KR102226086B1 - 공정 배출물들의 제거 - Google Patents

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KR102226086B1
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루빈더 에스. 란다와
해리 크리스토브
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플레이너 세미컨덕터, 인크.
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Abstract

다양한 실시예들은 기판을 세정 및 건조시키기 위한 장치들 및 관련된 방법을 포함한다. 일 실시예에서, 장치는, 기판을 유지하고 다양한 속력들로 회전시키기 위한 수직 기판 홀더를 포함한다. 내측 차폐부 및 외측 차폐부는, 폐쇄된 위치에 있을 때, 장치의 동작 동안 수직 기판 홀더를 둘러싼다. 차폐부들 각각은 회전 속력 및 방향 중 적어도 하나에서 다른 차폐부와 독립적으로 동작할 수 있다. 전면측 및 후면측 분무 제트는, 기판의 양측들 및 기판의 가장자리들 상에 실질적으로 동시에 적어도 하나의 유체를 분무하도록 배열된다. 가스 유동은, 차폐부들 및 기판의 높은 회전 속력과 조합되어, 기판을 건조시키는 것을 보조한다. 과량의 유체를 제거하기 위해 적어도 하나의 터빈 디스크가 차폐부들 중 적어도 하나에 근접하게 결합된다. 부가적인 장치들 및 장치들을 형성하는 방법들이 개시된다.

Description

공정 배출물들의 제거
본 특허 출원은 2017년 2월 6일자로 출원된 "SUBSTRATE CLEANING AND DRYING MECHANISM"이라는 명칭의 미국 가출원 일련번호 제62/455,425호 및 2017년 6월 12일자로 출원된 "REMOVAL OF PROCESS EFFLUENTS"이라는 명칭의 미국 가출원 일련번호 제62/518,297호를 우선권으로 주장하며, 상기 출원들의 개시내용들 각각은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
개시된 주제는, 예컨대, 반도체 제작 및 동종의 산업들에 관한 것이다. 특히, 개시된 주제는 평탄한 대상들의 정밀 세정 및 건조를 위한 장치 및 관련된 방법에 관한 것이다.
더 구체적으로, 본 발명은, 액체 세정을 위한 세정 노즐들, 및 건조를 위해 기판을 회전시키는 동안 배출물들 및 수분을 진공배기(evacuate)하는 것을 보조하기 위해 초-청정 가스(예컨대, 질소)를 유동시키기 위한 수단을 구비하는 단일 챔버 장치에서 반도체 웨이퍼 및 다른 기판들을 세정 및 건조시키는 장치 및 관련된 방법에 관한 것이다.
웨이퍼들 및 다른 기판들의 표면들의 세정 및 건조는 반도체 마이크로전자 디바이스들의 제조에서 가장 중요한 단계들 중 하나이다. 화학적 오염물들 및 불순물들의 입자들의 존재는 제조된 제품들의 수율을 현저하게 감소시키고 생산된 반도체 또는 관련된 디바이스들(예컨대, 집적 회로들)의 성능 및 신뢰성에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
예컨대, 미크론 미만 또는 나노미터 수준 크기들을 갖는 디바이스의 특성 피쳐들을 훨씬 넘어서는 반도체 및 동종의 산업들에서의 현재 경향의 관점에서, 초기에 그리고 다양한 증착 및 패터닝 동작들 이후에 기판들을 세정하기 위한 효과적인 기법들이 점점 더 중요해지고 있다. 설계된 피쳐들 및 피쳐들을 생성하기 위한 설계 규칙들이 점점 더 작아지고 있기 때문에, 오염물들의 존재에 대한 반도체 표면들의 극단적인 민감도가 존재한다. 예컨대, 기판(예컨대, 규소 웨이퍼)의 총 금속성 불순물들은 cm2당 1010 원자보다 훨씬 작아야 한다. 크기가 0.1 ㎛보다 큰 입자들의 존재는 대략적으로, cm2당 0.1보다 훨씬 작아야 한다. 게다가, 유기 오염물들, 미립자들, 및/또는 다른 불순물들이 기판 상에 존재할 수 있다. 이러한 요건들은 현재 종래 기술에 의해 해결되지 않고 있다.
도 1은, 개시된 주제의 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘의 예의 간략화된 개요를 도시하는 도면이다.
도 2는, 외측 챔버에 더하여 도 1의 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘의 부가적인 세부사항들의 예를 도시하는 도면이다.
도 3은, 기판 건조 동작 동안의 도 1 및 도 2의 예시적인 메커니즘들의 부가적인 세부사항들을 도시하는 도면이다.
도 4는, 300 mm 웨이퍼에 대해 사용될 때의, 도 1의 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘의 일부분의 다양한 물리적 치수들의 예들을 도시한다.
도 5는, 도 1에 의해 설명된 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘의 외관의 3차원 예를 도시한다.
도 6은, 도 5의 챔버 메커니즘의 내부 부분의 3차원 예를 도시한다.
도 7은, 도 1 내지 6의 수직 기판 세정 및 건조 메커니즘에 대한 공정 처리법의 예를 도시한다.
도 8은, 기판을 유지하기 위한 핑거 암과 핑거-단부 캡 조합을 위한 분리도의 예를 도시한다.
도 9는, 도 8의 핑거 암과 핑거-단부 캡 조합을 위한 핑거 및 캠 하우징 메커니즘의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 10a는, 기판을 제자리에 고정시키기 위해 도 9의 핑거 및 캠 하우징 메커니즘과 함께 사용되는 예시적인 액추에이터 메커니즘을 도시한다.
도 10b는, 도 9의 캠 하우징 메커니즘의 일부분의 3차원 도면을 도시한다.
도 11은, 도 1의 수직 기판 세정 및 건조 챔버에 대한 예시적인 대안적인 챔버 설계의 일부분을 도시한다.
도 12는, 도 11의 대안적인 챔버 설계를 갖는 수직 기판 세정 및 건조 챔버의 내부 부분의 예시적인 단면을 도시한다.
도 13은, 도 11 및 도 12의 대안적인 챔버 설계의 예시적인 단면 내부 부분 도면의 부가적인 세부사항들을 도시한다.
도 14a는 도 13의 단면도의 예를 도시하며, 부가적으로, 기판 세정 또는 건조 동작 동안의 액체 스트림 라인들을 도시한다.
도 14b는, 기판 세정 또는 건조 동작 동안의 가스 스트림 라인들을 도시하는 도 13의 단면도의 예를 도시한다.
도 15는, 도 11 및 도 12의 대안적인 챔버 설계(1100)의 챔버의 내부 부분의 개략도의 예시적인 치수들을 도시한다.
도 16a 및 도 16b는, 도 11 및 도 12의 챔버 설계로부터 배출물들을 제거하기 위한 대안적 또는 임의적 실시예들을 도시한다.
도 17은, 본원에 개시된 수직 기판 세정 및 건조 메커니즘의 다양한 물리적 치수들 사이의 관계를 결정하는 데 사용되는 노모그램의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 18은, 도 4에 도시된 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘의 일부분의 다양한 예시적인 물리적 치수들에 기반한 전산 유체 역학(CFD; computational fluid dynamic) 분석의 예로부터의 다양한 와동 점성 등치선들을 도시한다.
도 19는, 도 4에 도시된 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘의 일부분의 다양한 예시적인 물리적 치수들에 기반한 CFD 분석의 예로부터의 다양한 와동 점성 등치선들을 도시한다.
도 20은, 도 4에 도시된 챔버 메커니즘의 일부분에 대한 속도 크기의 등치선들을 도시한다.
도 21은, 다른 설계 모델에 기반하여 난류 점성의 등치선들을 표시하는 간략화된 CFD 도면을 도시한다.
도 22는, 도 4에서 사용된 챔버 설계보다 챔버 측벽들 사이의 더 큰 거리를 갖는, CFD 분석에 대해 고려되는 다른 예시적인 챔버 설계의 일부분을 도시한다.
도 23은, 도 22의 예시적인 챔버 설계에 대한 완전한 3D 모의실험 기초 모델의 예를 도시한다.
도 24는, 도 11의 측부 배기 챔버의 수정된 버전에 대한 예시적인 가스 유동 도면을 도시한다.
도 25a는, 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘으로부터 배출물을 제거하는 것을 보조하는 데 사용되는 터빈 디스크의 예시적인 실시예이다.
도 25b는, 도 25a의 예시적인 터빈 디스크의 단면 및 터빈 디스크를 기계가공하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 26a는, 터빈 디스크의 예시적인 실시예의 3차원 도면이다.
도 26b는, 터빈 디스크의 직경을 따라 일 축을 따라서 취해진 도 26a의 터빈 디스크의 단면이다.
도 26c는, 터빈 디스크의 한 쌍의 핀들 근처에서 취해진 도 26a의 터빈 디스크의 단면이다.
도 27a 내지 도 27d는 터빈 블레이드 프로파일들을 결정함에 있어서 계산들에 사용될 수 있는 도면들의 예들을 도시한다.
후속하는 설명은 적어도 개시된 주제의 양상들을 구현하는 예시적인 장치들(디바이스들, 구조들, 시스템들 등) 및 방법들(예컨대, 공정들, 시퀀스들, 기법들, 및 기술들)을 포함한다. 다음의 설명에서, 본 주제의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해서 다수의 특정 세부사항들이 설명의 목적들을 위해 기재되었다. 그러나, 본 개시내용을 읽고 이해한 후에, 주제의 다양한 실시예들은 이들 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것이 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 자명할 것이다. 추가로, 잘 알려진 장치들 및 방법들은 다양한 실시예들의 설명을 불명료하게 하지 않기 위해 상세히 도시되지 않는다. 더욱이, 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 본원에서 이용될 수 있는 상대적인 용어들(예컨대, 상단, 하단, 상부, 하부, 위, 아래 등)은 단지 개시된 일반적인 개념들을 전달하기 위해 사용되고 절대적인 용어들로서 간주되어서는 안된다.
더욱이, 관련 기술분야의 통상의 기술자가 본원에서 제공되는 개시내용을 읽고 이해할 시에 이해하는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 달리 명시적으로 언급되거나 동작적으로 정의되지 않는 한 포괄적 또는 배타적 의미로 해석될 수 있다.
수직 기판 세정 챔버 내에서의 세정 동작들 동안, 하나의 난제는, 과잉 유체들, 배출물들, 및 수분을 신속하게 제거하여 물 또는 다른 화학적 스폿들 없이 수직 기판의 건조를 가능하게 하는 것이다. 개시된 주제의 수직 기판 세정 및 건조 챔버는 수직 기판의 양면들(양측들)뿐만 아니라 기판의 가장자리(들)를 동시에 세정한다.
일반적으로, 개시된 주제의 다양한 구성요소들은, 복수의 맥동형 액체 분무 제트(jet)들(하이드로-제트)의 챔버와 조합된 또는 그와 별개인 연속적 액체 분무 제트들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 맥동형 액체 분무 제트 시스템들은 2005년 11월 9일자로 출원된 "Apparatus and Method for Cleaning Flat Objects in a Vertical Orientation with Pulsed Liquid Jet"라는 명칭의 미국 공개 특허 출원 제2006/0174919 A1호에 개시되며, 상기 출원은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
연속적 액체 분무 제트들 및 맥동형 액체 분무 제트들은 공정 액체들(예컨대, 세정 동작 동안의, 회전하는 수직 기판의 양면들(양측들) 및 가장자리들 상의 탈이온수(DI water) 또는 액체 세정 화학물질들의 하나 이상의 조합)의 연속적 분무 또는 맥동 분무를 전달한다. 다양한 실시예들에서, 챔버의 모든 내부 (습윤된) 표면들은 챔버로부터 액체들(예컨대, 배출물들의 적어도 일부분)을 신속하게 진공배기(제거)하는 것을 보조하기 위해 소수성일 수 있으며, 그에 의해, 세정 및 건조 동작들을 겪는 기판의 건조 시간이 감소되거나 최소화된다.
다양한 실시예들에서, 맥동형 액체 분무 제트들은, 맥동형 액체 분무 제트들이 공정 액체들의 맥동 분무를 생성하기 위해 반드시 임의의 유형의 가스에 의존하는 것은 아니기 때문에, 가스가 없는 맥동형 제트들로서 고려된다. 가스가 없는 맥동형 제트의 일 실시예에서, 다이어프램 펌프(예컨대, 멤브레인 펌프)가 활용되어 가스가 없는 맥동형 제트들을 생성한다. 다이어프램 펌프는 멤브레인의 일 측으로부터 다른 측으로의 액체의 왕복 펌핑 작용을 교번하는 정변위 펌프이고, 그에 의해, 분무 제트 노즐에 제공되는 액체의 연속적으로 변화하는 압력이 생성된다. 특정 예시적인 실시예에서, 3-다이어프램 펌프가 사용되어 가스가 없는 맥동형 제트들로부터 다양한 크기들, 속도들, 및/또는 다수의 공정-액체 액적들을 생성한다. 다른 실시예들에서, 2개, 4개, 또는 그 초과의 다이어프램들을 갖는 다이어프램 펌프들이 사용되어 가스가 없는 맥동형 제트들을 생성한다. 또 다른 실시예들에서, 오직 하나의 챔버와 단일 다이어프램을 갖는 다이어프램 펌프들(예컨대, 단일측 다이어프램 펌프)이 사용되어 가스가 없는 맥동형 제트를 생성한다.
통상의 기술자들은, 다른 펌프 유형들, 이를테면, 기어-구동 펌프, 교번-압력 펌프, 연동 펌프, 축방향-피스톤 펌프, 및 다른 펌프들이 활용되어 가스가 없는 맥동형 제트를 또한 생성할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
다양한 실시예들에서, 상이한 형태들의 펌프, 예컨대, 다이어프램 펌프가 가변 주파수 구동부에 결합될 수 있다. 가변 주파수 구동부는 피스톤의 상이한 속력들을 생성한다. 예컨대, 1 Hz 내지 10 Hz 주파수 범위는 수십 미크론부터 밀리미터까지 크기의 미립화된 액적들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 특정 예시적인 실시예에서, 액적들은 주어진 노즐 크기에 따라 30 미크론 내지 150 미크론 크기로 생성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 다양한 응용들에 대해 다수의 크기들 및 유형들의 노즐들이 조합될 수 있다. 다수의 크기들 및 유형들의 노즐들을 조합하는 것은 (예컨대, 단독으로 또는 동시에 30 미크론보다 작거나 150 미크론보다 큰) 액적 크기들의 훨씬 더 큰 변동을 유발할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 가스가 없는 맥동형 제트를 생성하기 위한 실시예들 중 하나 이상은 상이한 크기들 및 형상들의 노즐들과 조합될 수 있다. 상이한 크기들 및 형상들의 노즐들을 생성하기 위한 기법들은 관련 기술분야에 알려져 있으며, 또한 아래에서 더 상세히 논의된다.
본원에서 제공되는 개시내용에 기반하여, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 맥동형 액체 분무 제트들에 의해 생성된 다양한 액적들 각각에 의해 부여되는 운동 에너지 수준을 용이하게 결정할 수 있다. 운동 에너지의 결정은, 예컨대, 액적 크기, 액적 내의 액체의 밀도(예컨대, 액적의 총 질량), 및 액적 크기의 속도에 기반한다. 이어서, 운동 에너지의 결정은 기판으로부터 주어진 입자 크기를 축출하는 데 요구되는 압력의 관점에서 고려될 수 있다. 그러한 압력들은 입자를 기판에 유지하는 힘들(예컨대, 정전기력들, 분자력들, 다른 접착력들 등), 입자의 단면적, 및 기판관 접촉하는 입자의 면적에 기반한다. 운동 에너지 및 입자 축출 압력들을 결정하기 위한 수학식들을 규정하는 것은 관련 기술분야에 알려져 있다.
아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 세정/건조 동작들 중 다양한 동작들 동안, 기판은 챔버 내에서 수직으로 회전(스피닝)된다. 부가적으로, 예컨대, 중앙 진공배기 및 측부 진공배기 회전가능 차폐부들의 다양한 실시예들이 본원에서 개시된다.
다양한 실시예들에서, 터빈 디스크들이 회전가능 차폐부들 중 하나 이상에 부착될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 터빈 디스크들은 독립적으로 회전가능할 수 있다. 터빈 디스크들은, 세정/건조 챔버로부터 가스들, 액체들, 및 다른 배출물들을 진공배기하는 것을 보조하여 기판의 더 신속한 건조를 보조한다.
개시된 주제는 또한 서로 별개로 또는 조합되어 활용될 수 있는 임의적 배출 채널들의 다양한 실시예들을 설명한다. 세정/건조 챔버 내부의 가스(예컨대, 초고순도 질소) 분배 메커니즘들의 다양한 실시예들이 또한 개시된다.
아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 수직 기판 세정 및 건조 챔버는 내측 쉘 및 외측 쉘을 갖는 폐쇄된 시스템이다. 외측 쉘은, 세정 및 건조를 위해서 (예컨대, 로봇의 엔드 이펙터에 의해) 기판을 수직으로 적재 및 하적(unload)하기 위해 개방 및 폐쇄된다. 외측 쉘은, 폐쇄될 때, 공정 유체들 및 배출물들(예컨대, 가스들 및 액체들) 중 임의의 것이 외측 쉘 인클로저 외부로 누출되는 것을 방지하는 유체 기밀 밀봉을 생성한다.
내측 쉘은, 수직 기판 유지 메커니즘, 및 회전 속력 및 방향에 대해 독립적으로 제어가능한 2개의 회전가능 차폐부를 포함한다. 하나의 차폐부는 제1 회전 모터에 결합되고, 또한, 수직 기판 유지 메커니즘(및 기판)에 결합될 수 있는 한편, 제2 차폐부는 별개의 독립적인 모터를 갖는다. 특정 예시적인 실시예들에서, 회전가능 차폐부들에 부착된 하나 이상의 터빈 디스크가 존재한다. 터빈 디스크들은 증가된 유체 제거 효율을 제공하도록 계산된 다양한 지점들 및 각도들에 배치된 슬롯들로 구성될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 가스(예컨대, 질소)는 복수의 상이한 디바이스들을 통해 분배된다. 일 예에서, 버섯형 설계는 저압의 높은 가스 유동을 허용한다. 다른 예에서, 가스 유입구 튜브 내의 가스 유출구들의 어레이는 내측 챔버에서 가스의 칼날형 샤워를 생성한다. 다른 실시예들에서, 두 디바이스가 결합된다.
예시적인 세정 동작의 시작에서, 기판의 전면측, 후면측, 및 가장자리(들) 상에 실질적으로 동시에 충돌하는 다수의 액체 스트림들을 통한 기판의 세정을 용이하게 하기 위해, 기판은 먼저 느리게 회전된다. 이러한 세정 동작 동안, 기판으로부터 제거될 오염물들의 유형에 따라 다수의 액체들이 사용될 수 있다.
차폐부 회전식 구동 메커니즘은 (자신에 부착된 터빈 디스크들 중 하나를 가질 수 있는) 차폐부들 중 제1 차폐부와 결합될 수 있다. 제1 차폐부가 회전함에 따라, 기판은, 차폐부 회전식 구동 메커니즘에 결합되는 경우, 또한 동일한 속력으로 회전한다. 위에 설명된 바와 같이, 대향하는 제2 차폐부가 별개의 독립적인 모터에 결합되고 또한 회전한다. 그러나, 제2 차폐부는 별개의 모터를 갖기 때문에, 제2 차폐부의 속력 및 방향은 제1 차폐부와 독립적이고, 결과적으로, 기판의 회전 속력과 또한 독립적이다.
세정 동작 동안 차폐부들 둘 모두가 회전함에 따라, 하나 이상의 액체가 기판 상에 충돌하면서, 수직 회전하는 기판으로부터 나오는 배출물이 원심력 효과로 인해 회전가능 차폐부들을 통해 진공배기된다. 차폐부의 곡률 또는 각도는, 배출물이 차폐부들의 가장자리(예컨대, 특정 실시예에 따라, 내측 가장자리 또는 외측 가장자리 중 어느 하나)를 향해 이동하고, 내측 챔버로부터 진공배기(제거)되도록 설계된다.
배출물 진공배기를 증가시키기 위해 회전가능 차폐부들의 회전 속력이 증가될 수 있다. 이러한 세정 동작 동안, 고순도 가스(예컨대, 초고순도 질소)가 가스 분산 디바이스들 중 적어도 하나에 의해 챔버 내로 도입되어, 회전하는 수직 기판에 근접한, 수분이 풍부한 환경의 탈수를 용이하게 한다.
세정 동작의 종료 시, 분무 제트들로부터 나오는 액체가 중단된다. 건조 공정을 더 용이하게 하기 위해, 회전가능 차폐부들의 회전 속력, 및 결과적으로 기판의 속력이 더 높은 속력으로 가속된다. 다양한 실시예들에서, 기판이 이소프로필 알코올(IPA) 건조를 요구하거나 그에 의해 보조될 수 있는 응용들에 대해, IPA 증기와 같은 용매가 또한 고순도 가스와 함께 도입될 수 있다.
관련 기술분야의 통상의 기술자가 이해가능한 바와 같이, 차폐부들의 높은 회전 속력은 기판과 기판에 근접한 용적 사이에 압력차를 생성하여, 회전하는 기판으로부터 액체들 및 수분 둘 모두를 진공배기(제거)하는 것을 용이하게 한다. 기판의 높은 회전 속력은, 가스 유동 및 차폐부들의 회전과 결합되어, 모든 또는 실질적으로 모든 배출물들 및 수분을 제거하며, 그에 의해, 물 또는 화학물질 자국들이 없이 기판을 건조시킨다. 하나 이상의 2차 가스 유동 디바이스는, 외측 챔버로부터 내측 (공정) 챔버로의 미립자 이전을 방지하거나 실질적으로 감소시키기 위해 가스 장벽을 생성한다. 세정 및 건조 동작들 동안, 회전가능 차폐부들의 속력은, 세정 및 건조 공정의 종료 시에 물/화학물질 스폿이 없거나 실질적으로 스폿이 없는 기판을 생성하는 것을 보조하기 위해 배출물 및 증기의 용적 제거를 달성하도록 조작될 수 있다.
개시된 주제는, 다른 분야들, 이를테면, 광학 기판들의 세정 및 건조, 유전자 서열분석 및 약물 발견, 평판 디스플레이들, 우주 광학기기들의 제작에 사용되는 기판들, 광학 기록 기판들뿐만 아니라 다양한 기술분야에 알려져 있는 다양한 다른 기판 유형들에 적용가능하다. 전반적으로, 개시된 주제의 원리는, 세정 및 건조 동안 기판이 수직으로 유지되고 가변적인 프로그래밍가능한 속력들로 회전될 일부 양상들에서 실질적으로 동일할 것이다.
상세한 설명
이제 도 1을 참조하면, 개시된 주제의 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘(100)의 예의 간략화된 개요를 도시하는 도면이 도시된다. 전반적으로, 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)는 제1 회전가능 차폐부(101), 및 제1 회전가능 차폐부(101)에 근접한 제1 위치(103A)에서 그리고 제1 회전가능 차폐부(101)로부터 측방향으로 멀어지게, 그에 따라 제1 회전가능 차폐부(101)의 원위로 이동된 제2 위치(103B)에서 제2 회전가능 차폐부를 포함하는 것으로 도시된다. 본원에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 회전가능 차폐부(101) 및 제2 회전가능 차폐부는 세정 액체들을 포획하여 기판(119)으로부터 멀어지게 재지향시킨다. 2개의 회전가능 차폐부 중 하나는, 기판(119)이 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)에 장착되고 그로부터 제거될 수 있게 하기 위해 동작 위치(120)(도 1에서 위치 "A"로 표시됨) 및 적재 위치(140)(도 1에서 위치 "B"로 표시됨)로부터 이동하도록 구성된다. 액추에이터 메커니즘(109)은 제2 회전가능 차폐부(103A, 103B)를 동작 위치(120)로부터 적재 위치(140)로 또는 그로부터 이동시킨다.
일 실시예에서, 제1 회전가능 차폐부(101) 및 제2 회전가능 차폐부(103)의 (기판(119)의 수직 위치의 법선에 대한) 각도는 약 3° 내지 약 15°일 수 있다. 다른 실시예들에서, 각도는 약 1° 내지 약 3°일 수 있다. 다른 실시예들에서, 각도는 약 15° 내지 약 45° 또는 그 초과일 수 있다. 실시예들에서, 각도는 연속적인 평각이 아닐 수 있지만, 다양한 직선 부분들로 구성될 수 있고, 직선 부분들 각각은 상이한 각도들(예컨대, 회전가능 차폐부들의 가장자리들이 개구들(125)에 접근함에 따라 각도가 증가함)을 갖는다. 또 다른 실시예들에서, 회전가능 차폐부들의 가장자리들은 만곡될 수 있으며(예컨대, 도 4 참조), 여기서, 곡률은 일정한 반경 또는 가변적인 반경들을 갖는다. 부가적으로, 통상의 기술자는, 더 가파른 각도(예컨대, 5°가 아니라 15°) 또는 더 큰 곡률 반경이 챔버로부터의 더 효율적인 액체/배출물 제거를 제공할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 그러나, 더 큰 각도 또는 더 큰 곡률 반경은 또한 챔버의 물리적 전체 높이를 증가시킬 것이다. 따라서, 통상의 기술자는 본원에서 제공되는 개시내용을 읽고 이해하는 것에 기반하여, 가파름 또는 각도/더 큰 곡률 반경과 챔버의 합리적인 크기 사이의 균형을 달성하는 방식을 인식할 것이다. 실시예들 각각은, 관련 기술분야에 알려져 있는 기법들에 의해 차폐부들을 기계가공, 스탬핑, 딥 드로잉하거나 다른 방식으로 형성함으로써 달성될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 차폐부들 중 더 큰 차폐부(도 1의 예에서 제2 회전가능 차폐부(103))는 더 작은 차폐부 위로 연장된다. 도시되진 않지만, 회전가능 차폐부들 중 적어도 하나 또는 둘 모두는, 대부분의 또는 모든 유체 액적들을 제거하도록 기계적 밀봉을 형성하기 위해 최외측 가장자리(예컨대, 개구(125) 근처)에 래버린스 립(도시되진 않지만 통상의 기술자에게 이해가능함)을 갖도록 형성될 수 있으며, 그에 의해, 임의의 유체가 기판을 수용하는 챔버의 내부 부분으로 다시 방울져 떨어지는 것을 방지하거나 실질적으로 제거한다(예컨대, 도 15 참조). 결과적으로, 최외측 가장자리의 프로파일은, 유체 액적들이 기판 위에 모일 수 없도록 형성될 수 있으며, 그에 의해, 유체가 방울져 떨어지는 것이 방지된다.
액추에이터 메커니즘(109)은 공압식으로 활성화되거나, 유압식으로 활성화되거나, 자기적으로 활성화되거나, 전기적으로 활성화되거나 또는 다른 수단에 의해, 또는 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같은 수단의 조합에 의해 이루어질 수 있다. 액추에이터 메커니즘은 또한, 제2 회전가능 차폐부(103A, 103B)가 동작 위치(120)에 있는지 또는 적재 위치(140)에 있는지를 표시하기 위해 다양한 유형들의 위치 센서들(예컨대, 전기, 광학 등)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 위치 센서들(도시되지 않음)은 액추에이터 메커니즘(109) 내에 배치되는 것에 더하여 또는 그 외부의 다른 위치들에 위치될 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(119)은 세정 및 건조 동작들 둘 모두 동안 실질적으로 수직 위치로 유지된다. 일부 실시예들에서, 수직 위치는 수직으로부터 대략적으로 ±0.1 도 내지 대략적으로 ±1 도의 범위 내에서 유지된다. 일부 실시예들에서, 수직 위치는 수직으로부터 대략적으로 ±2 도 내에서 유지된다. 다른 실시예들에서, 수직 위치는 수직으로부터 대략적으로 ±5 도 내에서 유지된다. 또 다른 실시예들에서, 수직 위치는 수직으로부터 대략적으로 ±10도 내에서 유지된다.
기판(119)을 실질적으로 수직으로 위치시키는 것은, 동시적인 전면측 및 후면측 세정(뿐만 아니라 가장자리 세정)을 허용하고, 기판(119)이 수직 배향으로 있는 동안 기판(119)의 표면 상에 액체들이 남아 있을 가능성이 더 적기 때문에, 동시적으로 양측들(및 기판의 형상(예컨대, 원형 대 정사각형)에 따라 가장자리 또는 가장자리들)로부터의 증가되고 더 철저한 기판(119)의 건조를 허용한다. 기판(119)은, 예컨대 직경이 100 mm 내지 450 mm인 패터닝되거나 패터닝되지 않은 원형 반도체 웨이퍼, 예컨대 일 측 당 125 mm 또는 150 mm인 정사각형 석영-포토마스크, 1 평방미터일 수 있는 평판 디스플레이, 또는 반도체 및 동종의 산업들에서 사용되고 알려져 있는 다양한 다른 기판들 중 임의의 기판, 이를테면, 평판 디스플레이 기판들 및 자기 및 광학 디스크 기판들일 수 있다.
도 1은 제2 회전가능 차폐부(103A, 103B)(일반적으로는, 총칭하여 제2 회전가능 차폐부(103)로 본원에서 또한 지칭됨)가 기판 교환을 위해 이동하는 차폐부임을 표시하지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본원에서 제공되는 개시내용을 읽고 이해할 시, 다른 실시예들에서, 제1 회전가능 차폐부(101)가 제2 차폐부(103)를 향해 그리고 그로부터 멀어지게 이동하는 것을 이해할 것이다. 또 다른 실시예들에서, 제1 차폐부(101) 및 제2 차폐부(103) 둘 모두가 서로를 향해 그리고 서로로부터 멀어지게 측방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 따라서, 본원에 포함된 개시내용 전반에 걸쳐 표기법의 간결성을 위해, 제2 차폐부(103)는 이동가능 차폐부로서 표시될 것이다.
추가로, 제1 회전가능 차폐부(101)가 제2 회전가능 차폐부(103)보다 더 작고, 따라서 제1 위치(103A)에서는 제2 회전가능 차폐부에 의해 둘러싸일 수 있는 것으로 도 1에 도시되지만, 통상의 기술자는, 제2 회전가능 차폐부(103)가 더 작도록 구성될 수 있고, 따라서 2개의 차폐부가 서로 근접할 때(동작 위치(120)에서) 제1 회전가능 차폐부(101)에 의해 둘러싸일 수 있다는 것을 인식할 것이다.
계속해서 도 1을 참조하면, 제1 측 분무 제트 어레이(115) 및 제2 측 분무 제트 어레이(117)가 도시되며, 제1 측 액체 공급 라인(127) 및 제2 측 액체 공급 라인(129)에 각각 결합된다. 분무 제트들은, 기판 세정 및 건조 챔버(100)의 세정 동작 동안, 기판(119)의 각각의 면뿐만 아니라 가장자리들 상에 하나 이상의 액체를 분무하도록 구성된다. 액체는, 예컨대, 탈이온수(DI water) 또는 하나 이상의 다양한 유형의 화학적 세정 액체를 포함할 수 있다.
아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 측 분무 제트 어레이(115) 및 제2 측 분무 제트 어레이(117) 각각은 복수의 분무 제트들을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 분무 제트들은 또한 위에 논의된 바와 같이 맥동되도록 구성될 수 있고, 그에 의해, 분무된 액체에 기계적 교반을 부가하여, 특정 동작들에서 세정 효율을 잠재적으로 증가시킨다.
도 1은 또한, 기판(119)의 건조 동작 동안, 세정 가스, 이를테면, 필터링된 가스, 건조 공기(CDA), 질소, 아르곤, 또는 다수의 다른 필터링된 또는 고순도/초-청정 가스들이 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100) 내로 도입될 수 있게 하도록 배열된 제1 측 가스 유입구(111) 및 제2 측 가스 유입구(113)를 도시한다. 건조 동작의 다양한 실시예들이 아래에서 더 상세히 설명된다.
수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)가 적재 위치(140)(위치 "B")에 있을 때, 로봇으로부터의 엔드 이펙터(도시되지 않음)는, 각각이 다수의 핑거 암들(121)에 부착된 다수의 핑거-단부 캡들(123)에 의해 배치 및 유지되도록 기판 캐리어(예컨대, 300 mm 반도체 웨이퍼들을 운반 및 운송하기 위한 전방 개방 통합 포드(FOUP; front-opening unified pod))로부터 기판(119)을 고를 수 있다. 핑거 암들(121)은 차례로 제1 회전가능 차폐부(101)에 기계적으로 결합된다. 기판(119)의 다양한 물리적 파라미터들 및 기하학적 구조들에 따라, 3개 이상의 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합이 존재할 수 있다. 예컨대, 기판(119)이 원형 기판인 경우에, 3개의 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합이 존재할 수 있다. 기판(119)이 정사각형, 직사각형, 또는 다른 다각형인 경우에, 4개 이상의 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합이 존재할 수 있다. 통상의 기술자는, 주어진 기판(119) 크기 및 형상에 대해 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들의 수를 수정하는 방식을 인식할 것이다.
핑거 암(121)은 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)의 특정 응용에 따라 다수의 물질들로 제조될 수 있다. 예컨대, 핑거 암(121)은 다양한 금속들, 이를테면, 알루미늄(Al) 또는 스테인리스 강(예컨대, 316L 합금) 또는 다른 금속 합금들, 세라믹들, 이를테면 산화알루미늄(Al2O3) 또는 탄화물, 또는 다양한 유형들의 플라스틱들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 핑거 암 물질의 선택, 세정되는 기판, 및 챔버가 활용되는 산업에 따라, 핑거 암(121)을 구성하는 물질은, 예컨대, 퍼플루오로알콕시(PFA), 플루오린화된 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌과 테트라플루오로에틸렌의 공중합체(ETFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 및 관련 기술분야에 알려져 있는 다른 단일 또는 다중 층 코팅들을 포함하는 다양한 유형들의 물질로 코팅될 수 있다.
핑거-단부 캡들(123)은, 다양한 플라스틱들(예컨대, 아세탈 단독중합체 또는 아세틸 수지, 이를테면 델린(Delrin)®, 다양한 다른 유형들의 폴리옥시메틸렌-(POM) 기재의 플라스틱들, 또는 다른 열가소성 물질들 및 다양한 합성 중합체들)과 같은 약간의 가요성을 갖는 다수의 물질들로 제조될 수 있다. 통상의 기술자는, 다수의 다른 물질들(예컨대, 알루미늄 또는 다른 코팅된 금속들, 금속 합금들, 및 세라믹들)이 기판이 형성되는 물질에 따라 적어도 부분적으로 적합할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들 중 적어도 하나는 기판(119)이 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)에 용이하게 장착될 수 있게 하도록 이동가능하다. 예컨대, 핑거 암(121)/핑거-단부 캡(123) 조합은, 로봇으로부터의 엔드 이펙터가 기판(119)을 용이하게 위치(예컨대, 클램핑을 위한 삽입)시키거나 제거할 수 있게 하도록 기판 유지 위치로부터 멀어지게 각질 수 있다. 이동가능한 핑거 암(121)/핑거-단부 캡(123) 조합의 일 실시예는 도 8 이하를 참조하여 아래에서 상세히 설명된다. 위치결정 표시자(도시되진 않지만, 레이저 기반, 기계 기반, 광학 기반, 자기 근접 기반, 또는 다른 기판의 적절한 적재 표시자와 같이, 관련 기술분야에 알려져 있음)는 기판(119)의 적절한 정렬을 보장한다.
원형 기판의 경우에, 기판은 3개의 가느다란 핑거 암(이들 중 2개만이 도 1에 도시됨)에 의해 유지된다. 이러한 예에서, 핑거 암들은 약 120 도 이격되어 있다. 핑거 암들 중 하나는, 12:00시 위치에서, 자신에 연결된 액추에이터(아래에서 더 상세히 설명됨)를 갖는 반면, 다른 2개의 암은 움직임이 않으며 어떠한 작동도 없다. 각각의 핑거 암(121) 상에 하나씩 있는 핑거 캡들(123)은 (실시예들에서, 핑거 캡들(123)이 개개의 핑거 암(121)에 회전가능하지 않게 장착되더라도) 롤러들처럼 형상화될 수 있으며, 예컨대, 세정 및 건조 동작들 동안 기판이 배치되는 V-홈 또는 U-홈을 갖는다. 홈의 프로파일은, 기판이 엔드 이펙터 또는 로봇(아래에서 더 상세히 설명됨)에 의해 홈들에 배치될 때 자기-정렬될 수 있는 것을 보장하도록 설계된다.
다양한 실시예들에서, 홈의 프로파일은, 기판의 면들이 홈 또는 핑거 캡들(123)의 임의의 부분과 접촉하지 않도록 기판의 가장자리들만이 홈의 부분들과 접촉하게 형상화되고 크기가 정해진다. 추가로, 홈은 기판의 면들의 어떠한 부분도 홈 또는 핑거 캡들(123)의 임의의 부분에 가려지지 않도록 크기가 정해지고 형상화된다.
아래의 도 8을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 로봇이 기판을 개방된 챔버 내로 가져올 때, 액추에이터-연결된 핑거 암(예컨대, 로봇의 엔드 이펙터의 경로에 간섭하지 않도록 하기 위해, 12:00시 위치에서 정지하도록 프로그래밍됨)은 공기 실린더(도 1에 도시되지 않음) 및 캠 메커니즘을 통해 작동된다. 공기 실린더가 금속판에 대하여 밀기 때문에, 캠은 암을 상향으로 개방되도록 동작시키며, 이는, 로봇이 챔버 내로 기판을 가져와 적어도 하나의(또는 원형 기판의 경우에서는 2개의) 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합 상의 홈 내에 기판을 위치시킬 수 있게 한다. 일단 기판이 하나 이상의 핑거-단부 캡의 홈 또는 홈들 내에 위치되면, 공기 실린더는 수축되고, 그에 의해, 캠 메커니즘을 다시 동작시켜, 액추에이터-연결된 핑거 암을 폐쇄하고 기판을 클램핑한다. 이러한 시간 동안, 기판-존재 센서(아래에서 도 5를 참조하여 논의됨)는 기판이 홈들에 적절하게 안착되는 것을 보장한다. 위에 언급된 바와 같이, 기판이 적절하게 위치되지 않은 경우(예컨대, 기판이 기울어짐), 시스템은, 통상의 기술자에 의해 이해가능한 바와 같이 시스템에 프로그래밍된 복원 및 재위치결정 모드를 통해, 로봇에 의해 기판이 제거되고 적절하게 재위치될 때까지 오류 모드에 진입한다.
계속해서 도 1을 참조하면, 제1 모터(105) 및 제2 모터(107)는 제1 회전가능 차폐부(101) 및 제2 회전가능 차폐부(103)를 각각 회전시키도록 배열된다. 제1 모터(105) 및 제2 모터(107)는 다양한 유형들(예컨대, 전기식, 공압식, 유압식 등)의 회전식 액추에이터들 또는 관련 기술분야에 알려져 있는 다른 회전 액추에이터 메커니즘일 수 있다.
기판 세정 동작 동안, 기판(119)은, 이러한 실시예에서, 제1 회전가능 차폐부(101)에 기계적으로 결합되므로, 기판(119)은 제1 모터(105)에 의해 제1 측 분무 제트 어레이(115) 및 제2 측 분무 제트 어레이(117) 둘 모두에 대해 회전될 수 있다. 독립적으로, 동작 위치(120)에서의 제2 회전가능 차폐부(103)는 제2 모터(107)에 의해 회전될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제1 모터(105) 및 제2 모터(107)는 개개의 차폐부들을 동일한 방향으로 또는 반대 방향들로, 또는 상이한 시간프레임들에서 두 방향 모두로 회전시킬 수 있다. 제1 모터(105) 및 제2 모터(107)는 또한 개개의 차폐부들을 동일한 회전 속력으로 또는 프로그래밍가능한 상이한 회전 속력들로 또는 상이한 시간프레임들에서 둘 모두로 회전시킬 수 있다.
기판 건조 동작 동안, 제2 회전가능 차폐부(103)는 동작 위치(120)에서 유지된다. 제1 모터(105) 및 제2 모터(107)는 개개의 차폐부들을 동일한 방향으로 또는 반대 방향들로, 또는 상이한 시간프레임들에서 두 방향 모두로 회전시킬 수 있다. 제1 모터(105) 및 제2 모터(107)는 또한 개개의 차폐부들을 동일한 회전 속력으로 또는 상이한 회전 속력들로 또는 상이한 시간프레임들에서 둘 모두로 회전시킬 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 회전 속력들은 특정 동작(예컨대, 세정 또는 건조)에 따라 변하거나 특정 동작 동안 변할 수 있다.
건조 동작 동안, 회전 운동에 의해 야기되는 기판(119) 상의 원심력들은, 제1 측 가스 유입구(111) 및 제2 측 가스 유입구(113)를 통해 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100) 내로 도입되는 가스들과 조합되어, 기판(119)의 수직 위치결정으로 인한 중력들과 함께, 종래 기술의 다양한 기판 건조 메커니즘들에 의해 현재 알려져 있는 것보다 훨씬 더 신속하게 기판(119)을 건조시키는 것을 돕는다. 선행 세정 사이클 동안 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100) 내로 도입된 액체들은, 동작 위치(120)에서, 제1 회전가능 차폐부(101)와 제2 회전가능 차폐부(103) 사이에 형성된 개구들(125)을 통해 챔버로부터 진공배기된다.
이제 도 2를 참조하면, 외측 챔버(200)에 더하여 도 1의 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘(100)의 부가적인 세부사항들의 예를 도시하는 도면이 도시된다. 도 2는 외측 챔버(201), 제1 모터(105)에 전기적으로, 광학적으로, 또는 기계적으로 결합되는 제1 서보메커니즘(203) 및 제2 모터(107)에 전기적으로, 광학적으로, 또는 기계적으로 결합되는 제2 서보메커니즘(205), 예컨대, 탈이온수 또는 다른 수성계 또는 용매계 세정 용액들 또는 화학물질들을 포함하는, 기판(119)을 세정하는 데 사용되는 세정 유체들을 수용하는 하나 이상의 유체 탱크 또는 저장소(207)(하나만이 도시됨), 하나 이상의 유체 펌프(209)(이들 중 하나만이 도시됨), 및 펌프 제어 메커니즘(211)을 포함하는 것으로 도시된다.
외측 챔버(201)는 다양한 물질들로 만들어질 수 있고, 다양한 산업들에 대해 필요하거나 요구되는 바에 따라 하나 이상의 물질로 내부 또는 외부가 코팅될 수 있다. 물질들 및 코팅들은 도 1을 참조하여 위에서 설명된다.
제1 서보메커니즘(203) 및 제2 서보메커니즘(205)은 제어 엔지니어링 분야에 알려져 있는 임의의 수의 메커니즘들일 수 있다. 일반적으로, 서보메커니즘은 오류 감지 디바이스들 또는 피드백 방식들을 이용하여 다른 디바이스, 이를테면 회전 디바이스의 동작을 검증한다. 계속해서 도 2를 참조하면, 제1 서보메커니즘(203) 및 제2 서보메커니즘(205)은 제1 모터(105) 및 제2 모터(107)를 각각 제어한다. 따라서, 서보메커니즘들은 모터들의 속력, 가속도, 및 방향을 제어하는 것을 돕는다.
유체 펌프(209)는 저장소(207)로부터 제1 측 분무 제트 어레이(115) 및 제2 측 분무 제트 어레이(117)(도 1 참조)로 다양한 유형들의 액체들 또는 슬러리들(연마재 또는 다른 현탁된 미립자들을 함유하는 액체들, 예컨대, 입자들의 콜로이드성 현탁액들)을 이동 및 전달하도록 설계된 다양한 펌핑 메커니즘들 중 임의의 메커니즘일 수 있다. 펌핑 메커니즘들은 반경류 펌프들, 축류 펌프들, 연동 펌프들, 또는 관련 기술분야에 알려져 있는 다양한 다른 유형들의 펌프들을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 측 분무 제트 어레이(115)는 각각 제1의 복수의 분무 제트들(219A, 219B)을 포함하고, 제2 측 분무 제트 어레이(117)는 제2 복수의 분무 제트들(219C, 219D)을 포함한다. 복수의 분무 제트들은, 기판(119)의 두 면들 모두 뿐만 아니라 기판(119)의 가장자리(들)의 적어도 일부분에, 가능하게는 인접 제트들 간의 약간의 중첩으로 완전히 유효하게 적용하도록 설계된다. 총 4개의 분무 제트들(219A, 219B, 219C, 219D)만이 도시되지만, 통상의 기술자는, 본원에서 제공되는 개시내용을 읽고 이해할 시, 더 적거나 더 많은 분무 제트들이 기판(119)의 주어진 응용 및 기하학적 구조에 대해 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
게다가, 특수한 단일 또는 다수의 분무 가장자리-제트들(직접 도시되지는 않지만 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 용이하게 이해가능함)이 기판의 가장자리(들)에서 별개로 지향될 수 있다. 특수한 단일 또는 다수의 분무 가장자리-제트들은 복수의 분무 제트들(219A 내지 219D)과 유사할 수 있고, 특수한 세정 기능들 또는 향상된 가장자리-세정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 가장자리-제트들은 또한 기판의 표면들(면들)로 지향되는 제트들에 공급되는 유체들과 동일하거나 상이한 세정 유체들 및 탈이온수를 공급받을 수 있다.
게다가, 또는 별개의 동작으로서, 기판의 전면측 및 후면측이 선택된 세정 유체 또는 (예컨대) 탈이온수의 제트들로 세정되는 동안, 특수한 단일 또는 다수의 분무 가장자리-제트들은 기판의 가장자리(들)에서 별개로 지향되어 특수한 세정 기능들 또는 향상된 가장자리 세정을 수행할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 가장자리-제트들은 또한 기판의 표면들(면들)에서 지향되는 제트들에 공급되는 유체들과 동일하거나 상이한 세정 유체들을 공급받을 수 있다.
도 2는 또한 제1 측 가스 분산 메커니즘(215) 및 제2 측 가스 분산 메커니즘(217)을 포함하는 것으로 도시된다. 분산 메커니즘들은, 예컨대 건조 동작 동안, 제1 측 가스 유입구(111) 및 제2 측 가스 유입구(113)(도 1 참조)를 통해 임의의 유입 가스를 분산시키고 재지향시키는 데 사용된다.
일 실시예에서, 가스 분산 메커니즘들(215, 217)은, 유입 가스들을 기판(119)의 대향하는 면들 상에 충돌하는 것으로부터 편향시키고 분산시키기 위해 개개의 분무 제트 어레이들로부터 (예컨대, 가능하게는 약 1 mm 내지 약 5 mm, 또는 이러한 범위 내에 포함되는 다양한 다른 거리들 만큼) 이격된 관계로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 가스 분산 메커니즘들은, 유입 가스들을 기판(119)의 면들과 실질적으로 평행한 평면으로 지향시키기 위해 분산 메커니즘의 주변부 주위의 애퍼쳐들 또는 오리피스들의 어레이로 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 가스 분산 메커니즘들은, 개개의 분무 제트 어레이들로부터 이격된 관계를 포함할 뿐만 아니라 애퍼쳐들 또는 오리피스들의 어레이를 또한 포함하도록 구성될 수 있다. 통상의 기술자는, 본원에서 제공되는 개시내용을 읽고 이해할 시, 본 개시내용의 범위 내에 있도록 의도되는, 분산 메커니즘들이 취할 수 있는 다른 형태들을 구상할 수 있다. 전반적으로, 분산 메커니즘들은, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)로부터 외측 챔버(201)로의 액체들의 진공배기를 보조한다.
외측 챔버(201)는 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)로부터 진공배기되는 액체를 수집하기 위해 임의적 배출 채널(213)을 포함할 수 있다. 배출 채널(213) 및 그의 기능은 아래에서 더 상세히 설명된다.
도 3은, 기판 건조 동작 동안의 도 1 및 도 2의 예시적인 메커니즘들의 부가적인 세부사항들을 도시하는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 건조 동작 동안, 가스(예컨대, 질소, N2)가 제1 측 분무 제트 어레이(115) 및 제2 측 분무 제트 어레이(117)의 제1 측 가스 유입구(111) 및 제2 측 가스 유입구(113)를 통해 각각 도입된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 측 분무 제트 어레이(115) 및 제2 측 분무 제트 어레이(117)는 정적 매니폴드들로서 고려될 수 있는데, 그 이유는, 분무 제트 어레이들이, 액체 공급 라인들(도 2 참조)을 통해 복수의 분무 제트들로 액체들을 운송할 뿐만 아니라 가스 유입구들(111, 113)을 통해 가스들을 운송하도록 기능하기 때문이다. 다양한 실시예에서, 분무 제트 어레이들은 유체 매니폴드(305) 내에 위치되고, 제1 회전가능 차폐부(101) 및 제2 회전가능 차폐부(103) 내에 동심으로 또는 거의 동심으로 위치될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 유체 매니폴드들은 정적(회전가능하지 않음)이고, 복수의 베어링들(303) 또는 관련 기술분야에 알려져 있는 다른 기계식 또는 전기식 디바이스들에 의해 회전가능 차폐부들(101, 103) 내에 위치된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 유체 매니폴드(305)는, 기판(119)을 겨냥한 탈이온수 또는 다른 화학적 세정 유체들의 팬 분무를 분배하고 기판(119)의 직경(또는 다른 특성 치수)에 유효하게 적용되는 방식으로 배열되는 분무 제트 어레이들(도 3에 도시되지 않음)과 함께 기판(119)의 양측 상에 하나씩 존재한다. 분무 제트 어레이들(115, 117)(도 1 참조)은 또한, 제트들 중 인접한 제트들이 서로 중첩되어 기판(119)의 전체 전방 또는 후방 표면뿐만 아니라 가장자리(또는 비-원형 기판의 경우에는 가장자리들)를 세정하도록 배열될 수 있다. 제트들을 중첩함으로써, 농축된 화학물질들을 사용하지 않고도 미립자들, 막들, 잔류물들 등의 더 높은 제거가 달성될 수 있다. 더욱이, 세정 동작 동안의 기판의 회전은 세정 동안 완전한 기판(면 및 가장자리(들)) 유효 적용 범위(coverage)를 보장한다.
유체 매니폴드(305)는, 예컨대, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 또는 폴리비닐리덴 디플루오라이드(통상적으로 PVDF로 지칭됨) 또는 다른 비-반응성 열가소성 플로오로중합체들, 또는 다양한 금속들(예컨대, 알루미늄), 금속 합금들(예컨대, 스테인리스 강), 또는 관련 기술분야에 알려져 있는 다른 물질들로 형성되거나 다른방식으로 제작될 수 있다. 예로서, PVDF 물질은 일반적으로 모든 용매들, 염기들 및 산들에 대해 불활성이다.
건조 동작 동안, 제1 회전가능 차폐부(101), 및 결과적으로는 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들, 및 암/캡 조합들에 기계적으로 결합되는 기판(119)은 미리 결정된 속도로 회전하거나 미리 결정된 속도(일련의 또는 미리 결정된 속도들)로 가속된다. 회전 운동은, 선행 세정 동작 동안 사용된 액체를 기판(119)으로부터 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)(도 1 참조)로 배출한다. 도입된 가스(예컨대, N2)는 가스 분산 메커니즘들(215, 217)에 의해 (기판(119) 상으로의 직접 충돌을 회피하도록) 재지향되고, 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100) 내의 액체들 또는 액체 증기들을 지향시키도록 기능한다. 그런 다음, 액체들 또는 액체 증기들은 도입된 가스에 의해 챔버의 회전가능 차폐부들(101, 103A) 사이의 개구들(125)을 통해 지향된다. 챔버로부터 진공배기된 후에, 배출된 액체들 또는 액체 증기들(301)은 이어서 외측 챔버(200)(도 2 참조)의 배출 채널(213)로 지향된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 배출 채널(213)은 환경(예컨대, 반도체 제조 설비)에서의 설비 배출부와 유체 연통하도록 결합된다. 추가로, 배출 채널(213)은 기판 건조 동작들이 시작되기 전에, 외측 챔버가 건조되거나 실질적으로 건조되도록 준비하는 것을 보조한다.
이제 도 4를 참조하면, 300 mm 웨이퍼에 대해 사용될 때의, 도 1의 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘(100)의 일부분(400)의 다양한 물리적 치수들의 예들이 도시된다. 치수들은 단지 개시된 주제를 이해하는 것을 보조하는 것으로서 제공된다. 그러므로, 제공된 치수들은 어떠한 방식으로도 본 개시내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 4의 챔버의 부분은 본원에서 설명되는 바와 같은 중앙 배기 챔버로 고려될 수 있다. 예시적인 물리적 치수들 및 레이아웃은 또한 도 18 및 도 19와 관련하여 아래에서 설명되는 다양한 전산 유체 역학(CFD) 분석들에 대해 사용되었다. 도 4의 예에서, 300 mm 웨이퍼(401)가 제1 회전가능 차폐부(101)에 장착되어 기계적으로 결합된 것으로 도시된다. 이러한 예에서, 300 mm 웨이퍼(401)는 제1 회전가능 차폐부(101) 및 제2 회전가능 차폐부(103A) 각각으로부터 50 mm만큼의 거리(409)에 장착된다. 축방향 중심선(411)(회전 축)은 웨이퍼(401)의 대략적인 축방향 중심을 표시하는 것으로 도시된다. 통상의 기술자는, 세정 및 건조 동작을 겪는 기판의 물리적 크기와 같은 인자들에 기반하여 거리(409)가 용이하게 조정될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예컨대, 100 mm 반도체 웨이퍼와 같은 작은 기판은 300 mm 웨이퍼에 대해 요구될 수 있는 것보다 회전가능 차폐부들에 더 가깝게 배치될 수 있다. 역으로, 표면 거칠기, 패터닝 또는 기계가공된 피쳐들 또는 다른 요철부(asperity)들의 값이 더 높은 기판은 더 거칠거나 패터닝된 표면을 갖는 기판을 세정하는 데 사용되는 액체들을 효과적으로 제거하기 위해 50 mm보다 큰 거리(409)를 요구할 수 있다.
제1 측 분무 제트 어레이(115) 및 제2 측 분무 제트 어레이는 각각 9 mm의 차폐부 매니폴드 갭(403)만큼 개개의 차폐부들(제1 회전가능 차폐부(101) 및 제2 회전가능 차폐부(103))로부터 이격된다. 차폐부 매니폴드 갭(403)은 (예컨대, 비-대칭 기판을 스피닝할 때) 예상되는 진동 고려사항들 및 전반적인 기계가공 공차들과 같은 다수의 인자들에 기반하여 용이하게 조정될 수 있다.
도 4는 또한 10 mm의 차폐 개구(405)(2개의 회전가능 차폐부 사이의 수직 거리)를 도시한다. 이러한 갭은, 세정 동작들 동안 사용된 액체의 용량 및 액체들, 액체 증기들 및 가스들이 수직 기판 세정 및 건조 챔버로부터 진공배기되는 진공배기율과 같은 인자들에 따라 주어진 응용에 대해 용이하게 조정될 수 있다.
관련 기술분야의 통상의 기술자는, 도 4 내에서 제공되는 물리적 치수들이 단지 예시적이라는 것을 인식할 것이다. ("예시적"이라는 용어가 본원에서 사용될 때, 이는 일 예 또는 예들의 세트만을 지칭하며, 본원에서 설명되는 개시된 주제의 부분들을 구현함에 있어 반드시 바람직하거나 가장 양호한 방식인 것으로서 해석되어서는 안 된다.) 결과적으로, 물리적 치수들은 개시된 주제를 설명함에 있어 통상의 기술자에게 도움이 되는 것으로서 간주되어야 하고, 따라서, 개시된 주제의 범위를 제한하는 것으로 보아서는 안 된다.
이제 도 5를 참조하면, 도 1에 의해 설명된 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘(100)의 외관(500)의 3차원 예가 도시된다. 3차원 챔버(500)는, 3차원 챔버(500)의 제1 부분(510)에 기계적으로 결합된 제1 필터 유닛(501) 및 3차원 챔버(500)의 제2 부분(530)에 결합된 제2 필터 유닛(503)을 포함하는 것으로 도시된다.
필터 유닛들 각각은, 예컨대, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터, 초저 미립자 공기(ULPA) 필터, 또는 관련 기술분야에 알려져 있는 일부 다른 유형의 공기/가스 필터를 포함할 수 있다. 필터의 유형의 선택은, 주어진 동작, 기판 유형, 산업 또는 응용에 요구되는 공기/가스 순도 수준에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 피처 크기들이 작은(예컨대, 65 nm 또는 그보다 작음) 고밀도 메모리 디바이스들을 만드는 반도체 디바이스 제조자는 ULPA 필터를 요구할 수 있는 반면, 피쳐 크기들이 훨씬 더 큰(예컨대, 2 ㎛ 또는 그보다 큼) 폴리규소 웨이퍼들로 작업하는 태양 전지 제작자는 16 또는 그보다 큰 최소 효율 보고 값(MERV) 등급을 갖는 필터만을 요구할 수 있다. 그러한 필터 명칭들은 관련 기술분야에 잘 알려져 있다.
주어진 필터의 효율 등급에 관계없이, 제1 필터 유닛(501) 및 제2 필터 유닛(503)은 챔버(500)의 내부에 청정한 필터링된 공기를 제공한다. 예컨대, 필터 유닛들(501, 503)은 필터링된 공기 보충(make-up) 공급을 챔버(500)에 제공할 수 있다. 보충 공기의 하나의 기능은, 본원에서 설명된 세정 및 건조 동작들 동안 챔버(500)가 자체적으로 진공배기될 때 챔버(500) 내로의 청정 건조 공기의 일정한 유동을 허용하는 것이다. 챔버 공기 및 다른 가스(예컨대, 질소) 제거는, 아래에 논의되는 유체 배기 포트들(507)을 통해 공정 챔버 아래의 배출 배기 하우징에 결속된 주어진 제조 설비 내의 하우스 배기 시스템에 의해 보충된다. 배기는, 공정 사이클 동안의 배기의 강하를 방지하기 위해 펌프 캐비닛에 설치된 배기 팬(도시되지 않음)에 의해 추가로 보충될 수 있다. 필터링된 공기의 사용은 아래에서 더 상세히 설명된다. 더욱이, 제1 필터 유닛(501) 및 제2 필터 유닛(503)은, 예컨대, 챔버(500)의 다양한 전기 및 제어 시스템들에 대한 기체역학을 포함하는 다양한 챔버 제어들에 사용될 수 있는 필터링된 공기 공급을 제공할 수 있다.
도 1을 참조하여 위에 언급된 바와 같이, 회전가능 차폐부들(101, 103) 중 적어도 하나는 차폐부들 사이에 기판을 배치하도록 이동되게 구성된다. 차폐부들(도 5에 도시되지 않음)은 챔버(500) 내에 위치된다. 결과적으로, 제1 부분(510) 또는 제2 부분(530) 중 어느 하나 또는 둘 모두는, 예컨대, (위에 설명된) 로봇으로부터의 엔드 이펙터가 세정 및 건조될 기판을 챔버(500) 내에 배치할 수 있도록 선형 트랙들(505)을 따라 이동되도록 구성된다. 기판(119)은 후속하여, 위에 설명된 바와 같이, 회전가능 차폐부들(세정 또는 건조 동작을 겪지 않는 한 정지상태임) 내에 그리고 3개 이상의 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합 상에 장착된다. 기판-존재 센서(509)는 기판(도시되지 않음)이 존재하고 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들에 의해 적절하게 장착 및 파지됨을 보장하는 것을 돕는다. 기판-존재 센서(509)는, 예컨대, 레이저 기반 또는 다른 광학 기반 센서와 같은 관련 기술분야에 알려져 있는 다양한 센서들 중 임의의 센서일 수 있다.
예컨대, 다양한 실시예들에서, 기판-존재 센서(509)는, 일단 기판(119)이 챔버 내부에서 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들 상에 배치되면 광 빔을 방출하는 방출기-수신기 유형의 센서일 수 있다. 기판-존재 센서(509)에 대해 챔버의 대향하는 측 상에(예컨대, 챔버(500)의 후면측에) 설치된 수신기(도시되지 않음)는 센서에 의해 방출된 빔을 수신하고, 기판이 수직으로 배치되고 기판 유지 메커니즘에 적절하게 배향된다는 입력을 제어 프로세서(도시되진 않지만 통상의 기술자에게 이해가능함)에 제공한다. 웨이퍼가 적절하게 배치되지 않은 경우, 시스템은 오류 메시지를 제공하고, 기판이 제거되어 적절하게 재삽입될 때까지, 기계가 작동하는 것을 방지한다.
배출 채널들(213)(도 2 및 도 3 참조) 각각은 유체 배기 포트(507)와 유체 연통할 수 있다. 액체 배기부는 차례로, 챔버(500)가 설치되는 설비 내의 배출부에 결합된다.
도 6은, 도 5의 3차원 챔버 메커니즘(500)의 내부 부분(600)의 3차원 예를 도시한다. 도 6에서는 외측 챔버 및 회전가능 차폐부들이 제거되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 위에 설명된 바와 같이, 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)(도 1 참조)의 다양한 구성요소들이 특정 예시적인 실시예에서 도시된다. 예컨대, 기판(119)은, 3개의 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합(도 6에서는 2개만이 가시적임)에 장착되어 제1 측 분무 제트 어레이(115)와 제2 측 분무 제트 어레이(117) 사이에 그들로부터 이격되어 위치된 것으로 도시된다. 추가로, 분무 제트들(219)의 다양한 것들이 제1 측 분무 제트 어레이(115) 상에서 가시적이다.
액체들 또는 액체 증기들의 진공배기는, 챔버로부터 액체들 및 증기들을 인출하도록 구성되는 다양한 유형들의 터빈 블레이드 메커니즘들(601)에 의해 보조될 수 있다. 터빈 블레이드 메커니즘들(601)의 다양한 실시예들은 도 25a, 도 25b, 및 도 26a 내지 도 26c를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
도 7은, 도 1 내지 6의 수직 기판 세정 및 건조 메커니즘(100)에 대한 공정 처리법(700)의 예를 도시한다. 기판은 로봇(도시되지 않음) 상의 엔드 이펙터에 의해 클램핑 메커니즘 내에 배치된다. 일단 기판이 공정 챔버 내에 적재되면, 챔버는 제어기 또는 마이크로프로세서(도시되진 않지만 통상의 기술자에게 이해가능함)로부터 공정을 시작하라는 명령을 수신한다.
위에 언급된 바와 같이, 그리고 도 1 및 도 2를 동시에 참조하면, 제1 모터(105)는, 동작(705)(아래에 설명됨)에서, 제1 회전가능 차폐부(101)와 결합되는, 미리 정의된 프로그래밍가능한 속력으로 회전(스피닝) 운동을 제공한다. 후속하여, 회전 운동은 기판(119)에 결합된다. 따라서, 제1 회전가능 차폐부(101)가 회전함에 따라, 회전가능 차폐부에 결합된 기판(119)이 또한 동일한 속력으로 회전한다. 제2 회전가능 차폐부(103)(이제 세정 및 건조 동작을 위해 제1 위치에 있음)는 자신 고유의 모터(즉, 제2 모터(107))에 결합되고 또한 회전한다. 그러나, 위에 설명된 바와 같이, 제2 회전가능 차폐부의 속력은 미리 선택된 속력으로 회전하고, 제1 회전가능 차폐부(101)와 독립적이며, 결과적으로, 제2 차폐부는 또한 기판(119)의 회전 속력의 속력과 독립적이다.
동작(701)에서, 탈이온수(DI water) 또는 다른 액체계 세정 화학물질들(이하에서 탈이온수 및 액체계 세정 화학물질들 둘 모두를 포함하기 위해 액체들로 또한 지칭됨)은, 기판이 회전을 시작한 후에 또는 직전 또는 직후에, 제1 측 액체 공급 라인(127) 및 제2 측 액체 공급 라인(129)을 통해 기판(119)의 두 면들 모두 및 가장자리들에 실질적으로 동시에 도입되는 한편, 저속 스핀 동안 적어도 제1 회전가능 차폐부(101)가 동작(705)에서 0에서 약 100 rpm까지 상승된다. 탈이온수는 초기에 사전 습윤 동작을 위해 분무를 시작한다. 사전 습윤 단계의 목적은 기판 상에 액체 막을 구축하는 것이다. 다양한 실시예들에서, 탈이온수는 정상 상태 제트 스트림으로서 챔버 내로 도입될 수 있다. 다른 실시예들에서, 탈이온수는 맥동형 제트 스트림으로서 챔버 내로 도입될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 탈이온수는 정상 상태 제트 스트림과 맥동형 제트 스트림의 조합으로서 (예컨대, 다양한 제트들을 통해 동시에 또는 정상 상태와 맥동형 제트들 사이에서 교번하여) 챔버 내로 도입될 수 있다.
특정 예시적인 실시예의 경우, 통상의 기술자는, 제2 회전가능 차폐부(103)가 동일한 속력으로 그러나 반대 방향으로 회전한다고 가정할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제2 차폐부는 제1 차폐부와 동일한 방향으로 회전한다. 또 다른 실시예들에서, 제2 차폐부는 제1 차폐부와 동일한 방향 또는 반대 방향으로 그리고 더 높거나 더 낮은 속력으로 회전한다. 부가적으로, 제1 차폐부 또는 제2 차폐부는 연속적으로 또는 간헐적으로 가변적인 프로그래밍가능한 속력들 및 방향들로 회전할 수 있다. 속력들(고정 또는 가변) 및 방향들(두 차폐부들 모두에 대해 동일한 방향 또는 동일하거나 상이한 시간들에서 역회전들을 가짐)은 각각 맞춤화될 수 있고, 기판 유형 및 형상, 이용되는 세정 화학물질들, 주어진 기판 유형에 대해 요구되는 청정도 수준, 및 통상의 기술자에게 식별가능한 다른 인자들에 의존할 수 있다.
초기 습윤 단계와 실질적으로 동시에(예컨대, 약 0 내지 약 2 초의 시간들에), 동작(703)에서, 가스 유동(예컨대, 초고순도 질소)이 비교적 낮은 유량(예컨대, 약 283 lpm 또는 대략적으로 10 scfm)으로 챔버(100) 내로 제공된다. 도입된 가스는 가스 분산 메커니즘들(215, 217)을 통해 챔버(100) 내에 분산된다. 가스 분산 메커니즘들(215, 217)(도 2 참조)은 회전하는 수직 기판(119)에 근접한 저압의 고속 가스(예컨대, 질소) 유동을 생성한다. 저압의 고속 가스 유동은, 회전하는 수직 기판에 근접한, 수분이 풍부한 환경의 탈수를 용이하게 한다. 가스 유량은, 가스 유량이 약 1700 lpm(대략적으로 60 scfm) 내지 약 2265 lpm(대략적으로 80 scfm)으로 증가할 때 (약 13 초 내지 약 15 초의 시간들에서의) 거의 제2 습윤 사이클까지 이러한 유량으로 유지된다. 가스 유동은 또한, 동작(707)에서, 거의 동시에(또는 동작(703)에서의 가스의 도입 전 또는 후의 수 초 내에) 챔버(100)로부터 배기된다.
기판 세정 동작 동안, 가스는 유체 매니폴드(305)(도 3 참조)의 가스 부분을 통해 챔버 내로 분배되고, 기판에 근접한 용적 또는 기판을 둘러싸는 공동의 용적을 건조시키는 것에 대해 동작하는 가스의 저유동 분배가 유지된다. 가스 유동이 액체계 세정 화학물질들의 유동과 동시에 시작될 필요는 없지만, 세정 동작 동안 탈수 공정을 시작하기 위해 세정 동작의 종료 전에 가스가 분배되며, 따라서, 세정 동작 동안 과도한 수분이 기판에 근접한 용적 또는 챔버 용적을 포화시키지 않는다.
세정 동작을 계속하면서, 펌프 캐비닛(도시되진 않지만 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 용이하게 이해가능함)에 배치된 배기 팬에 의해 추가로 증대되는 제조 설비로부터 높은 배기가 견인된다. 다양한 도면들에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 양측들 상의 배기 튜브들이 배기를 견인함에 따라, 이들은, 중앙 매니폴드로부터 분배되는 가스 및 챔버 위의 필터 유닛들(501, 503)(도 5 참조)로부터 견인되는 보충 청정 건조 공기 둘 모두에 의해 균형을 이루는 챔버에서의 음의 유동을 생성한다. 가스의 압력 및 유동 제어를 통해 두 시스템들 모두의 균형을 이룸으로써, 세정 및 건조 동작들 동안, 챔버 내에서 개선된 또는 최적의 수분 제어 환경이 달성된다.
세정 동작 후 약 13 초 내에 가스 유량이 증가되는 것과 대략적으로 동시에, 차폐부들 및 결과적으로는 기판은 회전 속력이 대략적으로 1500 내지 약 2200 rpm으로 상승된다. 기판의 건조는 실질적으로 기판의 고속 스피닝을 통해 수행되는 한편, 기판 주위의 영역은 중앙 배기 및 가스 분배 시스템들에 의해 제어된다. 특정 배기 값들은 제어 소프트웨어 파라미터들로서 설정되므로, 예컨대, 배기가 사전 프로그래밍된 범위를 벗어나는 경우, 시스템은 정정될 때까지 기본 모드에 진입할 수 있다.
통상의 기술자는, 상위 회전 속력의 한가지 제한이 기판의 전반적인 균형(예컨대, 기판의 전반적인 물리적 대칭, 기판의 질량 균형 균질성의 동심도, 및 통상의 기술자에게 인식가능한 다수의 다른 인자들)과 결합된 내측 및 외측 챔버들의 구성요소들의 전반적인 동적 균형에 적어도 부분적으로 의존한다는 것을 인식할 것이다.
동작(705)에서, 차폐부들 둘 모두 및 기판이 세정 동작 동안 회전함에 따라, 수직 회전하는 기판으로부터 나오는 배출물은 원심 효과로 인해 회전가능 차폐부들에서의 개구(125)(도 1 참조)를 통해 진공배기된다. 실시예들에서, 회전가능 차폐부들(101, 103) 중 하나 또는 둘 모두는 이제 기판 및 챔버(100)로부터의 배출물의 진공배기 및 제거를 더 용이하게 하기 위해 더 높은 속력으로 회전될 수 있다. 실질적으로 동시에, 저압의 고속 가스 유동은 회전하는 기판(119)의 면들 및 가장자리(들)로부터(예컨대, 바로 근접하게 있는) 액체 분자들을 실질적으로 또는 완전히 제거한다. 특정 예시적인 실시예들에서, 이소프로필 알코올(IPA) 증기와 같은 용매가 또한, IPA 건조를 요구하는 특정 응용들에 필요할 때 캐리어 가스로서 질소와 함께 부가적으로 도입될 수 있다. 기판(119) 상에 남아 있는 액체들의 표면 장력을 감소시키기 위해 사용될 수 있는 다른 유형들의 계면활성제가 관련 기술분야에 알려져 있다.
세정 동작의 종료 시, 분무 제트들(219)(예컨대, 도 6 참조)로부터 방출되는 액체 스트림들(정상 상태 또는 맥동 중 어느 하나)이 중단되고, 챔버(100) 내로의 저압 고속 가스 유동에 의해 시작된 건조 동작을 용이하게 하기 위해 다른 시간 기간(예컨대, 이러한 예에서는, 동작(701)에서의 습윤 단계의 종료를 지나 15 초에서 대략적으로 30 초까지) 동안 가스가 계속된다.
기판이 너무 이르게 건조되는 것을 방지하기 위해, 기판을 습윤상태로 유지하기에만 충분할 정도의 저압으로 기판의 양측들 및 가장자리(들)에 분무하도록 제트들이 계속 켜질 수 있다. 저압 액체는 증발을 통해 기판의 건조를 방지하는 한편, 고-유동 가스 보조 배기는 공정 챔버 및 기판에 근접한 공동을 건조시키며, 이는 차폐부들의 더 저속의 회전에 의해 보조된다.
동작(705)에서, 스피닝되는 기판의 회전 속력은 습윤 단계의 시작에서 더 높은 속력으로 상승되고, 질소의 유동이 감소되거나 제거된 후 몇 초 동안(예컨대, 이러한 예에서는 약 37 초까지) 계속된다. 동작(707)에서, 가스 배기는 실질적으로 스핀 동작(705)과 계속 일치한다. 그런 다음, 챔버들(100, 200)이 개방되고, 기판(119)은 로봇(도시되지 않음)의 (예컨대, "더러운" 기판을 배치하는 데 사용된 동일한 엔드 이펙터가 아니라) 별개의 청정 엔드 이펙터에 의해 클램핑 메커니즘으로부터 제거된다. 위의 최종 단계에서, 기판은 고속으로 회전되고, 그에 의해, 원심력을 사용하여 기판이 건조된다. 고속으로 회전하는 차폐부들은, 높은 배기와 결합되어, 물/화학물질 자국이 없는, 또는 실질적으로 자국이 없는 건조한 기판을 산출한다.
본원에 개시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 차폐부의 곡률(도 3 및 도 4 참조)은, 배출물이 차폐부들의 외측 가장자리를 향해(즉, 개구(125)에 근접하게) 이동하고 개구(125)를 통해 그리고 외측 챔버(200) 내로 제거되어 배출 채널(213)(도 2 및 도 3 참조)에 의해 수집되도록 설계될 수 있다. 다른 실시예들에서, 차폐부들(101, 103)은 직선이지만 차폐부들의 축방향 회전의 방향으로부터 멀어지게 각진 경우(예컨대, 도 1 참조), 배출물이 또한 만곡된 차폐부들과 관련하여 설명된 바와 유사한 방식으로 챔버(100)로부터 진공배기된다. 챔버(100)로부터의 배출물의 진공배기를 증가시키기 위해 회전가능 차폐부의 속력이 증가될 수 있다.
관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 인식될 바와 같이, 2개의 회전가능 차폐부(101, 103)의 높은 회전 속력은 기판과 기판 주위 영역 사이에 압력차를 생성하여, 회전하는 기판으로부터 액체들 및 수분 둘 모두를 제거하는 것을 용이하게 한다. 기판의 고속 회전은, 가스 유동 및 차폐부들의 회전과 결합되어, 모든 또는 실질적으로 모든 (수분을 비롯한) 배출물을 제거하며, 그에 의해, 물 또는 화학물질 자국들 또는 다른 미립자 또는 막 형성 없이 기판을 건조시킨다. 본 개시내용의 전산 유체 역학(CFD) 모델링 부분을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명되는 2차 가스(예컨대, 질소) 유동 메커니즘은, 외측 챔버(200)로부터 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)로의 미립자 이전을 실질적으로 방지하는 가스 장벽을 생성한다.
본원에서 제공되는 개시내용을 읽고 이해할 시, 통상의 기술자에 의해 인식될 바와 같이, 세정 및 건조 동작들 동안, 회전가능 차폐부들의 속력은 모든 배출물 및 증기의 용적 제거를 달성하도록 조작될 수 있다. 모든 또는 실질적으로 모든 (증기(수분)를 비롯한) 배출물의 효과적인 제거는 세정 및 건조 동작들의 종료 시에 스폿이 없거나 실질적으로 스폿이 없는 기판을 생성하는 것을 돕는다. 다른 실시예들에서, 임의적 단일측(또는 단일면) 세정 동작이 또한 (기판의 가장자리 세정 없이 또는 그와 함께) 이용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 기판은, 양측들을 동시에 세정되는 것이 아니라 측부들이 교번하여 세정될 수 있다.
통상의 기술자는, 주어진 기판 또는 산업에 대한 공정 처리법을 개발하기 위해 많은 동작들, 동작들의 반복들, 동작들의 시퀀스들 등이 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 도 7을 참조하여 상세히 설명된 동작들은 단지 예로서 주어지며, 본원에 개시된 수직 기판 세정 및 건조 메커니즘의 최종 사용자의 요구들에 기반하여 상당히 달라질 수 있다. 추가로, 동작들 각각은 주어진 기판 유형 및 크기에 대해 프로그래밍가능하다. 더욱이, 스핀 속력, 차폐부 회전 속력, 탈이온수 및 화학물질들 둘 모두에 대한 분무 시간, 맥동형 제트 분무의 액적 크기 또는 이들의 변형들과 같은 동적 공정 파라미터들 각각이 다양한 기판 유형들, 크기들, 및 응용들에 대해 설계될 수 있다.
기판 유지 메커니즘
이제 도 8을 참조하면, 기판을 유지하기 위한 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합을 위한 분리도(800)의 예가 도시된다. 수직 기판 세정 및 건조 메커니즘에 사용되는 기판의 형상에 따라, 적재 및 하적 동작들을 용이하게 하기 위해 하나의 핑거/단부-캡 조합만이 기판으로부터 멀어지게 이동가능할 필요가 있다. 예컨대, 원형 기판(예컨대, 반도체 웨이퍼)을 유지하고 클램핑하는 데 사용되는 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합의 실시예에서, 기판을 유지하는 3개의 핑거가 존재하며, 핑거들 각각은 서로로부터 약 120 도 이격된다. 이러한 예에서, 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들 중 하나만이 이동가능할 필요가 있다(그렇지만, 로봇(도시되지 않음)의 엔드 이펙터들의 다양한 조합들을 수용하기 위해 하나 초과의 핑거가 이동가능할 수 있음).
도 8에 도시된 바와 같이, 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들의 이동가능 핑거(807)가 캠 하우징(805)(아래에서 더 상세히 설명됨)에 결합된다. 이동가능 핑거는, 약 0°의 정상 동작 위치(801)에 그리고 이러한 예에서 약 10°로 제1 분리 위치(803)에 있다. 정상 동작 위치(801)는 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합이 클램핑 위치에 있거나(즉, 기판이 핑거/캡 조합들 내에 유지되고 있을 때) 또는 하적된 위치에 있을 때 발생한다. 분리 위치(803)는, 기판(도 8에 도시되지 않음)의 적재 및 하적을 용이하게 하기 위해 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합이 개방될 때(즉, 축방향 중심선(411)(도 4 참조)으로부터 멀어질 때) 발생한다.
기판이 비-원형(예컨대, 정사각형)인 예에서, 기판을 수용하기 위해 4개 이상의 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합이 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 기판의 장착 및 제거를 용이하게 하기 위해, 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들 중 2개가 이동가능한 파지 핑거들일 수 있다. 다른 2개의 핑거는 위치가 고정(즉, 정지상태)된다. 일반적으로, 이동가능한 파지 핑거들과 정지상태 핑거들의 임의의 조합은 상이한 응용들을 다루도록 설계될 수 있다. 한가지 고려사항은, 핑거들의 수에 관계없이, 핑거들은, 세정 및 건조 동작들 동안 회전하는 기판에 의해 야기되는 진동 효과들을 감소시키거나 제거하기 위해, 기판과 결합될 때 축방향 중심선(411)(도 4 참조) 주위에서 균형을 이루어야 한다는 것이다.
이제 도 9를 참조하면, 도 8의 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡 조합(123)을 위한 핑거 및 캠 하우징 메커니즘(805)의 예시적인 실시예가 도시된다. 도 9는, 푸셔(901), 캠 팔로워(903), 캠 팔로워 표면(905), 캠 리턴 핑거(907), 하나 이상의 캠 리턴 스프링(909) 및 하부 캠 표면 구조(911)를 포함하는 것으로 도시된다. 기판(도시되지 않음)이 삽입되거나 제거될 때, 캠 팔로워(903)는 캠 팔로워 표면(905) 위로 미끄러져 이동가능 핑거(807)를 피벗 점(915)을 중심으로 약 10°의 제1 분리 위치(803)로 개방한다. 대안적인 실시예들에서, 이동가능 핑거(807)는 약 6°의 제2 분리 위치(917)로 개방될 수 있다.
부가적인 또는 대안적인 실시예들에서, 이동가능 핑거(807)는 기판을 삽입할 때 제1 분리 위치(803)로 개방되고 기판을 제거할 때 제2 분리 위치(917)로 개방될 수 있다(또는 그 반대가 가능하거나 상기의 것들의 다양한 조합들로 이루어짐). 통상의 기술자는, 이동가능 핑거(807)가 차폐부들, 챔버, 기판의 전반적인 크기 및 다른 인자들에 따라 적어도 부분적으로 다른 각도들로 피벗될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
푸셔(901) 및 캠 팔로워(903)가 수축될 때, 이동가능 핑거(807)는 캠 리턴 핑거(907) 및 하부 캠 표면 구조(911)에 각각 작용하는 하나 이상의 캠 리턴 스프링(909)에 의해 가압되어 폐쇄될 것이며, 그에 의해 기판을 파지(클램핑)한다. 전기식(예컨대, 근접 또는 레이저 기반) 또는 기계식 센서(도시되지 않음)가 사용되어, 기판이 이동가능 핑거와 정지상태 핑거의 조합 내에 적절하게 삽입되었음을 검증할 수 있다.
다양한 공정 처리법들에서, 도 7을 참조하여 위에 설명된 바와 같이, 기판은 건조 동작 동안 2200 rpm으로(또는 그보다 높게) 회전할 수 있다. 기판의 물리적 크기(예컨대, 직경), 질량, 및 회전 속력과 같은 인자들에 따라, 이동가능 핑거 및 정지상태 핑거가 동축으로 있는 것으로부터의 임의의 오프셋은 위험한 흔들림 및 진동을 생성할 수 있다. 그 때, 하나 이상의 캠 리턴 스프링(909)은 기판을 제자리에 유지하지 못할 수 있어서, 그에 의해, 잠재적으로 치명적인 고장(예컨대, 기판의 방출 및 파괴)이 초래될 수 있다. 이러한 잠재적인 문제를 해결하기 위해, 음의 고정 메커니즘(도 9에 도시되지 않음)이 캠 리턴 핑거(907)에서 애퍼쳐(913)(예컨대, 개구 또는 구멍)와 맞물린다.
도 10a는, 기판을 제자리에 고정시키기 위해 도 9의 핑거 및 캠 하우징 메커니즘(805)과 함께 사용되는 예시적인 액추에이터 메커니즘(1001)을 도시한다. 도 9를 동시에 참조하면, 일 실시예에서, 도 10a의 액추에이터 메커니즘(1001)은, 푸셔/캠 팔로워(901, 903)의 조합이 정상 동작 위치(801)(예컨대, 폐쇄된 위치)에 있을 때 캠 리턴 핑거(907)에서의 애퍼쳐(913)와 맞물릴 수 있으며, 그에 의해, 이동가능 핑거(807)를 정상 동작 위치(801)에 고정시킨다. 액추에이터 메커니즘(1001)은, 예컨대, 작은 솔레노이드(도시되지 않음), 공압 실린더(도시되지 않음)에 의해 동작될 수 있거나, 또는 관련 기술분야에 알려져 있는 다른 선형 액추에이터 메커니즘일 수 있다. 액추에이터 메커니즘(1001)은 작은 스프링(1003)에 의해 고정된 위치에 유지될 수 있다. 도 10b는, 도 9의 캠 하우징 메커니즘(805)의 일부분의 3차원 도면을 도시한다.
수직 기판 세정 및 건조 메커니즘의 대안적인 실시예들
도 11은, 도 1의 수직 기판 세정 및 건조 챔버(100)에 대한 예시적인 대안적인 챔버 설계의 일부분을 도시한다. 도 11은 아래에 설명되는 바와 같은 측부 배기 챔버 설계로서 고려될 수 있다. 도 11은, 이러한 실시예에서, 마스터 측(1110) 및 슬레이브 측(1120)(도 12 참조)을 포함하는 것으로 도시된다. 도 1과 관련하여 위에 설명된 바와 같이, 일 실시예에서, 챔버(1100)의 슬레이브 측(1120)이 챔버(1100)의 고정된 마스터 측(1110)으로부터 멀어지게 이동하여, 핑거 암(121)과 핑거-단부 캡(123) 조합들 상으로의 기판 장착 및 제거를 용이하게 한다. 많은 유체 기계적 개념들이 도 1의 챔버와 유사할 수 있지만, 대안적인 챔버 설계(1100)는 좌측 핀(1101) 및 우측 핀(1103)을 갖는 것을 필요로 하며, 이러한 핀들 각각은 도 1의 챔버의 회전가능 차폐부들과 비교하여 역경사를 갖는다.
예컨대, (기판(도시되지 않음)의 수직 위치의 중심선 위치(1123)의 법선에 대한) 핀들(1101, 1103)의 각도는 약 3° 내지 약 15° 또는 그 초과일 수 있다. 핀들(1101, 1103)은 도시된 바와 같이 서로 중첩될 수 있거나, 대안적으로는, 서로 닿거나 (예컨대, 수 밀리미터 이내로) 거의 닿을 수 있으며, 이는 아래에 설명되는 도 12와 관련하여 도시된다. 핀들(1101, 1103)이 실제로 닿는 경우, 통상의 기술자는 핀들(1101, 1103) 둘 모두가 동일한 회전 속력으로 동일한 방향으로 회전할 것임을 이해할 것이다.
핀들(1101, 1103)은 다수의 지지 구조들(1105)에 의해 회전 메커니즘(도시되지는 않지만 통상의 기술자에게 이해가능하며, 도 1의 회전가능 차폐부들과 유사하거나 동일함)에 기계적으로 결합될 수 있다. 지지 구조들은 (축방향 중심선(1107)에 관하여) 핀들(1101, 1103)의 전체 주변부 주위에서 연속적일 수 있거나, 다른 실시예에서는, 핀들(1101, 1103)의 주변부 주위에서 2개 이상의 위치들에 위치된 별개의 지지 암들을 포함할 수 있다. 지지 구조들(1105)이 연속적이 구조를 포함하는 경우, 대안적인 챔버 설계(1100)의 배기 영역(1115) 근처의 영역(1109)은, 가스들 및 액체들이 챔버(1100)로부터 용이하게 배기될 수 있도록, 지지 구조들(1105)의 다수의 애퍼쳐들, 개구들, 슬롯들, 또는 다른 비-연속적인 부분들을 포함한다. 모든 치수들이 단지 예시적이며, 밀리미터 단위로 주어진다.
도 11은 또한 가스 분산 디바이스들(1111)을 포함하는 것으로 도시되며, 이러한 디바이스들 각각은, 가스 유입 채널(1121)(이를테면, 원형 또는 다른 단면을 갖는 튜브)을 따라 유입 가스(예컨대, 초고순도 질소)의 주변부 주위에 가스를 분산시키는 다수의 개구들을 포함하는 다공성 영역(1113)을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 가스 분산 디바이스들(1111)은 가스 유입 채널(1121)로부터 유입되는 가스를 수용하도록 나사결합, 압입 끼워맞춤, 화학적 접착 또는 다른 방식으로 부착될 수 있다. 다공성 영역(1119)으로부터의 가스는 유입 가스가 기판(도 11에 도시되지 않음)의 면 상에 충돌하는 것을 우회시킨다. 따라서, 가스 분산 디바이스들(1111)은 도 2의 가스 분산 메커니즘들(215, 217)과 동일하거나 유사하게 기능할 수 있다. 가스 분산 메커니즘들은 본 개시내용의 전산 유체 역학(CFD) 분석 부분에서 아래에 더 상세히 설명된다.
도 12는, 도 11의 대안적인 챔버 설계(1100)를 갖는 수직 기판 세정 및 건조 챔버의 내부 부분의 예시적인 단면을 도시한다. 도 12에서, 좌측 핀(1101) 및 우측 핀(1103)은, 위에 언급된 바와 같이, 서로 밀접하게 접촉하거나 임의적으로 서로 닿을 수 있다. 핀들(1101, 1103)이 실제로 닿는 경우, 통상의 기술자는 핀들(1101, 1103) 둘 모두가 동일한 회전 속력으로 동일한 방향으로 회전할 것임을 이해할 것이다.
도 12는 또한, 가스 공급 라인들(1209), 복수의 액체 배기 라인들(1207), 및 예컨대, 기판(119)의 장착 및 제거를 용이하게 하도록 챔버(1100)의 슬레이브 측(1120)을 개방하기 위한 선형 트랙들(1205)을 포함하는 것으로 도시된다. 부가적으로, 대안적인 챔버 설계(1100)는 외측 챔버, 이를테면 도 2의 외측 챔버(200) 내에 배치될 수 있다. 대안적인 챔버 설계(1100)에 대한 외측 챔버는 또한 임의적 배출 채널(213)을 포함할 수 있다.
도 13은, 도 11 및 도 12의 대안적인 챔버 설계(1100)의 예시적인 단면 내부 부분 도면(1300)의 부가적인 세부사항들을 도시한다. 도 13의 내측 챔버 도면(1300)은, 배출 영역들(1301), 배출물 및 가스 배기 영역들(1303), 챔버 내측 코어 영역(1305), 및 에어 나이프 분리 영역들(1307)(도 11의 가스 분산 디바이스들(1111)의 내측 부분)을 포함하는 것으로 도시된다. 에어 나이프 분리 영역들(1307)은, (유체 매니폴드(305)(도 3)의 중앙으로부터 비롯되는) 중앙 유입 가스 공급 시스템의 가스 유입구들(111, 113)(예컨대, 도 3 참조)과, 이러한 시스템들이 세정 및 건조 동작들 동안 서로에 대해 작동하지 않도록 균형을 이룰 수 있다.
도 13은 또한, 도 2 및 도 6을 참조하여 위에 설명된 바와 같은 분무 제트들(219), 및 기판(119)에 대한 그들의 상대적인 배치를 도시한다. 다양한 요소들의 기능들은, 유사한 요소 번호들을 갖는 항목들과 관련하여 본원에서 설명된 것들과 유사하거나 동일하다. 다른 요소들은 아래에서 더 상세히 설명된다.
예컨대, 도 13을 동시에 참조하면, 도 14a는 단면 내측 챔버 도면(1300)의 예를 도시하며, 부가적으로, 기판 세정 또는 건조 동작 동안 발생하는 액체 스트림 라인들의 대략적인 위치들의 예를 도시한다. 도 14a에서, 세정 유체(예컨대, 탈이온수 또는 화학계 세정 액체들)는 분무 제트들(219)로부터 기판(119)의 양면들 및 가장자리들을 향해 방출되며(연속적 또는 맥동형), 기판(119)은 챔버(1100)의 마스터 측(1110)과 동일한 속력으로 회전(스피닝)하거나 동일한 속도로 가속된다. 분무 제트들(219)의 설계에 따라, 세정 유체는 관련 기술분야에 알려져 있는 바와 같이 원형, 타원형, 평탄형(예컨대, 팬 형상) 또는 다양한 다른 형상들 또는 형상들의 조합으로 형성될 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 슬레이브 측(1120)은 마스터 측(1110)과 동일한 속력으로 회전(또는 역회전)하거나, 동일한 속도로, 또는 상이한 속력들 또는 비율들, 또는 이들의 다양한 조합들로 가속될 수 있다. 이어서, 배출물들 및 가스들은, 존재하는 경우, 배출 영역들(1031)을 통해 외측 챔버(도 14a에 도시되지 않음) 내로, 액체 배기 포트들(도 14a에 도시되지 않음) 내로, 그리고 수직 기판 세정 및 건조 메커니즘이 위치되는 환경에서의 설비 배출부 내로 방출된다.
계속해서 도 13을 동시에 참조하면, 도 14b는 도 13의 단면 내측 챔버 도면의 예를 도시하며, 부가적으로, 기판 세정 또는 건조 동작 동안 발생하는 예시적인 가스 스트림 라인들의 대략적인 위치들을 도시한다. 도 14b의 특정 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 가스(예컨대, 초고순도 질소)는 가스 분산 디바이스들(1111)을 통해 챔버 내측 코어 영역(1305) 내로 도입되고, 챔버 용적 내에서 순환하여 배출물들을 기판(119)으로부터 멀어지게 그리고 배기 영역들(1115) 밖으로 인출한다. 가스들 및 다른 배출물들을 배기하는 것은, 가스 배기 영역들(1303) 내에 위치된 터빈 핀들(도 6 참조)에 의해 추가로 보조된다. 터빈 핀들은 챔버(1100)의 마스터 측(1110) 및 슬레이브 측(1120)에서의 핀들과 동일한 속력 및 방향으로 위치되고 회전한다.
도 15는, 도 11 및 도 12의 대안적인 챔버 설계(1100)의 챔버의 내부 부분(1500)의 개략도의 예시적인 치수들을 도시한다. 예컨대, 도 15는 300 mm 반도체 웨이퍼에 대한 챔버 설계의 예를 도시한다. 그러나, 통상의 기술자는, 예시적인 치수들이, 다양한 크기들의 기판들 및 그러한 기판들에 대한 청정도 요건들을 수용하도록 용이하게 수정될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 도 15 내에서 제공되는 물리적 치수들이 단지 예시적이라는 것을 인식할 것이다. (위에 언급된 바와 같이, 본원에서 사용되는 바와 같은 "예시적"이라는 용어는 일 예 또는 예들의 세트만을 지칭하며, 본원에서 개시되는 개시된 주제의 부분들을 구현함에 있어 반드시 바람직하거나 가장 양호한 방식인 것으로서 해석되어서는 안 된다.) 결과적으로, 도 15에 의해 주어진 물리적 치수들은 개시된 주제를 설명하고 이해함에 있어 통상의 기술자에게 도움이 되는 것으로서 간주되어야 하고, 따라서, 개시된 주제의 범위를 제한하는 것으로 보아서는 안 된다.
도 16a 및 도 16b는, 도 11 및 도 12의 챔버 설계로부터 배출물들을 제거하기 위한 대안적 또는 임의적 실시예들을 도시한다. 예컨대, 배출물이 외측 챔버(201)(예컨대, 도 2 및 도 3 참조) 내로 직접 배출되는 대신 또는 그에 부가하여, 배출물은 배출 채널(1601) 내로 지향될 수 있다. 배출 채널(1601)은, 예컨대, 폴리염화비닐(PVC) 또는 본원에서 설명되거나 관련 기술분야에 알려져 있는 다수의 다른 물질들로 구성될 수 있다. 배출 채널(1601)은, 일 실시예에서, 외측 챔버(201) 내로 직접 또는 도 5의 유체 배기 포트(507)와 같은 액체 배기 포트들 내로 직접 배출하는 토로이드(toroid)인 것으로 고려될 수 있다. 다른 실시예들에서, 배출 채널(1601)은 도 2의 임의적 배출 채널(213)과 함께 사용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 동시에 참조하면, 도 17은, 챔버의 외부 쉘, 외부 챔버의 내측 벽, 10°의 예시적인 각도에서의 좌측 핀(1101)(좌측 회전가능 차폐부)과 우측 핀(1103)(우측 회전가능 차폐부)의 하부 측, 기판의 크기(예컨대, 웨이퍼의 직경), 및 챔버의 수직 벽으로부터의 다양한 거리들에서의 핑거-단부 캡들로부터의 거리 사이의 관계를 결정하는 데 사용되는 노모그램(1700)의 예시적인 실시예를 도시한다. 모든 치수들은 밀리미터 단위로 주어진다. 통상의 기술자는, 본원에서 제공되는 개시내용을 읽고 이해할 시, 주어진 기판 기하학적 구조에 대해 수직 기판 세정 및 건조 챔버를 설계하기 위해 노모그램(1700)을 사용하는 방식을 인식할 것이다.
전산 유체 역학(CFD) 분석들의 예들
수직 기판 세정 및 건조 챔버 내에서 가스 및 액체 유동들을 더 효율적으로 지향시키기 위한 노력으로, 챔버의 수십 개의 물리적 배열 및 치수가, 예컨대, 유한 요소 및 유한 용적 분석을 사용하여, 전산 유체 역학(CFD) 분석을 사용하여 모의실험들을 수행하는 배열들 및 치수들의 조합들 각각의 다수의 반복들에 대해 고려되었다. 초기에, 모의실험들은 2차원 모델을 사용하여 수행되었고, 나중에 3차원(3D) 모델들을 사용하는 것으로 확장되었고, 더 나중에, 3D에서 모의실험들이 수행되고 4차원인 시간이 부가되었다(그에 의해, 유동, 압력, 와도 크기, Q-기준, 및 통상의 기술자에게 알려져 있는 다른 관심 유체 파라미터들을 추가로 보조하는 시간이 정확한 애니메이션들이 생성됨). 반복들 각각에 대한 배열들 및 치수 변경들은, 챔버의 직경을 변화시키는 것, 챔버의 벽들 사이의 거리들을 변경하는 것(및 결과적으로는, 기판으로부터 챔버 벽들까지의 거리들의 변화들), 가스 유량들, 가스 유동 방향들, 및 배기 경로들의 다양한 배치들을 변경하는 것을 포함한다. 부가적인 세부사항들이 챔버들의 다양한 설계들에 부가되었다. 그러나, 아래의 설명은, 관심 기판에 대한 특정 세트의 형상들 및 치수들에 대한 추가적인 CFD 모델링, 모의실험, 및 분석에 대해 고려될 인자들을 통상의 기술자가 인식할 수 있게 한다.
예컨대, 도 4(위에 설명된 중앙 배기 챔버 설계)를 동시에 참조하면, 도 18은, 도 4에 도시된 수직 기판 세정 및 건조 챔버 메커니즘의 일부분의 다양한 예시적인 물리적 치수들에 기반하는 전산 유체 역학(CFD) 분석의 예로부터의 다양한 와동 점성 등치선들을 도시한다. 도 18은, 기판의 대향하는 면들에 걸쳐, 가스 유입구 스트림들로부터 회전가능 차폐부들의 개구들(예컨대, 가스 배기 영역들)로의 스트림 라인들의 양호한 분산을 도시한다.
계속해서 도 4를 참조하면, 도 19는, 도 18을 참조하여 위에서 설명된 다양한 예시적인 물리적 치수들에 기반하는 CFD 분석의 예로부터의 다양한 와동 점성 등치선들을 (파스칼·초(또한 뉴턴·초/미터2 또는 킬로그램/미터·초로서 알려져 있음)의 단위로) 도시한다. 부가적으로, 도 20은, 도 4에 도시된 챔버 메커니즘의 일부분에 대한 속도 크기의 등치선들을 (미터/초 단위로) 도시한다. 도 21은, 다른 설계 모델(도시되지 않음)에 기반하여 난류 점성의 등치선들을 (또한 파스칼·초 단위로) 표시하는 간략화된 CFD 도면을 도시한다.
이제 도 22를 참조하면, 세정 및 건조 효능에 대한 임의의 영향들을 고려하기 위해 챔버 측벽들 사이의 거리가 더 큰 CFD 분석에 대해 고려된 다른 예시적인 챔버 설계의 일부분이 도시된다(모든 치수들은 밀리미터 단위임). 도 22에서, 측벽들은 약 200 mm 떨어져 있는 반면, 도 4에서, 측벽들은 약 100 mm 떨어져 있다(도 4 및 도 22 둘 모두에서 기판의 두께는 무시됨).
도 23은, 도 22의 예시적인 챔버 설계에 대한 완전한 3D 모의실험 기초 모델의 예를 도시한다. 다양한 유체들(예컨대, 액체 및 가스들) 및 다양한 공정들(예컨대, 세정 및 건조 동작들 둘 모두)에 대한 완전한 CFD 분석(도시되지 않음)이 또한 도 22의 예시적인 챔버 설계를 사용하여 수행되었다. 다수의 다른 차폐부 및 핀 설계들, 크기들(예컨대, 챔버 측벽들 사이의 거리 및 전체 직경), 각도들 및 곡률들이 또한 고려되었다.
부가적으로, 부가적인 CFD 분석들은 도 11의 대안적인 측부 배기 챔버 설계의 수정들에 기반하여 수행되었다. 예컨대, 도 24는 수정된 측부 배기 챔버에 대한 예시적인 가스 유동 도면을 도시한다. 도 24는, 질소 가스가 약 1700 lpm(대략적으로 60 scfm)으로 각각의 측부 유입구(2401)로부터 챔버 내로 도입되는 예시적인 실시예를 도시한다. 가스의 대략적으로 80 %가 기판(도시되지 않음)을 수용하는 챔버의 주요 부분으로 진입되어 기판을 건조시키는 것뿐만 아니라 챔버 내의 배출물 및 수분을 제거하는 것을 보조한다. 나머지 대략적으로 20 %는, 유입되는 질소의 일부분이 다양한 기계적 구성요소들(예컨대, 도 3의 베어링(303))로부터의 오염 또는 미립자들이 핵심 밀봉 영역들을 통해 공정 챔버 내로 이전되는 것을 방지하거나 실질적으로 감소시킬 수 있게 한다.
에어 나이프 시스템은, (유체 분배 매니폴드의 중앙으로부터 나오는) 중앙 질소 시스템과, 이러한 시스템들이 세정 및 건조 사이클 동안 서로에 대해 작동하지 않도록 균형을 이룬다.
부가적으로, 필터링된 공기(2403)는, 예컨대, 제1 필터 유닛(501) 및 제2 필터 유닛(503)(도 5 참조)에 의해 제공되는 상단측으로부터 벤츄리 효과에 의해 진입한다. 가스는 챔버의 하부 부분(2405)을 통해 배기되어, 건조 동작 동안 챔버 및 기판으로부터 과도한 수분을 운반한다.
도 13을 참조하여 위에 언급된 바와 같이, 도 13의 내측 챔버 도면(1300)은 배출 영역들(1301) 및 배출물 및 가스 배기 영역들(1303)을 포함하는 것으로 도시된다. 또한, 도 6을 참조하여 위에 언급된 바와 같이, 액체들 또는 액체 증기들의 진공배기는, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같은, 챔버로부터 액체들 및 증기들을 인출하도록 구성되는 다양한 유형들의 터빈 블레이드 메커니즘들(601)에 의해 보조될 수 있다.
이제 도 25a를 참조하면, 터빈 디스크(2501)의 예시적인 실시예가, 터빈 디스크(2501)를 통해 형성된 다수의 개구들(2505), 및 다수의 터빈 핀들(2503)을 포함하는 것으로 도시된다. 개구들(2505) 및 결과적인 터빈 핀들(2503)의 수 및 형상은 도 25a에 도시된 것과 상당히 다를 수 있다. 예컨대, 개구들(2505)의 형상은 만곡될 수 있을 뿐만 아니라 직선일 수 있다. 그에 부가하여 또는 임의적으로, 개구들(2505)의 형상은 변화하는 각도들을 갖는 일련의 직선 가장자리들로서 형성될 수 있다. 터빈 블레이드 프로파일들을 결정함에 있어서 계산들에 사용될 수 있는 도면들의 예들은 도 27a 내지 도 27e를 참조하여 아래에서 설명된다.
일반적으로, 터빈 디스크들(2501) 중 적어도 하나는, 세정 및 건조 사이클들 동안 과량의 벌크 배출물을 제거하기 위해 회전가능 차폐부들(예컨대, 도 1의 제1 회전가능 차폐부(101) 및 제2 회전가능 차폐부(103A/B)) 각각에 결합된다. 차폐부들이 회전함에 따라, 배출물은 원심력에 의해 외측으로 방사되고, 배출 영역들을 통해(예컨대, 도 13의 배출 영역들(1301)을 통해 또는 위에 논의된 바와 같은 다양한 배출 영역들로 채널링되어) 터빈 디스크들(2505)의 개구들(2505)을 통해 빠져나간다. 전반적인 챔버 설계에 따라 수, 크기, 벽 각도, 형상 및 다른 파라미터들이 각각 조작될 수 있다. 액체들의 제거에 대해 주로 논의되었지만, 통상의 기술자는, 터빈 디스크들(2501)이 또한 챔버로부터 과잉 가스들을 제거하는 데 또한 사용될 수 있다는 것을 즉시 인식할 것이다.
이제 도 25b를 참조하면, 도 25a의 예시적인 터빈 디스크의 단면 및 터빈 디스크를 기계가공하는 예시적인 방법이 도시된다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 도 25b를 보고 이해할 시, 도시된 바와 같은 회전 방향에 기반하여 물, 수분, 또는 배출물이 챔버 내로부터 용이하게 제거될 수 있는 방식을 이해할 것이다. 개구(2505)를 기계가공하거나 다른 방식으로 형성하는 것은, 예컨대, 단일점 또는 다중점 도구들(다중점 도구들은 연삭 도구들 및 다른 연마 도구들을 포함할 수 있음)을 사용하여 개구(2505)를 절삭함으로써 달성될 수 있다. 특정 예시적인 실시예에서, 터빈 디스크의 두께는 10 mm(대략적으로 .0394 인치)이다. 이러한 실시예에서, 터빈 핀(2503)의 단면의 하나의 치수(예컨대, 짧은 지점 간의 거리)는 10 mm이고, 다른 치수의 치수(예컨대, 긴 지점 간의 거리)는 20 mm(대략적으로 0.787 인치)이다. 도 25b의 단면으로부터, 다음과 같다.
계속해서 도 25b를 참조하면, 터빈 디스크(2501)에 개구들(2505)을 기계가공하는 데 사용되는 특정 예시적인 방법에서, 작업대로부터 터빈 디스크까지의 각도는, 약 45° 벽들을 갖는 터빈 핀들(2503)을 형성하기 위해 약 45°이다. 절삭 도구(2551)는 작업대에 실질적으로 수직이다. 그러나, 다른 실시예들에서, 벽 각도는 약 45°보다 크거나 약 45°보다 작도록 형성될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 벽 각도들의 범위는 약 15° 내지 약 45°이도록 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 벽 각도들의 범위는 약 45° 내지 약 75°이도록 형성될 수 있다. 통상의 기술자는, 벽 각도의 결정이, 터빈 디스크들(2501)의 회전 속력, 챔버(도 25a 또는 도 25b에 도시되지 않음)로부터 제거될 배출물의 양, 모든 또는 대부분의 배출물이 제거될 시간량, 및 다수의 다른 인자들에 기반하여 결정될 수 있다는 것을 인식할 것이며, 이러한 인자들 중 적어도 일부는 통상의 기술자에 의해 이해될 바와 같이 CFD 분석으로부터 결정될 수 있다. 또한, 통상의 기술자는, 특정 응용들에서, 터빈 핀들(2503)이 기계가공되는 것이 아니라 금속들, 플라스틱들, 또는 다른 물질들로부터 스탬핑될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
또한, 다른 실시예들에서, 절삭 도구(2551)는, 다른 형성 도구들, 이를테면, 플라즈마 토치, 방향성 화학적 식각, 레이저, 방전 기계가공(EDM; electrical discharge machining), 초고압수 절삭기(water jet cutter), 또는 관련 기술분야에 알려져 있는 다수의 다른 기법들에 의해 대체될 수 있다.
도 26a는, 터빈 디스크의 예시적인 실시예의 3차원 도면이다. 도 25a 및 도 25b를 동시에 참조하면, 위에 언급된 바와 같이, 통상의 기술자는, 다른 크기들의 개구들(2505), 터빈 핀들(2503), 터핀 핀들(2503)의 벽들의 각도, 및 다른 파라미터들이 적어도 본원에서 논의된 인자들에 기반하여 용이하게 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 26b는, 터빈 디스크의 직경을 따라 일 축을 따라서 취해진 도 26a의 터빈 디스크의 단면이다. 특정 예시적인 실시예에서, 도 6의 터빈 블레이드 메커니즘(601)을 동시에 참조하면, 도 26b의 단면은, 도 5의 3차원 챔버(500)의 내부 부분(600)에서 사용될 420 mm(대략적으로 16.5 인치)의 전체 직경을 도시한다. 따라서, 다른 챔버 설계들은 다른 크기들의 터빈 디스크를 활용할 것이다. 도 26c는, 터빈 디스크의 한 쌍의 핀들 근처에서 취해진 도 26a의 터빈 디스크의 단면이다.
도 27a 내지 도 27d는 터빈 블레이드 프로파일들을 결정함에 있어서 계산들에 사용될 수 있는 도면들의 예들을 도시한다. 블레이드 프로파일의 결정을 위해, 이러한 예에서, 블레이드들의 비교적 용이한 제조가능성 및 블레이드의 다목적 특성으로 인해 타원형 프로파일(2700)(도 27a 참조)이 도시된다. 다양한 변수들은 다음과 같이 설명된다:
u - 회전 속도 W - 상대 속도
V - 절대 속도 β - 상대 유체 각도
c - 블레이드 현 s - 블레이드 간격(피치)
δ - 편차각 i - 입사각
βk - 상대 블레이드 각도 ζ - 엇갈림각
σ = c/s - 견고성 t/c = 0.08
아래첨자들:
a - 축방향 성분 θ - 접선 성분
1, 2 유입구 및 유출구
예시적인 계산을 위해, 타원형 부분들의 성능 분석이 결정될 수 있다. 블레이드들의 수는 다음에 표시된 바와 같이 획득될 수 있다:
Figure 112019091120018-pct00001
여기서, 중심-첨단 비(hub-to-tip ratio)는 다음에 의해 결정된다:
Figure 112019091120018-pct00002
특정 예시적인 실시예에서, 경제적 고려사항들은 블레이드들의 수를 30개로 감소시킬 이유를 제공한다.
따라서, 이러한 실시예에서의 피치는 다음과 같다:
Figure 112019091120018-pct00003
견고성(σ)은 터빈 디스크의 회전 당 유량을 대략적으로 결정하며, 타원형 프로파일(2700)의 현 길이 대 블레이드 간격의 비로 표현된다.
견고성 값이 0.5와 동일한 경우, 현 길이는 다음의 식을 사용하여 결정된다:
σ = c/s
이는, 이러한 계산의 경우 0.01 m가 된다.
이러한 계산을 위해, 속도의 반경방향 성분이 없고, 회전자에 걸친 압력 상승이 반경 방향에서 일정하다는 가정이 이루어진다. 이러한 경우, 2차원 평면이 사용된다.
축방향 터보 기계에서, 블레이드들은 무한 길이의 선 상에 놓이며, 블레이드들의 무한히 긴 선형 캐스케이드로부터 획득된 해가 적용가능하다. 타원형 프로파일(2700)은 선형 캐스케이드 및 속도 삼각형들을 나타낸다.
공기역학적 파라미터들은 도 27b의 양력(lift)(L) 및 항력(drag)(D) 도면(2730)을 사용하여 결정될 수 있다. 이러한 계산에서, 아래에 표시된 바와 같이 터빈들의 설계에서 사용되는 다수의 공기역학적 파라미터들이 존재한다:
● 양력 계수;
● 항력 계수;
● 입사각;
● 편차각; 및
● 양력 및 항력 계수들
그리고 양력과 항력들에 대한 계수들은 다음의 수학식들에 의해 각각 결정된다:
Figure 112019091120018-pct00004
Figure 112019091120018-pct00005
CFD 분석에 의해 측정된 평균 속도에 따른 공기역학적 계수들 및 그들의 환산치(reduction)가 아래의 표 I에 주어진다. 측정 부분은 현의 끝으로부터 블레이드 현과 동일한 거리에 위치된다. X 및 Y 속도들은 상대 속도의 접선 성분인
Figure 112019091120018-pct00006
를 나타내고,
Figure 112019091120018-pct00007
는 속도의 축방향 성분이다. 15°, 35°, 및 45° 받음각(angles-of-attack)에 대한 속도 및 압력 분포들의 두 등치선들 모두가 CFD 분석에 의해 결정된다(도시되지 않음).
Figure 112019091120018-pct00008
블레이드들의 이론적 설계와 관련하여, 최대 축방향 속도의 정의가 고려될 수 있다. 유량은, 유입구와 유출구 사이에서의 압력 강하에 의해, 앤시스 플루언트(Ansys FLUENT®)(플루언트®는 미국 펜실베니아 주 캐넌즈버그의 사우스포인트, 2600 앤시스 드라이브에 위치한 앤시스 Inc.로부터 입수가능함) 계산들로부터 -6400 Pa로서 정의되었다.
도 2c의 팬 축 도면(2750)을 참조하면, 축방향 속도는 이러한 실시예의 경우 다음과 같이 결정된다:
Figure 112019091120018-pct00009
무차원 형태에서 경계 조건들은 유입구에서 0 Pa 그리고 유출구에서 -6400 Pa이므로, 팬에 걸친 압력 상승은 다음과 같다:
Figure 112019091120018-pct00010
위의 압력은 팬에 걸친 설계 압력 상승이며, 회전자 손실들을 또한 포함한다.
이러한 실시예에서의 가정된 블레이드 효율 값은 다음과 같이 주어진다:
Figure 112019091120018-pct00011
회전자 손실들이 아직 알려져 있지 않기 때문에,
Figure 112019091120018-pct00012
은 나중에 계산되는 실제 효율을 갖는 시작점으로서 사용될 수 있다.
유량 계수(flow coefficient)가 계산되며, 이는 축방향과 210 rad/sec의 회전 속도 사이의 비이다:
Figure 112019091120018-pct00013
이어서, 유입구 및 출구에서의 접선 속도들의 측정치들인 선회 계수들이 다음으로부터 결정된다:
Figure 112019091120018-pct00014
여기서,
Figure 112019091120018-pct00015
는 접선 속도이다.
유입구 선회는
Figure 112019091120018-pct00016
이라는 가정이 이루어질 수 있다.
다음으로, 오일러 방정식이 무차원 양들에 적응된다:
Figure 112019091120018-pct00017
조작들 후에, 유출구 선회 계수가 획득된다:
Figure 112019091120018-pct00018
다음으로, 유동 각도들이 도 27d의 유동 각도 도면(2770)을 참조하여 구성된다.
상대 유동 각도들(유입구(β1) 및 유출구(β2)) 및 평균 유동 각도(βm)가 다음으로부터 결정된다:
Figure 112019091120018-pct00019
Figure 112019091120018-pct00020
Figure 112019091120018-pct00021
유동 각도들이 정의된 후에, 블레이드 각도들(β1b, β2b)이 결정된다. 유동의 편향은 유동 각도를 출구에서의 블레이드 각도와 관련시킴으로써 획득된다. 유동 각도들의 차이로부터의 입사각이 다음으로부터 결정된다:
Figure 112019091120018-pct00022
편차각(δ = 11)이 다음과 같이 2차원 모의실험으로부터 결정된다:
Figure 112019091120018-pct00023
; 및
Figure 112019091120018-pct00024
위의 계산들에 기반하여, 통상의 기술자는 터빈 블레이드들에 대한 파라미터들을 결정하기 위해 반복적인 접근법을 적용할 수 있다. 통상의 기술자는 또한, 요구되는 경우, 내측 챔버로 생성된 난류 수준을 고려하여 블레이드 파라미터들을 조정할 수 있다. 특정 상황들에서, 통상의 기술자는, 본원에서 설명된 바와 같이 모든 파라미터들의 완전한 3차원 모의실험을 수행하도록 선택할 수 있다.
전반적으로, 다양한 물리적 모델들 및 결과적인 CFD 분석들의 세트와 관련하여 위에서 제공된 설명들에 기반하여, 통상의 기술자는, 적합한 챔버 설계를 준비하기 위해 주어진 기판 형상 및 치수에 대해 다양한 모델들 및 모의실험들을 적용하는 방식을 인식할 것이다.
이제 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 인식가능한 바와 같이, 본원에서 제공되는 자료를 읽고 이해할 시, 개시된 주제는 종래 기술뿐만 아니라 기판 세정 및 건조 공정들에서 사용되는 당해 기법들 둘 모두에 비해 다수의 이점들을 포함한다. 본원에서 개시된 다른 이점들 외에, 부가적인 이점들은, 예컨대 다음을 포함한다:
● 수직으로 배향된 기판은, 회전가능 차폐부들의 구성이, 수평으로 배향된 기판의 적어도 상부 표면 상에 수분, 배출물들, 및 미립자들을 보유하는 경향이 있는 기판의 수평 배향과 비교하여, 기판의 양측들뿐만 아니라 가장자리들로부터 배출물 및 수분을 더 효율적으로 신속하게 제거할 수 있게 한다.
● 개시된 주제는 챔버 내부의 분위기가 용이하게 제어될 수 있는 폐쇄된 시스템을 허용하는 반면, 종래 기술의 수평으로 배향된 기판 세정 및 건조 시스템의 경우에, 공정은 전형적으로 대기에 개방되며, 그에 의해, 세정 및 건조 동안 웨이퍼 상에 미립자들이 다시 부가될 잠재성이 증가한다.
결과적으로, 적어도 위에서 그리고 본 개시내용 전반에 걸쳐 언급된 이유들로 인해, 개시된 주제는, 예컨대, 개시된 주제가 하나의 챔버로부터 다른 챔버로 기판을 이동시킬 필요가 없이 동일한 챔버에서 수직으로 배향된 기판의 세정 및 건조를 제공하고, 그에 의해, 시간을 절약하고, 불필요하고 잠재적으로 오염이 발생하는 취급 단계들이 회피되므로, 신규할 뿐만 아니라 진보성이 있다(non-obvious). 개시된 시스템은 기판들을 위한 무접촉 세정 및 건조 시스템이다. 결과적으로, 당해 세정 시스템들의 열악한 기계적 기판 세정 시스템들이 완전히 회피될 수 있다. 추가로, 공정 챔버로부터 유체들(액체들 및 가스들)뿐만 아니라 수분을 진공배기 위한 본원에서 정의된 메커니즘들은 새롭고, 신규하고, 진보성이 있다.
개시된 주제는 적어도 2개의 주요 문제를 해결하는데, 첫째로, 기판의 모든 표면들(예컨대, 전면, 후면, 및 가장자리(들))이 동일하거나 거의 동일한 효율로 실질적으로 동시에 세정된다. 현재, 본원에 개시된 동작들을 수행할 수 있는 어떠한 당해 메커니즘도 존재하지 않는다. 둘째로, 개시된 주제는 공정 챔버로부터 극도로 작은 것들(예컨대, 나노미터 수준 입자들 및 다른 오염물들)을 제거한다. 나노미터 수준 세정 능력은, 사용자들이, 높은 단일 통과 세정 효율로 25 nm 미만 또는 더 작은 집적 회로 제작을 달성할 수 있게 한다.
개시된 세정 및 건조 챔버의 부가적인 이점들은 아래에 열거된 부가 이익들 중 하나 이상을 포함한다. 예컨대, 챔버는, 기판의 일 측만이 화학물질 또는 탈이온수 또는 화학물질과 탈이온수의 조합을 사용하여 세정될 수 있게 하는 부가적인 유연성을 포함할 수 있는 한편, 다른 측은 불활성 가스로 분무되어, 다른 측 상에 화학물질들/액체들이 중첩되는 것이 방지될 수 있다.
게다가, 또는 별개의 동작으로서, 기판의 전면측 및 후면측이 선택된 세정 유체 또는 (예컨대) 탈이온수의 제트들로 세정되는 동안, 특수한 단일 또는 다수의 분무 가장자리-제트들은 기판의 가장자리(들)에서 별개로 지향되어 특수한 세정 기능들 또는 향상된 가장자리 세정을 수행할 수 있다. 가장자리-제트들은 또한 기판의 표면들(면들)로 지향되는 제트들에 공급되는 유체들과 동일하거나 상이한 세정 유체들을 공급받을 수 있다.
개시된 세정 및 건조 챔버는 복수의 세정 액체들 및 다른 유체들을 분배하며, 그에 의해, 기판의 모든 표면들로부터 입자들, 잔류물들, 유기 오염물들, 무기 오염물들, 및 금속성 오염물들을 제거하기 위한 다양한 세정 옵션들이 제공될 수 있다. 또한, 개시된 세정 및 건조 챔버는, 비호환성 배출물들(예컨대, 산, 염기, 또는 용매들)의 제거를 용이하게 하기 위해 별개의 전환가능 배출부들을 포함할 수 있다. 그러한 전환가능 배출부들은 관련 기술분야에 알려져 있다.
추가로, 또한, 개시된 세정 및 건조 챔버는, 기판 건조에 사용될 수 있고, 예컨대, 공정 챔버에서 정전하들을 제거하거나 감소시키기 위해 사용될 수 있는 2개 이상의 상이한 가스를 분배할 수 있다.
부가적인 IPA 증기 또는 다른 유형들의 계면활성제들이 개시된 세정 및 건조 챔버 내로 도입되어, 기판의 건조를 용이하게 하도록 기판 상의 액체 층을 얇게 하는 것을 보조할 수 있다. 스핀 속도 또는 가속과 챔버 내로 도입되는 IPA 증기 또는 계면활성제의 조합은 추가로, 높은 스핀 속력 건조 동작을 요구하지 않거나 견딜 수 없는 응용들에 대한 건조한 또는 실질적으로 건조한 기판을 산출할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 기판은, 예컨대, 반도체 및 동종의 산업들에서 사용되는 다양한 유형들의 기판들 중 임의의 것(본원에서, "반도체 기판들" 또는 "웨이퍼들", 또는 단순히 "기판들"로 지칭될 수 있음)을 포함할 수 있다. 따라서, 기판 유형들은 규소 기판들(예컨대, 웨이퍼들) 또는 다른 원소 반도체들에 기반한 기판들, (예컨대, III-V, II-VI 족 등으로부터의) 화합물 웨이퍼들, 박막 헤드 조립체들, 반도체 층들로 증착되거나 다른 방식으로 형성된 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET) 막들, 또는 관련 기술분야에 독립적으로 알려져 있는 다수의 다른 유형들의 기판들을 포함할 수 있다. 또한, 기판은 비-반도체 물질 위에 형성된 반도체 물질의 구역을 포함할 수 있으며, 그 반대가 또한 가능하다. 본원에서 제시된 활동들 및 설계들을 이해함에 있어서의 용이성을 위해, 기판은 규소 웨이퍼인 것으로 고려될 수 있다. 본원에서 제공되는 개시내용을 읽고 이해할 시, 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 다른 유형들의 기판들을 처리하기 위해 다양한 구성요소, 설계들, 기하학적 구조들 등을 수정하는 방식을 이해할 것이다.
관련 기술분야의 통상의 기술자는, 설계들이 다른 구성요소들을 포함할 수 있고, 그러한 구성요소들 중 적어도 일부가 본원에서 설명된다는 것을 인식할 수 있다. 그러나, 이러한 구성요소들 중 몇몇은, 설명된 다양한 실시예들의 세부사항들을 불명료하게 하지 않기 위해 도면들에 도시되지 않는다.
방법들 및 장치들의 다양한 예시들은 다양한 실시예들의 구조에 대한 일반적인 이해를 제공하도록 의도되고, 본원에서 설명된 구조들, 특징들, 및 기법들을 이용할 수 있는 장치들 및 방법들의 요소들, 물질들, 및 특징들 전부의 완전한 설명을 제공하도록 의도되지 않는다.
다양한 실시예들의 장치들 및 시스템들은, 예컨대, 고속 컴퓨터들, 통신 및 신호 처리 회로, 단일 또는 다중 프로세서 모듈들, 단일 또는 다수의 내장형 프로세서들, 다중 코어 프로세서들, 데이터 스위치들, 및 다중층들을 포함하는 주문형 모듈들, 다중 칩 모듈들 등에서 사용되는 전자 회로의 제조들에서 사용되고 그에 적합할 수 있다. 그러한 디바이스들은, 텔레비전들, 셀룰러 텔레폰들, 개인용 컴퓨터들(예컨대, 랩톱 컴퓨터들, 데스크톱 컴퓨터들, 핸드헬드 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들 등), 워크스테이션들, 라디오들, 비디오 플레이어들, 오디오 플레이어들, 차량들, 의료용 디바이스들(예컨대, 심장 모니터들, 혈압 모니터들 등), 셋톱 박스들, 및 다양한 다른 전자 시스템들과 같은 다양한 전자 시스템들 내의 하위 구성요소들로서 추가로 포함될 수 있다.
관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본원에 개시된 이러한 및 다른 방법들(예컨대, 기판 세정 및 건조)에 대해, 다양한 방법들의 일부를 형성하는 활동들은, 다양한 요소들이 서로 대체되어, 상이한 순서로 구현될 뿐만 아니라 반복되고, 동시에 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 추가로, 약술된 작용들 및 동작들은 단지 예들로서 제공되며, 작용들 및 동작들 중 일부는, 개시된 실시예들의 본질을 벗어나지 않으면서, 임의적이거나, 더 적은 작용들 및 동작들로 결합되거나, 또는 부가적인 작용들 및 동작들로 확장될 수 있다.
따라서, 본 개시내용은, 다양한 양상들의 예시들로서 의도되는 본 출원에서 설명된 특정 실시예들의 관점에서 제한되지 않아야 한다. 본 개시내용을 읽고 이해할 시 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 바와 같이, 많은 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다. 본원에서 열거된 것들에 더하여, 본 개시내용의 범위 내의 기능적으로 동등한 방법들 및 장치들이 전술한 설명들로부터 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 일부 실시예들의 부분들 및 특징들은 다른 실시예들의 부분들 및 특징들에 포함되거나 이를 대체할 수 있다. 본원에서 제공되는 설명을 읽고 이해할 시, 다수의 다른 실시예들이 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 그러한 수정들 및 변형들은 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다. 본 개시내용은, 첨부된 청구항들에 의해 권리가 부여되는 균등물들의 전체 범위와 함께 그러한 청구항들의 관점에 의해서만 제한되어야 한다. 또한, 본원에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 설명하려는 목적만을 위한 것이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
또한, 본원에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 달리 명시적으로 언급되거나 동작적으로 정의되지 않는 한 포괄적 또는 배타적 의미로 해석될 수 있다. 부가적으로, 위에 설명된 다양한 예시적인 실시예들이 다양한 일반적이고 특정한 예시적인 실시예들에 초점을 두고 있지만, 실시예들은 단지 본 개시내용의 명확화를 위해 주어지며, 따라서, 수직 기판 세정 및 건조 메커니즘 또는 시스템의 특정 유형 또는 설계로 제한되지 않는다.
본 개시내용에 대한 요약서는 독자가 기술적 개시내용의 본질을 신속하게 알아낼 수 있게 하기 위해 제공된다. 요약서가 청구항들을 해석하거나 제한하는 데 사용되지 않을 것이라는 이해 하에 제출된다. 게다가, 전술한 상세한 설명에서, 다양한 특징들은 본 개시내용을 간소화할 목적으로 단일 실시예에서 함께 그룹화되는 것을 알 수 있다. 이러한 개시내용의 방법은 청구항들을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 따라서, 다음의 청구항들은 이로써 상세한 설명에 포함되며, 각각의 청구항은 별개의 실시예로서 그 자신에 의거한다.
다음의 번호가 매겨진 예들은 개시된 주제의 실시예들을 포함한다.
예 1: 기판 세정 및 건조 장치는, 기판을 수직으로 유지하고 다양한 속력들로 회전시키도록 구성되는 수직 기판 홀더; 장치의 동작 동안 수직 기판 홀더를 둘러싸도록 구성되는 내측 차폐부 및 외측 차폐부 ― 내측 차폐부 및 외측 차폐부 각각은 회전 속력 및 방향 중 적어도 하나에서 다른 차폐부와 독립적으로 동작하도록 구성됨 ―; 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 ― 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 각각은 기판의 적어도 하나의 면 상에 적어도 하나의 유체를 분무하도록 구성됨 ―; 및 내측 차폐부 및 외측 차폐부 중 적어도 하나에 근접하게 결합되고 과량의 적어도 하나의 유체를 제거하도록 구성되는 적어도 하나의 터빈 디스크를 포함한다.
예 2: 예 1의 장치에서, 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이는 기판의 양측들 및 기판의 가장자리들 상에 실질적으로 동시에 적어도 하나의 유체를 분무하도록 구성된다.
예 3: 예 1 또는 예 2의 장치에서, 기판 세정 및 건조 장치는, 배출물들을 제거하기 위한, 내측 차폐부와 외측 차폐부 사이의 중앙 배기부를 갖는다.
예 4: 예 1 또는 예 2의 장치에서, 기판 세정 및 건조 장치는, 배출물들을 제거하기 위한, 내측 차폐부 및 외측 차폐부 중 적어도 하나 상의 측부 배기부를 갖는다.
예 5: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치는, 공정 배출물들을 수용하기 위한 외측 챔버를 더 포함한다.
예 6: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 외측 챔버는, 수직 기판 세정 및 건조 챔버로부터 진공배기되는 액체를 수집하기 위한 배출 채널을 포함한다.
예 7: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치는, 회전가능 차폐부들 중 현재 터빈 디스크가 그에 근접하게 장착되어 있지 않은 나머지 차폐부에 결합되는 제2 터빈 디스크를 더 포함한다.
예 8: 예 7의 장치에서, 적어도 하나의 터빈 디스크는, 유체 제거 효율을 증가시키도록 터빈 디스크의 주변부 근처의 다양한 지점들에 배치되는 슬롯들로 구성된다.
예 9: 예 7의 장치에서, 적어도 하나의 터빈 디스크 및 제2 터빈 디스크는, 유체 제거 효율을 증가시키도록 하나 이상의 각도로 배치되는 슬롯들로 구성된다.
예 10: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 장치는, 기판의 양면들(양측들)뿐만 아니라 기판의 가장자리(들)를 동시에 세정하기 위한 것이다.
예 11: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 중 적어도 하나의 어레이는, 하나 이상의 액체의 연속적 액체 분무를 기판에 전달하도록 배열되는 분무 제트들을 포함한다.
예 12: 예 1 내지 예 10 중 어느 한 예의 장치에서, 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 중 적어도 하나의 어레이는, 하나 이상의 액체의 맥동형 액체 분무를 기판에 전달하도록 배열되는 분무 제트들을 포함한다.
예 13: 예 1 내지 예 1 중 어느 한 예의 장치에서, 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 중 적어도 하나의 어레이는, 하나 이상의 액체의 연속적 액체 분무들 및 맥동형 액체 분무들 중 적어도 하나 또는 둘 모두를 기판에 전달하도록 배열되는 분무 제트들을 포함한다.
예 14: 예 13 내지 예 16 중 어느 한 예의 장치에서, 하나 이상의 액체는 탈이온수(DI water) 및 액체 세정 화학물질들의 하나 이상의 조합을 포함한다.
예 15: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이는, 세정 동작 동안, 회전하는 수직 기판의 양면들(양측들) 및 가장자리(들)에 동시에 분무하도록 구성된다.
예 16: 예 12 또는 예 13의 장치에서, 맥동형 액체 분무 제트들은 가스가 없는 맥동형 제트들로서 고려된다.
예 17: 예 16의 장치에서, 다이어프램 펌프(예컨대, 멤브레인 펌프)가 활용되어 가스가 없는 맥동형 제트들을 생성한다.
예 18: 예 16의 장치에서, 3-다이어프램 펌프가 사용되어 가스가 없는 맥동형 제트들로부터 다양한 크기들, 속도들, 및/또는 다수의 공정-액체 액적들을 생성한다.
예 19: 예 16의 장치에서, 2개, 4개, 또는 그 초과의 다이어프램을 갖는 하나 이상의 다이어프램 펌프가 사용되어 가스가 없는 맥동형 제트들을 생성한다.
예 20: 예 16의 장치에서, 오직 하나의 챔버와 단일 다이어프램을 갖는 다이어프램 펌프(예컨대, 단일측 다이어프램 펌프)이 사용되어 가스가 없는 맥동형 제트를 생성한다.
예 21: 예 17 내지 예 20 중 어느 한 예의 장치에서, 다이어프램 펌프에 전력을 공급하기 위해 다이어프램 펌프는 가변 주파수 구동부에 결합된다.
예 22: 예 21의 장치에서, 1 Hz 내지 10 Hz 주파수 범위를 갖는 가변 주파수 구동부가 사용되어 미립화된 액적들을 생성한다.
예 23: 예 16 내지 예 22 중 어느 한 예의 장치에서, 가스가 없는 맥동형 제트는, 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 상의 상이한 크기들 및 형상들의 노즐들과 조합된다.
예 24: 예 22의 장치에서, 맥동형 액체 분무 제트들에 의해 생성되는 다양한 미립화된 액적들 각각에 의해 부여되는 운동 에너지 수준이 결정된다.
예 25: 예 24의 장치에서, 운동 에너지는, 액적 크기, 액적 내의 액체의 밀도(예컨대, 액적의 총 질량), 및 액적의 속도에 적어도 부분적으로 의존한다.
예 26: 예 25의 장치에서, 운동 에너지 수준의 결정은, 기판으로부터 주어진 입자 크기를 축출하는 데 요구되는 압력에 의해 추가로 결정된다.
예 27: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치는, 외측 챔버로부터 내측 (공정) 챔버로의 미립자 이전을 방지하거나 실질적으로 감소시키기 위해 가스 장벽을 생성하기 위한 하나 이상의 2차 가스 유동 디바이스를 더 포함한다.
예 28: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부 중 적어도 하나는, 기판 세정 및 건조 장치 내에 기판을 삽입하거나 그로부터 기판을 제거하기 위해서 차폐부 사이의 개구를 증가시키기 위해 다른 차폐부로부터 멀어지게 측방향으로 이동하도록 구성된다.
예 29: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부의 주변 가장자리들은 각각 하나 이상의 각도를 갖는다.
예 30: 예 29의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부의 주변 가장자리들은 다양한 직선 부분들을 포함하는 복수의 각도들을 갖는다.
예 31: 예 29 또는 예 30의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부의 주변 가장자리들은 약 ±3° 내지 약 ±15°의 하나 이상의 각도를 갖는다.
예 32: 예 29 또는 예 30의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부의 주변 가장자리들은 약 ±1° 내지 약 ±3°의 하나 이상의 각도를 갖는다.
예 33: 예 29 또는 예 30의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부의 주변 가장자리들은 약 ±15° 내지 약 ±45° 또는 그 이상의 하나 이상의 각도를 갖는다.
예 34: 예 30의 응용에서, 직선 부분들 각각은 상이한 각도를 갖는다.
예 35: 예 34의 장치에서, 직선 부분들은, 차폐부들의 가장자리들이 개구에 접근함에 따라 각도가 증가한다.
예 36: 예 1 내지 예 28 중 어느 한 예의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부의 주변 가장자리들은 만곡된다.
예 37: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부 중 더 큰 차폐부는 더 작은 차폐부 위로 연장된다.
예 38: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부 중 적어도 하나 또는 둘 모두는, 대부분의 또는 모든 유체 액적들을 제거하기 위해 최외측 주변 가장자리에서 래버린스 립을 포함한다.
예 39: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 내측 차폐부 및 외측 차폐부 중 적어도 하나 또는 둘 모두는, 기판 세정 및 건조 장치의 동작 동안 유체 액적들이 기판 위에 모일 수 없게 하는 최외측 주변 가장자리의 프로파일을 포함한다.
예 40: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 기판은 수직으로부터 대략적으로 ±0.1 도 내지 대략적으로 ±1 도 내로 유지된다.
예 41: 예 1 내지 예 39 중 어느 한 예의 장치에서, 기판은 수직으로부터 대략적으로 ±2 도 내로 유지된다.
예 42: 예 1 내지 예 39 중 어느 한 예의 장치에서, 기판은 수직으로부터 대략적으로 ±5 도 내로 유지된다.
예 43: 예 1 내지 예 39 중 어느 한 예의 장치에서, 기판은 수직으로부터 대략적으로 ±10 도 내로 유지된다.
예 44: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치는, 기판을 유지하기 위해 핑거 암들에 장착되는 핑거 캡들을 더 포함한다.
예 45: 예 44의 장치에서, 핑거 캡들은 롤러들처럼 형상화된다.
예 46: 예 44 또는 예 45의 장치에서, 핑거 캡들은 개개의 핑거 암에 회전가능하지 않게 장착된다.
예 47: 예 44 내지 예 46 중 어느 한 예의 장치에서, 핑거 캡들은, 세정 및 건조 동작들 동안 기판이 배치되는 V-홈을 갖도록 형상화된다.
예 48: 예 44 내지 예 46 중 어느 한 예의 장치에서, 핑거 캡들은, 세정 및 건조 동작들 동안 기판이 배치되는 U-홈을 갖도록 형상화된다.
예 49: 예 47 또는 예 48의 장치에서, 홈의 프로파일은, 기판이 로봇의 엔드 이펙터에 의해 홈들에 배치될 때 자기-정렬될 수 있는 것을 보장하도록 설계된다.
예 50: 예 49의 장치에서, 홈의 프로파일은, 기판의 면들이 홈과 접촉하지 않도록 기판의 가장자리들만이 홈의 부분들과 접촉하게 형상화되고 크기가 정해진다.
예 51: 예 49의 장치에서, 홈의 프로파일은, 기판의 면들이 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이로부터의 분무들에 완전히 노출되도록 기판의 면들의 어떠한 부분도 홈에 의해 덮이지 않게 크기가 정해지고 형상화된다.
예 52: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치는, 특수 세정 기능들 또는 향상된 가장자리 세정을 수행하도록 기판의 가장자리(들)에 별개로 지향될 특수한 단일 분무 가장자리-제트 또는 다수의 분무 가장자리-제트들을 더 포함한다.
예 53: 예 52의 장치에서, 단일 분무 가장자리-제트 또는 다수의 분무 가장자리-제트들은 또한 기판의 표면들(면들)로 지향되는 제트들에 공급되는 유체들과 동일하거나 상이한 세정 유체들을 공급받을 수 있다.
예 54: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치는, 수직 기판 세정 및 건조 챔버 내에 액체들 및 액체 증기들 중 적어도 하나를 지향시키기 위한 제1 측 가스 분산 메커니즘 및 제2 측 가스 분산 메커니즘을 더 포함한다.
예 55: 예 54의 장치에서, 제1 측 가스 분산 메커니즘 및 제2 측 가스 분산 메커니즘은 건조 동작 동안 액체들 및 액체 증기들 중 적어도 하나를 기판으로부터 멀어지게 지향시킨다.
예 56: 예 54 또는 예 55의 장치에서, 제1 측 가스 분산 메커니즘 및 제2 측 가스 분산 메커니즘은, 제1 측 가스 유입구 및 제2 측 가스 유입구를 통해 임의의 유입 가스를 분산시키고 재지향시키도록 구성된다.
예 57: 예 54 내지 예 56 중 어느 한 예의 장치에서, 제1 측 가스 분산 메커니즘 및 제2 측 가스 분산 메커니즘은, 기판의 면들과 실질적으로 평행한 평면으로 유입 가스들을 지향시키도록 각각의 분산 메커니즘의 주변부 주위에 있는 애퍼쳐들 또는 오리피스들의 어레이로 구성된다.
예 58: 선행하는 예들 중 어느 한 예의 장치에서, 전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이는, 기판의 각각의 면 상의 적어도 기판의 전체 직경에 유효하게 적용되어 일단 기판이 회전되면 각각의 전체 면에 액체가 제공되도록 배열된다.
예 59: 기판 세정 및 건조 메커니즘에서 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법에서, 기판 세정 및 건조 메커니즘은 세정 및 건조 동작들 둘 모두를 위한 단일 챔버를 갖고, 방법은, 기판 세정 및 건조 메커니즘에 수직으로 기판을 장착하는 단계; 제1 회전 속도로 기판을 회전시키는 단계; 기판의 적어도 제1 면 상에 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계; 제1 차폐부 회전 속도로 제1 회전가능 차폐부를 스피닝하는 단계; 제2 차폐부 회전 속도로 제2 회전가능 차폐부를 스피닝하는 단계; 터빈 디스크 회전 속도로 터빈 디스크를 스피닝하는 단계; 및 기판의 제1 회전 속도를 증가시키는 단계를 포함한다.
예 60: 예 59의 방법에서, 기판의 적어도 제1 면 상에 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계의 시작은, 기판을 회전시키는 단계와 실질적으로 동시에 발생한다.
예 61: 예 59의 방법에서, 기판의 적어도 제1 면 상에 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계의 시작은, 기판을 회전시키는 단계를 시작한 후에 발생한다.
예 62: 예 59의 방법에서, 기판의 적어도 제1 면 상에 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계의 시작은, 기판을 회전시키는 단계를 시작하기 전에 발생한다.
예 63: 예 59 내지 예 62 중 어느 한 예의 방법은, 저속 스핀 동안 0 내지 약 100 rpm의 회전 속도로 제1 회전가능 차폐부의 스피닝 및 제2 회전가능 차폐부의 스피닝을 상승시키는 단계를 더 포함한다.
예 64: 예 59 내지 예 63 중 어느 한 예의 방법에서, 기판의 적어도 제1 면 상에 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계는 연속적인 분무이다.
예 65: 예 59 내지 예 63 중 어느 한 예의 방법에서, 기판의 적어도 제1 면 상에 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계는 맥동형 분무이다.
예 66: 예 59 내지 예 65 중 어느 한 예의 방법에서, 적어도 하나의 액체는 탈이온수(DI water) 및 다른 액체계 세정 화학물질들 중 적어도 하나를 포함한다.
예 67: 예 59 내지 예 66 중 어느 한 예의 방법은, 기판의 제2 면 상에 액체들을 분무하는 단계를 더 포함한다.
예 68: 예 59 내지 예 67 중 어느 한 예의 방법은, 기판의 가장자리 상에 액체들을 분무하는 단계를 더 포함한다.
예 69: 예 59 내지 예 68 중 어느 한 예의 방법에서, 적어도 하나의 액체는, 제1 회전 속도로 기판을 회전시키는 단계 전에 기판의 적어도 하나의 면 상에 분무된다.
예 70: 예 59 내지 예 68 중 어느 한 예의 방법에서, 적어도 하나의 액체는, 제1 회전 속도로 기판을 회전시키는 단계에 후속하여 기판의 적어도 하나의 면 상에 분무된다.
예 71: 예 59 내지 예 68 중 어느 한 예의 방법에서, 적어도 하나의 액체는, 제1 회전 속도로 기판을 회전시키기 시작하는 시간 기간 동안 기판의 적어도 하나의 면 상에 분무된다.
예 72: 예 59 내지 예 71 중 어느 한 예의 방법에서, 제1 차폐부 회전 속도 및 제2 차폐부 회전 속도는 서로 거의 동일하다.
예 73: 예 59 내지 예 71 중 어느 한 예의 방법에서, 제1 차폐부 회전 속도 및 제2 차폐부 회전 속도는 서로 상이하다.
예 74: 예 59 내지 예 73 중 어느 한 예의 방법에서, 제1 차폐부 회전 속도의 방향 및 제2 차폐부 회전 속도의 방향은 서로 동일하다.
예 75: 예 59 내지 예 73 중 어느 한 예의 방법에서, 제1 차폐부 회전 속도의 방향 및 제2 차폐부 회전 속도의 방향은 서로 상이하다.
예 76: 예 59 내지 예 75 중 어느 한 예의 방법에서, 탈이온수의 형태의 액체가 맥동형 제트 스트림으로서 기판을 향해 챔버 내로 분무된다.
예 77: 예 59 내지 예 75 중 어느 한 예의 방법에서, 탈이온수의 형태의 액체가 정상 상태 제트 스트림 및 맥동형 제트 스트림의 조합으로서 기판을 향해 챔버 내로 분무된다.
예 78: 예 77의 방법에서, 액체는 정상 상태 제트와 맥동형 제트 사이에서 교번하여 기판을 향해 챔버 내로 분무된다.
예 79: 예 59 내지 예 78 중 어느 한 예의 방법에서, 적어도 제1 회전가능 차폐부는 저속 스핀 동안 약 0 rpm으로부터 약 100 rpm까지 상승된다.
예 80: 예 59 내지 예 79 중 어느 한 예의 방법은, 기판을 건조시키기 시작하기 위해 제1 차폐부 회전 속도를 증가시키는 단계를 더 포함한다.
예 81: 예 59 내지 예 80 중 어느 한 예의 방법은, 기판을 건조시키기 시작하기 위해 제2 차폐부 회전 속도를 증가시키는 단계를 더 포함한다.
예 82: 예 59 내지 예 80 중 어느 한 예의 방법은, 기판을 건조시키기 시작하기 위해 터빈 디스크 회전 속도를 증가시키는 단계를 더 포함한다.
예 83: 예 59 내지 예 82 중 어느 한 예의 방법에서, 제1 차폐부 회전 속도, 제2 차폐부 회전 속도, 및 터빈 디스크 회전 속도는, 기판을 건조시키기 위한 고속 스핀 동안 약 100 rpm으로부터 약 2200 rpm까지 상승된다.
예 84: 예 79 내지 예 83 중 어느 한 예의 방법에서, 기판의 적어도 제1 면 상에 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계는, 기판을 건조시키기 시작하기 위해 제1 차폐부 회전 속도를 증가시키는 단계 또는 기판을 건조시키기 시작하기 위해 제2 차폐부 회전 속도를 증가시키는 단계 전에 중단된다.
예 85: 예 59 내지 예 84 중 어느 한 예의 방법은, 세정 사이클 동안 기판 세정 및 건조 메커니즘으로부터의 가스 배기를 제공하는 단계를 더 포함한다.
예 86: 예 59 내지 예 85 중 어느 한 예의 방법은, 세정 사이클 동안 가스 분산 메커니즘들을 통해 기판 세정 및 건조 메커니즘 내에 분산되도록 가스를 도입하는 단계를 더 포함한다.
예 87: 예 86의 방법에서, 세정 사이클 동안 가스의 유량은 약 575 lpm 미만이다.
예 88: 예 59 내지 예 84 중 어느 한 예의 방법은, 건조 사이클 동안 가스 분산 메커니즘들을 통해 기판 세정 및 건조 메커니즘 내에 분산되도록 가스를 도입하는 단계를 더 포함한다.
예 89: 예 88의 방법에서, 건조 사이클 동안 가스의 유량은 약 1700 내지 약 2300 lpm이다.
예 90: 예 85 내지 예 89 중 어느 한 예의 방법에서, 가스 분산 메커니즘들은, 수직 기판에 근접하게 저압 고속 가스 유동을 생성하기 위한 것이다.
예 91: 예 59 내지 예 90 중 어느 한 예의 방법에서, 기판은, 기판의 면들이 교번하여 세정된다.
예 92: 예 59 내지 예 90 중 어느 한 예의 방법에서, 기판은, 기판의 양면들이 동시에 세정된다.
예 93: 예 59 내지 예 90 중 어느 한 예의 방법에서, 기판은, 기판의 양면들 및 가장자리들이 동시에 세정된다.
예 94: 예 59 내지 예 92 중 어느 한 예의 방법은, 챔버로부터 액체들 및 증기들을 인출하도록 구성되는 다양한 유형들의 터빈 블레이드 메커니즘들에 의해 액체들 및 액체 증기들 중 적어도 하나를 진공배기하는 단계를 더 포함한다.
예 95: 예 59 내지 예 94 중 어느 한 예의 방법은, 고순도 가스와 함께 이소프로필 알코올(IPA) 증기를 챔버 내로 도입하는 단계를 더 포함한다.
예 96: 예 80 내지 예 89 중 어느 한 예의 방법에서, 고순도 가스는 건조 동작들 동안 챔버 내에 분배된다.
예 97: 예 96의 방법에서, 고순도 가스는 저압의 높은 가스 유동을 생성하기 위해 버섯형 설계를 통해 분배된다.
예 98: 예 96의 방법에서, 고순도 가스는 챔버에 결합되는 가스 유출구들의 어레이를 통해 분배된다.
예 99: 예 96의 방법에서, 고순도 가스는 내측 챔버에 가스의 칼날형 샤워를 생성하는 가스 유입구 튜브를 통해 분배된다.
예 100: 예 96 내지 예 98 중 어느 한 예의 방법에서, 고순도 가스는 질소(N2)이다.
예 101: 기판 세정 및 건조 장치는, 기판을 유지하고 다양한 속력들로 회전시키도록 구성되는 수직 기판 홀더; 장치의 동작 동안 수직 기판 홀더를 둘러싸도록 구성되는 내측 차폐부 및 외측 차폐부 ― 내측 차폐부 및 외측 차폐부 각각은 회전 속력 및 방향 중 적어도 하나에서 다른 차폐부와 독립적으로 동작하도록 구성됨 ―; 전면측 분무 제트 및 후면측 분무 제트 ― 전면측 분무 제트 및 후면측 분무 제트 각각은 기판의 양측들 및 기판의 가장자리들 상에 실질적으로 동시에 적어도 하나의 유체를 분무하도록 구성됨 ―; 및 내측 차폐부 및 외측 차폐부 각각에 근접하게 결합되고 과량의 적어도 하나의 유체를 제거하도록 구성되는 복수의 터빈 디스크들을 포함한다.
예 102: 예 101의 기판 세정 및 건조 장치에서, 터빈 디스크 상의 블레이드들은 직선 단면을 갖고, 터빈 디스크의 회전 축에 대해 각진다.
예 103: 예 101의 기판 세정 및 건조 장치에서, 터빈 디스크 상의 블레이드들은 타원형 단면을 갖고, 터빈 디스크의 회전 축에 대해 각진다.
예 104: 예 101의 기판 세정 및 건조 장치에서, 터빈 디스크 상의 블레이드들은 만곡된 단면을 갖고, 터빈 디스크의 회전 축에 대해 각진다.
예 105: 예 101의 기판 세정 및 건조 장치에서, 터빈 디스크 상의 블레이드들은 변화하는 각도들을 갖는 일련의 직선 가장자리들로서 형성되는 단면을 갖고, 변화하는 각도들의 평균 각도는 터빈 디스크의 회전 축에 대해 전반적으로 각진다.
예 106: 예 101의 기판 세정 및 건조 장치에서, 복수의 터빈 디스크들은, 복수의 터빈 디스크들이 회전되는 회전 기간 동안 유체 제거 효율을 증가시키기 위해 각각의 터빈 디스크의 주변부 근처에서만 다양한 지점들에 배치되는 슬롯들로 구성된다.

Claims (37)

  1. 기판 세정 및 건조 장치로서,
    기판을 수직으로 유지하고 다양한 속력들로 회전시키도록 구성되는 수직 기판 홀더;
    상기 장치의 동작 동안 상기 수직 기판 홀더를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성되는 내측 차폐부 및 외측 차폐부 ― 상기 내측 차폐부 및 상기 외측 차폐부 각각은 수직으로 그리고 회전 속력 및 방향 중 적어도 하나에서 다른 차폐부와 서로 독립적으로 동작하도록 구성됨 ―;
    전면측 분무 제트 및 후면측 분무 제트 ― 상기 전면측 분무 제트 및 상기 후면측 분무 제트 각각은 상기 기판의 양측들 및 상기 기판의 가장자리들 상에 실질적으로 동시에 적어도 하나의 유체를 분무하도록 구성됨 ― 및
    상기 내측 차폐부 및 상기 외측 차폐부 중 적어도 하나에 수직으로 그리고 근접하게 결합되고 과량의 상기 적어도 하나의 유체를 제거하도록 구성되는 적어도 하나의 실질적으로 평탄한 터빈 디스크 ― 상기 적어도 하나의 터빈 디스크는 복수의 이격된 핀들을 갖고, 상기 핀들 각각은 상기 터빈 디스크의 내에 그리고 상기 터빈 디스크의 주변부 근처에 형성되는 개구에 의해 인접한 핀들로부터 분리되고, 상기 핀들은 상기 기판 및 상기 기판을 둘러싸는 상기 내측 차폐부와 상기 외측 차폐부 사이의 용적 모두로부터 멀어지게 상기 적어도 하나의 유체 및 다른 공정 배출물들을 진공배기(evacuate)하도록 배열됨 ― 를 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유체 및 상기 다른 공정 배출물들을 수용하기 위한 외측 챔버를 더 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외측 챔버는, 수직 기판 세정 및 건조 챔버로부터 진공배기되는 액체를 수집하기 위한 배출 채널을 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 기판의 양면들뿐만 아니라 상기 기판의 가장자리를 실질적으로 동시에 세정하도록 구성되는, 기판 세정 및 건조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 중 적어도 하나의 어레이는, 하나 이상의 액체의 연속적 액체 분무를 상기 기판에 전달하도록 배열되는 분무 제트들을 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 중 적어도 하나의 어레이는, 하나 이상의 액체의 맥동형 액체 분무를 상기 기판에 전달하도록 배열되는 분무 제트들을 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 중 적어도 하나의 어레이는, 하나 이상의 액체의 연속적 액체 분무들 및 맥동형 액체 분무들 중 적어도 하나를 상기 기판에 전달하도록 배열되는 분무 제트들을 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이 중 적어도 하나의 어레이는, 하나 이상의 액체의 연속적 액체 분무들 및 맥동형 액체 분무들 둘 모두를 상기 기판에 전달하도록 배열되는 분무 제트들을 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    맥동형 액체 분무 제트들은 가스가 없는 맥동형 제트들로서 고려되는, 기판 세정 및 건조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스가 없는 맥동형 제트들을 생성하기 위해 다이어프램 펌프를 더 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다이어프램 펌프에 전력을 공급하도록 결합되는 가변 주파수 구동부를 더 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가변 주파수 구동부는, 상기 분무 제트들로부터 미립화된 액적들을 생성하기 위해 1 Hz 내지 10 Hz 주파수 범위에서 동작하도록 구성되는, 기판 세정 및 건조 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 내측 차폐부 및 상기 외측 차폐부 중 상기 적어도 하나의 터빈 디스크가 근접하게 결합되어 있지 않은 나머지 차폐부에 근접하게 결합되는 제2 터빈 디스크를 더 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  14. 기판 세정 및 건조 메커니즘에서 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법으로서,
    상기 기판 세정 및 건조 메커니즘은 세정 및 건조 동작들 둘 모두를 위한 단일 챔버를 갖고,
    상기 방법은,
    상기 기판 세정 및 건조 메커니즘에 수직으로 상기 기판을 장착하는 단계;
    상기 기판을 제1 수직으로 배향된 회전가능 차폐부와 제2 수직으로 배향된 회전가능 차폐부 사이에서 적어도 부분적으로 둘러싸는 단계;
    제1 회전 속도로 상기 기판을 회전시키는 단계;
    상기 기판의 적어도 제1 면 상에 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계;
    제1 차폐부 회전 속도로 상기 제1 수직으로 배향된 회전가능 차폐부를 스피닝하는 단계;
    제2 차폐부 회전 속도로 제2 수직으로 배향된 회전가능 차폐부를 스피닝하는 단계;
    터빈 디스크 회전 속도로 실질적으로 평탄하고, 수직으로 배향된 터빈 디스크를 스피닝하는 단계 ― 상기 터빈 디스크는 복수의 이격된 핀들을 갖고, 상기 핀들 각각은 상기 터빈 디스크의 내에 그리고 상기 터빈 디스크의 주변부 근처에 형성되는 개구에 의해 인접한 핀들로부터 분리됨 ―;
    스피닝되는 상기 터빈 디스크를 사용함으로써 상기 기판 및 상기 기판을 둘러싸는 상기 제1 수직으로 배향된 회전가능 차폐부와 상기 제2 수직으로 배향된 회전가능 차폐부 사이의 용적으로부터 멀어지게 적어도 하나의 유체 및 다른 공정 배출물들을 진공배기하는 단계; 및
    상기 기판의 상기 제1 회전 속도를 증가시키는 단계를 포함하는, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 터빈 디스크의 상기 터빈 디스크 회전 속도와 방향 둘 모두는 상기 제1 수직으로 배향된 회전가능 차폐부의 상기 제1 차폐부 회전 속도와 방향 및 상기 제2 수직으로 배향된 회전가능 차폐부의 상기 제2 차폐부 회전 속도와 방향 중 적어도 하나와 동일한, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기판의 양면들 및 가장자리 상에 실질적으로 동시에 상기 적어도 하나의 액체를 분무하는 단계를 더 포함하는, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차폐부 회전 속도 및 상기 제2 차폐부 회전 속도는 서로 거의 동일한, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차폐부 회전 속도 및 상기 제2 차폐부 회전 속도는 서로 상이한, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차폐부 회전 속도의 방향 및 상기 제2 차폐부 회전 속도의 방향은 서로 동일한, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차폐부 회전 속도의 방향 및 상기 제2 차폐부 회전 속도의 방향은 서로 상이한, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 기판을 건조시키기 시작하기 위해 상기 제1 차폐부 회전 속도를 증가시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 기판을 건조시키기 시작하기 위해 상기 제2 차폐부 회전 속도를 증가시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 기판을 건조시키기 시작하기 위해 상기 터빈 디스크 회전 속도를 증가시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 제1 차폐부 회전 속도, 상기 제2 차폐부 회전 속도, 및 상기 터빈 디스크 회전 속도는 각각, 상기 기판을 건조시키기 위한 고속 스핀 동안 약 100 rpm으로부터 약 2200 rpm까지 상승되는, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  25. 제14항에 있어서,
    세정 사이클 동안 상기 기판 세정 및 건조 메커니즘으로부터의 가스 배기를 제공하는 단계를 더 포함하는, 기판을 세정 및 건조시키기 위한 방법.
  26. 기판 세정 및 건조 장치로서,
    기판을 유지하고 다양한 속력들로 회전시키도록 구성되는 수직 기판 홀더;
    상기 장치의 동작 동안 상기 수직 기판 홀더를 둘러싸도록 구성되는 내측 차폐부 및 외측 차폐부 ― 상기 내측 차폐부 및 상기 외측 차폐부 각각은 수직으로 그리고 회전 속력 및 방향 중 적어도 하나에서 다른 차폐부와 서로 독립적으로 동작하도록 구성됨 ―;
    전면측 분무 제트, 후면측 분무 제트, 및 적어도 하나의 가장자리 제트 ― 상기 전면측 분무 제트 및 상기 후면측 분무 제트 각각은 상기 기판의 양측들 각각 상에 실질적으로 동시에 적어도 하나의 유체를 분무하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 가장자리 제트는 상기 기판의 양측들에 분무하는 것과 실질적으로 동시에 상기 기판의 가장자리들에 분무하도록 구성됨 ―; 및
    상기 내측 차폐부 및 상기 외측 차폐부 각각에 수직으로 그리고 근접하게 각각 결합되고 과량의 상기 적어도 하나의 유체를 제거하도록 구성되는 적어도 하나의 실질적으로 평탄한 터빈 디스크 ― 상기 적어도 하나의 터빈 디스크는 복수의 이격된 핀들을 갖고, 상기 핀들 각각은 상기 터빈 디스크의 내에 그리고 상기 터빈 디스크의 주변부 근처에 형성되는 개구에 의해 인접한 핀들로부터 분리되고, 상기 핀들은 상기 기판 및 상기 기판을 둘러싸는 상기 내측 차폐부와 상기 외측 차폐부 사이의 용적 모두로부터 멀어지게 상기 적어도 하나의 유체 및 다른 공정 배출물들을 진공배기하도록 배열됨 ― 를 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    복수의 터빈 디스크들의 상기 핀들은, 상기 복수의 터빈 디스크들의 회전 기간 동안 유체 제거 효율을 증가시키도록 구성되는, 기판 세정 및 건조 장치.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 기판 세정 및 건조 장치는, 상기 적어도 하나의 유체 및 상기 다른 공정 배출물들을 제거하기 위한, 상기 내측 차폐부와 상기 외측 차폐부 사이에 위치된 중앙 배기부를 갖는, 기판 세정 및 건조 장치.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 기판 세정 및 건조 장치는, 상기 적어도 하나의 유체 및 상기 다른 공정 배출물들을 제거하기 위한, 상기 내측 차폐부 및 상기 외측 차폐부 중 적어도 하나 상의 측부 배기부를 갖는, 기판 세정 및 건조 장치.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 내측 차폐부 및 상기 외측 차폐부의 주변 가장자리들은 각각, 수분을 비롯한 상기 적어도 하나의 유체 및 상기 다른 공정 배출물들을 상기 기판으로부터 멀어지게 재지향시키기 위한 개개의 최외측 주변 가장자리들 상의 하나 이상의 각도를 갖는, 기판 세정 및 건조 장치.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 내측 차폐부 및 상기 외측 차폐부의 주변 가장자리들은 만곡되는, 기판 세정 및 건조 장치.
  32. 제26항에 있어서,
    전면측 분무 제트 어레이 및 후면측 분무 제트 어레이는, 상기 기판의 각각의 면 상에서 적어도 상기 기판의 전체 직경에 유효하게 적용되어 일단 상기 기판이 회전되면 각각의 전체 면에 액체가 제공되도록 배열되는, 기판 세정 및 건조 장치.
  33. 제26항에 있어서,
    향상된 가장자리 세정을 수행하기 위해 상기 기판의 가장자리에 별개로 지향될 하나 이상의 가장자리-제트를 더 포함하는, 기판 세정 및 건조 장치.
  34. 제26항에 있어서,
    상기 터빈 디스크 상의 블레이드들은 직선 단면을 갖고, 상기 터빈 디스크의 회전 축에 대해 각지는, 기판 세정 및 건조 장치.
  35. 제26항에 있어서,
    상기 터빈 디스크 상의 블레이드들은 타원형 단면을 갖고, 상기 터빈 디스크의 회전 축에 대해 각지는, 기판 세정 및 건조 장치.
  36. 제26항에 있어서,
    상기 터빈 디스크 상의 블레이드들은 만곡된 단면을 갖고, 상기 터빈 디스크의 회전 축에 대해 각지는, 기판 세정 및 건조 장치.
  37. 제26항에 있어서,
    상기 터빈 디스크 상의 블레이드들은 변화하는 각도들을 갖는 일련의 직선 가장자리들로서 형성되는 단면을 갖고, 상기 변화하는 각도들의 평균 각도는 상기 터빈 디스크의 회전 축에 대해 전반적으로 각지는, 기판 세정 및 건조 장치.
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