対象物処理装置及び対象物処理方法
【課題】 剥離及び洗浄工程で基板への損傷を最小に抑え、低コストで低ダメージ、環境に優しいプロセスを実現することができる対象物処理装置及び方法を提供すること。
【解決手段】 処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置に、大気圧または減圧雰囲気で前記対象物を載置するステージ部と、純水を所定値に加圧した加圧温水をノズル部に供給する加圧温水供給部と、処理対象面に対し、加圧温水または加圧温水と薬液との混合物を噴出するノズル部とを設ける。
【解決手段】 処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置に、大気圧または減圧雰囲気で前記対象物を載置するステージ部と、純水を所定値に加圧した加圧温水をノズル部に供給する加圧温水供給部と、処理対象面に対し、加圧温水または加圧温水と薬液との混合物を噴出するノズル部とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ等の対象物に剥離や洗浄等の処理を施すための装置および方法にかかり、より詳細には、対象物を効率良く処理するための剥離・洗浄プロセスの制御に関するものである。
具体的には、半導体ウェハやハードディスク（ＨＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プリント基板又はフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などの対象物表面にリソグラフィ工程で被着したレジスト膜やエッチング工程で被着したポリマ残渣等の不用物を剥離して除去するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置・液晶・磁気ディスク・プリント基板などの製造工程では、これらの対象物の表面にレジストを塗布し、リソグラフィ、エッチング或いはイオン注入等を用いて対象物表面にパターン形成等の精密加工を施こす。その後、これらの対象物の表面に被着しているレジスト膜やポリマ残渣等の不用物を除去する処理が行なわれる。
【０００３】
従来からあるレジスト膜等不用物の除去技術としては、酸素プラズマによりレジスト膜を灰化除去するプラズマアッシング方法、有機溶媒（フェノール系・ハロゲン系・アミン系など溶媒）で膜体を加熱溶解除去させる方法、濃硫酸・過酸化水素による加熱溶解方法などがある。
しかしながら、上述のいずれの方法にあっても、レジスト膜等を分解し溶解するための時間やエネルギーおよび化学材料が必要であり、レジスト膜等を分解除去する工程での負担は大きい。
加えて、最先端の半導体デバイスにおいてはプラズマによるプラズマダメージ、紫外線光ダメージがデバイスの性能に悪影響を与えることから代替技術が求められている。
【０００４】
そして、付帯設備と制御装置が複雑となり大型化やコスト高などの問題点があったり、また、大量の薬液・高温薬液制御・廃液・排水等の多くの付帯設備ならびに環境対策が必要となるなどの問題が生じ、今後研究開発や設備投資を検討するための対象物処理装置としては消極的にならざるを得ないものであった。
そのため、レジスト膜等の不用物を除去する技術を含んで精密表面を処理する技術分野においては、プラズマ、化学物質や化学的処理を用いる従来の技術から脱却し、地球や環境に優しい技術として、自然界に豊富にある水や水蒸気を用いる方式に大いに注目して、これを利用し発展させたいという期待がある。
【０００５】
そこで、本出願人は、キャビテーションを用いた洗浄技術に注目することとした。キャビテーションを用いた洗浄技術としては、眼鏡の洗浄等に使用される超音波洗浄技術がよく知られている。超音波洗浄技術は、強い超音波を水中に伝搬させることにより水分子Ｈ２Ｏを水素イオンＨ＋と水酸化物イオンＯＨ−とに分解し、不安定状態にある両イオンが水分子Ｈ２Ｏに戻ろうとする際に発生するエネルギーを洗浄等に用いるものである。
特許文献１に記載の発明は、処理対象を高周波で振動させることによってキャビテーションを発生させ、処理対象を洗浄している。
しかしながら、超音波洗浄技術には洗浄むらが生じたり、洗浄対象を損傷させてしまう等の問題があった。また、処理対象物を高周波で振動させることが困難な場合には、特許文献１に記載の発明も有益ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１１６８０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、剥離及び洗浄工程で基板への損傷を最小に抑え、低コストで低ダメージ、環境に優しいプロセスを実現する対象物処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、上記課題を解決するため、本発明の対象物処理装置は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置であって、大気圧または減圧雰囲気で前記対象物を載置するステージ部と、純水を所定値に加圧した加圧温水をノズル部に供給する加圧温水供給部と、前記処理対象面に対し、前記加圧温水または前記加圧温水と薬液との混合物を噴出するノズル部とを具備したことを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記加圧温水供給部は、純水を加熱して水蒸気を発生させ、水蒸気量によって純水に加わる圧力を制御することを特徴とする。
上記対象物処理装置において、加圧温水供給部は、前記水蒸気に常温の純水を加えることにより、前記加圧温水の温度調節を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の対象物処理装置は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置であって、前記対象物を載置するステージ部と、純水を所定値に加圧してノズル部に供給する加圧水供給部と、純水を加熱して水蒸気を発生させ、ノズル部に供給する水蒸気供給部と、前記加圧水供給部からの純水と、前記水蒸気供給部からの水蒸気とを混合して前記処理対象面に噴出するノズル部とを具備したことを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記ノズル部は、その側壁に水蒸気供給部からの第１の噴出口と、加圧水供給部からの第２の噴出口とを備え、前記第１及び第２の噴出口は、前記ノズル部の噴出口に対して垂直に配列されることを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記ノズル部は、その側壁に水蒸気供給部からの第１の噴出口を備え、ノズル内に加圧水供給部からの第２の噴出口を導く配管を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の対象物処理装置は、処理対象物の処理対象面と対面するように、処理対象面の上方を移動しながら噴霧体の噴出を行うノズル部と、前記処理対象物を載置して、前記処理対象物と共に一体的に移動動作を行うステージ部とを備えた対象物処理装置において、前記処理対象面にある処理対象範囲の上方にノズル部を移動させ、移動先で前記ノズル部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する手段と、前記処理対象範囲の上方に前記ノズル部が位置するように前記ステージ部を移動させ、移動先で前記ステージ部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する手段と、のいずれか又は両方を具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のステージは、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うため前記処理対象物を載置するステージにおいて、噴霧体を供給する１又は２以上の噴霧体供給部と、前記噴霧体の供給量を調整する調整部とを具備し、前記噴霧体の噴出口をステージ表面に１又は２以上具備したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のチャンバーは、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うため処理対象物及び処理物処理装置を設置するチャンバーにおいて、チャンバー内の各部材を包囲するチャンバーウォールと、前記処理対象物を載置するステージと、チャンバー内壁に対して純水を噴射する純水スプレーノズルと、前記純水スプレーノズルに常温の純水を供給する純水供給管と、剥離物を前記純水とともに排出する排気口とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の対象物処理方法は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理方法であって、大気圧または減圧雰囲気で前記対象物を載置する段階と、純水を所定値に加圧した加圧温水をノズル部に供給する段階と、前記処理対象面に対し、前記加圧温水または前記加圧温水と薬液との混合物を前記ノズル部から噴出する段階とを具備したことを特徴とする。
また、本発明の対象物処理方法は、純水を加熱して水蒸気を発生させる段階と、水蒸気量によって純水に加わる圧力を制御する段階とを具備したことを特徴とする。
また、本発明の対象物処理方法は、前記水蒸気に常温の純水を加え、前記加圧温水の温度調節を行う段階を具備したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の対象物処理方法は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理方法であって、前記対象物を載置する段階と、純水を所定値に加圧してノズル部に供給する段階と、純水を加熱して水蒸気を発生させ、前記ノズル部に供給する段階と、純水と水蒸気とを混合して前記ノズル部から前記処理対象面に噴出する段階とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の対象物処理方法は、処理対象物の処理対象面と対面しながら噴霧体の噴出を行うノズル部と、前記処理対象物を載置して、前記処理対象物と共に一体的に移動動作を行うステージ部とによる対象物処理方法において、前記処理対象面にある処理対象範囲の上方にノズル部を移動させ、移動先で前記ノズル部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する段階と、前記処理対象範囲の上方に前記ノズル部が位置するように前記ステージ部を移動させ、移動先で前記ステージ部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する段階と、のいずれか又は両方を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明の対象物処理装置及び方法によれば、剥離及び洗浄工程で基板への損傷を最小に抑え、低コストで低ダメージ、環境に優しいプロセスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図。
【図２】本発明の実施の形態であるノズル形状を表した図。
【図３】本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図。
【図４】本発明の実施の形態であるステージ動作制御を説明するための図。
【図５】本発明の実施の形態であるステージの断面図。
【図６】本発明の実施の形態であるステージの上面図。
【図７】本発明の実施の形態であるプロセスチャンバーの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図、図２は本発明の第１の実施の形態で用いるノズル形状を表した図、図３は本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図、図４は本発明の実施の形態であるノズル／ステージ動作制御を説明するための図、図５は本発明の実施の形態であるステージの断面図、図６は本発明の実施の形態であるステージの上面図である。
【００１９】
（１）第１の実施の形態である「対象物処理装置」
（１−２）基本原理
常温（約２０℃）の純水と、高温（１００℃以上）の水蒸気とを一定の容量を持った容器の中で一定の圧力下で連続的に混合すると、純水は水蒸気によって加熱されて膨張する。一方、水蒸気は純水によって冷却されて収縮する。これらの熱交換によって、ある程度の周波数（１０ＫＨｚ〜１ＭＨｚ）を有する振動が発生する。
純水（約２０℃）＋水蒸気（１００℃以上）→振動
そして、この振動によって、水分子Ｈ２Ｏが水素イオンＨ＋と水酸化物イオンＯＨ−とに分解する。
Ｈ２Ｏ→Ｈ＋＋ＯＨ−
水素イオンＨ＋や水酸化物イオンＯＨ−は非常に不安定な状態にあるため、水分子Ｈ２Ｏに戻ろうとする。この際に生じる高エネルギーを機械的衝撃に変換することで処理対象物を洗浄する。
本実施の形態ではこの基本原理（熱効果現象）を利用してキャビテーションを発生させ、これにより処理対象物の表面にあるレジストの除去等を行う。
【００２０】
（１−２）対象物処理装置の全体構造
図１は本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図である。
本装置は、ノズル１０１、操作バルブ１０３、水流量計１０５、ストップバルブ１０７ａ〜ｂ、水加圧タンク１１１、水蒸気供給装置１１３、水供給管１１５ａ〜ｂ、窒素供給管１１７、減圧弁１１９、耐圧ホース１２１〜１２３、ステージ１３１で構成されている。ステージ１３１上には処理対象物（ここでは「ウェハー」とする）１３３がセットされている。ノズル１０１は、処理対象物１３３に対向するように配置されており、キャビテーションジェットを発生する。
【００２１】
水加圧タンク１１１は水供給管１１５ｂから供給される純水を所定値Ａ１（ＭＰ）に加圧し、加圧した純水のうち所定の流量Ｂ１（ｌ／ｍｉｎ）を耐圧ホース１２１を介して高圧状態でノズル１０１に送り出す。ここで「純水」とは、通常、半導体装置製造の洗浄工程等で純水或いは超純水として使用されている程度の特性のいわゆる水（純水）であればよい。
水流量計１０５は、水加圧タンク１１１からノズル１０１に供給される純水の流量を計測する。作業員は水流量計１０５で当該流量を確認し、操作バルブ１０３を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ１０７ａを開閉することにより、純水の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
【００２２】
水蒸気供給装置１１３は水供給管１１５ａから供給される純水を所定温度Ｄ１（℃）以上に加温して水蒸気を発生し、水蒸気の発生量により純水を所定値Ｃ１（ＭＰ）に加圧したのち、耐圧ホース１２３を介して高圧状態でノズル１０１に送り出す。
圧力計１２０は、水蒸気供給装置１１３からノズル１０１に供給される水蒸気の圧力を計測する。作業員は圧力計１２０で当該圧力を確認し、減圧弁１１９を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ１０７ｂを開閉することにより、水蒸気の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
【００２３】
ノズル１０１内では、水加圧タンク１１１から供給された純水と、水蒸気供給装置１１３から供給された水蒸気とにより熱効果現象が起こる。その後、熱効果現象によって生じたキャビテーションジェットが処理対象物の表面に噴き付けられる。そして、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、処理対象物の表面が壊食され、洗浄、研磨又は研削のいずれかの処理が行われる。
【００２４】
図１においては、窒素供給管１１７から水加圧タンク１１１に窒素を供給する。
このように、他のガスまたは薬液（例えば、ＣＯ２，Ｏ３，Ｎ２，Ｏ２，Ｈ２，アルカリ，酸，表面活性剤等）が添加された水を用いることにより、洗浄能力や研磨又は研削レートを向上することができる。
なお、本実施の形態では純水に窒素等の混合物を混合したが、純水のみをノズル１０１に供給してもよいことは明らかである。
【００２５】
（１−３）具体的数値
▲１▼水加圧タンク１１１内での具体的数値
純水の圧力Ａ１（ＭＰ）＝０．２〜０．５（ＭＰ）
純水の流量Ｂ１（ｌ／ｍｉｎ）＝０〜１．０（ｌ／ｍｉｎ）
▲２▼水蒸気供給装置１１３内での具体的数値
水蒸気の圧力Ｃ１（ＭＰ）＝０．１〜０．５（ＭＰ）
水蒸気の温度Ｄ１（℃）＝１００〜１５０（℃）
▲３▼処理対象物表面とノズル１０１の噴出し口とのクリアランスＥ１（間隔）
間隔Ｅ１（ｍｍ）＝５〜１００（ｍｍ）
【００２６】
（１−４）好ましいノズル形状
図２（ａ）に図１の対象物処理装置で用いるのに好ましいノズル１０１の第１の具体的形状、図２（ｂ）にノズル１０１の第２の具体的形状を示す。
図２（ａ）の２０１は水蒸気供給装置１１３からの耐圧ホース１２３の噴出し口であり、２０３は水加圧タンク１１１からの耐圧ホース１２１の噴出し口である。噴出し口２０１及び２０３は、ノズル１０１の噴出し口に対して垂直方向に、当該噴出し口に近い方から２０３→２０１の順番でノズル１０１壁面に設けられている。
【００２７】
図２（ｂ）の２０５は水蒸気供給装置１１３からの耐圧ホース１２３の噴出し口であり、２０７は水加圧タンク１１１からの耐圧ホース１２１の噴出し口である。噴出し口２０５はノズル１０１壁面に設けられおり、噴出し口２０７は耐圧ホース１２１によってノズル１０１内に導かれ、ノズル１０１の噴出し口近辺で純水が噴出するよう、噴出し口２０７の位置が設定されている。
図２（ａ）及び（ｂ）いずれの場合もノズル径＝３〜１０ｍｍφが好ましい。
【００２８】
（２）第２の実施の形態である「対象物処理装置」
（２−１）基本原理
自然法則上、液体の沸騰点は圧力に比例して高くなる。本実施の形態では、この自然法則を利用してキャビテーションを発生させ、これにより処理対象物の表面にあるレジストの除去等を行う。
具体的には、加圧温水供給装置内の圧力を大気圧より高くなるように設定し、加圧温水供給装置内の加圧温水を液体状態に維持しておき、この加圧温水を大気圧又は減圧下に噴出することにより急激な沸騰現象（水蒸気爆発）を起す。その際にキャビテーションが発生するのである。
【００２９】
（２−２）対象物処理装置の全体構造
図３は本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図である。
本装置は、ノズル３０１、操作バルブ３０３、水流量計３０５、圧力計３０７、ヒーター３０９、加圧温水供給装置３１１、水供給管３１５、耐圧ホース３２１、ステージ３３１で構成されている。ステージ３３１上には処理対象物（ここでは「ウェハー」とする）３３３がセットされている。ノズル３０１は処理対象物３３３に対向するように配置されており、キャビテーションジェットを発生する。
【００３０】
ヒーター３０９は加圧温水供給装置３１１内の純水に熱を加える。加熱された純水は水蒸気を発生させるため、加圧温水供給装置３１１内の圧力Ａ２（ＭＰ）は大気圧より高くなる。そして、加圧した純水のうち所定の流量Ｂ２（ｌ／ｍｉｎ）を耐圧ホース３２１を介して高圧状態でノズル３０１に送り出す。ここで「純水」とは、通常、半導体装置製造の洗浄工程等で純水或いは超純水として使用されている程度の特性のいわゆる水（純水）であればよい。
【００３１】
水流量計３０５は、加圧温水供給装置３１１からノズル３０１に供給される純水の流量を計測する。作業員は水流量計３０５で当該流量を確認し、操作バルブ３０３を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ（図示せず）を開閉することにより、純水の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
圧力計３０７は、加圧温水供給装置３１１内の圧力を計測する。作業員は圧力計３０７で当該圧力を確認する。水供給管３１５は加圧温水供給装置３１１内に発生する水蒸気に常温の純水を補給すると同時に、加圧温水供給装置３１１内を所望の温度に調整することができる。
【００３２】
耐圧ホース３２１を介してノズル３０１に供給された加圧温水は、ノズル３０１の噴出し口から噴出され、急激な沸騰現象（水蒸気爆発）が起こりキャビテーションジェットが処理対象物の表面に噴き付けられる。そして、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、処理対象物の表面が壊食され、洗浄、研磨又は研削のいずれかの処理が行われる。
【００３３】
（２−３）具体的数値
▲１▼加圧温水供給装置３１１内での具体的数値
加圧温水供給装置内圧力Ａ２（ＭＰ）＝０．２〜０．５（ＭＰ）
加圧温水の流量Ｂ２（ｌ／ｍｉｎ）＝０．５〜２．０
加圧温水の温度Ｃ２（℃）＝１１０〜１５０（℃）
▲２▼処理対象物表面とノズル３０１の噴出し口との距離Ｄ２＝０〜１００（ｍｍ）
【００３４】
（２−４）その他の実施の形態
なお、本実施の形態では加圧温水のみをノズル部３０１に供給するときの説明をしたが、ボイラー３１１に薬液を供給する供給管を設け、加圧温水と薬液とを混合してノズル部３０１に供給することも可能である。
このように、他のガスまたは薬液（例えば、ＣＯ２，Ｏ３，Ｎ２，Ｏ２，Ｈ２，アルカリ，酸，表面活性剤等）が添加された加圧温水を用いることにより、洗浄能力や研磨又は研削レートを向上することができる。
【００３５】
（３）ノズル／ステージ動作制御について
（３−１）処理対象物が「矩形」の場合
本実施の形態では、剥離・洗浄等の処理が行われる処理対象物（図１の１３３，図３の３３３）はＸ軸方向−Ｙ軸方向に広がる矩形状の形状をなしていて、面全域が処理対象面であるものとする。
そして、図４（ａ）に示すとおり、処理対象物１３３（３３３）をＸ軸方向にＭ分割（同図では５分割になっている）Ｙ軸方向にＮ分割して、各ゾーン（ｓｎ：ｎは整数）の面積Ｓ３（ｍｍ２）が等しくなるようにしている。
本実施の形態では、各ゾーンの上方でノズル１０１（３０１）を一定時間ｔ３（秒）停止させ、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体（図１の場合「純水＋水蒸気」、図２の場合「加圧温水」）を噴出する。そして、一定時間ｔ３（秒）経過後、ノズル１０１（３０１）を隣のゾーンの上方に移動させ、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
【００３６】
図４（ａ）に示すとおり、ノズル１０１（３０１）の移動方向は行（Ｘ軸方向）が変わる毎に左右変えてもよいし、右方向（左方向）に統一してもよい。また、図４（ａ）ではＹ軸方向にノズル１０１（３０１）を移動させている様子を示しているが、Ｘ軸方向にノズル１０１（３０１）を移動させてもよい。この場合も、ノズル１０１（３０１）の移動方向は列（Ｙ軸方向）が変わる毎に上下変えてもよいし、上方向（下方向）に統一してもよい。
【００３７】
（３−２）処理対象物が「円形」の場合
本実施の形態では、剥離・洗浄等の処理が行われる処理対象物（図１の１３３，図３の３３３）は、円形薄厚平板状の形状をなしていて、面全域が処理対象面であり、中心位置（中心点Ｃ）とその半径ｒを有するものとする。
そして、図４（ｂ）に示すとおり、処理対象物１３３（３３３）を中心点Ｃから半径ｒを等分して、中心点Ｃを含む中心円部（中心円形状部）と複数の円環形状部（ドーナツ状形状部）とに等分し、さらに、面積Ｓ３（ｍｍ２）が等しくなるよう、各円環形状部（ドーナツ状形状部）を各ゾーン（ｓｎ：ｎは整数）に分割する。
【００３８】
本実施の形態では、各ゾーンの上方でノズル１０１（３０１）を一定時間ｔ（秒）停止させ、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体（図１の場合「純水＋水蒸気」、図３の場合「加圧温水」）を噴出する。そして、一定時間ｔ３（秒）経過後、ノズル１０１（３０１）を隣のゾーンの上方に移動させ、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
各円環形状部でのノズル１０１（３０１）の移動方向は、「時計回り」「反時計回り（矢印４１２）」のいずれでもよい。また、各円環形状部を１周した後、半径ｒ方向（矢印４１０）のいずれ（外周側→中心Ｃ、中心Ｃ→外周側）に移動するのかも適宜選択可能である。
【００３９】
（３−３）その他の実施の形態
ノズルの本数や動作を設定するにあたっては種々なケースが想定できる。例えば、それらのノズルは複数本を設定してもよく、相互に同期がとれるような設計にすれば１又は２本以上のノズルを用いて行うことも可能である。
また、ゾーン毎に停止時間ｔ３（秒）を変えたり、ゾーン間移動速度Ｖ３（ｍｍ／ｓｅｃ）を変えることにより、処理対象物１３３（３３３）の表面にレジスト等が均一に存してない場合にも、効果的な洗浄・剥離を行うことを可能とする。
【００４０】
また、上記ではノズル１０１（３０１）を移動させる場合の説明をしたが、ノズル１０１（３０１）を固定したままステージ１３１（３３１）を移動させ、各ゾーンの上方にノズル１０１（３０１）が位置する状態で、一定時間ｔ３（秒）ステージ１３１（３３１）を停止させてもよい。この場合も、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体を噴出し、一定時間ｔ３（秒）経過後、当該ノズル１０１（３０１）が隣のゾーンの上方に位置するようステージ１３１（３３１）を移動し、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
さらに、ノズル１０１（３０１）とステージ１３１（３３１）とを相互に同期をさせることにより、両者を同時に移動させることも可能である。
【００４１】
（３−４）具体的数値
ゾーン面積Ｓ３（ｍｍ２）＝２０〜１２００（ｍｍ２）
停止時間ｔ３（秒）＝１．０〜１０．０（秒）
ゾーン間移動速度Ｖ３（ｍｍ／ｓｅｃ）＝４ＲＰＭ〜１００ＲＰＭ（変換要）
【００４２】
（４）本発明の実施の形態である「ステージ」
（４−１）ステージ断面図
図５は本発明の実施の形態であるステージの断面図である。同ステージは図１のステージ１３１または図３のステージ３３１として適用することが可能である。図５に示すとおり、本発明の実施の形態であるステージは「純水」又は「純水と不活性ガス（気体）との混合液」を供給する供給管５０１、不活性ガス供給管５０３、３方向弁５０５、噴出口５０７、チャック５０９、ガイドバー５１０とで構成されている。
【００４３】
供給管５０１からは、図１、３いづれの場合も「純水」又は「純水と不活性ガス（気体）との混合液」が供給される。不活性ガス供給管５０３からは、「窒素・アルゴン等の不活性ガス」が供給される。３方向弁５０５は噴霧体と不活性ガスとの切り替えをする弁である。
噴出口５０７はチャック中央部から外周方向へ向いており、表面の処理中に不活性ガス（気体）、純水、又は純水と気体の混合液を噴射することにより、処理対象物の温度制御、キャビテーションの共振・強度制御、裏面洗浄を可能にする。
ステージ表面には突起物６０１（対象物とはボール状の点接触が望ましい）を配置することにより、処理対象物を擬似的に浮かし（０．２〜１．０ｍｍが望ましい）共振しやすい構造になっている。
【００４４】
（４−２）ステージ上面図
図６は本発明の実施の形態であるステージの上面図である。図６に示すとおり、ステージ中央部には噴出口５０７ａ、外周部には噴出口５０７ｂ〜ｉ、計９つの噴出口が設けられている。噴出口５０７ａ〜ｉの口径としては「０．５ｍｍφ〜１．０ｍｍφ」が望ましいが、これに限定されないことは明らかである。また、本実施の形態では噴出口を９つとしたが、これに限定されないことは明らかである。
【００４５】
（５）本発明の実施の形態である「チャンバー」
図７は本発明の実施の形態であるチャンバーの断面図である。本発明の実施の形態である対象物処理装置での噴射によりレジスト、ポリマー等の不要物が剥離された際、その一部が粉塵として蒸気と一緒にプロセスチャンバー内に舞い上がり、対象物に再付着する可能性がある。
その防御策として、チャンバー側壁に純水をスプレーノズルで照射することにより、チャンバーウォールの温度を低温に保つと同時に、粉塵を水蒸気を一緒にトラップし排気口へ流しだす構造を採用した。
【００４６】
図７に示すとおり、本発明の実施の形態であるチャンバーは、チャンバー内の各部材を包囲するチャンバーウォール７０１と、処理対象物（ウェハー等）を載置するステージ７０３と、チャンバー内壁に対して純水を噴射する純水スプレーノズル７０２と、純水スプレーノズル７０２に常温の純水を供給する純水供給管７０５と、剥離されたレジスト・ポリマー等を純水と一緒に排出する排気口７０４から構成されている。
本発明の実施の形態であるチャンバーによれば、チャンバーウォールの内壁を常にクリーンに保ち、ウェハ上の異物（パーティクル）低減とプロセスチャンバー内の保守頻度を低減することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記説明に限定されず、半導体、液晶、磁気ヘッド、ディスク、プリント基板等の製造工程において、洗浄、異物処理、感光剤除去等に適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１ ノズル
１１１ 水加圧タンク
１１３ 水蒸気供給装置
１１５ａ 水供給管
１１５ｂ 水供給管
３０１ ノズル
３０９ ヒーター
３１１ 加圧温水供給装置
７０２ 純水スプレーノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ等の対象物に剥離や洗浄等の処理を施すための装置および方法にかかり、より詳細には、対象物を効率良く処理するための剥離・洗浄プロセスの制御に関するものである。
具体的には、半導体ウェハやハードディスク（ＨＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プリント基板又はフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などの対象物表面にリソグラフィ工程で被着したレジスト膜やエッチング工程で被着したポリマ残渣等の不用物を剥離して除去するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置・液晶・磁気ディスク・プリント基板などの製造工程では、これらの対象物の表面にレジストを塗布し、リソグラフィ、エッチング或いはイオン注入等を用いて対象物表面にパターン形成等の精密加工を施こす。その後、これらの対象物の表面に被着しているレジスト膜やポリマ残渣等の不用物を除去する処理が行なわれる。
【０００３】
従来からあるレジスト膜等不用物の除去技術としては、酸素プラズマによりレジスト膜を灰化除去するプラズマアッシング方法、有機溶媒（フェノール系・ハロゲン系・アミン系など溶媒）で膜体を加熱溶解除去させる方法、濃硫酸・過酸化水素による加熱溶解方法などがある。
しかしながら、上述のいずれの方法にあっても、レジスト膜等を分解し溶解するための時間やエネルギーおよび化学材料が必要であり、レジスト膜等を分解除去する工程での負担は大きい。
加えて、最先端の半導体デバイスにおいてはプラズマによるプラズマダメージ、紫外線光ダメージがデバイスの性能に悪影響を与えることから代替技術が求められている。
【０００４】
そして、付帯設備と制御装置が複雑となり大型化やコスト高などの問題点があったり、また、大量の薬液・高温薬液制御・廃液・排水等の多くの付帯設備ならびに環境対策が必要となるなどの問題が生じ、今後研究開発や設備投資を検討するための対象物処理装置としては消極的にならざるを得ないものであった。
そのため、レジスト膜等の不用物を除去する技術を含んで精密表面を処理する技術分野においては、プラズマ、化学物質や化学的処理を用いる従来の技術から脱却し、地球や環境に優しい技術として、自然界に豊富にある水や水蒸気を用いる方式に大いに注目して、これを利用し発展させたいという期待がある。
【０００５】
そこで、本出願人は、キャビテーションを用いた洗浄技術に注目することとした。キャビテーションを用いた洗浄技術としては、眼鏡の洗浄等に使用される超音波洗浄技術がよく知られている。超音波洗浄技術は、強い超音波を水中に伝搬させることにより水分子Ｈ２Ｏを水素イオンＨ＋と水酸化物イオンＯＨ−とに分解し、不安定状態にある両イオンが水分子Ｈ２Ｏに戻ろうとする際に発生するエネルギーを洗浄等に用いるものである。
特許文献１に記載の発明は、処理対象を高周波で振動させることによってキャビテーションを発生させ、処理対象を洗浄している。
しかしながら、超音波洗浄技術には洗浄むらが生じたり、洗浄対象を損傷させてしまう等の問題があった。また、処理対象物を高周波で振動させることが困難な場合には、特許文献１に記載の発明も有益ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１１６８０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、剥離及び洗浄工程で基板への損傷を最小に抑え、低コストで低ダメージ、環境に優しいプロセスを実現する対象物処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、上記課題を解決するため、本発明の対象物処理装置は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置であって、大気圧または減圧雰囲気で前記対象物を載置するステージ部と、純水を所定値に加圧した加圧温水をノズル部に供給する加圧温水供給部と、前記処理対象面に対し、前記加圧温水または前記加圧温水と薬液との混合物を噴出するノズル部とを具備したことを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記加圧温水供給部は、純水を加熱して水蒸気を発生させ、水蒸気量によって純水に加わる圧力を制御することを特徴とする。
上記対象物処理装置において、加圧温水供給部は、前記水蒸気に常温の純水を加えることにより、前記加圧温水の温度調節を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の対象物処理装置は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置であって、前記対象物を載置するステージ部と、純水を所定値に加圧してノズル部に供給する加圧水供給部と、純水を加熱して水蒸気を発生させ、ノズル部に供給する水蒸気供給部と、前記加圧水供給部からの純水と、前記水蒸気供給部からの水蒸気とを混合して前記処理対象面に噴出するノズル部とを具備したことを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記ノズル部は、その側壁に水蒸気供給部からの第１の噴出口と、加圧水供給部からの第２の噴出口とを備え、前記第１及び第２の噴出口は、前記ノズル部の噴出口に対して垂直に配列されることを特徴とする。
上記対象物処理装置において、前記ノズル部は、その側壁に水蒸気供給部からの第１の噴出口を備え、ノズル内に加圧水供給部からの第２の噴出口を導く配管を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の対象物処理装置は、処理対象物の処理対象面と対面するように、処理対象面の上方を移動しながら噴霧体の噴出を行うノズル部と、前記処理対象物を載置して、前記処理対象物と共に一体的に移動動作を行うステージ部とを備えた対象物処理装置において、前記処理対象面にある処理対象範囲の上方にノズル部を移動させ、移動先で前記ノズル部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する手段と、前記処理対象範囲の上方に前記ノズル部が位置するように前記ステージ部を移動させ、移動先で前記ステージ部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する手段と、のいずれか又は両方を具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のステージは、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うため前記処理対象物を載置するステージにおいて、噴霧体を供給する１又は２以上の噴霧体供給部と、前記噴霧体の供給量を調整する調整部とを具備し、前記噴霧体の噴出口をステージ表面に１又は２以上具備したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のチャンバーは、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うため処理対象物及び処理物処理装置を設置するチャンバーにおいて、チャンバー内の各部材を包囲するチャンバーウォールと、前記処理対象物を載置するステージと、チャンバー内壁に対して純水を噴射する純水スプレーノズルと、前記純水スプレーノズルに常温の純水を供給する純水供給管と、剥離物を前記純水とともに排出する排気口とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の対象物処理方法は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理方法であって、大気圧または減圧雰囲気で前記対象物を載置する段階と、純水を所定値に加圧した加圧温水をノズル部に供給する段階と、前記処理対象面に対し、前記加圧温水または前記加圧温水と薬液との混合物を前記ノズル部から噴出する段階とを具備したことを特徴とする。
また、本発明の対象物処理方法は、純水を加熱して水蒸気を発生させる段階と、水蒸気量によって純水に加わる圧力を制御する段階とを具備したことを特徴とする。
また、本発明の対象物処理方法は、前記水蒸気に常温の純水を加え、前記加圧温水の温度調節を行う段階を具備したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の対象物処理方法は、処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理方法であって、前記対象物を載置する段階と、純水を所定値に加圧してノズル部に供給する段階と、純水を加熱して水蒸気を発生させ、前記ノズル部に供給する段階と、純水と水蒸気とを混合して前記ノズル部から前記処理対象面に噴出する段階とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の対象物処理方法は、処理対象物の処理対象面と対面しながら噴霧体の噴出を行うノズル部と、前記処理対象物を載置して、前記処理対象物と共に一体的に移動動作を行うステージ部とによる対象物処理方法において、前記処理対象面にある処理対象範囲の上方にノズル部を移動させ、移動先で前記ノズル部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する段階と、前記処理対象範囲の上方に前記ノズル部が位置するように前記ステージ部を移動させ、移動先で前記ステージ部を一定時間停止させた状態で前記噴霧体を噴出する段階と、のいずれか又は両方を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明の対象物処理装置及び方法によれば、剥離及び洗浄工程で基板への損傷を最小に抑え、低コストで低ダメージ、環境に優しいプロセスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図。
【図２】本発明の実施の形態であるノズル形状を表した図。
【図３】本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図。
【図４】本発明の実施の形態であるステージ動作制御を説明するための図。
【図５】本発明の実施の形態であるステージの断面図。
【図６】本発明の実施の形態であるステージの上面図。
【図７】本発明の実施の形態であるプロセスチャンバーの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図、図２は本発明の第１の実施の形態で用いるノズル形状を表した図、図３は本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図、図４は本発明の実施の形態であるノズル／ステージ動作制御を説明するための図、図５は本発明の実施の形態であるステージの断面図、図６は本発明の実施の形態であるステージの上面図である。
【００１９】
（１）第１の実施の形態である「対象物処理装置」
（１−２）基本原理
常温（約２０℃）の純水と、高温（１００℃以上）の水蒸気とを一定の容量を持った容器の中で一定の圧力下で連続的に混合すると、純水は水蒸気によって加熱されて膨張する。一方、水蒸気は純水によって冷却されて収縮する。これらの熱交換によって、ある程度の周波数（１０ＫＨｚ〜１ＭＨｚ）を有する振動が発生する。
純水（約２０℃）＋水蒸気（１００℃以上）→振動
そして、この振動によって、水分子Ｈ２Ｏが水素イオンＨ＋と水酸化物イオンＯＨ−とに分解する。
Ｈ２Ｏ→Ｈ＋＋ＯＨ−
水素イオンＨ＋や水酸化物イオンＯＨ−は非常に不安定な状態にあるため、水分子Ｈ２Ｏに戻ろうとする。この際に生じる高エネルギーを機械的衝撃に変換することで処理対象物を洗浄する。
本実施の形態ではこの基本原理（熱効果現象）を利用してキャビテーションを発生させ、これにより処理対象物の表面にあるレジストの除去等を行う。
【００２０】
（１−２）対象物処理装置の全体構造
図１は本発明の第１の実施の形態である対象物処理装置の全体図である。
本装置は、ノズル１０１、操作バルブ１０３、水流量計１０５、ストップバルブ１０７ａ〜ｂ、水加圧タンク１１１、水蒸気供給装置１１３、水供給管１１５ａ〜ｂ、窒素供給管１１７、減圧弁１１９、耐圧ホース１２１〜１２３、ステージ１３１で構成されている。ステージ１３１上には処理対象物（ここでは「ウェハー」とする）１３３がセットされている。ノズル１０１は、処理対象物１３３に対向するように配置されており、キャビテーションジェットを発生する。
【００２１】
水加圧タンク１１１は水供給管１１５ｂから供給される純水を所定値Ａ１（ＭＰ）に加圧し、加圧した純水のうち所定の流量Ｂ１（ｌ／ｍｉｎ）を耐圧ホース１２１を介して高圧状態でノズル１０１に送り出す。ここで「純水」とは、通常、半導体装置製造の洗浄工程等で純水或いは超純水として使用されている程度の特性のいわゆる水（純水）であればよい。
水流量計１０５は、水加圧タンク１１１からノズル１０１に供給される純水の流量を計測する。作業員は水流量計１０５で当該流量を確認し、操作バルブ１０３を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ１０７ａを開閉することにより、純水の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
【００２２】
水蒸気供給装置１１３は水供給管１１５ａから供給される純水を所定温度Ｄ１（℃）以上に加温して水蒸気を発生し、水蒸気の発生量により純水を所定値Ｃ１（ＭＰ）に加圧したのち、耐圧ホース１２３を介して高圧状態でノズル１０１に送り出す。
圧力計１２０は、水蒸気供給装置１１３からノズル１０１に供給される水蒸気の圧力を計測する。作業員は圧力計１２０で当該圧力を確認し、減圧弁１１９を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ１０７ｂを開閉することにより、水蒸気の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
【００２３】
ノズル１０１内では、水加圧タンク１１１から供給された純水と、水蒸気供給装置１１３から供給された水蒸気とにより熱効果現象が起こる。その後、熱効果現象によって生じたキャビテーションジェットが処理対象物の表面に噴き付けられる。そして、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、処理対象物の表面が壊食され、洗浄、研磨又は研削のいずれかの処理が行われる。
【００２４】
図１においては、窒素供給管１１７から水加圧タンク１１１に窒素を供給する。
このように、他のガスまたは薬液（例えば、ＣＯ２，Ｏ３，Ｎ２，Ｏ２，Ｈ２，アルカリ，酸，表面活性剤等）が添加された水を用いることにより、洗浄能力や研磨又は研削レートを向上することができる。
なお、本実施の形態では純水に窒素等の混合物を混合したが、純水のみをノズル１０１に供給してもよいことは明らかである。
【００２５】
（１−３）具体的数値
▲１▼水加圧タンク１１１内での具体的数値
純水の圧力Ａ１（ＭＰ）＝０．２〜０．５（ＭＰ）
純水の流量Ｂ１（ｌ／ｍｉｎ）＝０〜１．０（ｌ／ｍｉｎ）
▲２▼水蒸気供給装置１１３内での具体的数値
水蒸気の圧力Ｃ１（ＭＰ）＝０．１〜０．５（ＭＰ）
水蒸気の温度Ｄ１（℃）＝１００〜１５０（℃）
▲３▼処理対象物表面とノズル１０１の噴出し口とのクリアランスＥ１（間隔）
間隔Ｅ１（ｍｍ）＝５〜１００（ｍｍ）
【００２６】
（１−４）好ましいノズル形状
図２（ａ）に図１の対象物処理装置で用いるのに好ましいノズル１０１の第１の具体的形状、図２（ｂ）にノズル１０１の第２の具体的形状を示す。
図２（ａ）の２０１は水蒸気供給装置１１３からの耐圧ホース１２３の噴出し口であり、２０３は水加圧タンク１１１からの耐圧ホース１２１の噴出し口である。噴出し口２０１及び２０３は、ノズル１０１の噴出し口に対して垂直方向に、当該噴出し口に近い方から２０３→２０１の順番でノズル１０１壁面に設けられている。
【００２７】
図２（ｂ）の２０５は水蒸気供給装置１１３からの耐圧ホース１２３の噴出し口であり、２０７は水加圧タンク１１１からの耐圧ホース１２１の噴出し口である。噴出し口２０５はノズル１０１壁面に設けられおり、噴出し口２０７は耐圧ホース１２１によってノズル１０１内に導かれ、ノズル１０１の噴出し口近辺で純水が噴出するよう、噴出し口２０７の位置が設定されている。
図２（ａ）及び（ｂ）いずれの場合もノズル径＝３〜１０ｍｍφが好ましい。
【００２８】
（２）第２の実施の形態である「対象物処理装置」
（２−１）基本原理
自然法則上、液体の沸騰点は圧力に比例して高くなる。本実施の形態では、この自然法則を利用してキャビテーションを発生させ、これにより処理対象物の表面にあるレジストの除去等を行う。
具体的には、加圧温水供給装置内の圧力を大気圧より高くなるように設定し、加圧温水供給装置内の加圧温水を液体状態に維持しておき、この加圧温水を大気圧又は減圧下に噴出することにより急激な沸騰現象（水蒸気爆発）を起す。その際にキャビテーションが発生するのである。
【００２９】
（２−２）対象物処理装置の全体構造
図３は本発明の第２の実施の形態である対象物処理装置の全体図である。
本装置は、ノズル３０１、操作バルブ３０３、水流量計３０５、圧力計３０７、ヒーター３０９、加圧温水供給装置３１１、水供給管３１５、耐圧ホース３２１、ステージ３３１で構成されている。ステージ３３１上には処理対象物（ここでは「ウェハー」とする）３３３がセットされている。ノズル３０１は処理対象物３３３に対向するように配置されており、キャビテーションジェットを発生する。
【００３０】
ヒーター３０９は加圧温水供給装置３１１内の純水に熱を加える。加熱された純水は水蒸気を発生させるため、加圧温水供給装置３１１内の圧力Ａ２（ＭＰ）は大気圧より高くなる。そして、加圧した純水のうち所定の流量Ｂ２（ｌ／ｍｉｎ）を耐圧ホース３２１を介して高圧状態でノズル３０１に送り出す。ここで「純水」とは、通常、半導体装置製造の洗浄工程等で純水或いは超純水として使用されている程度の特性のいわゆる水（純水）であればよい。
【００３１】
水流量計３０５は、加圧温水供給装置３１１からノズル３０１に供給される純水の流量を計測する。作業員は水流量計３０５で当該流量を確認し、操作バルブ３０３を用いて所望の値に調整することができる。また、ストップバルブ（図示せず）を開閉することにより、純水の供給を停止したり、再開したりすることもできる。
圧力計３０７は、加圧温水供給装置３１１内の圧力を計測する。作業員は圧力計３０７で当該圧力を確認する。水供給管３１５は加圧温水供給装置３１１内に発生する水蒸気に常温の純水を補給すると同時に、加圧温水供給装置３１１内を所望の温度に調整することができる。
【００３２】
耐圧ホース３２１を介してノズル３０１に供給された加圧温水は、ノズル３０１の噴出し口から噴出され、急激な沸騰現象（水蒸気爆発）が起こりキャビテーションジェットが処理対象物の表面に噴き付けられる。そして、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、処理対象物の表面が壊食され、洗浄、研磨又は研削のいずれかの処理が行われる。
【００３３】
（２−３）具体的数値
▲１▼加圧温水供給装置３１１内での具体的数値
加圧温水供給装置内圧力Ａ２（ＭＰ）＝０．２〜０．５（ＭＰ）
加圧温水の流量Ｂ２（ｌ／ｍｉｎ）＝０．５〜２．０
加圧温水の温度Ｃ２（℃）＝１１０〜１５０（℃）
▲２▼処理対象物表面とノズル３０１の噴出し口との距離Ｄ２＝０〜１００（ｍｍ）
【００３４】
（２−４）その他の実施の形態
なお、本実施の形態では加圧温水のみをノズル部３０１に供給するときの説明をしたが、ボイラー３１１に薬液を供給する供給管を設け、加圧温水と薬液とを混合してノズル部３０１に供給することも可能である。
このように、他のガスまたは薬液（例えば、ＣＯ２，Ｏ３，Ｎ２，Ｏ２，Ｈ２，アルカリ，酸，表面活性剤等）が添加された加圧温水を用いることにより、洗浄能力や研磨又は研削レートを向上することができる。
【００３５】
（３）ノズル／ステージ動作制御について
（３−１）処理対象物が「矩形」の場合
本実施の形態では、剥離・洗浄等の処理が行われる処理対象物（図１の１３３，図３の３３３）はＸ軸方向−Ｙ軸方向に広がる矩形状の形状をなしていて、面全域が処理対象面であるものとする。
そして、図４（ａ）に示すとおり、処理対象物１３３（３３３）をＸ軸方向にＭ分割（同図では５分割になっている）Ｙ軸方向にＮ分割して、各ゾーン（ｓｎ：ｎは整数）の面積Ｓ３（ｍｍ２）が等しくなるようにしている。
本実施の形態では、各ゾーンの上方でノズル１０１（３０１）を一定時間ｔ３（秒）停止させ、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体（図１の場合「純水＋水蒸気」、図２の場合「加圧温水」）を噴出する。そして、一定時間ｔ３（秒）経過後、ノズル１０１（３０１）を隣のゾーンの上方に移動させ、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
【００３６】
図４（ａ）に示すとおり、ノズル１０１（３０１）の移動方向は行（Ｘ軸方向）が変わる毎に左右変えてもよいし、右方向（左方向）に統一してもよい。また、図４（ａ）ではＹ軸方向にノズル１０１（３０１）を移動させている様子を示しているが、Ｘ軸方向にノズル１０１（３０１）を移動させてもよい。この場合も、ノズル１０１（３０１）の移動方向は列（Ｙ軸方向）が変わる毎に上下変えてもよいし、上方向（下方向）に統一してもよい。
【００３７】
（３−２）処理対象物が「円形」の場合
本実施の形態では、剥離・洗浄等の処理が行われる処理対象物（図１の１３３，図３の３３３）は、円形薄厚平板状の形状をなしていて、面全域が処理対象面であり、中心位置（中心点Ｃ）とその半径ｒを有するものとする。
そして、図４（ｂ）に示すとおり、処理対象物１３３（３３３）を中心点Ｃから半径ｒを等分して、中心点Ｃを含む中心円部（中心円形状部）と複数の円環形状部（ドーナツ状形状部）とに等分し、さらに、面積Ｓ３（ｍｍ２）が等しくなるよう、各円環形状部（ドーナツ状形状部）を各ゾーン（ｓｎ：ｎは整数）に分割する。
【００３８】
本実施の形態では、各ゾーンの上方でノズル１０１（３０１）を一定時間ｔ（秒）停止させ、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体（図１の場合「純水＋水蒸気」、図３の場合「加圧温水」）を噴出する。そして、一定時間ｔ３（秒）経過後、ノズル１０１（３０１）を隣のゾーンの上方に移動させ、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
各円環形状部でのノズル１０１（３０１）の移動方向は、「時計回り」「反時計回り（矢印４１２）」のいずれでもよい。また、各円環形状部を１周した後、半径ｒ方向（矢印４１０）のいずれ（外周側→中心Ｃ、中心Ｃ→外周側）に移動するのかも適宜選択可能である。
【００３９】
（３−３）その他の実施の形態
ノズルの本数や動作を設定するにあたっては種々なケースが想定できる。例えば、それらのノズルは複数本を設定してもよく、相互に同期がとれるような設計にすれば１又は２本以上のノズルを用いて行うことも可能である。
また、ゾーン毎に停止時間ｔ３（秒）を変えたり、ゾーン間移動速度Ｖ３（ｍｍ／ｓｅｃ）を変えることにより、処理対象物１３３（３３３）の表面にレジスト等が均一に存してない場合にも、効果的な洗浄・剥離を行うことを可能とする。
【００４０】
また、上記ではノズル１０１（３０１）を移動させる場合の説明をしたが、ノズル１０１（３０１）を固定したままステージ１３１（３３１）を移動させ、各ゾーンの上方にノズル１０１（３０１）が位置する状態で、一定時間ｔ３（秒）ステージ１３１（３３１）を停止させてもよい。この場合も、停止させた状態でノズル１０１（３０１）の噴出し口から噴霧体を噴出し、一定時間ｔ３（秒）経過後、当該ノズル１０１（３０１）が隣のゾーンの上方に位置するようステージ１３１（３３１）を移動し、処理対象物１３３（３３３）に噴霧体を噴出する。
さらに、ノズル１０１（３０１）とステージ１３１（３３１）とを相互に同期をさせることにより、両者を同時に移動させることも可能である。
【００４１】
（３−４）具体的数値
ゾーン面積Ｓ３（ｍｍ２）＝２０〜１２００（ｍｍ２）
停止時間ｔ３（秒）＝１．０〜１０．０（秒）
ゾーン間移動速度Ｖ３（ｍｍ／ｓｅｃ）＝４ＲＰＭ〜１００ＲＰＭ（変換要）
【００４２】
（４）本発明の実施の形態である「ステージ」
（４−１）ステージ断面図
図５は本発明の実施の形態であるステージの断面図である。同ステージは図１のステージ１３１または図３のステージ３３１として適用することが可能である。図５に示すとおり、本発明の実施の形態であるステージは「純水」又は「純水と不活性ガス（気体）との混合液」を供給する供給管５０１、不活性ガス供給管５０３、３方向弁５０５、噴出口５０７、チャック５０９、ガイドバー５１０とで構成されている。
【００４３】
供給管５０１からは、図１、３いづれの場合も「純水」又は「純水と不活性ガス（気体）との混合液」が供給される。不活性ガス供給管５０３からは、「窒素・アルゴン等の不活性ガス」が供給される。３方向弁５０５は噴霧体と不活性ガスとの切り替えをする弁である。
噴出口５０７はチャック中央部から外周方向へ向いており、表面の処理中に不活性ガス（気体）、純水、又は純水と気体の混合液を噴射することにより、処理対象物の温度制御、キャビテーションの共振・強度制御、裏面洗浄を可能にする。
ステージ表面には突起物６０１（対象物とはボール状の点接触が望ましい）を配置することにより、処理対象物を擬似的に浮かし（０．２〜１．０ｍｍが望ましい）共振しやすい構造になっている。
【００４４】
（４−２）ステージ上面図
図６は本発明の実施の形態であるステージの上面図である。図６に示すとおり、ステージ中央部には噴出口５０７ａ、外周部には噴出口５０７ｂ〜ｉ、計９つの噴出口が設けられている。噴出口５０７ａ〜ｉの口径としては「０．５ｍｍφ〜１．０ｍｍφ」が望ましいが、これに限定されないことは明らかである。また、本実施の形態では噴出口を９つとしたが、これに限定されないことは明らかである。
【００４５】
（５）本発明の実施の形態である「チャンバー」
図７は本発明の実施の形態であるチャンバーの断面図である。本発明の実施の形態である対象物処理装置での噴射によりレジスト、ポリマー等の不要物が剥離された際、その一部が粉塵として蒸気と一緒にプロセスチャンバー内に舞い上がり、対象物に再付着する可能性がある。
その防御策として、チャンバー側壁に純水をスプレーノズルで照射することにより、チャンバーウォールの温度を低温に保つと同時に、粉塵を水蒸気を一緒にトラップし排気口へ流しだす構造を採用した。
【００４６】
図７に示すとおり、本発明の実施の形態であるチャンバーは、チャンバー内の各部材を包囲するチャンバーウォール７０１と、処理対象物（ウェハー等）を載置するステージ７０３と、チャンバー内壁に対して純水を噴射する純水スプレーノズル７０２と、純水スプレーノズル７０２に常温の純水を供給する純水供給管７０５と、剥離されたレジスト・ポリマー等を純水と一緒に排出する排気口７０４から構成されている。
本発明の実施の形態であるチャンバーによれば、チャンバーウォールの内壁を常にクリーンに保ち、ウェハ上の異物（パーティクル）低減とプロセスチャンバー内の保守頻度を低減することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記説明に限定されず、半導体、液晶、磁気ヘッド、ディスク、プリント基板等の製造工程において、洗浄、異物処理、感光剤除去等に適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１ ノズル
１１１ 水加圧タンク
１１３ 水蒸気供給装置
１１５ａ 水供給管
１１５ｂ 水供給管
３０１ ノズル
３０９ ヒーター
３１１ 加圧温水供給装置
７０２ 純水スプレーノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置であって、
対象物を載置するステージ部と、
純水を所定値に加圧して下流に供給する加圧水供給部と、
純水を加熱して水蒸気を発生させ下流に供給する水蒸気供給部と、
加圧水供給部からの純水と水蒸気供給部からの水蒸気とを混合して対象処理面に噴出するノズル部と
を具備しており、
ノズル部は、水蒸気供給部からの第１の噴出口と加圧水供給部からの第２の噴出口とを備え、
第１の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して第２の噴出口よりも上流側に設けられており、
第２の噴出口は、ノズル部の側壁に設けられている
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項２】
第２の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して垂直に配置されている、請求項１記載の対象物処理装置。
【請求項３】
第１の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して垂直に配置されている、請求項１又は２記載の対象物処理装置。
【請求項４】
加圧水供給部は、ガス又は薬液が更に添加された純水をノズルに供給する、請求項１〜３のいずれか一項記載の対象物処理装置。
【請求項５】
処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理方法において、
純水を所定値に加圧して下流に供給する段階と、
純水を加熱して水蒸気を発生させ下流に供給する段階と、
純水と水蒸気とを混合してノズル部から対象物の処理対象面に噴出する段階と
を有し、ここで、
ノズル部は、水蒸気供給部からの第１の噴出口と加圧水供給部からの第２の噴出口とを備え、
第１の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して第２の噴出口よりも上流側に設けられており、
第２の噴出口は、ノズル部の側壁に設けられている
ことを特徴とする対象物処理方法。
【請求項６】
第２の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して垂直に配置されている、請求項５記載の対象物処理方法。
【請求項７】
第１の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して垂直に配置されている、請求項５又は６記載の対象物処理方法。
【請求項８】
ガス又は薬液が更に添加された純水をノズルに供給する、請求項５〜７のいずれか一項記載の対象物処理方法。
【請求項１】
処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理装置であって、
対象物を載置するステージ部と、
純水を所定値に加圧して下流に供給する加圧水供給部と、
純水を加熱して水蒸気を発生させ下流に供給する水蒸気供給部と、
加圧水供給部からの純水と水蒸気供給部からの水蒸気とを混合して対象処理面に噴出するノズル部と
を具備しており、
ノズル部は、水蒸気供給部からの第１の噴出口と加圧水供給部からの第２の噴出口とを備え、
第１の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して第２の噴出口よりも上流側に設けられており、
第２の噴出口は、ノズル部の側壁に設けられている
ことを特徴とする対象物処理装置。
【請求項２】
第２の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して垂直に配置されている、請求項１記載の対象物処理装置。
【請求項３】
第１の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して垂直に配置されている、請求項１又は２記載の対象物処理装置。
【請求項４】
加圧水供給部は、ガス又は薬液が更に添加された純水をノズルに供給する、請求項１〜３のいずれか一項記載の対象物処理装置。
【請求項５】
処理対象面を有する対象物に対して、剥離／洗浄／加工のいずれかを含む処理を行うための対象物処理方法において、
純水を所定値に加圧して下流に供給する段階と、
純水を加熱して水蒸気を発生させ下流に供給する段階と、
純水と水蒸気とを混合してノズル部から対象物の処理対象面に噴出する段階と
を有し、ここで、
ノズル部は、水蒸気供給部からの第１の噴出口と加圧水供給部からの第２の噴出口とを備え、
第１の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して第２の噴出口よりも上流側に設けられており、
第２の噴出口は、ノズル部の側壁に設けられている
ことを特徴とする対象物処理方法。
【請求項６】
第２の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して垂直に配置されている、請求項５記載の対象物処理方法。
【請求項７】
第１の噴出口は、ノズル部の噴出口に対して垂直に配置されている、請求項５又は６記載の対象物処理方法。
【請求項８】
ガス又は薬液が更に添加された純水をノズルに供給する、請求項５〜７のいずれか一項記載の対象物処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２６０３６８（Ｐ２００９−２６０３６８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１５６８（Ｐ２００９−１７１５６８）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【分割の表示】特願２００３−１４６７７９（Ｐ２００３−１４６７７９）の分割
【原出願日】平成１５年５月２３日（２００３．５．２３）
【出願人】（５０３１８７０７３）アクアサイエンス株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【分割の表示】特願２００３−１４６７７９（Ｐ２００３−１４６７７９）の分割
【原出願日】平成１５年５月２３日（２００３．５．２３）
【出願人】（５０３１８７０７３）アクアサイエンス株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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