KR101674263B1 - 웨이퍼 세정을 위한 메커니즘들 - Google Patents

웨이퍼 세정을 위한 메커니즘들 Download PDF

Info

Publication number
KR101674263B1
KR101674263B1 KR1020140161563A KR20140161563A KR101674263B1 KR 101674263 B1 KR101674263 B1 KR 101674263B1 KR 1020140161563 A KR1020140161563 A KR 1020140161563A KR 20140161563 A KR20140161563 A KR 20140161563A KR 101674263 B1 KR101674263 B1 KR 101674263B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning
wafer
wafers
wet
single wafer
Prior art date
Application number
KR1020140161563A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150059609A (ko
Inventor
상위앤 여우
사오이엔 쿠
치엔원 시아오
홍지에 후
주에이추앤 창
웬창 차이
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 KR20150059609A publication Critical patent/KR20150059609A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101674263B1 publication Critical patent/KR101674263B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • 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

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)

Abstract

웨이퍼들을 세정하기 위한 메커니즘들과 관련된 실시예들이 제공된다. 웨이퍼 세정 방법은 습식 벤치 세정 동작에 의해 웨이퍼들을 세정하는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 그 후 단일 웨이퍼 세정 동작에 의해 웨이퍼들 각각을 세정하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법의 성능을 증대시키기 위한 세정 장치가 또한 제공된다.

Description

웨이퍼 세정을 위한 메커니즘들{MECHANISMS FOR WAFER CLEANING}
본 발명은 웨이퍼 세정을 위한 메커니즘들에 관한 것이다.
반도체 집적 회로(integrated circuit; IC) 산업은 급성장을 경험해왔다. IC 재료 및 설계에서의 기술적 진보들은 이전의 IC 세대보다 더 작고 더 복잡한 회로들을 각각 갖는 IC 세대들을 낳았다. 하지만, 이러한 기술적 진보들은 IC를 처리하고 제조하는데 있어서 복잡성을 증가시켜왔고, 이러한 진보들을 실현하기 위해서는, IC 처리 및 제조에 있어서 마찬가지의 개발이 필요하다. IC 진화의 과정에서, 기능적 밀도(즉, 칩 면적 당 상호접속된 디바이스들의 갯수)는 일반적으로 증가되어 왔으며 기하학적 크기(즉, 제조 공정을 이용하여 생성될 수 있는 가장 작은 컴포넌트(또는 라인))는 감소해왔다. 이러한 스케일링 다운 공정은 일반적으로 생산 효율성을 증가시키고 관련 비용을 낮춤으로써 이로움들을 제공한다.
반도체 제조에서의 중요한 조건은 웨이퍼 처리면 상에서의 오염물들의 부존재인데, 그 이유는 예컨대 미세한 입자들을 비롯한 오염물들은 후속 처리 단계들을 방해하여 이에 악영향을 미치고 디바이스 저하를 야기시켜서 궁극적으로는 반도체 웨이퍼 폐기를 초래시키기 때문이다. 웨이퍼 세정 공정은 반도체 웨이퍼 제조 공정에 있어서 항상 중요한 단계이였으나, 초청정(ultra-clean) 웨이퍼가 디바이스 무결성에 훨씬 더 중요해지고 있다. 예를 들어, 반도체 피처 크기가 감소함에 따라, 입자 오염의 악영향은 증가하므로, 훨씬 작은 입자들의 제거가 필요하게 되었다. 더 나아가, 디바이스 층들의 개수가 증가할수록, 이에 대응하여 입자 오염에 의해 야기된 디바이스 저하의 잠재성 및 세정 단계들의 개수는 증가한다. ULSI 및 VLSI에서의 초청정 웨이퍼들에 대한 요건들을 충분히 만족시키기 위해, 웨이퍼면은 근본적으로 오염 입자들이 없을 필요가 있다.
웨이퍼들을 세정하여 웨이퍼들 상에서의 오염물들을 감소시키기 위한 방법 및 장치가 요망된다.
몇몇의 실시예들에 따라, 웨이퍼 세정을 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 습식 벤치 세정 동작에 의해 웨이퍼를 세정하는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 그 후 단일 웨이퍼 세정 동작에 의해 웨이퍼들 각각을 세정하는 단계를 포함한다.
몇몇의 실시예들에 따라, 웨이퍼 세정을 위한 장치가 제공된다. 본 장치는 챔버를 포함한다. 본 장치는 또한 챔버 내의 습식 벤치 세정 디바이스를 포함하며, 습식 벤치 세정 디바이스는 탱크와 연관된 리프터를 포함한다. 본 장치는, 챔버 내에 있고 습식 벤치 세정 디바이스에 인접해 있는 복수의 단일 웨이퍼 세정 디바이스들을 더 포함한다. 단일 웨이퍼 세정 디바이스들 각각은 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트 위에 디스펜서를 포함한다.
몇몇의 실시예들에 따라, 웨이퍼 세정을 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 웨이퍼들의 배치에 대해 습식 벤치 세정 동작을 수행하는 단계를 포함한다. 습식 벤치 세정 동작은 웨이퍼들을 습식 에천트를 함유한 탱크 내에 담가두는 단계를 포함하며, 습식 에천트는 웨이퍼 상의 물질과 반응하여 열을 발생시킬 수 있다. 본 방법은 또한 웨이퍼들 각각을 각각의 단일 웨이퍼 세정 디바이스에 이송시키는 단계를 포함한다. 본 방법은 각각의 단일 웨이퍼 세정 디바이스에서 웨이퍼에 대해 단일 웨이퍼 세정 동작을 수행하는 단계를 더 포함한다. 단일 웨이퍼 세정 동작은 웨이퍼 상에 세정액을 디스펜싱하는 단계를 포함하며, 세정액은 탈이온수, 탈이온수, SPM(H2SO4, H2O2), APM(NH4OH, H2O2), SC1(탈이온수(DIW), NH4OH, H2O2), SC2(DIW, HCl, H2O2), 탈이온화 오존수, H3PO4, DHF(dilute hydrofluoric acid), HF, HF/EG(ethylene glycol), HF/HNO3, NH4OH, 이들의 조합이다.
습식 벤치 세정 동작과 단일 웨이퍼 세정 동작의 연속적인 2단계 방법을 포함하는 방법이 제공되며, 이 방법은 이 동작들의 단점들을 감소시키면서 이 동작들의 개별적인 장점들을 결합시킨다
실시예들과, 이 실시예들의 장점들의 보다 완벽한 이해를 위해, 이제부터 첨부 도면들을 참조하면서 이하의 상세한 설명에 대해 설명을 한다.
도 1은 몇몇의 실시예들에 따른, 습식 벤치(wet-bench) 장치의 단면도를 도시한다.
도 2는 몇몇의 실시예들에 따른, 웨이퍼들의 배치(batch)를 운송하는 리프터(lifter)의 단면도를 도시한다.
도 3은 몇몇의 실시예들에 따른, 단일 웨이퍼 세정 장치의 예시적인 도면을 도시한다.
도 4는 몇몇의 실시예들에 따른, 웨이퍼를 세정하기 위한 방법을 흐름도로 도시한다.
도 5는 몇몇의 실시예들에 따른, 세정 장치의 예시적인 도면을 도시한다.
도 6a와 도 6b는 몇몇의 실시예들에 따른, 웨이퍼를 세정하기 위한 방법의 다양한 스테이지들에서의 예시적인 단면도들을 도시한다.
이하에서는 본 발명개시의 실시예들의 실시 및 이용을 자세하게 설명한다. 그러나, 본 실시예들은 폭넓게 다양한 특정 환경들에서 구체화될 수 있다는 것을 알아야 한다. 설명하는 특정한 실시예들은 본 발명의 단순한 예시에 불과하며, 본 발명개시의 범위를 한정시키려는 것은 아니다.
아래의 발명개시는 본 발명개시의 여러 특징들을 구현하기 위한 많은 여러 실시예들 또는 예시들을 제공하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명개시를 단순화하기 위해 컴포넌트 및 장치의 특정예들이 아래에서 설명된다. 물론, 이것들은 단지 예시들에 불과하며, 한정적인 것으로 의도된 것은 아니다. 뿐만 아니라, 이후의 상세설명에서 제2 공정 이전의 제1 공정의 수행은 제1 공정 직후에 제2 공정이 수행되는 실시예들을 포함할 수 있으며, 또한 추가적인 공정들이 제1 공정과 제2 공정 사이에서 수행될 수 있는 실시예들을 포함할 수 있다. 다양한 피처들은 단순 명료함을 위해 여러 치수들로 임의적으로 작도될 수 있다. 뿐만 아니라, 이후의 상세설명에서 제2 피처상의 또는 그 위의 제1 피처의 형성은 제1 및 제2 피처들이 직접적으로 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함하며, 또한 제1 및 제2 피처들이 직접적으로 접촉하지 않을 수 있도록 추가적인 피처들이 제1 및 제2 피처들 사이에 형성될 수 있는 실시예들을 포함할 수 있다. 다양한 도면들과 예시적인 실시예들 전반에 걸쳐, 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 동일한 참조 번호들이 이용된다.
도 1은 몇몇의 실시예들에 따른, 습식 벤치(wet-bench) 장치(100)의 단면도를 도시한다. 습식 벤치 장치(100)는 챔버(110)를 포함할 수 있다. 리프터(120)와 탱크(130)가 챔버(110) 내에 배치될 수 있다. 리프터(120)는 탱크(130)와 연관되고 탱크(130)에 대해 이동가능하다. 리프터(120)는 웨이퍼 홀더(122)를 포함할 수 있고 리프팅 디바이스(123)에 연결될 수 있다. 리프팅 장치(123)는 웨이퍼 홀더(122)가 탱크(130) 내에 포함된 유체의 높이 위 또는 아래에 위치하게 할 수 있다. 웨이퍼 홀더(122)는 측벽(124)들, 측벽(124)들 상의 칸막이(126)들, 및 칸막이(126)들 사이의 홈(128)들을 포함할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 웨이퍼 홀더(122)는 만족스러운 부식성 및 화학적 내성을 갖는 플라스틱 또는 수정으로부터 제조된다. 예를 들어, 이러한 플라스틱에는 플루오린 수지, 비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PBT(polybutyleneterephthalate), PEEK(polyetheretherketone) 등이 포함된다. 플루오린 수지에는 PVDF(polyvinylidene difluoride), PFA(perfluoroalkoxy), 폴리테트라플루오로에텐(Teflon®), 또는 이들의 조합이 포함될 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 칸막이(126)들은 삼각형 형상, 직사각형 형상, Y자 형상, 핀 형상 또는 이들의 조합을 가질 수 있다.
웨이퍼들(140)의 배치는 웨이퍼 홀더(122)에 위치될 수 있다. 웨이퍼들(140)은 실리콘을 포함할 수 있다. 대안적으로, 웨이퍼들(140)은 게르마늄, 실리콘 게르마늄, 또는 다른 적절한 반도체 물질들을 포함한다. 웨이퍼들(140)은 하나 이상의 반도체 디바이스들(예컨대, 전계 효과 트랜지스터들), 또는 이들의 일부분들이 형성되는 영역들을 포함할 수 있다. 다양한 활성 영역들에서 형성된 다양한 도핑 영역들(예컨대, n웰 및 p웰)에 개재된 다양한 격리 피처들이 웨이퍼들(140)에서 형성될 수 있다. 웨이퍼들(140)은 웨이퍼 상에 형성된 하나 이상의 다이들을 포함하며, 이러한 다이들은 나중에 다이싱되어 반도체 디바이스들을 형성할 수 있다. 웨이퍼들(140)은 직경이 약 250㎜보다 클 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 웨이퍼들(140) 각각은 직경이 약 450㎜보다 크다.
게이트 구조물들(예컨대, 폴리실리콘 피처들, 금속 게이트 피처들 등), 소스/드레인 영역들, 상호연결 라인들 또는 비아들, 더미 피처들, 및/또는 다른 적절한 패턴들과 같은, 피처들의 패턴(미도시됨)은 반도체 디바이스 또는 반도체 디바이스의 일부분과 연관될 수 있다. 위의 피처들의 제조 동안에 많은 이온 임플란트 공정들이 수행된다. 이러한 공정 동안, 임플란트될 영역을 마스크 오프(mask off)하기 위해 포토레지스트가 이용되고, 이온들은 희망하는 임플란트 영역내로 임플란트된다. 예를 들어, 임플란트는 비소, 붕소, 또는 인 임플란트들일 수 있다. 포토레지스트는 유기 화합물일 수 있다. 희망하는 임플란트 영역이 임플란트된 후 포토레지스트는 제거될 필요가 있다.
몇몇의 실시예들에서, 습식 에천트(150)가 탱크(130) 내에 포함된다. 몇몇의 실시예들에서, 적응가능한 습식 에천트(150)에는 SPM(H2SO4, H2O2), APM(NH4OH, H2O2), SC1(탈이온수(DIW), NH4OH, H2O2), SC2(DIW, HCl, H2O2), 탈이온화 오존수, H3PO4, DHF(dilute hydrofluoric acid), HF, HF/EG(ethylene glycol), HF/HNO3, NH4OH, 이들의 조합 등이 포함된다. 습식 에천트(150)는 포토레지스트와 반응하여 포토레지스트를 웨이퍼면으로부터 에칭시킨다.
몇몇의 실시예들에서, 습식 벤치 세정 장치(100)는 또한 하나 이상의 화학물질들 또는 린스 용제(rinse solvent)가 함유된 다른 탱크들을 포함한다. 예를 들어, 습식 벤치 세정 장치(100)는 린스 용제가 함유된 린스 탱크(미도시됨)를 포함할 수 있다. 린스 용제는 탈이온수, 유기 용제, 또는 다른 특정 조성 화학물질들을 포함할 수 있다.
습식 벤치 세정 동작은 포토레지스트를 웨이퍼들(140)로부터 효과적으로 제거시킬 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 습식 벤치 세정 동작은 도 1에서 도시된 습식 벤치 세정 장치(100)를 이용한다. 습식 벤치 세정 동작은 담금(immersion) 공정과 린스 공정을 포함할 수 있는데, 이러한 공정들은 웨이퍼들(140) 상의 포토레지스트와 다른 오염물들이 세정될 때 까지 반복될 수 있다. 담금 공정은 웨이퍼들(140)을 공정 요건들에 의해 지시된 필수 시간량 동안 습식 에천트(150) 내에 담가두는 것을 포함할 수 있다. 린스 공정은 에칭으로 인해 생성된 입자들을 세정시키기 위해 린스 용제 내에 웨이퍼들(140)을 담가두고 습식 에천트(150)를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
입자 잔류물들이 종종 리프터(120)와 웨이퍼들(140)의 접촉 위치들(A)에 남아있다. 습식 에천트(150)와 린스 용제는 예컨대 측벽들(124)과 칸막이들(126)에 의해 덮혀진 리프터(120)의 방해로 인해 접촉 위치들(A)에 자유롭게 흐르지 못할 수 있다. 그러므로, 리프터(120)와 웨이퍼(140)의 접촉 위치들(A) 상에서의 세정 성능을 증대시키기 위해 리프터의 다른 설계가 제공된다.
도 2는 몇몇의 실시예들에 따른, 웨이퍼들(140)의 배치를 운송하는 리프터(220)의 확대도를 도시한다. 리프터(220)는 웨이퍼 홀더(222)를 포함할 수 있다. 웨이퍼 홀더(222)는 측벽(224)들, 측벽들 상의 칸막이(226)들, 및 칸막이(226)들 사이의 홈(228)들을 포함할 수 있다. 웨이퍼들(140)은 홈들(228) 내에 수평하게 삽입되어 칸막이들(226)에 의해 지지된다. 몇몇의 실시예들에서, 파이프들(260)은 웨이퍼 홀더(222) 내에 형성된다. 예를 들어, 파이프들(260)은 측벽들(224)과 칸막이들(226) 내에 형성된다. 파이프들(260)은 쓰루 홀(through hole)들일 수 있으며, 습식 에천트(150) 및/또는 린스 용제를 접촉 위치들(A)에 인접해 있는 위치들로 보내기 위해 홈들(228)에 인접해 있는(즉, 접촉 위치들(A)에 인접해 있는) 개구들을 가질 수 있다. 그러므로, 습식 에천트(150) 또는 린스 용제 내로의 담금을 위해 웨이퍼 홀더(222)가 아래쪽으로 이동하는 동안 습식 에천트(150)와 린스 용제는 접촉 위치들(A)에 인접해 있는 위치들에서 흐르는 증가된 흐름율을 가질 수 있다. 파이프들(260)은 접촉 위치들(A) 상에서의 오염물의 존재가능성을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 파이프들(260)은 Y자 형상, X자 형상, 로드 형상, 핀 형상 등을 포함한다.
파이프들(260)과 함께 리프터(220)는 접촉 위치들(A)에 인접해 있는 입자 잔류물들을 개선시킬 수 있다. 하지만, 웨이퍼들(140)간의 내재적 상호 오염 및 천연 액체 역학과 연관된 플로우 패턴 결함은 여전히 극복할 필요가 있는 문제점이다.
그러므로, 단일 웨이퍼 세정 동작과 같은 대안적인 접근법이 제공된다. 단일 웨이퍼 세정 동작은 (비담금(non-immersion)) 단일 웨이퍼 장치 내에서 한번에 하나의 웨이퍼를 처리하는 것을 수반한다. 도 3은 몇몇의 실시예들에 따른, 단일 웨이퍼 세정 장치(300)의 예시적인 도면을 도시한다. 단일 웨이퍼 세정 장치(300)는 챔버(302), 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304) 및 디스펜서(306)를 포함할 수 있다. 세정액(350)은 디스펜서(306)로부터 웨이퍼(140)의 전측면으로 분사될 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 세정액(350)에는 SPM(H2SO4, H2O2), APM(NH4OH, H2O2), 탈이온수(DIW)(핫 DIW를 포함함), SC1(탈이온수(DIW), NH4OH, H2O2), SC2(DIW, HCl, H2O2), 탈이온화 오존수, H3PO4, DHF(dilute hydrofluoric acid), HF, HF/EG(ethylene glycol), HF/HNO3, NH4OH, 이들의 조합 등이 포함된다. 세정액(350)은 약 0℃ 내지 약 250℃의 범위의 온도에 있을 수 있다. 디스펜서(306)는 하나 이상의 노즐들, 하나 이상의 스프레이 바들, 및/또는 세정액(350)을 웨이퍼(140)의 전측면으로 도입시키기 위한 다른 구성을 포함할 수 있다.
웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304)는 디스펜서(306) 아래에 웨이퍼(140)를 위치시키거나 및/또는 이동시키는 구성들을 포함한다. 예를 들어, 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304)는 척 핀(chuck pin)들을 포함한다. 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304)는 웨이퍼(140)의 측면 부분들과 접촉할 수 있다. 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304)는 단일 웨이퍼를 홀딩하도록 동작가능하다. 몇몇의 실시예들에서, 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304)는 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304)의 방사상축을 중심으로 웨이퍼(140)를 회전시킨다. 예시적인 웨이퍼 회전 속도는 약 10rpm 내지 약 2500rpm의 범위에 있다.
단일 웨이퍼 세정 동작 동안, 웨이퍼들(140) 중 하나의 웨이퍼가 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304) 상에 배치된다. 웨이퍼(140)가 회전중에 있는 동안 세정액(350)은 웨이퍼(140)의 전측면 상에 디스펜싱된다. 웨이퍼(140) 상의 세정액(350)은 바깥쪽으로 확산되어 웨이퍼(140)의 전측면의 전체 영역들에 골고루 흐를 수 있다. 과잉 세정액 또는 오염된 세정액과 같은, 폐액은 배수된다. 습식 벤치 세정 동작과 비교하여, 단일 웨이퍼 세정 동작은 개선된 세정 효율성과 공정 안정성을 제공할 수 있다.
단일 웨이퍼 세정 동작과 관련된 이슈들은 열 응력, 전하 효과, 및 엣지 온도차이다. (SPM과 같은) 세정액(350)과 포토레지스트의 반응은 열을 발생시켜서 열 응력을 초래시킬 수 있다. 열 응력은 특히 포토레지스트가 고도로 임플란트된 경우, 피처들의 패턴이 붕괴되거나 또는 웨이퍼들(140)로부터 떨어져 나가게 할 수 있다. 웨이퍼(140)와 함께 회전하고 있는 세정액(350)과 포토레지스트의 마찰로 인해 정전하들이 웨이퍼(140)의 중심부에서 생성되고 축적될 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 축적된 전하들은 중심부 아크(center arcing)를 유발시킨다. 또한, 세정액(350)이 웨이퍼(140)의 중심부쪽으로 분사되기 때문에 웨이퍼(140)의 중심부는 종종 엣지보다 높은 온도를 갖는다. 웨이퍼(140)의 엣지에서의 보다 낮은 온도는 입자 오염물들이 웨이퍼(140)의 엣지 상에 계속해서 남아있게 할 수 있다.
그러므로, 습식 벤치 세정 동작과 단일 웨이퍼 세정 동작의 단점들 모두를 해결하기 위한 메커니즘들이 제공된다. 이러한 메커니즘들은 습식 벤치 세정 동작과 단일 웨이퍼 세정 동작의 연속적인 2단계 방법과 관련이 있다. 도 4는 몇몇의 실시예들에 따른, 웨이퍼를 세정하기 위한 방법(400)을 흐름도로 도시한다. 몇몇의 실시예들에서, 방법(400)은 웨이퍼들이 습식 벤치 세정 동작에 의해 세정되는 동작(402)으로 시작한다. 그 후, 방법(400)은 웨이퍼들 각각이 단일 웨이퍼 세정 동작에 의해 세정되는 동작(404)으로 이어진다.
몇몇의 실시예들에서, 방법(400)은 최적화를 위해 세정 장치(500)에서 동작된다. 도 5는 몇몇의 실시예들에 따른, 세정 장치(500)의 예시적인 도면을 도시한다. 세정 장치(500)는 챔버(502)를 포함할 수 있다. 습식 벤치 세정 디바이스(504)와 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)은 이들 사이에 파티션(503)이 있거나 또는 파티션(503) 없이 챔버(502) 내에 위치한다. 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)은 습식 벤치 세정 디바이스(504)에 인접해 있다. 몇몇의 실시예들에서, 동작(402)은 습식 벤치 세정 디바이스(504)에서 수행되고, 동작(404)은 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)에서 수행된다. 습식 벤치 세정 디바이스(504)는 리프터(120 또는 220)와 탱크(130)를 포함할 수 있다. 탱크(130)는 습식 에천트(150)를 함유할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 습식 벤치 세정 디바이스(504)는 하나 이상의 화학물질들 또는 린스 용제(예컨대, 탈이온수)가 함유된 다른 탱크들을 더 포함한다. 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506) 각각은 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트(304)와 디스펜서(306)를 포함할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506) 각각은 웨이퍼(140)의 후측면을 세정하기 위한 후측면 브러쉬(508)를 더 포함한다.
보다 우수한 효율성을 위해 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)의 개수는 리프터(120 또는 220)의 웨이퍼 용량과 동등할 수 있지만, 도 5에서는 단순화를 위해 단지 두 개의 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)만이 도시된다. 대안적으로, 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)의 개수는 리프터(120 또는 220)의 웨이퍼 용량보다 크거나 낮을 수 있다. 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506) 각각은 서로 개별적일 수 있다. 예를 들어, 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506) 각각은 다른 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)이 각자의 동작들을 수행중에 있는지 아닌지 여부에 상관없이 자신의 동작을 수행할 수 있다. 습식 벤치 세정 디바이스(504)로부터 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)로의 웨이퍼들(140) 각각의 이송의 우선순위 및 지연시간은 프로그램가능하며 이것은 컴퓨터에 의해 제어될 수 있다. 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)은 임의의 적절한 방식으로 챔버(502) 내에 배열될 수 있다.
도 6a와 도 6b는 몇몇의 실시예들에 따른, 방법(400)의 다양한 스테이지들에서의 예시적인 단면도들을 도시한다. 도 6a에서 도시된 바와 같이, 습식 벤치 세정 동작(402)은 습식 벤치 세정 디바이스(504)에서 수행된다. 몇몇의 실시예들에서, 동작(402)은 웨이퍼들(140) 상에서의 포토레지스트 대부분을 제거하기 위해 웨이퍼들(140)의 배치를 습식 에천트(150)에 담가두는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 웨이퍼들(140) 상에서 약 10% 내지 100%의 범위의 포토레지스트가 습식 벤치 세정 동작(402)에서 제거된다. 습식 에천트(150)에는 SPM(H2SO4, H2O2), APM(NH4OH, H2O2), SC1(탈이온수(DIW), NH4OH, H2O2), SC2(DIW, HCl, H2O2), 탈이온화 오존수, H3PO4, DHF(dilute hydrofluoric acid), HF, HF/EG(ethylene glycol), HF/HNO3, NH4OH, 이들의 조합 등이 포함될 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 습식 벤치 세정 동작(402)은 담금 공정 이후에 린스 공정을 더 포함한다.
그 후, 도 6b를 참조하여, 웨이퍼들(140) 각각은 각각의 단일 웨이퍼 세정 디바이스(506)로 이송되고 그런 후 단일 웨이퍼 세정 동작(404)에 의해 세정된다. 몇몇의 실시예들에서, 단일 웨이퍼 세정 동작(404)은, 각각의 단일 웨이퍼 세정 디바이스들(506)에서, 습식 벤치 세정 동작(402)에 의해 세정되었던 웨이퍼들(140)을 한층 더 세정하기 위해 웨이퍼(140) 상에 세정액(550)을 디스펜싱하는 것을 포함한다. 세정액(550)에는 탈이온수(DIW), SPM(H2SO4, H2O2), APM(NH4OH, H2O2), SC1(탈이온수(DIW), NH4OH, H2O2), SC2(DIW, HCl, H2O2), 탈이온화 오존수, HF/HNO3, NH4OH, 이들의 조합 등이 포함될 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 대부분의 포토레지스트가 습식 벤치 세정 동작(402)에서 제거되었을 때에, 세정액(550)은 SPM, APM, SC1, SC2, 탈이온화 오존수, HF/HNO3, NH4OH, 또는 이들의 조합을 필요하지 않는다. 달리 말하면, 몇몇의 실시예들에서, 세정액은 탈이온수만을 포함한다. 이것은 개별적인 단일 웨이퍼 세정 동작보다 매우 비용 효율적이다. 습식 벤치 세정 동작(402)과 단일 웨이퍼 세정 동작(404)은 동일한 장치(500)에서 연속적으로 수행될 수 있으며 챔버(502) 밖으로 이송되지 않는다. 습식 벤치 세정 디바이스(504)와 단일 웨이퍼 세정 디바이스(506)는 동일한 챔버(502) 내로 통합되어, 시간을 절약시키고 웨이퍼들(140)을 상이한 장치들로 이송시키는 위험성을 감소시킨다.
연속적인 2단계 방법(400)은 습식 벤치 세정과 단일 웨이퍼 세정의 개별적인 동작들보다 우수한 세정 성능을 제공할 수 있다. 습식 벤치 세정 동작(402)에 의해 세정되지 않았던 웨이퍼들(140) 상의 입자 잔류물들은 단일 웨이퍼 세정 동작(404)에 의해 한층 더 세정될 수 있다. 또한, 개별적인 단일 웨이퍼 세정 동작과 관련된 이슈들, 즉 열 응력, 전하 효과 및 엣지 온도차가 또한 개선될 수 있다. 대부분의 포토레지스트가 습식 벤치 세정 동작(402)에서 제거되고, 그러므로 열 및 정전하들은 단일 웨이퍼 세정 동작(404)에서 과도하게 발생하지 않을 것이다. 이에 따라, 연속적인 2단계 방법(400)은 습식 벤치 세정 동작(402)과 단일 웨이퍼 세정 동작(404)의 단점들을 제거시키면서 이들의 장점들을 결합시킨다.
웨이퍼 세정을 위한 메커니즘들과 관련된 몇몇의 실시예들이 제공된다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 습식 벤치 세정 동작과 단일 웨이퍼 세정 동작의 연속적인 2단계 방법을 포함하는 방법이 제공되며, 이 방법은 이 동작들의 단점들을 감소시키면서 이 동작들의 개별적인 장점들을 결합시킨다. 더 나아가, 상술한 방법의 성능을 증대시키는데 적절한 세정 장치가 또한 제공된다.
실시예들 및 이들의 장점들을 자세하게 설명하였지만, 여기에 다양한 변경, 대체, 및 변동이 첨부된 청구범위들에 의해 정의된 본 실시예들의 범위 및 사상을 벗어나지 않고서 행해질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본 출원의 범위는 본 명세서에서 설명된 물질, 수단, 방법, 및 단계의 공정, 머신, 제조, 조성의 특정한 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다. 본 발명분야의 당업자라면 여기서 설명된 대응하는 실시예들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 또는 이와 실질적으로 동일한 결과를 달성하는, 현존하거나 후에 개발될 물질, 수단, 방법, 또는 단계의 공정, 머신, 제조, 조성이 본 발명개시에 따라 이용될 수 있다는 것을 본 발명개시로부터 손쉽게 알 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들은 이와 같은 물질, 수단, 방법, 또는 단계의 공정, 머신, 제조, 조성을 청구항의 범위내에 포함하는 것으로 한다. 또한, 각각의 청구항은 개별적인 실시예를 구성하며, 다양한 청구항들 및 실시예들의 조합은 본 발명개시의 범위내에 있다.

Claims (20)

  1. 웨이퍼 세정을 위한 방법에 있어서,
    챔버 내에서 습식 벤치(wet-bench) 세정 디바이스를 이용하여 습식 벤치 세정 동작에 의해 웨이퍼들을 세정하는 단계; 및
    그 후 단일 웨이퍼 세정 동작에 의해 상기 웨이퍼들 각각을 세정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 습식 벤치 세정 디바이스는 탱크와 연관된 리프터를 포함하고,
    상기 리프터는 측벽들, 상기 측벽들 상의 칸막이들 및 상기 칸막이들 사이의 홈들을 포함하는 웨이퍼 홀더를 포함하고, 상기 측벽들 및 칸막이들 내에 형성된 파이프들을 더 포함하는, 웨이퍼 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 습식 벤치 세정 동작은 상기 웨이퍼들을 습식 에천트 내에 담가두는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼 세정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단일 웨이퍼 세정 동작은 복수의 단일 웨이퍼 세정 디바이스들에서 수행되는 것인, 웨이퍼 세정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 습식 벤치 세정 동작과 상기 단일 웨이퍼 세정 동작은 동일한 챔버에서 수행되는 것인, 웨이퍼 세정 방법.
  5. 웨이퍼 세정을 위한 장치에 있어서,
    챔버;
    상기 챔버 내의 습식 벤치 세정 디바이스로서, 상기 습식 벤치 세정 디바이스는 탱크(tank)와 연관된 리프터(lifter)를 포함한 것인, 상기 습식 벤치 세정 디바이스; 및
    상기 챔버 내에 있고 상기 습식 벤치 세정 디바이스에 인접해 있는 복수의 단일 웨이퍼 세정 디바이스들
    을 포함하며,
    상기 단일 웨이퍼 세정 디바이스들 각각은 웨이퍼 포지셔닝 엘리먼트 위에 디스펜서를 포함하고,
    상기 리프터는 측벽들, 상기 측벽들 상의 칸막이들 및 상기 칸막이들 사이의 홈들을 포함하는 웨이퍼 홀더를 포함하고, 상기 측벽들 및 칸막이들 내에 형성된 파이프들을 더 포함하는, 웨이퍼 세정 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서, 상기 단일 웨이퍼 세정 디바이스들의 개수는 상기 리프터의 웨이퍼 용량과 동등한 것인, 웨이퍼 세정 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 단일 웨이퍼 세정 디바이스들 각각은 웨이퍼의 후측면을 세정하기 위한 후측면 브러쉬를 더 포함하는 것인, 웨이퍼 세정 장치.
  9. 웨이퍼 세정을 위한 방법에 있어서,
    챔버 내에서 습식 벤치 세정 디바이스를 이용하여 웨이퍼들의 배치(batch)에 대해 습식 벤치 세정 동작을 수행하는 단계로서, 상기 습식 벤치 세정 동작은 상기 웨이퍼들을 습식 에천트를 함유한 탱크 내에 담가두는 단계를 포함하며, 상기 습식 에천트는 웨이퍼 상의 물질과 반응하여 열을 발생시키는 것인, 상기 습식 벤치 세정 동작을 수행하는 단계;
    상기 웨이퍼들 각각을 각각의 단일 웨이퍼 세정 디바이스에 이송시키는 단계; 및
    각각의 단일 웨이퍼 세정 디바이스에서 웨이퍼에 대해 단일 웨이퍼 세정 동작을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 단일 웨이퍼 세정 동작은 세정액을 웨이퍼 상에 분사하는 단계를 포함하며,
    상기 세정액은 탈이온수, SPM(H2SO4, H2O2), APM(NH4OH, H2O2), SC1(탈이온수(DIW), NH4OH, H2O2), SC2(DIW, HCl, H2O2), 탈이온화 오존수, H3PO4, DHF(dilute hydrofluoric acid), HF, HF/EG(ethylene glycol), HF/HNO3, NH4OH 또는 이들의 조합인 것이고,
    상기 습식 벤치 세정 디바이스는 탱크와 연관된 리프터를 포함하고,
    상기 리프터는 측벽들, 상기 측벽들 상의 칸막이들 및 상기 칸막이들 사이의 홈들을 포함하는 웨이퍼 홀더를 포함하고, 상기 측벽들 및 칸막이들 내에 형성된 파이프들을 더 포함하는, 웨이퍼 세정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 습식 벤치 세정 동작은 상기 웨이퍼들을 상기 습식 에천트를 함유한 탱크 내에 담가둔 후 상기 웨이퍼들을 린싱(rinsing)하는 단계를 더 포함하는 것인, 웨이퍼 세정 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020140161563A 2013-11-22 2014-11-19 웨이퍼 세정을 위한 메커니즘들 KR101674263B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/087,567 2013-11-22
US14/087,567 US9349617B2 (en) 2013-11-22 2013-11-22 Mechanisms for wafer cleaning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150059609A KR20150059609A (ko) 2015-06-01
KR101674263B1 true KR101674263B1 (ko) 2016-11-08

Family

ID=53181608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140161563A KR101674263B1 (ko) 2013-11-22 2014-11-19 웨이퍼 세정을 위한 메커니즘들

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9349617B2 (ko)
KR (1) KR101674263B1 (ko)
CN (1) CN104658886B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104045242B (zh) * 2014-06-26 2016-02-24 深圳市华星光电技术有限公司 玻璃基板的蚀刻方法及蚀刻浸泡装置
US9687885B2 (en) * 2015-07-17 2017-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multi-cycle wafer cleaning method
US9627534B1 (en) * 2015-11-20 2017-04-18 United Microelectronics Corp. Semiconductor MOS device having a dense oxide film on a spacer
CN107393812A (zh) * 2017-08-31 2017-11-24 长江存储科技有限责任公司 一种晶片清洗方法
CN107845590B (zh) * 2017-11-02 2020-03-31 德淮半导体有限公司 清洗装置
CN108054083A (zh) * 2017-12-13 2018-05-18 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种对晶圆表面颗粒物进行去除的方法
CN111085498A (zh) * 2019-12-23 2020-05-01 南安泊阅工业设计有限公司 一种晶圆洗边系统
CN111570380B (zh) * 2020-06-19 2022-07-19 北京北方华创微电子装备有限公司 槽式清洗设备的过泡保护装置及过泡保护方法
CN112735983B (zh) * 2020-12-30 2022-12-16 上海至纯洁净系统科技股份有限公司 一种单晶圆载体清洗高度集成装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05315312A (ja) 1992-05-08 1993-11-26 Nec Corp ウェットエッチング装置
US6036031A (en) * 1995-05-05 2000-03-14 Ishikawa; Toshio Substrate cassette and side rail therefor
US5975740A (en) * 1996-05-28 1999-11-02 Applied Materials, Inc. Apparatus, method and medium for enhancing the throughput of a wafer processing facility using a multi-slot cool down chamber and a priority transfer scheme
KR100271772B1 (ko) 1998-09-29 2001-02-01 윤종용 반도체 습식 식각설비
US7456113B2 (en) * 2000-06-26 2008-11-25 Applied Materials, Inc. Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process
US20020062839A1 (en) * 2000-06-26 2002-05-30 Steven Verhaverbeke Method and apparatus for frontside and backside wet processing of a wafer
US7730898B2 (en) * 2005-03-01 2010-06-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor wafer lifter
US20080035181A1 (en) * 2006-08-09 2008-02-14 Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Cleaning apparatus
JP5090089B2 (ja) * 2006-10-19 2012-12-05 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
TWI424105B (zh) * 2007-05-14 2014-01-21 Tokyo Electron Ltd 成膜裝置及使用其之方法
KR101104016B1 (ko) * 2008-11-04 2012-01-06 주식회사 엘지실트론 웨이퍼 처리 장치 및 이에 사용되는 배럴과, 웨이퍼 처리 방법
US8657963B2 (en) * 2011-09-22 2014-02-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. In-situ backside cleaning of semiconductor substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150059609A (ko) 2015-06-01
CN104658886A (zh) 2015-05-27
US20150144159A1 (en) 2015-05-28
CN104658886B (zh) 2018-07-17
US9349617B2 (en) 2016-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101674263B1 (ko) 웨이퍼 세정을 위한 메커니즘들
JP6466315B2 (ja) 基板処理方法及び基板処理システム
US20050115671A1 (en) Substrate treating apparatus and substrate treating method
US7597765B2 (en) Post etch wafer surface cleaning with liquid meniscus
US20090120459A1 (en) Apparatus and method for cleaning semiconductor substrates
US11342204B2 (en) Method and apparatus for cleaning semiconductor wafers
JP2011507237A (ja) 半導体ウエハの洗浄方法及び装置
KR100207469B1 (ko) 반도체기판의 세정액 및 이를 사용하는 세정방법
US20090011600A1 (en) Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP2019169649A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
US20030183250A1 (en) Gutter and splash-guard for protecting a wafer during transfer from a single wafer cleaning chamber
CN106356283B (zh) 多周期晶圆清洁方法
JP6275090B2 (ja) 工程分離型基板処理装置及び処理方法
WO2008021265A2 (en) Semiconductor substrate cleaning apparatus
US7201808B2 (en) Method and apparatus for rotating a semiconductor substrate
US20080045029A1 (en) Semiconductor substrate processing apparatus
KR102377383B1 (ko) 처리액 토출 배관 및 기판 처리 장치
KR100872995B1 (ko) 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법
CN113053776B (zh) 湿式清洁装置及使用湿式清洁装置的方法
JP7066471B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2009135137A (ja) 洗浄方法および洗浄装置
KR100422911B1 (ko) 회전식 습식 세정장치
KR100431809B1 (ko) 웨이퍼 세정 장치 및 세정 방법
KR20090055422A (ko) 습식세정장치 및 기판처리방법
KR20090069977A (ko) 습식세정장치 및 기판처리방법

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: 20191025

Year of fee payment: 4