基材処理装置及び方法
【課題】 基材の裏面外周部の不要膜を表側の膜に影響を与えることなく除去する。
【解決手段】 ステージ１０上にウェハ９０を外周部が突出するようにして支持する。輻射加熱器２０から熱光線をウェハ９０の裏面外周部に向かって収束するように照射し、この基材裏面外周部を局所加熱する。この局所加熱された部位の近傍の反応性ガス吹出し口３０ｂから不要膜除去のための反応性ガスを吹出す。
【解決手段】 ステージ１０上にウェハ９０を外周部が突出するようにして支持する。輻射加熱器２０から熱光線をウェハ９０の裏面外周部に向かって収束するように照射し、この基材裏面外周部を局所加熱する。この局所加熱された部位の近傍の反応性ガス吹出し口３０ｂから不要膜除去のための反応性ガスを吹出す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハーや液晶表示基板などの基材の裏面の外周部に被膜された有機膜等の不要物を除去する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体ウェハーや液晶表示用のガラス基板等の基材に絶縁膜、有機レジスト、ポリイミド等を被膜する手段として、スピンコーティング法による塗布、ＣＶＤ、ＰＶＤによる薄膜堆積等の方法が知られている。しかし、スピンコーティングでは、塗布物が基材の中央部より外周部に厚く塗布され、外周部が盛り上ってしまう。また、ＣＶＤとして、たとえばプラズマＣＶＤを用いた場合、基材の外周のエッジ部分に電界が集中し、膜の異常成長が起きるため、基材の外周部の膜質が中央部と異なって来、膜厚も中央部に比べて大きくなる傾向がある。Ｏ３やＴＥＯＳ等を用いた熱ＣＶＤの場合には、反応性ガスの抵抗が基材の中央部と外周のエッジ部分とで違うため、同様に、材の外周部の膜質が中央部と異なり、膜厚も大きくなる。
【０００３】
また、半導体ウェハーの製造工程において、異方性エッチング時に堆積するフロロカーボンがウエハーの外端面から裏面にも回り込み、そこにも堆積する。このため、ウェハーの裏面外周部に不要な有機物が付着してしまう。
【０００４】
このような基材外周部の薄膜は、基材を搬送コンベアで搬送したり運搬用カセットに収容して運搬したりする際に割れやすく、これによりダストが発生するおそれがあった。このダストが原因となって、ウェハー上にパーティクルが付着し、歩留まりが低下するという問題があった。
【０００５】
従来、上記異方性エッチング時にフロロカーボンがウェハー裏面に回りこんで出来た膜は、例えばドライアッシング処理によってＯ２プラズマをウェハーの表側面から裏面へ回り込ますことで、除去していた。しかし、ｌｏｗ−ｋ膜の場合、ドライアッシング処理を行うとダメージを受ける。そのため低出力で処理する試みがなされているが、低出力ではウェハー裏面のフロロカーボンを除去しきれず、基材の搬送時等にパーティクルが発生し、歩留まりを低下させる主因となっている。
【０００６】
半導体ウェハーの外周部を処理する先行文献として、例えば、特許文献１；特開平５−８２４７８号公報には、半導体ウェハーの中央部を上下一対のホルダで覆う一方、外周部を突出させ、そこにプラズマを吹付けることが記載されている。しかし、ホルダのＯリングをウェハーに物理接触させるものであるため、パーティクルの発生を抑えることが難しい。
また、特許文献２；特開平８−２７９４９４号公報には、基材の中央部をステージに載せて外周部にプラズマを上方から吹付けることが記載されている。特許文献３；特開平１０−１８９５１５号公報には、基材の外周部にプラズマを下側から吹き付けることが記載されている。
【０００７】
特許文献４；特開２００３−２６４１６８号公報には、ステージの外周にヒータを埋め込むことにより、ウェハーの外周部を裏側から接触加熱しながら、上方からオゾンガスを吹付けることが記載されている。
特許文献５；特開２００４−９６０８６号公報には、ウェハーの外周部を裏側から赤外線ランプで輻射加熱しながら、上方から酸素ラジカルを吹付けることが記載されている。
【特許文献１】特開平５−８２４７８号公報
【特許文献２】特開平８−２７９４９４号公報
【特許文献３】特開平１０−１８９５１５号公報
【特許文献４】特開２００３−２６４１６８号公報
【特許文献５】特開２００４−９６０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
オゾン等の反応性ガスを用い常圧下でフォトレジストやｌｏｗ−ｋ膜などの有機系薄膜、エッチング時の堆積フロロカーボン等の有機物を効率的に除去するには、加熱が必要である。すなわち、図３３に示すように、被処理部を加熱したほうが、反応が促進され、エッチングレート（Ｅ／Ｒ）が高くなる。しかし、ウェハーの全体を高温雰囲気にさらすと、Ｃｕの酸化が起きたり、ｌｏｗ−ｋの特性が変わったりする等、配線や絶縁膜等が変質してしまい、デバイス特性に影響を与え、信頼性を低下させてしまう。
【０００９】
特許文献４では、基材の外周部をヒータ加熱するものであるが、裏側から加熱し、その熱を表側まで伝達させて、表側面の外周部の膜を除去している。そのため、伝熱ロスが生じるだけでなく、熱が外周部より内側の部分へ伝わることがあり、そうすると内側の膜が変質するおそれがある。また、基材の裏面の外周部はヒータに当てられているため、そこまでガスが及ばず、裏面外周部の膜を除去するのは難しい。さらには、ヒータとの接触によりパーティクルが発生するおそれもある。
特許文献５では、基材を裏側から赤外線ランプで輻射加熱しているが、赤外線が広範囲に放射されることにより、上記特許文献４と同様に、外周部より内側の部分までもが加熱され、そこの膜が変質するおそれがある。
【００１０】
本発明は、基材の裏面外周部の不要膜を、表側の膜に影響を与えることなく、効率的に除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、基材の裏面の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
（ａ）基材を、外周部が突出するようにして支持する支持面を有するステージと、
（ｂ）このステージに支持された基材の裏面外周部の在るべき被処理位置から離れて配置された光源と、この光源からの熱光線を発散しないようにして前記被処理位置へ向かわせる光学系とを有する輻射加熱器と、
（ｃ）不要物除去のための反応性ガスを供給する反応性ガス供給元に連なり反応性ガスを吹出す吹出し口を有し、この吹出し口が、前記支持面若しくはその延長面より裏側又は略前記延長面上において前記被処理位置に向かって近接して配置された反応性ガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする。
この特徴構成によれば、基材の裏面外周部に局所的に熱光線を当てて局所加熱でき、この局所加熱した部位にその近傍から反応性ガスを吹付けることができる。これによって、当該部位の不要物を効率的に除去することができる。一方、この局所的な部位以外の基材の部分までもが加熱されるのを防止ないしは抑制できる。これによって、基材の表側面の、特に外周部より内側の部分の膜にダメージが及ぶのを防止することができる。また、輻射による非接触加熱が出来るのでパーティクル発生も防止できる。
【００１２】
前記輻射加熱器の光学系は、光源からの熱光線を前記被処理位置へ向けて収束照射する照射部を含むことが望ましい。これによって、熱光線を基材の裏面外周部に確実に局所的に照射・加熱できるとともに、基材の他の部分が加熱されるのを確実に防止することができる。
前記収束用の光学部材としては、パラボリック反射鏡、凸レンズ、シリンドリカルレンズ等を用いることができる。これらを組み合わせてもよい。また、前記輻射加熱器の照射部に、焦点調節機構を組み込むのが望ましい。焦点は、被処理位置にぴったり合わせてもよく、多少ずらしてもよい。これにより、基材の裏面外周部に付与する輻射エネルギの密度ひいては加熱温度や照射面積（集光径、スポット径）を適切な大きさに調節することができる。この結果、処理幅の調節を行なうことができる。また、基材の外周のノッチ部やオリフラ部が前記被処理位置に来たときは、輻射加熱器の集光径（照射面積）を大きくすることにすれば、ノッチ部やオリフラ部の縁の裏側にも熱光線を当てることができ、ひいてはノッチ部やオリフラ部についても裏側に付いた膜の除去を行なうことができる。
【００１３】
前記輻射加熱器の照射部は、前記支持面又はその延長面より裏側に配置するのが好ましい。これによって、熱光線を基材の裏面外周部に直接的に（表側から入射させて反射させることなく）照射でき、照射効率を高めることができる。また、前記照射部は、前記吹出し口より前記被処理位置から離れて配置されていることが好ましい。これによって、照射部と吹出し口形成部材のレイアウトが容易になる。また、吹出し口を光源より被加熱部位の近傍に配置するものであるので、反応性ガスを未拡散、高濃度、高活性のうちに被処理部位に確実に吹き付けることができ、不要物除去の効率を確実に高めることができる。
【００１４】
前記被処理位置より裏側であって被処理位置の近傍に、前記光源からの熱光線を前記被処理位置へ全反射する反射部材を設けることにしてもよい。これによって、光源を前記支持面の延長面上の近傍やそれより表側に配置することもできる。
【００１５】
前記輻射加熱器の照射部と吹出し口とが、前記被処理位置に対し互いに異なる方向に配置されていることが好ましい。これによって、輻射加熱器と吹出し口形成部材のレイアウトが一層容易になる。
【００１６】
前記輻射加熱器の照射部と吹出し口の何れか一方が、前記被処理位置を通り前記延長面と直交する線上に略配置されていることが好ましい。輻射加熱器の照射部を前記直交線上に略配置することによって、加熱効率を高めることができ、吹出し口を前記直交線上に略配置することによって、反応効率を高めることができる。
【００１７】
前記輻射加熱器の光学系が、光源から前記被処理位置へ延びる導波管の光伝送系を含んでいてもよい。これによって、光源からの熱光線を基材の裏面外周部へ確実に伝送することができる。導波管としては、光ファイバを用いるのが好ましい。これによって、配索が容易になる。光ファイバは、複数（多数）本の束にするのが好ましい。
前記導波管が、複数の光ファイバを含み、これら光ファイバが、前記光源から分岐して延び、その先端部が、前記ステージの周方向に沿って互いに離れて配置されていてもよい。これによって、基材の外周部の周方向の複数箇所に熱光線を同時に照射することができる。
【００１８】
前記光ファイバ等の光伝送系の先端部に前記収束用光学部材を含む照射部を光学的に接続するのが好ましい。
【００１９】
前記光源は、点状光源であってもよく、前記ステージの周方向に沿う線状光源であってもよく、前記ステージの周方向の全周に沿う環状光源であってもよい。点状光源の場合、基材の裏面外周部の一箇所をスポット状に局所加熱できる。なお、点状光源の点状光を、凸レンズやシリンドリカルレンズ等によって基材の外周部に沿う線状光に変換して照射することにしてもよい。線状光源の場合、基材の裏面外周部の周方向に延びる範囲を局所的に線状に加熱できる。環状光源の場合、基材の裏面外周部全周を局所的に環状に加熱できる。点状光源や線状光源をステージの周方向に沿って複数配置してもよい。
同様に、前記吹出し口の形状は、点状（スポット状）であってもよく、前記ステージの周方向に沿う線状であってもよく、前記ステージの周方向の全周に沿う環状であってもよい。点状光源には点状（スポット状）吹出し口とし、線状光源には線状吹出し口とし、環状光源には環状吹出し口としてもよい。
点状吹出し口や線状吹出し口をステージの周方向に沿って複数配置してもよい。この場合、照射部と吹出し口をセットにして配置するのが望ましい。
【００２０】
前記輻射加熱器の出力波長が、前記不要物の吸収波長に対応していることが望ましい。これによって、エネルギを不要物に効率的に付与でき、加熱効率を高めることができる。前記光源の発光波長が、前記不要物の吸収波長に対応していてもよく、バンドパスフィルタ等の波長抽出手段で吸収波長だけを抽出することにしてもよい。
【００２１】
前記光源は、レーザ光源やランプ光源等を用いることができる。レーザ光源は、一般に点状光源であり、集光性が良く、収束照射に適しており、エネルギを高密度で被処理部位の不要物に付与することができ、瞬間的に高温に加熱することができる。処理幅の制御も容易である。レーザの種類は、ＬＤ（半導体）レーザでもよく、ＹＡＧレーザでもよく、エキシマレーザでもよく、その他の形式でもよい。例えば、ＬＤレーザの波長は、８０８ｎｍ〜９４０ｎｍであり、ＹＡＧレーザの波長は、１０６４ｎｍであり、エキシマレーザの波長は、１５７ｎｍ〜３５１ｎｍである。出力密度は、１０Ｗ／ｍｍ２程度以上が好ましい。発振形態は、ＣＷ（連続波）でもよく、パルス波でもよい。望ましくは、高周波数のスイッチングで連続処理可能なものがよい。発光波長が前記不要物の吸収波長に合ったものを用いると、より好ましい。
【００２２】
ランプ光源としては、たとえばハロゲンランプ等の近赤外線ランプや遠赤外線ランプ等の赤外線ランプが挙げられる。ランプ光源の発光形態は、連続発光とする。赤外線ランプの発光波長は、例えば７６０ｎｍ〜１００００ｎｍであり、７６０ｎｍ〜２０００ｎｍが近赤外線帯となる。この波長域の中から前記不要物の吸収波長に合った波長を前記バンドパスフィルタ等の波長抽出手段を用いて抽出し、照射するのが好ましい。
前記輻射加熱器（特にランプ光源形式のもの）は、冷媒やファン等の輻射加熱器冷却手段にて冷却するのが望ましい。
【００２３】
前記反応性ガス供給手段の吹出し口を形成する吹出し口形成部材（ノズル）が、透光材料にて構成されていることが望ましい。これによって、輻射加熱器の光路が吹出し口形成部材と干渉していても、光が吹出し口形成部材を透過して基材の被処理部位に確実に照射でき、該部位を確実に加熱することができる。ひいては、吹出し口形成部材を、輻射加熱器の光路に制約されることなく被処理部位の極く近傍に確実に配置することができ、該部位に反応性ガスを確実に近傍から吹付けることができる。透光材料としては、例えば、石英、アクリル、透明テフロン（登録商標）や透明塩ビ等の透明樹脂等を用いるとよい。なお、透明樹脂で耐熱性が低いものを用いる場合は、変形や溶解しない程度に輻射加熱器の出力等を調節するのが望ましい。
【００２４】
前記ステージの径方向外側に、前記被処理位置を囲む囲いを設け、この囲い内に反応性ガスの吹出し口を配置する一方、囲いの外側に前記輻射加熱器の照射部を設け、囲いの少なくとも照射部を向く側の部位を透光性材料で構成してもよい。これによって、処理済みの反応性ガスが外部に漏出するのを確実に防止できるとともに、輻射加熱器の熱光線は囲いを透過でき、基材の被処理部位を確実に輻射加熱することができる。
【００２５】
前記吹出し口形成部材には、反応性ガスを吹出し口の周方向に旋回させる旋回流形成部が設けられていてもよい。これによって、基材の被処理部位に反応性ガスを均一に吹付けることができる。
前記旋回流形成部は、吹出し口の略接線方向に延びて吹出し口の内周面に連なるとともに吹出し口の周方向に互いに離れて複数配された旋回導孔を有し、これら旋回導孔が、吹出し口の上流側の路部分を構成していることが望ましい。
【００２６】
反応性ガスの成分は、除去すべき不要物に応じて選択される。例えば、除去すべき不要物がフロロカーボン等の有機膜である場合には、オゾン、Ｏ２プラズマ等の酸素系を用いるのが望ましい。Ｏ２にパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）を添加してプラズマ化したものでもよい。また、フッ酸ベーパ等、酸を含むガスでもよい。
【００２７】
反応性ガス供給手段の反応性ガス供給元（反応性ガス生成用リアクタ）としては、例えば常圧プラズマ処理装置を用いることができる。反応性ガスがオゾンの場合には、オゾナイザを用いることにしてもよい。反応性ガスがフッ酸ベーパの場合は、フッ酸の気化器やインジェクタを用いることにしてもよい。
常圧プラズマ処理装置は、略常圧（大気圧近傍の圧力）下で電極間にグロー放電を形成し、プロセスガスをプラズマ化（ラジカル化、イオン化を含む）して反応性ガスにするものである。なお、本発明における「略常圧」とは、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調節の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、好ましくは、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａであり、より好ましくは、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａである。
【００２８】
反応性ガス供給元は、被処理位置の近くに配置してもよく、離して配置し、吹出し路形成部材で被処理位置の近くまで導くことにしてもよい。
１つの反応性ガス供給元からの吹出し路を分岐させて、複数の吹出し口に連ねてもよい。
【００２９】
前記反応性ガス供給手段が、前記反応性ガス供給元からの反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有している場合、この吹出し路形成部材が、吹出し路温調手段にて温調されるようになっていることが望ましい。これによって、吹出し路を通る反応性ガスを温調して適温に維持でき、その活性度が維持されるようにすることができる。例えば、反応性ガスとしてオゾンを用いる場合には、冷却し、２５℃程度に維持することにより、酸素ラジカルの寿命を長くすることができる。この結果、不要物との反応を確実に確保することができ、ひいては除去処理効率を高めることができる。
【００３０】
前記吹出し路温調手段は、例えば、温調媒体を通す温調路やファンにて構成することができる。吹出し路形成部材を二重管構造にし、その内側の路を例えば吹出し路としてこれに反応性ガスを流し、外側の環状路を温調路としてこれに温調媒体を通すことにしてもよい。温調媒体としては、水、空気、ヘリウム、フロン等を用いることができる。
【００３１】
前記ステージには、前記支持面から吸熱する吸熱手段が設けられていることが望ましい。これによって、基材の加熱すべき裏面外周部以外の部位、特に外周部より内側部分に裏面外周部の熱が伝わって来ても、これを吸熱手段で吸熱できる。よって、除去すべき裏面外周部の不要膜以外の、特に表側面の外周部より内側部分の膜にダメージが及ぶのを確実に防止することができる。
【００３２】
前記吸熱手段は、例えば、冷媒にてステージを冷却するものである。その具体的構造としては、例えば、ステージの内部が空洞をなし、冷媒室が構成されており、この冷媒室に冷媒を送り込んで充填または流通ないしは循環させる。冷媒室の内容積を大きくすることにより、熱容量ひいては吸熱能力を十分に高めることができる。冷媒としては、例えば、水、空気、ヘリウム等の流体を用いる。冷媒を圧縮する等して冷媒室内に勢い良く供給することにしてもよい。これにより、冷媒室の隅々まで万遍なく行き渡るように流動させることができ、吸熱効率を向上させることができる。なお、冷媒供給の勢いが穏やかであっても、或いは充填したきり供給排出を停止しても、冷媒室内での自然対流により、吸熱性を確保できる。
【００３３】
また、冷媒による吸熱手段として、ステージの内部や裏面に管等によって冷媒路を形成し、これに冷媒を通すことにしてもよい。
吸熱手段として、例えば、ペルチェ素子を用い、その吸熱側を前記支持面に向けて支持面の近くに埋め込んでもよい。
吸熱手段は、ステージの少なくとも外周部分に設ければよく、中央部分には設けなくてもよい。
【００３４】
前記反応性ガス供給手段が、前記反応性ガス供給元からの反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有し、この吹出し路形成部材が、前記ステージに沿い、前記吸熱手段にて冷却されることにしてもよい。これによって、吹出し路専用の冷却手段を設ける必要が無く、構成を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。
この構造は、反応性ガスを冷却すべき場合、例えば反応性ガスとしてオゾンを用いる場合等において特に有効である。
【００３５】
前記ステージには、支持面に置かれた基材の固定手段として、静電式や真空式等の吸着チャック機構を組み込むのが好ましい。吸着チャック機構は、ステージの支持面の全域に設けてもよく、支持面の外周領域にのみ設け、中央領域には設けないことにしてもよい。外周領域にのみ設けることにすれば、吸着に起因するパーティクルを低減することができる。
前記ステージと、前記光源及び吹出し口とは、相対移動するようになっているのが望ましい。
前記ステージが、円形ステージであり、この円形ステージが、中心軸まわりに前記光源及び吹出し口に対し相対回転するようになっているのが好ましい。これによって、光源がスポット状であっても、基材の裏面外周部の周方向に沿って不要物除去処理を行なうことができる。光源がリング状の場合でも、上記相対回転を実行することにより、処理の均一性を向上させることができる。相対回転数（相対移動速度）は、基材の裏面外周部を加熱すべき温度に応じて適宜設定する。
【００３６】
前記ステージひいては前記被処理位置を周方向に囲み、前記ステージとの間に環状空間を形成するフレームを備えるのが望ましい。これによって、処理済みの反応性ガスを被処理位置の近くにしばらく留め、外部への拡散を抑制できるとともに、反応時間を十分に確保できる。前記光源と吹出し口が、この環状空間に収容され、又は臨むようにして、前記フレームに位置固定されていることが望ましい。
更に、前記ステージを前記フレームに対し中心軸まわりに相対回転させる回転駆動機構を備えるのが望ましい。フレームが固定される一方、ステージが回転してもよく、ステージが固定される一方、フレームが回転してもよい。
更に、前記ステージの支持面側（表側）とは反対の裏側部と前記フレームとの間を、相対回転を許容しつつシールするラビリンスシールを備えるのが望ましい。これによって、ステージ又はフレームを支障なく回転できるとともに、処理済み反応性ガスが、ステージの裏側とフレームの間から外に漏れるのを防止することができる。
【００３７】
前記フレームの表側の部位には、ステージ側へ向けて延びて前記被処理位置の表側に被さり、単独又は前記ステージに設置された基材の外周部と協働して前記環状空間を覆うカバー部材を設けるのが望ましい。これによって、処理済みの反応性ガスが環状空間から表側へ漏れ出るのを防止することができる。
【００３８】
前記カバー部材は、前記環状空間を覆う位置から退避可能であるのが望ましい。これによって、基材をステージに設置したり取り出したりする際は、カバー部材を退避させておくことにより、カバー部材が設置・取り出し操作の邪魔になるのを回避することができる。
【００３９】
前記環状空間に、該環状空間を吸引する環状空間吸引手段が接続されていることが望ましい。これによって、処理済みの反応性ガスを環状空間から吸引排気できる。
前記吹出し口の近傍を吸引する吸引手段を備えることが望ましい。これによって、基材の裏面外周部の被処理部位の周辺から処理済みの反応性ガスを速やかに吸引排気することができる。
【００４０】
前記ステージの支持面の外周部に、基材の外周部と協動してガス溜まりを形成すべき段差を形成するのが望ましい。これによって、吹出し口から吹出された反応性ガスをガス溜まりに一時滞留させ、基材の裏面外周部と接する時間を長くすることができ、反応時間を十分に確保することができ、反応効率を高めることができる。
【００４１】
前記支持面の中央部の真向いに、不活性ガスを吹付ける不活性ガス吹付け部材を配置することが望ましい。これによって、反応性ガスが基材の表側面にまで流れて来ないようにすることができ、表側の膜にダメージが及ぶのを確実に防止することができる。不活性ガス吹付け部材は、ノズルでもよく、ファンフィルタユニットでもよい。勿論、この不活性ガス吹出し部材は、前記支持面より少なくとも基材の厚さ分以上離して配置される。また、基材の設置・取り出し操作の際は、邪魔にならないように退避される。不活性ガスとしては、純窒素ガスやクリーンドライエア（ＣＤＡ）等を用いることができる。
【００４２】
前記基材処理装置は、吸込み口を有する排気ノズルと、この排気ノズルを吸引する吸引手段とを備えているのが好ましい。
前記排気ノズルの吸込み口が、前記被処理位置を挟んで前記吹出し口と対向するように配置されているのが好ましい。
前記吹出し口と吸込み口は、基材の外周部の接線方向に沿って前記被処理位置を挟んで対向配置されているのが好ましい。
基材の回転方向の順方向に沿って前記吹出し口が上流側に配置され、前記吸込み口が下流側に配置されているのが好ましい。
【００４３】
前記吸込み口が、前記吹出し口より大きいことが好ましい。
前記吸込み口が、前記吹出し口より２〜５倍の口径を有していることが好ましい。
前記吹出し口の内径は、例えば１〜３ｍｍ程度が好ましい。これに対し、前記吸込み口の内径は、例えば２〜１５ｍｍ程度が好ましい。
これによって、処理済みのガスや反応副生成物が拡散するのを抑制でき、吸込み口に確実に吸い込んで排気することができる。
【００４４】
また、本発明は、基材の裏面の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、基材の外周部が突出するようにして基材をステージで支持し、輻射加熱器から熱光線を前記基材の裏面の外周部又はその近傍に焦点を結ぶように照射して局所加熱するとともに、この局所加熱された部位の近傍には該部位に向かうようにして反応性ガス供給手段の吹出し口を置いてこの吹出し口から不要物除去のための反応性ガスを吹出すことを特徴とする。これによって、上記装置発明と同様に、基材の裏面外周部の不要膜を、表側の膜に影響を与えることなく、効率的に除去することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、基材の裏面外周部を局所的に加熱でき、この局所加熱した部位にその近傍から反応性ガスを吹付けることができる。これによって、当該部位の不要物を効率的に除去することができる。一方、この局所的な部位以外の基材の部分までもが加熱されるのを防止ないしは抑制できる。これによって、基材の表側面の、特に外周部より内側の部分の膜にダメージが及ぶのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって詳述する。図１〜図３は、本発明の第１実施形態を示したものである。はじめに、処理対象の基材９０について説明する。図１及び図２において仮想線で示すように、基材９０は、例えば半導体ウェハーであり、円形の薄板状をなしている。図３に示すように、ウェハ９０の上面すなわち表側面には、例えばフォトレジストからなる膜９２が被膜されている。フォトレジストの吸収波長は、１５００ｎｍ〜２０００ｎｍである。膜９２は、ウェハ９０の上面全体を覆うだけでなく外端面を経て裏面の外周部にまで達している。本発明の基材処理装置は、このウェハ９０の裏面外周部を被処理部位とし、そこの膜９２ｃを不要物として除去するものである。
【００４７】
図１及び図２に示すように、基材処理装置は、フレーム５０と、ウェハ９０を支持する基材支持手段としてのステージ１０と、輻射加熱器としてのレーザ加熱器２０と、反応性ガス供給手段としてのプラズマノズルヘッド３０と、を備えている。
【００４８】
フレーム５０は、有孔円盤状の底板５１と、この底板５１の外周から上に突出する筒状の周壁５２を有して、断面Ｌ字状の環状をなし、図示しない架台に固定されている。
【００４９】
フレーム５０の内側には、これに囲まれるようにして、ステージ１０が配置されている。ステージ１０は、フレーム５０と同心で周壁５２より小径の平面視円形状をなし、その周側面は、下に向かって縮径するテーパ状をなしている。ステージ１０は、図示しない回転駆動機構に接続され、中心軸１１まわりに回転されるようになっている。なお、ステージ１０を固定する一方、回転駆動機構をフレーム５０に接続し、このフレーム５０を回転させるようになっていてもよい。
【００５０】
ステージ１０の上面１０ａ（支持面、表側面）に、処理すべきウェハ９０が、中心を一致させて水平に設置されるようになっている。
ステージ１０の上面すなわちウェハ９０を支持する支持面１０ａの直径は、円形をなすウェハ９０の直径より僅かに小さい。したがって、ウェハ９０は、ステージ１０に設置された状態においてその外周部の全周がステージ１０よりも少しだけ径方向外側へ突出するようになっている。突出量は、例えば３〜５ｍｍである。これによって、ウェハ９０の裏面は、外周の狭い部分が全周にわたって露出（開放）される一方、それより内側の部分すなわち上記狭い外周部を除く裏面の大部分がステージ１０の上面に当接し、覆い隠されている。
図示は省略するが、ステージ１０には、真空式又は静電式の吸着チャック機構が組み込まれている。この吸着チャック機構によってウェハ９０をステージ１０の支持面１０ａに吸着し固定するようになっている。吸着チャック機構は、ステージ１０の上面の全域に設けてもよく、ステージ１０の外周部（ウェハ９０の外周突出部のすぐ内側の部分）にのみ設け、中央部には設けないことにしてもよい。吸着チャック機構をステージ１０の外周部だけに設けることにすれば、吸着に起因するパーティクルを低減することができる。
【００５１】
ステージ１０上に設置されたウェハ９０の裏面外周部すなわち被処理部位の在る位置が、被処理位置Ｐとなる。この被処理位置Ｐは、ステージ１０の上面１０ａを径方向外側へ延長した仮想面（延長面）上に位置する。
【００５２】
ステージ１０の材質には、熱伝導性が良くメタルコンタミ等の起きないものとして例えばアルミが用いられている。反応性ガスに対する耐食性確保のために、表面に陽極酸化によるアルミナ層を設け、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂を浸透させることにしてもよい。
【００５３】
ステージ１０の内部は、空洞であり、そこが冷媒室４１（吸熱手段）になっている。冷媒室４１は、十分な内容積を有している。冷媒室４１には、冷媒供給路４２と冷媒排出路４３が連なっている。これら路４２，４３は、中心軸１１の内部を通ってステージ１０から延出されている。冷媒供給路４２の上流端は、図示しない冷媒供給源に接続されている。冷媒供給源は、冷媒として例えば水を、冷媒供給路４２を介して冷媒室４１に供給する。これによって、冷媒室４１内は水で充填されている。水温は、常温でよい。また、適宜、冷媒排出路４３から排出するとともに、新たに冷媒供給路４２から供給を行なう。排出した冷媒は、冷媒供給源に戻し、再冷却する等して循環させてもよい。
冷媒として、水に代えて、空気、ヘリウム等を用いてもよい。圧縮流体にして冷媒室４１に勢いを付けて送り込み、冷媒室４１の内部で流動させることにしてもよい。
吸熱手段としてステージ１０にペルチェ素子を埋め込んでもよい。
吸熱手段は、ステージ１０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）に設ければよく、中央部には設けなくてもよい。
【００５４】
ステージ１０は、フレーム５０の底板５１より上方であって周壁５２の略中間の高さに位置するとともに、底板５１の内周より大径をなしており、これにより、ステージ１０の下側（裏側）の径方向内側に底板５１の内端縁が入り込んでいる。ステージ１０の下面と底板５１の内端縁との間には、ラビリンスシール６０が設けられている。ラビリンスシール６０は、上下一対のラビリンスリング６１，６２を有している。上側のラビリンスリング６１は、ステージ１０と同心の多重環状をなす複数の垂下片６１ａを有して、ステージ１０の下面に固定されている。下側のラビリンスリング６２は、フレーム５０ひいてはステージ１０と同心の多重環状をなす複数の突出片６２ａを有して、フレーム５０の底板５１の上面に固定されている。上下のラビリンスリング６１，６２の垂下片６１ａと突出片６２ａどうしが、互い違いに噛み合っている。
フレーム５０と、ステージ１０と、ラビリンスシール６０の間に、環状の空間５０ａが画成されている。
【００５５】
フレーム５０の底板５１には、ラビリンスリング６２の谷部から延びる吸引路５１ｃが形成されている。吸引路５１ｃは、配管を介して真空ポンプや排気処理系等からなる吸引排気装置（図示せず）に接続されている。これら吸引路５１ｃと配管と吸引排気装置とは、「環状空間の吸引手段」を構成している。
【００５６】
フレーム５０の底板５１のラビリンスリング６２より径方向外側の部分には、ステージ１０の外周縁の下側に離れて、レーザ加熱器２０の照射ユニット２２（照射部）が取り付けられている。
レーザ加熱器２０は、点状光源であるレーザ光源２１と、このレーザ光源２１に光ファイバケーブル等の光伝送系２３を介して光学的に接続された上記照射ユニット２２を有している。レーザ光源２１は、例えば、ＬＤ（半導体）レーザ光源が用いられており、発光波長８０８ｎｍ〜９４０ｎｍのレーザ（熱光線）を出射するようになっている。発光波長は、基材９０に被膜されたフォトレジスト膜９２の吸収波長に対応する範囲に設定してもよい。
レーザ光源２１は、ＬＤに限られず、ＹＡＧ、エキシマ等の種々の形式のものを用いてもよい。できればレーザの波長が膜９２に吸収されやすい可視光以降のものを用い、より好ましくは膜９２の吸収波長に合ったものを用いるとよい。
光源２１をユニット２２の内部に収容し、光ファイバ等の光伝送系２３を省略してもよい。
【００５７】
レーザ照射ユニット２２は、前記被処理位置Ｐに対しプラズマノズルヘッド３０よりも相当大きく離れている。図２に示すように、レーザ照射ユニット２２は、フレーム５０ひいてはステージ１０の周方向に等間隔ごとに離れて複数（図では３つ）設けられている。図１に示すように、レーザ照射ユニット２２は、前記被処理位置Ｐを通り前記延長面と直交する線Ｌ１上に配置されている。レーザ照射ユニット２２のレーザ照射方向は、上記線Ｌ１に沿って真上に向けられ、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の外周部と直交（交差）するようになっている。
【００５８】
レーザ照射ユニット２２には、凸レンズやシリンドリカルレンズ等の光学部材が収容されており、図３に示すように、光源２１から送られて来たレーザＬを前記被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の裏面外周部へ向けて収束させるようになっている。さらに、レーザ照射ユニット２２には、焦点調節機構が組み込まれており、この焦点調節機構によってレーザの焦点をちょうど被処理位置Ｐに合わせられるだけでなく、被処理位置Ｐに対し若干上下にずらすこともできるようになっている。
光伝送系２３と照射ユニット２２によって、光源２１からの熱光源を被処理位置の近傍まで発散しないように伝送し被処理位置へ向けて収束照射する「光学系」が構成されている。
【００５９】
図１に示すように、フレーム５０の周壁５２には、プラズマノズルヘッド３０が取り付けられている。プラズマノズルヘッド３０は、被処理位置Ｐに対しステージ１０の径方向外側に配されており、レーザ照射ユニット２２とは被処理位置Ｐに対し互いに異なる方向に配置されている。図２に示すように、プラズマノズルヘッド３０は、ステージ１０の周方向に等間隔ごとに離れてレーザ照射ユニット２２と同数（図では３つ）だけ設けられ、しかも、レーザ照射ユニット２２と同じ周位置またはレーザ照射ユニット２２よりウェハ回転方向の若干下流側に対をなすようにして配置されている。
【００６０】
プラズマノズルヘッド３０は、段々に先細になる段付き円柱状をなし、軸線をステージ１０の径方向に沿うように水平に向けて配置されている。図１に示すように、プラズマノズルヘッド３０には、一対の電極３１，３２が収容されている。これら電極３１，３２は、二重環状をなし、両者の間に環状をなす常圧の空間３０ａが形成されている。少なくとも一方の電極３１，３２の対向面には固体誘電体が被膜されている。
【００６１】
内側の電極３１に、図示しない電源（電界印加手段）が接続され、外側の電極３２が接地されている。上記電源は、電極３１に例えばパルス状の電圧を出力するようになっている。このパルスの立上がり時間及び／又は立下り時間は、１０μｓ以下、電極間空間３０ａでの電界強度は１０〜１０００ｋＶ／ｃｍ、周波数は０．５ｋＨｚ以上であることが望ましい。なお、パルス電圧に代えて、正弦波等の連続波状電圧等を出力するようになっていてもよい。
【００６２】
電極間空間３０ａのステージ１０側とは反対側を向く基端部（上流端）には、図示しないプロセスガス供給源が接続されている。プロセスガス供給源は、プロセスガスとして例えば酸素等を貯え、これを適量ずつ電極間空間３０ａに供給するようになっている。
【００６３】
図３に最も良く示されているように、プラズマノズルヘッド３０のステージ１０側を向く先端部には、円板形状をなす樹脂製の吹出し口形成部材３３が設けられている。この吹出し口形成部材３３の中央部に、吹出し口３０ｂが形成されている。吹出し口３０ｂは、電極間空間３０ａのステージ１０側を向く下流端と連なるとともに、軸線をステージ１０の径方向に沿って水平に向けてステージ１０の上面１０ａの延長面上ないしはそれより僅かに下の高さに位置され、プラズマノズルヘッド３０の先端に開口されている。プラズマズルヘッド３０の先端ひいては吹出し口３０ｂは、被処理位置Ｐの近傍に配置されており、ステージ１０上にウェハ９０を設置すると、その外端縁に極めて近接するようになっている。この吹出し口３０ｂの軸線に沿って、プロセスガスをプラズマ化してなる反応性ガスＧが噴射されるようになっている。この噴射方向は、レーザ加熱器２０のレーザＬの照射方向に対し、直交し（角度をなし）ている。この噴射方向と照射方向の交差部は、ステージ１０上のウェハ９０の突出外周部の裏面上に略位置している。
【００６４】
プラズマノズルヘッド３０の先端面には、先端面形成部材３４と吹出し口形成部材３３の間に吸込み口３０ｃが形成されている。吸込み口３０ｃは、吹出し口３０ｂと近接してこれを囲むように環状をなしている。図１に示すように、吸込み口３０ｃは、プラズマノズルヘッド３０に形成された吸引路３０ｄを介して、上記図示しない吸引排気装置に連なっている。これら吸込み口３０ｃと吸引路３０ｄと吸引排気装置とは、「吹出し口近傍の吸引手段」ないしは「環状空間の吸引手段」を構成している。
プラズマノズルヘッド３０と上記電源と上記プロセスガス供給源と上記吸引排気装置等によって、常圧プラズマ処理装置が構成されている。
【００６５】
上記構成の基材処理装置によって、ウェハ９０の裏面の外周部の膜９２ｃを除去する方法を説明する。
処理すべきウェハ９０を、搬送ロボット等によってステージ１０の上面に中心が一致されるようにして置き、吸着チャックする。ウェハ９０の外周部は、全周にわたってステージ１０の径方向外側に突出することになる。このウェハ９０の突出外周部の裏面上すなわち被処理位置Ｐに焦点を略合わせ、レーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２からレーザＬを出射する。これによって、ウェハ９０の裏面外周部の膜９２ｃをスポット状（局所的）に輻射加熱できる。点集光であるので、レーザエネルギーを被照射部に高密度で付与できる。レーザの波長が膜９２ｃの吸収波長に対応していれば、レーザエネルギーの吸収効率をより高くすることができる。これによって、膜９２ｃのスポット状の被照射部を瞬間的に数百度（例えば６００℃）まで高温化できる。レーザ照射ユニット２２の焦点調節機構によって焦点位置を被処理位置Ｐの上下に若干ずらすことにより、ウェハ９０の裏面外周部上での集光径ひいては被加熱部位の面積や、輻射エネルギの密度ひいては被加熱部位の加熱温度を調節することができる。この結果、処理幅を調節することができる。また、ノッチ部やオリフラ部においては、集光径を大きくすることにより、ノッチ部やオリフラ部の縁にもレーザが当たるようにすることができ、ひいてはノッチ部やオリフラ部の縁の裏側の膜をも確実に除去することができる。
輻射加熱であるので、ウェハ９０の被加熱部位を加熱源に接触させる必要がなく、パーティクルが発生することもない。
一方、ウェハ９０の被加熱部位から径方向内側に熱が伝わって来ても、ステージ１０内の冷媒室４１に充填された水によって吸熱することができる。これによって、ウェハ９０の被加熱部位より内側の部分の温度上昇を抑えることができる。したがって、膜９２の変質を抑えることができるだけでなく、反応性ガスのオゾンがウェハ９０の上面の中央側へ流れ込んで来たとしても、膜９２との反応を抑えることができる。これによって、膜９２にダメージが及ぶのを防止でき、確実に良質に維持することができる。
【００６６】
併行して、プロセスガス供給源からプロセスガス（酸素等）をプラズマノズルヘッド３０の電極間空間３０ａに供給する。また、パルス電源から電極３１にパルス電圧を供給し、電極間空間３０ａにパルス電界を印加する。これにより、電極間空間３０ａで常圧グロー放電プラズマが形成され、酸素等のプロセスガスからオゾン等の反応性ガスが形成される。この反応性ガスが、吹出し口３０ｂから吹出され、ちょうどウェハ９０の裏面の局所加熱された部位に吹付けられ、反応を起こす。これによって、この部位の膜９２ｃをエッチングし、除去することができる。この部位は、局所的に十分高温化されているので、エッチングレートを十分に高めることができる。
【００６７】
更には、吸引手段によって、エッチング処理が行なわれている部位の周辺のガスを吸込み口３０ｃに吸込み、吸引路３０ｄを介して排気できる。この結果、エッチング処理が行なわれている部位の周辺から処理済みの反応性ガスやエッチングによる副生成物を速やかに取り除いてエッチングレートを高めることができる。また、ウェハ９０の表側面へのガス流入を防止でき、表側面の膜９２のダメージを一層確実に防止することができる。
更に、上記吸引手段によって、処理済みの反応性ガス等をウェハ９０の外周部の周辺からラビリンスシール６０方向へ誘導でき、ラビリンスシール６０の隙間から吸引排気できる。ラビリンスシール６０から径方向内側への反応性ガス等の流出も確実に防止することができる。
【００６８】
以上の操作と併行して、回転駆動機構によってステージ１０を回転させる。これによって、ウェハ９０の裏面外周部の膜９２ｃの除去範囲を周方向に進展させることができ、ひいては、裏面外周部の膜９２ｃを全周にわたって除去することができる。
ステージ１０とフレーム５０の間のシールとしてラビリンスシール６０を用いることによって、ステージ１０の回転を、フレーム５０との摩擦無く円滑に行なうことができる。
【００６９】
図４は、図１と同様の装置を用い、ウェハーの外端縁をステージ１０から３ｍｍ突出させ、冷媒室４１内の水温が、５０℃の場合、２３．５℃の場合、５．２℃の場合のそれぞれについて、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハーの表面温度を測定した実験結果を示したものである。レーザ加熱器２０の出力条件は以下の通りである。
レーザ発光波長：８０８ｎｍ
出力：３０Ｗ
局所加熱部位の直径：０．６ｍｍ
出力密度：１００ｗ／ｍｍ２
発振形態：連続波
図４に示す通り、水温が常温の２３．５℃の場合、ウェハー外端縁の被加熱部位の近傍では被加熱部位からの熱伝導により１１０℃程度になるが（被加熱部位では６００℃以上）、そこから僅か３ｍｍ径方向内側の部位では５０℃程度まで下がり、更に径方向内側の中央部分では、５０℃以下に保持され、これにより、たとえ反応性ガスのオゾンがウェハーの表側面の中央部分に流れ込んで来ても反応が起きにくく膜９２のダメージを抑えることができることが確認された。
【００７０】
また、図１と同様の装置を用い、ウェハーの外端縁をステージ１０から３ｍｍ突出させ、レーザ出力を８０Ｗにした場合と１００Ｗにした場合とについて、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハーの表面温度をサーモグラフィで測定した。その他の条件は以下の通りである。
ウェハー直径：３００ｍｍ
局所加熱部位の直径：１ｍｍ
ステージ回転数：３ｒｐｍ
ステージ冷媒室内の水温：２３．５℃
その結果、図５に示すとおり、ウェハー外端縁の被加熱部位の近傍の表面温度は、３００℃前後（被加熱部位では７００〜８００℃程度）であったが、そこから径方向内側へ向かってウェハー温度が急激に下がり、僅か３ｍｍ径方向内側の部位では１００℃を下回った。これにより、ウェハー中央部分の膜のダメージを抑えることができることが確認された。
【００７１】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と対応する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
図６に示す基材処理装置では、プラズマノズルヘッド３０が、被処理部位から離され、レーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２と並ぶようにして、フレーム５０の底板５１に固定されている。プラズマノズルヘッド３０の先端面は、真上に向けられている。フレーム５０の周壁５２には、プラズマノズルヘッド３０の先端開口３０ｂ’から延びる反応性ガス路５２ｂが形成されている。反応性ガス路５２ｂの先端は、周壁５２の内周面に達し、そこに小さな円筒状の吹出しノズル３６が連ねられている。図６の装置においては、この吹出しノズル３６が、吹出し口形成部材を構成し、その内部が吹出し口３６ａを構成している。吹出しノズル３６は、透明で透光性を有する材料、例えばテトラフルオロエチレン−パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等で構成されている。
【００７２】
吹出しノズル３６は、周壁５２の内周から突出するように斜め上に延び、その先端部が、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の突出外周部の裏側に極めて近接するようになっている。これによって、垂直上方を向くレーザ加熱器２０の照射方向に対し、吹出しノズル３６からの吹出し方向が、鋭角をなしてウェハ９０の突出外周部の裏面上で交差するようになっている。（輻射加熱器と吹出し口が、支持面１０ａの延長面より裏側において被処理位置Ｐに対し互いに異なる方向（鋭角をなす方向）に配置されている。）
反応性ガス路５２ｂを有するフレーム５０と、吹出しノズル３６は、プラズマノズルヘッド３０と共に「反応性ガス供給手段」の構成要素となっている。
【００７３】
この構成によれば、吹出しノズル３６がウェハ９０の被処理部位の極めて近傍に配置されているので、そこから吹出されたオゾン等の反応性ガスを高活性なうちに、かつ拡散せず高濃度なうちに被処理部位に確実に到達させることができ、膜９２ｃとの反応効率を向上でき、エッチングレートを高めることができる。また、反応性ガスの吹出し方向がウェハ９０の裏面に対し平行ではなく角度が付いているので、膜９２ｃとの反応効率を一層向上でき、エッチングレートを一層高めることができる。
一方、レーザ加熱器２０からのレーザＬの光路内に吹出しノズル３６が進入するように配置されることになるが、吹出しノズル３６は透光性を有しているためレーザＬを遮ることがない。よって、被処理部位を確実に加熱することができ、高エッチングレートを確保できる。
なお、吹出しノズル３６をレーザＬの光路上から外して配置することにしてもよい。その場合、吹出しノズル３６を透過性材料にする必要はなく、例えば、ステンレス等を用いてもよい。しかし、レーザの反射で高温化し、オゾン濃度が熱反応で低下するおそれを考慮すると、輻射熱吸収性が小さく耐オゾン性も高いテフロン（登録商標）等にて構成するのが好ましい。
【００７４】
図６において、ベースプレートの周壁５２の上面には、段差が形成されており、この段差に断面逆Ｌ字状をなす環状の上部周壁５３が被せられている。上部周壁５３の内端縁は、吹出しノズル３６の近傍、ひいてはステージ１０上のウェハ９０の外端縁の近傍に配置されている。この上部周壁５３の内端縁には、該内端縁に向かって拡開するように開口するとともに周方向の全周にわたる環状溝５３ｃ（吸引口）が形成されている。この環状溝５３ｃにおける吹出しノズル３６と同じ周方向位置の溝底から、吸引路５３ｄが、上部周壁５３の外周へ延びて吸引コネクタ５７に連なり、更には、図示しない吸引排気装置に接続されている。これによって、ウェハ９０の外周部の周辺から処理済み反応性ガスを吸引し排気することができる。
溝５３ｃ、吸引路５３ｄ、吸引排気装置は、「吹出し口近傍の吸引手段」ないしは「環状空間の吸引手段」を構成している。
【００７５】
図７に示す基材処理装置では、プラズマノズルヘッドの構造が既述のものと異なっている。すなわち、図７のプラズマノズルヘッド３０Ｘは、ステージ１０ないしはフレーム５０に対応する大きさの環状をなし、ステージ１０及びフレーム５０の上側にそれらと同心をなすように配置されている。プラズマノズルヘッド３０Ｘは、図示しない昇降機構によってステージ１０及びフレーム５０の上方に大きく離間した退避位置（この状態は図示せず）と、フレーム５０の周壁５２上に載ったセット位置（この状態を図７に示す）との間で昇降可能になっている。プラズマノズルヘッド３０Ｘを退避位置へ上昇させたうえで、ウェハ９０をステージ１０に設置し、その後、プラズマノズルヘッド３０Ｘを降ろしてセット位置にし、処理を行なうようになっている。
【００７６】
プラズマノズルヘッド３０Ｘの内部には、その全周にわたって二重円環状をなす電極３１Ｘ，３２Ｘが収容されている。内側の電極３１Ｘに図示しないパルス電源が接続され、外側の電極３２Ｘが接地されている。これら電極３１Ｘ，３２Ｘの対向面どうしによって、プラズマノズルヘッド３０Ｘの全周にわたる環状をなす狭い空間３０ａｘが形成されている。この電極間空間３０ａｘの上端部（上流端）の周方向の全周にわたって均等に、図示しないプロセスガス供給源からの酸素等のプロセスガスが導入され、電極間空間３０ａｘ内の常圧グロー放電によってプラズマ化され、オゾン等の反応性ガスが生成されるようになっている。電極３１Ｘ，３２Ｘの少なくとも一方の対向面には固体誘電体層が被膜されていることは、既述のプラズマノズルヘッド３０と同様である。
【００７７】
プラズマノズルヘッド３０Ｘの底部には、電極間空間３０ａｘの下端部（下流端）から斜めに延びる反応性ガス路３０ｂｘ’が形成されている。一方、フレーム５０の周壁５２にも縦に延びる反応性ガス路５２ｂが形成されており、プラズマノズルヘッド３０Ｘをセット位置にすると、両反応性ガス路３０ｂｘ’，５２ｂが連続するようになっている。
【００７８】
フレーム５０の反応性ガス路５２ｂの下端部（下流端）には、透光性材料ならなる吹出しノズル３６の基端部が連ねられている。吹出しノズル３６は、フレーム５０の径方向に沿って水平をなすようにして周壁５２に埋め込まれ、先端部が、周壁５２の内端面から突出されている。これにより、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の外周部の裏側直近に位置するようになっている。吹出しノズル３６は、レーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２と同じ周方向位置に一対一に対応するように、周方向に互いに離間してレーザ照射ユニット２２と同数だけ配置されている。これによって、電極間空間３０ａｘで生成された反応性ガスが、反応性ガス路３０ｂｘ’，５２ｂを通って吹出しノズル３６から吹出され、レーザ加熱器２０で局所加熱された膜９２ｃ部分に当たり、これをエッチングし除去するようになっている。レーザＬの光路と吹出しノズル３６が干渉していても、図６の実施形態と同様に、吹出しノズル３６が透光性を有しているので、レーザＬが遮られることはない。
【００７９】
プラズマノズルヘッド３０Ｘの底部の径方向内側の部分には、カバーリング３７が設けられている。プラズマノズルヘッド３０Ｘがセット位置にあるとき、このカバーリング３７のテーパ状をなす外端面と、フレーム５０の周壁５２の内周面の上側部分との間に、吸込み口３０ｃｘが形成されるようになっている。吸込み口３０ｃｘは、ステージ１０上のウェハ９０の外端縁のちょうど上方に位置されている。吸込み口３０ｃｘは、その奥に連なる吸込み路３０ｄｘ等を介して、図示しない吸引排気装置に接続されている。これによって、ウェハ９０の外周部の周辺から処理済み反応性ガスを吸引し排気することができる。
吸込み口３０ｃｘ、吸込み路３０ｄｘ、吸引排気装置は、「吹出し口近傍の吸引手段」ないしは「環状空間の吸引手段」を構成している。
カバーリング３７は、吸込み口形成部材を構成している。
【００８０】
図８に示す基材処理装置は、図６の基材処理装置の全体と、図７の環状プラズマノズルヘッド３０Ｘとを組み合わせたものである。したがって、図８の装置においては、下側と上側に２種類のプラズマノズルヘッド３０，３０Ｘが設けられている。下側のプラズマノズルヘッド３０は、既述の実施形態と同様、ウェハ９０の裏面外周部の膜９２ｃを除去するためのものである。これに対し、上側のプラズマノズルヘッド３０Ｘは、ウェハ９０の表側面の外周部及び外端面の膜９２（図３参照）を除去するためのものである。このため、図８の基材処理装置のプラズマノズルヘッド３０Ｘの底部には、図７のものとは異なり、電極間空間３０ａｘから真っ直ぐ下に延びて底面に開口する吹出し口３０ｂｘが形成されている。吹出し口３０ｂｘは、プラズマノズルヘッド３０Ｘの周方向の全周にわたる環状をなしている。プラズマノズルヘッド３０Ｘをセット位置にすると、吹出し口３０ｂｘが、ステージ１０上の基材のちょうど外周部の直ぐ上に配置されるようになっている。電極間空間３０ａｘからの反応性ガスは、吹出し口３０ｂｘから真っ直ぐ下に吹出され、ウェハ９０の表側面の外周部に吹き付けられるとともに、一部はウェハ９０の外端面に回り込む。これによって、ウェハ９０の表側面の外周部及び外端面の膜９２についても、エッチングし除去することができる。吹出し口３０ｂｘは、環状をなしてウェハ９０の外周の全周にわたっているので、反応性ガスをウェハ９０の外周の全周に一度に吹付けることができ、効率的にエッチングすることができる。また、ウェハ９０の表側面と裏面の膜種に応じて上下のプラズマノズルヘッド３０Ｘ，３０用のプロセスガス成分を異ならせることもできる。
【００８１】
吹出し口３０ｂｘは、吸込み口３０ｃｘの幅方向の中央に配置されている。吸込み口３０ｃｘは、この吹出し口３０ｂｘを挟んで内周側と外周側とに分かれており、この内周側の吸込み口部分と外周側の吸込み口部分からそれぞれ吸込み路３０ｄｘが延び、図示しない吸引排気装置に連なっている。
【００８２】
図９に示す基材処理装置は、プラズマノズルヘッド３０とレーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２との配置関係が、図１のものと異なっている。すなわち、図９の装置では、プラズマノズルヘッド３０が、先端面ひいては吹出し口３０ｂを真上に向け、フレーム５０の底板５１に固定されている。吹出し口３０ｂは、ステージ１０上に設置されたウェハ９０の外周縁の下側に近接して配置され、反応性ガスをウェハ９０の裏面外周部と直交する方向に吹出すようになっている（被処理位置Ｐを通り支持面１０ａの延長面と直交する線上に配置されている）。
【００８３】
図１０に拡大して示すように、プラズマノズルヘッド３０の先端面の吹出し口３０ｂよりステージ１０側の部位には、板状の全反射部材２５が設けられている。全反射部材２５のステージ１０側とは逆側の面は、上に向かってステージ１０側へ傾く斜面になっている。この斜面が、レーザ等の光を全反射する全反射面２５ａとなっている。
【００８４】
一方、レーザ照射ユニット２２は、プラズマノズルヘッド３０の径方向外側に離れ、レーザ照射方向を径方向内側へ向けるように軸線を横にして、フレーム５０の周壁５２に固定されている。レーザ照射ユニット２２から照射されたレーザＬは、反射面２５ａに当たって斜め上へ反射され、ウェハ９０の裏面の外周部に当たるようになっている。これにより、ウェハ９０の裏面外周部を局所的に加熱することができる。
【００８５】
なお、プラズマノズルヘッド３０の上端部の部材３４等は、レーザＬを透過するように透光性材料にて構成してもよい。
レーザ照射ユニット２２からのレーザが線状でなく、反射面２５ａに向かって収光する円錐状の場合、プラズマノズルヘッド３０を下げてウェハ９０から離すとともにその分だけ全反射部材２５を厚くし、レーザがプラズマノズルヘッド３０に干渉しないようにしてもよい。
【００８６】
図９に示すように、フレーム５０の周壁５２の上端部には、その内周の全周に沿うリング状をなすカバー部材８０が設けられている。カバー部材８０は、水平な円板形状をなして周壁５２から径方向内側へ延びる水平部８１と、この水平部８１の内端縁の全周から垂下された筒形状の垂下部８２を有し、断面Ｌ字状をなしている。カバー部材８０は、図示しない昇降機構によって周壁５２の上方に大きく離間した退避位置（この状態は図示せず）と、水平部８１の外周面が周壁５２の内周面に当接するセット位置（この状態を図９に示す）との間で昇降可能になっている。ウェハ９０をステージ１０に載せたり取り出したりするときは、カバー部材８０が退避位置に位置され、ウェハ９０の処理時は、カバー部材８０がセット位置に位置される。
【００８７】
セット位置において、カバー部材８０の水平部８１の内端縁及び垂下部８２は、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上のウェハ９０の外周部の上方に配置され、ウェハ９０の外周部と協働して環状空間５０ａの上方を覆っている。カバー部材８０と周壁５２との間には、環状空間５０ａに一体に連なる空間５０ｂが形成されている。垂下部８２の下端部は、ウェハ９０の僅かに上に配置され、垂下部８２とウェハ９０の間の隙間８２ａ（図１０）が非常に狭くなるようになっている。これによって、ウェハ９０の外周部に当たった後の処理済みの反応性ガスを、空間５０ａ，５０ｂ内に確実に閉じ込めることができ、ウェハ９０の上面の中央部側へ流れていくのを防ぐことができる。ひいては、この上面の膜９２がダメージを受けるのを防止することができる。カバー部材８０と周壁５２との間の空間５０ｂは、カバー部材８０の吸引コネクタ５５等を介して図示しない吸引排気装置に接続されている。これによって、空間５０ａ，空間５０ｂ内の処理済みガスを吸引排気することができる。
吸引コネクタ５５や吸引排気装置は、「環状空間の吸引手段」を構成している。
【００８８】
図１１に示す基材処理装置は、反応性ガス供給手段の反応性ガス供給元として、既述実施形態の常圧グロー放電式のプラズマノズルヘッド３０，３０Ｘに代えて、オゾナイザー７０が用いられている。オゾナイザー７０のオゾン生成方式は、無声放電、沿面放電等、種類を問わない。オゾナイザー７０は、フレーム５０から離間して設置されている。このオゾナイザー７０からオゾン供給管７１が延び、このオゾン供給管７１が、フレーム５０のレーザ照射ユニット２２より径方向外側の底板５１に設けられた供給コネクタ７２を介して、フレーム５０の周壁５２の反応性ガス路５２ｂに連なっている。なお、供給コネクタ７２は、レーザ照射ユニット２２と同じ周方向位置に一対一に対応するように、周方向に等間隔ごとにレーザ照射ユニット２２と同数（例えば５つ）だけ配置されており、オゾン供給管７１が分岐して各供給コネクタ７２に接続されている。各供給コネクタ７２から反応性ガス路５２ｂが延びている。
【００８９】
反応性ガス路５２ｂが周壁５２の内周面に達し、そこから透光性の吹出しノズル３６が斜め上に突出し、この吹出しノズル３６の先端部が、ステージ１０上に設置されたウェハ９０の突出外周部の裏側に極めて近接するようになっていることは、図６のものと同様である。
オゾナイザー７０、オゾン供給管７１、供給コネクタ７２、反応性ガス路５２ｂを有するフレーム５０、及び吹出しノズル３６は、それぞれ「反応性ガス供給手段」の構成要素となっている。
【００９０】
オゾナイザー７０で生成された反応性ガスとしてのオゾンは、オゾン供給管７１、供給コネクタ７２、反応性ガス路５２ｂを順次経て、吹出しノズル３６から吹出される。吹出しノズル３６がウェハ９０の裏面外周部の極めて近傍に配置されているので、オゾンが拡散も失活もしないうちにこのウェハ９０の裏面外周部に確実に当てて膜９２ｃを効率的に除去できること、及び、吹出しノズル３６がレーザ加熱器２０からのレーザＬの光路と干渉していても、レーザＬは吹出しノズル３６を透過でき、ウェハ９０の被処理部位を確実に加熱できることは、図６のものと同様である。また、処理済みのオゾンは、吸引手段すなわち吹出しノズル３６の近傍の吸引路５３ｄ、吸引コネクタ５７等の排気経路か、或いは、空間５０ａ、ラビリンスシール６０の隙間、吸引路５１ｃ等の排気経路を経て、図示しない吸引排気装置にて吸引排気されることは、図１及び図６のものと同様である。
【００９１】
上部周壁５３の上方には、カバー部材８０が設けられている。このカバー部材８０は、図９のものと同様に、図示しない昇降機構によって上方への退避位置（図１１において仮想線で示す）とセット位置（同図において実線で示す）との間で昇降可能になっている。セット位置のカバー部材８０は、上部周壁５３の上面に当接されるとともに径方向内側へ延出し、その内端部の垂下部８２が、ステージ１０の外周縁の上方に位置されている。これによって、カバー部材８０は、それ単独で環状空間５０ａを覆っている。これによって、図９のものと同様に、処理済みのオゾンが、ウェハ９０の上面の中央部側へ流れていくのが防止されている。
【００９２】
図１２に示す基材処理装置は、輻射加熱器として、既述実施形態のレーザ加熱器２０に代えて、赤外線加熱器１２０が用いられている。図１２及び図１３に示すように、赤外線加熱器１２０は、ハロゲンランプ等の赤外線ランプ１２１からなる光源と、収束照射用の光学系１２２を有し、フレーム５０の周方向の全周にわたる環状をなしている。すなわち、赤外線ランプ１２１は、フレーム５０の周方向の全周にわたる環状光源であり、光学系１２２もフレーム５０の周方向の全周にわたって配置されている。光学系１２２は、パラボリック反射鏡、凸レンズ、シリンドリカルレンズ等の集光系やバンドパスフィルタ等の波長抽出部等にて構成され、更に焦点調節機構が組み込まれている。光学系１２２は、赤外線ランプ１２１からの赤外線をバンドパスフィルタに通すとともにパラボリック反射鏡やレンズ等の集光系で集光し、ウェハ９０の裏面の外周の全周に収束させるようになっている。これによって、裏面外周部の膜９２ｃを局所的に、しかも全周にわたって一度に加熱することができる。赤外線ランプ１２１としては、遠赤外線ランプを用いてもよく、近赤外線ランプを用いてもよい。発光波長は、例えば７６０ｎｍ〜１００００ｎｍであり、この中から膜９２ｃの吸収波長に合った光をバンドパスフィルタで抽出する。これによって、膜９２ｃの加熱効率を一層高めることができる。
【００９３】
赤外線加熱器１２０の内部には、全周にわたってランプ冷却路１２５が形成されており、このランプ冷却路１２５に冷媒往路１２６及び復路１２７を介して図示しない冷媒供給源が接続され、冷媒が循環されるようになっている。これによって、赤外線加熱器１２０を冷却することができる。冷媒として例えば水、空気、ヘリウムガス等が用いられている。空気や水を用いる場合は、復路１２７から冷媒供給源に戻さずに排出することにしてもよい。この加熱器冷却用の冷媒供給源は、基材吸熱用の冷媒供給源と共用してもよい。
ランプ冷却路１２５と往路１２６と復路１２７と加熱器冷却用冷媒供給源は、「輻射加熱器冷却手段」を構成している。
【００９４】
反応性ガス供給手段の反応性ガス供給元としては、図１１の装置と同様にオゾナイザー７０が用いられている。オゾナイザー７０は、オゾン供給管７１を介してフレーム５０の複数の供給コネクタ７２に連なっている。供給コネクタ７２の数は、比較的多く、例えば８つである。これら供給コネクタ７２が、周壁５２の外周面の上側部分の周方向に等間隔ごとに離れて配置されている。
【００９５】
周壁５２の上側部は、吹出し路及び吹出し口形成部材として提供されている。すなわち、周壁５２の上側部には、これら供給コネクタ７２に連なる反応性ガス路７３が、径方向内側へ向かって水平に、しかも周方向の全周にわたって環状に形成されている。反応性ガス路７３は、周壁５２の内周の全周に開口し、そこが環状の吹出し口７４となっている。この吹出し口７４の高さは、ステージ１０の上面ひいてはその上に設置されるべきウェハ９０の裏面より僅かに下に位置し、しかも当該ウェハ９０の外周縁に近接してその全周を囲むように配置されている。
【００９６】
オゾナイザー７０からのオゾンは、反応性ガス路７３の各供給コネクタ７２接続位置に導入され、反応性ガス路７３の周方向の全体に拡がりながら吹出し口７４の全周から径方向内側に吹出される。これによって、オゾンをウェハ９０の裏面外周部の全周に一度に吹付けることができ、全周の膜９２ｃを効率的に除去することができる。
なお、この図１２の装置においては、上記のようにウェハ９０全周を一度に処理できるので、ステージ１０の回転は必ずしも必要でないが、処理を周方向に均一化させるために回転させるのが好ましい。
【００９７】
図１２の装置では、カバー部材８０をセット位置に位置させると、周壁５２の上面との間の全周にわたって吸引路５３ｄが形成されるようになっている。この吸引路５３ｄが、カバー部材８０に設けられた吸引コネクタ５７等を介し、図示しない吸引排気装置に連なっており、これによって、ウェハ９０の外周部の周辺から処理済み反応性ガスを吸引し排気することができる。
【００９８】
図１４は、図１２と同様の装置を用い、ウェハーの外端縁をステージ１０から３ｍｍ突出させ、冷媒室４１内の水温が５℃の場合、２０℃の場合、５０℃の場合のそれぞれについて、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハーの表面温度を測定した実験結果を示したものである。赤外線加熱器１２０の出力条件は以下の通りである。
光源：環状ハロゲンランプ
収束用光学系：パラボリック反射鏡
発光波長：８００〜２０００ｎｍ
出力：２００Ｗ
局所加熱部位の幅：２ｍｍ
図１４に示す通り、水温が常温の２０℃の場合、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍では被加熱部位からの熱伝導により８０℃程度になるが（被加熱部位では４００℃以上）、そこから９ｍｍ以上径方向内側の部位では５０℃以下の低温に保持され、膜のダメージを抑えることができることが確認された。
【００９９】
ところで、図１５に示すように、オゾンが分解して得られる酸素原子ラジカルの寿命は、温度に依存し、２５℃付近では十分に長いが、５０℃付近では半減してしまう。一方、膜９２ｃとの反応確保のために加熱を行なっているため、オゾンの吹出し路の温度が上昇するおそれがある。
【０１００】
そこで、図１６に示す基材処理装置には、吹出し路冷却（温調）手段が設けられている。すなわち、吹出し路形成部材としてのフレーム５０の周壁５２の内部に反応性ガス冷却路１３０が設けられ、この反応性ガス冷却路１３０に冷媒往路１３１及び復路１３２を介して図示しない冷媒供給源が接続され、冷媒が循環されるようになっている。冷媒として例えば水、空気、ヘリウムガス等が用いられている。空気や水を用いる場合は、復路１３２から上記冷媒供給源に戻さずに排出することにしてもよい。この吹出し路冷却用の冷媒供給源は、基材吸熱用の冷媒供給源と共用してもよい。これによって、反応性ガス路５２ｂ内を通るオゾンを冷却することができ、酸素原子ラジカル量の減少を抑え、活性を維持することができる。ひいては、膜９２ｃの除去処理効率を向上させることができる。
この図１６の基材処理装置では、反応性ガス供給元として図１１等と同じオゾナイザーを用いているが、図６等のプラズマノズルヘッド３０を用いた装置に反応性ガス冷却路１３０を設け、反応性ガス路５２ｂの冷却を行なうことにしてもよい。
【０１０１】
ステージ１０ひいてはその上に設置されたウェハ９０の中心の上方には、不活性ガス吹付け部材として不活性ガスノズル１４０が、吹出し口を真下に向けて設けられている。不活性ガスノズル１４０の上流端は、図示しない不活性ガス供給源に連なっている。この不活性ガス供給源から不活性ガスとして例えば窒素ガスが不活性ガスノズル１４０に導入され、その吹出し口から吹出されるようになっている。吹出された窒素ガスは、ウェハ９０の上面に沿って中心から径方向外側へ放射状に拡散していく。やがて、窒素ガスは、ウェハ９０の上面の外周部付近とカバー部材８０との間の隙間８２ａに達し、一部は、そこを通ってウェハ９０の裏側に回り込もうとする。この窒素ガスの流れによって、ウェハ９０の外周部の裏側周辺の処理済み反応性ガスが、基材の表側へ回り込むのを防止でき、ひいては、隙間８２ａから外に漏れ出るのを確実に防止することができる。
なお、不活性ガスノズル１４０は、ウェハ９０をステージ１０に設置したり取り出したりするときは、邪魔にならないように退避されるようになっている。
【０１０２】
図１６の基材処理装置では、輻射加熱器としてレーザ加熱器２０を用いているが、これに代えて、図１７に示すように、赤外線加熱器１２０を用いてもよい。なお、この赤外線加熱器１２０は、図１２のものと同様に、環状をなしてフレーム５０の全周にわっている。
【０１０３】
図１８に示す基材処理装置は、オゾナイザー７０からの供給コネクタ７２が、フレーム５０の底板５１のレーザ照射ユニット２２とラビリンスシール６０との間に配置されている。この供給コネクタ７２に吹出し路形成部材としての管状の吹出しノズル７５が連なっている。吹出しノズル７５は、供給コネクタ７２から真っ直ぐ上へ延びてステージ１０の周側面の底部付近に突き当たるとともに折曲し、ステージ１０の周側面のテーパに沿って斜め上方へ延びている。吹出しノズル７５の先端の開口は、吹出し口となり、ステージ１０の周側面の上縁近傍に位置されている。この吹出し口が、ステージ１０上に設置されたウェハ９０の裏面外周部に臨み、膜９２ｃへオゾンを吹出すようになっている。
【０１０４】
この構成によれば、ステージ１０内部の冷媒室４１に冷媒を通されることにより、ウェハ９０が吸熱冷却されるだけでなく、吹出しノズル７５をも冷却することができる。これによって、基材吸熱手段が、吹出し路冷却（温調）手段を兼ねている。したがって、図１６における反応性ガス冷却路１３０等を形成する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
なお、ステージ１０の周側面又は吹出しノズル７５の外周面には、ステージ１０の回転による摩擦を低減するためのグリース等の摩擦低減材を塗るのが好ましい。
【０１０５】
図１９に示す基材処理装置では、ステージ１０の上面の外周部の全周に段差１２が形成されている。これによって、ウェハ９０を設置すると、段差１２とウェハ９０との間に凹部（ガス溜まり）１２ａが形成される。この凹部１２ａは、ステージ１０の全周にわたるとともに径方向外側へ開口している。凹部１２ａの径方向に沿う深さは、例えば３〜５ｍｍ程度である。
【０１０６】
吹出しノズル３６から吹出されたオゾンは、この凹部すなわちガス溜まり１２ａ内に入り込んで、一時滞留することになる。これによって、オゾンとウェハ９０の裏面外周部の膜９２ｃとの反応時間を十分に確保することができ、処理効率を高めることができる。
【０１０７】
図２０に示す基材処理装置では、ステージ１０の外周部の径方向外側に、囲い１５０が設けられている。囲い１５０のステージ１０側を向く内周側壁には、基材挿入孔１０ａが形成されている。ステージ１０上に設置したウェハ９０の突出外周部が、この基材挿入孔１０ａを通して、囲い１５０の内部に挿入されている。囲い１５０の外周側壁には、プラズマノズルヘッド３０の先端部が貫通されており、これにより、反応性ガスの吹出し口が囲い１５０の内部に配置されている。一方、輻射加熱器として、例えばレーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２が、囲い１５０の下側に離れて、すなわち囲い１５０の外部に配置されている。
【０１０８】
囲い１５０は、例えば石英、ホウケイ酸ガラス、透明樹脂等の透光性材料にて構成されている。これによって、レーザ照射ユニット２２からのレーザ光線Ｌは、囲い１５０の底板を透過して、ウェハ９０の裏面外周部に局所的に照射される。これによって、このウェハ９０の裏面外周部を局所輻射加熱することができる。一方、プラズマノズルヘッド３０で生成された酸素ラジカルやオゾン等の反応性ガスは、囲い１５０の内部に吹出され、上記局所加熱された部位に当たり、そこの膜９２ｃを確実に除去することができる。処理済みの反応性ガスは、囲い１５０によって外部へ漏出するのが防止される。そして、プラズマノズルヘッド３０の吸込み口から吸引排気される。
なお、囲い１５０は、少なくともレーザ照射ユニット２２と面する底板を透光性材料にて構成されていればよい。
【０１０９】
図２１は、輻射加熱器の光学系の他の態様を示したものである。レーザ加熱器２０の光源２１には、その出射光をウェハ９０の外周部へ有線伝送する光学系として光ファイバケーブル２３（導波管）が光学的に接続されている。光ファイバケーブル２３は、多数の光ファイバの束にて構成されている。これら光ファイバの束が、レーザ光源２１から延び出るとともに、複数方向に分岐し、複数の分岐ケーブル２３ａとなっている。各分岐ケーブル２３ａは、１本の光ファイバで構成されていてもよく、複数の光ファイバの束で構成されていてもよい。これら分岐ケーブル２３ａの先端部は、ステージ１０の外周部へ延び、ステージ１０の周方向に沿って互いに等間隔ごとに離れて配置されている。各分岐ケーブル２３ａの先端部は、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の裏面外周部の近傍の真下においてウェハ９０と直交して対峙するように上向きで配置されている。各分岐ケーブル２３ａの先端部と一対一に対応するようにしてプラズマノズルヘッド３０が横向きに設けられている。図示は省略するが、各分岐ケーブル２３ａの先端部にレーザ照射ユニット２２を設けるのが好ましい。
【０１１０】
この構成によれば、光源２１からのレーザは、光ファイバケーブル２３によってウェハ９０の裏面外周部へ向けて発散されることなく伝送される。しかも、分岐ケーブル２３ａによって周方向の異なる位置に分配伝送される。そして、各分岐ケーブル２３ａの先端面から上へ出射される。これによって、ウェハ９０の裏面外周部に、その近傍からレーザ照射を行なうことができる。また、１つの点状光源２１からの点状レーザ光をウェハ９０の周方向の複数箇所に分配照射できる。これによって、これら複数箇所を同時に加熱して膜除去することができる。
さらに、光源２１の配置場所を自由に設定することができる。光ファイバの配索も容易である。
なお、分岐ケーブル２３ａの先端にシリンドリカルレンズ等の収束用の光学部材を設け、出射光が収束されるようにしてもよい。光源２１を複数設け、各光源２１からの光ファイバケーブル２３ごとに所定の周方向位置へ向けて延出させることにしてもよい。ウェハ９０に対し、光ファイバの先端部を斜めにし、プラズマノズルヘッド３０の吹出し口を真下に置くなど、光ファイバの先端部と吹出し口との配置関係は種々のアレンジが可能である。勿論、プラズマノズルヘッド３０に代えてオゾナイザー７０を用いてもよく、レーザ光源２１に代えて赤外線ランプを用いてもよい。
【０１１１】
図２２は、図６等に示す装置の吹出しノズル３６等の吹出し口形成部材の改変態様を示したものである。図２２（ａ）に示すように、この吹出しノズル３６Ｘの周壁には、旋回流形成部として、細孔状をなす旋回導孔３６ｂが、周方向に互いに等間隔ごとに離れて複数（例えば４つ）形成されている。旋回導孔３６ｂは、ノズル３６Ｘの内周すなわち吹出し口３６ａの内周面の略接線方向に延びるようにして、ノズル３６Ｘの周壁を外周面から内周面へ貫通している。しかも同図（ｂ）に示すように、ノズル３６Ｘの周壁の外周面から内周面へ（すなわち径方向内側へ）向かうにしたがって、ノズル３６Ｘの先端方向に傾いている。各旋回導孔３６ｂの外周側の端部は、吹出し路５２ｂに連なり、内周側の端部は、吹出し口３６ａに連なっている。したがって、旋回導孔３６ｂは、吹出し路５２ｂと吹出し口３６ａの連通路ないしは吹出し口の上流側の路部分を構成している。
【０１１２】
この吹出しノズル３６Ｘによれば、吹出し路５２ｂからの反応性ガスを吹出し口３６ａ内に斜めに吹出し、吹出し口３６ａの内周面沿うに旋回流を形成することができる。これによって、反応性ガスを均一化できる。しかも、反応性ガスは、細孔状の旋回導孔３６ｂを通過した後、相対的に広い吹出し口３６ａに吹出されるため、圧損により一層均一化できる。この均一化された反応性ガスの旋回流が、ノズル３６Ｘから勢い良く吹出され、ウェハ９０の裏面外周部に当たることにより、良好な膜除去処理を行なうことができる。
【０１１３】
図２３は、基材吸熱手段の改変態様を示したものである。ステージ１０の内部の冷媒室は、水平な仕切板４５によって上側（支持面側）の第１室部分４１Ｕと、下側（支持面とは反対側）の第２室部分４１Ｌとに仕切られている。仕切板４５は、ステージ１０の周壁の内径より小径であり、上下の第１、第２室部分４１Ｕ，４１Ｌが仕切板４５より外周側で連なっている。仕切板４５の中央部に冷媒供給路４２を構成する管の端部が接続され、冷媒供給路４２が、上側の第１室部分４１Ｕに連なっている。また、ステージ１０の底板の中央部に冷媒排出路４３を構成する管の端部が接続され、冷媒排出路４３が、下側の第２室部分４１Ｌに連なっている。
【０１１４】
冷媒は、冷媒供給路４２から上側（支持面側）の第１室部分４１Ｕの中央部に導入され、径方向外側へ放射状に拡がるように流れる。そして、仕切板４５の外端縁を回り込み、下側（支持面とは反対側）の第２室部分４１Ｌに入って径方向内側へ流れ、中央の冷媒排出路４３から排出される。
これによって、ステージ１０の全体を確実に冷却でき、ひいてはウェハ９０を万遍なく確実に冷却でき、上面の膜９２を確実に保護することができる。先に支持面１０ａひいてはウェハ９０に近い側の第１室部分４１Ｕに冷媒が導入されるので、吸熱効率を一層高めることができる。
【０１１５】
図２３の態様では、冷媒供給路４２と冷媒排出路４３が並行して配置されているが、図２４に示すように、冷媒排出路４３の内部に冷媒供給路４２を通し、二重管状に構成してもよい。
【０１１６】
図２５は、基材吸熱手段の他の改変態様を示したものである。ステージ１０の内部には、渦巻き状をなす冷媒通路４６が設けられている。この渦巻き状冷媒通路４６の外周側の端部に冷媒供給路４２が連なり、中心側の端部に冷媒排出路４３が連なっている。これによって、冷媒が、冷媒通路４６の外周側から内周側へ渦巻き状に流れるようになっている。よって、ウェハ９０の外周部に近い側を十分に冷却することができる。この結果、ウェハ９０の外周部から伝わって来た熱を確実に吸熱でき、上面の膜９２を確実に保護することができる。
【０１１７】
なお、詳細な図示は省略するが、中心側の冷媒排出路４３は勿論、外周側の冷媒供給路４２もステージ１０の中心軸１１の内部に通されている。冷媒供給路４２は、例えば、ステージ１０の底板と冷媒通路４６の間を中心軸１１側から径方向外側へ延び、冷媒通路４６の外周側端部に連なっている。
ステージ１０が固定される一方、フレーム５０が回転される場合には、冷媒供給路４２を中心軸１１内に通す必要はない。
【０１１８】
冷媒をステージ１０の外周側から中心へ向けて流す仕組みは、図２５の渦巻き構造に限られるものではない。例えば、図２６に示すステージ１０内の冷媒通路は、同心円状をなす複数の環状路４７と、これら環状路４７どうしを連ねる連通路４８とを有している。連通路４８は、隣り合う環状路４７の間の周方向に等間隔ごとに複数設けられている。１つの環状路４７を隔てて径方向外側の連通路４８と径方向内側の連通路４８どうしは、互いに周方向にずれて配置されている。最も外側の環状路４７には、その周方向に等間隔で離間した複数位置に、冷媒供給路４２が分岐して連なっている。中心の環状路４７に冷媒排出路４３の基端部が連なっている。
これによって、図２６の矢印に示すように、冷媒は、外側の環状路４７に沿って周方向に分岐して流れた後、連通路４８で合流して１つ内側の環状路４７へ流入し、そこで再び周方向に分流し、これを繰り返しながらステージ１０の外周側から中心へ向けて流れて行く。
【０１１９】
図２７（ａ）及び（ｂ）に示すステージ１０は、図１等のものと同様に内部が空洞状の冷媒室４１になっている。冷媒供給路４２が複数に分岐してこの冷媒室４１の外周部の周方向に等間隔ごとに離間した位置に連なっている。冷媒室４１の中央部から冷媒排出路が延びている。これによって、冷媒は、冷媒室４１の外周部に導入され、中心へ向けて流れていく。冷媒室４１は、求心状の冷媒通路を構成している。
なお、図２３及び図２４において、冷媒供給路４２と冷媒排出路４３を互いに逆にしてもよく、そうすると、上側冷媒室４１Ｕでの冷媒の流れが外周側から中心へ向かうことになる。
【０１２０】
図２８は、冷媒方式以外の基材吸熱手段を示したものである。すなわち、ステージ１０には、基材吸熱手段としてペルチェ素子１６０が内蔵されている。ペルチェ素子１６０は、吸熱側を上側（ステージ１０の上面１０ａ側）へ向け、しかも、ステージ１０の上面１０ａの近くに配置されている。これによって、ステージ１０の上板を介してウェハ９０を吸熱することができる。なお、ステージ１０のペルチェ素子１６０より下側には、ペルチェ素子１６０の放熱側からの放熱を促すべくファンやフィン等を設けるとよい。
【０１２１】
図２９（ａ）及び（ｂ）は、基材固定手段として真空チャック機構を組み込んだステージ１０を示したものである。アルミ等の良熱伝導性金属からなるステージ１０の上板には、多数の吸着孔１３が分散して形成され、これら吸着孔１３が、吸引路１４を介して、図示しない真空ポンプ等の吸引手段に連なっている。吸着孔１３は、可及的に小径になっている。これによって、ステージ１０とウェハ９０の接触面積を十分に確保できるようになっている。ひいては、ウェハ９０の吸熱効率を十分に確保することができる。
【０１２２】
図３０（ａ）及び（ｂ）は、真空チャック機構の変形態様を示したものである。ステージ１０の上面には、スポット状の吸着孔１３に代えて、吸着溝１５が形成されている。吸着溝１５は、同心円状をなす複数の環状溝１６と、これら環状溝１６どうしを連ねる連通溝１７とを有している。連通溝１７は、隣り合う環状溝１６の間の周方向に等間隔ごとに複数設けられている。１つの環状溝１６を隔てて径方向外側の連通溝１７と径方向内側の連通溝１７どうしは、互いに周方向にずれて配置されている。これら環状溝１６と連通溝１７は、可及的に細幅になっている。これによって、ステージ１０とウェハ９０の接触面積ひいてはウェハ９０の吸熱効率を十分に確保することができる。
【０１２３】
図３１及び図３２に示す実施形態に係る基材処理装置では、ステージ１０の側部に処理ヘッドＨが設けられている。処理ヘッドＨは、ステージ１０の上面より下側に配置されている。処理ヘッドＨには、吹出しノズル７５と排気ノズル７６が設けられている。
反応性ガス供給源としてのオゾナイザー７０からオゾン供給管７１が延び、このオゾン供給管７１が処理ヘッドＨのコネクタ７２を介して吹出しノズル７５の基端部に連なっている。吹出しノズル７５は、被処理位置（ステージ１０上のウェハ９０の外周部）より下側に配置されている。吹出しノズル７５の先端部分は、図３１に示すように、平面視でウェハ９０の外周の接線方向に略沿うとともにステージ１０の側すなわちウェハ９０の半径方向内側へ向けて僅かに傾けられ、かつ、図３２に示すように、正面視でウェハ９０に向けて上へ傾けられている。そして、吹出しノズル７５の先端の吹出し口が、被処理位置Ｐ（ウェハ９０の外周部の裏面）の近傍に臨んでいる。
【０１２４】
処理ヘッドの吹出し側コネクタ７２とは反対の側部には排気ノズル７６に連なるコネクタ７７が設けられている。このコネクタ７７から排気管７８が延び、この排気管７８が排気ポンプ等を含む排気手段７９に連なっている。
排気ノズル７６は、被処理位置Ｐ（ステージ１０上のウェハ９０の外周部）より下側に配置されている。排気ノズル７６の先端部分は、図３１に示すように、平面視でウェハ９０の外周の接線方向にまっすぐ向けられるとともに、図３２に示すように、正面視でウェハ９０に向けて上へ傾けられている。排気ノズル７６の先端の吸込み口が、吹出しノズル７５の吹出し口と略同じ高さ（ウェハ９０の裏面のすぐ下）に位置されている。
【０１２５】
図３１に示すように、吹出しノズル７５と排気ノズル７６の先端部分どうしは、平面視でウェハ９０の外周の１つの接線方向に沿って被処理位置Ｐを挟んで互いに向き合うように配置されている。吹出しノズル７５の先端の吹出し口と排気ノズル７６の先端の吸込み口の間に被処理位置Ｐが配置されている。ステージ１０ひいてはウェハ９０の回転方向（例えば平面視時計周り）に沿って吹出しノズル７５は上流側に配置され、排気ノズル７６は下流側に配置されている。吹出しノズル７５の吹出し口と排気ノズル７６の吸込み口の間の距離は、除去すべき膜９２ｃの反応温度、ステージ１０の回転数、レーザ加熱器２０の加熱能力等を考慮し、例えば数ｍｍ〜数十ｍｍの範囲で適宜設定されている。
【０１２６】
排気ノズル７６の吸込み口径は、吹出しノズル７５の吹出し口径より大きく、例えば約２〜５倍になっている。例えば、吹出し口径は１〜３ｍｍ程度であるのに対し、吸込み口径は２〜１５ｍｍ程度である。
【０１２７】
図３２に示すように、処理ヘッドＨの下側部には、輻射加熱器としてレーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２が設けられている。レーザ照射ユニット２２は、ノズル７５，７６より下側に配置されるとともに、図３１に示すように、平面視で吹出しノズル７５と排気ノズル７６の先端部どうしの間に配置されている。レーザ照射ユニット２２の真上に被処理位置Ｐが位置されている。
【０１２８】
上記構成において、レーザ光源２１からのレーザ光が、光ファイバケーブル２３を経て、レーザ照射ユニット２２から真上に収束照射される。これにより、ウェハ９０の外周部の裏面が局所加熱される。この局所加熱された部分は、その後しばらく高温を維持しながらステージ１０の回転によって回転方向の下流側へ移動していく。したがって、ウェハ９０の外周部は、レーザ照射ユニット２２の真上の被照射部分（被処理位置Ｐ）だけでなく、そこより回転方向の下流側の部分においても高温になっている。勿論、レーザ照射ユニット２２の真上の被照射部分Ｐが最も高温であり、そこから回転方向の下流側に向かうにしたがって温度が下がっていく。図３１の二点鎖線で示す分布曲線Ｔは、ウェハ９０の温度分布を示したものであり、被照射部分Ｐを中心にして高温領域の分布が回転方向の下流側に偏っている。
【０１２９】
上記レーザ加熱及びステージ回転と併行して、オゾナイザー７０のオゾンガスが、供給管７１、コネクタ７２、吹出しノズル７５を順次経て、吹出しノズル７５の吹出し口から吹出される。このオゾンは、ウェハ９０の外周部の裏面の被照射部分（被処理位置Ｐ）の周辺に吹き付けられるとともに、この被照射部分のウェハ９０の外周の接線にほぼ沿って排気ノズル７６の側へ流れる。このガス流れは、ウェハ９０の温度分布の偏り方向に沿っている。したがって、吹出し直後の被照射部分Ｐでは勿論、被照射部分Ｐより下流の排気ノズル７６側の部分においても膜９２ｃとの反応を起こすことができる。これによって、処理効率を向上させることができる。
【０１３０】
同時に、吸引手段７９を駆動する。これによって、処理済みのオゾンガスや反応副生成物を排気ノズル７６の吸込み口に誘導して吸引し排気することができる。吸込み口は吹出し口より大きいため、処理済みのオゾンガス等を確実に捕捉し吸込むことができ、処理済みオゾンガス等が拡散するのを抑制することができる。
【０１３１】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の改変をなすことができる。
除去対象の不要物の成分は、フロロカーボン等の有機物に限られず、無機物であってもよい。
プロセスガスひいては反応性ガスは、酸素系以外にもフッ素系等、対象とする膜の成分に応じて、適宜選択することができる。ガス種に応じて活性を維持できるように、反応性ガス供給元から吹出し口までの吹出し路を温調（冷却または加温）するとよい。
レーザ加熱器２０等の点状光源の点状光を、凸レンズやシリンドリカルレンズ等の光学系で線状光にし、ウェハ９０の周方向に沿って一定の範囲に照射されるようにしてもよい。
赤外線加熱器１２０の赤外線ランプ１２１が、環状光源に代えて点状光源や線状光源であってもよい。
輻射加熱器をステージの支持面若しくはその延長面より表側に配置するとともに、支持面若しくはその延長面より裏側に反射鏡を設置し、輻射加熱器からの熱光線を、反射鏡で反射させ、基材の裏面外周部に当てることにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
この発明は、例えば半導体ウェハーの製造工程や液晶表示基板の製造工程における外周の不要膜除去に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基材処理装置を示し、図２のI-I線に沿う正面断面図である。
【図２】上記装置の平面図である。
【図３】上記装置の膜除去処理部分を拡大して示す正面断面図である。
【図４】図１と同様の装置により、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハー温度を測定した実験結果を示すグラフである。
【図５】図１と同様の装置により、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハー温度を測定した他の実験結果を示すグラフである。
【図６】反応性ガス供給手段等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図７】反応性ガス供給手段等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図８】反応性ガス供給手段等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図９】輻射加熱器と反応性ガス供給手段の配置関係等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１０】図９の装置の膜除去処理部分を拡大して示す正面断面図である。
【図１１】反応性ガス供給手段の反応性ガス供給元等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１２】輻射加熱器と反応性ガス供給手段等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１３】図１２のXIII-XIII線に沿う上記装置の平面断面図である。
【図１４】図１２と同様の装置により、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハー温度を測定した実験結果を示すグラフである。
【図１５】温度に対するオゾン分解半減期を示すグラフである。
【図１６】ノズル冷却部と不活性ガス供給部等を付加した改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１７】図１６において輻射加熱器を改変した実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１８】ノズル冷却部等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１９】ガス溜まりを付加した改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図２０】透光性囲いを付加した実施形態を示す解説正面図である。
【図２１】輻射加熱器の光学系として複数の光ファイバケーブルを用いた実施形態を示す解説正面図である。
【図２２（ａ）】旋回流形成部を有する吹出し口形成部材の正面断面図である。
【図２２（ｂ）】上記旋回流形成部を有する吹出し口形成部材の側面断面図である。
【図２３】基材吸熱手段の改変態様に係るステージの解説正面図である。
【図２４】基材吸熱手段の改変態様に係るステージの解説正面図である。
【図２５】基材吸熱手段の改変態様に係るステージの解説平面図である。
【図２６】ステージの基材吸熱手段の改変態様を示す解説平面図である。
【図２７（ａ）】基材吸熱手段の改変態様に係るステージの解説平面図である。
【図２７（ｂ）】図２７（ａ）のステージの解説正面図である。
【図２８】基材吸熱手段としてペルチェ素子を用いた改変態様に係るステージの解説正面図である。
【図２９（ａ）】基材固定手段としての真空チャック機構を組み込んだステージの平面図である。
【図２９（ｂ）】図２９（ａ）のステージの解説正面断面図である。
【図３０（ａ）】真空チャック機構の改変態様に係るステージの平面図である。
【図３０（ｂ）】図３０（ａ）のステージの解説正面断面図である。
【図３１】吹出し及び排気のノズル構成の他の実施形態に係る基材処理装置を示す平面解説図である。
【図３２】図３１の基材処理装置の正面解説図である。
【図３３】オゾンによる有機膜のエッチングレートと温度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３４】
１０ ステージ
１０ａ 支持面
１２ 段差
１２ａ 凹部（ガス溜まり）
２０ レーザ加熱器（輻射加熱器）
２１ レーザ光源
２２ レーザ照射ユニット（照射部）
２３ 光ファイバケーブル（導波管、伝送光学系）
２５ 全反射部材
３０ プラズマノズルヘッド（反応性ガス供給元）
３３，３６ 吹出し口形成部材
４１ 冷媒室（吸熱手段の構成要素）
５０ フレーム
５０ａ 環状空間
５２ 周壁（吹出し路形成部材）
５２ｂ 吹出し路
６０ ラビリンスシール
７０ オゾナイザー（反応性ガス供給元）
７５ 吹出しノズル（吹出し路形成部材）
７６ 排気ノズル（吸引排気路形成部材）
８０ カバー部材
９０ 基材
９２ｃ 基材の裏面外周部の膜（不要物）
１２０ 赤外線加熱器（輻射加熱器）
１２１ 赤外線ランプ（光源）
１２２ 光学系
１４０ 不活性ガス吹付けノズル（不活性ガス吹付け部材）
Ｐ 被処理位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハーや液晶表示基板などの基材の裏面の外周部に被膜された有機膜等の不要物を除去する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体ウェハーや液晶表示用のガラス基板等の基材に絶縁膜、有機レジスト、ポリイミド等を被膜する手段として、スピンコーティング法による塗布、ＣＶＤ、ＰＶＤによる薄膜堆積等の方法が知られている。しかし、スピンコーティングでは、塗布物が基材の中央部より外周部に厚く塗布され、外周部が盛り上ってしまう。また、ＣＶＤとして、たとえばプラズマＣＶＤを用いた場合、基材の外周のエッジ部分に電界が集中し、膜の異常成長が起きるため、基材の外周部の膜質が中央部と異なって来、膜厚も中央部に比べて大きくなる傾向がある。Ｏ３やＴＥＯＳ等を用いた熱ＣＶＤの場合には、反応性ガスの抵抗が基材の中央部と外周のエッジ部分とで違うため、同様に、材の外周部の膜質が中央部と異なり、膜厚も大きくなる。
【０００３】
また、半導体ウェハーの製造工程において、異方性エッチング時に堆積するフロロカーボンがウエハーの外端面から裏面にも回り込み、そこにも堆積する。このため、ウェハーの裏面外周部に不要な有機物が付着してしまう。
【０００４】
このような基材外周部の薄膜は、基材を搬送コンベアで搬送したり運搬用カセットに収容して運搬したりする際に割れやすく、これによりダストが発生するおそれがあった。このダストが原因となって、ウェハー上にパーティクルが付着し、歩留まりが低下するという問題があった。
【０００５】
従来、上記異方性エッチング時にフロロカーボンがウェハー裏面に回りこんで出来た膜は、例えばドライアッシング処理によってＯ２プラズマをウェハーの表側面から裏面へ回り込ますことで、除去していた。しかし、ｌｏｗ−ｋ膜の場合、ドライアッシング処理を行うとダメージを受ける。そのため低出力で処理する試みがなされているが、低出力ではウェハー裏面のフロロカーボンを除去しきれず、基材の搬送時等にパーティクルが発生し、歩留まりを低下させる主因となっている。
【０００６】
半導体ウェハーの外周部を処理する先行文献として、例えば、特許文献１；特開平５−８２４７８号公報には、半導体ウェハーの中央部を上下一対のホルダで覆う一方、外周部を突出させ、そこにプラズマを吹付けることが記載されている。しかし、ホルダのＯリングをウェハーに物理接触させるものであるため、パーティクルの発生を抑えることが難しい。
また、特許文献２；特開平８−２７９４９４号公報には、基材の中央部をステージに載せて外周部にプラズマを上方から吹付けることが記載されている。特許文献３；特開平１０−１８９５１５号公報には、基材の外周部にプラズマを下側から吹き付けることが記載されている。
【０００７】
特許文献４；特開２００３−２６４１６８号公報には、ステージの外周にヒータを埋め込むことにより、ウェハーの外周部を裏側から接触加熱しながら、上方からオゾンガスを吹付けることが記載されている。
特許文献５；特開２００４−９６０８６号公報には、ウェハーの外周部を裏側から赤外線ランプで輻射加熱しながら、上方から酸素ラジカルを吹付けることが記載されている。
【特許文献１】特開平５−８２４７８号公報
【特許文献２】特開平８−２７９４９４号公報
【特許文献３】特開平１０−１８９５１５号公報
【特許文献４】特開２００３−２６４１６８号公報
【特許文献５】特開２００４−９６０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
オゾン等の反応性ガスを用い常圧下でフォトレジストやｌｏｗ−ｋ膜などの有機系薄膜、エッチング時の堆積フロロカーボン等の有機物を効率的に除去するには、加熱が必要である。すなわち、図３３に示すように、被処理部を加熱したほうが、反応が促進され、エッチングレート（Ｅ／Ｒ）が高くなる。しかし、ウェハーの全体を高温雰囲気にさらすと、Ｃｕの酸化が起きたり、ｌｏｗ−ｋの特性が変わったりする等、配線や絶縁膜等が変質してしまい、デバイス特性に影響を与え、信頼性を低下させてしまう。
【０００９】
特許文献４では、基材の外周部をヒータ加熱するものであるが、裏側から加熱し、その熱を表側まで伝達させて、表側面の外周部の膜を除去している。そのため、伝熱ロスが生じるだけでなく、熱が外周部より内側の部分へ伝わることがあり、そうすると内側の膜が変質するおそれがある。また、基材の裏面の外周部はヒータに当てられているため、そこまでガスが及ばず、裏面外周部の膜を除去するのは難しい。さらには、ヒータとの接触によりパーティクルが発生するおそれもある。
特許文献５では、基材を裏側から赤外線ランプで輻射加熱しているが、赤外線が広範囲に放射されることにより、上記特許文献４と同様に、外周部より内側の部分までもが加熱され、そこの膜が変質するおそれがある。
【００１０】
本発明は、基材の裏面外周部の不要膜を、表側の膜に影響を与えることなく、効率的に除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、基材の裏面の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
（ａ）基材を、外周部が突出するようにして支持する支持面を有するステージと、
（ｂ）このステージに支持された基材の裏面外周部の在るべき被処理位置から離れて配置された光源と、この光源からの熱光線を発散しないようにして前記被処理位置へ向かわせる光学系とを有する輻射加熱器と、
（ｃ）不要物除去のための反応性ガスを供給する反応性ガス供給元に連なり反応性ガスを吹出す吹出し口を有し、この吹出し口が、前記支持面若しくはその延長面より裏側又は略前記延長面上において前記被処理位置に向かって近接して配置された反応性ガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする。
この特徴構成によれば、基材の裏面外周部に局所的に熱光線を当てて局所加熱でき、この局所加熱した部位にその近傍から反応性ガスを吹付けることができる。これによって、当該部位の不要物を効率的に除去することができる。一方、この局所的な部位以外の基材の部分までもが加熱されるのを防止ないしは抑制できる。これによって、基材の表側面の、特に外周部より内側の部分の膜にダメージが及ぶのを防止することができる。また、輻射による非接触加熱が出来るのでパーティクル発生も防止できる。
【００１２】
前記輻射加熱器の光学系は、光源からの熱光線を前記被処理位置へ向けて収束照射する照射部を含むことが望ましい。これによって、熱光線を基材の裏面外周部に確実に局所的に照射・加熱できるとともに、基材の他の部分が加熱されるのを確実に防止することができる。
前記収束用の光学部材としては、パラボリック反射鏡、凸レンズ、シリンドリカルレンズ等を用いることができる。これらを組み合わせてもよい。また、前記輻射加熱器の照射部に、焦点調節機構を組み込むのが望ましい。焦点は、被処理位置にぴったり合わせてもよく、多少ずらしてもよい。これにより、基材の裏面外周部に付与する輻射エネルギの密度ひいては加熱温度や照射面積（集光径、スポット径）を適切な大きさに調節することができる。この結果、処理幅の調節を行なうことができる。また、基材の外周のノッチ部やオリフラ部が前記被処理位置に来たときは、輻射加熱器の集光径（照射面積）を大きくすることにすれば、ノッチ部やオリフラ部の縁の裏側にも熱光線を当てることができ、ひいてはノッチ部やオリフラ部についても裏側に付いた膜の除去を行なうことができる。
【００１３】
前記輻射加熱器の照射部は、前記支持面又はその延長面より裏側に配置するのが好ましい。これによって、熱光線を基材の裏面外周部に直接的に（表側から入射させて反射させることなく）照射でき、照射効率を高めることができる。また、前記照射部は、前記吹出し口より前記被処理位置から離れて配置されていることが好ましい。これによって、照射部と吹出し口形成部材のレイアウトが容易になる。また、吹出し口を光源より被加熱部位の近傍に配置するものであるので、反応性ガスを未拡散、高濃度、高活性のうちに被処理部位に確実に吹き付けることができ、不要物除去の効率を確実に高めることができる。
【００１４】
前記被処理位置より裏側であって被処理位置の近傍に、前記光源からの熱光線を前記被処理位置へ全反射する反射部材を設けることにしてもよい。これによって、光源を前記支持面の延長面上の近傍やそれより表側に配置することもできる。
【００１５】
前記輻射加熱器の照射部と吹出し口とが、前記被処理位置に対し互いに異なる方向に配置されていることが好ましい。これによって、輻射加熱器と吹出し口形成部材のレイアウトが一層容易になる。
【００１６】
前記輻射加熱器の照射部と吹出し口の何れか一方が、前記被処理位置を通り前記延長面と直交する線上に略配置されていることが好ましい。輻射加熱器の照射部を前記直交線上に略配置することによって、加熱効率を高めることができ、吹出し口を前記直交線上に略配置することによって、反応効率を高めることができる。
【００１７】
前記輻射加熱器の光学系が、光源から前記被処理位置へ延びる導波管の光伝送系を含んでいてもよい。これによって、光源からの熱光線を基材の裏面外周部へ確実に伝送することができる。導波管としては、光ファイバを用いるのが好ましい。これによって、配索が容易になる。光ファイバは、複数（多数）本の束にするのが好ましい。
前記導波管が、複数の光ファイバを含み、これら光ファイバが、前記光源から分岐して延び、その先端部が、前記ステージの周方向に沿って互いに離れて配置されていてもよい。これによって、基材の外周部の周方向の複数箇所に熱光線を同時に照射することができる。
【００１８】
前記光ファイバ等の光伝送系の先端部に前記収束用光学部材を含む照射部を光学的に接続するのが好ましい。
【００１９】
前記光源は、点状光源であってもよく、前記ステージの周方向に沿う線状光源であってもよく、前記ステージの周方向の全周に沿う環状光源であってもよい。点状光源の場合、基材の裏面外周部の一箇所をスポット状に局所加熱できる。なお、点状光源の点状光を、凸レンズやシリンドリカルレンズ等によって基材の外周部に沿う線状光に変換して照射することにしてもよい。線状光源の場合、基材の裏面外周部の周方向に延びる範囲を局所的に線状に加熱できる。環状光源の場合、基材の裏面外周部全周を局所的に環状に加熱できる。点状光源や線状光源をステージの周方向に沿って複数配置してもよい。
同様に、前記吹出し口の形状は、点状（スポット状）であってもよく、前記ステージの周方向に沿う線状であってもよく、前記ステージの周方向の全周に沿う環状であってもよい。点状光源には点状（スポット状）吹出し口とし、線状光源には線状吹出し口とし、環状光源には環状吹出し口としてもよい。
点状吹出し口や線状吹出し口をステージの周方向に沿って複数配置してもよい。この場合、照射部と吹出し口をセットにして配置するのが望ましい。
【００２０】
前記輻射加熱器の出力波長が、前記不要物の吸収波長に対応していることが望ましい。これによって、エネルギを不要物に効率的に付与でき、加熱効率を高めることができる。前記光源の発光波長が、前記不要物の吸収波長に対応していてもよく、バンドパスフィルタ等の波長抽出手段で吸収波長だけを抽出することにしてもよい。
【００２１】
前記光源は、レーザ光源やランプ光源等を用いることができる。レーザ光源は、一般に点状光源であり、集光性が良く、収束照射に適しており、エネルギを高密度で被処理部位の不要物に付与することができ、瞬間的に高温に加熱することができる。処理幅の制御も容易である。レーザの種類は、ＬＤ（半導体）レーザでもよく、ＹＡＧレーザでもよく、エキシマレーザでもよく、その他の形式でもよい。例えば、ＬＤレーザの波長は、８０８ｎｍ〜９４０ｎｍであり、ＹＡＧレーザの波長は、１０６４ｎｍであり、エキシマレーザの波長は、１５７ｎｍ〜３５１ｎｍである。出力密度は、１０Ｗ／ｍｍ２程度以上が好ましい。発振形態は、ＣＷ（連続波）でもよく、パルス波でもよい。望ましくは、高周波数のスイッチングで連続処理可能なものがよい。発光波長が前記不要物の吸収波長に合ったものを用いると、より好ましい。
【００２２】
ランプ光源としては、たとえばハロゲンランプ等の近赤外線ランプや遠赤外線ランプ等の赤外線ランプが挙げられる。ランプ光源の発光形態は、連続発光とする。赤外線ランプの発光波長は、例えば７６０ｎｍ〜１００００ｎｍであり、７６０ｎｍ〜２０００ｎｍが近赤外線帯となる。この波長域の中から前記不要物の吸収波長に合った波長を前記バンドパスフィルタ等の波長抽出手段を用いて抽出し、照射するのが好ましい。
前記輻射加熱器（特にランプ光源形式のもの）は、冷媒やファン等の輻射加熱器冷却手段にて冷却するのが望ましい。
【００２３】
前記反応性ガス供給手段の吹出し口を形成する吹出し口形成部材（ノズル）が、透光材料にて構成されていることが望ましい。これによって、輻射加熱器の光路が吹出し口形成部材と干渉していても、光が吹出し口形成部材を透過して基材の被処理部位に確実に照射でき、該部位を確実に加熱することができる。ひいては、吹出し口形成部材を、輻射加熱器の光路に制約されることなく被処理部位の極く近傍に確実に配置することができ、該部位に反応性ガスを確実に近傍から吹付けることができる。透光材料としては、例えば、石英、アクリル、透明テフロン（登録商標）や透明塩ビ等の透明樹脂等を用いるとよい。なお、透明樹脂で耐熱性が低いものを用いる場合は、変形や溶解しない程度に輻射加熱器の出力等を調節するのが望ましい。
【００２４】
前記ステージの径方向外側に、前記被処理位置を囲む囲いを設け、この囲い内に反応性ガスの吹出し口を配置する一方、囲いの外側に前記輻射加熱器の照射部を設け、囲いの少なくとも照射部を向く側の部位を透光性材料で構成してもよい。これによって、処理済みの反応性ガスが外部に漏出するのを確実に防止できるとともに、輻射加熱器の熱光線は囲いを透過でき、基材の被処理部位を確実に輻射加熱することができる。
【００２５】
前記吹出し口形成部材には、反応性ガスを吹出し口の周方向に旋回させる旋回流形成部が設けられていてもよい。これによって、基材の被処理部位に反応性ガスを均一に吹付けることができる。
前記旋回流形成部は、吹出し口の略接線方向に延びて吹出し口の内周面に連なるとともに吹出し口の周方向に互いに離れて複数配された旋回導孔を有し、これら旋回導孔が、吹出し口の上流側の路部分を構成していることが望ましい。
【００２６】
反応性ガスの成分は、除去すべき不要物に応じて選択される。例えば、除去すべき不要物がフロロカーボン等の有機膜である場合には、オゾン、Ｏ２プラズマ等の酸素系を用いるのが望ましい。Ｏ２にパーフルオロカーボン（ＰＦＣ）を添加してプラズマ化したものでもよい。また、フッ酸ベーパ等、酸を含むガスでもよい。
【００２７】
反応性ガス供給手段の反応性ガス供給元（反応性ガス生成用リアクタ）としては、例えば常圧プラズマ処理装置を用いることができる。反応性ガスがオゾンの場合には、オゾナイザを用いることにしてもよい。反応性ガスがフッ酸ベーパの場合は、フッ酸の気化器やインジェクタを用いることにしてもよい。
常圧プラズマ処理装置は、略常圧（大気圧近傍の圧力）下で電極間にグロー放電を形成し、プロセスガスをプラズマ化（ラジカル化、イオン化を含む）して反応性ガスにするものである。なお、本発明における「略常圧」とは、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調節の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、好ましくは、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａであり、より好ましくは、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａである。
【００２８】
反応性ガス供給元は、被処理位置の近くに配置してもよく、離して配置し、吹出し路形成部材で被処理位置の近くまで導くことにしてもよい。
１つの反応性ガス供給元からの吹出し路を分岐させて、複数の吹出し口に連ねてもよい。
【００２９】
前記反応性ガス供給手段が、前記反応性ガス供給元からの反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有している場合、この吹出し路形成部材が、吹出し路温調手段にて温調されるようになっていることが望ましい。これによって、吹出し路を通る反応性ガスを温調して適温に維持でき、その活性度が維持されるようにすることができる。例えば、反応性ガスとしてオゾンを用いる場合には、冷却し、２５℃程度に維持することにより、酸素ラジカルの寿命を長くすることができる。この結果、不要物との反応を確実に確保することができ、ひいては除去処理効率を高めることができる。
【００３０】
前記吹出し路温調手段は、例えば、温調媒体を通す温調路やファンにて構成することができる。吹出し路形成部材を二重管構造にし、その内側の路を例えば吹出し路としてこれに反応性ガスを流し、外側の環状路を温調路としてこれに温調媒体を通すことにしてもよい。温調媒体としては、水、空気、ヘリウム、フロン等を用いることができる。
【００３１】
前記ステージには、前記支持面から吸熱する吸熱手段が設けられていることが望ましい。これによって、基材の加熱すべき裏面外周部以外の部位、特に外周部より内側部分に裏面外周部の熱が伝わって来ても、これを吸熱手段で吸熱できる。よって、除去すべき裏面外周部の不要膜以外の、特に表側面の外周部より内側部分の膜にダメージが及ぶのを確実に防止することができる。
【００３２】
前記吸熱手段は、例えば、冷媒にてステージを冷却するものである。その具体的構造としては、例えば、ステージの内部が空洞をなし、冷媒室が構成されており、この冷媒室に冷媒を送り込んで充填または流通ないしは循環させる。冷媒室の内容積を大きくすることにより、熱容量ひいては吸熱能力を十分に高めることができる。冷媒としては、例えば、水、空気、ヘリウム等の流体を用いる。冷媒を圧縮する等して冷媒室内に勢い良く供給することにしてもよい。これにより、冷媒室の隅々まで万遍なく行き渡るように流動させることができ、吸熱効率を向上させることができる。なお、冷媒供給の勢いが穏やかであっても、或いは充填したきり供給排出を停止しても、冷媒室内での自然対流により、吸熱性を確保できる。
【００３３】
また、冷媒による吸熱手段として、ステージの内部や裏面に管等によって冷媒路を形成し、これに冷媒を通すことにしてもよい。
吸熱手段として、例えば、ペルチェ素子を用い、その吸熱側を前記支持面に向けて支持面の近くに埋め込んでもよい。
吸熱手段は、ステージの少なくとも外周部分に設ければよく、中央部分には設けなくてもよい。
【００３４】
前記反応性ガス供給手段が、前記反応性ガス供給元からの反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有し、この吹出し路形成部材が、前記ステージに沿い、前記吸熱手段にて冷却されることにしてもよい。これによって、吹出し路専用の冷却手段を設ける必要が無く、構成を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。
この構造は、反応性ガスを冷却すべき場合、例えば反応性ガスとしてオゾンを用いる場合等において特に有効である。
【００３５】
前記ステージには、支持面に置かれた基材の固定手段として、静電式や真空式等の吸着チャック機構を組み込むのが好ましい。吸着チャック機構は、ステージの支持面の全域に設けてもよく、支持面の外周領域にのみ設け、中央領域には設けないことにしてもよい。外周領域にのみ設けることにすれば、吸着に起因するパーティクルを低減することができる。
前記ステージと、前記光源及び吹出し口とは、相対移動するようになっているのが望ましい。
前記ステージが、円形ステージであり、この円形ステージが、中心軸まわりに前記光源及び吹出し口に対し相対回転するようになっているのが好ましい。これによって、光源がスポット状であっても、基材の裏面外周部の周方向に沿って不要物除去処理を行なうことができる。光源がリング状の場合でも、上記相対回転を実行することにより、処理の均一性を向上させることができる。相対回転数（相対移動速度）は、基材の裏面外周部を加熱すべき温度に応じて適宜設定する。
【００３６】
前記ステージひいては前記被処理位置を周方向に囲み、前記ステージとの間に環状空間を形成するフレームを備えるのが望ましい。これによって、処理済みの反応性ガスを被処理位置の近くにしばらく留め、外部への拡散を抑制できるとともに、反応時間を十分に確保できる。前記光源と吹出し口が、この環状空間に収容され、又は臨むようにして、前記フレームに位置固定されていることが望ましい。
更に、前記ステージを前記フレームに対し中心軸まわりに相対回転させる回転駆動機構を備えるのが望ましい。フレームが固定される一方、ステージが回転してもよく、ステージが固定される一方、フレームが回転してもよい。
更に、前記ステージの支持面側（表側）とは反対の裏側部と前記フレームとの間を、相対回転を許容しつつシールするラビリンスシールを備えるのが望ましい。これによって、ステージ又はフレームを支障なく回転できるとともに、処理済み反応性ガスが、ステージの裏側とフレームの間から外に漏れるのを防止することができる。
【００３７】
前記フレームの表側の部位には、ステージ側へ向けて延びて前記被処理位置の表側に被さり、単独又は前記ステージに設置された基材の外周部と協働して前記環状空間を覆うカバー部材を設けるのが望ましい。これによって、処理済みの反応性ガスが環状空間から表側へ漏れ出るのを防止することができる。
【００３８】
前記カバー部材は、前記環状空間を覆う位置から退避可能であるのが望ましい。これによって、基材をステージに設置したり取り出したりする際は、カバー部材を退避させておくことにより、カバー部材が設置・取り出し操作の邪魔になるのを回避することができる。
【００３９】
前記環状空間に、該環状空間を吸引する環状空間吸引手段が接続されていることが望ましい。これによって、処理済みの反応性ガスを環状空間から吸引排気できる。
前記吹出し口の近傍を吸引する吸引手段を備えることが望ましい。これによって、基材の裏面外周部の被処理部位の周辺から処理済みの反応性ガスを速やかに吸引排気することができる。
【００４０】
前記ステージの支持面の外周部に、基材の外周部と協動してガス溜まりを形成すべき段差を形成するのが望ましい。これによって、吹出し口から吹出された反応性ガスをガス溜まりに一時滞留させ、基材の裏面外周部と接する時間を長くすることができ、反応時間を十分に確保することができ、反応効率を高めることができる。
【００４１】
前記支持面の中央部の真向いに、不活性ガスを吹付ける不活性ガス吹付け部材を配置することが望ましい。これによって、反応性ガスが基材の表側面にまで流れて来ないようにすることができ、表側の膜にダメージが及ぶのを確実に防止することができる。不活性ガス吹付け部材は、ノズルでもよく、ファンフィルタユニットでもよい。勿論、この不活性ガス吹出し部材は、前記支持面より少なくとも基材の厚さ分以上離して配置される。また、基材の設置・取り出し操作の際は、邪魔にならないように退避される。不活性ガスとしては、純窒素ガスやクリーンドライエア（ＣＤＡ）等を用いることができる。
【００４２】
前記基材処理装置は、吸込み口を有する排気ノズルと、この排気ノズルを吸引する吸引手段とを備えているのが好ましい。
前記排気ノズルの吸込み口が、前記被処理位置を挟んで前記吹出し口と対向するように配置されているのが好ましい。
前記吹出し口と吸込み口は、基材の外周部の接線方向に沿って前記被処理位置を挟んで対向配置されているのが好ましい。
基材の回転方向の順方向に沿って前記吹出し口が上流側に配置され、前記吸込み口が下流側に配置されているのが好ましい。
【００４３】
前記吸込み口が、前記吹出し口より大きいことが好ましい。
前記吸込み口が、前記吹出し口より２〜５倍の口径を有していることが好ましい。
前記吹出し口の内径は、例えば１〜３ｍｍ程度が好ましい。これに対し、前記吸込み口の内径は、例えば２〜１５ｍｍ程度が好ましい。
これによって、処理済みのガスや反応副生成物が拡散するのを抑制でき、吸込み口に確実に吸い込んで排気することができる。
【００４４】
また、本発明は、基材の裏面の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、基材の外周部が突出するようにして基材をステージで支持し、輻射加熱器から熱光線を前記基材の裏面の外周部又はその近傍に焦点を結ぶように照射して局所加熱するとともに、この局所加熱された部位の近傍には該部位に向かうようにして反応性ガス供給手段の吹出し口を置いてこの吹出し口から不要物除去のための反応性ガスを吹出すことを特徴とする。これによって、上記装置発明と同様に、基材の裏面外周部の不要膜を、表側の膜に影響を与えることなく、効率的に除去することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、基材の裏面外周部を局所的に加熱でき、この局所加熱した部位にその近傍から反応性ガスを吹付けることができる。これによって、当該部位の不要物を効率的に除去することができる。一方、この局所的な部位以外の基材の部分までもが加熱されるのを防止ないしは抑制できる。これによって、基材の表側面の、特に外周部より内側の部分の膜にダメージが及ぶのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって詳述する。図１〜図３は、本発明の第１実施形態を示したものである。はじめに、処理対象の基材９０について説明する。図１及び図２において仮想線で示すように、基材９０は、例えば半導体ウェハーであり、円形の薄板状をなしている。図３に示すように、ウェハ９０の上面すなわち表側面には、例えばフォトレジストからなる膜９２が被膜されている。フォトレジストの吸収波長は、１５００ｎｍ〜２０００ｎｍである。膜９２は、ウェハ９０の上面全体を覆うだけでなく外端面を経て裏面の外周部にまで達している。本発明の基材処理装置は、このウェハ９０の裏面外周部を被処理部位とし、そこの膜９２ｃを不要物として除去するものである。
【００４７】
図１及び図２に示すように、基材処理装置は、フレーム５０と、ウェハ９０を支持する基材支持手段としてのステージ１０と、輻射加熱器としてのレーザ加熱器２０と、反応性ガス供給手段としてのプラズマノズルヘッド３０と、を備えている。
【００４８】
フレーム５０は、有孔円盤状の底板５１と、この底板５１の外周から上に突出する筒状の周壁５２を有して、断面Ｌ字状の環状をなし、図示しない架台に固定されている。
【００４９】
フレーム５０の内側には、これに囲まれるようにして、ステージ１０が配置されている。ステージ１０は、フレーム５０と同心で周壁５２より小径の平面視円形状をなし、その周側面は、下に向かって縮径するテーパ状をなしている。ステージ１０は、図示しない回転駆動機構に接続され、中心軸１１まわりに回転されるようになっている。なお、ステージ１０を固定する一方、回転駆動機構をフレーム５０に接続し、このフレーム５０を回転させるようになっていてもよい。
【００５０】
ステージ１０の上面１０ａ（支持面、表側面）に、処理すべきウェハ９０が、中心を一致させて水平に設置されるようになっている。
ステージ１０の上面すなわちウェハ９０を支持する支持面１０ａの直径は、円形をなすウェハ９０の直径より僅かに小さい。したがって、ウェハ９０は、ステージ１０に設置された状態においてその外周部の全周がステージ１０よりも少しだけ径方向外側へ突出するようになっている。突出量は、例えば３〜５ｍｍである。これによって、ウェハ９０の裏面は、外周の狭い部分が全周にわたって露出（開放）される一方、それより内側の部分すなわち上記狭い外周部を除く裏面の大部分がステージ１０の上面に当接し、覆い隠されている。
図示は省略するが、ステージ１０には、真空式又は静電式の吸着チャック機構が組み込まれている。この吸着チャック機構によってウェハ９０をステージ１０の支持面１０ａに吸着し固定するようになっている。吸着チャック機構は、ステージ１０の上面の全域に設けてもよく、ステージ１０の外周部（ウェハ９０の外周突出部のすぐ内側の部分）にのみ設け、中央部には設けないことにしてもよい。吸着チャック機構をステージ１０の外周部だけに設けることにすれば、吸着に起因するパーティクルを低減することができる。
【００５１】
ステージ１０上に設置されたウェハ９０の裏面外周部すなわち被処理部位の在る位置が、被処理位置Ｐとなる。この被処理位置Ｐは、ステージ１０の上面１０ａを径方向外側へ延長した仮想面（延長面）上に位置する。
【００５２】
ステージ１０の材質には、熱伝導性が良くメタルコンタミ等の起きないものとして例えばアルミが用いられている。反応性ガスに対する耐食性確保のために、表面に陽極酸化によるアルミナ層を設け、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂を浸透させることにしてもよい。
【００５３】
ステージ１０の内部は、空洞であり、そこが冷媒室４１（吸熱手段）になっている。冷媒室４１は、十分な内容積を有している。冷媒室４１には、冷媒供給路４２と冷媒排出路４３が連なっている。これら路４２，４３は、中心軸１１の内部を通ってステージ１０から延出されている。冷媒供給路４２の上流端は、図示しない冷媒供給源に接続されている。冷媒供給源は、冷媒として例えば水を、冷媒供給路４２を介して冷媒室４１に供給する。これによって、冷媒室４１内は水で充填されている。水温は、常温でよい。また、適宜、冷媒排出路４３から排出するとともに、新たに冷媒供給路４２から供給を行なう。排出した冷媒は、冷媒供給源に戻し、再冷却する等して循環させてもよい。
冷媒として、水に代えて、空気、ヘリウム等を用いてもよい。圧縮流体にして冷媒室４１に勢いを付けて送り込み、冷媒室４１の内部で流動させることにしてもよい。
吸熱手段としてステージ１０にペルチェ素子を埋め込んでもよい。
吸熱手段は、ステージ１０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）に設ければよく、中央部には設けなくてもよい。
【００５４】
ステージ１０は、フレーム５０の底板５１より上方であって周壁５２の略中間の高さに位置するとともに、底板５１の内周より大径をなしており、これにより、ステージ１０の下側（裏側）の径方向内側に底板５１の内端縁が入り込んでいる。ステージ１０の下面と底板５１の内端縁との間には、ラビリンスシール６０が設けられている。ラビリンスシール６０は、上下一対のラビリンスリング６１，６２を有している。上側のラビリンスリング６１は、ステージ１０と同心の多重環状をなす複数の垂下片６１ａを有して、ステージ１０の下面に固定されている。下側のラビリンスリング６２は、フレーム５０ひいてはステージ１０と同心の多重環状をなす複数の突出片６２ａを有して、フレーム５０の底板５１の上面に固定されている。上下のラビリンスリング６１，６２の垂下片６１ａと突出片６２ａどうしが、互い違いに噛み合っている。
フレーム５０と、ステージ１０と、ラビリンスシール６０の間に、環状の空間５０ａが画成されている。
【００５５】
フレーム５０の底板５１には、ラビリンスリング６２の谷部から延びる吸引路５１ｃが形成されている。吸引路５１ｃは、配管を介して真空ポンプや排気処理系等からなる吸引排気装置（図示せず）に接続されている。これら吸引路５１ｃと配管と吸引排気装置とは、「環状空間の吸引手段」を構成している。
【００５６】
フレーム５０の底板５１のラビリンスリング６２より径方向外側の部分には、ステージ１０の外周縁の下側に離れて、レーザ加熱器２０の照射ユニット２２（照射部）が取り付けられている。
レーザ加熱器２０は、点状光源であるレーザ光源２１と、このレーザ光源２１に光ファイバケーブル等の光伝送系２３を介して光学的に接続された上記照射ユニット２２を有している。レーザ光源２１は、例えば、ＬＤ（半導体）レーザ光源が用いられており、発光波長８０８ｎｍ〜９４０ｎｍのレーザ（熱光線）を出射するようになっている。発光波長は、基材９０に被膜されたフォトレジスト膜９２の吸収波長に対応する範囲に設定してもよい。
レーザ光源２１は、ＬＤに限られず、ＹＡＧ、エキシマ等の種々の形式のものを用いてもよい。できればレーザの波長が膜９２に吸収されやすい可視光以降のものを用い、より好ましくは膜９２の吸収波長に合ったものを用いるとよい。
光源２１をユニット２２の内部に収容し、光ファイバ等の光伝送系２３を省略してもよい。
【００５７】
レーザ照射ユニット２２は、前記被処理位置Ｐに対しプラズマノズルヘッド３０よりも相当大きく離れている。図２に示すように、レーザ照射ユニット２２は、フレーム５０ひいてはステージ１０の周方向に等間隔ごとに離れて複数（図では３つ）設けられている。図１に示すように、レーザ照射ユニット２２は、前記被処理位置Ｐを通り前記延長面と直交する線Ｌ１上に配置されている。レーザ照射ユニット２２のレーザ照射方向は、上記線Ｌ１に沿って真上に向けられ、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の外周部と直交（交差）するようになっている。
【００５８】
レーザ照射ユニット２２には、凸レンズやシリンドリカルレンズ等の光学部材が収容されており、図３に示すように、光源２１から送られて来たレーザＬを前記被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の裏面外周部へ向けて収束させるようになっている。さらに、レーザ照射ユニット２２には、焦点調節機構が組み込まれており、この焦点調節機構によってレーザの焦点をちょうど被処理位置Ｐに合わせられるだけでなく、被処理位置Ｐに対し若干上下にずらすこともできるようになっている。
光伝送系２３と照射ユニット２２によって、光源２１からの熱光源を被処理位置の近傍まで発散しないように伝送し被処理位置へ向けて収束照射する「光学系」が構成されている。
【００５９】
図１に示すように、フレーム５０の周壁５２には、プラズマノズルヘッド３０が取り付けられている。プラズマノズルヘッド３０は、被処理位置Ｐに対しステージ１０の径方向外側に配されており、レーザ照射ユニット２２とは被処理位置Ｐに対し互いに異なる方向に配置されている。図２に示すように、プラズマノズルヘッド３０は、ステージ１０の周方向に等間隔ごとに離れてレーザ照射ユニット２２と同数（図では３つ）だけ設けられ、しかも、レーザ照射ユニット２２と同じ周位置またはレーザ照射ユニット２２よりウェハ回転方向の若干下流側に対をなすようにして配置されている。
【００６０】
プラズマノズルヘッド３０は、段々に先細になる段付き円柱状をなし、軸線をステージ１０の径方向に沿うように水平に向けて配置されている。図１に示すように、プラズマノズルヘッド３０には、一対の電極３１，３２が収容されている。これら電極３１，３２は、二重環状をなし、両者の間に環状をなす常圧の空間３０ａが形成されている。少なくとも一方の電極３１，３２の対向面には固体誘電体が被膜されている。
【００６１】
内側の電極３１に、図示しない電源（電界印加手段）が接続され、外側の電極３２が接地されている。上記電源は、電極３１に例えばパルス状の電圧を出力するようになっている。このパルスの立上がり時間及び／又は立下り時間は、１０μｓ以下、電極間空間３０ａでの電界強度は１０〜１０００ｋＶ／ｃｍ、周波数は０．５ｋＨｚ以上であることが望ましい。なお、パルス電圧に代えて、正弦波等の連続波状電圧等を出力するようになっていてもよい。
【００６２】
電極間空間３０ａのステージ１０側とは反対側を向く基端部（上流端）には、図示しないプロセスガス供給源が接続されている。プロセスガス供給源は、プロセスガスとして例えば酸素等を貯え、これを適量ずつ電極間空間３０ａに供給するようになっている。
【００６３】
図３に最も良く示されているように、プラズマノズルヘッド３０のステージ１０側を向く先端部には、円板形状をなす樹脂製の吹出し口形成部材３３が設けられている。この吹出し口形成部材３３の中央部に、吹出し口３０ｂが形成されている。吹出し口３０ｂは、電極間空間３０ａのステージ１０側を向く下流端と連なるとともに、軸線をステージ１０の径方向に沿って水平に向けてステージ１０の上面１０ａの延長面上ないしはそれより僅かに下の高さに位置され、プラズマノズルヘッド３０の先端に開口されている。プラズマズルヘッド３０の先端ひいては吹出し口３０ｂは、被処理位置Ｐの近傍に配置されており、ステージ１０上にウェハ９０を設置すると、その外端縁に極めて近接するようになっている。この吹出し口３０ｂの軸線に沿って、プロセスガスをプラズマ化してなる反応性ガスＧが噴射されるようになっている。この噴射方向は、レーザ加熱器２０のレーザＬの照射方向に対し、直交し（角度をなし）ている。この噴射方向と照射方向の交差部は、ステージ１０上のウェハ９０の突出外周部の裏面上に略位置している。
【００６４】
プラズマノズルヘッド３０の先端面には、先端面形成部材３４と吹出し口形成部材３３の間に吸込み口３０ｃが形成されている。吸込み口３０ｃは、吹出し口３０ｂと近接してこれを囲むように環状をなしている。図１に示すように、吸込み口３０ｃは、プラズマノズルヘッド３０に形成された吸引路３０ｄを介して、上記図示しない吸引排気装置に連なっている。これら吸込み口３０ｃと吸引路３０ｄと吸引排気装置とは、「吹出し口近傍の吸引手段」ないしは「環状空間の吸引手段」を構成している。
プラズマノズルヘッド３０と上記電源と上記プロセスガス供給源と上記吸引排気装置等によって、常圧プラズマ処理装置が構成されている。
【００６５】
上記構成の基材処理装置によって、ウェハ９０の裏面の外周部の膜９２ｃを除去する方法を説明する。
処理すべきウェハ９０を、搬送ロボット等によってステージ１０の上面に中心が一致されるようにして置き、吸着チャックする。ウェハ９０の外周部は、全周にわたってステージ１０の径方向外側に突出することになる。このウェハ９０の突出外周部の裏面上すなわち被処理位置Ｐに焦点を略合わせ、レーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２からレーザＬを出射する。これによって、ウェハ９０の裏面外周部の膜９２ｃをスポット状（局所的）に輻射加熱できる。点集光であるので、レーザエネルギーを被照射部に高密度で付与できる。レーザの波長が膜９２ｃの吸収波長に対応していれば、レーザエネルギーの吸収効率をより高くすることができる。これによって、膜９２ｃのスポット状の被照射部を瞬間的に数百度（例えば６００℃）まで高温化できる。レーザ照射ユニット２２の焦点調節機構によって焦点位置を被処理位置Ｐの上下に若干ずらすことにより、ウェハ９０の裏面外周部上での集光径ひいては被加熱部位の面積や、輻射エネルギの密度ひいては被加熱部位の加熱温度を調節することができる。この結果、処理幅を調節することができる。また、ノッチ部やオリフラ部においては、集光径を大きくすることにより、ノッチ部やオリフラ部の縁にもレーザが当たるようにすることができ、ひいてはノッチ部やオリフラ部の縁の裏側の膜をも確実に除去することができる。
輻射加熱であるので、ウェハ９０の被加熱部位を加熱源に接触させる必要がなく、パーティクルが発生することもない。
一方、ウェハ９０の被加熱部位から径方向内側に熱が伝わって来ても、ステージ１０内の冷媒室４１に充填された水によって吸熱することができる。これによって、ウェハ９０の被加熱部位より内側の部分の温度上昇を抑えることができる。したがって、膜９２の変質を抑えることができるだけでなく、反応性ガスのオゾンがウェハ９０の上面の中央側へ流れ込んで来たとしても、膜９２との反応を抑えることができる。これによって、膜９２にダメージが及ぶのを防止でき、確実に良質に維持することができる。
【００６６】
併行して、プロセスガス供給源からプロセスガス（酸素等）をプラズマノズルヘッド３０の電極間空間３０ａに供給する。また、パルス電源から電極３１にパルス電圧を供給し、電極間空間３０ａにパルス電界を印加する。これにより、電極間空間３０ａで常圧グロー放電プラズマが形成され、酸素等のプロセスガスからオゾン等の反応性ガスが形成される。この反応性ガスが、吹出し口３０ｂから吹出され、ちょうどウェハ９０の裏面の局所加熱された部位に吹付けられ、反応を起こす。これによって、この部位の膜９２ｃをエッチングし、除去することができる。この部位は、局所的に十分高温化されているので、エッチングレートを十分に高めることができる。
【００６７】
更には、吸引手段によって、エッチング処理が行なわれている部位の周辺のガスを吸込み口３０ｃに吸込み、吸引路３０ｄを介して排気できる。この結果、エッチング処理が行なわれている部位の周辺から処理済みの反応性ガスやエッチングによる副生成物を速やかに取り除いてエッチングレートを高めることができる。また、ウェハ９０の表側面へのガス流入を防止でき、表側面の膜９２のダメージを一層確実に防止することができる。
更に、上記吸引手段によって、処理済みの反応性ガス等をウェハ９０の外周部の周辺からラビリンスシール６０方向へ誘導でき、ラビリンスシール６０の隙間から吸引排気できる。ラビリンスシール６０から径方向内側への反応性ガス等の流出も確実に防止することができる。
【００６８】
以上の操作と併行して、回転駆動機構によってステージ１０を回転させる。これによって、ウェハ９０の裏面外周部の膜９２ｃの除去範囲を周方向に進展させることができ、ひいては、裏面外周部の膜９２ｃを全周にわたって除去することができる。
ステージ１０とフレーム５０の間のシールとしてラビリンスシール６０を用いることによって、ステージ１０の回転を、フレーム５０との摩擦無く円滑に行なうことができる。
【００６９】
図４は、図１と同様の装置を用い、ウェハーの外端縁をステージ１０から３ｍｍ突出させ、冷媒室４１内の水温が、５０℃の場合、２３．５℃の場合、５．２℃の場合のそれぞれについて、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハーの表面温度を測定した実験結果を示したものである。レーザ加熱器２０の出力条件は以下の通りである。
レーザ発光波長：８０８ｎｍ
出力：３０Ｗ
局所加熱部位の直径：０．６ｍｍ
出力密度：１００ｗ／ｍｍ２
発振形態：連続波
図４に示す通り、水温が常温の２３．５℃の場合、ウェハー外端縁の被加熱部位の近傍では被加熱部位からの熱伝導により１１０℃程度になるが（被加熱部位では６００℃以上）、そこから僅か３ｍｍ径方向内側の部位では５０℃程度まで下がり、更に径方向内側の中央部分では、５０℃以下に保持され、これにより、たとえ反応性ガスのオゾンがウェハーの表側面の中央部分に流れ込んで来ても反応が起きにくく膜９２のダメージを抑えることができることが確認された。
【００７０】
また、図１と同様の装置を用い、ウェハーの外端縁をステージ１０から３ｍｍ突出させ、レーザ出力を８０Ｗにした場合と１００Ｗにした場合とについて、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハーの表面温度をサーモグラフィで測定した。その他の条件は以下の通りである。
ウェハー直径：３００ｍｍ
局所加熱部位の直径：１ｍｍ
ステージ回転数：３ｒｐｍ
ステージ冷媒室内の水温：２３．５℃
その結果、図５に示すとおり、ウェハー外端縁の被加熱部位の近傍の表面温度は、３００℃前後（被加熱部位では７００〜８００℃程度）であったが、そこから径方向内側へ向かってウェハー温度が急激に下がり、僅か３ｍｍ径方向内側の部位では１００℃を下回った。これにより、ウェハー中央部分の膜のダメージを抑えることができることが確認された。
【００７１】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の実施形態と対応する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
図６に示す基材処理装置では、プラズマノズルヘッド３０が、被処理部位から離され、レーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２と並ぶようにして、フレーム５０の底板５１に固定されている。プラズマノズルヘッド３０の先端面は、真上に向けられている。フレーム５０の周壁５２には、プラズマノズルヘッド３０の先端開口３０ｂ’から延びる反応性ガス路５２ｂが形成されている。反応性ガス路５２ｂの先端は、周壁５２の内周面に達し、そこに小さな円筒状の吹出しノズル３６が連ねられている。図６の装置においては、この吹出しノズル３６が、吹出し口形成部材を構成し、その内部が吹出し口３６ａを構成している。吹出しノズル３６は、透明で透光性を有する材料、例えばテトラフルオロエチレン−パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等で構成されている。
【００７２】
吹出しノズル３６は、周壁５２の内周から突出するように斜め上に延び、その先端部が、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の突出外周部の裏側に極めて近接するようになっている。これによって、垂直上方を向くレーザ加熱器２０の照射方向に対し、吹出しノズル３６からの吹出し方向が、鋭角をなしてウェハ９０の突出外周部の裏面上で交差するようになっている。（輻射加熱器と吹出し口が、支持面１０ａの延長面より裏側において被処理位置Ｐに対し互いに異なる方向（鋭角をなす方向）に配置されている。）
反応性ガス路５２ｂを有するフレーム５０と、吹出しノズル３６は、プラズマノズルヘッド３０と共に「反応性ガス供給手段」の構成要素となっている。
【００７３】
この構成によれば、吹出しノズル３６がウェハ９０の被処理部位の極めて近傍に配置されているので、そこから吹出されたオゾン等の反応性ガスを高活性なうちに、かつ拡散せず高濃度なうちに被処理部位に確実に到達させることができ、膜９２ｃとの反応効率を向上でき、エッチングレートを高めることができる。また、反応性ガスの吹出し方向がウェハ９０の裏面に対し平行ではなく角度が付いているので、膜９２ｃとの反応効率を一層向上でき、エッチングレートを一層高めることができる。
一方、レーザ加熱器２０からのレーザＬの光路内に吹出しノズル３６が進入するように配置されることになるが、吹出しノズル３６は透光性を有しているためレーザＬを遮ることがない。よって、被処理部位を確実に加熱することができ、高エッチングレートを確保できる。
なお、吹出しノズル３６をレーザＬの光路上から外して配置することにしてもよい。その場合、吹出しノズル３６を透過性材料にする必要はなく、例えば、ステンレス等を用いてもよい。しかし、レーザの反射で高温化し、オゾン濃度が熱反応で低下するおそれを考慮すると、輻射熱吸収性が小さく耐オゾン性も高いテフロン（登録商標）等にて構成するのが好ましい。
【００７４】
図６において、ベースプレートの周壁５２の上面には、段差が形成されており、この段差に断面逆Ｌ字状をなす環状の上部周壁５３が被せられている。上部周壁５３の内端縁は、吹出しノズル３６の近傍、ひいてはステージ１０上のウェハ９０の外端縁の近傍に配置されている。この上部周壁５３の内端縁には、該内端縁に向かって拡開するように開口するとともに周方向の全周にわたる環状溝５３ｃ（吸引口）が形成されている。この環状溝５３ｃにおける吹出しノズル３６と同じ周方向位置の溝底から、吸引路５３ｄが、上部周壁５３の外周へ延びて吸引コネクタ５７に連なり、更には、図示しない吸引排気装置に接続されている。これによって、ウェハ９０の外周部の周辺から処理済み反応性ガスを吸引し排気することができる。
溝５３ｃ、吸引路５３ｄ、吸引排気装置は、「吹出し口近傍の吸引手段」ないしは「環状空間の吸引手段」を構成している。
【００７５】
図７に示す基材処理装置では、プラズマノズルヘッドの構造が既述のものと異なっている。すなわち、図７のプラズマノズルヘッド３０Ｘは、ステージ１０ないしはフレーム５０に対応する大きさの環状をなし、ステージ１０及びフレーム５０の上側にそれらと同心をなすように配置されている。プラズマノズルヘッド３０Ｘは、図示しない昇降機構によってステージ１０及びフレーム５０の上方に大きく離間した退避位置（この状態は図示せず）と、フレーム５０の周壁５２上に載ったセット位置（この状態を図７に示す）との間で昇降可能になっている。プラズマノズルヘッド３０Ｘを退避位置へ上昇させたうえで、ウェハ９０をステージ１０に設置し、その後、プラズマノズルヘッド３０Ｘを降ろしてセット位置にし、処理を行なうようになっている。
【００７６】
プラズマノズルヘッド３０Ｘの内部には、その全周にわたって二重円環状をなす電極３１Ｘ，３２Ｘが収容されている。内側の電極３１Ｘに図示しないパルス電源が接続され、外側の電極３２Ｘが接地されている。これら電極３１Ｘ，３２Ｘの対向面どうしによって、プラズマノズルヘッド３０Ｘの全周にわたる環状をなす狭い空間３０ａｘが形成されている。この電極間空間３０ａｘの上端部（上流端）の周方向の全周にわたって均等に、図示しないプロセスガス供給源からの酸素等のプロセスガスが導入され、電極間空間３０ａｘ内の常圧グロー放電によってプラズマ化され、オゾン等の反応性ガスが生成されるようになっている。電極３１Ｘ，３２Ｘの少なくとも一方の対向面には固体誘電体層が被膜されていることは、既述のプラズマノズルヘッド３０と同様である。
【００７７】
プラズマノズルヘッド３０Ｘの底部には、電極間空間３０ａｘの下端部（下流端）から斜めに延びる反応性ガス路３０ｂｘ’が形成されている。一方、フレーム５０の周壁５２にも縦に延びる反応性ガス路５２ｂが形成されており、プラズマノズルヘッド３０Ｘをセット位置にすると、両反応性ガス路３０ｂｘ’，５２ｂが連続するようになっている。
【００７８】
フレーム５０の反応性ガス路５２ｂの下端部（下流端）には、透光性材料ならなる吹出しノズル３６の基端部が連ねられている。吹出しノズル３６は、フレーム５０の径方向に沿って水平をなすようにして周壁５２に埋め込まれ、先端部が、周壁５２の内端面から突出されている。これにより、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の外周部の裏側直近に位置するようになっている。吹出しノズル３６は、レーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２と同じ周方向位置に一対一に対応するように、周方向に互いに離間してレーザ照射ユニット２２と同数だけ配置されている。これによって、電極間空間３０ａｘで生成された反応性ガスが、反応性ガス路３０ｂｘ’，５２ｂを通って吹出しノズル３６から吹出され、レーザ加熱器２０で局所加熱された膜９２ｃ部分に当たり、これをエッチングし除去するようになっている。レーザＬの光路と吹出しノズル３６が干渉していても、図６の実施形態と同様に、吹出しノズル３６が透光性を有しているので、レーザＬが遮られることはない。
【００７９】
プラズマノズルヘッド３０Ｘの底部の径方向内側の部分には、カバーリング３７が設けられている。プラズマノズルヘッド３０Ｘがセット位置にあるとき、このカバーリング３７のテーパ状をなす外端面と、フレーム５０の周壁５２の内周面の上側部分との間に、吸込み口３０ｃｘが形成されるようになっている。吸込み口３０ｃｘは、ステージ１０上のウェハ９０の外端縁のちょうど上方に位置されている。吸込み口３０ｃｘは、その奥に連なる吸込み路３０ｄｘ等を介して、図示しない吸引排気装置に接続されている。これによって、ウェハ９０の外周部の周辺から処理済み反応性ガスを吸引し排気することができる。
吸込み口３０ｃｘ、吸込み路３０ｄｘ、吸引排気装置は、「吹出し口近傍の吸引手段」ないしは「環状空間の吸引手段」を構成している。
カバーリング３７は、吸込み口形成部材を構成している。
【００８０】
図８に示す基材処理装置は、図６の基材処理装置の全体と、図７の環状プラズマノズルヘッド３０Ｘとを組み合わせたものである。したがって、図８の装置においては、下側と上側に２種類のプラズマノズルヘッド３０，３０Ｘが設けられている。下側のプラズマノズルヘッド３０は、既述の実施形態と同様、ウェハ９０の裏面外周部の膜９２ｃを除去するためのものである。これに対し、上側のプラズマノズルヘッド３０Ｘは、ウェハ９０の表側面の外周部及び外端面の膜９２（図３参照）を除去するためのものである。このため、図８の基材処理装置のプラズマノズルヘッド３０Ｘの底部には、図７のものとは異なり、電極間空間３０ａｘから真っ直ぐ下に延びて底面に開口する吹出し口３０ｂｘが形成されている。吹出し口３０ｂｘは、プラズマノズルヘッド３０Ｘの周方向の全周にわたる環状をなしている。プラズマノズルヘッド３０Ｘをセット位置にすると、吹出し口３０ｂｘが、ステージ１０上の基材のちょうど外周部の直ぐ上に配置されるようになっている。電極間空間３０ａｘからの反応性ガスは、吹出し口３０ｂｘから真っ直ぐ下に吹出され、ウェハ９０の表側面の外周部に吹き付けられるとともに、一部はウェハ９０の外端面に回り込む。これによって、ウェハ９０の表側面の外周部及び外端面の膜９２についても、エッチングし除去することができる。吹出し口３０ｂｘは、環状をなしてウェハ９０の外周の全周にわたっているので、反応性ガスをウェハ９０の外周の全周に一度に吹付けることができ、効率的にエッチングすることができる。また、ウェハ９０の表側面と裏面の膜種に応じて上下のプラズマノズルヘッド３０Ｘ，３０用のプロセスガス成分を異ならせることもできる。
【００８１】
吹出し口３０ｂｘは、吸込み口３０ｃｘの幅方向の中央に配置されている。吸込み口３０ｃｘは、この吹出し口３０ｂｘを挟んで内周側と外周側とに分かれており、この内周側の吸込み口部分と外周側の吸込み口部分からそれぞれ吸込み路３０ｄｘが延び、図示しない吸引排気装置に連なっている。
【００８２】
図９に示す基材処理装置は、プラズマノズルヘッド３０とレーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２との配置関係が、図１のものと異なっている。すなわち、図９の装置では、プラズマノズルヘッド３０が、先端面ひいては吹出し口３０ｂを真上に向け、フレーム５０の底板５１に固定されている。吹出し口３０ｂは、ステージ１０上に設置されたウェハ９０の外周縁の下側に近接して配置され、反応性ガスをウェハ９０の裏面外周部と直交する方向に吹出すようになっている（被処理位置Ｐを通り支持面１０ａの延長面と直交する線上に配置されている）。
【００８３】
図１０に拡大して示すように、プラズマノズルヘッド３０の先端面の吹出し口３０ｂよりステージ１０側の部位には、板状の全反射部材２５が設けられている。全反射部材２５のステージ１０側とは逆側の面は、上に向かってステージ１０側へ傾く斜面になっている。この斜面が、レーザ等の光を全反射する全反射面２５ａとなっている。
【００８４】
一方、レーザ照射ユニット２２は、プラズマノズルヘッド３０の径方向外側に離れ、レーザ照射方向を径方向内側へ向けるように軸線を横にして、フレーム５０の周壁５２に固定されている。レーザ照射ユニット２２から照射されたレーザＬは、反射面２５ａに当たって斜め上へ反射され、ウェハ９０の裏面の外周部に当たるようになっている。これにより、ウェハ９０の裏面外周部を局所的に加熱することができる。
【００８５】
なお、プラズマノズルヘッド３０の上端部の部材３４等は、レーザＬを透過するように透光性材料にて構成してもよい。
レーザ照射ユニット２２からのレーザが線状でなく、反射面２５ａに向かって収光する円錐状の場合、プラズマノズルヘッド３０を下げてウェハ９０から離すとともにその分だけ全反射部材２５を厚くし、レーザがプラズマノズルヘッド３０に干渉しないようにしてもよい。
【００８６】
図９に示すように、フレーム５０の周壁５２の上端部には、その内周の全周に沿うリング状をなすカバー部材８０が設けられている。カバー部材８０は、水平な円板形状をなして周壁５２から径方向内側へ延びる水平部８１と、この水平部８１の内端縁の全周から垂下された筒形状の垂下部８２を有し、断面Ｌ字状をなしている。カバー部材８０は、図示しない昇降機構によって周壁５２の上方に大きく離間した退避位置（この状態は図示せず）と、水平部８１の外周面が周壁５２の内周面に当接するセット位置（この状態を図９に示す）との間で昇降可能になっている。ウェハ９０をステージ１０に載せたり取り出したりするときは、カバー部材８０が退避位置に位置され、ウェハ９０の処理時は、カバー部材８０がセット位置に位置される。
【００８７】
セット位置において、カバー部材８０の水平部８１の内端縁及び垂下部８２は、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上のウェハ９０の外周部の上方に配置され、ウェハ９０の外周部と協働して環状空間５０ａの上方を覆っている。カバー部材８０と周壁５２との間には、環状空間５０ａに一体に連なる空間５０ｂが形成されている。垂下部８２の下端部は、ウェハ９０の僅かに上に配置され、垂下部８２とウェハ９０の間の隙間８２ａ（図１０）が非常に狭くなるようになっている。これによって、ウェハ９０の外周部に当たった後の処理済みの反応性ガスを、空間５０ａ，５０ｂ内に確実に閉じ込めることができ、ウェハ９０の上面の中央部側へ流れていくのを防ぐことができる。ひいては、この上面の膜９２がダメージを受けるのを防止することができる。カバー部材８０と周壁５２との間の空間５０ｂは、カバー部材８０の吸引コネクタ５５等を介して図示しない吸引排気装置に接続されている。これによって、空間５０ａ，空間５０ｂ内の処理済みガスを吸引排気することができる。
吸引コネクタ５５や吸引排気装置は、「環状空間の吸引手段」を構成している。
【００８８】
図１１に示す基材処理装置は、反応性ガス供給手段の反応性ガス供給元として、既述実施形態の常圧グロー放電式のプラズマノズルヘッド３０，３０Ｘに代えて、オゾナイザー７０が用いられている。オゾナイザー７０のオゾン生成方式は、無声放電、沿面放電等、種類を問わない。オゾナイザー７０は、フレーム５０から離間して設置されている。このオゾナイザー７０からオゾン供給管７１が延び、このオゾン供給管７１が、フレーム５０のレーザ照射ユニット２２より径方向外側の底板５１に設けられた供給コネクタ７２を介して、フレーム５０の周壁５２の反応性ガス路５２ｂに連なっている。なお、供給コネクタ７２は、レーザ照射ユニット２２と同じ周方向位置に一対一に対応するように、周方向に等間隔ごとにレーザ照射ユニット２２と同数（例えば５つ）だけ配置されており、オゾン供給管７１が分岐して各供給コネクタ７２に接続されている。各供給コネクタ７２から反応性ガス路５２ｂが延びている。
【００８９】
反応性ガス路５２ｂが周壁５２の内周面に達し、そこから透光性の吹出しノズル３６が斜め上に突出し、この吹出しノズル３６の先端部が、ステージ１０上に設置されたウェハ９０の突出外周部の裏側に極めて近接するようになっていることは、図６のものと同様である。
オゾナイザー７０、オゾン供給管７１、供給コネクタ７２、反応性ガス路５２ｂを有するフレーム５０、及び吹出しノズル３６は、それぞれ「反応性ガス供給手段」の構成要素となっている。
【００９０】
オゾナイザー７０で生成された反応性ガスとしてのオゾンは、オゾン供給管７１、供給コネクタ７２、反応性ガス路５２ｂを順次経て、吹出しノズル３６から吹出される。吹出しノズル３６がウェハ９０の裏面外周部の極めて近傍に配置されているので、オゾンが拡散も失活もしないうちにこのウェハ９０の裏面外周部に確実に当てて膜９２ｃを効率的に除去できること、及び、吹出しノズル３６がレーザ加熱器２０からのレーザＬの光路と干渉していても、レーザＬは吹出しノズル３６を透過でき、ウェハ９０の被処理部位を確実に加熱できることは、図６のものと同様である。また、処理済みのオゾンは、吸引手段すなわち吹出しノズル３６の近傍の吸引路５３ｄ、吸引コネクタ５７等の排気経路か、或いは、空間５０ａ、ラビリンスシール６０の隙間、吸引路５１ｃ等の排気経路を経て、図示しない吸引排気装置にて吸引排気されることは、図１及び図６のものと同様である。
【００９１】
上部周壁５３の上方には、カバー部材８０が設けられている。このカバー部材８０は、図９のものと同様に、図示しない昇降機構によって上方への退避位置（図１１において仮想線で示す）とセット位置（同図において実線で示す）との間で昇降可能になっている。セット位置のカバー部材８０は、上部周壁５３の上面に当接されるとともに径方向内側へ延出し、その内端部の垂下部８２が、ステージ１０の外周縁の上方に位置されている。これによって、カバー部材８０は、それ単独で環状空間５０ａを覆っている。これによって、図９のものと同様に、処理済みのオゾンが、ウェハ９０の上面の中央部側へ流れていくのが防止されている。
【００９２】
図１２に示す基材処理装置は、輻射加熱器として、既述実施形態のレーザ加熱器２０に代えて、赤外線加熱器１２０が用いられている。図１２及び図１３に示すように、赤外線加熱器１２０は、ハロゲンランプ等の赤外線ランプ１２１からなる光源と、収束照射用の光学系１２２を有し、フレーム５０の周方向の全周にわたる環状をなしている。すなわち、赤外線ランプ１２１は、フレーム５０の周方向の全周にわたる環状光源であり、光学系１２２もフレーム５０の周方向の全周にわたって配置されている。光学系１２２は、パラボリック反射鏡、凸レンズ、シリンドリカルレンズ等の集光系やバンドパスフィルタ等の波長抽出部等にて構成され、更に焦点調節機構が組み込まれている。光学系１２２は、赤外線ランプ１２１からの赤外線をバンドパスフィルタに通すとともにパラボリック反射鏡やレンズ等の集光系で集光し、ウェハ９０の裏面の外周の全周に収束させるようになっている。これによって、裏面外周部の膜９２ｃを局所的に、しかも全周にわたって一度に加熱することができる。赤外線ランプ１２１としては、遠赤外線ランプを用いてもよく、近赤外線ランプを用いてもよい。発光波長は、例えば７６０ｎｍ〜１００００ｎｍであり、この中から膜９２ｃの吸収波長に合った光をバンドパスフィルタで抽出する。これによって、膜９２ｃの加熱効率を一層高めることができる。
【００９３】
赤外線加熱器１２０の内部には、全周にわたってランプ冷却路１２５が形成されており、このランプ冷却路１２５に冷媒往路１２６及び復路１２７を介して図示しない冷媒供給源が接続され、冷媒が循環されるようになっている。これによって、赤外線加熱器１２０を冷却することができる。冷媒として例えば水、空気、ヘリウムガス等が用いられている。空気や水を用いる場合は、復路１２７から冷媒供給源に戻さずに排出することにしてもよい。この加熱器冷却用の冷媒供給源は、基材吸熱用の冷媒供給源と共用してもよい。
ランプ冷却路１２５と往路１２６と復路１２７と加熱器冷却用冷媒供給源は、「輻射加熱器冷却手段」を構成している。
【００９４】
反応性ガス供給手段の反応性ガス供給元としては、図１１の装置と同様にオゾナイザー７０が用いられている。オゾナイザー７０は、オゾン供給管７１を介してフレーム５０の複数の供給コネクタ７２に連なっている。供給コネクタ７２の数は、比較的多く、例えば８つである。これら供給コネクタ７２が、周壁５２の外周面の上側部分の周方向に等間隔ごとに離れて配置されている。
【００９５】
周壁５２の上側部は、吹出し路及び吹出し口形成部材として提供されている。すなわち、周壁５２の上側部には、これら供給コネクタ７２に連なる反応性ガス路７３が、径方向内側へ向かって水平に、しかも周方向の全周にわたって環状に形成されている。反応性ガス路７３は、周壁５２の内周の全周に開口し、そこが環状の吹出し口７４となっている。この吹出し口７４の高さは、ステージ１０の上面ひいてはその上に設置されるべきウェハ９０の裏面より僅かに下に位置し、しかも当該ウェハ９０の外周縁に近接してその全周を囲むように配置されている。
【００９６】
オゾナイザー７０からのオゾンは、反応性ガス路７３の各供給コネクタ７２接続位置に導入され、反応性ガス路７３の周方向の全体に拡がりながら吹出し口７４の全周から径方向内側に吹出される。これによって、オゾンをウェハ９０の裏面外周部の全周に一度に吹付けることができ、全周の膜９２ｃを効率的に除去することができる。
なお、この図１２の装置においては、上記のようにウェハ９０全周を一度に処理できるので、ステージ１０の回転は必ずしも必要でないが、処理を周方向に均一化させるために回転させるのが好ましい。
【００９７】
図１２の装置では、カバー部材８０をセット位置に位置させると、周壁５２の上面との間の全周にわたって吸引路５３ｄが形成されるようになっている。この吸引路５３ｄが、カバー部材８０に設けられた吸引コネクタ５７等を介し、図示しない吸引排気装置に連なっており、これによって、ウェハ９０の外周部の周辺から処理済み反応性ガスを吸引し排気することができる。
【００９８】
図１４は、図１２と同様の装置を用い、ウェハーの外端縁をステージ１０から３ｍｍ突出させ、冷媒室４１内の水温が５℃の場合、２０℃の場合、５０℃の場合のそれぞれについて、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハーの表面温度を測定した実験結果を示したものである。赤外線加熱器１２０の出力条件は以下の通りである。
光源：環状ハロゲンランプ
収束用光学系：パラボリック反射鏡
発光波長：８００〜２０００ｎｍ
出力：２００Ｗ
局所加熱部位の幅：２ｍｍ
図１４に示す通り、水温が常温の２０℃の場合、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍では被加熱部位からの熱伝導により８０℃程度になるが（被加熱部位では４００℃以上）、そこから９ｍｍ以上径方向内側の部位では５０℃以下の低温に保持され、膜のダメージを抑えることができることが確認された。
【００９９】
ところで、図１５に示すように、オゾンが分解して得られる酸素原子ラジカルの寿命は、温度に依存し、２５℃付近では十分に長いが、５０℃付近では半減してしまう。一方、膜９２ｃとの反応確保のために加熱を行なっているため、オゾンの吹出し路の温度が上昇するおそれがある。
【０１００】
そこで、図１６に示す基材処理装置には、吹出し路冷却（温調）手段が設けられている。すなわち、吹出し路形成部材としてのフレーム５０の周壁５２の内部に反応性ガス冷却路１３０が設けられ、この反応性ガス冷却路１３０に冷媒往路１３１及び復路１３２を介して図示しない冷媒供給源が接続され、冷媒が循環されるようになっている。冷媒として例えば水、空気、ヘリウムガス等が用いられている。空気や水を用いる場合は、復路１３２から上記冷媒供給源に戻さずに排出することにしてもよい。この吹出し路冷却用の冷媒供給源は、基材吸熱用の冷媒供給源と共用してもよい。これによって、反応性ガス路５２ｂ内を通るオゾンを冷却することができ、酸素原子ラジカル量の減少を抑え、活性を維持することができる。ひいては、膜９２ｃの除去処理効率を向上させることができる。
この図１６の基材処理装置では、反応性ガス供給元として図１１等と同じオゾナイザーを用いているが、図６等のプラズマノズルヘッド３０を用いた装置に反応性ガス冷却路１３０を設け、反応性ガス路５２ｂの冷却を行なうことにしてもよい。
【０１０１】
ステージ１０ひいてはその上に設置されたウェハ９０の中心の上方には、不活性ガス吹付け部材として不活性ガスノズル１４０が、吹出し口を真下に向けて設けられている。不活性ガスノズル１４０の上流端は、図示しない不活性ガス供給源に連なっている。この不活性ガス供給源から不活性ガスとして例えば窒素ガスが不活性ガスノズル１４０に導入され、その吹出し口から吹出されるようになっている。吹出された窒素ガスは、ウェハ９０の上面に沿って中心から径方向外側へ放射状に拡散していく。やがて、窒素ガスは、ウェハ９０の上面の外周部付近とカバー部材８０との間の隙間８２ａに達し、一部は、そこを通ってウェハ９０の裏側に回り込もうとする。この窒素ガスの流れによって、ウェハ９０の外周部の裏側周辺の処理済み反応性ガスが、基材の表側へ回り込むのを防止でき、ひいては、隙間８２ａから外に漏れ出るのを確実に防止することができる。
なお、不活性ガスノズル１４０は、ウェハ９０をステージ１０に設置したり取り出したりするときは、邪魔にならないように退避されるようになっている。
【０１０２】
図１６の基材処理装置では、輻射加熱器としてレーザ加熱器２０を用いているが、これに代えて、図１７に示すように、赤外線加熱器１２０を用いてもよい。なお、この赤外線加熱器１２０は、図１２のものと同様に、環状をなしてフレーム５０の全周にわっている。
【０１０３】
図１８に示す基材処理装置は、オゾナイザー７０からの供給コネクタ７２が、フレーム５０の底板５１のレーザ照射ユニット２２とラビリンスシール６０との間に配置されている。この供給コネクタ７２に吹出し路形成部材としての管状の吹出しノズル７５が連なっている。吹出しノズル７５は、供給コネクタ７２から真っ直ぐ上へ延びてステージ１０の周側面の底部付近に突き当たるとともに折曲し、ステージ１０の周側面のテーパに沿って斜め上方へ延びている。吹出しノズル７５の先端の開口は、吹出し口となり、ステージ１０の周側面の上縁近傍に位置されている。この吹出し口が、ステージ１０上に設置されたウェハ９０の裏面外周部に臨み、膜９２ｃへオゾンを吹出すようになっている。
【０１０４】
この構成によれば、ステージ１０内部の冷媒室４１に冷媒を通されることにより、ウェハ９０が吸熱冷却されるだけでなく、吹出しノズル７５をも冷却することができる。これによって、基材吸熱手段が、吹出し路冷却（温調）手段を兼ねている。したがって、図１６における反応性ガス冷却路１３０等を形成する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
なお、ステージ１０の周側面又は吹出しノズル７５の外周面には、ステージ１０の回転による摩擦を低減するためのグリース等の摩擦低減材を塗るのが好ましい。
【０１０５】
図１９に示す基材処理装置では、ステージ１０の上面の外周部の全周に段差１２が形成されている。これによって、ウェハ９０を設置すると、段差１２とウェハ９０との間に凹部（ガス溜まり）１２ａが形成される。この凹部１２ａは、ステージ１０の全周にわたるとともに径方向外側へ開口している。凹部１２ａの径方向に沿う深さは、例えば３〜５ｍｍ程度である。
【０１０６】
吹出しノズル３６から吹出されたオゾンは、この凹部すなわちガス溜まり１２ａ内に入り込んで、一時滞留することになる。これによって、オゾンとウェハ９０の裏面外周部の膜９２ｃとの反応時間を十分に確保することができ、処理効率を高めることができる。
【０１０７】
図２０に示す基材処理装置では、ステージ１０の外周部の径方向外側に、囲い１５０が設けられている。囲い１５０のステージ１０側を向く内周側壁には、基材挿入孔１０ａが形成されている。ステージ１０上に設置したウェハ９０の突出外周部が、この基材挿入孔１０ａを通して、囲い１５０の内部に挿入されている。囲い１５０の外周側壁には、プラズマノズルヘッド３０の先端部が貫通されており、これにより、反応性ガスの吹出し口が囲い１５０の内部に配置されている。一方、輻射加熱器として、例えばレーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２が、囲い１５０の下側に離れて、すなわち囲い１５０の外部に配置されている。
【０１０８】
囲い１５０は、例えば石英、ホウケイ酸ガラス、透明樹脂等の透光性材料にて構成されている。これによって、レーザ照射ユニット２２からのレーザ光線Ｌは、囲い１５０の底板を透過して、ウェハ９０の裏面外周部に局所的に照射される。これによって、このウェハ９０の裏面外周部を局所輻射加熱することができる。一方、プラズマノズルヘッド３０で生成された酸素ラジカルやオゾン等の反応性ガスは、囲い１５０の内部に吹出され、上記局所加熱された部位に当たり、そこの膜９２ｃを確実に除去することができる。処理済みの反応性ガスは、囲い１５０によって外部へ漏出するのが防止される。そして、プラズマノズルヘッド３０の吸込み口から吸引排気される。
なお、囲い１５０は、少なくともレーザ照射ユニット２２と面する底板を透光性材料にて構成されていればよい。
【０１０９】
図２１は、輻射加熱器の光学系の他の態様を示したものである。レーザ加熱器２０の光源２１には、その出射光をウェハ９０の外周部へ有線伝送する光学系として光ファイバケーブル２３（導波管）が光学的に接続されている。光ファイバケーブル２３は、多数の光ファイバの束にて構成されている。これら光ファイバの束が、レーザ光源２１から延び出るとともに、複数方向に分岐し、複数の分岐ケーブル２３ａとなっている。各分岐ケーブル２３ａは、１本の光ファイバで構成されていてもよく、複数の光ファイバの束で構成されていてもよい。これら分岐ケーブル２３ａの先端部は、ステージ１０の外周部へ延び、ステージ１０の周方向に沿って互いに等間隔ごとに離れて配置されている。各分岐ケーブル２３ａの先端部は、被処理位置Ｐすなわちステージ１０上に設置されたウェハ９０の裏面外周部の近傍の真下においてウェハ９０と直交して対峙するように上向きで配置されている。各分岐ケーブル２３ａの先端部と一対一に対応するようにしてプラズマノズルヘッド３０が横向きに設けられている。図示は省略するが、各分岐ケーブル２３ａの先端部にレーザ照射ユニット２２を設けるのが好ましい。
【０１１０】
この構成によれば、光源２１からのレーザは、光ファイバケーブル２３によってウェハ９０の裏面外周部へ向けて発散されることなく伝送される。しかも、分岐ケーブル２３ａによって周方向の異なる位置に分配伝送される。そして、各分岐ケーブル２３ａの先端面から上へ出射される。これによって、ウェハ９０の裏面外周部に、その近傍からレーザ照射を行なうことができる。また、１つの点状光源２１からの点状レーザ光をウェハ９０の周方向の複数箇所に分配照射できる。これによって、これら複数箇所を同時に加熱して膜除去することができる。
さらに、光源２１の配置場所を自由に設定することができる。光ファイバの配索も容易である。
なお、分岐ケーブル２３ａの先端にシリンドリカルレンズ等の収束用の光学部材を設け、出射光が収束されるようにしてもよい。光源２１を複数設け、各光源２１からの光ファイバケーブル２３ごとに所定の周方向位置へ向けて延出させることにしてもよい。ウェハ９０に対し、光ファイバの先端部を斜めにし、プラズマノズルヘッド３０の吹出し口を真下に置くなど、光ファイバの先端部と吹出し口との配置関係は種々のアレンジが可能である。勿論、プラズマノズルヘッド３０に代えてオゾナイザー７０を用いてもよく、レーザ光源２１に代えて赤外線ランプを用いてもよい。
【０１１１】
図２２は、図６等に示す装置の吹出しノズル３６等の吹出し口形成部材の改変態様を示したものである。図２２（ａ）に示すように、この吹出しノズル３６Ｘの周壁には、旋回流形成部として、細孔状をなす旋回導孔３６ｂが、周方向に互いに等間隔ごとに離れて複数（例えば４つ）形成されている。旋回導孔３６ｂは、ノズル３６Ｘの内周すなわち吹出し口３６ａの内周面の略接線方向に延びるようにして、ノズル３６Ｘの周壁を外周面から内周面へ貫通している。しかも同図（ｂ）に示すように、ノズル３６Ｘの周壁の外周面から内周面へ（すなわち径方向内側へ）向かうにしたがって、ノズル３６Ｘの先端方向に傾いている。各旋回導孔３６ｂの外周側の端部は、吹出し路５２ｂに連なり、内周側の端部は、吹出し口３６ａに連なっている。したがって、旋回導孔３６ｂは、吹出し路５２ｂと吹出し口３６ａの連通路ないしは吹出し口の上流側の路部分を構成している。
【０１１２】
この吹出しノズル３６Ｘによれば、吹出し路５２ｂからの反応性ガスを吹出し口３６ａ内に斜めに吹出し、吹出し口３６ａの内周面沿うに旋回流を形成することができる。これによって、反応性ガスを均一化できる。しかも、反応性ガスは、細孔状の旋回導孔３６ｂを通過した後、相対的に広い吹出し口３６ａに吹出されるため、圧損により一層均一化できる。この均一化された反応性ガスの旋回流が、ノズル３６Ｘから勢い良く吹出され、ウェハ９０の裏面外周部に当たることにより、良好な膜除去処理を行なうことができる。
【０１１３】
図２３は、基材吸熱手段の改変態様を示したものである。ステージ１０の内部の冷媒室は、水平な仕切板４５によって上側（支持面側）の第１室部分４１Ｕと、下側（支持面とは反対側）の第２室部分４１Ｌとに仕切られている。仕切板４５は、ステージ１０の周壁の内径より小径であり、上下の第１、第２室部分４１Ｕ，４１Ｌが仕切板４５より外周側で連なっている。仕切板４５の中央部に冷媒供給路４２を構成する管の端部が接続され、冷媒供給路４２が、上側の第１室部分４１Ｕに連なっている。また、ステージ１０の底板の中央部に冷媒排出路４３を構成する管の端部が接続され、冷媒排出路４３が、下側の第２室部分４１Ｌに連なっている。
【０１１４】
冷媒は、冷媒供給路４２から上側（支持面側）の第１室部分４１Ｕの中央部に導入され、径方向外側へ放射状に拡がるように流れる。そして、仕切板４５の外端縁を回り込み、下側（支持面とは反対側）の第２室部分４１Ｌに入って径方向内側へ流れ、中央の冷媒排出路４３から排出される。
これによって、ステージ１０の全体を確実に冷却でき、ひいてはウェハ９０を万遍なく確実に冷却でき、上面の膜９２を確実に保護することができる。先に支持面１０ａひいてはウェハ９０に近い側の第１室部分４１Ｕに冷媒が導入されるので、吸熱効率を一層高めることができる。
【０１１５】
図２３の態様では、冷媒供給路４２と冷媒排出路４３が並行して配置されているが、図２４に示すように、冷媒排出路４３の内部に冷媒供給路４２を通し、二重管状に構成してもよい。
【０１１６】
図２５は、基材吸熱手段の他の改変態様を示したものである。ステージ１０の内部には、渦巻き状をなす冷媒通路４６が設けられている。この渦巻き状冷媒通路４６の外周側の端部に冷媒供給路４２が連なり、中心側の端部に冷媒排出路４３が連なっている。これによって、冷媒が、冷媒通路４６の外周側から内周側へ渦巻き状に流れるようになっている。よって、ウェハ９０の外周部に近い側を十分に冷却することができる。この結果、ウェハ９０の外周部から伝わって来た熱を確実に吸熱でき、上面の膜９２を確実に保護することができる。
【０１１７】
なお、詳細な図示は省略するが、中心側の冷媒排出路４３は勿論、外周側の冷媒供給路４２もステージ１０の中心軸１１の内部に通されている。冷媒供給路４２は、例えば、ステージ１０の底板と冷媒通路４６の間を中心軸１１側から径方向外側へ延び、冷媒通路４６の外周側端部に連なっている。
ステージ１０が固定される一方、フレーム５０が回転される場合には、冷媒供給路４２を中心軸１１内に通す必要はない。
【０１１８】
冷媒をステージ１０の外周側から中心へ向けて流す仕組みは、図２５の渦巻き構造に限られるものではない。例えば、図２６に示すステージ１０内の冷媒通路は、同心円状をなす複数の環状路４７と、これら環状路４７どうしを連ねる連通路４８とを有している。連通路４８は、隣り合う環状路４７の間の周方向に等間隔ごとに複数設けられている。１つの環状路４７を隔てて径方向外側の連通路４８と径方向内側の連通路４８どうしは、互いに周方向にずれて配置されている。最も外側の環状路４７には、その周方向に等間隔で離間した複数位置に、冷媒供給路４２が分岐して連なっている。中心の環状路４７に冷媒排出路４３の基端部が連なっている。
これによって、図２６の矢印に示すように、冷媒は、外側の環状路４７に沿って周方向に分岐して流れた後、連通路４８で合流して１つ内側の環状路４７へ流入し、そこで再び周方向に分流し、これを繰り返しながらステージ１０の外周側から中心へ向けて流れて行く。
【０１１９】
図２７（ａ）及び（ｂ）に示すステージ１０は、図１等のものと同様に内部が空洞状の冷媒室４１になっている。冷媒供給路４２が複数に分岐してこの冷媒室４１の外周部の周方向に等間隔ごとに離間した位置に連なっている。冷媒室４１の中央部から冷媒排出路が延びている。これによって、冷媒は、冷媒室４１の外周部に導入され、中心へ向けて流れていく。冷媒室４１は、求心状の冷媒通路を構成している。
なお、図２３及び図２４において、冷媒供給路４２と冷媒排出路４３を互いに逆にしてもよく、そうすると、上側冷媒室４１Ｕでの冷媒の流れが外周側から中心へ向かうことになる。
【０１２０】
図２８は、冷媒方式以外の基材吸熱手段を示したものである。すなわち、ステージ１０には、基材吸熱手段としてペルチェ素子１６０が内蔵されている。ペルチェ素子１６０は、吸熱側を上側（ステージ１０の上面１０ａ側）へ向け、しかも、ステージ１０の上面１０ａの近くに配置されている。これによって、ステージ１０の上板を介してウェハ９０を吸熱することができる。なお、ステージ１０のペルチェ素子１６０より下側には、ペルチェ素子１６０の放熱側からの放熱を促すべくファンやフィン等を設けるとよい。
【０１２１】
図２９（ａ）及び（ｂ）は、基材固定手段として真空チャック機構を組み込んだステージ１０を示したものである。アルミ等の良熱伝導性金属からなるステージ１０の上板には、多数の吸着孔１３が分散して形成され、これら吸着孔１３が、吸引路１４を介して、図示しない真空ポンプ等の吸引手段に連なっている。吸着孔１３は、可及的に小径になっている。これによって、ステージ１０とウェハ９０の接触面積を十分に確保できるようになっている。ひいては、ウェハ９０の吸熱効率を十分に確保することができる。
【０１２２】
図３０（ａ）及び（ｂ）は、真空チャック機構の変形態様を示したものである。ステージ１０の上面には、スポット状の吸着孔１３に代えて、吸着溝１５が形成されている。吸着溝１５は、同心円状をなす複数の環状溝１６と、これら環状溝１６どうしを連ねる連通溝１７とを有している。連通溝１７は、隣り合う環状溝１６の間の周方向に等間隔ごとに複数設けられている。１つの環状溝１６を隔てて径方向外側の連通溝１７と径方向内側の連通溝１７どうしは、互いに周方向にずれて配置されている。これら環状溝１６と連通溝１７は、可及的に細幅になっている。これによって、ステージ１０とウェハ９０の接触面積ひいてはウェハ９０の吸熱効率を十分に確保することができる。
【０１２３】
図３１及び図３２に示す実施形態に係る基材処理装置では、ステージ１０の側部に処理ヘッドＨが設けられている。処理ヘッドＨは、ステージ１０の上面より下側に配置されている。処理ヘッドＨには、吹出しノズル７５と排気ノズル７６が設けられている。
反応性ガス供給源としてのオゾナイザー７０からオゾン供給管７１が延び、このオゾン供給管７１が処理ヘッドＨのコネクタ７２を介して吹出しノズル７５の基端部に連なっている。吹出しノズル７５は、被処理位置（ステージ１０上のウェハ９０の外周部）より下側に配置されている。吹出しノズル７５の先端部分は、図３１に示すように、平面視でウェハ９０の外周の接線方向に略沿うとともにステージ１０の側すなわちウェハ９０の半径方向内側へ向けて僅かに傾けられ、かつ、図３２に示すように、正面視でウェハ９０に向けて上へ傾けられている。そして、吹出しノズル７５の先端の吹出し口が、被処理位置Ｐ（ウェハ９０の外周部の裏面）の近傍に臨んでいる。
【０１２４】
処理ヘッドの吹出し側コネクタ７２とは反対の側部には排気ノズル７６に連なるコネクタ７７が設けられている。このコネクタ７７から排気管７８が延び、この排気管７８が排気ポンプ等を含む排気手段７９に連なっている。
排気ノズル７６は、被処理位置Ｐ（ステージ１０上のウェハ９０の外周部）より下側に配置されている。排気ノズル７６の先端部分は、図３１に示すように、平面視でウェハ９０の外周の接線方向にまっすぐ向けられるとともに、図３２に示すように、正面視でウェハ９０に向けて上へ傾けられている。排気ノズル７６の先端の吸込み口が、吹出しノズル７５の吹出し口と略同じ高さ（ウェハ９０の裏面のすぐ下）に位置されている。
【０１２５】
図３１に示すように、吹出しノズル７５と排気ノズル７６の先端部分どうしは、平面視でウェハ９０の外周の１つの接線方向に沿って被処理位置Ｐを挟んで互いに向き合うように配置されている。吹出しノズル７５の先端の吹出し口と排気ノズル７６の先端の吸込み口の間に被処理位置Ｐが配置されている。ステージ１０ひいてはウェハ９０の回転方向（例えば平面視時計周り）に沿って吹出しノズル７５は上流側に配置され、排気ノズル７６は下流側に配置されている。吹出しノズル７５の吹出し口と排気ノズル７６の吸込み口の間の距離は、除去すべき膜９２ｃの反応温度、ステージ１０の回転数、レーザ加熱器２０の加熱能力等を考慮し、例えば数ｍｍ〜数十ｍｍの範囲で適宜設定されている。
【０１２６】
排気ノズル７６の吸込み口径は、吹出しノズル７５の吹出し口径より大きく、例えば約２〜５倍になっている。例えば、吹出し口径は１〜３ｍｍ程度であるのに対し、吸込み口径は２〜１５ｍｍ程度である。
【０１２７】
図３２に示すように、処理ヘッドＨの下側部には、輻射加熱器としてレーザ加熱器２０のレーザ照射ユニット２２が設けられている。レーザ照射ユニット２２は、ノズル７５，７６より下側に配置されるとともに、図３１に示すように、平面視で吹出しノズル７５と排気ノズル７６の先端部どうしの間に配置されている。レーザ照射ユニット２２の真上に被処理位置Ｐが位置されている。
【０１２８】
上記構成において、レーザ光源２１からのレーザ光が、光ファイバケーブル２３を経て、レーザ照射ユニット２２から真上に収束照射される。これにより、ウェハ９０の外周部の裏面が局所加熱される。この局所加熱された部分は、その後しばらく高温を維持しながらステージ１０の回転によって回転方向の下流側へ移動していく。したがって、ウェハ９０の外周部は、レーザ照射ユニット２２の真上の被照射部分（被処理位置Ｐ）だけでなく、そこより回転方向の下流側の部分においても高温になっている。勿論、レーザ照射ユニット２２の真上の被照射部分Ｐが最も高温であり、そこから回転方向の下流側に向かうにしたがって温度が下がっていく。図３１の二点鎖線で示す分布曲線Ｔは、ウェハ９０の温度分布を示したものであり、被照射部分Ｐを中心にして高温領域の分布が回転方向の下流側に偏っている。
【０１２９】
上記レーザ加熱及びステージ回転と併行して、オゾナイザー７０のオゾンガスが、供給管７１、コネクタ７２、吹出しノズル７５を順次経て、吹出しノズル７５の吹出し口から吹出される。このオゾンは、ウェハ９０の外周部の裏面の被照射部分（被処理位置Ｐ）の周辺に吹き付けられるとともに、この被照射部分のウェハ９０の外周の接線にほぼ沿って排気ノズル７６の側へ流れる。このガス流れは、ウェハ９０の温度分布の偏り方向に沿っている。したがって、吹出し直後の被照射部分Ｐでは勿論、被照射部分Ｐより下流の排気ノズル７６側の部分においても膜９２ｃとの反応を起こすことができる。これによって、処理効率を向上させることができる。
【０１３０】
同時に、吸引手段７９を駆動する。これによって、処理済みのオゾンガスや反応副生成物を排気ノズル７６の吸込み口に誘導して吸引し排気することができる。吸込み口は吹出し口より大きいため、処理済みのオゾンガス等を確実に捕捉し吸込むことができ、処理済みオゾンガス等が拡散するのを抑制することができる。
【０１３１】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の改変をなすことができる。
除去対象の不要物の成分は、フロロカーボン等の有機物に限られず、無機物であってもよい。
プロセスガスひいては反応性ガスは、酸素系以外にもフッ素系等、対象とする膜の成分に応じて、適宜選択することができる。ガス種に応じて活性を維持できるように、反応性ガス供給元から吹出し口までの吹出し路を温調（冷却または加温）するとよい。
レーザ加熱器２０等の点状光源の点状光を、凸レンズやシリンドリカルレンズ等の光学系で線状光にし、ウェハ９０の周方向に沿って一定の範囲に照射されるようにしてもよい。
赤外線加熱器１２０の赤外線ランプ１２１が、環状光源に代えて点状光源や線状光源であってもよい。
輻射加熱器をステージの支持面若しくはその延長面より表側に配置するとともに、支持面若しくはその延長面より裏側に反射鏡を設置し、輻射加熱器からの熱光線を、反射鏡で反射させ、基材の裏面外周部に当てることにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
この発明は、例えば半導体ウェハーの製造工程や液晶表示基板の製造工程における外周の不要膜除去に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基材処理装置を示し、図２のI-I線に沿う正面断面図である。
【図２】上記装置の平面図である。
【図３】上記装置の膜除去処理部分を拡大して示す正面断面図である。
【図４】図１と同様の装置により、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハー温度を測定した実験結果を示すグラフである。
【図５】図１と同様の装置により、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハー温度を測定した他の実験結果を示すグラフである。
【図６】反応性ガス供給手段等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図７】反応性ガス供給手段等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図８】反応性ガス供給手段等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図９】輻射加熱器と反応性ガス供給手段の配置関係等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１０】図９の装置の膜除去処理部分を拡大して示す正面断面図である。
【図１１】反応性ガス供給手段の反応性ガス供給元等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１２】輻射加熱器と反応性ガス供給手段等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１３】図１２のXIII-XIII線に沿う上記装置の平面断面図である。
【図１４】図１２と同様の装置により、ウェハーの外端縁の被加熱部位の近傍から径方向内側方向への距離に対するウェハー温度を測定した実験結果を示すグラフである。
【図１５】温度に対するオゾン分解半減期を示すグラフである。
【図１６】ノズル冷却部と不活性ガス供給部等を付加した改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１７】図１６において輻射加熱器を改変した実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１８】ノズル冷却部等の改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図１９】ガス溜まりを付加した改変実施形態に係る基材処理装置を示す正面断面図である。
【図２０】透光性囲いを付加した実施形態を示す解説正面図である。
【図２１】輻射加熱器の光学系として複数の光ファイバケーブルを用いた実施形態を示す解説正面図である。
【図２２（ａ）】旋回流形成部を有する吹出し口形成部材の正面断面図である。
【図２２（ｂ）】上記旋回流形成部を有する吹出し口形成部材の側面断面図である。
【図２３】基材吸熱手段の改変態様に係るステージの解説正面図である。
【図２４】基材吸熱手段の改変態様に係るステージの解説正面図である。
【図２５】基材吸熱手段の改変態様に係るステージの解説平面図である。
【図２６】ステージの基材吸熱手段の改変態様を示す解説平面図である。
【図２７（ａ）】基材吸熱手段の改変態様に係るステージの解説平面図である。
【図２７（ｂ）】図２７（ａ）のステージの解説正面図である。
【図２８】基材吸熱手段としてペルチェ素子を用いた改変態様に係るステージの解説正面図である。
【図２９（ａ）】基材固定手段としての真空チャック機構を組み込んだステージの平面図である。
【図２９（ｂ）】図２９（ａ）のステージの解説正面断面図である。
【図３０（ａ）】真空チャック機構の改変態様に係るステージの平面図である。
【図３０（ｂ）】図３０（ａ）のステージの解説正面断面図である。
【図３１】吹出し及び排気のノズル構成の他の実施形態に係る基材処理装置を示す平面解説図である。
【図３２】図３１の基材処理装置の正面解説図である。
【図３３】オゾンによる有機膜のエッチングレートと温度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３４】
１０ ステージ
１０ａ 支持面
１２ 段差
１２ａ 凹部（ガス溜まり）
２０ レーザ加熱器（輻射加熱器）
２１ レーザ光源
２２ レーザ照射ユニット（照射部）
２３ 光ファイバケーブル（導波管、伝送光学系）
２５ 全反射部材
３０ プラズマノズルヘッド（反応性ガス供給元）
３３，３６ 吹出し口形成部材
４１ 冷媒室（吸熱手段の構成要素）
５０ フレーム
５０ａ 環状空間
５２ 周壁（吹出し路形成部材）
５２ｂ 吹出し路
６０ ラビリンスシール
７０ オゾナイザー（反応性ガス供給元）
７５ 吹出しノズル（吹出し路形成部材）
７６ 排気ノズル（吸引排気路形成部材）
８０ カバー部材
９０ 基材
９２ｃ 基材の裏面外周部の膜（不要物）
１２０ 赤外線加熱器（輻射加熱器）
１２１ 赤外線ランプ（光源）
１２２ 光学系
１４０ 不活性ガス吹付けノズル（不活性ガス吹付け部材）
Ｐ 被処理位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の裏面の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
（ａ）基材を、外周部が突出するようにして支持する支持面を有するステージと、
（ｂ）このステージに支持された基材の裏面外周部の在るべき被処理位置から離れて配置された光源と、この光源からの熱光線を前記被処理位置へ発散しないようにして向かわせる光学系とを有する輻射加熱器と、
（ｃ）不要物除去のための反応性ガスを供給する反応性ガス供給元に連なり反応性ガスを吹出す吹出し口を有し、この吹出し口が、前記支持面（若しくはその延長面）より裏側又は略前記延長面上において前記被処理位置に向かって近接して配置された反応性ガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする基材処理装置。
【請求項２】
前記輻射加熱器の光学系が、光源からの熱光線を前記被処理位置へ向けて収束照射する照射部を含むことを特徴とする請求項１に記載の基材処理装置。
【請求項３】
前記輻射加熱器の照射部が、前記支持面又はその延長面より裏側において、前記吹出し口より前記被処理位置から離れて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の基材処理装置。
【請求項４】
前記照射部と吹出し口とが、前記被処理位置に対し互いに異なる方向に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の基材処理装置。
【請求項５】
前記照射部と吹出し口の何れか一方が、前記被処理位置を通り前記延長面と直交する線上に略配置されていることを特徴とする請求項４に記載の基材処理装置。
【請求項６】
前記輻射加熱器の光学系が、光源から前記被処理位置へ延びる導波管を含むことを特徴とする請求項１に記載の基材処理装置。
【請求項７】
前記導波管が、複数の光ファイバを含み、これら光ファイバが、前記光源から分岐して延び、その先端部が、前記ステージの周方向に沿って互いに離れて配置されていることを特徴とする請求項６に記載の基材処理装置。
【請求項８】
前記光源が、点状光源であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項９】
前記光源が、前記ステージの周方向の全周に沿う環状光源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処理装置。
【請求項１０】
前記輻射加熱器を冷却する輻射加熱器冷却手段を備えたことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１１】
前記被処理位置より裏側であって被処理位置の近傍に、前記光源からの熱光線を前記被処理位置へ全反射する全反射部材を設けたことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１２】
前記輻射加熱器の出力波長が、前記不要物の吸収波長に対応していることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１３】
前記反応性ガス供給手段の吹出し口を形成する吹出し口形成部材が、透光材料にて構成されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１４】
前記反応性ガス供給手段が、前記反応性ガス供給元からの反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有しており、この吹出し路形成部材が、吹出し路温調手段にて温調されることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１５】
前記ステージには、前記支持面から吸熱する吸熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１６】
前記反応性ガス供給手段が、前記反応性ガス供給元からの反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有し、この吹出し路形成部材が、前記ステージに沿い、前記吸熱手段にて冷却されることを特徴とする請求項１５に記載の基材処理装置。
【請求項１７】
前記ステージひいては前記被処理位置を周方向に囲み、前記ステージとの間に環状空間を形成するフレームと、
前記ステージを前記フレームに対し中心軸まわりに相対回転させる回転駆動機構と、
前記ステージの支持面側とは反対の裏側部と前記フレームとの間を、相対回転を許容しつつシールするラビリンスシールと、
を備えたことを特徴とする請求項１〜１６の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１８】
前記フレームの表側の部位には、ステージ側へ向けて延びて前記被処理位置の表側に被さり、単独又は前記ステージに設置された基材の外周部と協働して前記環状空間を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする請求項１７に記載の基材処理装置。
【請求項１９】
前記カバー部材は、前記環状空間を覆う位置から退避可能であることを特徴とする請求項１８に記載の基材処理装置。
【請求項２０】
前記環状空間に、該環状空間を吸引する吸引手段が接続されていることを特徴とする請求項１７〜１９の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２１】
前記ステージの支持面の外周部に、基材の外周部と協動してガス溜まりを形成すべき段差を形成したことを特徴とする請求項１〜２０の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２２】
吸込み口を有する排気ノズルと、この排気ノズルを吸引する吸引手段とを備え、
前記排気ノズルの吸込み口が、前記吹出し口と前記被処理位置を挟んで対向するように配置されており、
前記吸込み口が、前記吹出し口より大きいことを特徴とする請求項１〜２１の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２３】
前記吸込み口が、前記吹出し口より２〜５倍の口径を有していることを特徴とする請求項２２に記載の基材処理装置。
【請求項２４】
基材の裏面の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
基材の外周部が突出するようにして基材をステージで支持し、
輻射加熱器から熱光線を前記基材の裏面の外周部又はその近傍に焦点を結ぶように照射して局所加熱するとともに、この局所加熱された部位の近傍には該部位に向かうようにして反応性ガス供給手段の吹出し口を置いてこの吹出し口から不要物除去のための反応性ガスを吹出すことを特徴とする基材処理方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
（ａ）基材を支持する支持面を有するステージと、
（ｂ）熱光線を、前記支持面に支持された基材の外周部の在るべき被処理位置に局所的に照射し、該被処理位置を局所加熱する輻射加熱器と、
（ｃ）不要物除去のための反応性ガスの供給元に連なり、前記被処理位置の近傍に配置され、反応性ガスを、局所加熱された前記被処理位置に向けて吹出す吹出し口を形成する吹出し口形成部材と、
を備え、前記吹出し口形成部材が、透光材料にて構成されていることを特徴とする基材処理装置。
【請求項２】
前記透光材料が、石英、アクリル、透明な樹脂の何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の基材処理装置。
【請求項３】
前記透明な樹脂が、透明なポリテトラフルオロエチレンまたは透明な塩化ビニールであることを特徴とする請求項２に記載の基材処理装置。
【請求項４】
前記透光材料が、テトラフルオロエチレン−パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）であることを特徴とする請求項１に記載の基材処理装置。
【請求項５】
前記輻射加熱器の前記熱光線の照射部と吹出し口の何れか一方が、前記被処理位置を通り前記支持面と直交する線上に略配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項６】
前記輻射加熱器の前記熱光線の照射部が、前記被処理位置を通り前記支持面と直交する直交線上に略配置され、前記吹出し口が、前記被処理位置を通り前記直交線に対し斜めをなす線上に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項７】
前記吹出し口からの前記反応性ガスの吹き出し方向が、前記支持面と直交する方向から見て、前記基材の被処理位置における接線にほぼ沿うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項８】
前記支持面と直交する方向から見て、前記吹出し口と前記基材の被処理位置を挟んで対向する吸込み口を有する排気ノズルを備えたことを特徴とする請求項７に記載の基材処理装置。
【請求項９】
前記吸込み口が、前記吹出し口より大きいことを特徴とする請求項８に記載の基材処理装置。
【請求項１０】
前記吸込み口が、前記吹出し口より２〜５倍の口径を有していることを特徴とする請求項９に記載の基材処理装置。
【請求項１１】
前記支持面と直交する方向から見て、前記吹出し口と前記吸込み口との間に前記照射部が配置されていることを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１２】
前記ステージを中心軸まわりに回転させる回転駆動機構を備え、この回転駆動機構の回転方向が、前記吹出し方向に沿っていることを特徴とする請求項７〜１１の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１３】
前記輻射加熱器からの熱光線を前記被処理位置へ全反射する全反射部材を設けたことを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１４】
前記反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有し、この吹出し路形成部材が、吹出し路温調手段にて温調されることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１５】
前記ステージには、前記支持面から吸熱する吸熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１６】
前記反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有し、この吹出し路形成部材が、前記ステージに沿い、前記吸熱手段にて冷却されることを特徴とする請求項１５に記載の基材処理装置。
【請求項１７】
前記ステージを周方向に囲み、前記ステージとの間に環状空間を形成するフレームと、
前記ステージを前記フレームに対し中心軸まわりに相対回転させる回転駆動機構と、
前記ステージの支持面側とは反対の裏側部と前記フレームとの間を、相対回転を許容しつつシールするラビリンスシールと、
を備えたことを特徴とする請求項１〜１６の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１８】
前記フレームには、ステージ側へ向けて延びて前記被処理位置に被さり、単独又は前記ステージに設置された基材の外周部と協働して前記環状空間を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする請求項１７に記載の基材処理装置。
【請求項１９】
前記カバー部材は、前記環状空間を覆う位置から退避可能であることを特徴とする請求項１８に記載の基材処理装置。
【請求項２０】
前記環状空間に、該環状空間を吸引する吸引手段が接続されていることを特徴とする請求項１７〜１９の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２１】
前記ステージの支持面の外周部に、基材の外周部と協動してガス溜まりを形成すべき段差を形成したことを特徴とする請求項１〜２０の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２２】
前記輻射加熱器の出力波長が、前記不要物の吸収波長に対応していることを特徴とする請求項１〜２１の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２３】
基材の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
基材をステージで支持し、
輻射加熱器から熱光線を前記基材の外周部の被処理位置に局所的に照射して前記被処理位置を局所加熱するとともに、この局所加熱された前記被処理位置の近傍に置いた透光材料からなる吹出し口形成部材の吹出し口から不要物除去のための反応性ガスを前記被処理位置に向けて吹出すことを特徴とする基材処理方法。
【請求項２４】
前記基材と直交する方向から見て、前記吹出し口からの反応性ガスの吹出し方向を、前記基材の前記被処理位置における接線にほぼ沿わせるとともに、前記吹出し方向の前記被処理位置より下流側に前記吹出し口と対向するように配置した排気ノズルの吸い込み口から吸引を行なうことを特徴とする請求項２３に記載の基材処理方法。
【請求項１】
基材の裏面の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
（ａ）基材を、外周部が突出するようにして支持する支持面を有するステージと、
（ｂ）このステージに支持された基材の裏面外周部の在るべき被処理位置から離れて配置された光源と、この光源からの熱光線を前記被処理位置へ発散しないようにして向かわせる光学系とを有する輻射加熱器と、
（ｃ）不要物除去のための反応性ガスを供給する反応性ガス供給元に連なり反応性ガスを吹出す吹出し口を有し、この吹出し口が、前記支持面（若しくはその延長面）より裏側又は略前記延長面上において前記被処理位置に向かって近接して配置された反応性ガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする基材処理装置。
【請求項２】
前記輻射加熱器の光学系が、光源からの熱光線を前記被処理位置へ向けて収束照射する照射部を含むことを特徴とする請求項１に記載の基材処理装置。
【請求項３】
前記輻射加熱器の照射部が、前記支持面又はその延長面より裏側において、前記吹出し口より前記被処理位置から離れて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の基材処理装置。
【請求項４】
前記照射部と吹出し口とが、前記被処理位置に対し互いに異なる方向に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の基材処理装置。
【請求項５】
前記照射部と吹出し口の何れか一方が、前記被処理位置を通り前記延長面と直交する線上に略配置されていることを特徴とする請求項４に記載の基材処理装置。
【請求項６】
前記輻射加熱器の光学系が、光源から前記被処理位置へ延びる導波管を含むことを特徴とする請求項１に記載の基材処理装置。
【請求項７】
前記導波管が、複数の光ファイバを含み、これら光ファイバが、前記光源から分岐して延び、その先端部が、前記ステージの周方向に沿って互いに離れて配置されていることを特徴とする請求項６に記載の基材処理装置。
【請求項８】
前記光源が、点状光源であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項９】
前記光源が、前記ステージの周方向の全周に沿う環状光源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処理装置。
【請求項１０】
前記輻射加熱器を冷却する輻射加熱器冷却手段を備えたことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１１】
前記被処理位置より裏側であって被処理位置の近傍に、前記光源からの熱光線を前記被処理位置へ全反射する全反射部材を設けたことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１２】
前記輻射加熱器の出力波長が、前記不要物の吸収波長に対応していることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１３】
前記反応性ガス供給手段の吹出し口を形成する吹出し口形成部材が、透光材料にて構成されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１４】
前記反応性ガス供給手段が、前記反応性ガス供給元からの反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有しており、この吹出し路形成部材が、吹出し路温調手段にて温調されることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１５】
前記ステージには、前記支持面から吸熱する吸熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１６】
前記反応性ガス供給手段が、前記反応性ガス供給元からの反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有し、この吹出し路形成部材が、前記ステージに沿い、前記吸熱手段にて冷却されることを特徴とする請求項１５に記載の基材処理装置。
【請求項１７】
前記ステージひいては前記被処理位置を周方向に囲み、前記ステージとの間に環状空間を形成するフレームと、
前記ステージを前記フレームに対し中心軸まわりに相対回転させる回転駆動機構と、
前記ステージの支持面側とは反対の裏側部と前記フレームとの間を、相対回転を許容しつつシールするラビリンスシールと、
を備えたことを特徴とする請求項１〜１６の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１８】
前記フレームの表側の部位には、ステージ側へ向けて延びて前記被処理位置の表側に被さり、単独又は前記ステージに設置された基材の外周部と協働して前記環状空間を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする請求項１７に記載の基材処理装置。
【請求項１９】
前記カバー部材は、前記環状空間を覆う位置から退避可能であることを特徴とする請求項１８に記載の基材処理装置。
【請求項２０】
前記環状空間に、該環状空間を吸引する吸引手段が接続されていることを特徴とする請求項１７〜１９の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２１】
前記ステージの支持面の外周部に、基材の外周部と協動してガス溜まりを形成すべき段差を形成したことを特徴とする請求項１〜２０の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２２】
吸込み口を有する排気ノズルと、この排気ノズルを吸引する吸引手段とを備え、
前記排気ノズルの吸込み口が、前記吹出し口と前記被処理位置を挟んで対向するように配置されており、
前記吸込み口が、前記吹出し口より大きいことを特徴とする請求項１〜２１の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２３】
前記吸込み口が、前記吹出し口より２〜５倍の口径を有していることを特徴とする請求項２２に記載の基材処理装置。
【請求項２４】
基材の裏面の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
基材の外周部が突出するようにして基材をステージで支持し、
輻射加熱器から熱光線を前記基材の裏面の外周部又はその近傍に焦点を結ぶように照射して局所加熱するとともに、この局所加熱された部位の近傍には該部位に向かうようにして反応性ガス供給手段の吹出し口を置いてこの吹出し口から不要物除去のための反応性ガスを吹出すことを特徴とする基材処理方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の外周部に被膜された不要物を除去する装置であって、
（ａ）基材を支持する支持面を有するステージと、
（ｂ）熱光線を、前記支持面に支持された基材の外周部の在るべき被処理位置に局所的に照射し、該被処理位置を局所加熱する輻射加熱器と、
（ｃ）不要物除去のための反応性ガスの供給元に連なり、前記被処理位置の近傍に配置され、反応性ガスを、局所加熱された前記被処理位置に向けて吹出す吹出し口を形成する吹出し口形成部材と、
を備え、前記吹出し口形成部材が、透光材料にて構成されていることを特徴とする基材処理装置。
【請求項２】
前記透光材料が、石英、アクリル、透明な樹脂の何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の基材処理装置。
【請求項３】
前記透明な樹脂が、透明なポリテトラフルオロエチレンまたは透明な塩化ビニールであることを特徴とする請求項２に記載の基材処理装置。
【請求項４】
前記透光材料が、テトラフルオロエチレン−パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）であることを特徴とする請求項１に記載の基材処理装置。
【請求項５】
前記輻射加熱器の前記熱光線の照射部と吹出し口の何れか一方が、前記被処理位置を通り前記支持面と直交する線上に略配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項６】
前記輻射加熱器の前記熱光線の照射部が、前記被処理位置を通り前記支持面と直交する直交線上に略配置され、前記吹出し口が、前記被処理位置を通り前記直交線に対し斜めをなす線上に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項７】
前記吹出し口からの前記反応性ガスの吹き出し方向が、前記支持面と直交する方向から見て、前記基材の被処理位置における接線にほぼ沿うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項８】
前記支持面と直交する方向から見て、前記吹出し口と前記基材の被処理位置を挟んで対向する吸込み口を有する排気ノズルを備えたことを特徴とする請求項７に記載の基材処理装置。
【請求項９】
前記吸込み口が、前記吹出し口より大きいことを特徴とする請求項８に記載の基材処理装置。
【請求項１０】
前記吸込み口が、前記吹出し口より２〜５倍の口径を有していることを特徴とする請求項９に記載の基材処理装置。
【請求項１１】
前記支持面と直交する方向から見て、前記吹出し口と前記吸込み口との間に前記照射部が配置されていることを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１２】
前記ステージを中心軸まわりに回転させる回転駆動機構を備え、この回転駆動機構の回転方向が、前記吹出し方向に沿っていることを特徴とする請求項７〜１１の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１３】
前記輻射加熱器からの熱光線を前記被処理位置へ全反射する全反射部材を設けたことを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１４】
前記反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有し、この吹出し路形成部材が、吹出し路温調手段にて温調されることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１５】
前記ステージには、前記支持面から吸熱する吸熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１６】
前記反応性ガスを前記吹出し口へ導く吹出し路を形成する吹出し路形成部材を有し、この吹出し路形成部材が、前記ステージに沿い、前記吸熱手段にて冷却されることを特徴とする請求項１５に記載の基材処理装置。
【請求項１７】
前記ステージを周方向に囲み、前記ステージとの間に環状空間を形成するフレームと、
前記ステージを前記フレームに対し中心軸まわりに相対回転させる回転駆動機構と、
前記ステージの支持面側とは反対の裏側部と前記フレームとの間を、相対回転を許容しつつシールするラビリンスシールと、
を備えたことを特徴とする請求項１〜１６の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項１８】
前記フレームには、ステージ側へ向けて延びて前記被処理位置に被さり、単独又は前記ステージに設置された基材の外周部と協働して前記環状空間を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする請求項１７に記載の基材処理装置。
【請求項１９】
前記カバー部材は、前記環状空間を覆う位置から退避可能であることを特徴とする請求項１８に記載の基材処理装置。
【請求項２０】
前記環状空間に、該環状空間を吸引する吸引手段が接続されていることを特徴とする請求項１７〜１９の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２１】
前記ステージの支持面の外周部に、基材の外周部と協動してガス溜まりを形成すべき段差を形成したことを特徴とする請求項１〜２０の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２２】
前記輻射加熱器の出力波長が、前記不要物の吸収波長に対応していることを特徴とする請求項１〜２１の何れかに記載の基材処理装置。
【請求項２３】
基材の外周部に被膜された不要物を除去する方法であって、
基材をステージで支持し、
輻射加熱器から熱光線を前記基材の外周部の被処理位置に局所的に照射して前記被処理位置を局所加熱するとともに、この局所加熱された前記被処理位置の近傍に置いた透光材料からなる吹出し口形成部材の吹出し口から不要物除去のための反応性ガスを前記被処理位置に向けて吹出すことを特徴とする基材処理方法。
【請求項２４】
前記基材と直交する方向から見て、前記吹出し口からの反応性ガスの吹出し方向を、前記基材の前記被処理位置における接線にほぼ沿わせるとともに、前記吹出し方向の前記被処理位置より下流側に前記吹出し口と対向するように配置した排気ノズルの吸い込み口から吸引を行なうことを特徴とする請求項２３に記載の基材処理方法。
【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】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２（ａ）】
【図２２（ｂ）】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７（ａ）】
【図２７（ｂ）】
【図２８】
【図２９（ａ）】
【図２９（ｂ）】
【図３０（ａ）】
【図３０（ｂ）】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【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】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２（ａ）】
【図２２（ｂ）】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７（ａ）】
【図２７（ｂ）】
【図２８】
【図２９（ａ）】
【図２９（ｂ）】
【図３０（ａ）】
【図３０（ｂ）】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２００６−４９８６９（Ｐ２００６−４９８６９Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９５９６１（Ｐ２００５−１９５９６１）
【出願日】平成１７年７月５日（２００５．７．５）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月５日（２００５．７．５）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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