ヘッドの流入口／流出口の別の配置を示す図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハを洗浄および乾燥するために用いてよい近接ヘッドの流入口／流出口のさらなる配置を示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドによって実行されてよいウエハ乾燥処理の好ましい実施形態を示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドによって実行されてよい別のソース流入口／流出口配置を用いた別のウエハ乾燥処理を示す図。 本発明の一実施形態に従って、さらなる流体を入力するために用いてもよい追加のソース流出口を備える別のソース流入口／流出口の配置を示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドが乾燥動作を実行する様子を示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドの一部を示す上面図。 本発明の一実施形態に従って、角度の付いたソース流入口を備える近接ヘッドが乾燥動作を実行する様子を示す図。 本発明の一実施形態に従って、角度の付いたソース流入口と傾斜したソース流出口とを備える近接ヘッドが乾燥動作を実行する様子を示す図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハ両面洗浄乾燥システムで用いられる近接ヘッドを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハ両面洗浄乾燥システムにおける近接ヘッドを示す図。 本発明の一実施形態に従って、処理窓を示す図。 本発明の一実施形態に従って、実質的に円形の処理窓を示す図。 本発明の一実施形態に従って、処理窓を示す図。 本発明の一実施形態に従って、処理窓を示す図。 本発明の一実施形態に従って、複数のソース流入口と複数のソース流出口とを備えた代表的な処理窓を示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドの処理領域を示す図。 本発明の一実施形態に従って、実質的に長方形の形状を有する近接ヘッドを示す上面図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを示す背面図。 本発明の一実施形態に従って、部分的な長方形と部分的な円形とを有する近接ヘッドを示す図。 本発明の一実施形態に従って、部分的な長方形と部分的な円形とを有する近接ヘッドを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、部分的な長方形と部分的な円形とを有する近接ヘッドを示す背面図。 本発明の一実施形態に従って、長方形の近接ヘッドを示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを示す背面図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、長方形の近接ヘッドを示す図。 本発明の一実施形態に従って、長方形の近接ヘッドを示す背面図。 本発明の一実施形態に従って、長方形の近接ヘッドを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、動作中の近接ヘッドを示す図。 本発明の一実施形態に従って、図１５Ａの近接ヘッドにおいてＩＰＡを入力した場合を示す図。 本発明の一実施形態に従って、図１５Ｂの近接ヘッドにおいてＩＰＡの流れを２４ｍｌ／ｍｉｎに増大した場合を示す図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハが回転されている場合の流体メニスカスを示す近接ヘッドの図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハが図１５Ｄの回転よりも速く回転されている場合の流体メニスカスを示す近接ヘッドの図。 本発明の一実施形態に従って、ＩＰＡの流れが、図１５ＤのＩＰＡの流れに比べて増大された場合の近接ヘッドの図。 本発明の一実施形態に従って、洗浄乾燥システムを示す上面図。 本発明の一実施形態に従って、洗浄乾燥システムを示す別の図。 本発明の一実施形態に従って、乾燥モジュールを備える前端フレームアセンブリを備えたウエハ処理システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、複数のウエハ処理ツールを備えるウエハ処理システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、エッチングモジュールを備えないウエハ処理システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、乾燥モジュールと洗浄モジュールとを備えるウエハ処理システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハ処理システムを示すブロック図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドが、ウエハを垂直方向に走査するウエハ処理動作を開始する様子を示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドがウエハの走査を開始した様子を示した図１６Ａに続くウエハ処理の図。 本発明の一実施形態に従って、図１６Ｂから続くウエハ処理動作を示す図。 本発明の一実施形態に従って、図１６Ｃから続くウエハ処理動作を示す図。 本発明の一実施形態に従って、図１６Ｄから続くウエハ処理動作を示す図。 本発明の一実施形態に従って、垂直方向に配置されたウエハの最上部の上方に位置する近接ヘッドを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハの両方の表面を処理している近接ヘッドを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハが静止するよう保持されたウエハ処理システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドキャリアが、所定の位置に保持された場合と、移動された場合のウエハ処理システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドがほぼウエハの半径にわたるウエハ処理システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドが垂直方向に移動すると共にウエハが回転するウエハ処理システムを示す図。 本発明の一実施形態に従って、ウエハを垂直走査するために用いることができる近接ヘッドを示す図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを示す側面図。 本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを示す等角図。 本発明の一実施形態に従って、複数の処理窓を備えた近接ヘッドを示す図。 本発明の一実施形態に従って、３つの処理窓を備えた近接ヘッドを示す図。

Claims (34)

1. 基板準備システムであって、
   動作中に前記基板の表面に近接するよう構成されたヘッド表面を有するヘッドと、
   前記ヘッドを通して前記基板の前記表面に第１の流体を供給するための少なくとも１つの第１の導管と、
   前記ヘッドを通して前記基板の前記表面に前記第１の流体とは異なる第２の流体を供給するための少なくとも１つの第２の導管と、
   前記基板の前記表面から前記第１の流体および前記第２の流体の各々を除去するための少なくとも１つの第３の導管と、を備え、
   前記少なくとも１つの第３の導管は、前記少なくとも１つの第１の導管を実質的に取り囲むよう配置され、前記少なくとも１つの第１の導管、前記少なくとも１つの第２の導管、および前記少なくとも１つの第３の導管は、動作中に実質的に同時に作動するよう構成され、
   前記少なくとも１つの第２の導管は、前記少なくとも１つの第３の導管の少なくとも一部を実質的に取り囲むよう配置されている、基板準備システム。
2. 請求項１に記載の基板準備システムであって、前記基板は、前記ヘッドが、前記基板の前記表面を横切るように、特定の移動プロフィルに沿って移動する、基板準備システム。
3. 基板処理方法であって、
   前記基板の表面の第１の領域に第１の流体を供給する工程と、
   前記基板の前記表面の第２の領域に第２の流体を供給する工程と、
   前記基板の前記表面から前記第１の流体と前記第２の流体とを除去する工程と、を備え、
   前記除去工程は、前記第１の領域を実質的に取り囲む第３の領域から実行され、
   前記第２の領域は、前記第３の領域の少なくとも一部を実質的に取り囲み、前記供給工程および前記除去工程は、制御された流体メニスカスを形成する、基板処理方法。
4. 請求項３に記載の基板処理方法であって、さらに、
   前記制御されたメニスカスを前記基板の前記表面にわたって走査する工程を備える、基板処理方法。
5. 請求項３に記載の基板処理方法であって、前記第１の流体は、ＤＩＷと洗浄流体のいずれかである、基板処理方法。
6. 請求項３に記載の基板処理方法であって、前記第２の流体は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気、窒素、有機化合物、ヘキサノール、エチルグリコール、および水混和性の化合物のいずれかである、基板処理方法。
7. 請求項３に記載の基板処理方法であって、前記第１の流体と前記第２の流体とを除去する工程は、前記基板の前記表面の近傍において真空を作用させる工程を備える、基板処理方法。
8. 請求項３に記載の基板処理方法であって、前記メニスカスは、前記基板の直径まで広がる、基板処理方法。
9. 基板準備システムであって、
   動作中に前記基板の表面に近接するよう構成された表面を有するマニホルドと、
   前記マニホルドを通して前記基板の前記表面に第１の流体を供給するための少なくとも１つの第１のソース流入口と、
   前記マニホルドを通して前記基板の前記表面に前記第１の流体とは異なる第２の流体を供給するための少なくとも１つの第２のソース流入口と、
   前記基板の前記表面から前記第１の流体および前記第２の流体の各々を除去するための少なくとも１つのソース流出口と、を備え、
   前記少なくとも１つのソース流出口は、前記少なくとも１つのソース流入口を実質的に取り囲むよう配置され、前記少なくとも１つの第１のソース流入口、前記少なくとも１つの第２のソース流入口、および前記少なくとも１つのソース流出口は、動作中に実質的に同時に作動するよう構成され、
   前記少なくとも１つの第２のソース流入口は、前記少なくとも１つのソース流出口の少なくとも後縁側を取り囲む、基板準備システム。
10. ウエハ表面の準備に用いるヘッドであって、
    前記ヘッドの第１の表面であって、前記ウエハ表面に近接して配置されることが可能である第１の表面と、
    前記ヘッド上の第１の導管領域であって、前記表面のウエハに第１の流体を供給するために設けられ、前記ヘッドの中央部分に規定された第１の導管領域と、
    前記ヘッド上の第２の導管領域であって、前記第１の導管領域を取り囲むよう構成された第２の導管領域と、
    前記ヘッド上の第３の導管領域であって、前記ウエハ表面に第２の流体を供給するために設けられ、前記第１の導管領域および前記第２の導管領域の部分的な囲いを規定する第３の導管領域と、を備え、
    第２の導管領域は、前記第１の流体および前記第２の流体の除去を可能とし、前記第１の流体および前記第２の流体の前記供給は、前記ヘッドの前記第３の導管領域による前記除去と共に、動作中に前記ヘッドが前記ウエハ表面に近接している際に、前記ヘッドと前記ウエハ表面との間に規定される制御可能なメニスカスを規定する、ヘッド。
11. 請求項１０に記載のウエハ表面の準備に用いるヘッドであって、前記部分的な囲いには、開放部が存在する、ヘッド。
12. 請求項１０に記載のウエハ表面の準備に用いるヘッドであって、前記ウエハ表面は、前記ヘッドによって走査されることが可能であり、前記部分的な囲いの前記開放部は、走査方向において先行する、ヘッド。
13. ウエハを処理するためのクラスタ構造システムであって、
    基板を乾燥するための少なくとも１つの近接ヘッドを備える統合乾燥システムと、
    前記統合乾燥システムに結合された処理モジュールと、を備え、
    前記処理モジュールは、化学機械平坦化モジュール、メガソニック処理モジュール、洗浄モジュール、およびエッチングモジュールの内の１以上から選択される、クラスタ構造システム。
14. 請求項１３に記載のウエハを処理するためのクラスタ構造システムであって、前記洗浄モジュールは、ブラシボックスと回転リンス乾燥（ＳＲＤ）モジュールのいずれかである、クラスタ構造システム。
15. 請求項１３に記載のウエハを処理するためのクラスタ構造システムであって、さらに、
    前記洗浄モジュール、前記メガソニック処理モジュール、前記ＣＭＰモジュール、前記エッチングモジュール、および前記統合乾燥モジュールのいずれかに対して、前記基板をロードする前端ローダを備える、クラスタ構造システム。
16. 請求項１５に記載のウエハを処理するためのクラスタ構造システムであって、ロボットが、前記前端ローダから、前記洗浄モジュール、前記メガソニック処理モジュール、前記ＣＭＰモジュール、前記エッチングモジュール、および前記統合乾燥モジュールのいずれかに対して、前記ウエハをロードする、クラスタ構造システム。
17. 請求項１６に記載のウエハを処理するためのクラスタ構造システムであって、前記ロボットは、前記エッチングモジュール、前記洗浄モジュール、前記ＣＭＰモジュール、前記メガソニック処理モジュール、および前記統合乾燥モジュールの間で、前記基板を搬送する、クラスタ構造システム。
18. 請求項１３に記載のウエハを処理するためのクラスタ構造システムであって、前記統合乾燥モジュールは、
    前記基板を走査するよう構成された近接ヘッドキャリアアセンブリを備え、前記近接ヘッドキャリアアセンブリは、
    基板の上方に配置された第１の近接ヘッドと、
    基板の下方に配置された第２の近接ヘッドと、
    前記第１の近接ヘッドに結合された上側アームであって、前記第１の近接ヘッドが、基板の準備を開始するために、前記基板の上方で近接するように移動できるよう構成された上側アームと、
    前記第２の近接ヘッドに結合された下側アームであって、前記第２の近接ヘッドが、基板の準備を開始するために、前記基板の下方で近接するように移動できるよう構成された下側アームと、を備える、クラスタ構造システム。
19. 請求項１８に記載のウエハを処理するためのクラスタ構造システムであって、前記近接ヘッドは、
    前記ヘッドの第１の表面であって、前記基板表面に近接して配置されることが可能である第１の表面と、
    前記ヘッド上の第１の導管領域であって、前記基板表面に第１の流体を供給するために設けられ、前記ヘッドの中央部分に規定された第１の導管領域と、
    前記ヘッド上の第２の導管領域であって、前記第１の導管領域を取り囲むよう構成された第２の導管領域と、
    前記ヘッド上の第３の導管領域であって、前記基板表面に第２の流体を供給するために設けられ、前記第１の導管領域および前記第２の導管領域の部分的な囲いを規定する第３の導管領域と、を備え、
    第２の導管領域は、前記第１の流体および前記第２の流体の除去を可能とし、前記第１の流体および前記第２の流体の前記供給は、前記ヘッドの前記第３の導管領域による前記除去と共に、動作中に前記ヘッドが前記基板表面に近接している際に、前記ヘッドと前記基板表面との間に規定される制御可能なメニスカスを規定する、クラスタ構造システム。
20. 基板処理方法であって、前記基板は、実質的に垂直に配置され、前記基板処理方法は、
    前記垂直に配置された基板の表面に流体メニスカスを生成する工程と、
    前記垂直に配置された基板の前記表面にわたって前記流体メニスカスを移動させ、前記基板の前記表面を処理する工程と、を備える、基板処理方法。
21. 請求項２０に記載の基板処理方法であって、前記流体メニスカスを生成する工程は、
    前記基板の前記表面の第１の領域に第１の流体を供給する工程と、
    前記基板の前記表面の第２の領域に第２の流体を供給する工程と、
    前記基板の前記表面から前記第１の流体と前記第２の流体とを除去する工程と、を備え
    前記除去工程は、前記第１の領域を実質的に取り囲む第３の領域から実行され、
    前記第２の領域は、前記第３の領域の少なくとも一部を実質的に取り囲み、前記供給工程および前記除去工程は、前記流体メニスカスを形成する、基板処理方法。
22. 請求項２１に記載の基板処理方法であって、前記第１の流体は、ＤＩＷと洗浄流体のいずれかである、基板処理方法。
23. 請求項２１に記載の基板処理方法であって、前記第２の流体は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）蒸気、有機化合物、ヘキサノール、エチルグリコール、および水混和性の化合物のいずれかである、基板処理方法。
24. 請求項２１に記載の基板処理方法であって、前記第１の流体と前記第２の流体とを除去する工程は、前記基板の前記表面の近傍に真空を作用させる工程を備える、基板処理方法。
25. 請求項２０に記載の基板処理方法であって、前記メニスカスは、前記基板の少なくとも直径まで広がり、前記ウエハの最上部領域から前記ウエハの最下部領域まで移動する、基板処理方法。
26. 請求項２０に記載の基板処理方法であって、前記基板の前記表面を処理する工程は、乾燥、リンス、および洗浄動作の内の少なくとも１つを含む、基板処理方法。
27. 請求項２０に記載の基板処理方法であって、前記メニスカスを生成する工程は、
    前記基板の前記表面の第１の領域に第１の流体を供給する工程と、
    前記第１の領域を真空領域で取り囲む工程と、
    前記真空領域を表面張力低減流体領域で部分的に囲む工程であって、前記真空領域に通じる開放部を規定する工程と、を備える、基板処理方法。
28. 請求項２０に記載の基板処理方法であって、さらに、
    前記垂直に配置された基板のさらなる表面にさらなる流体メニスカスを生成する工程と、
    前記垂直に配置された基板の前記さらなる表面にわたって前記さらなる流体メニスカスを移動させ、前記基板の前記さらなる表面を処理する工程と、を備える、基板処理方法。
29. 基板処理動作で用いられる基板準備装置であって、
    前記基板の第１の縁部と前記基板の第２の縁部との間で垂直方向に移動できるアームと、
    前記アームに結合されたヘッドと、を備え、
    前記ヘッドは、前記基板の表面上に流体メニスカスを形成し、前記基板の前記表面にわたって移動されることが可能である、基板準備装置。
30. 請求項２９に記載の基板準備装置であって、前記ヘッドは、
    前記ヘッドを通して前記基板の前記表面に第１の流体を供給するための少なくとも１つの第１のソース流入口と、
    前記ヘッドを通して前記基板の前記表面に前記第１の流体とは異なる第２の流体を供給するための少なくとも１つの第２のソース流入口と、
    前記基板の前記表面から前記第１の流体および前記第２の流体の各々を除去するための少なくとも１つのソース流出口と、を備え、
    前記少なくとも１つのソース流出口は、前記少なくとも１つのソース流入口を実質的に取り囲むよう配置され、前記少なくとも１つの第１のソース流入口、前記少なくとも１つの第２のソース流入口、および前記少なくとも１つのソース流出口は、動作中に実質的に同時に作動するよう構成され、
    前記少なくとも１つの第２のソース流入口は、前記少なくとも１つのソース流出口の少なくとも後縁側を取り囲む、基板準備装置。
31. 請求項２９に記載の基板準備装置であって、前記アームは、前記ヘッドを前記基板の直径に沿って下向きに移動させるよう構成されている、基板準備装置。
32. 請求項２９に記載の基板準備装置であって、前記ヘッドは、前記基板の少なくとも直径にわたる、基板準備装置。
33. ウエハ表面の準備に用いるマニホルドであって、
    前記マニホルドの第１の部分に設けられた第１の処理窓であって、前記ウエハ表面上に第１の流体メニスカスを生成するよう構成された第１の処理窓と、
    前記マニホルドの第２の部分に設けられた第２の処理窓であって、前記ウエハ表面上に第２の流体メニスカスを生成するよう構成された第２の処理窓と、を備える、マニホルド。
34. 請求項３３に記載のウエハ表面の準備に用いるマニホルドであって、前記第１の流体メニスカスは、前記ウエハ表面を洗浄し、前記第２の流体メニスカスは、前記ウエハ表面を洗浄および乾燥する、マニホルド。

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