KR101110905B1 - Megasonic cleaning using supersaturated cleaning solution - Google Patents

Megasonic cleaning using supersaturated cleaning solution Download PDF

Info

Publication number
KR101110905B1
KR101110905B1 KR1020057023902A KR20057023902A KR101110905B1 KR 101110905 B1 KR101110905 B1 KR 101110905B1 KR 1020057023902 A KR1020057023902 A KR 1020057023902A KR 20057023902 A KR20057023902 A KR 20057023902A KR 101110905 B1 KR101110905 B1 KR 101110905B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
substrate
cleaning
solution
cleaning liquid
Prior art date
Application number
KR1020057023902A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060037270A (en
Inventor
콜 에스 프랭클린
이 우
브라이언 프레이저
Original Assignee
아크리온 테크놀로지즈 인코포레이티드
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 아크리온 테크놀로지즈 인코포레이티드 filed Critical 아크리온 테크놀로지즈 인코포레이티드
Publication of KR20060037270A publication Critical patent/KR20060037270A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101110905B1 publication Critical patent/KR101110905B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051Apparatus 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

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)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

메가소닉 에너지로부터 기판에의 데미지를 줄이는 하나 또는 그 이상의 기판의 메가소닉 세정의 방법 및 시스템이 개시된다. 기판은 공정 챔버에서 지지되고, 공정 챔버 내의 조건에 대해 과포화농도인 양으로 세정액에 용해된 이산화탄소 가스를 가지는 세정액을 포함하는 세정 용액에 접촉한다. 그리고, 메가소닉 에너지는 기판에 전달된다. 세정 용액은 메가소닉/음향 에너지의 인가에 의한 데미지로부터의 보호를 제공한다. 다른 측면에서, 본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 시스템이다. 본 발명은 이산화탄소에 제한되지 않고, 세정액에 용해되었을 때 메가소닉/음향 에너지의 인가에 의한 데미지로부터 기판을 보호하는 어떤 가스와도 결합되어 사용될 수 있다.A method and system of megasonic cleaning of one or more substrates to reduce damage from megasonic energy to the substrate is disclosed. The substrate is supported in the process chamber and contacts the cleaning solution including the cleaning liquid having carbon dioxide gas dissolved in the cleaning liquid in an amount that is supersaturated with respect to the conditions in the processing chamber. Megasonic energy is then transferred to the substrate. The cleaning solution provides protection from damage by the application of megasonic / acoustic energy. In another aspect, the present invention is a system for performing the method. The present invention is not limited to carbon dioxide, and can be used in combination with any gas that protects the substrate from damage by the application of megasonic / acoustic energy when dissolved in the cleaning liquid.

Description

과포화된 세정 용액을 사용한 메가소닉 세정 {MEGASONIC CLEANING USING SUPERSATURATED CLEANING SOLUTION}Megasonic cleaning with supersaturated cleaning solution {MEGASONIC CLEANING USING SUPERSATURATED CLEANING SOLUTION}

본 출원은 2003년 6월 11일에 출원된 미국 임시출원 60/477,602에 의해 청구하며, 그 내용은 완전히 참조로서 여기에 결합되어 있다.This application is claimed by US Provisional Application 60 / 477,602, filed June 11, 2003, the contents of which are hereby incorporated by reference in their entirety.

본 발명은 일반적으로 기판 처리/제조를 위한 방법, 장치, 및 시스템에 관한 것으로, 특히 인가된 메가소닉 에너지(megasonic energy)를 이용하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법, 장치, 및 시스템에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to methods, apparatuses, and systems for substrate processing / manufacturing, and more particularly, to methods, apparatuses, and systems for cleaning semiconductor wafers using applied megasonic energy.

반도체의 제조에 있어서, 반도체 소자는 웨이퍼라 불리는 얇은 디스크 같은 물체 위에 생성된다. 일반적으로, 각 웨이퍼는 복수 개의 반도체 소자를 포함한다. 생산과정 동안에 이러한 웨이퍼의 표면 위의 불순물을 최소화하는 것의 중요성은 반도체 산업의 시작 이래로 인식되어 왔다. 또한, 최종 제품의 요구에 따라 반도체 소자가 더 작아지고 복잡해지면서, 청정의 요구는 더 커져 왔다. 이것은 두 가지 이유 때문이다.In the manufacture of semiconductors, semiconductor devices are created on thin disk-like objects called wafers. In general, each wafer includes a plurality of semiconductor devices. The importance of minimizing impurities on the surface of such wafers during the production process has been recognized since the beginning of the semiconductor industry. In addition, as semiconductor devices become smaller and more complex as the end product demands, the demand for cleanliness has increased. This is for two reasons.

먼저, 소자가 작아지면서, 웨이퍼 상의 불순물 입자가 소자의 표면 면적에서 큰 비율을 차지하게 될 것이다. 이것은 소자가 고장 날 확률을 증가시킨다. 따라서, 웨이퍼당 정상적으로 동작하는 소자의 적절한 출력 정도를 유지하기 위해서는, 증가된 청정 요건이 구현되고 성취되어야 할 것이다.First, as the device becomes smaller, impurity particles on the wafer will occupy a large proportion in the surface area of the device. This increases the probability of the device failing. Thus, in order to maintain the proper degree of output of a normally functioning device per wafer, increased cleanliness requirements will have to be implemented and achieved.

두 번째로, 소자가 더 복잡해지면서, 이러한 소자를 만들기 위해 필요한 원료물질, 시간, 장치, 및 공정이 또한 더 복잡해지고, 더 비싸지고 있다. 결과적으로 각 웨이퍼를 만드는 데 요구되는 비용이 증가한다. 적절한 수익성 정도를 유지하기 위해서는 웨이퍼당 정상적으로 동작하는 소자의 개수가 증가하는 것이 제조사에게는 필수적이다. 이런 출력을 증가시키기 위한 한 방법은 불순물에 의해 동작하지 않는 소자의 개수를 최소화하는 것이다. 따라서, 증가된 청정 요건이 요구된다.Secondly, as devices become more complex, the raw materials, time, equipment, and processes required to make such devices also become more complex and more expensive. As a result, the cost required to make each wafer increases. In order to maintain adequate profitability, it is essential for manufacturers to increase the number of devices that operate normally per wafer. One way to increase this output is to minimize the number of devices that are not operated by impurities. Thus, increased cleanliness requirements are required.

반도체 산업 분야에서 공정 중의 웨이퍼의 청정률을 증가시키는 하나의 방법은 세정 공정 동안에 웨이퍼의 표면상에 메가소닉 에너지를 인가하는 것이다. 메가소닉 에너지의 인가는 세정 공정 동안의 입자의 제거를 향상시킨다. 하지만, 인가된 메가소닉 에너지가 또한 세정되는 반도체 소자에 데미지를 줄 수 있다는 것이 밝혀졌다. 메가소닉 세정 공정에서 사용되는, 세정용액에 용해된 가스의 양과 조성을 포함하는 세정 용액의 조성은 세정 효과와 웨이퍼에 야기하는 데미지의 정도에 영향을 줄 수 있다. 종래 기술은 과포화 레벨의 가스를 포함하는 세정 용액은 웨이퍼 세정 공정에 부적합하다고 한다.One method of increasing the cleanliness of wafers in the process in the semiconductor industry is to apply megasonic energy on the surface of the wafer during the cleaning process. Application of megasonic energy improves the removal of particles during the cleaning process. However, it has been found that the applied megasonic energy can also damage the semiconductor device being cleaned. The composition of the cleaning solution, including the amount and composition of the gas dissolved in the cleaning solution, used in the megasonic cleaning process can affect the cleaning effect and the degree of damage to the wafer. The prior art says that cleaning solutions containing gas at supersaturation levels are unsuitable for wafer cleaning processes.

예를 들어, 미국 특허 번호 5,800,626('626 특허)은 최적의 세정 결과를 얻기 위해서는 세정 용액이 예를 들어 60-98%의 가스로 불포화되어야 한다고 한다. '626 특허는 좋은 세정 효과를 유지하기 위해서는 60%의 낮은 포화 정도가 요구된다고 한다. '626 특허는 또한 용액 내의 너무 많은 가스는 실리콘 표면의 흠을 생성할 수 있다고 한다. 따라서, 세정 용액은 98% 이상 포화 되어서는 안 된다.For example, US Pat. No. 5,800,626 (the '626 patent) states that the cleaning solution must be unsaturated with, for example, 60-98% of gas to obtain optimal cleaning results. The '626 patent requires a low degree of saturation of 60% to maintain a good cleaning effect. The '626 patent also says that too much gas in solution can create flaws in the silicon surface. Therefore, the cleaning solution should not be saturated more than 98%.

미국 특허 번호 6,167,891('891 특허)는 100%의 포화 용액이 최적의 세정 효과를 제공한다고 한다. '891 특허에 따르면, 불포화 또는 과포화 용액은 매우 감소된 세정 효과를 제공한다. '891 특허는 과포화 조건에서의 낮은 세정 효율을 메가소닉 에너지가 웨이퍼 표면에 도달하기 전에 흡수되는 용액 내의 과도한 가스 기포의 형성 때문으로 보았다. '891 특허는 또한 가열된 세정 용액에 대해, 증가된 온도에서의 과포화를 피하기 위해서는 용액이 가열되기 전에 낮은 온도에서 부분적으로 가스를 제거해야 한다고 한다.U.S. Patent No. 6,167,891 ('891 Patent) states that 100% saturated solution provides the optimal cleaning effect. According to the '891 patent, unsaturated or supersaturated solutions provide a very reduced cleaning effect. The '891 patent sees low cleaning efficiency under supersaturation conditions due to the formation of excess gas bubbles in the solution that are absorbed before megasonic energy reaches the wafer surface. The '891 patent also states that for a heated cleaning solution, it must be partially degassed at low temperatures before the solution is heated to avoid supersaturation at increased temperatures.

미국 특허 번호 5,849,091('091 특허)은 웨이퍼 표면에서의 공기/액체 계면이 세정률을 향상시키는 데 중요하다고 한다. 하지만, '091 특허의 발명자는 공기/액체 계면을 형성하는 최적의 방법은 웨이퍼 표면을 가로질러 세정 용액에 직접 가스를 주입하는 것이라고 한다.U.S. Patent No. 5,849,091 ('091 Patent) states that the air / liquid interface at the wafer surface is important for improving the cleaning rate. However, the inventor of the '091 patent says that the best way to form an air / liquid interface is to inject gas directly into the cleaning solution across the wafer surface.

미국 특허 번호 6,039,814('814 특허)는 세정 용액 내의 작은 기포들이 음파의 전파를 방해하여 낮은 세정 효율을 가져온다고 한다. '814 특허는 또한 기포가 웨이퍼 표면에 흠을 생성한다고 한다. 기포의 원인은 세정 용액에 용해된 가스이다. 따라서, '814 특허는 세정 용액에 용해된 가스의 농도는 적어도 5 ppm, 및 바람직하게는 3 ppm 이하이어야 한다고 한다.US Pat. No. 6,039,814 ('814 patent) states that small bubbles in the cleaning solution interfere with the propagation of sound waves, resulting in low cleaning efficiency. The '814 patent also says that bubbles create scratches on the wafer surface. The cause of the bubbles is the gas dissolved in the cleaning solution. Thus, the '814 patent states that the concentration of gas dissolved in the cleaning solution should be at least 5 ppm, and preferably 3 ppm or less.

따라서, 본 발명의 목적은 기판을 세정하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method and system for cleaning a substrate.

본 발명의 다른 목적은 음향 에너지로부터의 데미지를 줄이고 및/또는 제거하는, 기판을 세정하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method and system for cleaning a substrate that reduces and / or eliminates damage from acoustic energy.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리 실리콘, 금속 또는 유전체를 포함하는 물질의 민감한 라인 및 트렌치 구조에 사용될 수 있는 메가소닉 에너지를 이용한 기판을 세정하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a method and system for cleaning a substrate using megasonic energy that can be used in sensitive lines and trench structures of materials including polysilicon, metals or dielectrics.

본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼당 동작하는 반도체 소자의 수율을 증가시키는 기판을 세정하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a method and system for cleaning a substrate that increases the yield of semiconductor devices operating per wafer.

이러한 목적 및 다른 목적은 본 발명에 의해 부합되며, 한 측면에 있어서 본 발명은 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법으로서, (a) 기판을 제 1 가스에 대해 제 1 온도와 제 1 부분압력을 가지는 가스 환경의 공정 챔버에 위치시키는 단계; (b) 세정액과 상기 제 1 가스를 포함하는 용액을, 상기 기판과 접촉하도록 상기 공정 챔버에 공급하는 단계; 및 (c) 상기 기판이 상기 용액과 접촉하는 동안 상기 기판을 세정하기 위해 상기 기판에 음향 에너지를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 가스는 상기 제 1 온도와 제 1 부분압력에 대해 과포화 농도로 상기 세정액에 용해된 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법이다.These and other objects are met by the present invention, and in one aspect the present invention is a method of cleaning at least one substrate, comprising: (a) having a substrate having a first temperature and a first partial pressure with respect to the first gas; Positioning in a process chamber in a gaseous environment; (b) supplying a solution comprising a cleaning liquid and the first gas to the process chamber to be in contact with the substrate; And (c) applying acoustic energy to the substrate to clean the substrate while the substrate is in contact with the solution, wherein the first gas is supersaturated for the first temperature and the first partial pressure. To at least one substrate dissolved in the cleaning liquid.

제 1 가스는 이산화탄소와 같이, 음향 에너지에 의한 데미지로부터 기판을 보호하는 가스인 것이 바람직하다. 상기 세정액은 탈이온수, RCA 용액, 희석된 산, 희석된 염기 또는 반-수용성 용제와 같이 일반적으로 사용되는 반도체 용액일 수 있다. 상기 용액은 질소(N2), 산소, 헬륨, 및 아르곤과 같이 기판으로부터 입자의 제거를 촉진하는, 세정액 내에 용해된 제 2 가스를 더 포함하는 것이 바람직하다. 제 2 가스는 공정 챔버 내의 제 2 가스의 온도 및 부분압력에 대해 과포화 농도인 정도로 세정액 내에 용해될 수도, 되지 않을 수도 있다.It is preferable that a 1st gas is a gas which protects a board | substrate from the damage by acoustic energy like carbon dioxide. The cleaning solution may be a commonly used semiconductor solution such as deionized water, RCA solution, diluted acid, diluted base or semi-water soluble solvent. The solution preferably further comprises a second gas dissolved in the cleaning liquid that facilitates the removal of particles from the substrate, such as nitrogen (N 2 ), oxygen, helium, and argon. The second gas may or may not be dissolved in the cleaning liquid to such an extent that it is a supersaturated concentration relative to the temperature and partial pressure of the second gas in the process chamber.

바람직한 실시예에서, 제 1 가스는 이산화탄소이고, 세정액은 탈이온수이다. 용액은 막 접촉기(membrane contactor)로서 CO2를 탈이온수에 용해시킴으로써, 공정 챔버가 아닌 환경에서 생성될 수 있다. 이 실시예에서 CO2를 탈이온수에 용해시키는 동안, 막 접촉기 내의 가스 환경은, 막 접촉기 내의 탈이온수에 용해된 CO2의 양이 막 접촉기 내의 온도 및 부분압력에 대해 포화 농도 또는 그 이하인, CO2에 대한 온도 및 부분압력에 대해 유지되는 것이 바람직하다. 세정액에 용해된 이산화탄소의 양은 50~2000 ppm의 범위일 수 있고, 약 1000 ppm인 것이 가장 바람직하다.In a preferred embodiment, the first gas is carbon dioxide and the cleaning liquid is deionized water. The solution can be produced in an environment other than the process chamber by dissolving CO 2 in deionized water as a membrane contactor. While dissolving CO 2 in deionized water in this embodiment, the gaseous environment in the membrane contactor is such that the amount of CO 2 dissolved in deionized water in the membrane contactor is at or below the saturation concentration relative to the temperature and partial pressure in the membrane contactor. It is preferred to be maintained for temperature and partial pressure for two . The amount of carbon dioxide dissolved in the cleaning liquid may range from 50 to 2000 ppm, most preferably about 1000 ppm.

막 접촉기 내의 CO2의 부분압력 및 온도에 대해 포화 농도 또는 그 이하인 탈이온수 내에 용해된 CO2의 양에도 불구하고, 탈이온수의 CO2의 양은 공정 챔버 내의 CO2의 부분압력 및 온도에 대해서는 과포화된 농도이다.Film despite the amount of dissolved CO 2 in a saturated concentration or less of deionized water for the partial pressure and the temperature of the CO 2 in the contactor and for the partial pressure and the temperature of the CO 2 in the amount of the deionized water and CO 2 process chambers supersaturated Concentration.

막 접촉기 내에서 적당한 농도로 생성되면, 용액은 세정되는 기판과 접촉하기 위해 공정 챔버로 공급된다. 용액 내의 CO2의 양은 공정 챔버 내의 가스 환경의 부분 압력 및 온도에 대해 과포화농도에 있기 때문에, CO2는 용액으로부터 공정 챔버 내의 가스 환경으로 유출되려는 경향을 가질 것이다. 따라서, CO2가 용액으로부터 충분히 유출되어 탈이온수에 용해된 CO2의 농도가 공정 챔버 내의 CO2의 온도 및 부분압력에 대해 포화농도로 낮추어지기 전에 기판에 음향 에너지를 인가하는 단계를 완료하는 것이 바람직하다.Once produced at the proper concentration in the membrane contactor, the solution is fed into the process chamber to contact the substrate being cleaned. Since the amount of CO 2 in the solution is at supersaturation relative to the partial pressure and temperature of the gaseous environment in the process chamber, the CO 2 will tend to escape from the solution into the gaseous environment in the process chamber. Thus, completing the step of applying acoustic energy to the substrate before the CO 2 has been sufficiently released from the solution and the concentration of CO 2 dissolved in deionized water is lowered to saturation with respect to the temperature and partial pressure of CO 2 in the process chamber desirable.

공정 챔버 내의 환경은 공기 또는 N2를 포함하고 실온 및 대기압 상태인 가스 환경인 것이 바람직하다. 기판에 인가되는 음향 에너지는 메가소닉 에너지이고 기판은 반도체 웨이퍼인 것이 또한 바람직하다.The environment in the process chamber is preferably a gaseous environment containing air or N 2 and at room temperature and atmospheric pressure. It is also preferred that the acoustic energy applied to the substrate is megasonic energy and the substrate is a semiconductor wafer.

음향 에너지는 용액을 통해 기판에 전달되는 것이 또한 바람직하다. CO2의 보호 효과에 의해, 본 발명의 방법은 반도체 웨이퍼의 세정 공정 동안, 폴리 실리콘, 금속 또는 유전체를 포함하는 물질의 민감한 라인 및 트렌치 구조를 포함하는 웨이퍼에 최소의 데미지로 메가소닉 에너지를 인가하는 데 사용될 수 있다.It is also desirable for acoustic energy to be delivered to the substrate through the solution. Due to the protective effect of CO 2 , the method of the present invention applies megasonic energy with minimal damage to a wafer comprising trenches and sensitive lines of material comprising polysilicon, metal or dielectric during the cleaning process of the semiconductor wafer. Can be used to

본 발명의 방법은 또한 비-담금(non-immersion) 및 담금(immersion) 방식의 공정 챔버 모두에서 기판을 세정하기 위해 사용될 수 있고, 단일 또는 배치(batch) 방식의 기판 공정에 사용될 수 있다. 비-담금 방식 공정 챔버에서 구현될 때, 기판은 실제적으로 수평 방향으로 지지될 수 있다. 이 실시예에서, 기판의 적어도 하나의 표면상에 용액의 층을 형성하기 위해, 용액이 공정 챔버에 공급되는 것이 바람직하다. 그러면, 음향 에너지는 용액을 통해 기판으로 전달되는 것이 바람직하다. 비교하여, 담금방식으로 사용될 때에는, 기판은 용액에 잠기게 될 것이다.The method of the invention can also be used to clean substrates in both non-immersion and immersion process chambers, and can be used in single or batch substrate processing. When implemented in a non-immersion process chamber, the substrate may be supported in a substantially horizontal direction. In this embodiment, the solution is preferably supplied to the process chamber to form a layer of the solution on at least one surface of the substrate. The acoustic energy is then preferably delivered to the substrate through the solution. In comparison, when immersed, the substrate will be submerged in solution.

다른 측면에 있어서 본 발명은 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법으로서, (a) 공정 챔버에 반도체 웨이퍼를 위치시키는 단계; (b) 세정액과 상기 세정액에 용해된 제 1 및 제 2 가스를 포함하는 용액을 상기 웨이퍼와 접촉하도록 상기 공정 챔버에 공급하는 단계; 및 (c) 상기 웨이퍼를 세정하기 위해 상기 용액을 통해 상기 웨이퍼에 음향 에너지를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 가스는 상기 웨이퍼로부터의 입자 제거를 촉진하고 상기 제 2 가스는 음향 에너지에 의한 데미지로부터 상기 웨이퍼을 보호하는 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법이다.In another aspect, the present invention provides a method of cleaning at least one semiconductor wafer, comprising: (a) placing a semiconductor wafer in a process chamber; (b) supplying a solution comprising a cleaning liquid and first and second gases dissolved in the cleaning liquid into the process chamber to contact the wafer; And (c) applying acoustic energy to the wafer through the solution to clean the wafer, wherein the first gas promotes particle removal from the wafer and the second gas is caused by acoustic energy. A method of cleaning at least one semiconductor wafer that protects the wafer from damage.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 적어도 하나의 기판을 세정하는 시스템으로서, 제 1 가스의 제 1 온도 및 제 1 부분 압력의 가스 환경을 가지는 공정 챔버; 상기 공정 챔버에서 적어도 하나의 기판을 지지하는 지지부; 상기 제 1 가스를 세정액에 용해하여, 용액을 형성하는 용해수단; 상기 지지부에 의해 지지되는 기판의 적어도 하나의 표면에 상기 용액의 층을 공급하는 공급수단; 상기 지지부에 의해 지지되는 기판에 상기 용액의 층을 통해 음향 에너지를 전달하기 위한 음향 에너지원; 및 (1) 상기 제 1 가스가 상기 제 1 온도 및 제 1 부분압력에 대하여 과포화 농도로 상기 세정액에 용해되도록 상기 용해수단을 제어하고, (2) 기판이 상기 지지부에 위치하고 상기 용액의 층이 상기 기판에 공급될 때 음향 에너지원을 활성화하는 제어기를 포함하며, 상기 음향 에너지는, 상기 제 1 가스가 상기 용액으로부터 충분히 유출되어 상기 세정액에 용해된 제 1 가스의 농도가 상기 제 1 온도 및 제 1 부분압력에 대해 포화농도로 낮추어지기 전에, 상기 용액의 층을 통과해 상기 기판에 도달하는 적어도 하나의 기판을 세정하는 시스템이다.In still another aspect, the present invention provides a system for cleaning at least one substrate, comprising: a process chamber having a gaseous environment of a first temperature and a first partial pressure of a first gas; A support for supporting at least one substrate in the process chamber; Dissolving means for dissolving the first gas in a cleaning liquid to form a solution; Supply means for supplying a layer of the solution to at least one surface of the substrate supported by the support; An acoustic energy source for delivering acoustic energy through the layer of solution to a substrate supported by the support; And (1) controlling the dissolution means such that the first gas is dissolved in the cleaning liquid at a supersaturation concentration with respect to the first temperature and the first partial pressure, and (2) a substrate is placed in the support and the layer of the solution is And a controller for activating an acoustic energy source when supplied to the substrate, wherein the acoustic energy is such that the concentration of the first gas dissolved in the cleaning liquid due to the sufficient outflow of the first gas from the solution is determined by the first temperature and the first temperature. A system for cleaning at least one substrate that passes through a layer of solution to the substrate before being lowered to saturation with respect to partial pressure.

본 발명의 메가소닉 세정 방법의 상술된 실시예는 여러 가지 특성을 가지며, 하나만으로 희망하는 속성을 가져올 수는 없다. 후술되는 특허청구범위에 의해 표현되는 본 발명의 범위를 제한하지 않고, 매우 현저한 특성들이 논의될 것이다.The above-described embodiment of the megasonic cleaning method of the present invention has various characteristics and cannot bring desired properties by itself. Without limiting the scope of the invention, which is represented by the following claims, very prominent features will be discussed.

인가된 메가소닉 에너지를 사용한 반도체 웨이퍼의 효과적인 세정은 세정 용액 내에 용해된 가스의 적절한 농도를 요구한다. 하지만, 종래 기술의 내용과는 달리, 웨이퍼 손상 없는 최적의 세정은 용해된 가스의 과포화 농도를 가지는 세정 용액을 사용하여 얻어진다. 여기에 기술되는 본 발명의 방법은 담금 및 비-담금 세정 기술 모두를 사용하여 웨이퍼를 세정하는 데 효과적이다. 세정되는 웨이퍼는 세정 용액에 잠기게 되거나 또는, 선택적으로, 세정 용액이 분무수단에 의해 얇은 막으로 웨이퍼 표면에 인가될 것이다.Effective cleaning of semiconductor wafers with applied megasonic energy requires an appropriate concentration of dissolved gas in the cleaning solution. However, contrary to the teachings of the prior art, optimal cleaning without wafer damage is obtained using a cleaning solution having a supersaturated concentration of dissolved gas. The method of the present invention described herein is effective for cleaning wafers using both immersion and non-immersion cleaning techniques. The wafer to be cleaned will be submerged in the cleaning solution or, optionally, the cleaning solution will be applied to the wafer surface in a thin film by spraying means.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메가소닉 세정 시스템의 도식도.1 is a schematic diagram of a megasonic cleaning system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비-담금 단일 웨이퍼 메가소닉 세정 장치의 좌측면도.2 is a left side view of a non-soaked single wafer megasonic cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 장치의 좌측면 단면도.3 is a left side cross-sectional view of the device shown in FIG. 2;

도 4A는 종래 기술의 메가소닉 세정 공정을 사용하여 세정된 에칭 라인을 지닌 손상된 반도체 웨이퍼 표면의 현미경(microscopic) 이미지.4A is a microscopic image of a damaged semiconductor wafer surface with etch lines cleaned using the prior art megasonic cleaning process.

도 4B는 본 발명의 실시예에 따라 세정된 에칭 라인을 지닌 손상되지 않은 반도체 웨이퍼 표면의 현미경 이미지.4B is a microscopic image of an undamaged semiconductor wafer surface with cleaned etch lines in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 메가소닉 세정 시스템(10)이 본 발명의 실시예에 따라 도시된다. 메가소닉 세정 시스템(10)은 CO2 가스 소스(20), 질소(N2) 가스 소스(30), 세정액 소스(40), 막 접촉기(membrane contactor)(50), 공정 챔버(process chamber)(60), 및 메가소닉 에너지 소스(70)를 포함한다. 메가소닉 에너지 소스 (70)가 공정 챔버(60)의 바닥에 결합된 것으로 도시되어 있지만, 메가소닉 에너지 소스(70)가 공정 챔버(60) 내에 지지되는 반도체 웨이퍼(미도시)에 메가소닉 에너지를 공급할 수 있는 한, 본 발명은 공정 챔버(60)에 대한 메가소닉 에너지 소스(70)의 어떤 특정한 배치에 제한되지 않는다.Referring to FIG. 1, a megasonic cleaning system 10 is shown in accordance with an embodiment of the present invention. The megasonic cleaning system 10 includes a CO 2 gas source 20, a nitrogen (N 2 ) gas source 30, a cleaning liquid source 40, a membrane contactor 50, a process chamber ( 60), and megasonic energy source 70. Although megasonic energy source 70 is shown coupled to the bottom of process chamber 60, megasonic energy source 70 delivers megasonic energy to a semiconductor wafer (not shown) supported within process chamber 60. As long as it can supply, the present invention is not limited to any particular arrangement of megasonic energy sources 70 relative to the process chamber 60.

메가소닉 세정 시스템(10)을 사용하여 본 발명의 실시예에 따라 반도체 웨이퍼를 세정하기 위해 위해서는, 탈이온수, RCA 용액, 희석된 산, 희석된 염기 또는 반-수용성 용제를 포함하는 일반적으로 사용되는 반도체 용액과 같은 세정액이 먼저 유체 라인(fluid line)(41)을 통해 세정액 소스(40)로부터 막 접촉기(50)에 공급된다. 다른 RCA 세정액을 포함하여 이에 제한되지 않고, 다른 세정액이 본 발명에 사용될 수 있다. 동시에 CO2 가스는 유체 라인(21)을 통해 CO2 가스 소스(20)로부터 막 접촉기(50)에 공급되고, N2 가스는 유체 라인(31)을 통해 N2 가스 소스(30)로부터 막 접촉기(50)에 공급된다. 막 접촉기(50)는 세정액에 CO2 가스와 N2 가스를 용해하도록 동작하여, 세정 용액을 형성한다. 본 발명이 CO2 와 N2 가스를 세정액에 용해하는 것과 관련하여 기술되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 가스는 질소(N2), 산소(O2), 헬륨(He), 아르곤(Ar) 및 그외의 것들과 같이 입자 제거를 촉진하는 방식의 가스인 것이 바람직하다. 또한 가스는 메가소닉 에너지 노출에 의한 데미지로부터 반도체 웨이퍼를 보호하는 방식의 가스인 것이 바람직하다. 이러한 가스의 바람직한 예는 CO2 이다. 또한, 막 접촉기를 이용하여 가스가 세정액에 용해 될 수 있지만, 액체에 가스를 용해하는 다른 알려진 방법이나 장치가 사용될 수 있다.In order to clean semiconductor wafers according to embodiments of the present invention using the megasonic cleaning system 10, commonly used deionized water, RCA solutions, diluted acids, diluted bases or semi-aqueous solvents are used. A cleaning liquid, such as a semiconductor solution, is first supplied from the cleaning liquid source 40 to the membrane contactor 50 via a fluid line 41. Other cleaning solutions may be used in the present invention, including but not limited to other RCA cleaning solutions. At the same time CO 2 Gas is CO 2 via fluid line 21 Supplied from the gas source 20 to the membrane contactor 50, N 2 Gas is passed through the fluid line 31 N 2 It is supplied from the gas source 30 to the membrane contactor 50. Membrane contactor 50 is a CO 2 gas and N 2 It operates to dissolve the gas to form a cleaning solution. CO 2 and N 2 Although described with respect to dissolving the gas in the cleaning liquid, the present invention is not limited thereto. The gas is preferably a gas in a manner that promotes particle removal, such as nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), helium (He), argon (Ar) and others. In addition, the gas is preferably a gas that protects the semiconductor wafer from damage caused by megasonic energy exposure. Preferred examples of such gases are CO 2 to be. In addition, although the gas may be dissolved in the cleaning liquid using a membrane contactor, other known methods or apparatuses for dissolving the gas in the liquid may be used.

제어된 온도 및 압력을 가지는 가스 환경은 세정액으로 CO2 와 N2 가스를 용해하는 동안에 막 접촉기(50)에서 유지된다. 막 접촉기(50)에서의 가스 환경의 CO2 와 N2 의 온도 및 부분압력은, 공정 챔버(60)에서 유지되는 가스 환경에서보다 더 많은 CO2 와 N2 가스가 막 접촉기에서 세정액에 용해되도록 제어된다. 따라서, 막 접촉기(50) 내의 가스 환경의 온도 및 부분압력에 대해 막 접촉기(50)에서 세정액에 용해되는 CO2 와 N2 가스의 양은 포화 농도 또는 그 이하이지만, 공정 챔버(60) 내의 가스 환경의 온도 및 부분압력에 대해 세정액에 용해되는 CO2 와 N2 가스의 양은 포화 농도 이상일 것이다.A gaseous environment with controlled temperature and pressure is CO 2 And N 2 It is held in the membrane contactor 50 while dissolving the gas. CO 2 in the gaseous environment at the membrane contactor 50 And partial pressures of N and N 2 are more CO 2 than in the gaseous environment maintained in the process chamber 60. And N 2 The gas is controlled to dissolve in the cleaning liquid in the membrane contactor. Accordingly, CO 2 dissolved in the cleaning liquid in the membrane contactor 50 relative to the temperature and partial pressure of the gaseous environment in the membrane contactor 50. And N 2 The amount of gas is at or below the saturation concentration, but CO 2 dissolved in the cleaning liquid relative to the temperature and partial pressure of the gaseous environment within the process chamber 60. And N 2 The amount of gas will be above the saturation concentration.

예를 들어, 단지 N2 및 CO2를 1:1의 부피비로 포함하는 막 접촉기(50)의 가스환경과 단지 공기를 포함하는 공정 챔버(60)의 가스 환경을 고려하자. 양 가스 환경이 대기압과 실온 상태인 것을 가정하면, 막 접촉기(50)의 가스 환경에서의 CO2의 부분압력이 공정 챔버(60)의 가스 환경에서의 CO2의 부분압력보다 크다. 따라서, 평형상태에서 막 접촉기(50)의 가스 환경에 노출된 세정액에 용해된 CO2의 농도가 공정 챔버(60)의 가스 환경에 노출된 세정액의 CO2의 농도보다 클 것이다. 이 원리는 용해된 N2 가스에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.For example, consider the gaseous environment of the membrane contactor 50 containing only N 2 and CO 2 in a volume ratio of 1: 1 and the gaseous environment of the process chamber 60 containing only air. Assuming that both gaseous environments are at atmospheric pressure and room temperature, the partial pressure of CO 2 in the gaseous environment of the membrane contactor 50 is greater than the partial pressure of CO 2 in the gaseous environment of the process chamber 60. Thus, the concentration of CO 2 dissolved in the cleaning liquid exposed to the gaseous environment of the membrane contactor 50 at equilibrium will be greater than the concentration of CO 2 of the cleaning liquid exposed to the gaseous environment of the process chamber 60. This principle is dissolved N 2 The same can be applied to the gas.

원하는 세정 용액을 형성하기 위해 바람직한 양의 CO2 와 N2 가스가 세정액에 용해된 후, 세정 용액이 유체 라인(51)을 통해 공정 챔버(60)로 인가된다. 공정 챔버(60)로 들어가면서, 세정 용액은 거기에 지지된 웨이퍼를 접촉한다. 공정 챔버(60)는 대기압 및 실온에서 공기를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 세정 용액이 공정 챔버(60)에 도달할 때, 세정 용액에 용해된 가스(예를 들어, CO2 가스 또는 N2 가스)의 하나 또는 그 이상은 포화 농도를 넘는다. 따라서, 공정 챔버(60)의 가스 환경의 온도 및 각 부분 압력에 대해 포화 농도를 넘는 용해 가스는 세정 용액으로부터 유출되려는 경향을 가질 것이다. 하지만, 세정 용액 내의 가스의 양을 포화 농도로 돌리기 위해 충분한 양의 가스가 세정 용액으로부터 유출되기 전에, 아래에 상술되는 웨이퍼 공정/세정이 완료되는 것이 바람직하다.Preferred amounts of CO 2 to form the desired cleaning solution And N 2 After the gas is dissolved in the cleaning liquid, the cleaning solution is applied to the process chamber 60 through the fluid line 51. As it enters the process chamber 60, the cleaning solution contacts the wafer supported there. Process chamber 60 preferably includes air at atmospheric pressure and room temperature. Thus, when the cleaning solution reaches the process chamber 60, the gas dissolved in the cleaning solution (eg, CO 2) Gas or N 2 One or more of the gases) is above the saturation concentration. Thus, for each part pressure and the temperature of the gas environment of the process chamber 60, dissolved gases above the saturation concentration will tend to exit the cleaning solution. However, it is desirable that the wafer processing / cleaning detailed below be completed before a sufficient amount of gas flows out of the cleaning solution to return the amount of gas in the cleaning solution to the saturation concentration.

바람직한 실시예에서, 세정 용액의 CO2 농도는 1000 ppm이고, 이것은 대기압 및 실온에서의 공기 중의 CO2의 포화 농도의 1000배를 넘는다. 실험은 이 농도의 CO2가 인가된 메가소닉 에너지와 함께 사용되면 웨이퍼 손상 없이 매우 효과적인 세정을 할 수 있음을 보여주었다.In a preferred embodiment, the CO 2 concentration of the cleaning solution is 1000 ppm, which is more than 1000 times the saturation concentration of CO 2 in air at atmospheric pressure and room temperature. Experiments have shown that this concentration of CO 2 can be used in conjunction with applied megasonic energy for very effective cleaning without wafer damage.

일단 세정 용액이 공정 챔버(60)에 공급되고 공정 챔버(60) 내의 반도체 웨이퍼와 접촉하면, 메가소닉 에너지 소스(70)는 활성화된다. 사용되는 공정 챔버의 종류에 따라, 반도체 웨이퍼는 세정 용액에 잠기거나 또는, 단일-웨이퍼 공정 챔버의 경우에는 세정 용액의 층이 웨이퍼의 표면의 하나 또는 그 이상에 인가될 수 있 다. 본 발명은 공정 챔버의 특정한 종류에 제한되지 않는다. 선택적으로, 메가소닉 에너지 소스는 어떤 특별한 형태 및/또는 배치에 제한되지 않는다. 예를 들어, 메가소닉 에너지 소스는 판형, 연장된 로드(rod), 삼각형, 또는 다른 모양일 수 있다. 본 발명은 울트라소닉(ultrasonic)을 적용하여 사용할 수 있고 다른 형태의 음향 에너지가 적용되어 사용될 수도 있다. Once the cleaning solution is supplied to the process chamber 60 and in contact with the semiconductor wafer in the process chamber 60, the megasonic energy source 70 is activated. Depending on the type of process chamber used, the semiconductor wafer may be submerged in the cleaning solution, or in the case of a single-wafer process chamber, a layer of cleaning solution may be applied to one or more of the surfaces of the wafer. The invention is not limited to any particular kind of process chamber. Optionally, the megasonic energy source is not limited to any particular form and / or arrangement. For example, megasonic energy sources can be plate-shaped, elongated rods, triangles, or other shapes. The present invention may be used by applying ultrasonic and other types of acoustic energy may be used.

활성화되면, 메가소닉 에너지 소스(70)는 세정 용액을 통해 세정되는 반도체 웨이퍼로 메가소닉 음향 에너지를 생성하고 전달한다. 세정 용액 내의 용해된 CO2(및/또는 N2)는 웨이퍼 표면에 전달되는 메가소닉 에너지에 의해 세정되는 웨이퍼가 손상되지 않도록 보호한다. 결과적으로, 폴리 실리콘, 금속 또는 유전체를 포함하는 물질의 라인 또는 트렌치의 에칭 후와 같은 민감한 상태의 웨이퍼에 이어서 메가소닉 에너지가 세정 공정에서 반도체 웨이퍼에 인가될 수 있다.When activated, megasonic energy source 70 generates and delivers megasonic acoustic energy to a semiconductor wafer that is cleaned through a cleaning solution. Dissolved CO 2 (and / or N 2 ) in the cleaning solution protects the cleaned wafers from damage by the megasonic energy delivered to the wafer surface. As a result, megasonic energy can be applied to the semiconductor wafer in a cleaning process, followed by a wafer in a sensitive state such as after etching of a line or trench of a material comprising polysilicon, metal or dielectric.

도 4A와 도 4B의 비교는 세정 용액에 용해된 가스의 하나로서 과포화된 양의 CO2 를 사용하는 이익을 도시한다. 도 4A와 도 4B는 현미경을 이용한 민감한 비트라인 구조의 손상의 평가를 보여준다. 도면의 어두운 점은 웨이퍼 손상을 보여준다. 도 4A는 포화 농도의 공기를 가진 세정 용액을 사용한 경우의 웨이퍼 손상을 보여준다. 세정 효율은 약 99%이지만, 웨이퍼는 심각한 손상을 입게 된다. 도 4B는 본 발명의 실시예에 따라 과포화 농도의 CO2를 가진 세정 용액을 사용한 경우의 웨이퍼 손상을 보여준다. 세정 효율은 역시 약 99%이지만, 웨이퍼는 손상을 입지 않는다. 도 4A 및 도 4B에 도시된 웨이퍼를 세정하는 데 사용된 공정에서, 메가소닉 조건은 동일하고, 용해된 가스의 농도를 제외하고는 세정 용액도 동일하다.4A and 4B show the benefit of using supersaturated amounts of CO 2 as one of the gases dissolved in the cleaning solution. 4A and 4B show the evaluation of damage to sensitive bitline structures using a microscope. Dark spots in the figure show wafer damage. 4A shows wafer damage when using a cleaning solution with air at saturation concentrations. The cleaning efficiency is about 99%, but the wafer will be severely damaged. 4B shows wafer damage when using a cleaning solution with a supersaturated concentration of CO 2 in accordance with an embodiment of the present invention. The cleaning efficiency is also about 99%, but the wafer is not damaged. In the process used to clean the wafers shown in FIGS. 4A and 4B, the megasonic conditions are the same, and the cleaning solution is the same except for the concentration of dissolved gas.

상기에서 논의된 바와 같이, 본 발명은 단일 웨이퍼 또는 배치 공정 챔버 및/또는 담금 또는 비-담금 공정 챔버의 다양한 종류의 공정 챔버와 결합하여 실현될 수 있다. 예시를 위해, 단일 웨이퍼 비-담금 방식의 공정 챔버가 논의될 것이지만, 발명의 원리는 배치, 담금 방식의 공정 탱크에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.As discussed above, the present invention can be realized in combination with various types of process chambers of a single wafer or batch process chamber and / or a immersion or non-immersion process chamber. For illustration purposes, a single wafer non-soak process chamber will be discussed, but the principles of the invention may equally apply to batch, soak process tanks.

도 2는 본 발명에 따라 만들어진 단일 웨이퍼 비-담금 메가소닉 에너지 세정 장치(101)를 도시한다. 도 1과 관련하여 기술된 대로 생성된 세정 용액은, 웨이퍼 표면상에 얇은 막을 형성하기 위해 유체 배출구(214)를 통해 웨이퍼(106)에 공급된다. 선택적으로, 세정 용액은 또한 웨이퍼(106)의 바닥 표면에 인가될 수 있다. 유체 배출구(214)는 유체 라인(51)(도 1)에 결합 될 수 있다. 메가소닉 에너지 세정 장치(101)는 공정 탱크(101)의 벽(100)을 통해 삽입된 연장된 프로브(104)를 포함한다. 공정 탱크(101)는 공정 챔버를 형성하고, 그 내부에서 웨이퍼(106)가 본 발명에 따라 처리될 수 있다. 보여지는 것처럼, 프로브(104)는 컨테이너(container)(101) 밖의 한 말단에 지지된다. 프로브(104)와 탱크 벽(100) 사이에 끼워진 적당한 O-링(102)은 공정 탱크(101)에 대해 적절한 밀폐를 제공한다.2 shows a single wafer non-soaked megasonic energy cleaning apparatus 101 made in accordance with the present invention. The resulting cleaning solution as described in connection with FIG. 1 is supplied to the wafer 106 through the fluid outlet 214 to form a thin film on the wafer surface. Optionally, a cleaning solution may also be applied to the bottom surface of the wafer 106. Fluid outlet 214 may be coupled to fluid line 51 (FIG. 1). The megasonic energy cleaning device 101 includes an extended probe 104 inserted through the wall 100 of the process tank 101. Process tank 101 forms a process chamber within which wafer 106 can be processed in accordance with the present invention. As can be seen, the probe 104 is supported at one end outside the container 101. A suitable O-ring 102 fitted between the probe 104 and the tank wall 100 provides adequate sealing to the process tank 101.

하우징(120) 내에 포함된 열 전달 부재(134)는 프로브(104)에 음향적으로 그리고 기계적으로 결합된다. 또한 하우징(120) 내에 포함된 압전 트랜스듀서(piezoelectric transducer)(140)가 열 전달 부재(134)에 음향적으로 결합된다. 격리 애자(stand off)(141) 및 전기 커넥터(142, 154, 126)는 트랜스듀서(140)와 음향 에너지 소스(미도시) 사이에 연결된다. 하우징(120)은 냉각제를 위해 입수로 (inlet conduit)(124) 및 출수로(outlet conduit)(122)를 지지하고, 전기 커넥터(154, 126)에 대한 개구(152)를 가진다. 하우징(120)은 프로브(104)를 위한 개구(132)를 가진 환상 판(118)에 의해 닫힌다. 판(118)은 교대로 탱크(101)에 부착된다. 공정 탱크(101) 내에, 지지부 또는 서셉터(susceptor)(108)가 프로브(104)와 가까이에 평행하게 배치된다. 서셉터(108)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 공정 탱크(101)의 바닥 벽을 통해 확장되는 축(110) 상에 지지된 허브(108c)에 연결된 복수 개의 스포크(spoke)(108b)에 의해 지지되는 외부 림(outer rim)(108a)을 포함하여 배치 방법이 도시되어 있다. 탱크(101)의 외부에서, 축(110)은 모터(112)에 연결된다.The heat transfer member 134 included in the housing 120 is acoustically and mechanically coupled to the probe 104. A piezoelectric transducer 140 included in the housing 120 is also acoustically coupled to the heat transfer member 134. Stand off 141 and electrical connectors 142, 154, and 126 are connected between transducer 140 and an acoustic energy source (not shown). Housing 120 supports inlet conduit 124 and outlet conduit 122 for coolant and has openings 152 for electrical connectors 154 and 126. The housing 120 is closed by an annular plate 118 having an opening 132 for the probe 104. Plate 118 is alternately attached to tank 101. Within the process tank 101, a support or susceptor 108 is disposed in parallel with and close to the probe 104. The susceptor 108 can have a variety of shapes and is formed by a plurality of spokes 108b connected to the hub 108c supported on the shaft 110 extending through the bottom wall of the process tank 101. A method of placement is shown including a supported outer rim 108a. Outside of the tank 101, the shaft 110 is connected to the motor 112.

연장된 프로브(104)는 음향 에너지를 효과적으로 전달하는 석영(quartz)과 같은 상대적으로 비활성적이고, 오염되지 않는 물질로 만들어지는 것이 바람직하다. 석영 프로브를 사용하는 것이 대부분의 세정 용액에 대해 만족스럽지만, 플루오르화 수소(hydrofluoric) 산을 포함하는 용액은 석영을 식각할 수 있다. 따라서, 사파이어 실리콘 카바이드(sapphire silicon carbide), 보론 질화물(boron nitride), 유리질 탄소(vitreous carbon), 유리질 탄소(glassy carbon) 코팅된 흑연(graphite), 또는 다른 적절한 물질로 만들어진 프로브는 석영 대신에 사용될 수 있다. 또한 석영이 실리콘 카바이드 또는 유리질 탄소와 같은 HF를 견딜 수 있는 물질로 코팅될 수도 있다.The extended probe 104 is preferably made of a relatively inert, non-polluting material, such as quartz, which effectively transfers acoustic energy. While using quartz probes is satisfactory for most cleaning solutions, solutions containing hydrofluoric acid can etch quartz. Thus, probes made of sapphire silicon carbide, boron nitride, vitreous carbon, glassy carbon coated graphite, or other suitable materials may be used instead of quartz. Can be. Quartz can also be coated with a material that can withstand HF, such as silicon carbide or glassy carbon.

프로브(104)는 고체로, 연장된, 축(spindle) 모양 또는 프로브 모양의 세정부(104a), 및 기저 또는 후부(104b)를 포함한다. 프로브(104)의 단면은 원형일 수 있고, 세정부(104a)의 직경은 후부(104b)의 직경보다 작은 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 후부(104b)의 후면적은 세정부(104a)의 끝면의 25배이다. 물론 원형이 아닌 단면 모양도 사용될 수 있다. 프로브(104a)의 길이를 따라 메가소닉 에너지를 집중하기 위해서는 실린더형의 로드(rod) 또는 작은 직경을 가지는 세정부(104a)가 바람직하다. 하지만, 로드(104a)의 직경은 프로브에 의해 전달되는 메가소닉 에너지에 의해 생성되는 기계적 진동을 견딜 수 있을 정도이어야 한다. 로드(104a)의 반지름은 그것에 인가되는 에너지의 주파수의 파장과 같거나 작은 것이 바람직하다. 이러한 구조는 프로브에 접촉하는 액체로 방사상으로 에너지를 유도하는 바람직한 정상 표면파 운동을 생성한다. 실제로는, 로드 직경은 로드의 길이를 따라 분리된 위치에서 적은 양을 팽창하고 수축한다. 바람직한 실시예에서, 로드(104a)의 반지름은 약 0.2 인치이고, 약 0.28 인치의 파장에서 동작한다. 이러한 구성은 프로브 길이를 따라 인치당 3-4 파장을 생성한다.The probe 104 is a solid, elongated, spindle-shaped or probe-shaped cleaner 104a, and a base or rear 104b. The cross section of the probe 104 may be circular, and the diameter of the cleaning portion 104a is preferably smaller than the diameter of the rear portion 104b. In a preferred embodiment, the rear surface area of the rear portion 104b is 25 times the end surface of the cleaning portion 104a. Of course, non-circular cross-sectional shapes can also be used. In order to concentrate the megasonic energy along the length of the probe 104a, a cylindrical rod or cleaning part 104a having a small diameter is preferred. However, the diameter of the rod 104a must be sufficient to withstand the mechanical vibrations generated by the megasonic energy delivered by the probe. The radius of the rod 104a is preferably equal to or smaller than the wavelength of the frequency of energy applied to it. This structure produces a desirable stationary surface wave motion that induces energy radially into the liquid in contact with the probe. In practice, the rod diameter expands and contracts a small amount at discrete locations along the length of the rod. In a preferred embodiment, the radius of rod 104a is about 0.2 inches and operates at a wavelength of about 0.28 inches. This configuration produces 3-4 wavelengths per inch along the probe length.

프로브 세정부(104a)는 웨이퍼 세정동안 웨이퍼(106)의 전체 표면적이 프로브(104)에 노출되도록 충분히 긴 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 웨이퍼(106)는 프로브(104) 아래에서 회전하기 때문에, 세정부(104b)의 길이는 적어도 웨이퍼(106)의 중심에 도달할 정도로 긴 것이 바람직하다. 따라서, 웨이퍼(106)가 프로브(104) 아래에서 회전함에 따라, 웨이퍼(106)의 전체 표면적은 프로브(104)의 아래를 통과한다. 프로브 끝으로부터의 메가소닉 진동은 웨이퍼 중심을 향해 일정한 교란(agitation)을 제공하므로, 프로브(104)가 웨이퍼(106)의 중심에 도달하지 않더라도 아마도 만족스럽게 동작할 수 있다. 프로브(104)의 길이는 또한 바람직한 파장수에 의해 결정된다. 통상, 프로브 길이는 프로브(104)에 인가되는 에너지의 반 파장 만큼 증가하면서 변한다. 프로브 세정부(104a)는 인가된 에너지의 인치당 3-4 파장을 포함하는 것이 바람직하다. 이 실시예에서, 인치로 잰 프로브 세정부(104a)의 길이는 3과 4 사이의 수로 나눈 바람직한 파장수와 동일하다. 트랜스듀서의 변화 때문에, 바람직한 파장을 얻기 위해 트랜스듀서(140)를 조정하는 것이 필요하고, 그러면 매우 효율적인 지점에서 동작한다.The probe cleaner 104a is preferably long enough so that the entire surface area of the wafer 106 is exposed to the probe 104 during wafer cleaning. In the preferred embodiment, since the wafer 106 rotates under the probe 104, the length of the cleaning portion 104b is preferably long enough to reach at least the center of the wafer 106. Thus, as the wafer 106 rotates under the probe 104, the entire surface area of the wafer 106 passes under the probe 104. Megasonic vibrations from the probe tip provide constant agitation towards the wafer center, so that the probe 104 may work satisfactorily even if it does not reach the center of the wafer 106. The length of the probe 104 is also determined by the preferred number of wavelengths. Typically, the probe length changes with increasing half the wavelength of the energy applied to the probe 104. The probe cleaner 104a preferably includes 3-4 wavelengths per inch of applied energy. In this embodiment, the length of the probe cleaner 104a in inches is equal to the preferred number of wavelengths divided by the number between 3 and 4. Because of the change in the transducer, it is necessary to adjust the transducer 140 to obtain the desired wavelength and then operate at a very efficient point.

탱크(101)의 외부에 위치하는 후면 프로브 부분(104b)은 세정부(104a)의 직경보다 큰 직경으로 퍼진다. 도 2-3에서 도시된 실시예에서, 프로브의 후부의 직경은 점차적으로 실린더 부분(104d)으로 증가한다. 후부(104d)의 말단에서의 큰 표면적은 많은 양의 메가소닉 에너지를 전달하는 데 유리하고, 그것은 더 작은 직경의 부분(104a)에서 집중된다. The rear probe portion 104b located outside of the tank 101 is spread to a diameter larger than the diameter of the cleaning portion 104a. In the embodiment shown in Figures 2-3, the diameter of the rear portion of the probe gradually increases to the cylinder portion 104d. The large surface area at the distal end of the rear 104d is advantageous for transferring large amounts of megasonic energy, which is concentrated in the smaller diameter portion 104a.

사용될 때, 도 1과 관련하여 상기 상술된 대로 생성된 세정 용액은, 프로브(104)가 음향적으로 여기되는 동안 노즐(214)로부터 웨이퍼 상부 표면으로 분무된다. 노즐로부터 웨이퍼(106) 상에 세정 용액을 분무하는 대신, 탱크(101)가 세정 용액으로 채워질 수 있다. 분무 방법에서, 액체는 프로브(104)의 하부와 회전하는 웨이퍼(106)의 인접 상부 표면 사이에 메니스커스(meniscus)(216)를 생성한다. 메니스커스(216)는 프로브 단면의 하부를 적신다. 단면의 젖은 부분에 의해 정의되는 원호(arc)의 크기는 세정 용액에서 사용되는 액체의 특성, 프로브(104)를 만드는 데 사용되는 물질, 및 웨이퍼(106)과 프로브(104)의 하부 모서리 사이의 수직거리에 따라 변한다.When used, the cleaning solution produced as described above in connection with FIG. 1 is sprayed from the nozzle 214 to the wafer top surface while the probe 104 is acoustically excited. Instead of spraying the cleaning solution onto the wafer 106 from the nozzle, the tank 101 may be filled with the cleaning solution. In the spraying method, the liquid creates a meniscus 216 between the bottom of the probe 104 and the adjacent top surface of the rotating wafer 106. Meniscus 216 wets the bottom of the probe cross section. The size of the arc defined by the wetted portion of the cross section is characterized by the nature of the liquid used in the cleaning solution, the material used to make the probe 104, and the gap between the wafer 106 and the lower edge of the probe 104. Varies with vertical distance

세정 용액은 프로브(104) 내의 메가소닉 에너지가 입자를 느슨하게 하기 위해 웨이퍼 표면에 전달되는 매체를 제공한다. 이 느슨해진 입자는 연속적으로 흐르는 분무와 회전하는 웨이퍼(106)에 의해 제거된다. 유체 흐름이 중단되면, 일정량의 건조 동작이 원심력에 의해 얻어지고, 세정 용액은 웨이퍼(106)로부터 제거된다. 선택적으로, 본 발명의 세정 용액 또는 다른 세정 매체는 메가소닉 에너지 소스가 위치한 웨이퍼의 반대편에 공급될 수 있다. 이 실시예에서, 또한 웨이퍼의 반대편을 세정하기 위해 메가소닉 에너지가 충분한 파워로 웨이퍼로 공급되는 것이 바람직하다.The cleaning solution provides a medium in which megasonic energy in the probe 104 is delivered to the wafer surface to loosen the particles. These loose particles are removed by the continuously flowing spray and the rotating wafer 106. When the fluid flow is stopped, a certain amount of drying operation is obtained by centrifugal force, and the cleaning solution is removed from the wafer 106. Alternatively, the cleaning solution or other cleaning medium of the present invention may be supplied to the opposite side of the wafer where the megasonic energy source is located. In this embodiment, it is also desirable that megasonic energy is supplied to the wafer with sufficient power to clean the opposite side of the wafer.

상기에서 논의된 것처럼, 메가소닉 에너지의 인가를 통한 웨이퍼 공정/세정은, 충분히 CO2 및/또는 N2 가스가 세정 용액으로부터 유출되어 포화 농도로 세정 용액의 가스의 양을 되돌리기 위해 전에 완료된다. 과포화 농도로 세정 용액에 용해된 CO2(및/또는 N2)는 웨이퍼 표면에 전달되는 메가소닉 에너지에 의한 데미지로부터 세정되는 웨이퍼를 보호한다. 모든 기능은 적절히 프로그램된 프로세서/제어기에 의해 수행된다.As discussed above, wafer processing / cleaning through the application of megasonic energy is completed before sufficiently CO 2 and / or N 2 gas flows out of the cleaning solution and returns the amount of gas in the cleaning solution to the saturated concentration. CO 2 (and / or N 2 ) dissolved in the cleaning solution at a supersaturation concentration protects the wafer from being cleaned from damage by megasonic energy delivered to the wafer surface. All functions are performed by a properly programmed processor / controller.

당업자가 쉽게 만들고 이용할 수 있도록 충분히 자세히 본 발명은 기술되고 도시되었지만, 다양한 대안, 수정, 및 향상이 본 발명의 범위를 벗어나지 않게 이루어질 수 있다. 특히, 본 발명은 세정액에 두 가스를 인가하는 데 제한되지 않고, 공정 챔버 내의 환경에 대한 과포화 농도에서 세정액에 용해된 단지 하나의 가스의 실시예를 포함한다. 또한, 부가 가스는 세정액에 존재할 수 있고, 및/또는 세정액 은 액체들의 혼합일 수 있다.While the invention has been described and illustrated in sufficient detail to enable those skilled in the art to readily make and use it, various alternatives, modifications, and improvements may be made without departing from the scope of the invention. In particular, the present invention is not limited to applying two gases to the cleaning liquid, and includes an embodiment of only one gas dissolved in the cleaning liquid at a supersaturation concentration for the environment in the process chamber. In addition, the addition gas may be present in the cleaning liquid, and / or the cleaning liquid may be a mixture of liquids.

Claims (33)

적어도 하나의 기판을 세정하는 방법으로서, A method of cleaning at least one substrate, (a) 기판을 제 1 가스에 대해 제 1 온도와 제 1 부분압력을 가지는 가스 환경의 공정 챔버에 위치시키는 단계;(a) placing the substrate in a process chamber in a gas environment having a first temperature and a first partial pressure with respect to the first gas; (b) 세정액과 상기 제 1 가스를 포함하는 용액을, 상기 기판의 적어도 하나의 표면상에 상기 용액의 층을 형성하도록 상기 공정 챔버에 공급하는 단계; 및(b) supplying a solution comprising a cleaning liquid and the first gas to the process chamber to form a layer of the solution on at least one surface of the substrate; And (c) 상기 기판이 상기 용액과 접촉하는 동안 상기 기판을 세정하기 위해 상기 기판에 상기 용액을 통해 음향 에너지를 인가하는 단계(c) applying acoustic energy through the solution to the substrate to clean the substrate while the substrate is in contact with the solution 를 포함하며,Including; 상기 제 1 가스는 상기 제 1 온도와 제 1 부분압력에 대해 과포화 농도로 상기 세정액에 용해된 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And said first gas cleans at least one substrate dissolved in said cleaning liquid at a supersaturated concentration relative to said first temperature and first partial pressure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 가스가 상기 용액으로부터 충분히 유출되어 상기 세정액에 용해된 제 1 가스의 농도가 상기 제 1 온도 및 제 1 부분압력에 대해 포화농도로 낮추어 지기 전에 상기 (c) 단계가 완료되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.At least one step (c) is completed before the first gas is sufficiently discharged from the solution and the concentration of the first gas dissolved in the cleaning liquid is lowered to a saturation concentration with respect to the first temperature and the first partial pressure. A method of cleaning a substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 가스는 이산화탄소인 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And the first gas is carbon dioxide. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 세정액의 이산화탄소의 과포화 농도는 50 ~ 2000 ppm의 범위에 있는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.The supersaturation concentration of carbon dioxide in the cleaning liquid is a method for cleaning at least one substrate in the range of 50 to 2000 ppm. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 세정액의 이산화탄소의 과포화 농도는 1000 ppm인 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And at least one substrate having a supersaturation concentration of carbon dioxide in said cleaning liquid is 1000 ppm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 가스는 질소, 산소, 헬륨, 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.Wherein said first gas is at least one substrate selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, helium, and argon. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용액은, 상기 제 1 가스의 제 2 온도와 제 2 부분압력을 가지는 가스 환경에서 세정액을 제공하고, 상기 제 1 가스가 상기 제 2 온도 및 제 2 부분압력에 대해 포화 농도 또는 그 이하가 되도록 하는 양으로 상기 제 1 가스를 상기 세정액에 용해함으로써 생성되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.The solution provides a cleaning liquid in a gas environment having a second temperature and a second partial pressure of the first gas, such that the first gas is at or below a saturation concentration relative to the second temperature and the second partial pressure. Cleaning at least one substrate produced by dissolving the first gas in the cleaning liquid in an amount such that 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 1 가스는 막 접촉기(membrane contactor)를 통해 상기 세정액에 용해되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And wherein the first gas is dissolved in the cleaning liquid through a membrane contactor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판은 반도체 웨이퍼이고, 상기 (b)-(c) 단계는 웨이퍼에 폴리실리콘, 금속 또는 유전체를 포함하는 물질의 라인 또는 트렌치의 에칭이 수행된 후 수행되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.The substrate is a semiconductor wafer, and steps (b)-(c) are performed after the etching of a line or trench of material comprising polysilicon, metal or dielectric on the wafer is performed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용액은 상기 세정액에 용해된 제 2 가스를 더 포함하는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And the solution further comprises a second gas dissolved in the cleaning liquid. 제 10 항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 제 1 가스는 상기 음향 에너지에 의한 데미지로부터 상기 기판을 보호하고, 상기 제 2 가스는 상기 기판으로부터의 입자 제거를 촉진하는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.Wherein the first gas protects the substrate from damage by the acoustic energy, and the second gas cleans at least one substrate to promote removal of particles from the substrate. 제 10 항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 제 2 가스는, 상기 제 2 가스에 대한 상기 공정 챔버의 가스 환경의 상기 제 1 온도 및 제 1 부분압력에 대해 과포화 농도에서 세정액에 용해되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And the second gas is dissolved in the cleaning liquid at a supersaturation concentration relative to the first temperature and the first partial pressure of the gaseous environment of the process chamber relative to the second gas. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음향 에너지는 메가소닉 에너지(megasonic energy)인 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And the acoustic energy is megasonic energy. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공정 챔버는 대기압에 있는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.Said process chamber cleaning at least one substrate at atmospheric pressure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공정 챔버의 가스 환경은 공기를 포함하는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And wherein the gaseous environment of the process chamber comprises at least one substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판은 수평 방향으로 상기 공정 챔버에 지지되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.And the substrate cleans at least one substrate supported in the process chamber in a horizontal direction. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 가스가 상기 용액으로부터 충분히 유출되어 상기 세정액에 용해된 제 1 가스의 농도가 상기 제 1 온도 및 제 1 부분압력에 대해 포화농도로 낮추어지기 전에 상기 (c) 단계가 완료되고; 상기 용액은, 상기 제 1 가스의 제 2 온도와 제 2 부분압력을 가지는 가스 환경에서 상기 세정액을 제공하고, 상기 제 1 가스가 상기 제 2 온도 및 제 2 부분압력에 대해 포화 농도 또는 그 이하가 되도록 하는 양으로 상기 제 1 가스를 상기 세정액에 용해함으로써 생성되고; 상기 제 1 가스는 이산화탄소이고; 상기 용액은 상기 세정액에 용해되며 기판으로부터 입자를 제거하는 제 2 가스를 더 포함하고; 상기 단계 (b)-(c)는 웨이퍼에 금속 라인 에칭 단계가 수행된 후 수행되고; 상기 공정 챔버의 가스 환경은 공기를 포함하고; 및 상기 공정 챔버 내의 가스 환경의 압력은 대기압에 있는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.The step (c) is completed before the first gas is sufficiently discharged from the solution and the concentration of the first gas dissolved in the cleaning liquid is lowered to the saturation concentration with respect to the first temperature and the first partial pressure; The solution provides the cleaning liquid in a gas environment having a second temperature and a second partial pressure of the first gas, wherein the first gas has a saturation concentration or less relative to the second temperature and the second partial pressure. Generated by dissolving the first gas in the cleaning liquid in an amount such that it is suitable; The first gas is carbon dioxide; The solution further comprises a second gas dissolved in the cleaning liquid and removing particles from the substrate; The steps (b)-(c) are performed after the metal line etching step is performed on the wafer; The gaseous environment of the process chamber comprises air; And the pressure of the gaseous environment in the process chamber is at least one substrate at atmospheric pressure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세정액은 탈이온수, RCA 용액, 희석된 산, 희석된 염기 또는 반-수용성 용제로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 방법.Wherein said cleaning solution is at least one substrate selected from the group consisting of deionized water, RCA solution, diluted acid, diluted base or semi-aqueous solvent. 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법으로서, A method of cleaning at least one semiconductor wafer, (a) 공정 챔버에 반도체 웨이퍼를 위치시키는 단계;(a) placing a semiconductor wafer in a process chamber; (b) 세정액과 상기 세정액에 용해된 제 1 및 제 2 가스를 포함하는 용액을 상기 웨이퍼와 접촉하도록 상기 공정 챔버에 공급하는 단계; 및(b) supplying a solution comprising a cleaning liquid and first and second gases dissolved in the cleaning liquid into the process chamber to contact the wafer; And (c) 상기 웨이퍼를 세정하기 위해 상기 용액을 통해 상기 웨이퍼에 음향 에너지를 인가하는 단계(c) applying acoustic energy to the wafer through the solution to clean the wafer 를 포함하며,Including; 상기 제 1 가스는 상기 웨이퍼로부터의 입자 제거를 촉진하고 상기 제 2 가스는 음향 에너지에 의한 데미지로부터 상기 웨이퍼을 보호하는 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법.Wherein the first gas promotes particle removal from the wafer and the second gas protects the wafer from damage by acoustic energy. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 제 1 가스는 질소, 산소, 헬륨, 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법.And wherein the first gas is selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, helium, and argon. 제 24 항에 있어서,25. The method of claim 24, 상기 제 2 가스는 이산화탄소인 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법.And the second gas is carbon dioxide. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 공정 챔버는 이산화탄소의 제 1 온도와 제 1 부분압력의 가스 환경을 포함하고, 상기 세정액에 용해된 이산화탄소는 상기 제 1 온도와 제 1 부분압력에 대해 과포화 농도인 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법.The process chamber includes a gaseous environment of a first temperature and a first partial pressure of carbon dioxide, wherein the carbon dioxide dissolved in the cleaning liquid cleans at least one semiconductor wafer at a supersaturated concentration with respect to the first temperature and the first partial pressure. Way. 제 26 항에 있어서,The method of claim 26, 상기 이산화탄소는, 이산화탄소의 제 2 온도 및 제 2 부분압력을 가지는 환경에서의 상기 세정액에 용해되고,The carbon dioxide is dissolved in the cleaning liquid in an environment having a second temperature and a second partial pressure of carbon dioxide, 상기 이산화탄소는 상기 제 2 온도 및 제 2 부분압력에 대해 포화 농도 또는 그 이하가 되도록 하는 양으로 상기 세정액에 용해되는 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법.And the carbon dioxide is dissolved in the cleaning liquid in an amount such that the carbon dioxide is at a saturation concentration or less with respect to the second temperature and the second partial pressure. 제 27 항에 있어서,28. The method of claim 27, 상기 이산화탄소가 상기 용액으로부터 충분히 유출되어 상기 세정액에 용해된 상기 이산화탄소의 농도가 상기 제 1 온도 및 제 1 부분압력에 대해 포화농도로 낮추어지기 전에 상기 (c) 단계가 완료되는 적어도 하나의 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법.At least one semiconductor wafer where step (c) is completed before the carbon dioxide is sufficiently discharged from the solution and the concentration of the carbon dioxide dissolved in the cleaning liquid is lowered to a saturation concentration with respect to the first temperature and the first partial pressure. How to clean. 적어도 하나의 기판을 세정하는 시스템으로서, A system for cleaning at least one substrate, 제 1 가스의 제 1 온도 및 제 1 부분 압력의 가스 환경을 가지는 공정 챔버;A process chamber having a gaseous environment of a first temperature and a first partial pressure of the first gas; 상기 공정 챔버에서 적어도 하나의 기판을 지지하는 지지부;A support for supporting at least one substrate in the process chamber; 상기 제 1 가스를 세정액에 용해하여, 용액을 형성하는 용해수단;Dissolving means for dissolving the first gas in a cleaning liquid to form a solution; 상기 지지부에 의해 지지되는 기판의 적어도 하나의 표면에 상기 용액의 층을 공급하는 공급수단;Supply means for supplying a layer of the solution to at least one surface of the substrate supported by the support; 상기 지지부에 의해 지지되는 기판에 상기 용액의 층을 통해 음향 에너지를 전달하기 위한 음향 에너지원; 및An acoustic energy source for delivering acoustic energy through the layer of solution to a substrate supported by the support; And (1) 상기 제 1 가스가 상기 제 1 온도 및 제 1 부분압력에 대하여 과포화 농도로 상기 세정액에 용해되도록 상기 용해수단을 제어하고, (2) 기판이 상기 지지부에 위치하고 상기 용액의 층이 상기 기판에 공급될 때 음향 에너지원을 활성화하는 제어기를 포함하며,(1) controlling the dissolution means such that the first gas is dissolved in the cleaning liquid at a supersaturated concentration with respect to the first temperature and the first partial pressure, and (2) a substrate is placed on the support and the layer of solution is on the substrate. A controller that activates an acoustic energy source when supplied to 상기 음향 에너지는, 상기 제 1 가스가 상기 용액으로부터 충분히 유출되어 상기 세정액에 용해된 제 1 가스의 농도가 상기 제 1 온도 및 제 1 부분압력에 대해 포화농도로 낮추어지기 전에, 상기 용액의 층을 통과해 상기 기판에 도달하는 적어도 하나의 기판을 세정하는 시스템.The acoustic energy is applied to the layer of the solution before the first gas is sufficiently discharged from the solution and the concentration of the first gas dissolved in the cleaning liquid is lowered to a saturation concentration with respect to the first temperature and the first partial pressure. Cleaning at least one substrate that passes through and reaches the substrate. 제 29 항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 제 1 가스는 이산화탄소인 적어도 하나의 기판을 세정하는 시스템.And the first gas is carbon dioxide. 제 29 항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 용해수단은 상기 제 1 가스의 제 2 온도와 제 2 부분압력을 가지는 가스 환경을 가지고, 상기 제 1 가스는 상기 제 2 온도 및 제 2 부분압력에 대해 포화 농도 또는 그 이하가 되도록 하는 양으로 상기 세정액에 용해되는 적어도 하나의 기판을 세정하는 시스템.The dissolving means has a gas environment having a second temperature and a second partial pressure of the first gas, wherein the first gas is in an amount such that it is at or below a saturation concentration relative to the second temperature and the second partial pressure. A system for cleaning at least one substrate dissolved in the cleaning liquid. 제 29 항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 용해수단은 막 접촉기인 적어도 하나의 기판을 세정하는 시스템.Said dissolving means cleaning at least one substrate that is a film contactor. 제 29 항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 제 1 가스는 음향 에너지에 의한 데미지로부터 상기 기판을 보호하는 적어도 하나의 기판을 세정하는 시스템.And the first gas cleans at least one substrate that protects the substrate from damage by acoustic energy.
KR1020057023902A 2003-06-11 2004-06-10 Megasonic cleaning using supersaturated cleaning solution KR101110905B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47760203P 2003-06-11 2003-06-11
US60/477,602 2003-06-11
PCT/US2004/018464 WO2005006396A2 (en) 2003-06-11 2004-06-10 Megasonic cleaning using supersaturated cleaning solution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060037270A KR20060037270A (en) 2006-05-03
KR101110905B1 true KR101110905B1 (en) 2012-02-20

Family

ID=34061915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057023902A KR101110905B1 (en) 2003-06-11 2004-06-10 Megasonic cleaning using supersaturated cleaning solution

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1631396A4 (en)
JP (1) JP4643582B2 (en)
KR (1) KR101110905B1 (en)
CN (1) CN1849182A (en)
TW (1) TWI330552B (en)
WO (1) WO2005006396A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010108641A (en) * 2000-05-30 2001-12-08 강병근 Healthy beverage with radish and manufacturing method thereof
KR20020037177A (en) * 2000-11-13 2002-05-18 김용현 Honey drink added radish

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100827618B1 (en) * 2006-05-11 2008-05-07 한국기계연구원 Ultrasonic device for cleaning and ultrasonic cleaning system using the same
US7969548B2 (en) * 2006-05-22 2011-06-28 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and lithographic apparatus cleaning method
WO2008050832A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-02 Tokyo Electron Limited Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, program and recording medium
KR100748480B1 (en) * 2007-06-27 2007-08-10 한국기계연구원 Ultrasonic device for cleaning and ultrasonic cleaning system using the same
JP4532580B2 (en) * 2008-08-20 2010-08-25 株式会社カイジョー Ultrasonic cleaning equipment
JP4915455B2 (en) * 2010-02-25 2012-04-11 トヨタ自動車株式会社 Degreasing system using microbubbles for large products such as vehicles
JP2014130881A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Ebara Corp Polishing device
JP6678448B2 (en) * 2015-12-22 2020-04-08 株式会社Screenホールディングス Substrate cleaning method and substrate cleaning apparatus
WO2020095091A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 Arcelormittal Equipment improving the ultrasound cleaning
JP7233691B2 (en) * 2019-03-28 2023-03-07 株式会社エアレックス Decontamination method for low-temperature goods and pass box used for this

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015474A (en) 1999-05-25 2001-01-19 Infineon Technol North America Corp Method and device for degassing demineralized water for ultrasonically cleaning semiconductor wafer
JP2001053051A (en) 1999-08-10 2001-02-23 Pre-Tech Co Ltd Device and method for drying and washing substrate

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5368054A (en) 1993-12-17 1994-11-29 International Business Machines Corporation Ultrasonic jet semiconductor wafer cleaning apparatus
JPH1022246A (en) 1996-07-04 1998-01-23 Tadahiro Omi Cleaning method
CN1299333C (en) * 1996-08-20 2007-02-07 奥加诺株式会社 Method and device for cleaning electronic element or its mfg. equipment element
US5800626A (en) 1997-02-18 1998-09-01 International Business Machines Corporation Control of gas content in process liquids for improved megasonic cleaning of semiconductor wafers and microelectronics substrates
US5849091A (en) * 1997-06-02 1998-12-15 Micron Technology, Inc. Megasonic cleaning methods and apparatus
US6743301B2 (en) 1999-12-24 2004-06-01 mFSI Ltd. Substrate treatment process and apparatus
US6684890B2 (en) * 2001-07-16 2004-02-03 Verteq, Inc. Megasonic cleaner probe system with gasified fluid
US20030084916A1 (en) * 2001-10-18 2003-05-08 Sonia Gaaloul Ultrasonic cleaning products comprising cleaning composition having dissolved gas

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001015474A (en) 1999-05-25 2001-01-19 Infineon Technol North America Corp Method and device for degassing demineralized water for ultrasonically cleaning semiconductor wafer
JP2001053051A (en) 1999-08-10 2001-02-23 Pre-Tech Co Ltd Device and method for drying and washing substrate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010108641A (en) * 2000-05-30 2001-12-08 강병근 Healthy beverage with radish and manufacturing method thereof
KR20020037177A (en) * 2000-11-13 2002-05-18 김용현 Honey drink added radish

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007502032A (en) 2007-02-01
EP1631396A2 (en) 2006-03-08
KR20060037270A (en) 2006-05-03
WO2005006396A2 (en) 2005-01-20
CN1849182A (en) 2006-10-18
JP4643582B2 (en) 2011-03-02
WO2005006396A3 (en) 2005-09-15
EP1631396A4 (en) 2013-08-14
TWI330552B (en) 2010-09-21
TW200507954A (en) 2005-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7578302B2 (en) Megasonic cleaning using supersaturated solution
US6491043B2 (en) Ultra-low particle semiconductor cleaner
EP1583136B1 (en) Control of ambient environment during wafer drying using proximity head
US6539952B2 (en) Megasonic treatment apparatus
US6158446A (en) Ultra-low particle semiconductor cleaner
US7021319B2 (en) Assisted rinsing in a single wafer cleaning process
KR101110905B1 (en) Megasonic cleaning using supersaturated cleaning solution
US7343922B2 (en) Wafer drying apparatus
US5988189A (en) Method and apparatus for cleaning wafers using multiple tanks
US6004399A (en) Ultra-low particle semiconductor cleaner for removal of particle contamination and residues from surface oxide formation on semiconductor wafers
US20090320884A1 (en) Controls of ambient environment during wafer drying using proximity head
US6272768B1 (en) Apparatus for treating an object using ultra-violet light
US7682457B2 (en) Frontside structure damage protected megasonics clean
JP2008288541A (en) Single wafer processing cleaning apparatus
US7810513B1 (en) Substrate preparation using megasonic coupling fluid meniscus and methods, apparatus, and systems for implementing the same
JP2007502032A5 (en)
TWI528436B (en) Acoustic energy system, method and apparatus for processing flat articles
KR100694798B1 (en) Method for cleaning the subsrtrate
WO2000024687A1 (en) Method and apparatus for cleaning objects using dilute ammonium bearing solutions
JPH0831794A (en) Processing apparatus for semiconductor wafer
JPH0195522A (en) Dryer
JPH02177327A (en) Cleaning of semiconductor wafer, etching thereof and semiconductor wafer treatment device
JP2004063520A (en) Dry cleaning apparatus and method

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150109

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200106

Year of fee payment: 9