KR101047821B1 - 향상된 웨이퍼 세정 방법 - Google Patents

향상된 웨이퍼 세정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101047821B1
KR101047821B1 KR1020077018921A KR20077018921A KR101047821B1 KR 101047821 B1 KR101047821 B1 KR 101047821B1 KR 1020077018921 A KR1020077018921 A KR 1020077018921A KR 20077018921 A KR20077018921 A KR 20077018921A KR 101047821 B1 KR101047821 B1 KR 101047821B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
substrate
proximity head
wafer
meniscus
Prior art date
Application number
KR1020077018921A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070117556A (ko
Inventor
석민 윤
존 엠 보이드
마크 윌콕슨
라리오스 존 드
Original Assignee
램 리써치 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 램 리써치 코포레이션 filed Critical 램 리써치 코포레이션
Publication of KR20070117556A publication Critical patent/KR20070117556A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101047821B1 publication Critical patent/KR101047821B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge clamping, e.g. clamping ring
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S134/00—Cleaning and liquid contact with solids
    • Y10S134/902—Semiconductor wafer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

단일 웨이퍼 세정 시스템에서 포스트 프로세싱 잔류물을 제거하는 방법이 제공된다. 이 방법은 기판 상에 배치된 근접 헤드에 가열된 제 1 유체를 제공하는 단계로 시작한다. 이후, 제 1 유체의 메니스커스는 기판의 표면과 근접 헤드의 대향 표면 사이에 생성된다. 기판을 근접 헤드 아래에서 선형으로 이동시킨다. 또한, 단일 웨이퍼 세정 시스템이 제공된다.
포스트 프로세싱 잔류물, 포스트 에칭 잔류물, 단일 웨이퍼 세정 시스템, 기판, 근접 헤드, 유체

Description

향상된 웨이퍼 세정 방법{ENHANCED WAFER CLEANING METHOD}
발명자 Seokmin Yun, John M. Boyd, Mark Wilcoxson, 및 John de Larios에 의함
배경
1. 본 발명의 분야
본 발명은 반도체 웨이퍼 세정에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 에칭 또는 애싱 공정 후 웨이퍼 표면으로부터의 잔류물을 보다 효율적으로 제거하는 장치 및 기술에 관한 것이다.
2. 관련된 기술의 설명
반도체 칩 제조 프로세스에서, 웨이퍼의 표면 상에 원하지 않는 잔류물들을 남기는 제조 공정이 수행될 때 웨이퍼 세정 및 건조가 필요하다는 것은 잘 알려져 있다. 플라즈마 에칭 공정 및 애싱 공정은 기판의 표면 상에 원하지 않는 잔류물을 남길 수도 있다. 예를 들어, 포스트 듀얼 다마신 세정시, 이들 공정 후 기판의 표면 상에 유기 및 무기 잔류물 모두가 남아 존재한다. 유기 잔류물은 포토레지스트의 잔류물일 수도 있고 또는 에칭 프로세스 동안 형성된 피처의 측벽을 보호하기 위한 반응물에 의해 의도적으로 생성된 것일 수도 있는 반면, 무기 잔류물은 스퍼터링 공정에 의한 잔류물이거나 보다 낮은 금속 상호접속 층의 산화물일 수도 있다. 제거되지 않는다면, 원하지 않는 잔류 물질 및 입자로 인해 다른 무엇보다도 웨이퍼 표면상의 결함과, 금속화물 피처들 사이의 부적절한 상호작용을 유발한다. 어떤 경우에, 이러한 결함은, 후속하는 금속 상호접속 층이 금속 배선의 보이드 또는 높은 저항, 또는 현재 및 이전 금속 층 사이의 접촉 계면에서의 보이드 마저 발달시켜, 웨이퍼 상의 디바이스가 동작할 수 없게 된다. 동작할 수 없는 디바이스를 갖는 웨이퍼를 폐기하는데 과도한 비용을 피하기 위해, 원하지 않는 잔류물이 남는 제조 공정 후 적절하게 웨이퍼를 세정하는 것이 필수적이다.
도 1은 세정제를 분배하는 스프레이 시스템을 이용한 단일 웨이퍼 세정 시스템의 간략화된 개략도이다. 세정 유체는 노즐 (14) 을 통해 웨이퍼 (10) 상에 분배된다. 통상적으로, 웨이퍼 (10) 가 회전하는 동안 유체가 스프레이된다. 영역 (12) 으로 도시된 최초에 뿌려진 세정 유체는 불균일하게 분배된다. 부가적으로, 웨이퍼 (10) 의 회전에 의한 원심력으로 인해, 웨이퍼의 중심에서 유체의 속도가 보다 낮아져 웨이퍼의 중심 영역은 기판/유체 계면에서의 유체의 저질량 운송과 관련된다. 그러나, 웨이퍼 (10) 의 주변 영역은 더 높은 유체 속도로 인해 고질량 운송과 관련된다. 유체가 기판 전체에 균일하게 분배될 때까지 최초 분배 동안 웨이퍼 (10) 의 표면에 세정 유체가 체류하는 시간은 웨이퍼 전체에 균일하지 않아, 세정의 일관성이 악화된다. 즉, 세정 유체가 최초로 공급되는 웨이퍼 (10) 의 중심 영역은 높은 체류 시간을 갖는 반면, 주변 영역은 낮은 체류 시간을 갖는다. 따라서, 기판이, 공급될 유체의 반응성, 즉 체류 시간에 민감한 경우, 체류 시간이 보다 높은 영역은 잔류물 아래의 층, 즉, 상호접속 유전체 물질이 손상될 수도 있고, 또는 체류 시간이 보다 낮은 영역은 잔류물이 적절하게 세정되지 않을 수도 있다.
따라서, 하부 층에 손상 없이 포스트 에칭 잔류물을 일관되게 세정하는 방법 및 장치가 필요하다.
요약
넓게 말하면, 본 발명은 잔류물이 침전된 층에 불리한 영향을 끼치지 않고 기판의 표면에서 원하지 않는 잔류물을 제거할 수 있는 세정 및 건조 장치를 제공함으로써 이러한 필요성이 충족된다. 본 발명은 프로세스, 장치, 시스템, 디바이스, 또는 방법을 포함하는 수많은 방법으로 구현될 수 있음을 이해한다. 본 발명의 여러 가지 창의적인 실시 형태가 다음에 기재된다.
일 실시 형태에서, 단일 웨이퍼 세정 시스템에서 포스트 프로세싱 잔류물을 제거하는 방법이 제공된다. 이 방법은 기판 상에 배치된 근접 헤드로 제 1 유체를 제공하는 단계로 개시한다. 이후, 제 1 유체의 메니스커스가 기판의 표면과 근접 헤드의 대향 표면 사이에 생성된다. 제 1 유체를 가열하고 기판을 근접 헤드 아래에서 선형으로 이동시킨다.
다른 실시 형태에서, 단일 웨이퍼 세정 시스템에서 포스트 에칭 잔류물을 제거하는 방법이 제공된다. 이 방법은 기판 상에 배치된 근접 헤드에 유체를 제공하는 단계로 개시한다. 이후, 유체의 메니스커스가 기판의 표면과 근접 헤드의 대향 표면 사이에 생성된다. 유체를 가열하고 기판의 표면 상의 유체에 대해 30초 미만의 실질상 일정 체류 시간을 유지한다.
또 다른 실시 형태에서, 단일 웨이퍼 세정 시스템이 제공된다. 세정 시스템은 유체 공급원과 유체 공급원에 동작 가능하게 접속된 근접 헤드를 포함한다. 시스템은 기판 지지부 상에 배치된 기판을 지지하는 기판 지지부를 더 포함한다. 기판 지지부는 근접 헤드의 대향 표면과 기판 사이에 유체의 메니스커스를 형성하도록 근접 헤드 아래에서 기판을 이동시킬 수 있다. 제어기가 포함된다. 제어기는 기판 지지부와 연통한다. 제어기는 기판 지지부를 이동시켜 기판의 표면 상의 유체의 메니스커스의 체류 시간을 정의한다.
본 발명의 다른 양태 및 유익함은 본 발명의 원리를 예시적인 방법으로 설명하는, 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도면의 간단한 설명
본 발명은 첨부된 도면들과 연결하여 다음의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해된다. 본 설명을 용이하게 하기 위해, 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 가리킨다.
도 1은 회전식 스핀, 헹굼 및 건조 (SRD) 세정 및 건조 프로세스 동안 웨이퍼 상의 세정 유체의 움직임을 도시한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 웨이퍼 (108) 의 직경을 가로질러 연장된 수평 구성의 근접 헤드를 갖는 웨이퍼 세정 및 건조 시스템의 상면도를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 웨이퍼의 직경을 가로질러 연장된 수평 구성의 근접 헤드를 갖는 웨이퍼 세정 및 건조 시스템의 측면도를 도시한다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 웨이퍼를 세정 및/또는 건조하도록 구성된 수평 구성의 근접 헤드를 갖는 웨이퍼 세정 및 건조 시스템의 상면도를 도시한다.
도 2d는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 웨이퍼를 세정 및/또는 건조하도록 구성된 수평 구성의 근접 헤드를 갖는 웨이퍼 세정 및 건조 시스템의 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 근접 헤드에 의해 수행될 수도 있는 웨이퍼 세정/건조 프로세스를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 근접 헤드의 일부 상면도를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 건조 공정을 수행하는 경사진 소스 인렛을 갖는 근접 헤드를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다중 프로세스 윈도우 근접 헤드를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 3개의 프로세스 윈도우를 갖는 다중 프로세스 윈도우 근접 헤드를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 단일 웨이퍼 세정 시스템의 고레벨로 간략화된 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 단일 웨이퍼 표면을 세정하는 간략화된 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 단일 웨이퍼 표면 세정을 수행하데 이용될 수도 있는 근접 헤드의 간략화된 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 단일 웨이퍼 세정 시스템에서 포스트 프로세싱 잔류물을 제거하는 공정을 도시하는 흐름도이다.
상세한 설명
웨이퍼로부터 프로세스 잔류물을 효율적으로 세정하는 방법 및 장치에 대한 발명이 개시된다. 다음 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 상세한 설명이 제시되었다. 그러나, 본 발명은 이러한 구체적인 상세한 설명들 일부 또는 모두 없이도 실행될 수도 있음이 당업자에게 명백하다. 다른 예에서, 불필요하게 본 발명이 불명료하게 되지 않도록 잘 알려진 프로세스 단계들 및/또는 구조들은 상세하게 설명하지 않았다.
본 발명은 여러 가지 바람직한 실시 형태들에 관하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 다양한 변경, 부가, 치환, 및 등가물들이 실현될 수도 있음을 이해한다. 따라서, 본 발명은 이러한 모든 변경, 부가, 치환, 및 등가물들이 본 발명의 참 정신 및 범위 내에 있음을 의도한다.
본 명세서에 개재된 시스템은 예시적이고, 웨이퍼에 대해 근접 헤드(들)가 아주 근접하게 이동할 수 있게 하는 임의의 다른 적절한 유형의 구성이 사용될 수도 있다. 도시된 실시 형태에서, 근접 헤드(들)는 웨이퍼의 중심부로부터 웨이퍼의 에지로 선형 방식으로 이동할 수도 있다. 근접 헤드(들)가 웨이퍼의 한 에지로부터 웨이퍼의 직경 방향으로 대향하는 다른 에지로 선형 방식으로 이동할 때, 또는 다른 비 선형 이동이 사용될 수도 있는데, 예를 들어, 방사상 이동, 원형 이동, 나선 이동, 지그재그 이동 등이다. 또한, 이 이동은 사용자가 원하는 임의의 적절히 특정된 이동 프로파일일 수도 있다. 부가적으로, 일 실시 형태에서, 웨이퍼가 회전하고 근접 헤드는 선형 방식으로 이동할 수도 있으므로, 근접 헤드는 웨이퍼의 모든 부분을 프로세싱할 수도 있다. 또한, 웨이퍼의 모든 부분이 프로세싱 가능한 방식에서 웨이퍼는 회전하지 않지만 근접 헤드가 웨이퍼 상에서 이동하도록 구성되는 다른 실시 형태가 사용될 수도 있음을 이해한다. 대안으로, 웨이퍼는 고정 근접 헤드 아래에서 이동할 수도 있다. 부가적으로, 본 명세서에 기재된 근접 헤드 및 웨이퍼 세정 및 건조 시스템은, 예를 들어, 200mm 웨이퍼, 300mm 웨이퍼, 평판 등과 같은 임의의 형상 및 사이즈의 기판을 세정하고 건조하는데 사용될 수도 있다. 웨이퍼 세정 및 건조 시스템은 시스템의 구성에 따라 웨이퍼를 세정 및 건조 중 어느 하나 또는 둘 다를 위해 사용될 수도 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 웨이퍼 (108) 의 직경을 가로질러 연장된 수평 구성의 근접 헤드 (106a-3) 를 갖는 웨이퍼 세정 및 건조 시스템 (100-2) 의 상면도를 도시한다. 본 실시 형태에서, 근접 헤드 (106a-3) 는 웨이퍼 (108) 의 직경을 가로질러 연장된 상부 암 (104a-3) 에 의해 홀딩된다. 근접 헤드 (106a-3) 는 상부 암 (104a-3) 의 수직 이동에 의해 세정/건조 위치로 이동할 수도 있어, 근접 헤드는 웨이퍼 (108) 에 아주 근접한 위치에 있을 수 있다. 일단 근접 헤드 (106a-3) 가 웨이퍼 (108) 의 상부 표면에 매우 근접하면, 웨이퍼의 상부 표면에 대해 웨이퍼 프로세싱 공정이 일어날 수 있다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 웨이퍼 (108) 의 직경을 가로질러 연장된, 수평 구성의 근접 헤드 (106a-3, 106b-3) 를 갖는 웨이퍼 세정 및 건조 시스템 (100-2) 의 측면도를 도시한다. 이 실시 형태에서, 근접 헤드 (106a-3) 및 근접 헤드 (106b-3) 둘 다는 웨이퍼 (108) 의 직경을 스패닝할 수 있도록 연장된다. 여기서, 웨이퍼 (108) 가 회전하는 동안, 근접 헤드 (106a-3, 106b-3) 는 각각 상부 암 (104a) 과 하부 암 (104b-3) 에 의해 웨이퍼 표면 (108a, 108b) 에 아주 근접하게 된다. 근접 헤드 (106a-3, 106b-3) 가 웨이퍼 (108) 를 가로질러 연장되기 때문에, 웨이퍼 (108) 를 세정/건조하는데 전체 회전의 절반만 필요할 수도 있다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 웨이퍼 (108) 를 세정 및/또는 건조하도록 구성된, 수평 구성의 근접 헤드 (106a-3, 106b-3) 를 갖는 웨이퍼 세정 및 건조 시스템 (100-2) 의 상면도를 도시한다. 이 실시 형태에서, 웨이퍼 (108) 는, 예를 들어, 에지 그립, 에지 부착을 갖는 핑거 등과 같은 임의의 적절한 유형의 웨이퍼 홀딩 디바이스에 의해 움직이지 않도록 홀딩될 수도 있다. 근접 헤드 캐리어 어셈블리 (104'') 는 웨이퍼의 직경을 가로질러 웨이퍼 (108) 의 한 에지에서부터 전체 웨이퍼 직경을 가로지른 후 웨이퍼의 다른 측 상의 에지로 이동할 수 있도록 구성된다. 이 방식에서, 근접 헤드 (106a-3) 및/또는 근접 헤드 (106b-3) 는 (도 2d와 관련하여 도시된 바와 같이) 한 에지에서 대향하는 에지로 웨이퍼 (108) 의 직경을 따른 경로를 따라 웨이퍼를 가로질러 이동할 수도 있다. 근접 헤드 (106a-3) 및/또는 근접 헤드 (106b-3) 는 웨이퍼 (108) 의 한 에지에서 직경방향으로 대향하는 다른 에지로 이동을 인에이블링하는 임의의 적절한 방식으로 이동할 수도 있다. 일 실시 형태에서, 근접 헤드 (106a-3) 및/또는 근접 헤드 (106b-3) 는 방향 (121; 예를 들어, 도 2c의 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로) 로 이동할 수도 있다. 따라서, 웨이퍼 (108) 는 어떤 회전 또는 이동도 없이 움직이지 않고 가만히 있고, 근접 헤드 (106a-3) 및/또는 근접 헤드 (106b-3) 가 웨이퍼에 아주 근접하게 이동하여, 웨이퍼 상에서 한 번 통과함으로써, 웨이퍼의 상부 및/또는 하부 표면을 세정/건조할 수도 있다. 대안으로, 근접 헤드 (106a-3) 및/또는 근접 헤드 (106b-3) 는 움직이지 않는 반면 웨이퍼 (108) 가 화살표 (121) 방향으로 이동할 수도 있다. 여기서, 기판 지지부, 예를 들어, 에지 그립, 에지 부착을 갖는 핑거 등은 근접 헤드 아래의 기판을 이동시키는 구동 시스템에 접속된다.
도 2d는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 웨이퍼 (108) 를 세정 및/또는 건조하도록 구성된, 수평 구성의 근접 헤드 (106a-3, 106b-3) 를 갖는 웨이퍼 세정 및 건조 시스템 (100-3) 의 측면도를 도시한다. 본 실시 형태에서, 근접 헤드 (106a-3) 는 수평 위치에 있고 웨이퍼 (108) 도 수평 위치에 있다. 적어도 웨이퍼 (108) 의 직경을 스패닝하는 근접 헤드 (106a-3) 와 근접 헤드 (106b-3) 를 이용함으로써, 도 2c를 참조하여 논의된 바와 같이 방향 (121) 에서 근접 헤드 (106a-3, 106b-3) 가 이동함으로써 일 회 통과로 웨이퍼가 세정 및/또는 건조될 수도 있다. 물론, 근접 헤드 (106a-3, 106b-3) 는 움직이지 않을 수도 있고 웨이 퍼 (108) 가 근접 헤드(들) 아래/사이에서 이동할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 근접 헤드 (106a) 에 의해 수행될 수도 있는 웨이퍼 세정/건조 프로세스를 도시한다. 도 3은 세정될 상부 표면 (108a) 을 도시하였지만, 웨이퍼 건조 프로세스는 웨이퍼 (108) 의 하부 표면 (108b) 에 대해 실질상 동일한 방법으로 완성될 수도 있음을 이해한다. 일 실시 형태에서, 소스 인렛 (302) 은 웨이퍼 (108) 의 상부 표면 (108a) 을 향해 IPA (IsoPropyl Alcohol) 증기를 공급하는데 사용될 수도 있고, 소스 인렛 (306) 은 웨이퍼 (108) 의 상부 표면 (108a) 을 향해 세정 화학제 또는 DIW (DeIoinzed Water) 를 공급하는데 사용될 수도 있다. 부가적으로, 소스 아웃렛 (304) 은 웨이퍼 표면에 아주 근접한 영역에 진공을 인가하여 상부 표면 (108a) 상에 또는 근처에 위치할 수도 있는 유체 또는 증기를 제거하는데 사용될 수도 있다. 하나 이상의 소스 인렛 (302) 이 하나 이상의 소스 아웃렛 (304) 에 가까이 있고 소스 아웃렛 (304) 은 차례로 하나 이상의 소스 인렛 (306) 에 가까이 있는 하나 이상의 조합이 존재하는 한, 소스 인렛과 소스 인렛의 임의의 적절한 조합이 사용될 수도 있음을 이해한다. IPA는, 질소 (N2) 기체와 같은 비활성 기체를 사용함으로써 증기 형태의 IPA가 투입될 때, 예를 들어, IPA 증기와 같은 임의의 적절한 형태일 수도 있다. 본 명세서에 DIW가 언급되었지만, 예를 들어, 다른 방법으로 정화된 물, 세정 유체 등과 같이 웨이퍼 프로세싱을 가능하게 하거나 향상시킬 수도 있는 임의의 적절한 유체가 사용될 수도 있다. 일 실시 형태에서, IPA 유입 (310) 이 소스 인렛 (302) 을 통해 제공되고, 진공 (312) 이 소스 아웃렛 (304) 을 통해 인가될 수도 있고, 세정 화학제/DIW 유입 (314) 은 소스 인렛 (306) 을 통해 제공될 수도 있다. 결과적으로, 웨이퍼 (108) 상에 유체막이 존재한다면, 제 1 유체 압력이 IPA 유입 (310) 에 의해 웨이퍼 표면에 인가되고, 제 2 유체 압력이 화학제/DIW 유입 (314) 에 의해 웨이퍼 표면에 인가되고, 제 3 유체 압력이 진공 (312) 에 의해 인가되어, 웨이퍼 표면 상의 화학제/DIW, IPA, 및 유체막을 제거할 수도 있다.
따라서, 일 실시 형태에서, 유입 (314) 및 유입 (310) 이 웨이퍼 표면을 향해 공급됨에 따라, 웨이퍼 표면 상의 임의의 유체/잔류물은 DIW 유입 (314) 과 혼합된다. 이때, 웨이퍼 표면을 향해 공급된 유입 (314) 은 유입 (310) 과 만난다. IPA는 유입 (314) 과 계면 (118; IPA/DIW 계면 (118) 으로도 알려짐) 을 형성함과 함께 진공 (312) 은 웨이퍼 (108) 의 표면으로부터의 임의의 다른 유체/잔류물과 함께 314의 제거를 보조한다. 일 실시 형태에서, IPA/DIW 계면 (118) 은 화학제/DIW의 표면 장력을 감소시킨다. 공정에서, 화학제/DIW가 웨이퍼 표면을 향해 공급되고, 거의 즉시 소스 아웃렛 (304) 에 의해 인가된 진공에 의해 웨이퍼 표면 상의 유체와 함께 제거된다. 웨이퍼 표면을 향해 공급되고 근접 헤드와 웨이퍼 표면 사이의 영역에 잠시 동안 존재하는 화학제/DIW는, 웨이퍼 표면 상의 임의의 유체와 함께, 메니스커스의 경계가 IPA/DIW 계면 (118) 인 메니스커스 (116) 를 형성한다. 따라서, 메니스커스 (116) 는 표면을 향해 공급되고 웨이퍼 표면 상의 임의의 유체와 실질상 동시에 제거될 유체의 일정한 흐름이다. IPA의 아래로 향한 주입 압력은 메니스커스 (116) 를 함유하는 것에도 기여한다.
IPA를 함유하는 N2 캐리어 가스의 유량은, 근접 헤드와 웨이퍼 표면 사이의 영역 밖으로 흐르는 물을, 유량/잔류물이 근접 헤드로부터 나올 수도 있는 소스 아웃렛 (304; 흡입 아웃렛) 으로 시프트시키거나 푸시하는 것을 보조할 수도 있다. 물의 흐름을 푸시하는 것은 프로세스 필요 조건은 아니지만 메니스커스 경계 제어를 최적화하는데 이용될 수 있음을 주목한다. 따라서, IPA 및 화학제/DIW가 소스 아웃렛 (304) 으로 끌려 당겨짐에 따라, 기체 (예를 들어, 공기) 가 유체와 함께 소스 아웃렛 (304) 으로 끌리기 때문에 IPA/DIW 계면 (118) 을 만드는 경계는 연속적인 경계가 아니다. 일 실시 형태에서, 소스 아웃렛 (304) 으로부터의 진공은 웨이퍼 표면 상의 DIW, IPA, 및 유체를 끌어 당김에 따라, 소스 아웃렛 (304) 으로의 흐름은 불연속적이다. 이 불연속적 흐름은, 진공이 유체 및 기체의 조합에 가해질 때 스트로우를 통해 끌어 당겨질 유체 및 기체와 유사하다. 결과적으로, 근접 헤드 (106a) 가 이동함에 따라, 메니스커스가 근접 헤드를 따라 이동하고, 메니스커스에 의해 이전에 점유된 영역은 IPA/DIW 계면 (118) 의 이동으로 인해 건조된다. 또한, 임의의 적절한 수의 소스 인렛 (302), 소스 아웃렛 (304), 소스 인렛 (306) 은 장치의 구성과 원하는 메니스커스 사이즈와 형상에 따라 사용될 수도 있음을 이해한다. 다른 실시 형태에서, 액체 유량과 진공 유량은 진공 아웃렛으로의 총 액체 흐름이 연속적이고, 따라서 진공 아웃렛으로의 기체 흐름은 없다.
메니스커스 (116) 가 유지될 수 있는 한, N2/IPA, DIW, 및 진공에 대해 임의의 적절한 유량이 사용될 수도 있음을 이해한다. 일 실시 형태에서, 소스 인렛 (306) 의 세트를 통한 화학제/DIW의 유량은 분당 약 25 ml 내지 분당 약 3,000 ml 사이이다. 바람직한 실시 형태에서, 소스 인렛 (306) 의 세트를 통한 화학제/DIW의 유량은 분당 약 40 ml이다. 유체의 유량은 근접 헤드의 사이즈에 따라 변할 수도 있음을 이해한다. 일 실시 형태에서, 보다 큰 헤드가 보다 작은 근접 헤드보다 유체 흐름의 양이 더 많을 수도 있다. 이것은, 일 실시 형태에서, 보다 큰 근접 헤드가 보다 많은 소스 인렛 (302, 306) 과 소스 아웃렛 (304) 을 갖기 때문에 발생할 수도 있다.
일 실시 형태에서, 소스 인렛 (302) 의 세트를 통해 N2/IPA 증기의 유량은 시간당 약 1 SCFH (Standard Cubic Feet per Hour) 내지 약 100 SCFH 사이이다. 바람직한 실시 형태에서, IPA 유량은 약 5와 50 SCFH 사이이다. 일 실시 형태에서, 소스 아웃렛 (304) 의 세트를 통한 진공에 대한 유량은 약 10 SCFH 내지 약 1250 SCFH 사이이다. 바람직한 실시 형태에서, 소스 아웃렛 (304) 의 세트를 통한 진공에 대한 유량은 약 350 SCFH이다. 예시적인 실시 형태에서, N2/IPA, DIW, 및 진공의 유량을 측정하기 위해 유량계가 사용될 수도 있다. 본 명세서에 설명된 실시 형태에 이용된 세정 화학제는 ATMI Incorporated of Danbury CT로부터 이용 가능한 것들과 같은 임의의 적절한 시판되는 단일 웨이퍼 세정 화학제를 포함한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 근접 헤드 (106) 의 부분적인 상면도를 도시한다. 일 실시 형태의 상면도에서, 좌측에서 우측으로 소스 인렛 (302) 의 세트, 소스 아웃렛 (304) 의 세트, 소스 인렛 (306) 의 세트, 소스 아웃렛 (304) 의 세트, 및 소스 인렛 (302) 의 세트이다. 따라서, N2/IPA 및 화학제/DIW가 근접 헤드 (106) 와 웨이퍼 (108) 사이의 영역으로 투입됨에 따라, 진공은 웨이퍼 (108) 상에 남아있을 수도 있는 임의의 유체막과 함께 N2/IPA 및 화학제/DIW를 제거한다. 또한, 본 명세서에 기재된 소스 인렛 (302), 소스 인렛 (306), 소스 아웃렛 (304) 은, 예를 들어, 원형 개구, 삼각형 개구, 사각형 개구 등과 같은 임의의 적절한 유형의 형상일 수도 있다. 일 실시 형태에서, 소스 인렛 (302, 306) 및 소스 아웃렛 (304) 은 원형 개구를 갖는다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 건조 공정을 수행하는 경사진 소스 인렛 (302') 을 갖는 근접 헤드 (106) 를 도시한다. 본 명세서에 기재된 소스 인렛 (302', 306), 소스 아웃렛(들) (304) 은 웨이퍼 세정 및/또는 건조 프로세스를 최적화하기 위해 임의의 적절한 방법으로 경사져 있을 수도 있다. 일 실시 형태에서, IPA 증기 흐름이 메니스커스 (116) 를 함유하도록, 웨이퍼 (108) 로 IPA 증기를 주입하는 경사진 소스 인렛 (302') 은 소스 인렛 (306) 을 향해 경사져 있다. 상기 실시 형태에서 진공이 언급되었지만, 진공의 사용은 선택적임을 이해한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다중 프로세스 윈도우 근접 헤드 (106-6) 를 도시한다. 근접 헤드 (106-6) 는 2개의 프로세스 윈도우 (538-1, 538-2) 를 포함한다. 일 실시 형태에서, 프로세스 윈도우 (538-2) 는 웨이퍼를 세정하는데 DIW 대신, 단일 웨이퍼 세정 공정에 적합한 세정 유체를 사용할 수도 있다. 프로세스 윈도우 (538-2) 는 임의의 적절한 유형의 세정 유체를 웨이퍼에 공급할 수도 있는 임의의 적절한 구성의 소스 인렛과 아웃렛을 사용할 수도 있다. 일 실시 형태에서, 프로세스 윈도우 (538-2) 는 세정 유체를 공급할 수도 있는 소스 인렛만 포함할 수도 있다. 다른 실시 형태에서, 프로세스 윈도우 (538-2) 는 본 명세서에 설명된 소스 인렛과 아웃렛의 다른 구성 및 기능을 포함할 수도 있다.
이후, 프로세스 윈도우 (538-1) 는 웨이퍼를 건조할 수도 있다. 프로세스 윈도우 (538-1) 는 웨이퍼 표면을 건조하기 위한 본 명세서에 기재된 구성 및 기능과 일관된 임의의 적절한 구성의 소스 인렛 및 소스 아웃렛을 사용할 수도 있다. 따라서, 다중 프로세스 윈도우를 사용함으로써 세정 및 건조와 같은 다중 기능이 하나의 근접 헤드에 의해 완료될 수도 있다. 그러나 다른 실시 형태에서, 하나의 근접 헤드 상에 위치될 다중 프로세스 윈도우 대신, 다중 근접 헤드는, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 장치 및 방법론에 따라 한 근접 헤드는 웨이퍼를 세정할 수도 있고 다른 근접 헤드는 웨이퍼를 건조할 수도 있는 경우에 웨이퍼를 프로세싱하는데 이용될 수도 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 3개의 프로세스 윈도우를 갖는 다중 프로세스 윈도우 근접 헤드 (106-7) 를 도시한다. 근접 헤드 (106-7) 는 근접 헤드 (106-7) 에 의해 완료되도록 원하는 프로세싱의 수와 유형에 따라 임의의 적절한 수의 프로세싱 윈도우를 포함할 수도 있다. 일 실시 형태에서, 근접 헤드 (106-7) 는 프로세스 윈도우 (538-1, 538-2, 및 538-3) 를 포함한다. 일 실시 형태에서, 프로세스 윈도우 (538-1, 538-2, 및 538-3) 는 세정 화학제 (1), 세정 화학제 (2), 및 헹굼/건조 프로세스 윈도우를 각각 포함한다. 일 실시 형태에서, 프로세스 윈도우 (538-1) 는 웨이퍼 표면을 헹구기 위해 DIW로 만들어진 메니스커스를 형성할 수도 있다. 프로세스 윈도우 (538-2) 는 웨이퍼 표면을 세정하기 위해 세정 유체 메니스커스를 생성할 수도 있다. 프로세스 윈도우 (538-1, 538-2) 는 웨이퍼 표면에 유체를 공급하기 위한 하나 이상의 소스 인렛 (306) 을 포함한다. 일 실시 형태에서, 프로세스 윈도우 (538-1, 538-2) 는 안정하고 제어 가능한 유체 메니스커스를 생성하기 위해 소스 인렛 (302) 및 소스 아웃렛 (304) 을 선택적으로 포함할 수도 있다. 프로세스 윈도우 (538-3) 는 웨이퍼를 건조하기 위해 유체 메니스커스 (116) 를 생성할 수도 있다. 프로세스 윈도우 (538-3) 는, 유체 메니스커스가 DIW로 만들어졌기 때문에 웨이퍼 표면의 헹굼 및 건조 둘 다 하는 것을 이해한다. 따라서, 상이한 유형의 윈도우 프로세스가 근접 헤드 (106-7) 에 포함될 수도 있다. 상기 도 5a를 참조하여 논의된 바와 같이, 하나의 근접 헤드에서 다중 프로세스 윈도우를 갖는 대신, 하나 이상의 근접 헤드가 세정, 헹굼, 건조 등과 같은 상이한 목적으로 사용될 수도 있는 경우 다중 근접 헤드가 사용될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 단일 웨이퍼 세정 시스템의 고레벨로 간략화된 개략도이다. 챔버 (600) 내에, 기판 지지부 (608) 에 의해 지지된 웨이퍼 (108), 및 근접 헤드 (106) 가 포함된다. 기판 지지부 (608) 는 근접 헤드 (106) 아래에서 웨이퍼 (108) 를 이동시키는데 이용된다. 도 6은 챔버 (600) 의 상면도를 도시하고, 기판 지지부 (608) 는 웨이퍼 (108) 에 의해 숨겨져 있다. 일 실시 형태에서, 기판 지지부 (608) 는, 예를 들어, 에지를 따라 웨이퍼를 지지하고 웨이퍼를 근접 헤드 (106) 아래에서 이동시키는, 대안적인 유형으로 작동할 수도 있다. 임의의 적절한 구동 메커니즘이 기판 지지부 (680) 및 웨이퍼 (108) 를 근접 헤드 (106) 아래에서 이동시키는데 사용될 수도 있음을 이해한다. 대안으로, 근접 헤드 (106) 는 움직이지 않는 웨이퍼 (108) 를 따라서 웨이퍼 표면을 가로질러 이동할 수도 있다. 또한, 시스템은 제어기 (602), 유체 공급원 (604), 및 펌프 (606) 를 포함한다. 제어기 (602) 는 펌프 (606) 와, 기판 지지부 (608) 용 구동 메커니즘과 연통한다. 일 실시 형태에서, 근접 헤드 (106) 아래에서 이동하는 웨이퍼 (108) 에서의 선속도는 초당 약 1.0 밀리미터와 초당 약 10 밀리미터 사이이다. 이 속도의 범위에서, 단일 200mm 웨이퍼는 200 초 미만으로 세정될 수도 있고, 일 실시 형태에서는, 20초 미만일 수도 있다. 웨이퍼 (108) 가 움직이지 않고 근접 헤드 (106) 가 이동할 때, 제어기 (602) 는 이동을 제어하기 위해 근접 헤드와 연통하게 됨을 이해한다.
계속하여 도 6을 참조하면, 세정 화학제의 온도를 높이기 위해, 근접 헤드 (106) 또는 유체 공급원 저장소 (604) 중 어느 하나에 위치된 가열 소자를 통해 유체 공급원을 가열하는 단계가 사용될 수도 있다. 보다 높은 온도에서, 세정 화학제는 웨이퍼 (108) 의 표면에서 에칭후 막을 제거하는데 보다 적극적이다. 근접 헤드 (106) 상의 웨이퍼 이동 속도를 제어함으로써, 웨이퍼가 세정 화학제에 노출되는 체류 시간이 제어될 수 있다. 웨이퍼 (108) 의 표면 상의 포스트 에칭 공정으로부터의 잔류물은 화학제의 온도에 민감하고 화학제에 접촉하는 체류 시간에는 덜 민감할 수도 있지만, 층, 예를 들어, 잔류물이 위치된 유전체 막은 화학제에 접촉하는 체류 시간에 보다 민감할 수도 있음을 이해한다. 따라서, 상기 설명된 시스템에 의해, 세정 화학제의 잔류 시간 및 온도 둘 다가 제어되어 유전체 층의 손상없이 잔류물 제거를 보장하는데 가장 능률적으로 활용될 수도 있다. 다중 유체 공급원이 도 5a 및 도 5b를 참조로 하여 설명된 다중 윈도우 용으로 사용될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 단일 웨이퍼 표면을 세정하는 간략화된 단면도이다. 근접 헤드 (106) 는 웨이퍼 (108) 위에 배치된다. 웨이퍼 (108) 의 층은 기판층 (618), 저유전율 유전체 층 (616), 구리층 (620), 및 저유전율 유전체층 (610) 을 포함한다. 층 (614) 은 에칭 또는 애싱 작동 후 남겨진 포스트 에칭 또는 포스트 애싱 잔류물이다. 웨이퍼 (108) 는 화살표 (624) 로 표시된 방향으로 구동된다. 여기서, 웨이퍼는 도 6에서 참조된 기판 지지부에 의해 구동된다. 메니스커스 (116) 는 근접 헤드 (106) 의 하부 표면과 웨이퍼 (108) 의 상부 표면 사이에 배치된다. 메니스커스 (116) 를 만드는 세정 화학제는 웨이퍼 (108) 의 상부 표면에서 잔류물 층 (614) 을 제거하도록 구성된다. 상기 언급된 바와 같이, 근접 헤드 (106) 아래에서 웨이퍼 (108) 가 구동되는 속도와 메니스커스 (612) 내의 세정 유체의 온도가 제어된다. 유전체 층 (610) 내의 패턴 피처는 본 명세서에 설명된 실시 형태를 통해 세정됨을 이해한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 단일 웨이퍼 표면의 세정을 수행하는데 이용될 수도 있는 근접 헤드의 간략화된 단면도이다. 근접 헤드 (106) 는 도 5a를 참조로 하여 설명된 세정 및 헹굼/건조 부분과 같은 두 부분을 포함할 수도 있다. 세정 부분 (626) 은 기판의 표면에서 잔류물을 세정하기 위해 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 세정 화학제 메니스커스를 제공한다. 헹굼부 (622) 는 부분 (626) 에 의해 남겨진 임의의 세정 화학제의 제거를 제공한다. 트레일링 (trailing) 에지 부분 (626) 과 리딩 (leading) 에지 부분 (622) 에 의해 정의된 갭 (628) 은 세정될 웨이퍼 표면에 의해 경험된 체류 시간을 더 제어하기 위해 조정될 수도 있다. 따라서, 웨이퍼가 이동하는 선속도와 갭 (628) 의 치수에 의해 체류 시간이 제어될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 단일 웨이퍼 세정 시스템에서 프로세싱후 잔류물을 제거하는 공정을 도시하는 흐름도이다. 이 방법은 기판 상에 배치된 근접 헤드에 유체가 제공되는 공정 640으로 개시한다. 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명된 바와 같이 근접 헤드가 세정부 및 헹굼/건조부를 가질 때, 한 가지 이상의 유체가 근접 헤드에 공급될 수도 있음을 이해한다. 근접 헤드의 구조는 상기 논의된 바와 같을 수도 있다. 더욱이, 근접 헤드로 유체가 펌핑될 수도 있다. 일 실시 형태에서, 유체의 유량은 분당 약 40 밀리리터이다. 이후, 이 방법은 유체가 가열되는 공정 642로 진행한다. 유체는 일 실시 형태의 근접 헤드 내에 배치된 가열 소자를 통해 가열될 수도 있다. 대안으로, 유체의 가열을 위해 유체를 담고 있는 저장소를 준비할 수도 있다. 즉, 유체는 근접 헤드에 의해 가열될 수도 있고, 또는 유체가 근접 헤드로 보내지기 전에 가열될 수도 있다. 일 실시 형태에서, 유체는 약 20 ℃와 80 ℃ 사이의 온도로 가열된다. 이후, 이 방법은 유체의 메니스커스가 기판의 표면과 근접 헤드의 임포징 표면 (imposing surface) 사이에 생성되는 공정 644로 진행한다. 도 7을 참조로 상기 설명된 바와 같이, 메니스커스는 웨이퍼의 표면에서 포스트 에칭 잔류물을 세정하는데 사용된다. 대표적인 세적 화학제는 비수성 용매, 반수성계 (semi-aqueous based) 화학제 및 수성계 화학제를 포함한다. 일 실시 형태에서, 세정 화학제는 포스트 에칭 잔류물을 제거하도록 돕는 킬레이터를 포함한다.
이후, 도 9의 방법은 기판의 표면 상에 유체가 실질상 일정 체류 시간 유지되는 공정 646으로 진행한다. 일정 체류 시간을 유지하게 위해 웨이퍼가 근접 헤드 아래에서 이동하는 속도를 일정하게 유지한다. 일 실시 형태에서, 웨이퍼는 회전하지 않고 근접 헤드 아래에서 선형으로만 이동한다. 다른 실시 형태에서, 근접 헤드는 웨이퍼에 대응하여 이동할 수도 있음을 이해한다. 즉, 웨이퍼는 일정 속도로 웨이퍼의 상부 표면 위로 이동하는 근접 헤드에서 움직이지 않는다. 또한, 체류 시간은 도 8을 참고로 하여 상기 논의된 갭의 폭을 통해 조절될 수도 있다.
상기 논의된 실시 형태를 통해, 세정 화학제는 화학 활성을 갖는 체류 시간 을 최적화함으로써 잔류물이 배치된 잔류물과 층 사이의 선택성을 위해 최적화된다. 체류 시간은 잔류물 제거 속도를 최대화하고 잔류물이 배치된 층, 예를 들어, 저유전체 막에 대한 손상을 최소화한다. 따라서, 상기 언급된 바와 같이, 체류 시간은 근접 헤드 아래에서 웨이퍼를 빠르게 또는 느리게 이동시키는 방법에 의해 또는 근접 헤드에 의해 메니스커스의 폭이 사용될 방법에 의해 조절될 수도 있다. 근접 헤드에 대한 세정 화학의 유량은 대량 수송을 제어한다. 일 실시 형태에서, 체류 시간은 30초 미만이고 근접 헤드로 보내지는 유량은 분당 40 밀리리터 미만이다. 임의의 적절한 펌프, 예를 들어, 시린지 펌프는 이러한 유량을 근접 헤드로 전달하는데 사용될 수도 있음을 이해한다. 더욱이, 체류 시간은 세정 화학제의 반응성에 기초하여 조정될 수도 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 실시 형태는 순식간적인 체류 시간을 달성할 수 있게 한다. 또한, 이들 실시 형태는 값비싼 세정 화학제를 낮은 유량으로 동작시킬 수 있어, 비용을 절감시키고 리싸이클링의 필요성을 제거한다.
본 발명이 여러 가지 바람직한 실시 형태들에 관해 설명되었지만, 전술한 명세서를 읽고 도면을 연구한 당업자는 변경들, 부가들, 치환들, 및 그 등가물들을 실현할 수 있음을 이해한다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 사상 및 범위 내에서 모든 이러한 변경, 부가, 치환, 변환, 및 등가물들을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 단일 기판 세정 시스템에서 포스트 프로세싱 잔류물을 제거하는 방법으로서,
    기판 상에 배치된 근접 헤드의 인렛에 제 1 유체를 제공하는 단계;
    상기 제 1 유체를 상기 근접 헤드에서 가열하는 단계;
    상기 기판의 표면과 상기 근접 헤드의 대향 표면 사이에 상기 제 1 유체의 메니스커스를 생성하는 단계;
    상기 근접 헤드 및 상기 메니스커스 아래에서 상기 기판을 선형 이동시켜, 상기 기판의 표면 상의 잔류물을 제거하는 단계; 및
    상기 제 1 유체의 상기 메니스커스가 상기 기판의 표면에 30초 미만 동안 접촉하도록 상기 기판의 이동을 제어하는 단계를 포함하는, 포스트 프로세싱 잔류물 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유체의 상기 메니스커스가 상기 기판의 표면에 2초 미만 동안 접촉하도록 상기 기판의 상기 이동을 제어하는 단계를 더 포함하는, 포스트 프로세싱 잔류물 제거 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유체는 20 ℃와 80 ℃ 사이로 가열되는, 포스트 프로세싱 잔류물 제거 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유체의 공급 영역 이면에 위치된 상기 기판의 영역에 공급될 제 2 유체를 상기 근접 헤드에 제공하는 단계를 더 포함하는, 포스트 프로세싱 잔류물 제거 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 이동함에 따라, 상기 기판의 표면 상에서 상기 제 1 유체의 일정한 체류 시간을 유지하는 단계를 더 포함하는, 포스트 프로세싱 잔류물 제거 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 초당 0.5 밀리미터와 초당 10 밀리미터 사이의 선속도로 이동하는, 포스트 프로세싱 잔류물 제거 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 공급 영역의 리딩 에지와 상기 제 2 유체 영역의 리딩 에지 사이의 갭은 상기 기판의 표면에 대한 상기 제 1 유체의 체류 시간에 영향을 주는, 포스트 프로세싱 잔류물 제거 방법.
  8. 단일 기판 세정 시스템에서 포스트 에칭 잔류물을 제거하는 방법으로서,
    기판 상에 배치된 근접 헤드의 인렛에 유체를 제공하는 공정;
    상기 유체를 상기 근접 헤드에서 가열하는 공정;
    상기 기판의 표면과 상기 근접 헤드의 대향 표면 사이에 상기 유체의 메니스커스를 생성하는 공정; 및
    포스트 에칭 잔류물을 제거하면서 상기 기판의 표면 상의 상기 유체에 대해 30초 미만의 일정한 체류 시간을 유지하는 공정을 포함하는, 포스트 에칭 잔류물 제거 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유체를 가열하는 공정은 상기 유체의 온도를 30℃ 보다 높게 상승시키는 공정을 포함하는, 포스트 에칭 잔류물 제거 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판의 표면 상의 상기 유체에 대해 30초 미만의 일정한 체류 시간을 유지하는 공정은, 상기 체류 시간을 조정하도록 상기 메니스커스의 폭을 조정하는 공정을 포함하는, 포스트 에칭 잔류물 제거 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치된 근접 헤드에 유체를 제공하는 공정은, 분당 40 밀리리터 미만의 유량으로 상기 유체를 상기 근접 헤드로 흘리는 공정을 포함하는, 포스트 에칭 잔류물 제거 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 체류 시간 동안 상기 기판의 표면으로부터 무기 잔류물 및 유기 잔류물 모두를 제거하는 공정을 더 포함하는, 포스트 에칭 잔류물 제거 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판을 회전시키면서 상기 기판의 표면을 가로질러 상기 근접 헤드를 방사상으로 이동시키는 공정을 더 포함하는, 포스트 에칭 잔류물 제거 방법.
  14. 복수의 서로 다른 유체 공급원들;
    상기 유체 공급원들에 동작 가능하게 접속된 근접 헤드로서, 상기 근접 헤드는 다중 프로세스 윈도우들을 포함하고, 상기 다중 프로세스 윈도우들 각각은 상기 복수의 서로 다른 유체 공급원들 중 하나와 유체 연통하는, 상기 근접 헤드;
    상부에 배치된 기판을 지지하도록 구성되는 기판 지지부로서, 상기 기판 지지부 또는 상기 근접 헤드 중 하나는 상기 기판과 상기 근접 헤드의 대향 표면 사이에서 대응하는 유체 공급원들로부터 유체의 메니스커스를 선형으로 형성하고, 상기 근접 헤드 및 상기 다중 프로세스 윈도우들은 상기 기판의 직경을 가로질러 연장하고, 상기 다중 프로세스 윈도우들은 상기 근접 헤드 내에서 분리되는, 상기 기판 지지부; 및
    상기 기판 지지부와 연통하고, 상기 기판 지지부 또는 상기 근접 헤드 중 하나의 이동을 통해 상기 기판의 표면 상의 상기 유체의 메니스커스의 체류 시간을 정의하는 제어기를 포함하는, 단일 웨이퍼 세정 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 공급원들 중 하나로부터 상기 근접 헤드의 상기 다중 프로세스 윈도우들 중 하나로 유체를 운반하는 펌프를 더 포함하는, 단일 웨이퍼 세정 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 근접 헤드는 가열 소자를 포함하고, 상기 가열 소자는 상기 유체의 온도를 20 ℃ 와 80 ℃ 사이로 상승시키도록 구성되는, 단일 웨이퍼 세정 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 근접 헤드의 상기 다중 프로세스 윈도우들에 대한 상기 유체의 유량을 조종함으로써 상기 유체의 상기 메니스커스의 대량 운송 특성을 조정하는, 단일 웨이퍼 세정 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 체류 시간은 30 초 미만인, 단일 웨이퍼 세정 시스템.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 지지부 또는 상기 근접 헤드 중 하나의 이동은 초당 0.5 밀리미터와 초당 10 밀리미터 사이의 선속도로 제어되는, 단일 웨이퍼 세정 시스템.
  20. 삭제
KR1020077018921A 2005-02-17 2006-02-08 향상된 웨이퍼 세정 방법 KR101047821B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/061,944 US7329321B2 (en) 2002-09-30 2005-02-17 Enhanced wafer cleaning method
US11/061,944 2005-02-17
PCT/US2006/004504 WO2006088713A2 (en) 2005-02-17 2006-02-08 Enhanced wafer cleaning method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070117556A KR20070117556A (ko) 2007-12-12
KR101047821B1 true KR101047821B1 (ko) 2011-07-08

Family

ID=36916929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077018921A KR101047821B1 (ko) 2005-02-17 2006-02-08 향상된 웨이퍼 세정 방법

Country Status (8)

Country Link
US (2) US7329321B2 (ko)
EP (1) EP1848551B1 (ko)
JP (1) JP2008532269A (ko)
KR (1) KR101047821B1 (ko)
CN (2) CN104091771A (ko)
MY (1) MY140300A (ko)
TW (1) TWI330864B (ko)
WO (1) WO2006088713A2 (ko)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7520285B2 (en) * 2002-09-30 2009-04-21 Lam Research Corporation Apparatus and method for processing a substrate
DE10361075A1 (de) * 2003-12-22 2005-07-28 Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh Verfahren und Vorichtung zur Trocknung von Schaltungssubstraten
US8062471B2 (en) * 2004-03-31 2011-11-22 Lam Research Corporation Proximity head heating method and apparatus
TWI338171B (en) * 2005-05-02 2011-03-01 Au Optronics Corp Display device and wiring structure and method for forming the same
US8813764B2 (en) * 2009-05-29 2014-08-26 Lam Research Corporation Method and apparatus for physical confinement of a liquid meniscus over a semiconductor wafer
JP4755573B2 (ja) * 2006-11-30 2011-08-24 東京応化工業株式会社 処理装置および処理方法、ならびに表面処理治具
US8309470B2 (en) * 2006-12-18 2012-11-13 Lam Research Corporation In-situ reclaim of volatile components
US8146902B2 (en) * 2006-12-21 2012-04-03 Lam Research Corporation Hybrid composite wafer carrier for wet clean equipment
US20080149147A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Lam Research Proximity head with configurable delivery
US7897213B2 (en) * 2007-02-08 2011-03-01 Lam Research Corporation Methods for contained chemical surface treatment
US20100015731A1 (en) * 2007-02-20 2010-01-21 Lam Research Corporation Method of low-k dielectric film repair
US20080233016A1 (en) * 2007-03-21 2008-09-25 Verity Instruments, Inc. Multichannel array as window protection
US8283257B2 (en) * 2007-06-21 2012-10-09 Micron Technology, Inc. Systems and methods for oscillating exposure of a semiconductor workpiece to multiple chemistries
US20090211596A1 (en) * 2007-07-11 2009-08-27 Lam Research Corporation Method of post etch polymer residue removal
JP4971078B2 (ja) * 2007-08-30 2012-07-11 東京応化工業株式会社 表面処理装置
US7998304B2 (en) * 2007-12-20 2011-08-16 Lam Research Corporation Methods of configuring a proximity head that provides uniform fluid flow relative to a wafer
JP5312477B2 (ja) * 2007-12-20 2013-10-09 ラム リサーチ コーポレーション ウエハに対して均一な流体流れを提供する近接ヘッドを構成する方法
SG188086A1 (en) * 2008-02-08 2013-03-28 Lam Res Corp Apparatus for substantially uniform fluid flow rates relative to a proximity head in processing of a wafer surface by a meniscus
US8652266B2 (en) * 2008-07-24 2014-02-18 Lam Research Corporation Method and apparatus for surface treatment of semiconductor substrates using sequential chemical applications
US7849554B2 (en) * 2009-04-28 2010-12-14 Lam Research Corporation Apparatus and system for cleaning substrate
US8317934B2 (en) * 2009-05-13 2012-11-27 Lam Research Corporation Multi-stage substrate cleaning method and apparatus
JP4927158B2 (ja) * 2009-12-25 2012-05-09 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、その基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板処理装置
US8324114B2 (en) 2010-05-26 2012-12-04 Lam Research Corporation Method and apparatus for silicon oxide residue removal
JP2013033925A (ja) * 2011-07-01 2013-02-14 Tokyo Electron Ltd 洗浄方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、洗浄装置及び剥離システム
US8784572B2 (en) * 2011-10-19 2014-07-22 Intermolecular, Inc. Method for cleaning platinum residues on a semiconductor substrate
CN105026058B (zh) * 2013-03-14 2017-10-10 东京毅力科创株式会社 用于衬底漂洗和干燥的方法
CN106076923B (zh) * 2016-06-13 2018-11-27 广东溢达纺织有限公司 钢筘自动清洗方法
CN106925565B (zh) * 2017-02-09 2018-08-24 同济大学 一种lbo晶体的刻蚀清洗方法
CN109622545B (zh) * 2019-01-11 2024-06-04 夏绎 一种在超声波发射面与清洗物表面之间保持清洗水的结构
CN110193494A (zh) * 2019-06-11 2019-09-03 东莞凤岗嘉辉塑胶五金有限公司 一种五金冲压件超声波清洗装置及清洗工艺
CN110211905A (zh) * 2019-07-16 2019-09-06 广东先导先进材料股份有限公司 半导体衬底的处理装置及处理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002224627A (ja) 2001-02-05 2002-08-13 Tokyo Electron Ltd 基板の洗浄方法および装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1133506A (ja) * 1997-07-24 1999-02-09 Tadahiro Omi 流体処理装置及び洗浄処理システム
ATE287126T1 (de) * 1997-09-24 2005-01-15 Imec Inter Uni Micro Electr Verfahren zum entfernen einer flüssigkeit von einer oberfläche einer substrat
US6491764B2 (en) * 1997-09-24 2002-12-10 Interuniversitair Microelektronics Centrum (Imec) Method and apparatus for removing a liquid from a surface of a rotating substrate
JP3653198B2 (ja) * 1999-07-16 2005-05-25 アルプス電気株式会社 乾燥用ノズルおよびこれを用いた乾燥装置ならびに洗浄装置
US7234477B2 (en) * 2000-06-30 2007-06-26 Lam Research Corporation Method and apparatus for drying semiconductor wafer surfaces using a plurality of inlets and outlets held in close proximity to the wafer surfaces
US6488040B1 (en) * 2000-06-30 2002-12-03 Lam Research Corporation Capillary proximity heads for single wafer cleaning and drying
US7000622B2 (en) * 2002-09-30 2006-02-21 Lam Research Corporation Methods and systems for processing a bevel edge of a substrate using a dynamic liquid meniscus
US6845778B2 (en) 2002-03-29 2005-01-25 Lam Research Corporation In-situ local heating using megasonic transducer resonator
US7614411B2 (en) * 2002-09-30 2009-11-10 Lam Research Corporation Controls of ambient environment during wafer drying using proximity head
US7153400B2 (en) * 2002-09-30 2006-12-26 Lam Research Corporation Apparatus and method for depositing and planarizing thin films of semiconductor wafers
US7069937B2 (en) * 2002-09-30 2006-07-04 Lam Research Corporation Vertical proximity processor
US7240679B2 (en) * 2002-09-30 2007-07-10 Lam Research Corporation System for substrate processing with meniscus, vacuum, IPA vapor, drying manifold
US6988327B2 (en) * 2002-09-30 2006-01-24 Lam Research Corporation Methods and systems for processing a substrate using a dynamic liquid meniscus
US7383843B2 (en) * 2002-09-30 2008-06-10 Lam Research Corporation Method and apparatus for processing wafer surfaces using thin, high velocity fluid layer
JP4189279B2 (ja) * 2003-07-03 2008-12-03 株式会社東芝 基板処理装置
US8062471B2 (en) * 2004-03-31 2011-11-22 Lam Research Corporation Proximity head heating method and apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002224627A (ja) 2001-02-05 2002-08-13 Tokyo Electron Ltd 基板の洗浄方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1848551B1 (en) 2012-08-01
CN104091771A (zh) 2014-10-08
TWI330864B (en) 2010-09-21
MY140300A (en) 2009-12-31
US20080169008A1 (en) 2008-07-17
WO2006088713A2 (en) 2006-08-24
CN101119810A (zh) 2008-02-06
EP1848551A4 (en) 2010-10-27
KR20070117556A (ko) 2007-12-12
US20060124153A1 (en) 2006-06-15
WO2006088713A3 (en) 2007-01-11
JP2008532269A (ja) 2008-08-14
US7568488B2 (en) 2009-08-04
EP1848551A2 (en) 2007-10-31
US7329321B2 (en) 2008-02-12
TW200644098A (en) 2006-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101047821B1 (ko) 향상된 웨이퍼 세정 방법
EP1583136B1 (en) Control of ambient environment during wafer drying using proximity head
KR101136772B1 (ko) 근접 메니스커스 분기관
JP5331865B2 (ja) 基板処理においてメニスカスを用いるための装置および方法
KR101160100B1 (ko) 동심 근접 처리 헤드
KR101117051B1 (ko) 얇은 고속 유체층을 사용하여 웨이퍼 표면들을 처리하는방법 및 장치
US7862663B2 (en) Methods for processing a substrate with a flow controlled meniscus
US20140332037A1 (en) Controls of Ambient Environment During Wafer Drying Using Proximity Head
KR101014507B1 (ko) 기판처리장치
US20080308131A1 (en) Method and apparatus for cleaning and driving wafers
US20070246079A1 (en) Multi zone shower head for cleaning and drying wafer and method of cleaning and drying wafer
US8277570B2 (en) Method of preventing premature drying
KR100672942B1 (ko) 반도체 소자 제조에 사용되는 기판 건조 장치 및 방법
JP2015115584A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP7357693B2 (ja) 基板処理方法
JP2023104709A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2001267277A (ja) ウェハの洗浄装置及び洗浄方法
KR20220162329A (ko) 기판 처리 방법 및 장치
JP2020004869A (ja) 基板液処理方法、記憶媒体および基板液処理装置
JP2007266336A (ja) 基板処理装置および基板処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee