KR101538188B1 - 기판으로부터 오염물을 제거하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

기판의 표면에 세정 재료가 도포된다. 세정 재료는 기판의 표면 상에 존재하는 오염물들을 포집하는 하나 이상의 중합성 재료들을 포함한다. 린스 유체는 제어된 속도로 기판의 표면 상에 도포되어, 세정 재료 내에 포집된 세정 재료 및 오염물들을 기판의 표면으로부터 제거한다. 린스 유체의 제어된 속도는 세정 재료로 하여금 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 탄성 방식으로 작용하게 하도록 설정되어, 기판의 표면으로부터의 오염물 제거를 향상시킨다.

Description

기판으로부터 오염물을 제거하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REMOVING CONTAMINANTS FROM SUBSTRATE}
발명자들
Ji Zhu, Arjun Mendiratta, David Mui
본 발명은 반도체 디바이스 제조에 있어서의 웨이퍼 세정 기술에 관한 것이다.
집적 회로, 메모리 셀 등과 같은 반도체 디바이스의 제조에서, 반도체 웨이퍼 ("웨이퍼") 상에 피처 (feature) 를 정의하기 위해 일련의 제조 동작들이 수행된다. 웨이퍼 (또는 기판) 는 실리콘 기판 상에 정의된 멀티-레벨 구조의 형태로 집적 회로 디바이스를 포함한다. 기판 레벨에서, 확산 영역을 갖는 트랜지스터 디바이스가 형성된다. 후속 레벨에서, 상호접속 금속 배선 라인이 패터닝되고 트랜지스터 디바이스와 전기적으로 접속되어 원하는 집적 회로 디바이스를 정의한다. 또한, 패터닝된 도전층들은 유전체 재료에 의해 다른 도전층으로부터 절연된다.
일련의 제조 동작 동안, 웨이퍼 표면은 다양한 유형의 오염물에 노출된다. 기본적으로, 제조 동작에서 존재하는 임의의 재료는 오염물의 잠재적인 소스이다. 예를 들어, 오염물의 소스들로는 특히 프로세스 가스, 화학물질, 퇴적 재료, 및 액체가 있을 수도 있다. 다양한 오염물이 웨이퍼 표면 상에 미립자 형태로 퇴적될 수도 있다. 미립자 오염물이 제거되지 않으면, 오염물 부근의 디바이스는 동작이 불가능해지기 쉽다. 따라서, 웨이퍼 상에 정의된 피처를 손상시키지 않고 실질적으로 완전한 방식으로 웨이퍼 표면으로부터 오염물을 세정할 필요가 있다. 그러나, 종종 미립자 오염물의 크기는 웨이퍼 상에 제조된 피처의 임계적 치수 크기 정도이다. 웨이퍼 상의 피처에 대해 악영향을 미치지 않고 이러한 작은 미립자 오염물의 제거는 매우 어려울 수 있다.
일 실시형태에서, 기판으로부터 오염물을 세정하기 위한 방법이 개시된다. 이 방법은, 기판의 표면에 세정 재료를 도포하는 동작을 포함한다. 세정 재료는 기판의 표면 상에 존재하는 오염물들을 포집 (entrap) 하기 위한 하나 이상의 중합성 재료들을 포함한다. 본 방법은 또한, 기판의 표면으로부터 세정 재료 내에 포집된 세정 재료 및 오염물들을 제거하기 위해 제어된 속도로 기판의 표면에 린스 유체를 도포하는 동작을 포함한다. 린스 유체의 제어된 속도는 세정 재료로 하여금 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 탄성 방식으로 작용하게 하도록 설정된다.
다른 실시형태에서, 기판의 오염물을 세정하기 위한 시스템이 개시된다. 이 시스템은 기판을 지지하도록 정의된 지지 구조체를 포함한다. 시스템은 또한, 지지 구조체 위에 세정 재료를 분배하여 기판이 지지 구조체 상에 존재할 때 기판 위에 세정 재료가 도포되도록 정의된 세정 재료 분배 디바이스를 포함한다. 시스템은, 린스 유체의 흐름을 지지 구조체를 향하게 하여 기판이 지지 구조체 상에 존재할 때 린스 유체가 기판에 충격을 가하도록 정의된 린스 유체 분배 디바이스를 더 포함한다. 린스 유체 분배 디바이스는 세정 재료로 하여금 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 탄성 방식으로 작용하게 하는 속도 범위 내에서 린스 유체의 유동 속도를 제어하도록 정의된다.
다른 실시형태에서, 기판으로부터 오염물들을 세정하기 위한 시스템이 개시된다. 본 시스템은 기판을 지지하도록 정의된 지지 구조체를 포함한다. 시스템은 또한, 지지 구조체 위에 세정 재료를 분배하여 기판이 지지 구조체 상에 존재할 때 기판 위에 세정 재료가 도포되도록 정의된 세정 재료 분배 디바이스를 포함한다. 본 시스템은, 지지 구조체 위에 배치된 근접 헤드를 더 포함하고, 기판이 지지 구조체 상에 존재할 때 기판의 상부면에 근접 헤드의 하부면이 노출된다. 근접 헤드는 근접 헤드의 하부면으로부터 린스 유체를 분배하고, 근접 헤드의 하부면에 진공 석션 (suction) 을 제공하도록 정의된다. 린스 유체의 분배 및 진공 석션의 적용은 기판이 근접 헤드 아래의 지지 구조체 상에 존재할 때 근접 헤드의 하부면과 기판의 상부면 사이에 유체 매니스커스를 형성하도록 기능한다. 근접 헤드는 세정 재료로 하여금 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 탄성 방식으로 작용하게 하는 속도 범위 내에서 린스 유체의 유동 속도를 제어하도록 정의된다.
본 발명의 다른 양태 및 이점들이 본 발명을 예시의 방식으로 도시한 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 세정 용액 내에 분포된 중합성 재료를 갖는 세정 용액을 포함하는 액체 세정 재료를 나타낸다.
도 1b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 액체 세정 재료의 폴리머들 내에 포집된 다수의 오염물 입자들을 나타낸다.
도 1c 는 세정 재료 내의 폴리머들이 디바이스 구조체 상에 해로운 힘을 가하지 않고 디바이스 구조체 주변에서 어떻게 슬라이딩할 수 있는지를 나타낸다.
도 1d 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 세정 재료 내에 유화된 (emulsified) 겔 (gel)-형 폴리머 방울을 갖는 액체 세정 재료를 나타낸다.
도 1e 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 세정 용액 내에서 뚜렷한 경계를 갖지 않는 겔-형 폴리머 덩어리를 형성하기 위해 세정 용액 내에 용해된 폴리머들을 갖는 액체 세정 재료를 나타낸다.
도 1f 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 세정 용액 내에 분산된 공기 버블 (bubble) 을 갖는 세정 재료를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 기판으로부터 오염물을 세정하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 기판으로부터 오염물을 세정하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 4a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 세정 용액 내에 포집된 세정 재료 및 오염물을 제거하기 위해 제어된 속도로 기판의 표면에 린스 유체를 도포하도록 정의된 근접 헤드 시스템을 나타낸다.
도 4b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 기판 위에 위치한 근접 헤드의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 4c 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 근접 헤드의 저면도를 나타내는 도면이다.
도 4d 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른, 근접 헤드의 저면도를 나타내는 도면이다.
다음 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세들이 설명된다. 그러나, 본 발명이 이들 특정 상세들의 일부 또는 모두 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 견지에서, 본 발명을 불필요하게 모호하지 않게 하기 위해 공지된 프로세스 동작들을 상세히 설명하지 않았다.
기판으로부터 오염물 입자를 세정하기 위한 방법 및 장치가 본 명세서에 개시된다. 방법은 세정될 기판의 표면에 대한 세정 재료의 도포를 포함한다. 세정 재료는 기판 상의 오염물 입자를 포집하도록 정의된다. 린스 유체가 기판 표면에 도포되어, 세정 재료 내에 트랩된 오염물 입자와 함께 세정 재료를 제거한다. 린스 유체의 유동 속도는, 린스 유체로부터 세정 재료로의 운동량 전달이 세정 재료로 하여금 탄성 방식으로 작용하게 하도록 충분히 높은 속도로 제어된다. 탄성 방식의 세정 재료의 작용은 세정 재료 내에 포집된 오염물 입자로 하여금 린스 유체에 의해 충격을 받는 동안 세정 재료와 함께 기판 표면으로부터 포집 및 제거되게 한다.
본 명세서에 참조된 바와 같이, 기판은 비제한적으로, 제조 또는 핸들링 동작 동안 오염될 수도 있는 반도체 웨이퍼, 하드 드라이브 디스크, 광 디스크, 유리 기판, 평판 디스플레이 표면, 액정 디스플레이 표면 등을 나타낸다. 실제 기판에 따라, 표면은 상이한 방식으로 오염될 수도 있고, 오염물의 용인 가능한 수준은 기판이 핸들링되는 특정 산업에서 정의된다. 논의의 편의를 위해서, 본 명세서에서 기판 오염물은 기판 표면 상의 오염물 입자의 존재로 설명된다. 그러나, 본 명세서에 참조된 바와 같이 오염물 입자는 기본적으로 임의의 기판 프로세싱 및 핸들링 동작 동안 기판과 접촉할 수도 있는 기본적으로 임의의 유형의 오염물의 형태를 취할 수도 있다.
다양한 실시형태에서, 본 명세서에 개시된 방법 및 장치는 패터닝된 기판 및 마찬가지로 패터닝되지 않은 기판으로부터 오염물 입자를 세정하는데 이용될 수 있다. 패터닝된 기판의 경우에서, 세정될 패터닝된 기판 표면 상의 돌출한 구조는 폴리실리콘 라인 또는 금속 라인과 같은 돌출한 라인에 대응할 수도 있다. 또한, 세정될 패터닝된 기판 표면은 화학 기계적 연마 (CMP) 프로세스로부터 생기는 오목한 비아 (via) 와 같은 오목한 피처 (feature) 들을 포함할 수도 있다.
도 1a 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 세정 용액 내에 분포된 중합성 재료를 갖는 세정 용액 (105) 을 포함하는 액체 세정 재료 (100) 를 나타낸다. 중합성 재료는 큰 분자량의 폴리머들 (110) 로 정의된다. 일 실시형태에서, 액체 세정 재료 (100) 는 겔 (gel) 이다. 다른 실시형태에서, 액체 세정 재료 (100) 는 졸 (sol), 즉 액체 내의 고체 입자의 콜로이드 같은 부유물이다. 또 다른 실시형태에서, 액체 세정 재료 (100) 는 액체 용액이다. 액체 세정 재료 (100) 는 기판에 도포될 때 기판으로부터 오염물 입자를 제거하도록 정의된다.
도 1b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 액체 세정 재료 (100) 의 폴리머 (100) 내에 포집된 다수의 오염물 입자 (120) 를 나타낸다. 큰 분자량 (예를 들어, 10,000 g/mol 보다 큰 분자량) 의 폴리머 (110) 는 긴 폴리머 체인을 형성한다. 이들 긴 폴리머 체인은 서로 얽히게 되어 중합성 네트워크를 형성하고, 중합성 네트워크는 기판의 표면 상에 오염물을 포집하고, 포집된 오염물 입자가 일단 기판으로부터 제거되면 기판의 표면으로 되돌아가는 것을 방지하는 기능을 한다.
폴리머 (110) 가 세정 용액 (105) 내에 용해된다. 세정 용액 (105) 은 폴리머 (110) 의 pH 값에 영향을 주고 용해도를 향상시키는 엘리먼트들을 포함한다. 세정 용액 (105) 내에 용해된 폴리머 (110) 는 세정 용액 (105) 내에 부유된 겔-형 방울이 되거나 소프트 겔이 될 수 있다. 또한, 일 실시형태에서, 다수 유형의 폴리머들 (110) 이 세정 용액 (105) 내에 동시에 용해될 수 있다. 일 실시형태에서, 기판 표면 상의 오염물은 이온력 (ionic force), 반데르 발스힘, 정전기력, 소수성 결합 (hydrophobic interaction), 입체 상호작용 (steric interaction), 또는 화학적 본딩에 의해 용매화된 폴리머 (110) 에 부착된다. 따라서, 폴리머 (110) 가 오염물 주위의 상호작용 범위 내에 위치하고, 폴리머 (110) 는 오염물을 캡처 및 포집한다. 또한, 액체 세정 재료 (100) 는 세정 프로세스 동안 기판 상에 존재하는 디바이스 구조체에 대해 부드럽도록 조직화된다. 예를 들어, 도 1c 에 나타난 바와 같이, 세정 재료 (100) 내의 폴리머 (110) 는 디바이스 구조체 (102) 상에 해로운 힘 (damaging force) 을 가하지 않고 디바이스 구조체 (102) 주변에서 슬라이딩할 수 있다.
큰 분자량의 폴리머를 갖는 중합성 재료의 예들로는, a) 폴리아크릴아미드 (PAM) 와 같은 아크릴 폴리머, b) Carbopol 940™ 및 Carbopol 941™ 과 같은 폴리아크릴산 (PAA), c) 폴리- (N,N-디메틸-아크릴아미드) (PDMAAm), d) 폴리-(N-이소프로필-아크릴아미드) (PIPAAm), e) 폴리메타크릴산 (PMAA), f) 폴리메타크릴아미드 (PMAAm), g) 폴리에틸렌 이민 (PEI), 폴리에틸렌 옥사이드 (PEO), 폴리프로필렌 옥사이드 (PPO) 등과 같은 폴리이민 및 옥사이드, h) 폴리비닐 알콜 (PVA), 폴리에틸렌 술폰산 (PESA), 폴리비닐아민 (PVAm), 폴리비닐-피롤리돈 (PVP), 폴리-4-비닐 피리딘 (P4VP) 등과 같은 비닐 폴리머, i) 메틸 셀룰로스 (MC), 에틸 셀룰로스 (EC), 하이드록시에틸 셀룰로스 (HEC), 카르복시메틸 셀룰로스 (CMC) 등과 같은 셀룰로스 유도체, j) 아라비아 고무 (Gum Arabic), 한천 및 아가로스, 헤파린, 구아검, 크산탄검 등과 같은 다당류, k) 알부민, 콜라겐, 글루텐 등과 같은 단백질이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예시의 폴리머 (110) 구조체에 대하여, 폴리아크릴아미드 (PAM) 는 아크릴아미드 서브유닛으로부터 형성된 아크릴레이트 폴리머 (-CH2CHCONH2-)n 이고, 여기서 "n" 은 정수이다. 폴리비닐 알콜 (PVA) 은 비닐 알콜 서브유닛으로부터 형성된 폴리머 (-CH2CHOH-)m 이고, 여기서 "m" 은 정수이다. 폴리아크릴산 (PAA) 은 아크릴산 서브유닛으로부터 형성된 폴리머 (-CH2=CH-COOH-)o 이고, 여기서 "o" 는 정수이다. 중합성 재료 내의 큰 분자량의 폴리머 (110) 는 수용액에서 용해 가능하거나 고 흡수성이어서, 수용액 내에 소프트 겔을 형성한다. 폴리머 (110) 는 세정 용액 내에 용해될 수 있고, 세정 용액 내에 완전히 분산되고, 세정 용액 내에 액체 방울 (유화제) 을 형성하며, 또는 세정 용액 내에 덩어리를 형성한다.
일 실시형태에서, 중합성 재료의 분자량은 100,000 g/mol 보다 크다. 다른 실시형태에서, 중합성 재료의 분자량은 약 0.1M g/mol 에서 약 1OOM g/mol 까지의 범위 내에 있다. 다른 실시형태에서, 중합성 화합물의 분자량은 약 1M g/mol 에서 약 2OM g/mol 까지의 범위 내에 있다. 또 다른 실시형태에서, 중합성 화합물의 분자량은 약 15M g/mol 에서 약 2OM g/mol 까지의 범위 내에 있다.
일 실시형태에서, 세정 재료 (100) 내의 폴리머 (110) 의 중량 백분율은 약 0.001% 에서 약 20% 까지의 범위 내에 있다. 다른 실시형태에서, 세정 재료 (100) 내의 폴리머 (110) 의 중량 백분율은 약 0.001% 에서 약 10% 까지의 범위 내에 있다. 다른 실시형태에서, 세정 재료 (100) 내의 폴리머 (110) 의 중량 백분율은 약 0.01% 에서 약 10% 까지의 범위 내에 있다. 또 다른 실시형태에서, 세정 재료 (100) 내의 폴리머 (110) 의 중량 백분율은 약 0.05% 에서 약 5% 까지의 범위 내에 있다.
다르게는, 폴리머 (110) 는 2 이상의 모노머 (monomer) 종들로부터 유도되는 코폴리머 (copolymer) 일 수 있다. 예를 들어, 코폴리머는 90% 의 아크릴아미드 (AM) 및 10% 의 아크릴산 (AA) 을 포함할 수 있다. 또한, 폴리머 (110) 는 2 이상의 유형의 폴리머의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 폴리머 (110) 는 2 개 유형의 폴리머의 혼합물, 예컨대 90% 의 PAM 및 10% 의 PAA 를 용매 내에서 혼합함으로써 제조될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c 의 예시의 실시형태에서, 폴리머 (110) 는 세정 용액 (105) 내에 균일하게 용해된다. 세정 용액 (105) 의 베이스 액체, 또는 용매는 테레빈 (turpentine) 과 같은 비-극성 액체, 또는 물 (H2O) 과 같은 극성 액체이다. 용매의 다른 예들로는, 이소프로필 알콜 (IPA), 디메틸 술폭시드 (DMSO), 및 디메틸 포름아미드 (DMF) 가 있다. 일 실시형태에서, 용매는 2 이상의 액체의 혼합물이다. PAM, PAA, 또는 PVA 와 같은 극성을 갖는 폴리머 (110) 에 대해, 세정 용액 (105) 에 적합한 용매는 물 (H2O) 과 같은 극성 액체이다.
다른 실시형태에서, 세정 용액 (105) 은 물과 같은 용매 외의 화합물을 포함하여, 세정 재료 (100) 의 특성을 변형시킨다. 예를 들어, 세정 용액 (105) 은 세정 용액 (105) 및 대응하는 세정 재료 (100) 의 수소이온 지수 (pH) 값을 조정하기 위해 약한 산 또는 약한 염기일 수 있는 완충제를 포함할 수 있다. 약한 산의 일 예는 시트르산이다. 약한 염기의 일 예는 암모늄 (NH4OH) 이다. 세정 재료 (100) 의 pH 값은 약 1 내지 약 12 의 범위일 수 있다. 일 실시형태에서, (구리 및 금속간 절연막 (inter-metal dielectric) 의 퇴적 전의) 프론트-엔드 (front-end) 애플리케이션에 있어서, 세정 재료 (100) 는 약 7 에서 약 12 까지의 범위 내의 pH 값을 갖는 염기성이다. 다른 실시형태에서, 프론트-엔드 애플리케이션의 pH 값은 약 8 에서 약 11 까지의 범위 내에 있다. 또 다른 실시형태에서, 프론트-엔드 애플리케이션의 pH 값은 약 8 에서 약 10 까지의 범위 내에 있다.
일 실시형태에서, (구리 및 금속간 절연막의 퇴적 후의) 백엔드 (backend) 프로세싱에 있어서, 세정 용액은 약한 염기성, 중성, 또는 산성일 수 있다. 일 실시형태에서, 백엔드 애플리케이션의 pH 값은 약 1 에서 약 7 까지의 범위 내에 있다. 다른 실시형태에서, 백엔드 애플리케이션의 pH 값은 약 1 에서 약 5 까지의 범위 내에 있다. 또 다른 실시형태에서, 백엔드 애플리케이션의 pH 값은 약 1 에서 약 2 까지의 범위 내에 있다.
일 실시형태에서, 세정 용액은 ADS (ammonium dodecyl sulfate) 와 같은 계면활성제를 포함하여, 세정 용액 (105) 내의 폴리머 (110) 분산을 돕는다. 일 실시형태에서, 계면활성제는 또한 기판 표면 상의 세정 재료 (100) 의 젖음성 (wetting) 을 돕는다. 기판 표면 상의 세정 재료 (100) 의 젖음성은 세정 재료 (100) 가 기판 표면 및 기판 표면 상의 오염물 입자와 밀착되는 것을 허용한다. 젖음성은 또한 세정 효율성을 향상시킨다. 또한, 다른 첨가제가 또한 추가되어, 표면 젖음성, 기판 세정, 린스, 및 다른 관련된 특성을 향상시킬 수 있다.
일 실시형태에서, 세정 용액 (105) 은 완충된 용액으로서 조직된다. 예를 들어, 세정 용액 (105) 은 완충된 암모늄 용액 (buffered ammonium solution; BAS) 로서 정의될 수도 있으며, BAS 는 0.44 wt% (중량 백분율) 의 NH4OH 및 0.4 wt% 의 시트르산과 같은 염기성 및 산성 완충제를 포함한다. 또한, BAS 와 같은 완충된 세정 용액은 1 wt% 의 ADS 와 같은 소정 양의 계면활성제를 포함하여, 폴리머 (110) 가 세정 용액 (105) 내에 부유되고 분산되는 것을 돕는다. 1 wt% 의 ADS, 0.44 wt% 의 NH3, 및 0.4 wt% 의 시트르산을 함유하는 세정 용액 (105) 은 본 명세서에서 용액 "S100" 으로 지칭된다. 용액 "S100" 및 BAS 양자 모두는 약 10 의 pH 값을 갖는다.
도 1d 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 세정 용액 (105') 내에 유화된 겔-형 폴리머 방울 (140) 을 갖는 액체 세정 재료 (100') 를 나타낸다. 세정 용액 (105') 은 또한 작고 고립된 폴리머 (106) 를 함유할 수 있다. ADS 와 같은 계면활성제가 세정 용액 (105') 에 추가되어, 겔-형 폴리머 방울 (140) 이 세정 용액 (105') 전체에 균일하게 분산되는 것을 돕는다. 도 1d 의 예시의 실시형태에서, 세정 용액 (105') 과 겔-형 폴리머 방울 (140) 사이에는 경계 (141) 가 발생한다. 겔-형 폴리머 방울 (140) 은 소프트하고, 기판 표면 상의 디바이스 피처 주변에서 변형된다. 겔-형 폴리머 방울 (140) 이 디바이스 피처 주변에서 변형되기 때문에, 방울은 디바이스 피처 상에 해로운 힘을 가하지 않는다. 일 실시형태에서, 겔-형 폴리머 방울 (140) 의 직경은 약 0.1 ㎛ (마이크로미터) 에서 약 100 ㎛ 까지의 범위 내에 있다.
도 1e 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 세정 용액 (105") 내에 뚜렷한 경계를 갖지 않는 겔-형 폴리머 덩어리 (150) 를 형성하기 위해 세정 용액 (105") 내에 용해된 폴리머를 갖는 액체 세정 재료 (100") 를 나타낸다. 세정 용액 (105") 은 또한 작고 고립된 폴리머 (106) 를 포함할 수 있다. 겔-형 폴리머 덩어리 (105) 는 부드럽고 기판 표면 상의 디바이스 피처 주변에서 변형되며, 디바이스 피처 상에 해로운 힘을 가하지 않는다. 일 실시형태에서, 폴리머 덩어리 (105) 의 직경은 약 0.1 ㎛ 에서 약 100 ㎛ 까지의 범위 내에 있다.
상기에서 논의된 세정 재료들 (100, 100', 및 100") 은 모두 액체 상이다. 다른 실시형태에서, 세정 재료들 (100, 100', 및 100") 은 세정 재료 (100, 100', 및 100") 를 폼 (foam) 으로 변형시키기 위해, N2, 불활성 기체와 같은 기체, 또는 공기와 같은 기체들의 혼합물의 첨가를 통해 교반될 수 있다. 도 1f 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 세정 용액 (105) 내에 분산된 공기 버블 (160) 을 갖는 세정 재료 (100*) 를 나타낸다. 세정 재료는 폴리머 체인 (110), 폴리머 방울 (140), 또는 폴리머 덩어리 (150), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 세정 재료 (100*) 는 기체 상 부분 및 액체 상 부분 양자 모두를 포함하는 것으로 인식되어야 한다.
도 1a 내지 도 1c 에 도시된 바와 같이, 고 분자량 폴리머 (110) 의 긴 체인은 폴리머 네트워크를 형성하고, 이 네트워크는 폴리머 교차 결합을 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 도 1c 에 도시된 바와 같이, 폴리머 (110) 는 기판 표면 상의 오염물 입자들 (예컨대, 오염물 입자 120Ⅰ및 120Ⅱ) 과 접촉하고, 이 오염물 입자들을 포집한다. 기판 표면으로부터 오염물 입자의 제거 시에, 오염물 입자는 폴리머 (110) 의 네트워크에 의해 세정 재료 (100) 내에 부유된다. 예를 들어, 도 1c 는 폴리머 체인들 (111Ⅰ및 111Ⅱ) 각각에 대한 부착에 의해 세정 재료 (100) 내에 부유된 오염물 입자들 (120Ⅲ 및 120Ⅳ) 을 나타낸다. 임의의 오염물 입자가 폴리머 네트워크 내의 다수의 폴리머 체인들에 부착될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
전술된 바와 같이, 기판 상의 오염물 입자는 세정 재료의 폴리머 스트링/폴리머 네트워크 내에 포집된다. 세정 재료 내에 포집된 오염물 입자는 세정 재료가 기판으로부터 제거될 때 기판으로부터 제거된다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 오염물 입자와 기판 사이의 결합은 세정 재료만에 의해서는 깨질 수 없다. 본 실시형태에서, 린스 유체로부터 세정 재료로 전달된 운동량은 오염물 입자와 기판 사이의 결합을 깨뜨리기에 충분한 에너지를 제공한다. 따라서, 기판으로부터의 오염물 입자 제거의 효율성은 기판으로부터 세정 재료를 제거하기 위해 도포된 린스 유체의 운동량에 의존한다.
이하에서 논의되는 바와 같이, 린스 유체는 변하는 밀도의 다수의 상이한 재료에 의해 정의될 수도 있다. 따라서, 기판으로부터 세정 재료 및 그 안에 포집된 오염물 입자를 제거하기에 충분한 린스 유체 운동량을 달성하도록, 린스 유체 속도는 린스 유체 밀도에 기초하여 설정된다. 더 높은 밀도의 린스 유체는 더 낮은 속도로 도포되어, 충분한 린스 유체 운동량을 달성할 수도 있다. 반대로, 더 낮은 밀도의 린스 유체는 더 높은 속도로 도포되어, 충분한 린스 유체 운동량을 달성할 수도 있다. 세정 재료에 도포된 린스 유체의 운동량은 세정 재료로 하여금 탄성 방식으로 작용하게 하도록 충분히 커야 하지만, 기판 또는 그 안에 정의된 피처를 손상시킬 만큼 크지 않아야 한다.
린스 유체의 운동량은 린스 동작 동안 린스 유체의 속도에 의해 우선 제어된다. 따라서, 세정 재료에 의한 기판으로부터의 오염물 입자의 제거는 린스 유체 속도의 적합한 설정을 통해 제어될 수 있다. 전술된 바와 같이, 린스 유체 속도는 세정 재료로 하여금 기판을 손상시키지 않고 탄성 방식으로 작용하게 하도록 충분히 높아야 한다.
린스 유체 속도가 매우 낮으면, 린스 유체와 세정 재료 사이의 운동량 전달이 충분하지 않아서, 오염물 입자와 기판 사이의 접착성 결합을 깨뜨리도록 세정 재료 내의 폴리머로 하여금 오염물 입자에 충분한 힘을 전달하게 하기가 불충분할 수도 있다. 또한, 린스 유체 속도가 매우 낮으면, 린스 유체는 세정 재료를 희석시킬 수도 있고, 이에 의해 오염물 입자가 세정 재료의 폴리머 내의 포집으로부터 벗어나는 것을 허용한다. 오염물 입자가 세정 재료 내의 포집으로부터 벗어나면, 세정 재료는 기판으로부터 오염물 입자를 제거하지 않고 기판으로부터 제거될 수도 있다. 또한, 린스 유체 속도가 매우 낮으면, 세정 재료의 잔여물 내에 포집된 오염물 입자와 함께 세정 재료의 잔여물이 기판 상에 남을 수도 있다.
상기 관점에서, 기판으로부터 오염물 입자를 제거하기 위해 세정 재료를 이용하는데 있어서, 린스 유체의 속도는 중요한 파라미터이다. 일 실시형태에서, 린스 유체 속도는 약 1 m/s (meter per second) 로 제어된다. 다른 실시형태에서, 린스 유체 속도는 약 0.5 m/s 에서 약 10 m/s 까지의 범위 내에서 제어된다. 또 다른 실시형태에서, 린스 유체 속도는 약 0.1 m/s 에서 약 100 m/s 까지의 범위 내에서 제어된다.
전술된 바와 같이, 적합한 린스 유체 속도는 린스 유체의 밀도, 즉 린스 유체 재료에 부분적으로 의존한다. 린스 유체 재료는 세정 재료와, 그리고 세정될 기판과 화학적으로 양립 가능해야 한다. 다양한 실시형태에서, 린스 유체는 탈이온수 (DIW), 이소프로필 알콜 (IPA), 디메틸 술폭시드 (DMSO), 디메틸 포름아미드 (DMF), 디메틸 아세테이트 (DMAC), 질소 기체, DIW 와 쉽게 혼합 가능한 극성 용매, 원자화된 극성 용매 (예를 들어, DIW) 와 같은 원자화된 액체, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 상기에서 식별된 린스 유체 재료는 예시의 방식으로 제공되고, 린스 유체 재료의 포괄적 세트를 나타내지 않는다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 기판으로부터 오염물을 세정하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다. 시스템은 기판 세정 동작 동안 분배된 유체를 수집하도록 정의된 탱크 (201) 를 포함한다. 탱크 (201) 의 내부 체적 내에는 기판 지지 구조체 (203) 가 배치된다. 기판 지지 구조체 (203) 는 세정될 기판 (207) 을 수용 및 지지하도록 정의된 상부면을 포함한다. 기판 지지 구조체 (203) 의 하부면의 중심 영역은 샤프트 (205) 에 붙여진다. 샤프트 (205) 는 회전 기구 (239) 에 연결되고, 이 기구는 화살표 (206) 로 나타낸 바와 같이 샤프트 (205) 를 회전시켜서, 기판 지지 구조체 (203) 의 대응하는 회전을 야기하도록 동작될 수 있다. 일 실시형태에서, 회전 기구 (239) 는 약 500 rpm (revolutions per minute) 에서 약 4000 rpm 까지의 범위 내의 회전 빈도수로 샤프트 (205) 를 회전시킬 수 있다. 다른 실시형태에서, 회전 기구 (239) 는 약 100 rpm 에서 약 10000 rpm 까지의 범위 내의 회전 빈도수로 샤프트 (205) 를 회전시킬 수 있다.
시스템은 또한, 기판 지지 구조체 (203) 상에 존재할 때 기판 지지 구조체 (203) 를 향하여, 그리고 기판 (207) 위에 세정 재료 (217) 를 분배하도록 정의된 세정 재료 분배 헤드 (213) 를 포함한다. 세정 재료 분배 헤드 (213) 는 세정 재료 전달 제어부 (209) 와 유체 소통되어 연결된다. 세정 재료 전달 제어부 (209) 는 도관 (211) 을 통해 세정 재료 저장소 (231) 로부터 세정 재료 분배 헤드 (213) 로의 세정 재료의 흐름을 제어하도록 정의된다. 일 실시형태에서, 도관 (211) 은 단단한 파이프와 같은 단단한 컴포넌트로서 정의된다. 다른 실시형태에서, 도관 (211) 은 플렉서블 (flexible) 튜브와 같은 플렉서블 컴포넌트로서 정의된다. 다양한 실시형태에서, 도관 (211) 은 화살표 (215) 로 예시된 바와 같이 기판 지지 구조체 (203) 및 그 위의 기판 (207) 위에서 세정 재료 분배 헤드 (213) 의 병진운동 (translation) 을 가능하게 하기 위해 이동 가능한 구성으로 정의될 수도 있다.
시스템은 또한, 기판 지지 구조체 (203) 상에 존재할 때 기판 지지 구조체 (203) 를 향해, 그리고 기판 (207) 위에 린스 유체 (227) 를 분배하도록 정의된 린스 유체 분배 헤드 (223) 를 포함한다. 린스 유체 분배 헤드 (223) 는 린스 유체 전달 제어부 (219) 와 유체 소통되어 연결된다. 린스 유체 전달 제어부 (219) 는 도관 (221) 을 통해 린스 유체 저장소 (229) 로부터 린스 유체 분배 헤드 (223) 로의 린스 유체의 흐름을 제어하도록 정의된다. 일 실시형태에서, 도관 (221) 은 단단한 파이프와 같은 단단한 컴포넌트로서 정의된다. 다른 실시형태에서, 도관 (221) 은 플렉서블 튜브와 같은 플렉서블 컴포넌트로서 정의된다. 다양한 실시형태에서, 도관 (221) 은 화살표 (225) 로 예시된 바와 같이 기판 지지 구조체 (203) 및 그 위의 기판 (207) 위에서 린스 유체 분배 헤드 (223) 의 병진운동을 가능하게 하는 이동 가능한 구성으로 정의될 수도 있다.
린스 유체 분배 헤드 (223) 는 린스 유체에 인가된 압력에 따라 필요한 제어된 속도로 기판 (207) 을 향해 린스 유체 (227) 를 분배하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 린스 유체 전달 제어부 (219) 에는 도관 (221) 내의 린스 유체 (227) 의 압력을 필요한 압력 레벨로 증가시킬 수 있는 압력 부스팅 (boosting) 디바이스가 장착된다. 다양한 실시형태에서, 린스 유체 분배 헤드 (223) 는 매니폴드에 부착된 단일의 노즐, 다수의 노즐, 또는 특히 멀티-포트 린스 헤드로서 구성될 수 있다. 특정한 린스 유체 분배 헤드 (223) 의 실시형태에 관계없이, 린스 유체 분배 헤드 (223) 는 제어된 패턴으로 그리고 제어된 유동 속도로 린스 유체 (227) 가 기판 (207) 을 향하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 시스템은 또한 연결부들 (237, 235, 및 241) 각각을 통해 세정 재료 전달 제어부 (209), 린스 유체 전달 제어부 (219), 및 회전 기구 (239) 와 각각 전기 소통하는 연산 시스템 (233) 을 포함한다. 세정 재료 전달 제어부 (209), 린스 유체 전달 제어부 (219), 및 회전 기구 (239) 는 각각 연산 시스템 (223) 으로부터 제어 신호를 수신하고 수신된 제어 신호에 따라 동작을 명령하도록 구성된 각각의 데이터 획득/제어 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 연산 시스템 (223) 은 세정 재료 전달 제어부 (209), 린스 유체 전달 제어부 (219), 및 회전 기구 (239) 각각을 제어하기 위해 가상의 제어를 제공하도록 정의된 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) 를 실행하도록 동작될 수 있다. 또한, 연산 시스템 (233) 은 미리규정된 기판 세정 레시피에 따라 세정 재료 전달 제어부 (209), 린스 유체 전달 제어부 (219), 및 회전 기구 (239) 의 동작을 명령하도록 프로그래밍될 수 있다.
일 실시형태에서, 연산 시스템 (233) 은 기판으로부터 오염물을 세정하기 위해 동작들을 명령하기 위해 저장된 컴퓨터 실행가능 프로그램 명령들을 갖는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 기판의 표면 위에 세정 재료를 분배하도록 세정 재료 분배 디바이스의 동작을 명령하기 위한 프로그램 명령들을 포함할 수 있다. 전술된 바와 같이, 일 실시형태에서, 세정 재료는 기판의 표면 상에 존재하는 오염물들을 포집하기 위해 폴리아크릴아미드가 용해된 극성 용매로서 정의된다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한, 기판의 표면으로부터 세정 재료 내에 포집된 세정 재료 및 오염물을 제거하기 위해 제어된 속도로 린스 유체의 흐름을 기판의 표면을 향하게 하도록 린스 유체 분배 디바이스의 동작을 명령하기 위한 프로그램 명령들을 포함할 수 있다. 프로그램 명령들은 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 세정 재료로 하여금 탄성 방식으로 작용하게 하기 위해 린스 유체의 속도를 제어하도록 정의된다. 또한, 일 실시형태에서, 프로그램 명령들은 기판의 표면에 린스 유체를 도포하는 동안 기판을 회전시키도록 회전 기구를 명령하기 위해 제공된다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 기판으로부터 오염물을 세정하기 위한 방법을 나타내는 도면이다. 방법은 기판의 표면에 세정 재료를 도포하는 동작 301 을 포함한다. 일 실시형태에서, 세정 재료는 기판의 표면 상에 존재하는 오염물을 포집하기 위한 하나 이상의 중합성 재료를 포함한다. 일 실시형태에서, 세정 재료는 폴리아크릴아미드가 용해된 극성 용매로서 정의된다.
방법은 또한, 기판의 표면으로부터 세정 재료 내에 포집된 세정 재료 및 오염물을 제거하기 위해 제어된 속도로 기판의 표면에 린스 유체를 도포하는 동작 303 을 포함한다. 린스 유체의 제어된 속도는 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 세정 재료로 하여금 탄성 방식으로 작용하게 하도록 설정된다. 일 실시형태에서, 린스 유체 속도는 약 0.1 m/s 에서 약 100 m/s 까지의 범위 내에서 제어된다. 다른 실시형태에서, 린스 유체 속도는 약 1 m/s 로 제어된다. 세정 효율성에 대한 린스 유체 운동량의 상당한 영향으로 인해, 린스 유체는 기판의 표면에 세정 재료를 도포한 직후에 기판의 표면에 도포될 수 있다.
다양한 실시형태에서, 린스 유체는 탈이온수, 이소프로필 알콜, 디메틸 술폭시드, 디메틸 포름아미드, 디메틸 아세테이트, 질소 기체, 극성 용매, 및 원자화된 극성 용매 중 하나 이상으로서 정의된다. 또한, 일 실시형태에서, 린스 유체는 기판 위에 위치한 노즐로부터 분배된다. 노즐은, 노즐로부터 린스 유체를 분배하는 동안 기판 위에서 병진운동될 수 있다.
방법은 기판의 표면에 린스 유체를 도포하는 동안 기판을 회전시키는 동작 305 를 더 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 기판은 약 100 rpm (revolutions per minute) 에서 약 10000 rpm 까지의 범위 내의 속도로 회전된다. 몇몇 실시형태에서 기판의 회전이 이용될 수도 있으나, 모든 실시형태에서 요구되지는 않는 것으로 이해되어야 한다.
전술한 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 데이터를 저장하고 그 후 판독될 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 컴퓨터 판독가능 매체의 예들로는, 하드 드라이브, NAS (network attached storage), 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, CD-ROM, CD-R, CD-RW, 자기 테이프, 및 다른 광학 및 비-광학 데이터 저장 디바이스가 있다. 또한, 전술된 바와 같이, 컴퓨터 판독가능 매체 상의 컴퓨터 판독가능 코드로서 구현된 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) 가 개발되어, 본 발명의 임의의 실시형태를 수행하기 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 2 에 관하여 전술된 예시의 실시형태는, 유체 분배 헤드 (223) 가 도관 (221) 을 통해 린스 유체 전달 제어부 (219) 에 연결되는 것으로 나타내었으나, 다른 린스 유체 분배 구성이 이용되어 기판 위에 린스 유체를 분배할 수도 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 4a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 동작 303 에 관하여 전술된 바와 같이, 세정 재료 및 그 안에 포집된 오염물을 제거하기 위해 제어된 속도로 기판의 표면에 린스 유체를 도포하도록 정의된 근접 헤드 시스템 (400) 을 나타낸다.
시스템 (400) 은 근접 헤드 (405) 및 기판 홀더 (401) 를 포함한다. 일 실시형태에서, 근접 헤드 (405) 는 고정 방식으로 배치되고, 기판 홀더 (401) 는 그 위에 고정된 기판 (403) 을 화살표 (415) 로 나타낸 바와 같이 근접 헤드 (405) 아래에서 이송시키도록 정의된다. 그러나, 다른 실시형태에서, 기판 홀더 (401) 가 고정될 수도 있고, 근접 헤드 (405) 는 기판 홀더 (401) 위에서 이동될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 일 실시형태에서, 근접 헤드 (405) 는 근접 헤드 (405) 아래의 기판 홀더 (401) 의 일 경로가 근접 헤드 (405) 에 의한 프로세싱에 기판 (403) 의 상부면 전체를 노출하도록 기판 (403) 의 직경에 걸치도록 정의된다.
시스템 (400) 은 또한, 도관 (409) 을 통해 린스 유체 (227) 의 제어된 흐름을 근접 헤드 (405) 에 공급하도록 정의된 린스 유체 공급기 (407) 를 포함한다. 시스템 (400) 은 도관 (413) 을 통해 근접 헤드 (405) 에 진공을 적용하도록 정의된 진공 소스 (411) 를 더 포함한다. 근접 헤드 (405) 는 세정 재료 및 그 안에 포집된 오염물을 제거하기 위해 제어된 속도로 기판 (403) 의 상부면에 린스 유체 (227) 를 도포하도록 정의된다. 근접 헤드 (405) 는 또한 진공 소스 (411) 에 의해 기판 (403) 의 상부면으로부터 도포된 린스 유체, 세정 재료, 및 그 세정 재료 안에 포집된 오염물을 제거하도록 정의된다.
도 4b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 기판 (403) 이 근접 헤드 (405) 아래에서 방향 415 로 이동됨에 따라, 기판 (403) 위에 위치한 근접 헤드 (405) 의 단면도를 나타낸다. 근접 헤드 (405) 는 하나 이상의 동심형으로 위치한 린스 유체 분배 포트들 (422) 을 포함하도록 정의되고, 포트들을 통해 화살표 (421) 로 나타낸 바와 같이, 린스 유체 (227) 가 기판 (403) 을 향해 유동된다. 일 실시형태에서, 린스 유체 분배 포트 (422) 는 근접 헤드 (405) 의 하부면 상에 동심형으로 위치하고, 여기서 근접 헤드 (405) 의 하부면은 기판 (403) 의 상부면을 면한다. 근접 헤드 (405) 는 또한, 진공 소스 (411) 로부터 린스 유체 분배 포트 (422) 주위에, 그리고 근접 헤드 (405) 의 하부면 둘레 주위에 정의된 다수의 진공 포트들 (424) 에 진공을 적용하도록 정의된다. 이 방식으로, 도포된 린스 유체 (227), 세정 재료, 및 그 안에 포집된 오염물은 화살표 (423) 로 나타낸 바와 같이 진공 포트들 (424) 을 통해 기판 (403) 의 상부면으로부터 멀리 이송된다.
린스 유체 분배 포트 (422) 를 통한 린스 유체 (227) 의 유동 및 진공 포트 (424) 에 적용되는 진공이 제어되어, 근접 헤드 (405) 의 하부면과 기판 (403) 의 상부면 사이에 유체 매니스커스 (427) 를 형성 및 유지한다. 일 실시형태에서, 린스 유체 (227) 는 약 1 ℓ/s 에서 약 4 ℓ/s 까지의 범위 내의 유동 속도로 린스 유체 분배 포트 (422) 를 통해 유동하도록 제어된다. 린스 유체 분배 포트 (422) 의 크기는 기판 (403) 의 상부면에 존재하는 세정 재료에 린스 유체 (227) 로부터 충분한 운동량을 전달하도록 린스 유체 (227) 의 충분한 유동을 제공하고, 세정 재료는 세정 재료 내에 포집된 나머지 오염물과 함께 기판 (403) 으로부터 제거되도록 정의되는 것으로 이해되어야 한다. 진공 석션은 매니스커스 (427) 를 유지하도록 근접 헤드 (405) 를 통한 린스 유체 (227) 의 기판 (403) 에 대한 유동을 보상하도록 제어되는 것으로 또한 이해되어야 한다.
도 4c 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 근접 헤드 (405) 의 저면도를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서, 린스 유체 분배 포트 (422) 는 근접 헤드 (405) 의 길이를 따라 동심형으로 위치한 다수의 홀로서 정의된다. 또한, 본 실시형태에서, 진공 포트 (424) 는 린스 유체 분배 포트 (422) 주변, 그리고 근접 헤드 (405) 의 하부면 둘레 주위에 배치된 다수의 홀로서 정의된다.
도 4d 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른, 근접 헤드 (405) 의 저면도를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서, 린스 유체 분배 포트 (422) 는 근접 헤드 (405) 의 길이를 따라 동심형으로 위치한 연속 채널로서 정의된다. 또한, 본 실시형태에서, 진공 포트 (424) 는 린스 유체 분배 포트 (422) 주변에, 그리고 근접 헤드 (405) 의 하부면의 둘레 주위에 배치된 연속적인 고리모양 채널로서 정의된다. 도 4c 및 도 4d 에 대하여 개시된 실시형태는 예시의 방식으로 제공되고, 린스 유체 분배 포트 (422) 및 진공 포트 (424) 에 대해 가능한 구성의 포괄적인 세트를 나타내도록 의도되지 않는다. 다른 실시형태에서, 근접 헤드 (405) 의 린스 유체 분배 포트 (422) 및 진공 포트 (424) 는 기본적으로 임의의 방식으로 구성될 수도 있으며, 이 방식들은 다음을 제공한다: 1) 기판 (403) 으로부터 세정 재료 및 그 안에 포집된 오염물을 제거하도록 기판 (403) 에 대한 린스 유체 (227) 의 충분한 제어된 유동, 및 2) 매니스커스 (427) 를 제어된 방식으로 유지하기.
본 발명은 몇몇 실시형태에 대하여 설명되었으나, 당업자는 상기 상세한 설명을 읽고 학습하는 동안 다양한 변경, 추가, 치환, 및 그 등가물을 실현할 것이다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 이러한 변경, 추가, 치환, 및 등가물 모두를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 기판으로부터 오염물들을 세정하기 위한 방법으로서,
    기판의 표면에 세정 재료를 도포하는 단계; 및
    상기 기판의 상기 표면으로부터 상기 세정 재료 내에 포집 (entrap) 된 상기 세정 재료 및 오염물들을 제거하기 위해 제어된 속도로 상기 기판의 상기 표면에 린스 유체를 도포하는 단계를 포함하고,
    상기 세정 재료는 상기 기판의 상기 표면 상에 존재하는 오염물들을 포집하기 위한 하나 이상의 중합성 재료들을 포함하고,
    상기 린스 유체의 상기 제어된 속도는, 상기 세정 재료가 상기 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 상기 세정 재료로 하여금 탄성 방식으로 작용하게 하도록 0.1 m/s 에서 100 m/s 까지의 범위 내에서 제어되는, 오염물 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정 재료는 폴리아크릴아미드가 용해된 극성 용매로서 정의되는, 오염물 세정 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 린스 유체는 탈이온수로서 정의되는, 오염물 세정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 린스 유체는 탈이온수, 이소프로필 알콜, 디메틸 술폭시드, 디메틸 포름아미드, 디메틸 아세테이트, 질소 기체, 극성 용매, 및 원자화된 극성 용매 (atomized polar solvent) 중 하나 이상으로서 정의되는, 오염물 세정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 표면에 상기 린스 유체를 도포하는 동안 상기 기판을 회전시키는 단계를 더 포함하는, 오염물 세정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판은 100 rpm (revolutions per minute) 에서 10000 rpm 까지의 범위 내의 속도로 회전되는, 오염물 세정 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 린스 유체는 상기 기판 위에 위치한 노즐로부터 분배되는, 오염물 세정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 노즐로부터 상기 린스 유체를 분배하는 동안 상기 노즐을 상기 기판 위에서 병진운동시키는 (translate) 단계를 더 포함하는, 오염물 세정 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 린스 유체는 상기 기판의 상기 표면에 상기 세정 재료를 도포한 직후에 상기 기판의 상기 표면에 도포되는, 오염물 세정 방법.
  12. 기판으로부터 오염물들을 세정하기 위한 시스템으로서,
    기판을 지지하도록 정의된 지지 구조체;
    상기 기판이 상기 지지 구조체 상에 존재할 때 상기 기판 위에 세정 재료가 도포되도록, 상기 지지 구조체 위에서 상기 세정 재료를 분배하도록 정의된 세정 재료 분배 디바이스; 및
    린스 유체의 흐름을 상기 지지 구조체를 향하도록 하여, 상기 기판이 상기 지지 구조체 상에 존재할 때 상기 린스 유체가 상기 기판에 충격을 가하도록 정의된 린스 유체 분배 디바이스를 포함하고,
    상기 린스 유체 분배 디바이스는, 상기 세정 재료가 상기 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 상기 세정 재료로 하여금 탄성 방식으로 작용하게 하도록 0.1 m/s 에서 100 m/s 까지의 속도 범위 내에서 상기 린스 유체의 유동 속도를 제어하도록 정의되는, 오염물 세정 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 세정 재료는 폴리아크릴아미드가 용해된 극성 용매이고,
    상기 린스 유체는 탈이온수인, 오염물 세정 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 세정 재료 분배 디바이스 및 상기 린스 유체 분배 디바이스의 각각과 전기적으로 통신하는 계산 시스템을 더 포함하고,
    상기 세정 재료 분배 디바이스 및 상기 린스 유체 분배 디바이스의 각각은 상기 계산 시스템으로부터 제어 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제어 신호들에 따라 세정 재료 퇴적 및 린스 유체 퇴적 동작들을 각각 명령하도록 정의되는, 오염물 세정 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 지지 구조체의 하부면의 중심 (centroid) 영역에 연결된 샤프트; 및
    상기 샤프트에 연결되고 상기 지지 구조체의 대응하는 회전을 야기하기 위해 제어된 회전 속도로 상기 샤프트를 회전시키도록 정의된 회전 기구를 더 포함하고,
    상기 회전 기구는 상기 계산 시스템과 전기적으로 통신하고,
    상기 회전 기구는 상기 계산 시스템으로부터 제어 신호들을 수신하고 상기 수신된 제어 신호들에 따라 상기 회전 기구에 연결된 상기 샤프트 및 지지 구조체의 회전을 명령하도록 정의되는, 오염물 세정 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 회전 기구는 100 rpm 에서 10000 rpm 까지의 범위 내의 속도로 상기 회전 기구에 연결된 상기 샤프트 및 지지 구조체를 회전시키도록 구성되는, 오염물 세정 시스템.
  17. 기판으로부터 오염물들을 세정하기 위한 시스템으로서,
    기판을 지지하도록 정의된 지지 구조체;
    상기 기판이 상기 지지 구조체 상에 존재할 때 상기 기판 위에 세정 재료가 도포되도록, 상기 지지 구조체 위에서 상기 세정 재료를 분배하도록 정의된 세정 재료 분배 디바이스; 및
    상기 기판이 상기 지지 구조체 상에 존재할 때 상기 기판의 상부면에 근접 헤드의 하부면이 노출되도록 상기 지지 구조체 위에 배치된 상기 근접 헤드를 포함하고,
    상기 근접 헤드는, 상기 기판이 상기 근접 헤드 아래 상기 지지 구조체 상에 존재할 때, 상기 근접 헤드의 상기 하부면으로부터 린스 유체를 분배하고, 상기 근접 헤드의 상기 하부면과 상기 기판의 상기 상부면 사이에 유체 매니스커스를 형성하도록, 상기 근접 헤드의 상기 하부면에서 진공 석션을 적용하도록 정의되고,
    상기 근접 헤드는, 상기 세정 재료가 상기 린스 유체에 의해 충격을 받을 때 상기 세정 재료로 하여금 탄성 방식으로 작용하게 하도록 0.1 m/s 에서 100 m/s 까지의 속도 범위 내에서 상기 린스 유체의 유동 속도를 제어하도록 정의되는, 오염물 세정 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 지지 구조체는 상기 린스 유체 및 진공 석션이 상기 근접 헤드의 상기 하부면에 적용됨에 따라 상기 근접 헤드 아래에서 상기 기판을 이송시키도록 정의되는, 오염물 세정 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 근접 헤드와 유체 소통하는 린스 유체 공급기를 더 포함하고,
    상기 린스 유체 공급기는 상기 근접 헤드로 린스 유체의 흐름을 제공하여, 상기 린스 유체가 1 ℓ/min 에서 4 ℓ/min 까지의 범위 내의 유동 속도로 상기 근접 헤드의 상기 하부면으로부터 배출되도록 정의되는, 오염물 세정 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 세정 재료는 폴리아크릴아미드가 용해된 극성 용매이고,
    상기 린스 유체는 탈이온수인, 오염물 세정 시스템.
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