KR102586801B1 - 세정 장치, 그를 포함하는 화학적 기계적 연마 시스템, 화학적 기계적 연마 후 세정 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents
세정 장치, 그를 포함하는 화학적 기계적 연마 시스템, 화학적 기계적 연마 후 세정 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102586801B1 KR102586801B1 KR1020160094385A KR20160094385A KR102586801B1 KR 102586801 B1 KR102586801 B1 KR 102586801B1 KR 1020160094385 A KR1020160094385 A KR 1020160094385A KR 20160094385 A KR20160094385 A KR 20160094385A KR 102586801 B1 KR102586801 B1 KR 102586801B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- solution
- chemical
- chemical solution
- spray
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 196
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 180
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 105
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 142
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 80
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 60
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- -1 isopropylene alcohol Chemical compound 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02052—Wet cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
- H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
본 발명은 세정 장치, 그를 포함하는 화학적 기계적 연마 시스템, 화학적 기계적 연마 후 세정 방법, 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 개시한다. 그의 장치는 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 기판에 제공하는 제 1 이중 노즐을 포함하는 제 1 세정 부, 그리고 상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액과, 상기 제 2 약액을 용해시키고 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 상기 기판 상에 제공하는 제 2 이중 노즐을 포함하는 제 2 세정 부를 포함한다.
Description
본 발명은 기판 처리 시스템 및 그의 기판 처리 방법에 관한 것으로, 상세하게는 기판 상의 파티클들을 제거하는 세정 장치, 그를 포함하는 화학적 기계적 연마 시스템, 화학적 기계적 연마 후 세정 방법, 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 다수의 단위 공정들을 통해 제조될 수 있다. 단위 공정들은 박막 증착 공정, 화학적 기계적 연마 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 이온주입 공정, 및 세정 공정을 포함할 수 있다. 세정 공정은 기판 상의 파티클들을 제거하는 단위 공정이다. 화학적 기계적 연마 공정은 기판 상에 파티클들을 유발시킬 수 있다. 때문에, 세정 공정은 화학적 기계적 연마 공정의 이후에 필수적으로 수행되어야 할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 세정 효율을 향상시킬 수 있는 세정 장치 및 화학적 기계적 연마 후 세정 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 브러시의 오염과, 상기 브러시 오염에 의한 기판의 역 오염(reverse contamination)을 줄일 수 있는 세정 장치 및 화학적 기계적 연마 후 세정 방법을 제공한다.
본 발명은 세정 장치를 개시한다. 그의 장치는, 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 기판에 제공하는 제 1 이중 노즐을 포함하는 제 1 세정 부; 및 상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액과, 상기 제 2 약액을 용해시키고 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 상기 기판 상에 제공하는 제 2 이중 노즐을 포함하는 제 2 세정 부를 포함한다.
본 발명의 일 예에 따른 화학적 기계적 연마 시스템은, 기판을 반송하는 기판 반송 부; 상기 기판을 연마하는 연마 패드를 포함하는 연마 장치; 및 상기 연마 장치에서 연마된 상기 기판을 세정하여 상기 연마 장치로부터 생성된 파티클들을 제거하는 세정 장치를 포함한다. 여기서, 상기 세정 장치는: 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 상기 기판에 제공하는 제 1 이중 노즐을 포함하는 제 1 세정 부; 및 상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액과, 상기 제 2 약액을 용해시키고 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 상기 기판 상에 제공하는 제 2 이중 노즐을 포함하는 제 2 세정 부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 세정 방법은기판 상에 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 제공하는 단계; 상기 기판 상에 브러시를 제공하고, 및 상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액을 제공하는 단계; 및 상기 기판 상에 상기 제 2 약액과 동일한 제 3 약액과, 상기 제 3 약액을 용해시키는 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판을 연마하는 단계; 및 상기 연마된 기판 상의 파티클들을 제거하여 상기 기판을 세정하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 기판을 세정하는 단계는: 상기 기판 상에 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 제공하는 단계; 상기 기판 상에 브러시를 제공하고, 및 상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액을 제공하는 단계; 및 상기 기판 상에 상기 제 2 약액과 동일한 제 3 약액과, 상기 제 3 약액을 용해시키는 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 세정 장치는, 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 기판에 제공하는 제 1 이중 노즐을 포함하는 제 1 세정 부; 상기 기판 상에 제공되는 브러시와, 상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액을 상기 기판 상에 제공하는 단일 노즐을 포함하는 제 2 세정 부; 및 상기 제 2 약액과 동일한 제 3 약액과, 상기 제 3 약액을 용해시키는 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 상기 기판 상에 제공하는 제 2 이중 노즐을 포함하는 제 3 세정 부를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 세정 장치는 제 1 이중 노즐을 갖는 제 1 세정 부와, 브러시들을 갖는 제 2 세정 부와, 제 2 이중 노즐을 갖는 제 3 세정 부를 포함할 수 있다. 제 1 이중 노즐은 고압의 제 1 스프레이와, 저압의 제 1 약액을 기판 상에 제공할 수 있다. 제 1 스프레이가 제 1 약액보다 선행하여 제공될 때, 파티클 제거 효율은 최대로 증가될 수 있다. 세정 효율은 향상될 수 있다. 제 1 이중 노즐은 파티클들에 의한 브러시들의 오염을 줄일 수 있다. 또한, 제 2 이중 노즐은 브러시들의 오염에 의한 기판의 역 오염을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 화학적 기계적 연마 시스템의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 세정 장치의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 제 1 세정 부의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 제 1 고압 노즐과 제 1 저압 노즐의 이동 방향을 보여주는 사시도와 평면도이다.
도 6은 도 3의 제 1 고압 노즐 제 1 저압 노즐을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 파티클들의 크기에 따른 제 1 약액과 제 1 스프레이의 파티클 제거 효율을 보여주는 그래프이다.
도 8은 도 2의 제 2 세정 부의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 2의 제 3 세정 부의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 제 2 고압 노즐과 제 2 저압 노즐의 이동 방향을 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 9의 제 2 고압 노즐과 제 2 저압 노즐을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 제 3 약액의 pH에 따른 기판과 파티클들의 제타 포텐셜을 보여주는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 화학적 기계적 연마 시스템의 반도체 소자의 제조 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 14는 도 1의 세정 장치의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 15는 도 6 및 도 11의 제 1 및 제 2 스프레이들의 충격력에 따른 파티클 제거 효율을 보여주는 그래프이다.
도 2는 도 1의 세정 장치의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 제 1 세정 부의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 제 1 고압 노즐과 제 1 저압 노즐의 이동 방향을 보여주는 사시도와 평면도이다.
도 6은 도 3의 제 1 고압 노즐 제 1 저압 노즐을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 파티클들의 크기에 따른 제 1 약액과 제 1 스프레이의 파티클 제거 효율을 보여주는 그래프이다.
도 8은 도 2의 제 2 세정 부의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 2의 제 3 세정 부의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 제 2 고압 노즐과 제 2 저압 노즐의 이동 방향을 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 9의 제 2 고압 노즐과 제 2 저압 노즐을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 제 3 약액의 pH에 따른 기판과 파티클들의 제타 포텐셜을 보여주는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 화학적 기계적 연마 시스템의 반도체 소자의 제조 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 14는 도 1의 세정 장치의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 15는 도 6 및 도 11의 제 1 및 제 2 스프레이들의 충격력에 따른 파티클 제거 효율을 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 화학적 기계적 연마 시스템(100)의 일 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 화학적 기계적 연마 시스템(100)은 캐리어 로딩 장치(10), 기판 반송 장치(20), 연마 장치(30), 세정 장치(40), 및 건조 장치(50)를 포함할 수 있다. 캐리어 로딩 장치(10)는 캐리어들(12)를 수납할 수 있다. 기판 반송 장치(20)는 캐리어들(12) 내의 기판(W)을 연마 장치(30), 세정 장치(40), 및 건조 장치(50)로 반송할 수 있다. 기판 반송 장치(20)는 가이드 레일(22)을 따라 이동하는 로봇 암을 포함할 수 있다. 가이드 레일(22)은 연마 장치(30)와 세정 장치(40) 사이에 배치될 수 있다. 연마 장치(30)는 복수개의 연마 패드(32)를 포함할 수 있다. 연마 패드들(32)의 각각은 기판(W)을 연마할 수 있다. 세정 장치(40)는 연마된 기판(W)을 세정할 수 있다. 건조 장치(50)는 세정된 기판(W)을 건조할 수 있다. 건조된 기판(W)은 기판 반송 장치(20)에 의해 캐리어들(12)로 언로드(loaded)될 수 있다.
도 2는 도 1의 세정 장치(40)의 일 예를 보여준다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 세정 장치(40)는 탈이온수계 세정 장치(deionized-water-based cleaning apparatus)일 수 있다. 일 예에 따르면, 세정 장치(40)는 제 1 세정 부(60), 제 2 세정 부(70), 및 제 3 세정 부(80)를 포함할 수 있다. 제 1 세정 부(60), 제 2 세정 부(70), 및 제 3 세정 부(80)는 기판(W) 상의 파티클들(도 6의 11)을 순차적으로 제거할 수 있다.
도 3은 도 2의 제 1 세정 부(60)의 일 예를 보여준다.
도 3을 참조하면, 제 1 세정 부(60)는 제 1 약액(61)과 제 1 스프레이(68)로 기판(W)을 세정할 수 있다. 일 예에 따르면, 제 1 세정 부(60)는 제 1 척(62), 제 1 샤프트(63), 제 1 암(64), 및 제 1 이중 노즐(double nozzle or dual nozzle, 66)을 포함할 수 있다.
제 1 척(62)은 기판(W)을 클램핑(clamping)할 수 있다. 제 1 척(62)은 기판(W)을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 척(62)은 기판(W)을 약 60rpm 내지 약 1000rpm으로 회전시킬 수 있다.
제 1 샤프트(63)는 제 1 척(62)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 1 암(64)은 제 1 샤프트(63)에 연결될 수 있다. 제 1 샤프트(63)는 제 1 암(64)을 회전시켜 제 1 이중 노즐(66)을 기판(W)의 중심에서부터 가장자리 방향으로 이동시킬 수 있다.
제 1 암(64)은 제 1 이중 노즐(66)을 제 1 샤프트(63)에 연결할 수 있다. 제 1 암(64)은 제 1 샤프트(63)의 회전에 의해 제 1 이중 노즐(66)을 기판(W) 상으로 이동시킬 수 있다.
제 1 이중 노즐(66)은 제 1 약액(61)과 제 1 스프레이(68)를 기판(W) 상에 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 제 1 이중 노즐(66)은 제 1 고압 노즐(65)과 제 1 저압 노즐(67)을 포함할 수 있다.
제 1 고압 노즐(65)은 제 1 암(64)에 연결될 수 있다. 제 1 고압 노즐(65)은 제트 스프레이노즐(jet spray nozzle) 또는 이류체 노즐(two-fluid nozzle) 일 수 있다. 제 1 고압 노즐(65)은 제 1 스프레이(68)를 기판(W) 상에 제공할 수 있다. 제 1 스프레이(68)는 제 1 용액(68a)와 제 1 수송 가스(68b)를 포함할 수 있다. 제 1 용액(68a)은 탈이온수(De-Ionized: DI water), 탄산수(carbonated water), 또는 이소프로필렌알콜(IPA)을 포함할 수 있다. 제 1 수송 가스(68b)는 제 1 용액(68a)을 제 1 스프레이(68)로 형성시킬 수 있다. 제 1 수송 가스(68b)는 예를 들어, 질소(N2) 또는 불할성 가스를 포함할 수 있다. 제 1 수송 가스(68b)는 50lpm 내지 300lpm(liter per minute)의 유량으로 제공될 수 있다. 제 1 스프레이(68) 및 제 1 수송 가스(68b)는 약 2기압 내지 약 10기압으로 기판(W) 상에 제공될 수 있다.
제 1 저압 노즐(67)은 제 1 고압 노즐(65)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 고압 노즐(65)과 제 1 저압 노즐(67)은 약 5cm 간격(distance)으로 이격할 수 있다. 제 1 저압 노즐(67)은 제 1 약액(61)을 기판(W) 상에 제공할 수 있다. 제 1 약액(61)의 압력은 제 1 스프레이(68)의 압력보다 낮을 수 있다. 제 1 약액(61)은 50cpm 내지 800cpm(cubic centimeter per minute)의 유량과 1기압 또는 상압의 압력을 가질 수 있다. 제 1 약액(61)은 산성 용액을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 약액(61)은 불산(HF)을 포함할 수 있다. 불산은 0.01wt% 내지 2wt%의 중량 퍼센트를 가질 수 있다. 제 1 약액(61)은 제 1 용액(68a)에 용해될 수 있다. 이와 달리, 제 1 저압 노즐(67)은 제 1 암(64)에 연결되고, 제 1 고압 노즐(65)은 제 1 저압 노들(67)에 연결될 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 3의 제 1 고압 노즐(65)과 제 1 저압 노즐(67)의 이동 방향을 보여준다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제 1 저압 노즐(67)은 제 1 고압 노즐(65)로부터 제 1 방향(69a)으로 연결될 수 있다. 제 1 저압 노즐(67)과 제 1 고압 노즐(65)은 제 1 암(64)에 의해 제 2 방향(69b)으로 이동될 수 있다. 제 1 방향(69a)은 제 2 방향(69b)과 반대일 수 있다.
제 1 약액(61)과 제 1 스프레이(68)는 기판(W)의 중심에서부터 가장자리 방향으로 제 2 방향(69b)으로 제공될 수 있다. 제 1 약액(61)과 제 1 스프레이(68)는 제 2 방향(69b)을 따라 점진적으로 뿌려(scattered)질 수 있다. 즉, 제 2 방향(69b)은 제 1 스프레이(68)가 제 1 약액(61)보다 앞서(ahead) 진행(proceed)하는 방향으로 정의될 수 있다.
도 6은 도 3의 제 1 고압 노즐(65)과 제 1 저압 노즐(67)을 보여준다.
도 6을 참조하면, 제 1 고압 노즐(65)과 제 1 저압 노즐(67)은 기판(W)으로부터 제 1 높이(h1)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 높이(h1)은 약 5cm일 수 있다. 제 1 저압 노즐(67)은 제 1 고압 노즐(65)로부터 약 0 ~100mm 정도 높게 배치될 수 있다.
제 1 스프레이(68)는 고압으로 파티클들(11)의 일부를 기판(W)으로부터 분리시킬 수 있다. 이와 달리, 제 1 스프레이(68)는 기판(W)의 상부 면의 일부를 습윤(being wet)시킬 수도 있다. 제 1 약액(61)은 제 1 스프레이(68)에 용해될 수 있다. 제 1 스프레이(68)는 제 1 약액(61)에 물리적 힘을 가하여 상기 제 1 약액(61)과 함께 세정력을 증대시킬 수 있다.
제 1 약액(61)은 기판(W) 상에 도포(drop)될 수 있다. 제 1 저압 노즐(67)은 드랍렛 노즐일 수 있다. 제 1 약액(61)은 기판(W)의 상부 면의 식각으로 파티클들(11)의 일부를 기판(W)의 상부 면으로부터 분리(lift)시킬 수 있다. 기판(W)의 상부 면은 실리콘 산화막의 박막으로 형성될 수 있다. 파티클들(11)은 화학적 기계적으로 기판(W)을 연마하는 동안 연마 장치(30)에서 발생할 수 있다. 파티클들(11)은 연마제 파티클, 실리콘 산화막 파티클, 또는 금속 파티클을 포함할 수 있다. 분리된 파티클들(11)의 일부와 제 1 약액(61)은 도 3의 제 1 척(62)의 회전에 의해 상기 기판(W)으로부터 제거될 수 있다.
도 7은 도 6의 파티클들(11)의 크기에 따른 제 1 약액(61)과 제 1 스프레이(68)의 파티클 제거 효율을 보여준다.
도 7을 참조하면, 제 1 스프레이(68)가 제 2 방향(69b)으로 제 1 약액(61)보다 선행(ahead)하여 이동될 경우, 파티클 제거 효율은 가장 높을 수 있다. 따라서, 파티클들(11)의 세정 효율은 향상될 수 있다.
예를 들어, 제 2 방향(69b)으로 제공되는 제 1 스프레이(68)와 제 1 약액(61)의 파티클 제거 효율(92)은 최대 약 92%일 수 있다. 제 2 방향(69b)으로 제공되는 제 1 스프레이(68)와 제 1 약액(61)의 파티클 제거 효율(92) 약 45nm 내지 약 100nm 사이즈의 파티클들(11)에 대해 70% 내지 92%로 증가할 수 있다, 제 2 방향(69b)으로 제공되는 제 1 스프레이(68)와 제 1 약액(61)의 파티클 제거 효율(92) 100nm 내지 200nm 사이즈 파티클들(11)에 대해 92%로 일정할 수 있다. 파티클들(11)의 대부분이 제거될 수 있다. 예를 들어, 제 1 스프레이(68)와 제 1 약액(61)은 가장 큰 사이즈의 금속 파티클과 같은 파티클들(11)을 주로 제거할 수 있다.
제 1 방향(69a)으로 제공되는 제 1 약액(61)과 제 1 스프레이(68)의 파티클 제거 효율(94)은 최대 약 85%일 수 있다. 제 1 방향(69a)으로 제공되는 제 1 약액(61)과 제 1 스프레이(68)의 파티클 제거 효율(94)은 약 45nm 내지 약 200nm 사이즈의 파티클들(11)에 대해 약 85%로 일정할 수 있다. 제 1 방향(69a)은 제 1 약액(61)이 제 1 스프레이(68)보다 앞서 진행하는 방향으로 정의될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 1 약액(61)이 제 1 스프레이(68)보다 기판(W)으로 선행하여 제공될 경우, 제 1 약액(61)은 제 1 스프레이(68)에 의해 기판(W) 상으로 튈(splatter) 수 있다. 파티클들(11)의 세정 불량이 발생될 수 있다. 또한, 제 1 스프레이(68)가 기판(W)의 외주면에 도달하면 제 1 약액(61)이 기판(W)의 외부로 제공될 수 있다. 제 1 약액(61)의 손실이 발생될 수 있다.
제 1 스프레이(68)만의 파티클 제거 효율(96)은 최대 약 64%일 수 있다. 제 1 스프레이(68)는 파티클들(11)을 제 1 약액(61) 보다 효과적으로 제거시킬 수 있다. 제 1 스프레이(68)만의 파티클 제거 효율(96)은 50nm 내지 125nm 사이즈의 파티클들(11)에 대해 약 20% 내지 64%까지 점진적으로 증가할 수 있다. 제 1 스프레이(68)만의 파티클 제거 효율(96)은 125nm 내지 200nm 사이즈의 파티클들(11)에 대해 약 60% 내지 약 50%로 감소할 수 있다.
제 1 약액(61)만의 파티클 제거 효율(98)은 최대 약 44%일 수 있다. 파티클들(11)의 사이즈가 약 45nm 내지 약 200nm로 증가하면, 제 1 약액(61)만의 파티클 제거 효율(98)은 44% 내지 20%로 감소할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 제 1 고압 노즐(65)이 제 1 방향(69a)으로 이동될 경우, 제 1 저압 노즐(67)은 제 1 고압 노즐(65)보다 선행할 수 있다. 즉, 제 1 저압 노즐(67)은 제 1 고압 노즐(65)의 이동 영역의 앞쪽에서 이동될 수 있다. 이때, 제 1 약액(61)은 기판(W)의 외곽의 바울(도시되지 않음)에 제공된 후, 기판(W) 상에 제공될 있다. 제 1 약액(61)에 의한 기판(W)의 세정 불량이 발생될 수 있다. 또한, 제 1 스프레이(68)가 기판(W)의 가장자리까지 제공되지 못할 경우, 기판(W) 가장자리의 세정력이 급격히 떨어짐에 따라 세정 불량이 발생될 수 있다.
즉, 제 1 저압 노즐(67)은 제 1 고압 노즐(65)과의 상대적 위치에서 기판 중심에 가까지 위치할 수 있다. 반대로 제 1 저압 노즐(67)이 제1 고압 노즐(65)과의 상대적 위치에서 기판 외곽쪽에 위치할 경우 제 1 약액(61)이 기판(W) 외곽의 바울(도시되지 않음)에도 제공되어 비산을 유발하여 역오염을 유발할 수 있다. 이러한 비산을 방지하기 위해 제 1 저압 노즐이 기판 외곽으로 빠지지 않게 이동할 경우 제 1스프레이(68)의 공급이 기판(W) 중간부분에서 끝나게 되어 가장자리의 세정력이 급격히 떨어짐에 따라 세정불량이 발생될 수 있다.
도 8은 도 2의 제 2 세정 부(70)의 일 예를 보여준다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 제 2 세정 부(70)는 복수개의 롤러들(72), 복수개의 브러시들(74), 및 단일 노즐(76)을 포함할 수 있다.
복수개의 롤러들(72)은 기판(W)의 가장자리에 배치될 수 있다. 예를 들어, 4개의 롤러들(72)은 기판(W)의 가장자리에 일정 간격으로 배치될 수 있다. 롤러들(72)은 기판(W)을 회전시킬 수 있다.
복수개의 브러시들(74)은 기판(W)으로부터 파티클들(11)을 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 브러시들(74)은 하부 브러시(73)와 상부 브러시(75)를 포함할 수 있다. 기판(W)은 하부 브러시(73)와 상부 브러시(75) 사이에 배치될 수 있다. 하부 브러시(73)는 기판(W) 아래에 배치될 수 있다. 상부 브러시(75)는 기판(W) 상에 배치될 수 있다. 하부 브러시(73)와 상부 브러시(75)는 서로 반대되는 방향으로 회전될 수 있다. 상부 브러시(75)는 기판(W) 상의 파티클들(11)의 일부를 제거할 수 있다. 예를 들어, 상부 브러시(75)는 연마제 파티클들과 같은 파티클들(11)을 주로 제거할 수 있다.
단일 노즐(76)은 기판(W) 상에 제 2 약액(71)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제 2 약액(71)은 암모니아수의 알카리성 용액을 포함할 수 있다. 암모니아수는 0.01wt% 내지 4wt%의 중량 퍼센트를 가질 수 있다. 제 2 약액(71)은 기판(W)과 파티클들(11)의 흡착을 방지할 수 있다. 단일 노즐(76)은 브러시들(74)에 선행하도록 배치될 수 있다.
다시 도 6 내지 도 8을 참조하면, 제 1 세정 부(60)의 제 1 이중 노즐(66)에 의해 제공된 제1 약액(61)과 스프레이(68)는 브러시들(74)의 오염을 감소시킬 수 있다. 제 1 세정 부(60)에 의해 대부분의 파티클들(11)이 제거되지 않는다면, 브러시들(74)은 파티클들(11)에 의해 오염될 수 있다. 예를 들어, 파티클들(11)의 크기가 증가할수록 브러시들(74)의 오염은 증가할 수 있다. 오염된 브러시들(74)은 기판(W)을 다시 오염시킬 수 있다. 오염된 브러시들(74)에 의한 기판(W)의 오염은 상기 기판(W)의 역 오염으로 정의될 수 있다. 따라서, 제 1 세정 부(60)의 제 1 이중 노즐(66)에 의해 제공된 제1 약액(61)과 스프레이(68)는 기판(W) 상의 대부분의 파티클들(11)을 제거하여 브러시들(74)의 오염과, 기판(W)의 역 오염을 줄일 수 있다.
도 9는 도 2의 제 3 세정 부(80)의 일 예를 보여준다.
도 9를 참조하면, 제 3 세정 부(80)는 제 3 약액(81)과 제 2 스프레이(88)를 사용하여 기판(W)을 세정할 수 있다. 일 예에 따르면, 제 3 세정 부(80)는 제 2 척(82), 제 2 샤프트(83), 제 2 암(84), 및 제 2 이중 노즐(86)을 포함할 수 있다.
제 2 척(82)은 기판(W)을 클램핑할 수 있다. 제 2 척(82)은 기판(W)을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제 2 척(82)은 기판(W)을 약 60rpm 내지 약 1000rpm으로 회전시킬 수 있다.
제 2 샤프트(83)는 제 2 척(82)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 2 암(84)은 제 2 샤프트(83)에 연결될 수 있다. 제 2 샤프트(83)는 제 2 암(84)을 회전시켜 제 2 이중 노즐(86)을 기판(W)의 중심에서부터 가장자리 방향으로 이동시킬 수 있다.
제 2 암(84)은 제 2 이중 노즐(86)을 제 2 샤프트(83)에 연결할 수 있다. 즉, 제 2 암(84)의 일측은 제 2 샤프트(83)에 연결되고, 제 2 암(84)의 타측은 제 2 이중 노즐(86)에 연결될 수 있다. 제 2 암(84)은 제 2 샤프트(83)의 회전에 의해 제 2 이중 노즐(86)을 기판(W) 상으로 이동시킬 수 있다.
제 2 이중 노즐(86)은 기판(W) 상에 제 3 약액(81)과 제 2 스프레이(88)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제 2 이중 노즐(86)은 제 3 약액(81)과 제 2 스프레이(88)를 기판(W)으로부터 약 5cm 정도의 높이만큼 이격하여 제공할 수 있다.
일 예에 따르면, 제 2 이중 노즐(86)은 제 2 고압 노즐(85)과 제 2 저압 노즐(87)을 포함할 수 있다.
제 2 고압 노즐(85)은 제 2 암(84)에 연결될 수 있다. 제 2 고압 노즐(85)은 제트 스프레이 노즐 또는 이류체 노즐일 수 있다. 제 2 고압 노즐(85)은 제 2 스프레이(88)를 기판(W) 상에 제공할 수 있다. 제 2 스프레이(88)는 제 1 스프레이(68)와 동일한 압력을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 스프레이(88)는 약 2기압 내지 약 10기압의 압력을 가질 수 있다. 제 2 스프레이(88)는 제 2 용액(88a)과 제 2 수송 가스(88b)를 포함할 수 있다. 제 2 용액(88a)는 제 1 용액(68a)과 동일할 수 있다. 제 2 용액(88a)은 예를 들어, 탈이온수, 탄산수, 또는 이소프로필렌알콜을 포함할 수 있다. 제 2 수송 가스(88b)는 제 1 수송 가스(68b)와 동일할 수 있다. 제 2 수송 가스(88b)는 예를 들어, 질소(N2) 또는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 제 2 수송 가스(88b)는 50lpm 내지 300lpm의 유량으로 제공될 수 있다. 제 2 스프레이(88) 및 제 2 수송 가스(88b)는 약 2 기압 내지 약 10 기압으로 기판(W) 상에 제공될 수 있다.
제 2 저압 노즐(87)은 제 2 고압 노즐(85)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 2 고압 노즐(85)과 제 2 저압 노즐(87)은 약 5cm의 간격으로 이격할 수 있다. 제 2 저압 노즐(87)은 제 3 약액(81)을 기판(W) 상에 제공할 수 있다. 제 3 약액(81)의 압력은 제 2 스프레이(88)의 압력보다 낮을 수 있다. 제 3 약액(81)은 제 2 약액(71)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 3 약액(81) 약액(81)은 알카리성 용액을 포함할 수 있다. 제 3 약액(81)은 암모니아수를 포함할 수 있다. 제 3 약액(81)의 유량 및 압력은 제 1 약액(61)의 압력 및 유량과 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 3 약액(81)은 50cpm 내지 약 800cpm의 유량과, 상압의 압력을 가질 수 있다. 제 3 약액(81)은 제 2 용액(88a)에 용해될 수 있다. 이와 달리, 제 2 저압 노즐(87)은 제 2 암(84)에 연결되고, 제 2 고압 노즐(85)은 제 2 저압 노들(87)에 연결될 수 있다.
도 10은 도 9의 제 2 고압 노즐(85)과 제 2 저압 노즐(87)의 이동 방향을 보여준다.
도 4 및 도 10을 참조하면, 제 2 저압 노즐(87)은 제 2 고압 노즐(85)에 제 3 방향(89a)으로 연결될 수 있다. 제 3 방향(89a)은 제 1 방향(69a)과 동일할 수 있다. 제 2 저압 노즐(87)과 제 2 고압 노즐(85)은 제 2 암(84)에 의해 제 4 방향(89b)으로 이동될 수 있다. 제 4 방향(89b)은 제 2 방향(69b)과 동일할 수 있다. 제 4 방향(89b)은 제 3 방향(89a)과 반대일 수 있다.
제 3 약액(81)과 제 2 스프레이(88)은 기판(W)의 중심에서부터 가장자리 방향으로 제 4 방향(89b)으로 제공될 수 있다. 제 3 약액(81)과 제 2 스프레이(88)은 제 4 방향(89b)을 따라 점진적으로 뿌려(scattered)질 수 있다. 즉, 제 4 방향(89b)은 제 2 스프레이(88)가 제 3 약액(81)보다 앞서 진행하는 방향으로 정의될 수 있다.
도 11은 도 9의 제 2 고압 노즐(85)과 제 2 저압 노즐(87)을 보여준다.
도 11을 참조하면, 제 2 고압 노즐(85)과 제 2 저압 노즐(87)은 기판(W)으로부터 제 2 높이(h2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제 2 높이(h2)는 약 5cm일 수 있다. 제 2 저압 노즐(87)은 제 2 고압 노즐(85)보다 0mm ~100mm정도 높게 배치될 수 있다.
제 2 스프레이(88)는 고압으로 파티클들(11)의 일부를 기판(W)으로부터 분리할 수 있다. 제 3 약액(81)은 제 2 스프레이(88)에 용해될 수 있다.
제 3 약액(81)은 기판(W) 상에 도포(drop)될 수 있다. 제 2 저압 노즐(87)은 드랍렛 노즐일 수 있다. 제 3 약액(81)은 정전기적 반발력으로 기판(W)과 파티클들(11)의 흡착을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제 2 스프레이(88)와 제 3 약액(81)은 주로 실리콘 산화막 파티클들과 같은 파티클들(11)을 제거할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 파티클들(11)은 제 3약액(81)에 의한 화학적 세정력과 제 2 스프레이(88)의 물리력 및 기판회전에 의한 원심력으로 제거될 수 있다. 에 의해 기판(W)으로부터 제거될 수 있다. 파티클들(11)의 일부, 및 제 3 약액(81)은 원심력으로 제거될 수 있다.
도 12는 도 11의 제 3 약액(81)의 PH에 따른 기판(W)과 파티클들(11)의 제타 포텐셜을 보여준다.
도 12를 참조하면, 기판(W)과 파티클들(11)의 정전기적 반발력은 그들의 제타 포텐셜의 절대 값들의 크기에 따라 증가할 수 있다. 예를 들어, 제 3 약액(81)의 pH가 증가하면, 기판(W)의 제타 포텐셜(102)과 파티클의 제타포텐셜(104)은 동일한 전하를 가지며 절대값이 증가할 수 있다. 동일전하의 제타포텐셜이 증가하면 정전기적 반발력이 증가할 수 있다. 기판(W)의 제타 포텐셜(102)과, 파티클들(11)의 제타 포텐셜(104)과의 차이의 증가는 무시될 수 있다. 파티클들(11)은 기판(W)으로부터 분리되어 제 3 약액(81) 내에 부유(drift)될 수 있다. 제 3 약액(81) 내의 파티클들(11)의 부력(buoyancy)은 기판(W)과 파티클들(11)의 정전기적 반발력에 비례할 수 있다. 따라서, 제 3 약액(81)은 암모니아수의 강알카리성 용액을 포함할 수 있다. 파티클들(11)과 기판(W)의 흡착은 방지될 수 있다. 파티클들(11)의 오염은 방지될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 화학적 기계적 연마 시스템(100)의 반도체 소자의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 13은 본 발명의 화학적 기계적 연마 시스템(100)의 반도체 소자의 제조 방법을 보여준다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 기판(W)을 준비하는 단계(S10), 기판(W)을 연마하는 단계(S20), 기판(W)을 세정하는 단계(S30), 및 기판(W)을 건조하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
먼저, 기판(W)은 복수의 단위 공정들을 통해 반도체 소자를 구성하는 복수의 막들을 갖도록 준비된다(S10). 예를 들어, 반도체 소자는 메모리 소자, 솔리드 스테이트 드라이버(SSD), 및 로직 소자 어플리케이션 프로세서(AP)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 반도체 소자는 트랜지스터 및 다이오드의 능동 소자(active element) 또는 커패시터 및 저항의 수동 소자(passive element)를 포함할 수 있다. 복수의 막들은 절연막 또는 도전막들을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 13을 참조하면 연마 장치(30)는 기판(W)을 화학적 기계적 연마 방법으로 연마한다(S20). 기판(W)은 연마 장치(30)에 의해 평탄하게 연마될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 기판(W)의 연마 대상막은 주로 실리콘 산화막의 층간 절연막을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판(W)의 연마 대상막은 구리와 같은 금속 층을 포함할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 13을 참조하면 세정 장치(40)는 화학적 기계적 연마 후 세정방법으로 기판(W)을 습식으로 세정한다(S30). 일 예에 따르면, 기판(W)을 세정하는 단계(S30)는, 기판(W) 상에 제 1 스프레이(68)와 제 1 약액(61)을 제공하는 단계(S32), 제 2 약액(71)과 브러시들(74)을 제공하는 단계(S34), 및 제 2 스프레이(88)와 제 3 약액(81)을 제공하는 단계(S36)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 제 1 이중 노즐(66)은 제 1 스프레이(68)와 제 1 약액(61)을 기판(W) 상에 제공한다(S32). 제 1 약액(61)은 제 1 스프레이(68)보다 낮은 압력으로 제공될 수 있다. 제 1 스프레이(68)는 약 2 기압 내지 10기압으로 제공될 수 있다. 제 1 스프레이(68)는 제 1 약액(61)에 선행하여 기판(W) 상에 제공될 수 있다. 제 1 약액(61)은 1기압으로 제공될 수 있다. 제 1 스프레이(68)는 기판(W)의 중심에서부터 가장자리 방향으로 제 2 방향(69b)으로 제 1 약액(61)보다 앞서 제공될 수 있다. 제 1 스프레이(68)와 제 1 약액(61)은 파티클들(11)의 일부를 기판(W)으로부터 분리시킬 수 있다. 제 1 약액(61)과 분리된 파티클들(11)의 일부는 기판(W)의 회전에 의해 원심력으로 제거될 수 있다.
도 8 및 도 13을 참조하면, 기판(W)은 브러시들(74) 사이에 제공되고, 단일 노즐(76)은 제 2 약액(71)을 기판(W) 상에 제공한다(S34). 브러시들(74)은 기판(W) 상의 파티클들(11)의 일부를 분리하고, 제 2 약액(71)은 분리된 파티클들(11)의 일부와 기판(W)의 흡착(absorption)을 방지할 수 있다.
도 9 내지 11, 및 도 13을 참조하면, 제 3 세정 부(80)의 제 2 이중 노즐(86)은 제 2 스프레이(88)와 제 3 약액(81)을 기판(W) 상에 제공한다(S36). 제 2 스프레이(88)은 기판(W)의 중심에서부터 가장자리 방향으로 제 4 방향(89b)으로 제 3 약액(81)보다 앞서 제공될 수 있다. 제 2 스프레이(88)는 기판(W)으로부터 파티클들(11)의 일부를 분리하고, 제 3 약액(81)은 정전기적 반발력으로 기판(W)과 분리된 파티클들(11)의 일부의 흡착을 방지할 수 있다. 제 3 약액(81)과 분리된 파티클들(11)의 일부는 기판(W)의 회전에 따른 원심력으로 제거될 수 있다.
다시 도 1 및 도 13을 참조하면, 건조 장치(50)는 기판(W) 상의 수분을 제거하여 상기 기판(W)을 건조할 수 있다(S40).
도 14는 도 1의 세정 장치(40a)의 일 예를 보여준다.
도 6, 도 11, 및 도 14를 참조하면, 세정 장치(40a)는 제 1 세정 부(60)와 제 3 세정 부(80)를 포함할 수 있다. 제 1 세정 부(60)의 제 1 스프레이(68)의 압력과 제 3 세정 부(80)의 제 2 스프레이(88)의 압력이 보다 증가될 경우, 도 2의 제 2 세정 부(70)는 제거될 수 있다. 제 1 및 제 2 스프레이들(68, 88)의 압력은 제 1 및 제 2 스프레이들(68, 88)과 기판(W)의 충격력(impact force)에 비례할 수 있다. 충격력이 증가되더라도 기판(W)의 패턴 쓰러짐 손상 불량(pattern falling damage defect)은 방지될 수 있다. 기판(W)이 화학적 기계적 공정에 의해 평탄화되었기 때문일 수 있다.
도 15는 도 6 및 도 11의 제 1 및 제 2 스프레이들(68, 88)의 충격력에 따른 파티클 제거 효율을 보여준다.
도 15를 참조하면, 제 1 및 제 2 스프레이들(68, 88)의 충격력이 증가하면 파티클 제거 효율은 증가될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 스프레이들(68, 88)의 충격력이 60gF 내지 80gF로 증가되면, 파티클 제거 효율은 77% 내지 90%로 증가할 수 있다.
따라서, 제 1 및 제 2 스프레이들(68, 88)의 충격력이 약 80gF 이상으로 증가되면, 도 14의 세정 장치(40a)는 도 2의 제 2 세정 부(70) 없이 100%의 파티클 제거 효율을 가질 수 있다. 또한, 세정 장치(40a)는 브러시들(74)의 오염에 따른 기판(W)의 역 오염을 방지할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들 및 응용 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (20)
- 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 기판에 제공하는 제 1 이중 노즐을 포함하는 제 1 세정 부; 및
상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액과, 상기 제 2 약액을 용해시키고 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 상기 기판 상에 제공하는 제 2 이중 노즐을 포함하는 제 2 세정 부를 포함하되,
상기 제 1 이중 노즐은:
상기 제 1 스프레이를 제 1 압력으로 제공하는 제 1 고압 노즐; 및
상기 제 1 고압 노즐에 제 1 방향으로 연결되고, 상기 제 1 약액을 상기 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력으로 제공하는 제 1 저압 노즐을 포함하되,
상기 제 1 세정 부는 상기 제 1 이중 노즐을 상기 기판 상으로 이동시키는 제 1 암을 더 포함하되,
상기 제 1 암은, 상기 제 1 약액 및 상기 제 1 스프레이의 제공 동안에, 상기 제 1 이중 노즐을 상기 기판의 중심으로부터 가장자리 방향으로 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 이동하는 세정 장치 - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 세정 부와 상기 제 2 세정 부 사이에 배치되는 제 3 세정 부를 더 포함하되,
상기 제 3 세정 부는 상기 기판 상에 제공되는 브러시와, 제 3 약액을 상기 기판 상에 제공하는 단일 노즐을 포함하는 세정 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 약액은 산성 용액을 포함하되,
상기 제 2 및 제 3 약액들은 알카리성 용액을 포함하는 세정 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 약액은 불산을 포함하되,
상기 제 2 및 제 3 약액들은 암모니아수를 포함하는 세정 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 불산은 0.01wt% 내지 2wt%의 중량 퍼센트를 갖는 세정 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 암모니아수는 0.01wt% 내지 4wt%의 중량 퍼센트를 갖는 세정 장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 이중 노즐은:
상기 제 2 스프레이를 제 3 압력으로 제공하는 제 2 고압 노즐; 및
상기 제 2 고압 노즐에 제 3 방향으로 연결되고, 상기 제 2 약액을 상기 제 3 압력보다 낮은 제 4 압력으로 제공하는 제 2 저압 노즐을 포함하는 세정 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 세정 부는 상기 제 2 이중 노즐을 상기 기판 상으로 이동시키는 제 2 암을 더 포함하되,
상기 제 2 암은, 상기 제 2 약액 및 상기 제 2 스프레이의 제공 동안에, 상기 제 2 이중 노즐을 상기 기판의 중심으로부터 가장자리 방향으로 상기 제 3 방향과 반대되는 제 4 방향으로 이동하는 세정 장치. - 기판을 반송하는 기판 반송 부;
상기 기판을 연마하는 연마 패드를 포함하는 연마 장치; 및
상기 연마 장치에서 연마된 상기 기판을 세정하여 상기 연마 장치로부터 생성된 파티클들을 제거하는 세정 장치를 포함하되,
상기 세정 장치는:
제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 상기 기판에 제공하는 제 1 이중 노즐을 포함하는 제 1 세정 부; 및
상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액과, 상기 제 2 약액을 용해시키고 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 상기 기판 상에 제공하는 제 2 이중 노즐을 포함하는 제 2 세정 부를 포함하되,
상기 제 1 이중 노즐은 상기 제 1 스프레이를 상기 기판의 중심으로부터 가장자리 방향으로 상기 제 1 약액보다 선행하여 제공하는 화학적 기계적 연마 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 약액은 산성 용액을 포함하고, 상기 제 2 약액은 알카리성 용액을 포함하는 화학적 기계적 연마 시스템 - 삭제
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 이중 노즐은 상기 제 2 스프레이를 상기 기판의 중심으로부터 가장자리 방향으로 상기 제 2 약액보다 선행하여 제공하는 화학적 기계적 연마 시스템. - 기판 상에 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 제공하는 단계;
상기 기판 상에 브러시를 제공하고, 및 상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액을 제공하는 단계; 및
상기 기판 상에 상기 제 2 약액과 동일한 제 3 약액과, 상기 제 3 약액을 용해시키는 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 제공하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 스프레이는 상기 제 1 약액의 압력보다 높은 압력으로 제공되고, 상기 기판의 중심에서 가장자리 방향으로 상기 제 1 약액보다 선행하여 제공되는 세정 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 약액은 산성 용액을 포함하되,
상기 제 2 약액 및 제 3 약액은 알카리성 용액을 포함하는 세정 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 약액은 불산을 포함하고, 상기 제 2 약액 및 제 3 약액은 암모니아수를 포함하는 세정 방법. - 삭제
- 제 15 항에 있어서,
상기 제 2 스프레이는 상기 제 3 약액의 압력보다 높은 압력으로 제공되고, 상기 기판의 중심에서 가장자리 방향으로 상기 제 3 약액보다 선행하여 제공되는 세정 방법. - 기판을 준비하는 단계;
상기 기판을 연마하는 단계; 및
상기 연마된 기판 상의 파티클들을 제거하여 상기 기판을 세정하는 단계를 포함하되,
상기 기판을 세정하는 단계는:
상기 기판 상에 제 1 약액과, 상기 제 1 약액을 용해시키는 제 1 용액을 함유하는 제 1 스프레이를 제공하는 단계;
상기 기판 상에 브러시를 제공하고, 및 상기 제 1 약액과 다른 제 2 약액을 제공하는 단계; 및
상기 기판 상에 상기 제 2 약액과 동일한 제 3 약액과, 상기 제 3 약액을 용해시키는 상기 제 1 용액과 동일한 제 2 용액을 함유하는 제 2 스프레이를 제공하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 스프레이는 상기 제 1 약액의 압력보다 높은 압력으로 제공되고, 상기 기판의 중심에서 가장자리 방향으로 상기 제 1 약액보다 선행하여 제공되는 반도체 소자의 제조 방법.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/428,963 US10388537B2 (en) | 2016-04-15 | 2017-02-09 | Cleaning apparatus, chemical mechanical polishing system including the same, cleaning method after chemical mechanical polishing, and method of manufacturing semiconductor device including the same |
| CN201710243397.0A CN107301946B (zh) | 2016-04-15 | 2017-04-14 | 清洁装置、清洁方法以及制造半导体器件的方法 |
| US16/020,585 US20180315613A1 (en) | 2016-04-15 | 2018-06-27 | Cleaning apparatus, chemical mechanical polishing system including the same, cleaning method after chemical mechanical polishing, and method of manufacturing semiconductor device including the same |
| US17/121,233 US20210098261A1 (en) | 2016-04-15 | 2020-12-14 | Cleaning apparatus, chemical mechanical polishing system including the same, cleaning method after chemical mechanical polishing, and method of manufacturing semiconductor device including the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160045909 | 2016-04-15 | ||
| KR20160045909 | 2016-04-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170119273A KR20170119273A (ko) | 2017-10-26 |
| KR102586801B1 true KR102586801B1 (ko) | 2023-10-12 |
Family
ID=60300998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160094385A KR102586801B1 (ko) | 2016-04-15 | 2016-07-25 | 세정 장치, 그를 포함하는 화학적 기계적 연마 시스템, 화학적 기계적 연마 후 세정 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102586801B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208466A (ja) | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理方法および基板処理装置 |
| JP2004146669A (ja) | 2002-08-28 | 2004-05-20 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020003250A (ko) * | 1999-12-30 | 2002-01-12 | 박종섭 | 웨이퍼의 세정방법 |
| KR20040050803A (ko) * | 2002-12-09 | 2004-06-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 화학기계적연마 후 세정방법 |
| KR100677034B1 (ko) * | 2003-10-20 | 2007-01-31 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 세정방법 및 그 장치 |
| JP5168966B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2013-03-27 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 研磨方法及び研磨装置 |
| JP6250924B2 (ja) * | 2012-10-02 | 2017-12-20 | 株式会社荏原製作所 | 基板洗浄装置および研磨装置 |
| KR102285832B1 (ko) * | 2014-07-25 | 2021-08-05 | 삼성전자주식회사 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
-
2016
- 2016-07-25 KR KR1020160094385A patent/KR102586801B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208466A (ja) | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理方法および基板処理装置 |
| JP2004146669A (ja) | 2002-08-28 | 2004-05-20 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170119273A (ko) | 2017-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210098261A1 (en) | Cleaning apparatus, chemical mechanical polishing system including the same, cleaning method after chemical mechanical polishing, and method of manufacturing semiconductor device including the same | |
| US7743449B2 (en) | System and method for a combined contact and non-contact wafer cleaning module | |
| TWI705493B (zh) | 基板洗淨裝置 | |
| US10737366B2 (en) | Dressing apparatus and wafer polishing apparatus comprising same | |
| US11027394B2 (en) | Load cup and chemical mechanical polishing apparatus and method of manufacturing including the same | |
| KR102661661B1 (ko) | 기판 세정 장치 | |
| US10734254B2 (en) | Brush cleaning apparatus, chemical-mechanical polishing (CMP) system and wafer processing method | |
| US20190189470A1 (en) | Wafer cleaning apparatus | |
| KR102493554B1 (ko) | 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체 | |
| US6560809B1 (en) | Substrate cleaning apparatus | |
| US9721801B2 (en) | Apparatus and a method for treating a substrate | |
| JP2018111146A (ja) | 基板処理システムおよび基板処理方法 | |
| KR20210023750A (ko) | 기판 처리 방법 및 기판 처리 시스템 | |
| JP2008311481A (ja) | 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び半導体製造方法 | |
| US11322346B2 (en) | Cleaning substrate method and method of processing substrate using the same | |
| US10391604B2 (en) | Method of processing thin layer | |
| KR102586801B1 (ko) | 세정 장치, 그를 포함하는 화학적 기계적 연마 시스템, 화학적 기계적 연마 후 세정 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법 | |
| US7007333B1 (en) | System and method for a combined contact and non-contact wafer cleaning module | |
| US9941109B2 (en) | Surface treatment in a chemical mechanical process | |
| US20220282918A1 (en) | Drying system with integrated substrate alignment stage | |
| TW202135217A (zh) | 基板處理裝置、及基板處理方法 | |
| US10312128B2 (en) | Chemical-mechanical polish (CMP) devices, tools, and methods | |
| KR102483002B1 (ko) | 기판 처리 장치 | |
| KR101587006B1 (ko) | 화학 기계적 연마 공정이 행해진 웨이퍼의 다단계 세정 장치 및 이에 사용되는 웨이퍼 이송 기구 | |
| US20120021673A1 (en) | Substrate holder to reduce substrate edge stress during chemical mechanical polishing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |