KR101442405B1 - 웨이퍼 가장자리 말단부 세정을 위한 장치, 방법 및 조성물 - Google Patents

웨이퍼 가장자리 말단부 세정을 위한 장치, 방법 및 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101442405B1
KR101442405B1 KR1020130036120A KR20130036120A KR101442405B1 KR 101442405 B1 KR101442405 B1 KR 101442405B1 KR 1020130036120 A KR1020130036120 A KR 1020130036120A KR 20130036120 A KR20130036120 A KR 20130036120A KR 101442405 B1 KR101442405 B1 KR 101442405B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning
wafer
cmp
enclosure
dispensing unit
Prior art date
Application number
KR1020130036120A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140096941A (ko
Inventor
신시엔 루
팅쿠이 창
중산 채
Original Assignee
타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
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 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 filed Critical 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20140096941A publication Critical patent/KR20140096941A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101442405B1 publication Critical patent/KR101442405B1/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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment 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
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02082—Cleaning product to be cleaned
    • H01L21/02087—Cleaning of wafer edges
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • 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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment 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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • 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
    • H01L21/67046—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly scrubbing means, e.g. brushes
    • 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • H01L21/67219—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one polishing chamber

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)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

웨이퍼 세정 장치는 웨이퍼의 화학적 기계적 폴리싱(CMP)에서 이용되는 폴리싱 유닛 및 웨이퍼의 CMP 이후 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출하도록 배열된 세정 디스펜싱 유닛을 포함한다. 웨이퍼 세정 방법은 폴리싱 유닛에 의한 웨이퍼의 CMP 및 웨이퍼의 CMP 이후 세정 디스펜싱 유닛에 의해 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출시키는 단계를 포함한다. 또다른 방법은 CMP, 탈이온수를 도포시키는 단계, 및 약 2 내지 약 13의 pH 범위를 갖는 pH 조절제를 도포시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

웨이퍼 가장자리 말단부 세정을 위한 장치, 방법 및 조성물{APPARATUS, METHOD, AND COMPOSITION FOR FAR EDGE WAFER CLEANING}
본 발명개시는 반도체 디바이스들에서 이용되는 웨이퍼들의 가장자리 말단부들을 세정하는데 이용되는 방법, 장치, 및 조성물에 관한 것이다.
반도체 디바이스들이 제조되는 반도체 기판의 표면 위로부터 금속 또는 다른 물질들을 폴리싱하고 제거하기 위해 반도체 제조 산업에서는 화학적 기계적 폴리싱(chemical mechanical polishing; CMP)이 통상적으로 이용된다. 가장 흔하게는, 비아들 및 트렌치들과 같은, 일련의 개구들을 기판 표면상에 배치된 절연물질에서 형성하고, 그런 후 기판 표면 위에 도전층을 형성하며 개구들을 채움으로써 반도체 디바이스들 상에 도전성 상호연결부 패턴들이 형성된다. 다마신 기술은 기판 표면 위로부터 도전성 물질을 제거함으로써 개구에서만 도전성 물질이 남아 있도록 하여 상호연결부 패턴들 및 비아들로서 역할을 하는 다양한 플러그들 및 리드선들과 같은 도전성 구조물들을 형성하는 것을 수반한다. CMP는 또한 얕은 트렌치 격리 영역들을 평탄화하기 위해 광범위하게 이용된다.
기판 표면 위로부터 금속 물질들을 제거하기 위해 폴리싱할 때, 기판 표면 위에서 금속 잔류물을 남기지 않을 것을 보장하는 것이 중요한데, 그 이유는 만약 그렇지 않았을 경우 이것은 격리된 도전성 피처들간에 브릿징(bridging)을 일으켜서 단락 회로를 야기시키기 때문이다. 브러쉬 세정과 같은 추가적인 단계들이 CMP 이후에 이용될지라도, 잔류물들은 남아 있어서 여전히 결함들을 일으킬 수 있다.
몇몇의 실시예들에서, 웨이퍼 세정 장치는 웨이퍼의 CMP에서 이용된 폴리싱 유닛을 포함한다. 세정 디스펜싱 유닛은 웨이퍼의 CMP 이후 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출하도록 배열된다.
몇몇의 실시예들에서, 웨이퍼 세정 방법은 폴리싱 유닛에 의한 웨이퍼의 CMP; 및 웨이퍼의 CMP 이후 세정 디스펜싱 유닛에 의해 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출시키는 단계를 포함한다.
몇몇의 실시예들에서, 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 화학 조성물을 도포시키는 방법은 웨이퍼의 CMP, 웨이퍼에 탈이온수를 도포시키는 단계, 및 HNO3, H2SO4, NH4OH, KOH 또는 유기 아민(organic amine) 중 적어도 하나를 포함한 세정 화학물질을 도포시키는 단계를 포함한다. 세정 화학물질은 웨이퍼의 CMP 이후에 이용되고 약 2 내지 약 13의 pH 범위를 갖는 산성 또는 알카리성이다.
반도체 디바이스들에서 이용되는 웨이퍼들의 가장자리 말단부들을 세정하는데 이용되는 방법, 장치, 및 조성물이 제공될 수 있다.
본 발명개시는 첨부 도면들과 함께 아래의 상세한 설명을 읽음으로써 최상으로 이해된다. 본 업계에서의 통상적인 관행에 따라, 도면들의 다양한 피처들은 반드시 실척도로 작도된 것은 아니라는 점을 강조해둔다. 이와는 달리, 다양한 피처들의 치수들은 명료함을 위해 임의적으로 확대되거나 또는 축소될 수 있다. 명세서 및 도면 전반에 걸쳐 동일 번호들은 동일한 피처들을 가리킨다.
도 1은 기존의 웨이퍼 세정 시스템을 도시하는 시스템이다.
도 2는 도 1의 세정 시스템을 이용한 후의 웨이퍼에서의 결함들의 갯수를 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 명세서에서의 실시예들에 따른 웨이퍼의 가장자리 말단부를 추가로 세정하는 웨이퍼 세정 시스템을 도시하는 시스템 및 흐름도이다.
도 4는 도 3의 시스템 및 흐름도의 추가적인 세부도이다.
도 5는 본 명세서에서의 실시예들에 따른 방법을 도시하는 플로우 챠트이다.
본 발명개시는 웨이퍼의 CMP에서 이용되는 폴리싱 유닛 및 웨이퍼의 CMP 이후 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출하도록 배열된 세정 디스펜싱 유닛을 포함한 웨이퍼 세정 장치를 제공한다.
본 발명개시는 또한 폴리싱 유닛에 의한 웨이퍼의 CMP 및 웨이퍼의 CMP 이후 세정 디스펜싱 유닛에 의해 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출시키는 단계를 포함한 웨이퍼 세정 방법을 제공한다.
본 발명개시는 또한 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 화학 조성물을 도포시키는 방법을 제공하며, 본 방법은 웨이퍼의 CMP, 웨이퍼에 탈이온수를 도포시키는 단계, 및 HNO3, H2SO4, NH4OH, KOH 또는 유기 아민(organic amine) 중 하나 이상과 같은, pH 조절제를 함유한 세정 화학물질을 도포시키는 단계를 포함하며, 세정 화학물질은 웨이퍼의 CMP 이후에 이용되고 약 2 내지 약 13 사이의 pH 범위를 갖는 산성 또는 알카리성이다.
다음의 예시들은 단지 예시적일 뿐이며 다른 예시적인 실시예들에서는 다른 세정 장치, 방법, 및 화학 조성물들이 이용될 수 있고 추가적인 컴포넌트들이 또한 다양한 실시예들에서 포함될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 웨이퍼(105)의 CMP를 위한 두 개의 개별적인 인클로저(enclosure)들을 포함한 기존의 웨이퍼 세정 시스템을 도시하는 시스템(100)이다. 화학적 기계적 폴리싱/평탄화(Chemical Mechanical Polishing/Planarization; CMP)는 화학력 및 기계력의 조합으로 표면들을 부드럽게하는 공정이다. 제1 인클로저(102)는 폴리싱 패드 및 리테이닝 링과 함께 연마재 및 부식성 화학적 슬러리(통상적으로 콜로이드)를 이용하여 웨이퍼의 표면으로부터 구리와 같은 물질을 제거할 수 있다. 본 업계에서 알려진 바와 같이 제2 인클로저(104)는 마찬가지로 화학적 슬러리를 이용하여 웨이퍼(105) 상의 배리어들 및 산화물 절연체(산화물 및 낮은 유전상수 물질)를 추가적으로 폴리싱하여 제거시킬 수 있다. CMP 사후 공정들은 제1 브러쉬 세정 공정(107)과 제2 브러쉬 세정 공정(108)에서 두 번 수행될 수 있는 브러쉬 세정 공정(106)을 포함할 수 있다. 공정들(107, 108)은 동일할 수 있다. 브러쉬 세정 공정에 이어서, 도시된 바와 같이, 펜슬(pencil) 세정 공정(110)과 드라잉(drying) 공정(112)이 뒤따를 수 있다.
전형적인 CMP 툴들은 패드에 의해 커버되는 매우 평평한 회전 플래튼(platen)을 포함한다. 폴리싱중인 웨이퍼는 위쪽이 아래로 향한 채로 백킹막(backing film) 상의 캐리어/스핀들에 탑재된다. 리테이닝 링은 웨이퍼를 정확한 수평 위치로 유지시킨다. 웨이퍼를 CMP 툴 상으로 적재하고 적재해제하는 공정 동안에서, 웨이퍼 표면상에서 원치않는 입자들이 축적되는 것을 방지하기 위해 웨이퍼는 캐리어에 의한 진공에 의해 홀딩될 수 있다. 슬러리 도입 메커니즘은 슬러리를 패드상에 퇴적시킨다. 그런 후 플래튼과 캐리어 모두는 회전될 수 있고 캐리어는 또한 진동 상태로 유지된다. 하방압력 또는 하향력을 캐리어에 가해서 캐리어를 패드에 밀착시킨다. CMP에서, 웨이퍼 자체의 기계적 특성들이 또한 고려된다. 웨이퍼가 활모양으로 약간 굽어진 구조를 갖는 경우, 압력은 중심보다는 가장자리들 상에서 보다 클 것이므로, 이것은 비균일한 폴리싱을 야기시킬 것이다. 웨이퍼 활모양 구조를 보정하기 위해, 압력은 웨이퍼의 뒷면에 가해져서, 중심-가장자리 차이들을 균등화시킬 것이다. CMP 툴에서 이용되는 패드들은 웨이퍼 표면을 균일하게 폴리싱하도록 강체이어야 한다. 하지만, 이러한 강체 패드들은 항상 웨이퍼와 정렬된 상태로 유지된다. 그러므로, 실제 패드들은 어느 정도 웨이퍼 토포그래피를 따르는 단지 소프트 및 하드 물질들의 스택들이다. 일반적으로, 이러한 패드들은 약 30과 약 50㎛ 사이의 공극 크기를 갖는 다공성 폴리머 물질들로부터 제조되며, 공정에서 소모되고, 정기적으로 재조정된다. 대략 1990년 이래로 웨이퍼들 상에서 구리 컨덕터들을 사용해온 것은 추가적인 패터닝(다마신) 공정의 개발을 야기시켰는데, 이것은 물질을 평평하고 균일한 형태로 제거시키고 구리와 산화물 절연층들 사이의 계면에서 반복적으로 중단하는 CMP의 능력들에 의존한다. 이 공정의 채용은 CMP 공정을 더욱 더 보편화시켰지만, CMP 공정은 "더러운" 공정으로 남는다.
도 2는 도 1에서 도시된 공정들을 거친, 결함들(202)을 갖는 폴리싱되고 세정된 웨이퍼(200)를 도시한다. 폴리싱, 브러쉬 세정, 펜슬 세정 및 드라잉 이후에도, 기저 웨이퍼(150)는 결함들(202)을 형성하는 가장자리 말단부 유기 잔류물을 여전히 가질 것이다.
도 3은 적어도 CMP 부분(102, 104)을 포함하기 때문에 도 1의 웨이퍼 세정 장치(100)와 몇가지 점에서 유사한 웨이퍼 세정 장치(300)를 도시한다. 하지만 웨이퍼 세정 장치(300)는 웨이퍼의 CMP 이후 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출하도록 배열된 세정 디스펜싱 유닛(302 또는 304 또는 306)을 더 포함한다. 웨이퍼 세정 장치(300)는 또한 도시된 바와 같이 제1 브러쉬 세정 공정(107)과 제2 브러쉬 세정 공정(108)에서 두 번 수행될 수 있는 브러쉬 세정 공정(106) 및 그 뒤를 따르는 펜슬 세정 공정(110)과 드라잉 공정(112)과 같은, CMP 사후 공정들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서 세정 디스펜싱 유닛 또는 유닛들(302, 304, 306)은 전체적인 웨이퍼 세정 장치(300) 내에서 여러 위치들에서 배열되고 배치될 수 있다. 세정 디스펜싱 유닛 또는 유닛들은 폴리싱 유닛 또는 유닛들 또는 CMP 공정들(102, 104)을 위한 인클로저 또는 인클로저들의 외부에 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 세정 디스펜싱 유닛(302)은 브러쉬 세정 공정(106) 이전에 폴리싱 유닛들의 현장 외의 새로운 챔버 또는 인클로저에 배열될 수 있다. 또다른 실시예에서, 세정 디스펜싱 유닛(304)은 CMP 이후 브러쉬 세정을 위한 인클로저(107 또는 108) 내부(현장 내)에 위치할 수 있다. 또다른 실시예에서, 세정 디스펜싱 유닛(306)은 CMP를 위한 인클로저(들)(102, 104) 이후의 CMP를 위한 인클로저(들) 외부(현장 외)에 배열되고 브러쉬 세정을 위한 인클로저(들)(107, 108) 이후의 브러쉬 세정을 위한 인클로저(들) 외부(현장 외)에 배열될 수 있다. 다시, 세정 디스펜싱 유닛(306)은 브러쉬 세정 이후 새로운 챔버에 있을 수 있다.
물론, 세정 디스펜싱 유닛들(302, 304, 또는 306) 중 하나 이상이 전체적인 웨이퍼 세정 장치(300) 내에 배치되는 실시예들에 따라 다른 배열들 또는 순열들 또는 조합들이 이뤄질 수 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼 세정 장치(300)는 브러쉬 세정 인클로저(107 또는 108) 내의 제1 세정 디스펜싱 유닛(304)과, CMP를 위한 인클로저 이후의 CMP를 위한 인클로저 외부에 배열된 제2 세정 디스펜싱 유닛(302) 또는 브러쉬 세정을 위한 인클로저 이후의 브러쉬 세정을 위한 인클로저 외부에 배열된 제2 세정 디스펜싱 유닛(306)을 포함할 수 있다. 또다른 실시예에서, 웨이퍼 세정 장치(300)는 브러쉬 세정 공정(106) 내의 제1 세정 디스펜싱 유닛(304), 폴리싱 유닛을 위한 인클로저(들)(102, 104) 외부에 배열된 제2 세정 디스펜싱 유닛(302) 및 브러쉬 세정을 위한 인클로저(들)(107, 108) 외부에 배열된 제3 세정 디스펜싱 유닛(306)을 적어도 포함할 수 있다. 모든 실시예들은 브러쉬 세정 공정(106) 내의 하나의 세정 디스펜싱 유닛뿐만이 아니라, 브러쉬 세정 공정(106)의 각각의 인클로저(107, 108)에 대한 하나 이상의 세정 디스펜싱 유닛들을 더 포함할 수 있다는 것을 또한 유념한다. 도 3에서 도시된 실시예는 CMP 이후의 제1 세정 디스펜싱 유닛(302), 브러쉬 세정을 위한 인클로저(107) 내의 제2 세정 디스펜싱 유닛(304), 브러쉬 세정을 위한 인클로저(108) 내의 제3 세정 디스펜싱 유닛, 및 브러쉬 세정(106) 이후의 제4 세정 디스펜싱 유닛(306)을 포함할 수 있다.
세정 디스펜싱 유닛들은 다양한 물질들로 형성될 수 있으며 본 명세서에서 개시된 물질들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 세정 디스펜싱 유닛들(302, 304 또는 306)은 폴리비닐 알콜(Polyvinyl Alcohol; PVA), 폴리비닐 클로라이드(Polyvinyl Chloride; PVC), 폴리우레탄(Polyurethene; PU), 또는 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene Terephthalate; PET)로 구성된 스펀지 물질로 형성될 수 있다. 스펀지 물질은 약 30% 내지 약 90%의 공극율을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 스펀지 물질은 약 20 내지 약 200 마이크로미터의 공극 크기를 가질 수 있다. 세정 디스펜싱 유닛들은 또한 내부 화학물질 플로우인을 갖춘 동심 튜브를 갖는 스펀지의 형태를 취할 수 있다. 또다른 실시예에서, 세정 디스펜싱 유닛은 고압 유체 제트를 포함할 수 있다. 도 4의 웨이퍼 세정 장치(400)에서 도시된 바와 같이, 각각의 세정 디스펜싱 유닛들은 스펀지(402) 또는 고압 유체 제트(404)의 형태를 취할 수 있다. 웨이퍼 세정 장치(400)는, 세정 디스펜싱 유닛들 각각이 택일적으로 스펀지(402) 또는 고압 유체 제트(404)일 수 있다는 점을 제외하고, 도 3의 웨이퍼 세정 장치(300)와 본질적으로 동일하다. 일 실시예에서, 웨이퍼 세정 장치(400)는 스펀지들만을 포함할 수 있으며 다른 실시예에서 웨이퍼 세정 장치(400)는 고압 유체 제트들만을 포함할 수 있다. 또다른 실시예들에서는, 스펀지들과 제트들의 조합이 이용될 수 있다.
일례에서, 고압 유체 제트(또는 스펀지)는 약 2 내지 약 13의 pH 범위를 갖는 세정 화학물질을 이용할 수 있다. 세정 화학물질의 표면 장력은 약 20 내지 약 70 dyne/㎝의 범위를 가질 수 있고, 세정 화학물질의 전도도는 약 100 내지 약 4000 μS/㎝의 범위를 가질 수 있다.
웨이퍼의 CMP 이후 웨이퍼(150)의 가장자리 말단부쪽을 향해 도포된 화학 조성물은 탈이온수 및 HNO3, H2SO4, NH4OH, KOH 또는 유기 아민(organic amine) 중 하나 이상과 같은, pH 조절제를 함유한 세정 화학물질을 포함할 수 있으며, 세정 화학물질은 웨이퍼의 CMP 이후에 이용되고 약 2 내지 약 13 사이의 pH 범위를 갖는 산성 또는 알카리성이다. 일 실시예에서, 세정 화학물질은 HNO3, H2SO4, NH4OH, KOH 및 유기 아민 중의 두 개의 조합과 같은 pH 조절제를 함유할 수 있다. 상술한 바와 같이, 세정 화학물질의 표면 장력은 약 20 내지 약 70 dyne/㎝의 범위를 가질 수 있고, 세정 화학물질의 전도도는 약 100 내지 약 4000 μS/㎝의 범위를 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 플로우 챠트는 웨이퍼 세정 방법(500)을 도시한다. 본 방법은 폴리싱 유닛에 의한 웨이퍼의 CMP(단계 502) 및 웨이퍼의 CMP 이후 세정 디스펜싱 유닛에 의해 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출시키는 단계(504)를 포함할 수 있다. 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 분출시키는 단계는 여러 방법들로 행해질 수 있다. 단계 506에서의 일 실시예에서, 세정액을 분출시키는 단계는 CMP 이후 및 CMP를 위해 이용된 인클로저 외부에서 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 스펀지를 도포시킴으로써 행해질 수 있다. 단계 508에서의 또다른 실시예에서, 세정액을 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 분출시키는 단계는 CMP 이후, CMP를 위해 이용된 인클로저 외부, 및 브러쉬 세정을 위한 인클로저 내에서 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 스펀지를 도포시킴으로써 행해질 수 있다. 단계 510에서의 또다른 실시예에서, 세정액을 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 분출시키는 단계는 CMP 이후, CMP를 위해 이용된 인클로저 외부에서 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 제1 스펀지를 도포시키고, 브러쉬 세정을 위한 인클로저 내에서 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 적어도 제2 스펀지를 도포시킴으로써 행해질 수 있다. 단계 512에서의 또다른 실시예에서, 세정액을 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 분출시키는 단계는 CMP 이후, CMP를 위해 이용된 인클로저 외부에서 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 제1 스펀지를 도포시키고, 브러쉬 세정을 위한 인클로저 내에서 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 적어도 제2 스펀지를 도포시키며, CMP 및 브러쉬 세정 이후, 브러쉬 세정을 위한 인클로저 외부에서 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 적어도 제3 스펀지를 도포시킴으로써 행해질 수 있다.
앞의 내용은 본 발명개시의 원리들을 단순히 나타낸 것이다. 따라서, 본 업계의 당업자는, 비록 여기서는 명시적으로 설명되거나 또는 도시되고 있지는 않지만, 본 발명개시의 원리들을 구현하며 본 발명개시의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 구성들을 고안해낼 수 있을 것이라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어 개시된 세정 디스펜싱 유닛은 개시된 스펀지들 및 유체 제트들 이외의 다른 물질들을 이용할 수 있다.
뿐만 아니라, 여기서 언급한 모든 예시들과 조건적 언어는 원칙적으로 교시용으로 존재할 뿐이고 기술을 심화시키기 위해 발명자들에 의해 이바지된 개념들 및 발명개시의 원리들을 이해하는데 도움을 주기 위해 표현되었을 뿐이며, 이렇게 구체적으로 언급된 예시들 및 조건들로 제한되지 않도록 해석되어야 한다. 게다가, 여기서 원리들, 양태들, 및 실시예들 뿐만이 아니라 특정 예시들을 언급한 모든 진술들은 그 구조적 및 기능적 등가물들도 망라하는 것으로 한다. 추가적으로, 이러한 등가물들은 현재 알려진 등가물들과 미래에 개발될 등가물들, 즉 구조에 상관없이, 동일한 기능을 수행하도록 개발된 임의의 엘리먼트들도 포함하는 것으로 한다.
이러한 예시적인 실시예들의 설명은 첨부 도의 도면들과 관련하여 판독되도록 의도된 것이며, 이 도면들은 기재된 설명 전체의 일부로서 간주된다. 본 설명에서, "상위", "하위", "수평적", "수직적", "위", "밑", "위로", "아래로", "이전", "이후", "최상단", 및 "바닥" 뿐만 아니라, 이것들의 파생어들(예컨대, "수평적으로", "아래쪽으로", "윗쪽으로" 등)와 같은 상대적인 용어들은 논의되는 도면에서 도시되거나 또는 설명된 배향을 언급하는 것으로 해석되어야 한다. 도면들은 설명의 편리성을 위해 임의적으로 배향된 것이며, 장치가 특정 배향으로 구축되거나 동작될 것을 요구하지는 않는다. "연결되다"와 "상호연결되다"와 같은 부착과 관련된 용어들인 커플링 등은 구조물들이 개입 구조물들을 통해 서로에 대해 직접적으로 또는 간접적으로 고정되거나 또는 부착되는 관계는 물론, 이와 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 이동가능식 부착 또는 관계 또는 강체 부착 또는 관계 모두를 말한다.
본 발명개시를 예시적인 실시예들의 측면에서 설명해왔지만, 본 발명내용은 이에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 첨부된 청구항들은 본 업계의 당업자에 의해 등가물들의 범위 및 영역으로부터 이탈하지 않고서 행해질 수 있는 다른 변형들과 실시예들을 포함하도록 광범위하게 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 웨이퍼 세정 장치에 있어서,
    웨이퍼의 화학적 기계적 폴리싱(chemical mechanical polishing; CMP)에서 이용되는 폴리싱 유닛; 및
    상기 웨이퍼의 CMP 이후 상기 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액이 유도되도록 배치된 세정 디스펜싱 유닛을 포함하고,
    상기 세정 디스펜싱 유닛은 스펀지 물질 또는 고압 유체 제트를 포함하며, 상기 스펀지 물질은 i) 30% 내지 90%의 공극율, ii) 20 내지 200 마이크로미터의 공극 크기, 및 iii) 내부 화학물질 플로우인을 갖춘 동심 튜브 중에서 적어도 하나를 갖는 스펀지 물질을 포함한 것이고, 상기 고압 유체 제트는 i) 2 내지 13의 pH 범위, ii) 20 내지 70 dyne/㎝의 범위의 표면 장력, 및 iii) 100 내지 4000 μS/㎝의 범위의 전도도 중에서 적어도 하나를 갖는 세정 화학물질을 이용하는 것인, 웨이퍼 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정 디스펜싱 유닛은 상기 폴리싱 유닛을 위한 인클로저(enclosure)의 외부에 배치된 것인, 웨이퍼 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세정 디스펜싱 유닛은 상기 CMP 이후 브러쉬 세정을 위한 인클로저 내에 배치되거나, 또는 CMP를 위한 인클로저 이후 및 상기 CMP를 위한 인클로저 외부에 배치되거나 또는 상기 브러쉬 세정을 위한 인클로저 이후 및 상기 브러쉬 세정을 위한 인클로저 외부에 배치되거나, 또는 상기 폴리싱 유닛을 위한 인클로저 외부에 배치되며, 제3 세정 디스펜싱 유닛은 상기 브러쉬 세정을 위한 인클로저 외부에 배치된 것인, 웨이퍼 세정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 세정 디스펜싱 유닛은 폴리비닐 알콜(Polyvinyl Alcohol; PVA), 폴리비닐 클로라이드(Polyvinyl Chloride; PVC), 폴리우레탄(Polyurethene; PU), 또는 폴리에틸렌 테레프타레이트(Polyethylene Terephthalate; PET)를 포함하는 스펀지 물질을 포함한 것인, 웨이퍼 세정 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 웨이퍼 세정 방법에 있어서,
    폴리싱 유닛에 의해 웨이퍼를 화학적 기계적 폴리싱(chemical mechanical polishing; CMP)하는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 CMP 이후 세정 디스펜싱 유닛에 의해 상기 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 유도하는 단계를 포함하고,
    상기 세정 디스펜싱 유닛은 스펀지 물질 또는 고압 유체 제트를 포함하며, 상기 스펀지 물질은 i) 30% 내지 90%의 공극율, ii) 20 내지 200 마이크로미터의 공극 크기, 및 iii) 내부 화학물질 플로우인을 갖춘 동심 튜브 중에서 적어도 하나를 갖는 스펀지 물질을 포함한 것이고, 상기 고압 유체 제트는 i) 2 내지 13의 pH 범위, ii) 20 내지 70 dyne/㎝의 범위의 표면 장력, 및 iii) 100 내지 4000 μS/㎝의 범위의 전도도 중에서 적어도 하나를 갖는 세정 화학물질을 이용하는 것인, 웨이퍼 세정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 세정액을 유도하는 단계는, CMP 이후, CMP를 위해 이용된 인클로저 외부에서 상기 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 제1 스펀지를 도포시키는 단계, 브러쉬 세정을 위한 인클로저 내에서 상기 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 적어도 제2 스펀지를 도포시키는 단계, 및 CMP 및 브러쉬 세정 이후, 상기 브러쉬 세정을 위한 인클로저 외부에서 상기 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 적어도 제3 스펀지를 도포시키는 단계를 포함한 것인, 웨이퍼 세정 방법.
  10. 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 화학 조성물을 도포시키는 방법에 있어서,
    웨이퍼를 화학적 기계적 폴리싱(chemical mechanical polishing; CMP)하는 단계;
    상기 웨이퍼에 탈이온수(deionized water)를 도포시키는 단계; 및
    스펀지 물질 또는 고압 유체 제트를 포함하는 세정 디스펜싱 유닛에 의해 상기 웨이퍼에 세정 화학물질을 도포시키는 단계를 포함하고, 상기 세정 화학물질은 HNO3, H2SO4, NH4OH, KOH 또는 유기 아민(organic amine) 중에서 적어도 하나의 pH 조절제를 포함하며, 상기 세정 화학물질은 i) 2 내지 13의 pH 범위, ii) 20 내지 70 dyne/㎝의 범위의 표면 장력, 및 iii) 100 내지 4000 μS/㎝의 범위의 전도도 중에서 적어도 하나를 갖는 것인, 웨이퍼의 가장자리 말단부쪽을 향해 화학 조성물을 도포시키는 방법.
KR1020130036120A 2013-01-29 2013-04-03 웨이퍼 가장자리 말단부 세정을 위한 장치, 방법 및 조성물 KR101442405B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/752,415 2013-01-29
US13/752,415 US9576789B2 (en) 2013-01-29 2013-01-29 Apparatus, method, and composition for far edge wafer cleaning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140096941A KR20140096941A (ko) 2014-08-06
KR101442405B1 true KR101442405B1 (ko) 2014-09-17

Family

ID=51223383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130036120A KR101442405B1 (ko) 2013-01-29 2013-04-03 웨이퍼 가장자리 말단부 세정을 위한 장치, 방법 및 조성물

Country Status (2)

Country Link
US (4) US9576789B2 (ko)
KR (1) KR101442405B1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9576789B2 (en) * 2013-01-29 2017-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus, method, and composition for far edge wafer cleaning
US9966281B2 (en) 2013-11-15 2018-05-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods and systems for chemical mechanical polish cleaning
US10504753B2 (en) 2013-12-13 2019-12-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Brush cleaning apparatus, chemical-mechanical polishing (CMP) system and wafer processing method
US9610615B2 (en) * 2015-03-31 2017-04-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Method and system for cleansing wafer in CMP process of semiconductor manufacturing fabrication
US10388537B2 (en) * 2016-04-15 2019-08-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning apparatus, chemical mechanical polishing system including the same, cleaning method after chemical mechanical polishing, and method of manufacturing semiconductor device including the same
KR102573572B1 (ko) * 2017-12-20 2023-09-01 삼성전자주식회사 웨이퍼 세정 장치
US11908720B2 (en) 2018-10-15 2024-02-20 Hangzhou Sizone Electronic Technology Inc. CMP wafer cleaning equipment, wafer transfer robot and wafer flipping method
CN111117493A (zh) * 2019-12-09 2020-05-08 广州鑫荣彩印包装有限公司 一种高光亮金属抛光膏

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050074556A (ko) * 2002-11-08 2005-07-18 와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤 세정액 및 이것을 이용한 세정방법
KR20090034538A (ko) * 2007-10-04 2009-04-08 주식회사 하이닉스반도체 웨이퍼에 스크래치 발생을 억제할 수 있는 화학기계적연마장치 및 방법
KR20090117231A (ko) * 2008-05-09 2009-11-12 주식회사 하이닉스반도체 상변화 메모리 소자 제조용 연마 장치 및 연마 방법
KR20100077947A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 화학적기계적연마장비의 건조 장치 및 건조 방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5498199A (en) * 1992-06-15 1996-03-12 Speedfam Corporation Wafer polishing method and apparatus
US5996594A (en) 1994-11-30 1999-12-07 Texas Instruments Incorporated Post-chemical mechanical planarization clean-up process using post-polish scrubbing
US5679169A (en) 1995-12-19 1997-10-21 Micron Technology, Inc. Method for post chemical-mechanical planarization cleaning of semiconductor wafers
US6640816B2 (en) 1999-01-22 2003-11-04 Micron Technology, Inc. Method for post chemical-mechanical planarization cleaning of semiconductor wafers
US5966766A (en) * 1997-10-06 1999-10-19 Advanced Micro Devices, Inc. Apparatus and method for cleaning semiconductor wafer
US6467120B1 (en) 1999-09-08 2002-10-22 International Business Machines Corporation Wafer cleaning brush profile modification
US6498131B1 (en) 2000-08-07 2002-12-24 Ekc Technology, Inc. Composition for cleaning chemical mechanical planarization apparatus
US6627550B2 (en) 2001-03-27 2003-09-30 Micron Technology, Inc. Post-planarization clean-up
US20030046783A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-13 Guangshun Chen Polyvinyl acetate sponge and method for producing same
US7510972B2 (en) 2005-02-14 2009-03-31 Tokyo Electron Limited Method of processing substrate, post-chemical mechanical polishing cleaning method, and method of and program for manufacturing electronic device
TW200941582A (en) 2007-10-29 2009-10-01 Ekc Technology Inc Methods of post chemical mechanical polishing and wafer cleaning using amidoxime compositions
US9576789B2 (en) * 2013-01-29 2017-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus, method, and composition for far edge wafer cleaning

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050074556A (ko) * 2002-11-08 2005-07-18 와코 쥰야꾸 고교 가부시키가이샤 세정액 및 이것을 이용한 세정방법
KR20090034538A (ko) * 2007-10-04 2009-04-08 주식회사 하이닉스반도체 웨이퍼에 스크래치 발생을 억제할 수 있는 화학기계적연마장치 및 방법
KR20090117231A (ko) * 2008-05-09 2009-11-12 주식회사 하이닉스반도체 상변화 메모리 소자 제조용 연마 장치 및 연마 방법
KR20100077947A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 화학적기계적연마장비의 건조 장치 및 건조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20140213056A1 (en) 2014-07-31
US11705324B2 (en) 2023-07-18
KR20140096941A (ko) 2014-08-06
US20170133218A1 (en) 2017-05-11
US10325772B2 (en) 2019-06-18
US20190295842A1 (en) 2019-09-26
US20210257211A1 (en) 2021-08-19
US9576789B2 (en) 2017-02-21
US10998184B2 (en) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101442405B1 (ko) 웨이퍼 가장자리 말단부 세정을 위한 장치, 방법 및 조성물
US7879724B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device and a semiconductor manufacturing equipment
CN101197268B (zh) 化学机械研磨后残留物的去除方法
US11728157B2 (en) Post-CMP cleaning and apparatus
US11694909B2 (en) Brush cleaning apparatus, chemical-mechanical polishing (CMP) system and wafer processing method
CN109277940B (zh) 一种化学机械研磨装置和化学机械研磨方法
US20160083676A1 (en) Method and apparatus for high efficiency post cmp clean using engineered viscous fluid
WO2000059006A1 (en) Semiconductor wafer cleaning apparatus and method
US20120244705A1 (en) Post-tungsten cmp cleaning solution and method of using the same
TW393378B (en) Apparatus and methods for slurry removal in chemical mechanical polishing
US9941109B2 (en) Surface treatment in a chemical mechanical process
US10312128B2 (en) Chemical-mechanical polish (CMP) devices, tools, and methods
KR100591163B1 (ko) 화학기계적 연마 공정에서 유기물 제거를 위한 세정 방법
US7909677B2 (en) Method of transferring a wafer
JP2004273530A (ja) 洗浄装置およびその方法
KR100677034B1 (ko) 반도체 소자의 세정방법 및 그 장치
KR20090068640A (ko) 반도체 소자 제조를 위한 ｃｍｐ 장치 및 이를 이용한ｃｍｐ 방법
JP3426866B2 (ja) 半導体装置の製造装置および製造方法
JP3545220B2 (ja) 研磨方法並びに半導体装置の製造方法
US20150147883A1 (en) Post-CMP Cleaning and Apparatus for Performing the Same
Jha et al. POST-CMP PARTICLE REMOVAL USING A CAPELLA BRUSH CLEANER
KR20060076835A (ko) 화학기계적 연마 공정에서 유기물 제거를 위한 세정액 및 이를 이용한 세정 방법
KR20070064010A (ko) 화학적기계적연마장치의 패드 컨디셔닝 방법

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20170831

Year of fee payment: 4