KR102512832B1 - 기판 세정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 홀더 상에 기판을 배치하는 단계; 기판에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 수행하는 단계; 및 기판을 세정하기 위한 울트라/메가 음파 세정 공정을 수행하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법을 제공한다.

Description

기판 세정 방법 및 장치
본 발명은 일반적으로 기판 세정 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 기판 세정 공정 동안 내파(implosion)에 손상되는 기포를 회피하기 위해, 음파 에너지를 인가하여 기판을 세정하기 전의 전-처리 공정에 관한 것으로, 기판상의 패턴화된 구조에서 미세 입자를 보다 효과적으로 제거한다.
반도체 디바이스(device)는 트랜지스터 및 접속 소자(interconnection element)를 생성하기 위해 다수의 상이한 공정 단계를 사용하여 반도체 기판 상에 생산 또는 제조된다. 최근, 트랜지스터는 finFET 트랜지스터 및 3D NAND 메모리와 같은 2차원 내지 3차원으로 제조된다. 반도체 기판과 관련된 트랜지스터 단자를 전기적으로 연결하기 위해, 전도성(예를 들어, 금속) 트렌치, 비아 등이 반도체 디바이스의 일부로서, 유전체 재료에 형성된다. 트렌치 및 비아는 트랜지스터, 반도체 디바이스의 내부 회로 및 반도체 디바이스의 외부 회로 사이의 전기적 신호 및 전력을 결합시킨다.
반도체 기판 상에 finFET 트랜지스터 및 접속 소자를 형성하는데 있어서, 반도체 디바이스의 원하는 전자 회로를 형성하기 위해, 기판에는 예를 들어, 마스킹, 에칭, 및 증착 공정이 행해질 수 있다. 특히, 다중 마스킹 및 플라즈마 에칭 단계는 트랜지스터의 핀 및 또는 접속 소자의 트렌치 및 비아로서 기능하는 반도체 기판 상의 유전체층의 finFET, 3D NAND 플래쉬 셀 및 또는 오목 영역(recessed areas)의 패턴을 형성하기 위해 수행될 수 있다. 에칭 또는 포토 레지스트 애싱 이후, 핀 구조 및 또는 트렌치 및 비아의 입자 및 오염물을 제거하기 위해, 습식 세정 단계가 요구된다. 특히, 디바이스 생산 노드가 14 또는 16 nm 이상으로 이전(migrating)하는 경우, 핀 및 또는 트렌치 및 비아의 측벽 손실은 임계 치수를 유지하는데 중요하다. 측벽 손실을 저감하거나 또는 제거하기 위해, 중등의(moderate), 희석된 화학물질, 또는 때로는 탈-이온수만을 사용하는 것이 중요하다. 그러나, 희석된 화학물질 또는 탈-이온수는 일반적으로 핀 구조, 3D NAND 홀(hole) 및 또는 트렌치 및 비아의 입자를 제거하는데 효율적이지 않다. 따라서, 이러한 입자를 효율적으로 제거하기 위해, 울트라 또는 메가 음파(ultra or mega sonic)와 같은 기계적 힘이 필요하다. 울트라 또는 메가 음파 파장은 기판 구조에 기계적 힘을 인가하는 기포 케비테이션(bubble cavitation)을 형성시킬 것이며, 전이 캐비테이션(transit cavitation) 또는 마이크로 제트(micro jet)와 같은 강렬한 캐비테이션은 이러한 패턴화된 구조를 손상시킬 것이다. 안정하거나 또는 제어된 캐비테이션을 유지하는 것은 손상 한계 내에서 기계적 힘을 제어하고 동시에 효율적으로 입자를 제거하기 위한 핵심 파라미터이다.
도 1a 및 1b는 기판(1010) 세정 공정 동안 기판(1010) 상의 패턴화된 구조(1030)를 손상시키는 전이 캐비테이션을 도시한 것이다. 전이 캐비테이션은 기판(1010)을 세정하기 위해 인가된 음향 에너지에 의해 생성될 수 있다. 도 1a 및 1b에 나타난 것과 같이, 기포(1050) 내파에 의해 야기된 마이크로 제트가 패턴화된 구조(1030)의 상부 위에서 발생하고, 매우 강렬하여(수천 기압 및 수천℃에 이를 수 있음), 특히, 피쳐(feature) 크기(t)가 70 nm 이하로 수축하는 경우, 기판(1010)상의 미세한 패턴화된 구조(1030)를 손상시킬 수 있다.
기포 내파에 의해 생성된 마이크로 제트에 의해 야기된 기판 상의 패턴화된 구조를 손상시키는 기포 케비테이션은 세정 공정 동안 기포 케비테이션을 제어함으로써 해결되었다. 전체 기판 상의 안정되거나 또는 제어된 캐비테이션은 패턴화된 구조의 손상을 회피하는 것을 달성할 수 있으며,이는 2015년 5월 20일 출원된 특허 출원번호 PCT/CN2015/079342호에 개시되어 있다.
일부 경우에서, 기판을 세정하기 위해 인가된 울트라 또는 메가 음파의 전력 강도가 매우 낮은 수준(입자 제거 효율이 거의 없음)으로 감소되더라도, 기판 상의 패턴화된 구조의 손상은 여전히 발생한다. 손상의 개수는 소수(100 미만)일 뿐이다. 그러나, 일반적으로, 울트라 또는 메가 음파 조력 공정하의 세정 공정에서 기포의 수는 수만개이다. 기판 상의 패턴화된 구조의 손상의 수와 기포의 수는 일치하지 않는다. 이 현상의 메커니즘은 알려져 있지 않다.
도 2a를 참조하면, 울트라 또는 메가 음파 조력 기판 세정 동안, 기판(2010)의 세정을 위해 인가되는 울트라 또는 메가 음파의 전력 강도가 매우 낮은 수준(입자 제거 효율이 거의 없음)으로 감소하는 현상이 있음에도 불구하고, 기판(2010) 상의 패턴화된 구조(2030)의 손상은 여전히 발생한다. 더구나, 패턴화된 구조(2030)의 단일벽이 손상되는 경우가 종종 있다. 도 2a는 2가지 예시의 손상을 보여준다. 하나의 예시는 패턴화된 구조(2030)의 단일벽이 측면을 향해 박리되는 것이다. 또 다른 예시는 패턴화된 구조(2030)의 단일벽의 일부가 제거되는 것이다. 도 2a는 2가지 예시를 보여주지만, 다른 유사한 손상이 일어날 수 있음을 인식하여야 할 것이다. 이러한 손상의 원인은 무엇인가?
도 2b 내지 2d를 참조하면, 기판 세정 공정에서, 작은 기포(2050, 2052)는 도 2b 및 2c에 나타낸 것과 같이, 기판(2010)의 표면 또는 패턴화된 구조(2030)의 측벽과 같은 고체 표면 상에 부착되는 경향이 있다. 도 2a에 나타낸 것과 같이, 기포(2052)는 패턴화된 구조(2030)의 하부 코너(corner) 상에 부착되고, 기포(2050)는 패턴화된 구조(2030)의 단일 측벽 상에 부착되는 경우와 같이, 기포(2050, 2052)가 기판(2010)의 표면 또는 패턴화된 구조(2030)의 측벽 상에 부착되는 경우, 일단 이 기포(2050, 2052)들이 내파되면, 패턴화된 구조(2030)은 기판(2010) 상의 서브-층으로부터, 단일 측벽 상에 작용하는 기포 내파력(implosion force)의 방향에 따른 방향으로 박리되거나, 또는 패턴화된 구조(2030)의 단일 측벽의 일부가 제거된다. 내파는 마이크로 제트만큼 격렬하지는 않으나, 기판(2010)의 표면 및 패턴화된 구조(2030)의 측벽 상에 부착되는 기포(2050, 2052)로 인하여, 작은 기포 내파에 의해 생성된 에너지 또한 패턴화된 구조(2030)를 손상시킬 수 있다.
또한, 습식 공정 동안, 작은 기포는 더 큰 기포로 통합될 수 있다. 고체 표면 상에 부착하는 기포의 경향에 의하여, 패턴화된 구조 및 기판의 표면과 같은 고체 표면에서의 통합은 패턴화된 구조 상에서, 특히, 임계적인 기하학적 부분(critical geometrical portion)에서 발생하는 기포 내파의 위험을 증가시킨다.
도 3a 내지 3h는 기판 상에 부착된 기포의 내파가 본 발명에 따른 울트라 또는 메가 음파 조력 습식 세정 공정 동안 기판 상의 패턴화된 구조를 손상시키는 메카니즘을 도시한 것이다. 도 3a는 세정액(3070)이 패턴화된 구조(3030)를 갖는 기판(3010)의 표면 상으로 전달되고, 적어도 하나의 기포(3050)가 패턴화된 구조(3030)의 하부 코너 상에 부착되는 것을 나타낸다. 도 3b에 나타낸 포지티브 울트라 또는 메가 음파 작업 공정에서, F1은 기포(3050) 상에 작용하는 울트라 또는 메가 음파 가압력(pressing force)이고, F2는 기포(3050)가 패턴화된 구조(3030)의 측벽을 가압하는 동안 패턴화된 구조(3030)의 측벽에 의해 생성된 기포(3050) 상에 작용하는 대항력(counter force)이며, F3은 기포(3050)가 기판(3010)을 가압하는 동안 기판(3010)에 의해 생성된 기포(3050)에 작용하는 대항력이다. 도 3c 및 도 3d에 나타낸 네가티브 울트라 또는 메가 음파 작업 공정에서, 기포(3050)를 끌어당기는 울트라 또는 메가 음파 네거티브 힘으로 인하여 기포(3050)는 팽창한다. 기포 부피 팽창 공정에서, F1'은 세정액(3070)을 밀고 있는(pushing) 기포(3050)의 힘이고, F2'는 기판(3010)을 밀고있는 기포(3050)의 힘이며, F3'은 패턴화된 구조(3030)의 측벽을 밀고 있는 기포(3050)의 힘이다. 도 3g에 나타낸 것과 같이, 포지티브 울트라 또는 메가 음파 및 네가티브 울트라 또는 메가 음파가 수회의 주기로 교대로 인가된 이후, 기포 내부의 가스 온도는 점점 높아지고, 기포의 부피도 점점 커지며, 최종적으로, 기포 내파(3051)가 발생하여, 세정액(3070)에 작용하는 내파력 F1", 기판(3010)에 작용하는 F2", 패턴화된 구조(3030)의 측벽에 작용하는 F3"가 생성된다. 도 3h에 나타낸 것과 같이, 내파력은 패턴화된 구조(3030)의 측벽을 손상시킨다.
울트라 또는 메가 음파 조력 습식 세정 공정 동안 기포 내파에 의해 야기되는 기판 상의 패턴화된 구조의 손상을 회피하기 위하여, 기판 세정을 위해 음향 에너지가 세정액에 인가되기 전에, 패턴화된 구조 및 기판의 표면으로부터 기포를 분리하는 것이 바람직하며, 이는 2018년 1월 23일 출원된 특허출원 번호 PCT/CN2018/073723호에 개시되어 있다. 그러나, 패턴화된 구조의 표면으로부터 모든 기포를 분리하는 것은 어렵다. 따라서, 패턴화된 구조의 표면 상에 잔류하는 기포는 여전히 기판 상의 패턴화된 구조를 손상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 기판을 세정하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 기판 세정 방법은 기판 홀더 상에 기판을 배치하는 단계; 기판에 기포가 적거나(bubble less) 또는 기포가 없는(bubble-free) 프리-웨팅(pre-wetting) 공정을 수행하는 단계; 및 기판을 세정하기 위한 울트라/메가 음파 세정 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 기판 세정 장치는 펌프에 연결되어 제1 챔버 내에 진공 환경을 형성하는 제1 챔버; 기판을 지지하기 위해 제1 챔버 내에 설정된 기판 홀더; 기판의 표면 상에 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트를 공급하도록 구성된 적어도 하나의 분무기; 및 기판을 세정하기 위한 울트라/메가 음파 디바이스를 구비하는 제2 챔버를 포함한다.
또 다른 구현예에 따르면, 기판 세정 장치는 펌프에 연결되어 챔버 내에 진공 환경을 형성하는 챔버; 기판을 지지하기 위해 챔버 내에 설정된 기판 홀더; 챔버가 진공화되어 챔버 내에 진공 환경을 형성한 후, 기판의 표면 상에 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트를 공급하여, 기판 상에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 화학 액체층을 형성하도록 구성된 적어도 하나의 노즐; 및 기판을 세정하도록 구성된 울트라/메가 음파 디바이스를 포함한다.
또 다른 구현예에 따르면, 기판 세정 장치는 프리-웨팅 화학 용액을 증기화하도록 구성된 증기화 유닛(vaporized unit)에 연결된 제1 챔버; 기판을 지지하기 위해 제1 챔버 내에 설정된 기판 홀더; 기판의 표면상에 증기화된 액체 분자를 공급하기 위해 증기화 유닛에 연결되어, 기판 상에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 화학 액체층을 형성하는 적어도 하나의 분무기; 및 기판을 세정하기 위한 울트라/메가 음파 디바이스를 구비하는 제2 챔버를 포함한다.
또 다른 구현예에 따르면, 기판 세정 장치는 챔버; 프리-웨팅 화학 용액을 증기화하도록 구성된 증기화 유닛; 기판을 지지하기 위해 챔버 내에 설정된 기판 홀더; 기판의 표면상에 증기화된 액체 분자를 공급하기 위해 증기화 유닛에 연결되어, 기판 상에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 화학 액체층을 형성하는 적어도 하나의 분무기; 기판을 세정하기 위해 기판의 표면 상에 세정 화학 용액 또는 화학 미스트를 공급하도록 구성된 적어도 하나의 노즐; 및 기판을 세정하도록 구성된 울트라/메가 음파 디바이스를 포함한다.
상술한 것과 같이, 본 발명은 기판을 세정하기 위한 울트라/메가 음파 세정 공정을 수행하기 전에, 기판에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 수행하여, 기포 내파가 울트라/메가 음파 세정 공정을 수행하는 동안 기판 상의 패턴화된 구조를 손상시키는 것을 효과적으로 방지한다. 기판에 대한 전-처리를 통하여, 기포는 패턴화된 구조의 표면상에 부착되는 경향이 없거나, 또는 패턴화된 구조의 표면 부근의 기포는 패턴화된 구조의 표면 상에 부착되기 전에 쉽게 외부로 제거될 것이다. 이러한 방식으로, 기포 내파는 울트라/메가 음파 전력의 제어에 의해 보다 제어가 가능한 반면, 패턴화된 구조의 표면 상 및 특히, 임계적인 기하학적 부분에 기포 축적 또는 부착에 의한 영향을 받지 않는다.
도 1a 및 도 1b는 세정 공정 동안 기판 상의 패턴화된 구조를 손상시킨 전이 캐비테이션을 도시한 것이고;
도 2a 내지 도 2d는 기판 상의 패턴화된 구조의 표면 상에 부착된 기포의 내파가 패턴화된 구조를 손상시키는 것을 도시한 것이며;
도 3a 내지 도 3h는 기판 상의 패턴화된 구조의 표면 상에 부착된 기포의 내파가 패턴화된 구조를 손상시키는 메커니즘을 도시한 것이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 예시적인 기판 세정 장치를 도시한 것이며;
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 기판 세정 장치를 도시한 것이고;
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 예시적인 기판 세정 장치를 도시한 것이며;
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 기판 세정 장치를 도시한 것이고;
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 예시적인 기판 세정 방법을 도시한 것이며; 그리고,
도 9a 내지 도 9d는 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 기판 세정 방법을 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 기판 세정 장치를 나타낸 것이다. 장치는 후속하는 울트라/메가 음파 세정 공정 이전에, 기포가 적거나 또는 기포가 없는 기판 표면을 얻기 위해 기판을 전-처리할 수 있다. 장치는 프리-웨트 챔버(4020) 및 세정 챔버(4000)를 포함한다. 기판(4010)은 기포가 적거나 또는 기포가 없는 기판(4010)의 프리-웨팅 표면을 얻기 위해 프리-웨트 챔버(4020)에서 전-처리 되고, 이후, 후속하는 울트라/메가 음파 세정 공정을 위해 세정 챔버(4000)로 이송된다. 도 4a는 프리-웨트 챔버(4020)를 나타낸 것이다. 프리-웨트 챔버(4020)는 프리-웨트 챔버(4020)의 내부 또는 외부로 기판(4010)을 전송하는 도어, 진공 펌프와 연결되어 프리-웨트 챔버(4020) 내에 진공 환경을 생성하는 진공 포트(4022), 프리-웨트 챔버(4020) 내에서 기판(4010)을 지지하는 기판 홀더(4021) 기판(4010)이 회전하도록 구동되는 회전 구동 디바이스(4024), 및 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트를 기판(4010)의 표면에 공급하여 기판(4010) 상에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 화학적 액체층을 형성하기 위한 기판(4010) 위의 적어도 하나의 분무기(4023)를 포함한다. 일 구현예에서, 기판(4010)의 표면 상에 프리-웨팅 화학 용액의 균일한 분포를 위해 복수의 분무기(4023)가 사용된다. 프리-웨트 챔버(4020) 내 진공도는 25Torr 이상으로 설정된다. 도 4b는 세정 챔버(4000)를 나타낸 것이다. 세정 챔버(4000)는 기판(4010)을 지지하는 기판 홀더(4002), 세정 화학 용액(4070)의 스플래쉬(splash)를 방지하기 위해, 기판 홀더(4002)를 둘러싸는 세정 컵(4001), 기판 홀더(4002)가 회전하도록 구동하기 위해 기판 홀더(4002)에 연결되는 스핀 액츄에이터(4003), 세정 챔버(4000)의 상부에 형성되어, 기판(4010)의 표면 상에 하강 플로우(down flow)를 생성하는 팬 및 필터 유닛(4015), 세정 컵(4001)의 하부에 적어도 하나의 배기 포트(4017), 세정 화학 용액(4070)에 음파 에너지를 부여하여 기판(4010)을 세정하기 위한 울트라/메가 음파 디바이스(4006)가 장착된 스윙 암(4005), 기판(4010)의 표면에 화학 용액, 화학 미스트 또는 건조 가스를 공급하기 위한 적어도 하나의 노즐(4009)이 장착된 복수의 노즐 암(4008)을 포함한다.
본 발명에 따른 기판 세정 방법은 하기 단계를 포함한다.
단계 1: 기판(4010)을 프리-웨트 챔버(4020) 내로 이송하고, 기판 홀더(4021)에 의해 기판(4010)을 고정하는 단계.
단계 2: 프리-웨트 챔버(4020)의 도어를 폐쇄하고, 진공 포트(4022)로부터 프리-웨트 챔버(4020)의 진공화를 개시하여, 설정된 시간으로 프리-웨트 챔버(4020) 내에 진공 환경을 구축하는 단계. 프리-웨트 챔버(4020) 내의 진공도는 25 Torr 이상으로 설정됨.
단계 3: 진공 환경 형성 이후, 100-200RPM으로 기판(4010)을 회전시키고, 기판(4010)의 표면 상에 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트를 공급하는 단계.
단계 4: 400-600RPM으로 기판(4010)을 회전시킨 다음, 기판(4010) 회전을 정지하고, 프리-웨트 챔버(4020) 내의 진공 압력을 해제한 다음, 프리-웨트 챔버(4020)의 도어를 개방하는 단계.
단계 5: 기판(4010)을 프리-웨트 챔버(4020)로부터 세정 챔버(4000)로 이송하고, 세정 챔버(4000)의 기판 홀더(4002)로 기판(4010)을 고정시키는 단계
단계 6: 10 RPM 내지 1000RPM으로 설정된 낮은 회전 속도에서 기판(4010)을 회전시키는 단계.
단계 7: 노즐 암(4008)을 기판(4010)의 표면 위의 위치로 스윙시켜 기판(4010)의 표면 상에 세정 화학 용액을 공급하는 단계. 이 단계에서 복수의 화학 용액이 사용될 수 있음.
단계 8: 울트라/메가 음파 세정 공정을 위해 기판(4010)의 표면 상에 세정 화학 용액을 공급하는 단계.
단계 9: 울트라/메가 음파 디바이스(4006)를 특정 높이로 기판(4010) 표면으로 하향 이동시키고, 울트라/메가 음파 디바이스(4006)와 기판(4010) 표면 사이의 갭(gap)을 음파 이송 매질로서 세정 화학 용액으로 충진시키는 단계.
단계 10: 울트라/메가 음파 디바이스(4006)를 켜고, 프로그래밍된 레시피(programed recipe)로 기판(4010) 표면을 특정 시간 세정하는 단계.
단계 11: 울트라/메가 음파 디바이스(4006)를 끄고, 울트라/메가 음파 디바이스(4006)를 상승시키는 단계.
단계 12: 린스 화학 용액 또는 탈이온수(DI water)를 기판(4010) 표면 상에 공급하여 세정하는 단계.
단계 13: 기판(4010)을 건조하는 단계.
단계 14: 기판(4010) 회전을 정지하고, 세정 챔버(4000)로부터 기판(4010)을 수득하는 단계.
단계 2 내지 단계 3은 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 위한 것이다. 단계 2에서, 프리-웨트 챔버(4020)로부터 공기 또는 N2와 같은 가스를 진공화하여 기판(4010) 표면을 둘러싸는 진공 환경을 구축하므로, 단계 3에서, 프리-웨팅 화학 용액은 가스 기포의 막힘(blockage)없이 기판(4010) 상의 비아, 트렌치 등으로 유입된다.
단계 7 내지 단계 11은 적어도 1주기 반복될 수 있다. 그리고, SC1 (NH4OH, H2O2, H2O 혼합물), 오존수, 암모니아와 같은 적어도 1종의 화학 용액이 이 세정 주기에 사용될 수 있다.
단계 6 내지 단계 12의 세정 단계에서, 기판(4010) 회전 속도는 다양한 시간에 따라, 10RPM 내지 1500RPM으로 설정될 수 있으며, 프로그래밍된 레시피에 의해 제어될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예시적인 구현예에 따른 기판 세정 장치를 나타낸 것이다. 장치는 후속하는 울트라/메가 음파 세정 공정 이전에, 기포가 적거나 또는 기포가 없는 기판 표면을 얻기 위해 기판을 전-처리할 수 있다. 장치는 하나의 세정 챔버(5000)에서 프리-웨트 기능 및 세정 기능을 함께 결합하며, 여기서, 기판은 기포가 적거나 또는 기포가 없는 기판의 프리-웨팅 표면을 얻기 위해 전-처리 되고, 이후, 후속하는 울트라/메가 음파 세정 공정에 의해 세정된다. 도 5는 세정 챔버(5000)를 나타낸 것이다. 세정 챔버(5000)는 세정 컵(5001), 진공 펌프와 연결되어 세정 챔버(5000) 내에 진공 환경을 생성하는 진공 포트(5018), 스핀 액츄에이터(5003), 기판 홀더(5002), 기판(5010)의 표면 상에 하강 플로우를 생성하는 팬 및 필터 유닛(5015), 세정 컵(5001)의 하부에 적어도 하나의 배기 포트(5017), 배기 포트(5017)의 제1 셔터(5047) 및 팬 및 필터 유닛(5015)의 제2 셔터(5045), 울트라/메가 음파 디바이스(5006)가 장착된 스윙 암(5005), 기판(5010)의 표면에 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트, 세정 화학 용액 또는 화학 미스트 및 건조 가스를 공급하기 위한 적어도 하나의 노즐(5009)이 장착된 복수의 노즐 암(5008)을 포함한다. 전-처리 공정에서, 진공 포트(5018)가 세정 챔버(5000)에서, 진공 압력 형성을 위한 작업을 시작하는 경우, 팬 및 필터 유닛(5015)과 배기 포트(5017)는 기판(5010)의 표면 상으로 하강 흐름을 생성하는 것을 정지한다. 제2 셔터(5045)는 팬 및 필터 유닛(5015)과 세정 챔버(5000)를 분리하기 위해 폐쇄되고, 제1 셔터(5047) 또한 배기 포트(5017)와 세정 챔버(5000)를 분리하기 위해 폐쇄되어, 세정 챔버(5000) 내에 진공 환경을 구축한다. 그 다음, 세정 공정에서, 팬 및 필터 유닛(5015)과 배기 포트(5017)는 하강 플로우를 생성하기 위해 재가동된다.
본 발명에 따른 또 다른 기판 세정 방법은 하기 단계를 포함한다.
단계 1: 기판(5010)을 세정 챔버(5000) 내로 이송하고, 기판 홀더(5002)에 의해 기판(5010)을 고정하는 단계.
단계 2: 세정 챔버(5000)의 도어를 폐쇄하고, 팬 및 필터 유닛(5015)과 배기 포트(5017)를 끄고, 제1 셔터(5047) 및 제2 셔터(5045)를 폐쇄하고, 진공 포트(5018)로부터 세정 챔버(5000)의 진공화를 개시하여, 설정된 시간으로 세정 챔버(5000) 내에 진공 환경을 구축하는 단계. 프리-웨트 챔버(4020) 내의 진공도는 25Torr 이상으로 설정됨.
단계 3: 진공 환경 형성 이후, 10-1000RPM으로 설정된 낮은 회전 속도로 기판(5010)을 회전시키는 단계.
단계 4: 프리-웨팅 노즐을 기판(5010)의 표면 위의 위치로 스윙시켜 기판(5010)의 표면 상에 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트를 공급하는 단계.
단계 5: 세정 챔버(5000) 내의 진공 압력을 해제하고, 팬 및 필터 유닛(5015)과 배기 포트(5017), 제1 셔터(5047) 및 제2셔터를 켜서 기판(5010) 상에 하강 플로우를 형성하는 단계.
단계 6: 노즐 암을 기판(5010)의 표면 위의 위치로 스윙시켜 기판(5010)의 표면 상에 세정 화학 용액(5070)을 공급하는 단계. 이 단계에서 복수의 화학 용액이 사용될 수 있음.
단계 7: 울트라/메가 음파 세정 공정을 위해 기판(5010)의 표면 상에 세정 화학 용액을 공급하는 단계.
단계 8: 울트라/메가 음파 디바이스(5006)를 특정 높이로 기판(5010) 표면으로 하향 이동시키고, 울트라/메가 음파 디바이스(5006)와 기판(5010) 표면 사이의 갭을 음파 이송 매질로서 세정 화학 용액으로 충진시키는 단계.
단계 9: 울트라/메가 음파 디바이스(5006)를 켜고, 프로그래밍된 레시피로 기판(5010) 표면을 특정 시간 세정하는 단계.
단계 10: 울트라/메가 음파 디바이스(5006)를 끄고, 울트라/메가 음파 디바이스(5006)를 상승시키는 단계.
단계 11: 린스 화학 용액 또는 탈이온수를 기판(5010) 표면 상에 공급하여 세정하는 단계.
단계 12: 기판(5010)을 건조하는 단계.
단계 13: 기판(5010) 회전을 정지하고, 세정 챔버(5000)로부터 기판(5010)을 수득하는 단계.
단계 2 내지 단계 4는 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 위한 것이다. 단계 2에서, 세정 챔버(5000)로부터 공기 또는 N2와 같은 가스를 진공화하여 기판(5010) 표면을 둘러싸는 진공 환경을 구축하므로, 단계 4에서, 프리-웨팅 화학 용액은 가스 기포의 막힘없이 기판(5010) 상의 비아, 트렌치 등으로 유입된다.
단계 6 내지 단계 10은 적어도 1주기 반복될 수 있다. 그리고, SC1, 오존수, 암모니아와 같은 적어도 1종의 화학 용액이 이 세정 주기에 사용될 수 있다.
단계 5 내지 단계 11의 세정 단계에서, 기판(5010) 회전 속도는 다양한 시간에 따라, 10RPM 내지 1500RPM으로 설정될 수 있으며, 프로그래밍된 레시피에 의해 제어될 수 있다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 기판 세정 장치를 나타낸 것이다. 장치는 후속하는 울트라/메가 음파 세정 공정 이전에, 기포가 적거나 또는 기포가 없는 기판 표면을 얻기 위해 기판을 전-처리할 수 있다. 장치는 프리-웨트 챔버(6020) 및 세정 챔버(6000)를 포함한다. 기판은 기포가 적거나 또는 기포가 없는 기판의 프리-웨팅 표면을 얻기 위해 프리-웨트 챔버(6020)에서 전-처리 되고, 이후, 후속하는 울트라/메가 음파 세정 공정을 위해 세정 챔버(6000)로 이송된다. 도 6a는 프리-웨트 챔버(6020)를 나타낸 것이다. 프리-웨트 챔버(6020)는 프리-웨팅 액체 화학 용액(6031)을 증기상 분자로 증발시키도록 구성된 증기화 유닛(6030), 기판(6010)의 회전을 구동시키도록 구성된 회전 구동 디바이스(6024), 증기화 유닛(6030)에 연결되며, 증기화된 액체 분자를 기판(6010) 표면에 분배하여 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 화학 액체층을 기판 상에 형성하도록 구성되는 적어도 하나의 분무기(6023), 및 프리-웨트 챔버(6020) 내에서 기판(6010)을 지지하도록 구성되는 기판 홀더(6021)를 포함한다. 일 구현예에서, 기판(6010)의 표면 상에 증기화된 액체 분자의 균일한 분포를 위해 복수의 분무기(6023)가 사용된다. 증기화 유닛(6030)은 액체 상의 프리-웨팅 화학 용액(6031)을 가스 분자로 증기화하는데 사용된다. 일 구현예에서, 증기화 유닛(6030)은 프리-웨팅 화학 용액(6031)을 음파 생성 방법에 의해 가스 상 분자로 변환시킨다. 음파 생성 방법을 사용하여, 화학 액체 증기를 형성하는 동안, 화학 액체 증기는 기판(6010)의 온도보다 높은 온도로 가열된다. 대안적으로, 기판(6010)은 화학 액체 증기의 온도보다 낮은 온도로 냉각된다. 또 다른 구현에에서, 증기화 유닛(6030)은 프리-웨팅 화학 용액(6031)을 열적 가열 방법에 의해 가스 상 분자로 전환시킨다. 그리고, 증기화된 액체 분자 또한 N2, 공기, 오존, NH3, H2 및 He 등과 같은 일부 매질 가스에 의해 운반될 수 있다. 운반 가스는 증기화된 액체 분자 운반만을 위한 불활성가스일 수 있거나, 또는 기판 표면 산화 또는 패시배이션(passivation)을 위해 증기화된 액체 분자에 조력하는 활성 가스일 수 있다.
증기화된 액체 분자는 벌크(bulk) 증기 환경으로부터 기판(6010) 상의 비아 및 트렌치와 같은 패턴화된 구조 내로 이송되기 더 용이하다. 기판(6010)의 표면 상에 증기화된 액체 분자가 분배된 후, 증기화된 액체 분자는 기판(8010)의 표면 상에서 응축되어, 프리-웨팅 액체 분자의 얇은 층(8020)을 형성하고, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 것과 같이, 액체 분자 형성층은 기판(8010) 상의 비아 및 트렌치의 하부에서 상부로 층상으로(layer by layer) 형성된다. 그러나, 프리-웨팅 화학 분자의 이 상향식(bottom-up) 액체층 형성은 기판 표면의 일부가 제대로 습윤되지 않으면 영향을 받게되고, 액체층은 표면 장력에 의해 상기 일부에서 파단되어 떨어질 것(break apart)이다. 일 구현예에서, 계면활성제 또는 첨가제를 함유하는 액체 상 프리-웨팅 화학 용액은 증기화 유닛(6030)에서 계면활성제 또는 첨가제 분자를 함유하는 증기화된 혼합 액체 분자로 증기화된다. 계면활성제 또는 첨가제 분자를 함유하는 증기화된 혼합 액체 분자는 기판(6010) 상의 비아 및 트렌치 등의 패턴화된 구조를 상향식으로 기포의 파단이 없이 액체 화학 용액으로 충진하도록, 기판 표면 상의 액체 화학 용액의 습윤성을 증가시킬 수 있다. 액체 화학 용액의 습윤성을 증가시키기 위해, 액체 화학 용액에 도핑된 계면활성제로서, 카르복실-함유 에틸렌디아민 테트라아세트산(EDTA), 테트라카르복실 화합물-에틸렌디아민 테트라프로피온(EDTP)산/염 등과 같은 화학물질이 사용된다. 또 다른 구현예에서, 기판(6010) 표면을 소수성에서 친수성으로 산화시키기 위한 화학물질을 함유하는 액체 상 프리-웨팅 화학 용액은 증기화 유닛(6030)에서 증기화된 혼합 액체 분자로 증기화된다. 증기화된 혼합 액체 분자는 기판(6010) 상의 비아 및 트렌치 등의 패턴화된 구조를 상향식으로 기포의 파단이 없이 액체 화학 용액으로 충진하도록, 기판 표면 상의 액체 화학 용액의 습윤성을 증가시킬 수 있다. 오존 용액 또는 SC1 용액(NH4OH, H2O2, H2O 혼합물)과 같은 화학물질이 실리콘 또는 폴리 실리콘 층과 같은 소수성 표면 재료를 친수성 실리콘 산화물층으로 산화시키는데 사용된다.
도 6b는 세정 챔버(6000)를 나타낸 것이다. 세정 챔버(6000)는 세정 컵(6001), 스핀 액츄에이터(6003), 기판 홀더(6002), 기판(6010) 표면 상에 하강 플로우를 형성하기 위한 팬 및 필터 유닛(6015), 세정 컵(6001)의 하부에 적어도 하나의 배기 포트(6017), 울트라/메가 음파 디바이스(6006)가 장착된 스윙 암(6005), 기판(6010)의 표면에 세정 화학 용액, 화학 미스트 또는 건조 가스를 공급하기 위한 적어도 하나의 노즐(6009)이 장착된 복수의 노즐 암(6008)을 포함한다.
본 발명에 따른 기판 세정 방법은 하기 단계를 포함한다.
단계 1: 기판(6010)을 프리-웨트 챔버(6020) 내로 이송하고, 기판 홀더(6021)에 의해 기판(6010)을 고정하는 단계.
단계 2: 프리-웨팅 화학 용액을 증기화 유닛(6030)으로 공급하여 증기화된 액체 분자를 생성하는 단계.
단계 3: 프리-웨트 챔버(6020)의 도어를 폐쇄하고, 이후, 기판(6010)을 회전시키고, 프리-웨팅 공정을 위해, 기판(6010)의 표면 상에 분무기(6023)로부터 증기화된 액체 분자의 공급을 개시하는 단계.
단계 4: 기판(6010)을 프리-웨트 챔버(6020)로부터 세정 챔버(6000)로 이송하고, 기판 홀더(6002)에 의해 기판(6000)을 고정하는 단계.
단계 5: 10 RPM 내지 1000RPM로 설정된 낮은 회전 속도로 기판(6010)을 회전시키는 단계.
단계 6: 노즐 암(6008)을 기판(6010)의 표면 위의 위치로 스윙시켜 기판(6010)의 표면 상에 세정 화학 용액을 공급하는 단계. 이 단계에서 복수의 화학 용액이 사용될 수 있음.
단계 7: 울트라/메가 음파 세정 공정을 위해 기판(6010)의 표면 상에 세정 화학 용액을 공급하는 단계.
단계 8: 울트라/메가 음파 디바이스(6006)를 특정 높이로 기판(6010) 표면으로 하향 이동시키고, 울트라/메가 음파 디바이스(6006)와 기판(6010) 사이의 갭을 음파 이송 매체로서 세정 화학 용액으로 충진시키는 단계.
단계 9: 울트라/메가 음파 디바이스(6006)를 켜고, 프로그래밍된 레시피로 기판(6010) 표면을 특정 시간 세정하는 단계.
단계 10: 울트라/메가 음파 디바이스(6006)를 끄고, 울트라/메가 음파 디바이스(6006)를 상승시키는 단계.
단계 11: 린스 화학 용액 또는 탈이온수를 기판(6010) 표면 상에 공급하여 세정하는 단계.
단계 12: 기판(6010)을 건조하는 단계.
단계 13: 기판(6010) 회전을 정지하고, 세정 챔버(6000)로부터 기판(6010)을 수득하는 단계.
단계 2 내지 단계 3은 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 위한 것이다. 증기화된 액체 분자는 기판(6010) 표면 상에 분배되고, 증기화된 액체 분자는 기판(6010) 표면 상에 응축되어, 프리-웨팅 액체 분자의 얇은 층을 형성하고, 액체 분자 형성층은 기판(6010) 표면 상의 비아 및 트렌치의 하부에서 상부로 층상으로 형성된다.
단계 7 내지 단계 10은 적어도 1주기 반복될 수 있다. 그리고, SC1, 오존수, 암모니아와 같은 적어도 1종의 화학 용액이 이 세정 주기에 사용될 수 있다.
단계 6 내지 단계 11의 세정 단계에서, 기판(6010) 회전 속도는 다양한 시간에 따라, 10RPM 내지 1500RPM으로 설정될 수 있으며, 프로그래밍된 레시피에 의해 제어될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 기판 세정 장치를 나타낸 것이다. 장치는 후속하는 울트라/메가 음파 세정 공정 이전에, 기포가 적거나 또는 기포가 없는 기판 표면을 얻기 위해 기판을 전-처리할 수 있다. 장치는 하나의 챔버(7000)에서 프리-웨트 기능 및 세정 기능을 함께 결합하며, 여기서, 기판은 기포가 적거나 또는 기포가 없는 기판 표면을 얻기 위해 전-처리 되고, 이후, 후속하는 울트라/메가 음파 세정 공정에 의해 세정된다. 도 7은 세정 챔버(7000)를 나타낸 것이다. 세정 챔버(7000)는 세정 컵(7001), 스핀 액츄에이터(7003), 기판 홀더(7002), 기판(7010)의 표면 상에 하강 플로우를 생성하는 팬 및 필터 유닛(7015), 세정 컵(7001)의 하부에 적어도 하나의 배기 포트(7017), 울트라/메가 음파 디바이스(7006)가 장착된 스윙 암(7005), 프리-웨팅 액체 화학 용액(7031)을 증기상 분자로 증발시키는 증기화 유닛(7030), 증기화 유닛(7030)에 연결되며, 증기화된 액체 분자를 기판(7010) 표면에 분배하여 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 화학적 액체층을 기판(7010) 상에 형성하는 적어도 하나의 분무기(7023)가 장착된 복수의 노즐 암(7008), 및 세정 화학 용액 또는 화학 미스트 및 건조 가스를 기판(7010) 표면에 공급하기 위한 적어도 하나의 노즐(7009)을 포함한다. 일 구현예에서, 기판(7010)의 표면 상에 증기화된 액체 분자의 균일한 분포를 위해 복수의 분무기(7023)가 사용된다. 증기화 유닛(7030)은 액체 상 프리-웨팅 화학 용액(7031)을 가스 분자로 증기화하는데 사용된다. 일 구현예에서, 증기화 유닛(7030)은 프리-웨팅 화학 용액(7031)을 음파 생성 방법에 의해 가스 상 분자로 변환시킨다. 또 다른 구현에에서, 증기화 유닛(7030)은 프리-웨팅 화학 용액(7031)을 열적 가열 방법에 의해 가스 상 분자로 전환시킨다. 그리고, 증기화된 액체 분자 또한 N2, 공기, 오존, NH3, H2 및 He와 같은 일부 매질 가스에 의해 운반될 수 있다. 운반 가스는 증기화된 액체 분자 운반만을 위한 불활성가스일 수 있거나, 또는 기판(7010) 표면 산화 또는 패시배이션을 위해 증기화된 액체 분자에 조력하는 활성 가스일 수 있다.
증기화된 액체 분자는 벌크 증기 환경으로부터 기판(7010) 표면 상의 비아 및 트렌치와 같은 패턴화된 구조 내로 이송되기 더 용이하다. 기판(7010)의 표면 상에 증기화된 액체 분자가 분배된 후, 증기화된 액체 분자는 기판(7010)의 표면 상에서 응축되어, 프리-웨팅 액체 분자의 얇은 층(8020)을 형성하고, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 것과 같이, 액체 분자 형성층은 기판(7010) 표면 상의 비아 및 트렌치의 하부에서 상부로 층상으로 형성된다. 그러나, 프리-웨팅 화학 분자의 이 상향식(bottom-up) 액체층 형성은 기판(7010) 표면의 일부가 제대로 습윤되지 않으면 영향을 받게되고, 액체층은 표면 장력에 의해 상기 일부에서 파단되어 떨어질 것이다. 일 구현예에서, 계면활성제 또는 첨가제를 함유하는 액체 상 프리-웨팅 화학 용액은 증기화 유닛(7030)에서 계면활성제 또는 첨가제 분자를 함유하는 증기화된 혼합 액체 분자로 증기화된다. 계면활성제 또는 첨가제 분자를 함유하는 증기화된 혼합 액체 분자는 기판(7010) 상의 비아 및 트렌치 등의 패턴화된 구조를 상향식으로 기포의 파단이 없이 액체 화학 용액으로 충진하도록, 기판 표면 상의 액체 화학 용액의 습윤성을 증가시킬 수 있다. 액체 화학 용액의 습윤성을 증가시키기 위해, 액체 화학 용액에 도핑된 계면활성제로서, 카르복실-함유 에틸렌디아민 테트라아세트산(EDTA), 테트라카르복실 화합물-에틸렌디아민 테트라프로피온(EDTP)산/염 등과 같은 화학물질이 사용된다. 또 다른 구현예에서, 기판(7010) 표면을 소수성에서 친수성으로 산화시키기 위한 화학물질을 함유하는 액체 상 프리-웨팅 화학 용액은 증기화 유닛(7030)에서 증기화된 혼합 액체 분자로 증기화된다. 증기화된 혼합 액체 분자는 기판(7010) 상의 비아 및 트렌치 등의 패턴화된 구조를 상향식으로 기포의 파단이 없이 액체 화학 용액으로 충진하도록, 기판 표면 상의 액체 화학 용액의 습윤성을 증가시킬 수 있다. 오존 용액 또는 SC1 용액(NH4OH, H2O2, H2O 혼합물)과 같은 화학물질이 실리콘 또는 폴리 실리콘 층과 같은 소수성 표면 재료를 친수성 실리콘 산화물층으로 산화시키는데 사용된다.
본 발명에 따른 또 다른 기판 세정 방법은 하기 단계를 포함한다.
단계 1: 기판(7010)을 세정 챔버(7000) 내로 이송하고, 기판 홀더(7002)에 의해 기판(7010)을 고정하는 단계.
단계 2: 10 RPM 내지 1000RPM으로 설정된 낮은 회전 속도에서 기판을 회전시키는 단계
단계 3: 프리-웨팅 화학 용액을 증기화 유닛(7030)으로 공급하여 증기화된 액체 분자를 생성하는 단계.
단계 4: 노즐 암(7008)을 기판(7010)의 표면 위의 위치로 스윙시키고, 프리-웨팅 공정을 위해, 기판(7010)의 표면 상에 증기화된 액체 분자를 분배하기 위해 분무기(7023)를 적용하는 단계.
단계 5: 노즐(7009)을 적용하여 기판(7010) 표면 상에 세정 화학 용액을 공급하는 단계. 이 단계에서 복수의 화학 용액이 사용될 수 있음.
단계 6: 울트라/메가 음파 세정 공정을 위해 기판(7010)의 표면 상에 세정 화학 용액을 공급하는 단계.
단계 7: 울트라/메가 음파 디바이스(7006)를 특정 높이로 기판(7010) 표면으로 하향 이동시키고, 울트라/메가 음파 디바이스(7006)와 기판(7010) 표면 사이의 갭을 음파 이송 매질로서 세정 화학 용액(7070)으로 충진시키는 단계.
단계 8: 울트라/메가 음파 디바이스(7006)를 켜고, 프로그래밍된 레시피로 기판(7010) 표면을 특정 시간 세정하는 단계.
단계 9: 울트라/메가 음파 디바이스(7006)를 끄고, 울트라/메가 음파 디바이스(7006)를 상승시키는 단계.
단계 10: 린스 화학 용액 또는 탈이온수를 기판(7010) 상에 공급하여 세정하는 단계.
단계 11: 기판(7010)을 건조하는 단계.
단계 12: 기판(7010) 회전을 정지하고, 세정 챔버(7000)로부터 기판(7010)을 수득하는 단계.
단계 2 내지 단계 4는 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 위한 것이다. 증기화된 액체 분자는 기판(7010) 표면 상에 분배되고, 증기화된 액체 분자는 기판(7010) 표면 상에 응축되어, 프리-웨팅 액체 분자의 얇은 층을 형성하고, 액체 분자 형성층은 기판(7010) 표면 상의 비아 및 트렌치의 하부에서 상부로 층상으로 형성된다
단계 6 내지 단계 9는 적어도 1주기 반복될 수 있다. 그리고, SC1, 오존수, 암모니아와 같은 적어도 1종의 화학 용액이 이 세정 주기에 사용될 수 있다.
단계 5 내지 단계 10의 세정 단계에서, 기판(7010) 회전 속도는 다양한 시간에 따라, 10RPM 내지 1500RPM으로 설정될 수 있으며, 프로그래밍된 레시피에 의해 제어될 수 있다.
도 9a 내지 9b는 기판(9010)의 오목 영역(recessed area)에 일부 스컴 또는 버(9061)이 있는 패턴화된 구조(9060)를 갖는 기판(9010)을 나타낸 것이다. 기포(9062)는 프리-웨팅 공정 및 후속하는 세정 공정 동안, 스컴 또는 버(9061)가 있는 영역 주위에 축적될 것이며, 이는 도 2a에 나타낸 것과 같이, 울트라/메가 음파 세정 공정에서 패턴화된 구조(9060)의 손상을 야기할 수 있다. 따라서, 도 9c에 나타낸 것과 같이, 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 수행하기 전에, 스컴 또는 버(9061)를 제거하는 디스컴 유닛(descum unit)을 사용하여, 패턴화된 구조(9060)의 평활한(smoothing) 표면을 얻는 것이 바람직하다. 이 경우, 도 9d에 나타낸 것과 같이, 프리-웨팅 공정은 기포 없이 스컴 또는 버 표면을 트랩(trapping)할 수 있다. 일 구현예에서, 패턴화된 구조(9060) 상의 스컴 또는 버(9061)를 제거하기 위해 고 에너지의 플라즈마를 사용하여, 패턴화된 구조의 표면을 평활하게 개질(reform)할 수 있다. 그리고, 이후, 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 위해 기판(9010)을 프리-웨트 챔버로 이송하고, 울트라/메가 음파 세정 공정을 위해 세정 챔버로 이송한다

Claims (24)

  1. 기판 홀더 상에 기판을 배치하는 단계;
    기판에 기포가 적거나(bubble less) 또는 기포가 없는(bubble-free) 프리-웨팅(pre-wetting) 공정을 수행하는 단계;
    기판을 세정하기 위한 울트라/메가 음파(ultra/mega sonic) 세정 공정을 수행하는 단계; 및
    기판에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 수행하는 단계 이전에, 스컴(scum) 또는 버(burr)를 제거하여, 기판의 오목 영역(recessed areas)에서 조도를 향상시키는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정은 기판을 둘러싸는 진공 환경을 구축하는 단계, 및 이후, 기판 상에 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트(chemical mist)를 공급하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    진공도는 25 Torr 이상으로 설정되는 기판 세정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정은 프리-웨팅 화학 용액을 증발시키는 단계, 및 이후, 기판의 표면 상에 화학 액체 증기를 유도하여 기판 상에 프리-웨팅 화학 액체층을 형성하는 단계를 포함하는 기판 세정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    프리-웨팅 화학 용액은 음파 생성 방법에 의해 증발되는 기판 세정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    기판의 온도보다 높은 온도로 화학 액체 증기를 가열하는 단계를 더 포함하는 기판 세정 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    화학 액체 증기의 온도보다 낮은 온도로 기판을 냉각하는 단계를 더 포함하는 기판 세정 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    프리-웨팅 화학 용액은 열적 가열 방법에 의해 증발되는 기판 세정 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    프리-웨팅 화학 용액은 계면활성제 또는 첨가제를 함유하는 기판 세정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    계면활성제는 카르복실 함유 에틸렌디아민 테트라아세트산 또는 테트라 카르복실 화합물-에틸렌디아민 테트라프로피온산/염인 기판 세정 방법.
  11. 제4항에 있어서,
    프리-웨팅 화학 용액은 기판 표면을 소수성으로부터 친수성으로 산화시키기 위한 산화성 화학물질을 함유하는 기판 세정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    산화성 화학물질은 오존 용액 또는 SC1 용액인 기판 세정 방법.
  13. 펌프에 연결되어 제1 챔버 내에 진공 환경을 형성하는 제1 챔버;
    기판을 지지하기 위해 제1 챔버 내에 설정된 기판 홀더;
    기판의 표면 상에 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트를 공급하여, 기판 상에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 화학 액체층을 형성하도록 구성된 적어도 하나의 분무기;
    기판을 세정하기 위한 울트라/메가 음파 디바이스(device)를 구비하는 제2 챔버; 및
    기판에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 수행하는 단계 이전에, 기판의 오목 영역에서 스컴 또는 버를 제거하도록 구성된 디스컴 유닛(descum unit)을 포함하는 기판 세정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    제1 챔버 내의 진공도는 25 Torr 이상으로 설정되는 기판 세정 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    기판 홀더에 연결되는 회전 구동 디바이스를 더 포함하는 기판 세정 장치.
  16. 펌프에 연결되어 챔버 내에 진공 환경을 형성하는 챔버;
    기판을 지지하기 위해 챔버 내에 설정된 기판 홀더;
    챔버가 진공화되어, 챔버 내에 진공 환경을 형성한 후, 기판의 표면 상에 프리-웨팅 화학 용액 또는 화학 미스트를 공급하여, 기판 상에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 화학 액체층을 형성하도록 구성된 적어도 하나의 노즐;
    기판을 세정하도록 구성된 울트라/메가 음파 디바이스; 및
    기판에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 수행하는 단계 이전에, 기판의 오목 영역에서 스컴 또는 버를 제거하도록 구성된 디스컴 유닛을 포함하는 기판 세정 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    진공도는 25 Torr 이상으로 설정되는 기판 세정 장치.
  18. 프리-웨팅 화학 용액을 증기화하도록 구성된 증기화 유닛(vaporized unit)에 연결된 제1 챔버;
    기판을 지지하기 위해 제1 챔버 내에 설정된 기판 홀더;
    기판의 표면상에 증기화된 액체 분자를 공급하기 위해 증기화 유닛에 연결되어, 기판 상에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 화학 액체층을 형성하는 적어도 하나의 분무기;
    기판을 세정하기 위한 울트라/메가 음파 디바이스를 구비하는 제2 챔버; 및
    기판에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 수행하는 단계 이전에, 기판의 오목 영역에서 스컴 또는 버를 제거하도록 구성된 디스컴 유닛을 포함하는 기판 세정 장치.
  19. 챔버;
    프리-웨팅 화학 용액을 증기화하도록 구성된 증기화 유닛;
    기판을 지지하기 위해 챔버 내에 설정된 기판 홀더;
    기판의 표면상에 증기화된 액체 분자를 공급하기 위해 증기화 유닛에 연결되어, 기판 상에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 화학 액체층을 형성하는 적어도 하나의 분무기;
    기판을 세정하기 위해 기판의 표면 상에 세정 화학 용액 또는 화학 미스트를 공급하도록 구성된 적어도 하나의 노즐;
    기판을 세정하도록 구성된 울트라/메가 음파 디바이스; 및
    기판에 기포가 적거나 또는 기포가 없는 프리-웨팅 공정을 수행하는 단계 이전에, 기판의 오목 영역에서 스컴 또는 버를 제거하도록 구성된 디스컴 유닛을 포함하는 기판 세정 장치.
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