微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システム
【課題】本発明は、微細構造体の表面に形成された壁体間に残留する液体の表面張力を抑制することができる微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システムを提供する。
【解決手段】壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理し、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給し、前記微細構造体の表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。または、壁体が形成された微細構造体の表面を親水化処理し、前記表面を液体により処理し、前記表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。
【解決手段】壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理し、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給し、前記微細構造体の表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。または、壁体が形成された微細構造体の表面を親水化処理し、前記表面を液体により処理し、前記表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置やＭＥＭＳ (Micro Electro Mechanical Systems) などの分野においては、リソグラフィ技術を用いて表面に微細な壁体を有する微細構造体が製造されている。そして、製造プロセスにおいて発生する有機物汚染や無機物汚染を除去して微細構造体の表面を清浄に保つなどのために洗浄が行われている。
【０００３】
このような洗浄においては、微細構造体の表面に純水などの洗浄液を供給して付着した有機物などを除去するようにしている。そして、乾燥効果を高め、水滴残り、ウォーターマークを低減させるためにイソプロピルアルコールなどのアルコールを乾燥時に被洗浄面に供給するようにしている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示をされているような技術においては、微細構造体の表面に形成された微細な壁体間に残留する洗浄液の表面張力の影響が考慮されておらず、この表面張力により微細な壁体が変形、破壊されるおそれがあった。
【特許文献１】特開２０００−３８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、微細構造体の表面に形成された壁体間に残留する液体の表面張力を抑制することができる微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理し、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給し、前記微細構造体の表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の他の一態様によれば、壁体が形成された微細構造体の表面を親水化処理し、前記表面を液体により処理し、前記表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理する処理手段と、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給する活性剤供給手段と、前記微細構造体の表面の乾燥を行う乾燥手段と、を備えたことを特徴とする微細構造体の製造システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微細構造体の表面に形成された壁体間に残留する液体の表面張力を抑制することができる微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
図２は、壁体間に残留する液体の表面張力の影響を例示するための模式断面図である。なお、図１においては、一例として洗浄液を用いた洗浄を実施する場合を例示したが、本発明はこれには限定されず、その他、エッチングや堆積、表面処理などをはじめとして、液体を用いる各種のプロセスに適用することができる。これは、図３以降において後述する各具体例についても同様である。
【００１１】
まず、壁体間に残留する液体の表面張力の影響について説明をする。
図２（ａ）に示すように、微細構造体１を洗浄液などの液体で処理する際には液体２により微細構造体１の表面が覆われ、表面に形成されている壁体１ａ、１ｂ同士の間（パターン内）も洗浄液（液体）２により満たされる。なおここで、壁体１ａ、１ｂは、壁状のものでもよく、円柱状あるいは角柱状などの棒状のものでもよい。
【００１２】
そして、図２（ｂ）に示すように、処理後に行われる乾燥において、微細構造体１の表面から液体２が除去され、壁体１ａ、１ｂの上面が大気中に露出すると、壁体１ａ、１ｂ同士の間に残留する液体２の表面張力により壁体１ａ、１ｂを側方から押す作用力Ｆが働くようになる。
【００１３】
この場合、壁体１ａ、１ｂの強度が充分に強ければ作用力Ｆの影響は少ないが、微細構造体１の材質、微細化の程度（集積度）、アスペクト比などによっては作用力Ｆの発生を抑制する必要性が生じる。例えば、半導体装置、ＭＥＭＳなどの分野において、デザインルールが３０ｎｍ（ナノメートル）以下になると作用力Ｆの影響が無視できなくなる。
【００１４】
そのような場合においては、図２（ｃ）に示すように、壁体１ａ、１ｂが湾曲するようにして変形するおそれがある。そして、壁体１ａ、１ｂの変形が発生すると、その先端部Ａにおいて接触が生じたり、基部Ｂにおいて破断や亀裂が生じたりするおそれがある。
【００１５】
また、壁体１ａ、１ｂの形状が対称形でない場合には、表面張力により発生する作用力Ｆが不均一となり、壁体１ａ、１ｂの変形が発生しやすくなる。例えば、図２（ｄ）に示す場合においては、壁体１ａ、１ｂ同士の間に残留する液体２の量が異なり、表面張力により発生する作用力Ｆ１、Ｆ２の大きさ、作用する位置が異なるものとなる。すなわち、図２（ｄ）に示すように、作用力Ｆ１の方が作用力Ｆ２よりも大きく、また、その作用する位置も作用力Ｆ１の方がより先端側となる。そのため、作用力Ｆ１により発生する曲げモーメントが大きくなるので、図２（ｅ）に示すような向きの変形が発生しやすくなる。
【００１６】
尚、図２に例示をした微細構造体１は、単一の材料（例えば、シリコンやアモルファスシリコンなど）からなる構造体であるが、例えば、微細構造体１が金属、シリコン、酸化物などからなる積層体である場合も同様である。
【００１７】
この表面張力による影響を知るために、表面に３０ｎｍデザインルールによるパターンが形成されたウェーハの純水によるスピン洗浄（回転数；５００ｒｐｍ程度、洗浄時間；６０秒程度）と、スピン乾燥（回転数；２５００ｒｐｍ程度、洗浄時間；６０秒程度）とを行い、洗浄前と洗浄後のパターンをＫＬＡ社製のパターン検査装置により比較検査した。その結果、パターンの１２箇所において変形が確認された。
【００１８】
本発明者は検討の結果、液体表面を活性化させる物質を供給すれば、液体の表面張力を抑制することができるので、壁体の変形を抑制することができるとの知見を得た。
液体表面を活性化させる物質としては、例えば、界面活性剤や、アルコール、フラン、ケトン等の極性溶剤、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の数nm〜1μｍ程度の微小粒子を例示することができる。
【００１９】
そして、界面活性剤としては、陽イオン（カチオン）系界面活性剤、陰イオン（アニオン）系界面活性剤、非イオン（ノニオン）系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤などを例示することができる。例えば、陰イオン（アニオン）系界面活性剤としては、カルボキシル基、スルホ基、硫酸基を有し、水中で解離して陰イオンとなるアルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキル硫酸エステル塩などを例示することができる。また、陽イオン（カチオン）系界面活性剤としては、水中で解離して陽イオンとなるアルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩、パーフルオロアルキルアミン化合物などを例示することができる。また、非イオン（ノニオン）系界面活性剤としては、アルキルベタイン、イミダゾニウムベタインなどを例示することができる。フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルベタイン型（例えば、商品名サーフロンS-131(旭硝子社製)）、パーフルオロアルキルカルボン酸型（例えば、商品名サーフロンS-113、121(旭硝子社製)）などを例示することができる。
【００２０】
界面活性剤の種類には特に限定はないが、非イオン（ノニオン）系界面活性剤は電解質の影響を受けにくく、他の用途のための添加剤を含む場合にも併用することができるので好ましい。
【００２１】
また、洗浄後の乾燥において界面活性剤が揮発除去できるものとすれば、界面活性剤が残留することで生じる影響を抑制することができる。そのためには、界面活性剤の分子量が低分子量であることが好ましい。
また、界面活性剤が残留する場合においては、加熱やオゾンなどによる分解、除去が容易であることが好ましい。そのためには、低分子量であるか、または、主鎖に二重結合などを有し低分子量のものに分解容易であるものが好ましい。
【００２２】
次に、図１に戻って本発明の第１の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示する。 尚、説明の便宜上、微細構造体１を表面に３０ｎｍデザインルールによるパターンが形成されたウェーハとして説明する。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面（壁体が形成された微細構造体の表面）を液体（例えば、純水）により洗浄する（ステップＳ１）。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、洗浄時間を６０秒程度とすることができる。
【００２３】
次に、ウェーハの表面に液体表面を活性化させる物質を供給する。本実施の形態においては、非イオン（ノニオン）系界面活性剤を添加した純水をウェーハの表面に供給する（ステップＳ２）。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、供給時間を１０秒程度とすることができる。この場合、非イオン（ノニオン）系界面活性剤の添加量は、０．０５重量％以上、１重量％以下とすることが好ましい。０．０５重量％未満とすれば表面張力を低減させる効果が少なくなりすぎ、１重量％を超えるものとすれば残留する界面活性剤の除去を考慮する必要が生じるからである。尚、高温の除去処理が可能な微細構造体１であったり、後工程のエッチングなどで下層の材料ごと界面活性剤が除去されるような場合においては、界面活性剤の残留の影響を考慮する必要がない。そのため、そのような場合においては１重量％を超える界面活性剤を添加することもできる。
【００２４】
次に、回転をさせながら加熱を行いウェーハの乾燥と界面活性剤の分解除去を行う（ステップＳ３）。
この場合、加熱温度を１５０℃程度、加熱時間を６０秒程度、回転数を５００ｒｐｍ程度とすることができる。
【００２５】
この乾燥・界面活性剤の分解除去後のウェーハ表面をＸ線光電子分光（XPS；X-ray Photoelectron Spectroscopy）により分析したところ、炭素は１％以下であり、界面活性剤の残留は見られなかった。また、乾燥・界面活性剤の分解除去後のウェーハ表面をＫＬＡ社製のパターン検査装置により検査したところ、洗浄前のパターン形状と変化がなく、パターンの変形は見られなかった。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
尚、説明の便宜上、微細構造体１を表面に３０ｎｍデザインルールによるパターンが形成されたウェーハとして説明する。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面（壁体が形成された微細構造体の表面）を液体により処理する。具体的には、例えば洗浄液（例えば、純水）により洗浄する（ステップＳ１１）。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、洗浄時間を６０秒程度とすることができる。
次に、ウェーハの表面に液体表面を活性化させる物質を供給する。本実施の形態においては、低分子量の非イオン（ノニオン）系界面活性剤を添加した純水をウェーハの表面に供給する（ステップＳ１２）。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、供給時間を１０秒程度とすることができる。
【００２７】
本実施の形態においては、低分子量の界面活性剤を用いるものとしている。この場合、分子量を、２００程度以下とすれば揮発除去や分解除去などが容易となるので好ましい。
【００２８】
また、非イオン（ノニオン）系界面活性剤の添加量は、０．０５重量％以上、１重量％以下とすることが好ましい。０．０５重量％未満とすれば表面張力を低減させる効果が少なくなりすぎ、１重量％を超えるものとすれば残留する界面活性剤の除去を考慮する必要が生じるからである。尚、高温の除去処理が可能な微細構造体１であったり、後工程のエッチングなどで下層の材料ごと界面活性剤が除去されるような場合においては、界面活性剤の残留の影響を考慮する必要がない。そのため、そのような場合においては１重量％を超える界面活性剤を添加することもできる。
【００２９】
次に、スピン乾燥を行う（ステップＳ１３）。
この場合、回転数を２５００ｒｐｍ程度、乾燥時間を６０秒程度とすることができる。 この乾燥後のウェーハ表面をＫＬＡ社製のパターン検査装置により検査したところ、洗浄前のパターン形状と変化がなく、パターンの変形は見られなかった。
【００３０】
次に、回転をさせながら加熱処理を行い残留する界面活性剤を分解除去する（ステップＳ１４）。
この場合、加熱処理の温度を１５０℃程度、加熱処理時間を６０秒程度、回転数を５００ｒｐｍ程度とすることができる。
この加熱処理後のウェーハ表面をＸ線光電子分光（XPS；X-ray Photoelectron Spectroscopy）により分析したところ、炭素は１％以下であり、界面活性剤の残留は見られなかった。
【００３１】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
尚、説明の便宜上、微細構造体１を表面に３０ｎｍデザインルールによるパターンが形成されたウェーハとして説明する。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面（壁体が形成された微細構造体の表面）を液体により処理する。具体的には、例えば、洗浄液（例えば、純水）により洗浄する（ステップＳ２１）。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、洗浄時間を６０秒程度とすることができる。
【００３２】
次に、ウェーハの表面に液体表面を活性化させる物質を供給する。本実施の形態においては、主鎖に二重結合を有する非イオン（ノニオン）系界面活性剤を添加した純水をウェーハの表面に供給する（ステップＳ２２）。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、供給時間を１０秒程度とすることができる。
【００３３】
本実施形態においては、主鎖に二重結合を有する界面活性剤を用いるものとしている。このようなものとしては、例えば、以下の一般式で表される非イオン（ノニオン）系界面活性剤を例示することができる。尚、二重結合の数、位置などは特に限定されないが、揮発除去や分解除去などが容易となるような分子量に分解可能な数であることが好ましい。
(化1)
R O (EO)r H
ここで、Ｒは炭素数８〜２０のアルケニル基である。EOはエチレンオキサイドを示す。p 、q 及びr は平均付加モル数であり、p は１〜13、q は１〜４、r は２〜２６である。
この場合、以下の化学式で表されるものが好ましい。
(化２)
CH3-（CH2）3-（CH＝CH）-（CH2）4-O（EO）10 H
【００３４】
また、非イオン（ノニオン）系界面活性剤の添加量は、０．０５重量％以上、１重量％以下とすることが好ましい。０．０５重量％未満とすれば表面張力を低減させる効果が少なくなりすぎ、１重量％を超えるものとすれば残留する界面活性剤の除去を考慮する必要が生じるからである。尚、高温の除去処理が可能な微細構造体１であったり、後工程のエッチングなどで下層の材料ごと界面活性剤が除去されるような場合においては、界面活性剤の残留の影響を考慮する必要がない。そのため、そのような場合においては１重量％を超える界面活性剤を添加することもできる。
【００３５】
次に、スピン乾燥を行う（ステップＳ２３）。
この場合、回転数を２５００ｒｐｍ程度、乾燥時間を６０秒程度とすることができる。 この乾燥後のウェーハ表面をＫＬＡ社製のパターン検査装置により検査したところ、洗浄前のパターン形状と変化がなく、パターンの変形は見られなかった。
【００３６】
次に、オゾンガスを用いて残留する界面活性剤を分解除去する（ステップＳ２４）。 この場合、オゾンガスの温度を４０℃程度、処理時間を３０秒程度とすることができる。 このオゾンガスによる処理後のウェーハ表面をＸ線光電子分光（XPS；X-ray Photoelectron Spectroscopy）により分析したところ、炭素は１％以下であり、界面活性剤の残留は見られなかった。
【００３７】
尚、以上に例示をした実施の形態においては、純水に界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）を添加し、それを供給するようにしているが、界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の溶液を霧状に噴霧するなどして直接供給するようにすることもできる。
【００３８】
また、最初に行われる洗浄の際に、界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）が添加された液体を用いるようにすることもできる。ただし、界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の量を抑制する観点からは、洗浄と、乾燥時における表面張力低減（界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の供給）とを別々に行うようにすることが好ましい。
【００３９】
また、残留する界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の分解除去も例示をした方法に限定されるわけではなく、例えば、プラズマ処理やＵＶ（紫外線）照射処理など界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の分解除去が可能な処理方法を適宜選択することができる。
【００４０】
また、液体表面を活性化させる物質の供給は、微細構造体１の表面に液体が残留している間に行われるようにすることが好ましい。尚、供給のタイミングは、壁体の強度、例えば、微細構造体１の材質、微細化の程度（集積度）、アスペクト比などによって適宜変更することができる。
本発明者はさらなる検討の結果、微細構造体１の表面を親水化処理するようにすれば、液体の表面張力を抑制することができるので、壁体の変形を防止できるとの知見を得た。また、この場合、濡れ性が向上して液体が壁体間に侵入しやすくなるので、洗浄効果を高めることもできるとの知見を得た。
【００４１】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
まず、壁体が形成された微細構造体の表面に親水化処理を施す（ステップＳ３１）。
親水化処理は、微細構造体１の材質などにより適宜選択することができる。例えば、微細構造体１がシリコンからなるもの（例えば、ウェーハなど）の場合においては、表面に酸化シリコンを形成させることができる処理を適宜選択すればよい。酸化シリコンを形成させることができる処理としては、例えば、シリコンの熱酸化処理、酸素プラズマ処理などを例示することができる。また、その他の親水化処理としては、ＵＶ（紫外線）またはＥＢ（電子線）照射による表面処理、常圧ＣＶＤ処理・減圧ＣＶＤ処理・プラズマＣＶＤ処理などによる親水性のある物質の成膜、薬剤による表面処理などを例示することができる。尚、これらの処理方法に限定されるわけではなく、微細構造体１の表面を親水化処理可能な処理方法を適宜選択することができる。
【００４２】
次に、微細構造体１を液体により処理する。具体的には、例えば、洗浄をする（ステップＳ３２）。
洗浄は、例えば、純水によるスピン洗浄などとすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく、洗浄方法は適宜変更することができる。また、液体も純水に限定されるわけではなく、添加剤が添加されたものなどを適宜選択することができる。
次に、微細構造体１を乾燥する（ステップＳ３３）。
乾燥は、例えば、スピン乾燥や加熱による乾燥などとすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく、乾燥方法は適宜変更することができる。
尚、洗浄の後に、前述した液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）を供給するようにすることもできる。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態に係る微細構造体の製造システムについて説明をする。 図６は、本発明の第５の実施の形態に係る微細構造体の製造システムを例示するための模式図である。
尚、説明の便宜上、微細構造体１をウェーハＷとして説明する。
【００４４】
図６に示すように、微細構造体の製造システム１００は、ウェーハＷ（微細構造体１）を保持する保持手段１０１と、パターンが形成されたウェーハＷ（壁体が形成された微細構造体）の表面を液体により洗浄する洗浄手段１０２と、パターンが形成されたウェーハＷ（壁体が形成された微細構造体）の表面に液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）を供給する活性剤供給手段１０３と、を備えている。
【００４５】
また、パターンが形成されたウェーハＷ（壁体が形成された微細構造体）の表面に残留する液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の分解除去を行う除去手段１２０も備えている。尚、後述するように、除去手段１２０からの過熱蒸気により残留する液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の分解除去を行うとともに、ウェーハＷ（微細構造体１）の表面の乾燥を行うことができるようになっている。すなわち、本実施の形態においては、除去手段１２０にウェーハＷ（微細構造体１）の表面の乾燥を行う乾燥手段の機能が含まれている。
また、保持手段１０１を囲むようにしてチャンバー１０４が設けられている。
【００４６】
保持手段１０１には、ウェーハＷ（微細構造体１）を保持可能なチャック１０５と、チャック１０５を回転させるための駆動手段１０６（例えば、モータなど）とが設けられている。チャック１０５は、ウェーハＷ（微細構造体１）を１枚づつ水平に保持し、駆動手段１０６により回転できるようになっている。
洗浄手段１０２は、チャック１０５の上方に設けられウェーハＷ（微細構造体１）の表面に向けて液体を吐出するノズル１０７と、配管１０８によりノズル１０７と接続された図示しない液体供給手段とを備えている。図示しない液体供給手段により供給される液体は、例えば、純水とすることができる。ただし、液体は純水に限定されるわけではなく、添加剤が添加されたものなどを適宜選択することができる。
【００４７】
活性剤供給手段１０３には、チャック１０５の上方に設けられウェーハＷ（微細構造体１）の表面に向けて液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）が添加された液体（以下、界面活性液という）を吐出するノズル１０９が設けられている。ノズル１０９に接続された配管１１０は二分岐され、一方の配管１１０ａには液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）を供給するための供給手段１１１が接続され、他方の配管１１０ｂには図示しない純水供給手段が接続されている。また、供給手段１１１は配管１１０ｃにより液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）を収容する容器１１２と接続されている。液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）が液体などの流動体である場合には、供給手段１１１をポンプなどとすることができる。また、容器１１２に収容される液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）は、例えば、非イオン（ノニオン）系界面活性剤とすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００４８】
除去手段１２０には、飽和水蒸気を発生させるための蒸発器１２１と、過熱水蒸気を発生させるための過熱器１２２と、チャック１０５の上方に設けられウェーハＷ（微細構造体１）の表面に向けて過熱蒸気を噴射するノズル１２３とが主に設けられている。また、ノズル１２３はアーム１２５に保持され、アーム１２５は回転軸１２６を回転中心に回転自在とされている。
【００４９】
蒸発器１２１と、過熱器１２２と、ノズル１２３とは、配管１２４ａで接続され、蒸発器１２１は配管１２４ｂにより図示しない純水供給手段と接続されている。そのため、図示しない純水供給手段から供給された純水を、蒸発器１２１により加熱して飽和水蒸気とすることができる。そして、飽和水蒸気を、過熱器１２２により過熱してミストのない乾いた水蒸気（過熱水蒸気）とすることができ、ノズル１２３からウェーハＷ（微細構造体１）に向けて過熱蒸気を噴射することができるようになっている。そのため、過熱蒸気によりウェーハＷ（微細構造体１）の表面を乾燥させるとともに、残留する界面活性剤を加熱分解除去することができるようになっている。
【００５０】
チャンバー１０４は、ウェーハＷ（微細構造体１）が回転することで飛び散る液体や界面活性液を受け止めて、それらを排出することができる。チャンバー１０４の上部には、飛び散る液体や界面活性液を受け止めてチャンバー１０４内に導くための傾斜部１０４ａが設けられている。また、チャンバー１０４の底部には、チャンバー１０４内に回収された液体や界面活性液を外部に排出するための排出管１０４ｂが接続されている。
【００５１】
次に、微細構造体の製造システム１００の作用について説明をする。
図示しない搬送手段によりウェーハＷ（微細構造体１）がチャンバー１０４内に搬入され、チャック１０５上に載置、保持される。チャック１０５は、駆動手段１０６により１分間に数百から数千回転の速さで回転することができる。そのため、チャック１０５に保持されているウェーハＷ（微細構造体１）もチャック１０５とともに回転させることができる。
【００５２】
ウェーハＷ（微細構造体１）の上方に配設されたノズル１０７から液体が回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給される。洗浄に必要な所定量の液体を回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給した後に、液体の供給が停止される。
【００５３】
その後、回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に界面活性液が供給される。この際、界面活性液の供給は、回転により液体がウェーハＷ（微細構造体１）の表面から除去される前、すなわち、ウェーハＷ（微細構造体１）の表面に液体が残留している間に行われる。尚、液体の供給停止の直前に、界面活性液の供給を始めるようにすることもできる。そして、所定量の界面活性液を回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給した後に、界面活性液の供給が停止される。
【００５４】
その後、ウェーハＷ（微細構造体１）の上方に配設されたノズル１２３から過熱水蒸気が回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給される。そして、所定量の過熱水蒸気を回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給した後に、過熱水蒸気の供給が停止される。この際、ウェーハＷ（微細構造体１）を高速回転させ表面の水滴を振り切ることで乾燥時間を早めることもできる。
ウェーハＷ（微細構造体１）の乾燥と、残留する界面活性剤の加熱分解、除去が終了すると、チャック１０５の回転が停止され、図示しない搬送手段によりウェーハＷ（微細構造体１）が搬出される。その後、必要があれば前述の手順を繰り返すことで、ウェーハＷ（微細構造体１）の製造が行われる。
【００５５】
図７は、本発明の第６の実施の形態に係る微細構造体の製造システムを例示するための模式図である。尚、図６において例示をしたものと同様の要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５６】
図７に例示をする微細構造体の製造システムは、図７（ａ）の示す第１の製造システム１３０ａと、図７（ｂ）に示す第２の製造システム１３０ｂとを備えている。また、第１の製造システム１３０ａと第２の製造システム１３０ｂとの間でウェーハＷ（微細構造体１）の受け渡しを行う図示しない搬送手段が備えられている。
第１の製造システム１３０ａには、保持手段１０１と、洗浄手段１０２と、活性剤供給手段１０３とが主に備えられ、ウェーハＷ（微細構造体１）の洗浄と液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の供給が主に行われる。
第２の製造システム１３０ｂには、保持手段１０１と、除去手段１２０とが主に備えられ、ウェーハＷ（微細構造体１）の乾燥と残留する液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の加熱分解、除去が主に行われる。
【００５７】
尚、図６に例示をした微細構造体の製造システム１００の構成要素と、第１の製造システム１３０ａ、第２の製造システム１３０ｂの構成要素とは同様なので、作用に関する説明も省略する。
【００５８】
本実施の形態においては、図６に例示をした微細構造体の製造システム１００を、第１の製造システム１３０ａと第２の製造システム１３０ｂとに分割するようにしている。このように、機能を分割するようにすれば、処理時間の長い工程を担当する製造システムの数を増やして待ち時間を減らし、生産性を向上させるようにすることができる。
尚、図６や図７において、除去手段１２０として過熱蒸気を用いるものを例示したが、これに限定されるわけではなく、例えば、オゾンガスを用いた処理、プラズマ処理やＵＶ（紫外線）照射処理、加熱エアーなどによる加熱処理など液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の分解除去が可能な処理方法を適宜選択することができる。
【００５９】
また、微細構造体の製造システムとして枚葉処理方式のものを例示したが、バッチ処理方式のものとしてもよい。例えば、複数の微細構造体を処理槽内で一度に洗浄、液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の供給、乾燥、残留する液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の除去を行うようにすることもできる。
【００６０】
また、微細構造体の製造システムとして、微細構造体の表面に壁体を形成させるための装置を含めることができる。例えば、レジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト除去などのいわゆるリソグラフィ工程で使用される各装置をラインに組み込むなどして微細構造体の製造システムを構成させるようにすることもできる。尚、リソグラフィ工程で使用される各装置については、既知の技術を適用することができるのでその説明は省略する。
【００６１】
また、説明の便宜上、微細構造体をウェーハとして説明をしたが、これに限定されるわけではない。例えば、液晶表示装置、位相シフトマスク、ＭＥＭＳ分野におけるマイクロマシーン、精密光学部品などにも適応が可能である。
【００６２】
以上、本発明の実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、微細構造体や微細構造体の製造システムの形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
【図２】壁体間に残留する液体の表面張力の影響を例示するための模式断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る微細構造体の製造システムを例示するための模式図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係る微細構造体の製造システムを例示するための模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 微細構造体、１ａ 壁体、１ｂ 壁体、２ 液体、１００ 製造システム、１０１ 保持手段、１０２ 洗浄手段、１０３ 活性剤供給手段、１０４ チャンバー、１２０ 除去手段、１３０ａ 第１の製造システム、１３０ｂ 第２の製造システム、Ｆ 作用力、Ｆ１ 作用力、Ｆ２ 作用力、Ｗ ウェーハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置やＭＥＭＳ (Micro Electro Mechanical Systems) などの分野においては、リソグラフィ技術を用いて表面に微細な壁体を有する微細構造体が製造されている。そして、製造プロセスにおいて発生する有機物汚染や無機物汚染を除去して微細構造体の表面を清浄に保つなどのために洗浄が行われている。
【０００３】
このような洗浄においては、微細構造体の表面に純水などの洗浄液を供給して付着した有機物などを除去するようにしている。そして、乾燥効果を高め、水滴残り、ウォーターマークを低減させるためにイソプロピルアルコールなどのアルコールを乾燥時に被洗浄面に供給するようにしている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示をされているような技術においては、微細構造体の表面に形成された微細な壁体間に残留する洗浄液の表面張力の影響が考慮されておらず、この表面張力により微細な壁体が変形、破壊されるおそれがあった。
【特許文献１】特開２０００−３８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、微細構造体の表面に形成された壁体間に残留する液体の表面張力を抑制することができる微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理し、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給し、前記微細構造体の表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の他の一態様によれば、壁体が形成された微細構造体の表面を親水化処理し、前記表面を液体により処理し、前記表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理する処理手段と、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給する活性剤供給手段と、前記微細構造体の表面の乾燥を行う乾燥手段と、を備えたことを特徴とする微細構造体の製造システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微細構造体の表面に形成された壁体間に残留する液体の表面張力を抑制することができる微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
図２は、壁体間に残留する液体の表面張力の影響を例示するための模式断面図である。なお、図１においては、一例として洗浄液を用いた洗浄を実施する場合を例示したが、本発明はこれには限定されず、その他、エッチングや堆積、表面処理などをはじめとして、液体を用いる各種のプロセスに適用することができる。これは、図３以降において後述する各具体例についても同様である。
【００１１】
まず、壁体間に残留する液体の表面張力の影響について説明をする。
図２（ａ）に示すように、微細構造体１を洗浄液などの液体で処理する際には液体２により微細構造体１の表面が覆われ、表面に形成されている壁体１ａ、１ｂ同士の間（パターン内）も洗浄液（液体）２により満たされる。なおここで、壁体１ａ、１ｂは、壁状のものでもよく、円柱状あるいは角柱状などの棒状のものでもよい。
【００１２】
そして、図２（ｂ）に示すように、処理後に行われる乾燥において、微細構造体１の表面から液体２が除去され、壁体１ａ、１ｂの上面が大気中に露出すると、壁体１ａ、１ｂ同士の間に残留する液体２の表面張力により壁体１ａ、１ｂを側方から押す作用力Ｆが働くようになる。
【００１３】
この場合、壁体１ａ、１ｂの強度が充分に強ければ作用力Ｆの影響は少ないが、微細構造体１の材質、微細化の程度（集積度）、アスペクト比などによっては作用力Ｆの発生を抑制する必要性が生じる。例えば、半導体装置、ＭＥＭＳなどの分野において、デザインルールが３０ｎｍ（ナノメートル）以下になると作用力Ｆの影響が無視できなくなる。
【００１４】
そのような場合においては、図２（ｃ）に示すように、壁体１ａ、１ｂが湾曲するようにして変形するおそれがある。そして、壁体１ａ、１ｂの変形が発生すると、その先端部Ａにおいて接触が生じたり、基部Ｂにおいて破断や亀裂が生じたりするおそれがある。
【００１５】
また、壁体１ａ、１ｂの形状が対称形でない場合には、表面張力により発生する作用力Ｆが不均一となり、壁体１ａ、１ｂの変形が発生しやすくなる。例えば、図２（ｄ）に示す場合においては、壁体１ａ、１ｂ同士の間に残留する液体２の量が異なり、表面張力により発生する作用力Ｆ１、Ｆ２の大きさ、作用する位置が異なるものとなる。すなわち、図２（ｄ）に示すように、作用力Ｆ１の方が作用力Ｆ２よりも大きく、また、その作用する位置も作用力Ｆ１の方がより先端側となる。そのため、作用力Ｆ１により発生する曲げモーメントが大きくなるので、図２（ｅ）に示すような向きの変形が発生しやすくなる。
【００１６】
尚、図２に例示をした微細構造体１は、単一の材料（例えば、シリコンやアモルファスシリコンなど）からなる構造体であるが、例えば、微細構造体１が金属、シリコン、酸化物などからなる積層体である場合も同様である。
【００１７】
この表面張力による影響を知るために、表面に３０ｎｍデザインルールによるパターンが形成されたウェーハの純水によるスピン洗浄（回転数；５００ｒｐｍ程度、洗浄時間；６０秒程度）と、スピン乾燥（回転数；２５００ｒｐｍ程度、洗浄時間；６０秒程度）とを行い、洗浄前と洗浄後のパターンをＫＬＡ社製のパターン検査装置により比較検査した。その結果、パターンの１２箇所において変形が確認された。
【００１８】
本発明者は検討の結果、液体表面を活性化させる物質を供給すれば、液体の表面張力を抑制することができるので、壁体の変形を抑制することができるとの知見を得た。
液体表面を活性化させる物質としては、例えば、界面活性剤や、アルコール、フラン、ケトン等の極性溶剤、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の数nm〜1μｍ程度の微小粒子を例示することができる。
【００１９】
そして、界面活性剤としては、陽イオン（カチオン）系界面活性剤、陰イオン（アニオン）系界面活性剤、非イオン（ノニオン）系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤などを例示することができる。例えば、陰イオン（アニオン）系界面活性剤としては、カルボキシル基、スルホ基、硫酸基を有し、水中で解離して陰イオンとなるアルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキル硫酸エステル塩などを例示することができる。また、陽イオン（カチオン）系界面活性剤としては、水中で解離して陽イオンとなるアルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩、パーフルオロアルキルアミン化合物などを例示することができる。また、非イオン（ノニオン）系界面活性剤としては、アルキルベタイン、イミダゾニウムベタインなどを例示することができる。フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキルベタイン型（例えば、商品名サーフロンS-131(旭硝子社製)）、パーフルオロアルキルカルボン酸型（例えば、商品名サーフロンS-113、121(旭硝子社製)）などを例示することができる。
【００２０】
界面活性剤の種類には特に限定はないが、非イオン（ノニオン）系界面活性剤は電解質の影響を受けにくく、他の用途のための添加剤を含む場合にも併用することができるので好ましい。
【００２１】
また、洗浄後の乾燥において界面活性剤が揮発除去できるものとすれば、界面活性剤が残留することで生じる影響を抑制することができる。そのためには、界面活性剤の分子量が低分子量であることが好ましい。
また、界面活性剤が残留する場合においては、加熱やオゾンなどによる分解、除去が容易であることが好ましい。そのためには、低分子量であるか、または、主鎖に二重結合などを有し低分子量のものに分解容易であるものが好ましい。
【００２２】
次に、図１に戻って本発明の第１の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示する。 尚、説明の便宜上、微細構造体１を表面に３０ｎｍデザインルールによるパターンが形成されたウェーハとして説明する。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面（壁体が形成された微細構造体の表面）を液体（例えば、純水）により洗浄する（ステップＳ１）。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、洗浄時間を６０秒程度とすることができる。
【００２３】
次に、ウェーハの表面に液体表面を活性化させる物質を供給する。本実施の形態においては、非イオン（ノニオン）系界面活性剤を添加した純水をウェーハの表面に供給する（ステップＳ２）。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、供給時間を１０秒程度とすることができる。この場合、非イオン（ノニオン）系界面活性剤の添加量は、０．０５重量％以上、１重量％以下とすることが好ましい。０．０５重量％未満とすれば表面張力を低減させる効果が少なくなりすぎ、１重量％を超えるものとすれば残留する界面活性剤の除去を考慮する必要が生じるからである。尚、高温の除去処理が可能な微細構造体１であったり、後工程のエッチングなどで下層の材料ごと界面活性剤が除去されるような場合においては、界面活性剤の残留の影響を考慮する必要がない。そのため、そのような場合においては１重量％を超える界面活性剤を添加することもできる。
【００２４】
次に、回転をさせながら加熱を行いウェーハの乾燥と界面活性剤の分解除去を行う（ステップＳ３）。
この場合、加熱温度を１５０℃程度、加熱時間を６０秒程度、回転数を５００ｒｐｍ程度とすることができる。
【００２５】
この乾燥・界面活性剤の分解除去後のウェーハ表面をＸ線光電子分光（XPS；X-ray Photoelectron Spectroscopy）により分析したところ、炭素は１％以下であり、界面活性剤の残留は見られなかった。また、乾燥・界面活性剤の分解除去後のウェーハ表面をＫＬＡ社製のパターン検査装置により検査したところ、洗浄前のパターン形状と変化がなく、パターンの変形は見られなかった。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
尚、説明の便宜上、微細構造体１を表面に３０ｎｍデザインルールによるパターンが形成されたウェーハとして説明する。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面（壁体が形成された微細構造体の表面）を液体により処理する。具体的には、例えば洗浄液（例えば、純水）により洗浄する（ステップＳ１１）。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、洗浄時間を６０秒程度とすることができる。
次に、ウェーハの表面に液体表面を活性化させる物質を供給する。本実施の形態においては、低分子量の非イオン（ノニオン）系界面活性剤を添加した純水をウェーハの表面に供給する（ステップＳ１２）。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、供給時間を１０秒程度とすることができる。
【００２７】
本実施の形態においては、低分子量の界面活性剤を用いるものとしている。この場合、分子量を、２００程度以下とすれば揮発除去や分解除去などが容易となるので好ましい。
【００２８】
また、非イオン（ノニオン）系界面活性剤の添加量は、０．０５重量％以上、１重量％以下とすることが好ましい。０．０５重量％未満とすれば表面張力を低減させる効果が少なくなりすぎ、１重量％を超えるものとすれば残留する界面活性剤の除去を考慮する必要が生じるからである。尚、高温の除去処理が可能な微細構造体１であったり、後工程のエッチングなどで下層の材料ごと界面活性剤が除去されるような場合においては、界面活性剤の残留の影響を考慮する必要がない。そのため、そのような場合においては１重量％を超える界面活性剤を添加することもできる。
【００２９】
次に、スピン乾燥を行う（ステップＳ１３）。
この場合、回転数を２５００ｒｐｍ程度、乾燥時間を６０秒程度とすることができる。 この乾燥後のウェーハ表面をＫＬＡ社製のパターン検査装置により検査したところ、洗浄前のパターン形状と変化がなく、パターンの変形は見られなかった。
【００３０】
次に、回転をさせながら加熱処理を行い残留する界面活性剤を分解除去する（ステップＳ１４）。
この場合、加熱処理の温度を１５０℃程度、加熱処理時間を６０秒程度、回転数を５００ｒｐｍ程度とすることができる。
この加熱処理後のウェーハ表面をＸ線光電子分光（XPS；X-ray Photoelectron Spectroscopy）により分析したところ、炭素は１％以下であり、界面活性剤の残留は見られなかった。
【００３１】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
尚、説明の便宜上、微細構造体１を表面に３０ｎｍデザインルールによるパターンが形成されたウェーハとして説明する。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面（壁体が形成された微細構造体の表面）を液体により処理する。具体的には、例えば、洗浄液（例えば、純水）により洗浄する（ステップＳ２１）。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、洗浄時間を６０秒程度とすることができる。
【００３２】
次に、ウェーハの表面に液体表面を活性化させる物質を供給する。本実施の形態においては、主鎖に二重結合を有する非イオン（ノニオン）系界面活性剤を添加した純水をウェーハの表面に供給する（ステップＳ２２）。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を５００ｒｐｍ程度、供給時間を１０秒程度とすることができる。
【００３３】
本実施形態においては、主鎖に二重結合を有する界面活性剤を用いるものとしている。このようなものとしては、例えば、以下の一般式で表される非イオン（ノニオン）系界面活性剤を例示することができる。尚、二重結合の数、位置などは特に限定されないが、揮発除去や分解除去などが容易となるような分子量に分解可能な数であることが好ましい。
(化1)
R O (EO)r H
ここで、Ｒは炭素数８〜２０のアルケニル基である。EOはエチレンオキサイドを示す。p 、q 及びr は平均付加モル数であり、p は１〜13、q は１〜４、r は２〜２６である。
この場合、以下の化学式で表されるものが好ましい。
(化２)
CH3-（CH2）3-（CH＝CH）-（CH2）4-O（EO）10 H
【００３４】
また、非イオン（ノニオン）系界面活性剤の添加量は、０．０５重量％以上、１重量％以下とすることが好ましい。０．０５重量％未満とすれば表面張力を低減させる効果が少なくなりすぎ、１重量％を超えるものとすれば残留する界面活性剤の除去を考慮する必要が生じるからである。尚、高温の除去処理が可能な微細構造体１であったり、後工程のエッチングなどで下層の材料ごと界面活性剤が除去されるような場合においては、界面活性剤の残留の影響を考慮する必要がない。そのため、そのような場合においては１重量％を超える界面活性剤を添加することもできる。
【００３５】
次に、スピン乾燥を行う（ステップＳ２３）。
この場合、回転数を２５００ｒｐｍ程度、乾燥時間を６０秒程度とすることができる。 この乾燥後のウェーハ表面をＫＬＡ社製のパターン検査装置により検査したところ、洗浄前のパターン形状と変化がなく、パターンの変形は見られなかった。
【００３６】
次に、オゾンガスを用いて残留する界面活性剤を分解除去する（ステップＳ２４）。 この場合、オゾンガスの温度を４０℃程度、処理時間を３０秒程度とすることができる。 このオゾンガスによる処理後のウェーハ表面をＸ線光電子分光（XPS；X-ray Photoelectron Spectroscopy）により分析したところ、炭素は１％以下であり、界面活性剤の残留は見られなかった。
【００３７】
尚、以上に例示をした実施の形態においては、純水に界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）を添加し、それを供給するようにしているが、界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の溶液を霧状に噴霧するなどして直接供給するようにすることもできる。
【００３８】
また、最初に行われる洗浄の際に、界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）が添加された液体を用いるようにすることもできる。ただし、界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の量を抑制する観点からは、洗浄と、乾燥時における表面張力低減（界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の供給）とを別々に行うようにすることが好ましい。
【００３９】
また、残留する界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の分解除去も例示をした方法に限定されるわけではなく、例えば、プラズマ処理やＵＶ（紫外線）照射処理など界面活性剤（液体表面を活性化させる物質）の分解除去が可能な処理方法を適宜選択することができる。
【００４０】
また、液体表面を活性化させる物質の供給は、微細構造体１の表面に液体が残留している間に行われるようにすることが好ましい。尚、供給のタイミングは、壁体の強度、例えば、微細構造体１の材質、微細化の程度（集積度）、アスペクト比などによって適宜変更することができる。
本発明者はさらなる検討の結果、微細構造体１の表面を親水化処理するようにすれば、液体の表面張力を抑制することができるので、壁体の変形を防止できるとの知見を得た。また、この場合、濡れ性が向上して液体が壁体間に侵入しやすくなるので、洗浄効果を高めることもできるとの知見を得た。
【００４１】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
まず、壁体が形成された微細構造体の表面に親水化処理を施す（ステップＳ３１）。
親水化処理は、微細構造体１の材質などにより適宜選択することができる。例えば、微細構造体１がシリコンからなるもの（例えば、ウェーハなど）の場合においては、表面に酸化シリコンを形成させることができる処理を適宜選択すればよい。酸化シリコンを形成させることができる処理としては、例えば、シリコンの熱酸化処理、酸素プラズマ処理などを例示することができる。また、その他の親水化処理としては、ＵＶ（紫外線）またはＥＢ（電子線）照射による表面処理、常圧ＣＶＤ処理・減圧ＣＶＤ処理・プラズマＣＶＤ処理などによる親水性のある物質の成膜、薬剤による表面処理などを例示することができる。尚、これらの処理方法に限定されるわけではなく、微細構造体１の表面を親水化処理可能な処理方法を適宜選択することができる。
【００４２】
次に、微細構造体１を液体により処理する。具体的には、例えば、洗浄をする（ステップＳ３２）。
洗浄は、例えば、純水によるスピン洗浄などとすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく、洗浄方法は適宜変更することができる。また、液体も純水に限定されるわけではなく、添加剤が添加されたものなどを適宜選択することができる。
次に、微細構造体１を乾燥する（ステップＳ３３）。
乾燥は、例えば、スピン乾燥や加熱による乾燥などとすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく、乾燥方法は適宜変更することができる。
尚、洗浄の後に、前述した液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）を供給するようにすることもできる。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態に係る微細構造体の製造システムについて説明をする。 図６は、本発明の第５の実施の形態に係る微細構造体の製造システムを例示するための模式図である。
尚、説明の便宜上、微細構造体１をウェーハＷとして説明する。
【００４４】
図６に示すように、微細構造体の製造システム１００は、ウェーハＷ（微細構造体１）を保持する保持手段１０１と、パターンが形成されたウェーハＷ（壁体が形成された微細構造体）の表面を液体により洗浄する洗浄手段１０２と、パターンが形成されたウェーハＷ（壁体が形成された微細構造体）の表面に液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）を供給する活性剤供給手段１０３と、を備えている。
【００４５】
また、パターンが形成されたウェーハＷ（壁体が形成された微細構造体）の表面に残留する液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の分解除去を行う除去手段１２０も備えている。尚、後述するように、除去手段１２０からの過熱蒸気により残留する液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の分解除去を行うとともに、ウェーハＷ（微細構造体１）の表面の乾燥を行うことができるようになっている。すなわち、本実施の形態においては、除去手段１２０にウェーハＷ（微細構造体１）の表面の乾燥を行う乾燥手段の機能が含まれている。
また、保持手段１０１を囲むようにしてチャンバー１０４が設けられている。
【００４６】
保持手段１０１には、ウェーハＷ（微細構造体１）を保持可能なチャック１０５と、チャック１０５を回転させるための駆動手段１０６（例えば、モータなど）とが設けられている。チャック１０５は、ウェーハＷ（微細構造体１）を１枚づつ水平に保持し、駆動手段１０６により回転できるようになっている。
洗浄手段１０２は、チャック１０５の上方に設けられウェーハＷ（微細構造体１）の表面に向けて液体を吐出するノズル１０７と、配管１０８によりノズル１０７と接続された図示しない液体供給手段とを備えている。図示しない液体供給手段により供給される液体は、例えば、純水とすることができる。ただし、液体は純水に限定されるわけではなく、添加剤が添加されたものなどを適宜選択することができる。
【００４７】
活性剤供給手段１０３には、チャック１０５の上方に設けられウェーハＷ（微細構造体１）の表面に向けて液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）が添加された液体（以下、界面活性液という）を吐出するノズル１０９が設けられている。ノズル１０９に接続された配管１１０は二分岐され、一方の配管１１０ａには液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）を供給するための供給手段１１１が接続され、他方の配管１１０ｂには図示しない純水供給手段が接続されている。また、供給手段１１１は配管１１０ｃにより液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）を収容する容器１１２と接続されている。液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）が液体などの流動体である場合には、供給手段１１１をポンプなどとすることができる。また、容器１１２に収容される液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）は、例えば、非イオン（ノニオン）系界面活性剤とすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００４８】
除去手段１２０には、飽和水蒸気を発生させるための蒸発器１２１と、過熱水蒸気を発生させるための過熱器１２２と、チャック１０５の上方に設けられウェーハＷ（微細構造体１）の表面に向けて過熱蒸気を噴射するノズル１２３とが主に設けられている。また、ノズル１２３はアーム１２５に保持され、アーム１２５は回転軸１２６を回転中心に回転自在とされている。
【００４９】
蒸発器１２１と、過熱器１２２と、ノズル１２３とは、配管１２４ａで接続され、蒸発器１２１は配管１２４ｂにより図示しない純水供給手段と接続されている。そのため、図示しない純水供給手段から供給された純水を、蒸発器１２１により加熱して飽和水蒸気とすることができる。そして、飽和水蒸気を、過熱器１２２により過熱してミストのない乾いた水蒸気（過熱水蒸気）とすることができ、ノズル１２３からウェーハＷ（微細構造体１）に向けて過熱蒸気を噴射することができるようになっている。そのため、過熱蒸気によりウェーハＷ（微細構造体１）の表面を乾燥させるとともに、残留する界面活性剤を加熱分解除去することができるようになっている。
【００５０】
チャンバー１０４は、ウェーハＷ（微細構造体１）が回転することで飛び散る液体や界面活性液を受け止めて、それらを排出することができる。チャンバー１０４の上部には、飛び散る液体や界面活性液を受け止めてチャンバー１０４内に導くための傾斜部１０４ａが設けられている。また、チャンバー１０４の底部には、チャンバー１０４内に回収された液体や界面活性液を外部に排出するための排出管１０４ｂが接続されている。
【００５１】
次に、微細構造体の製造システム１００の作用について説明をする。
図示しない搬送手段によりウェーハＷ（微細構造体１）がチャンバー１０４内に搬入され、チャック１０５上に載置、保持される。チャック１０５は、駆動手段１０６により１分間に数百から数千回転の速さで回転することができる。そのため、チャック１０５に保持されているウェーハＷ（微細構造体１）もチャック１０５とともに回転させることができる。
【００５２】
ウェーハＷ（微細構造体１）の上方に配設されたノズル１０７から液体が回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給される。洗浄に必要な所定量の液体を回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給した後に、液体の供給が停止される。
【００５３】
その後、回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に界面活性液が供給される。この際、界面活性液の供給は、回転により液体がウェーハＷ（微細構造体１）の表面から除去される前、すなわち、ウェーハＷ（微細構造体１）の表面に液体が残留している間に行われる。尚、液体の供給停止の直前に、界面活性液の供給を始めるようにすることもできる。そして、所定量の界面活性液を回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給した後に、界面活性液の供給が停止される。
【００５４】
その後、ウェーハＷ（微細構造体１）の上方に配設されたノズル１２３から過熱水蒸気が回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給される。そして、所定量の過熱水蒸気を回転しているウェーハＷ（微細構造体１）の表面に供給した後に、過熱水蒸気の供給が停止される。この際、ウェーハＷ（微細構造体１）を高速回転させ表面の水滴を振り切ることで乾燥時間を早めることもできる。
ウェーハＷ（微細構造体１）の乾燥と、残留する界面活性剤の加熱分解、除去が終了すると、チャック１０５の回転が停止され、図示しない搬送手段によりウェーハＷ（微細構造体１）が搬出される。その後、必要があれば前述の手順を繰り返すことで、ウェーハＷ（微細構造体１）の製造が行われる。
【００５５】
図７は、本発明の第６の実施の形態に係る微細構造体の製造システムを例示するための模式図である。尚、図６において例示をしたものと同様の要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５６】
図７に例示をする微細構造体の製造システムは、図７（ａ）の示す第１の製造システム１３０ａと、図７（ｂ）に示す第２の製造システム１３０ｂとを備えている。また、第１の製造システム１３０ａと第２の製造システム１３０ｂとの間でウェーハＷ（微細構造体１）の受け渡しを行う図示しない搬送手段が備えられている。
第１の製造システム１３０ａには、保持手段１０１と、洗浄手段１０２と、活性剤供給手段１０３とが主に備えられ、ウェーハＷ（微細構造体１）の洗浄と液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の供給が主に行われる。
第２の製造システム１３０ｂには、保持手段１０１と、除去手段１２０とが主に備えられ、ウェーハＷ（微細構造体１）の乾燥と残留する液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の加熱分解、除去が主に行われる。
【００５７】
尚、図６に例示をした微細構造体の製造システム１００の構成要素と、第１の製造システム１３０ａ、第２の製造システム１３０ｂの構成要素とは同様なので、作用に関する説明も省略する。
【００５８】
本実施の形態においては、図６に例示をした微細構造体の製造システム１００を、第１の製造システム１３０ａと第２の製造システム１３０ｂとに分割するようにしている。このように、機能を分割するようにすれば、処理時間の長い工程を担当する製造システムの数を増やして待ち時間を減らし、生産性を向上させるようにすることができる。
尚、図６や図７において、除去手段１２０として過熱蒸気を用いるものを例示したが、これに限定されるわけではなく、例えば、オゾンガスを用いた処理、プラズマ処理やＵＶ（紫外線）照射処理、加熱エアーなどによる加熱処理など液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の分解除去が可能な処理方法を適宜選択することができる。
【００５９】
また、微細構造体の製造システムとして枚葉処理方式のものを例示したが、バッチ処理方式のものとしてもよい。例えば、複数の微細構造体を処理槽内で一度に洗浄、液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の供給、乾燥、残留する液体表面を活性化させる物質（例えば、界面活性剤）の除去を行うようにすることもできる。
【００６０】
また、微細構造体の製造システムとして、微細構造体の表面に壁体を形成させるための装置を含めることができる。例えば、レジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト除去などのいわゆるリソグラフィ工程で使用される各装置をラインに組み込むなどして微細構造体の製造システムを構成させるようにすることもできる。尚、リソグラフィ工程で使用される各装置については、既知の技術を適用することができるのでその説明は省略する。
【００６１】
また、説明の便宜上、微細構造体をウェーハとして説明をしたが、これに限定されるわけではない。例えば、液晶表示装置、位相シフトマスク、ＭＥＭＳ分野におけるマイクロマシーン、精密光学部品などにも適応が可能である。
【００６２】
以上、本発明の実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、微細構造体や微細構造体の製造システムの形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
【図２】壁体間に残留する液体の表面張力の影響を例示するための模式断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る微細構造体の製造システムを例示するための模式図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係る微細構造体の製造システムを例示するための模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 微細構造体、１ａ 壁体、１ｂ 壁体、２ 液体、１００ 製造システム、１０１ 保持手段、１０２ 洗浄手段、１０３ 活性剤供給手段、１０４ チャンバー、１２０ 除去手段、１３０ａ 第１の製造システム、１３０ｂ 第２の製造システム、Ｆ 作用力、Ｆ１ 作用力、Ｆ２ 作用力、Ｗ ウェーハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理し、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給し、前記微細構造体の表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項２】
さらに、前記微細構造体の表面に残留する前記前記物質の分解除去を行うこと、を特徴とする請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記物質の供給を、前記微細構造体の表面に前記液体が残留している間に行うこと、を特徴とする請求項１または２に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項４】
前記物質は、界面活性剤であること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の微細構造体の製造方法。
【請求項５】
壁体が形成された微細構造体の表面を親水化処理し、前記表面を液体により処理し、前記表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項６】
壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理する処理手段と、
前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給する活性剤供給手段と、
前記微細構造体の表面の乾燥を行う乾燥手段と、
を備えたことを特徴とする微細構造体の製造システム。
【請求項７】
さらに、前記微細構造体の表面に残留する前記物質の分解除去を行う除去手段と、を備えたことを特徴とする請求項６記載の微細構造体の製造システム。
【請求項８】
前記物質は、界面活性剤であること、を特徴とする請求項６または７に記載の微細構造体の製造システム。
【請求項１】
壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理し、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給し、前記微細構造体の表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項２】
さらに、前記微細構造体の表面に残留する前記前記物質の分解除去を行うこと、を特徴とする請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項３】
前記物質の供給を、前記微細構造体の表面に前記液体が残留している間に行うこと、を特徴とする請求項１または２に記載の微細構造体の製造方法。
【請求項４】
前記物質は、界面活性剤であること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の微細構造体の製造方法。
【請求項５】
壁体が形成された微細構造体の表面を親水化処理し、前記表面を液体により処理し、前記表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項６】
壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理する処理手段と、
前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給する活性剤供給手段と、
前記微細構造体の表面の乾燥を行う乾燥手段と、
を備えたことを特徴とする微細構造体の製造システム。
【請求項７】
さらに、前記微細構造体の表面に残留する前記物質の分解除去を行う除去手段と、を備えたことを特徴とする請求項６記載の微細構造体の製造システム。
【請求項８】
前記物質は、界面活性剤であること、を特徴とする請求項６または７に記載の微細構造体の製造システム。
【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２００９−８８２５３（Ｐ２００９−８８２５３Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５６１８８（Ｐ２００７−２５６１８８）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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