KR20020048911A - 화학 필름의 세정 및 건조 방법과 그 장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 웨이퍼 및 이와 유사한 형상 등의 가공물을 40초 이하의 시간 간격에서 필요에 따라 작은 공간을 차지하는 단일의 챔버 내에서 세정 및 건조하기 위한 방법 및 장치이다. 가공물은 2개의 간격을 두고 배치된 2개의 캐비티 벽에 의해 획정된 캐비티 내에 위치하고, 2개의 캐비티 벽의 간격의 거리는 가공물의 두께 보다 150㎛ 이하이다. 세정액과 헹굼액은 짧은 시간 간격 동안 주입된다. 가공물은 선택된 1차의 인출 속도로 캐비티에서 인출되고, 이와 동시에 IPA, 히드로플루오로에테르, 에틸화된 히드로플루오로에테르 혹은 히드로플루오로카본 등의 비교적 낮을 표면 장력을 지닌 선택된 건조액은 가공물 표면으로 전달된다. 세정액의 초음속 혹은 메가소닉 진동은 세정 단계, 헹굼 단계 및/또는 건조 단계에 추가될 수 있다.

Description

화학 필름의 세정 및 건조 방법과 그 장치{CHEMICAL FILM CLEANING AND DRYING}
반도체 웨이퍼 및 이와 유사하게 가공된 가공물의 세정 및 건조 방법은 종종 웨이퍼를 복수개의 반도체 칩으로 처리하는 것과 관련한 속도에 있어서 제약이 따르는 공정이다. 세정 공정은 종종 다량의 유독성 세정액의 사용을 필요로 한다. 플라스마 엣칭(plasma etching) 및 건식 세정(dry cleaning)을 이용하면 후속 공정에 의해 반드시 제거되어야 하는 플라스마 잔류물이 남게 된다. 세정 및 건조 공정 각각은 몇 분 혹은 몇 십분이 걸릴 수 있다. 이러한 특성은 종종 가공물 처리량을 시간당 100개 이하로 한정하며, 고가인 대량의 액체 소모가 요구되며, 또 그에 상응하는 다량의 결과물인 세정 및 건조 공정의 유독성 생성물의 폐기가 요구된다.
결국 필요로 하는 것은 약 1분 내에 완료 할 수 있고, 비교적 소량의 세정액 및 건조액을 소모하며, 그 중 일부는 재순환시켜 재활용 할 수 있고, 그리고 비교적 작은 공간(900cm2)의 단일의 챔버에서 행할 수 있는 가공물 세정 공정 및 가공물건조 공정이다.
본 발명은 반도체 웨이퍼 및 이와 유사한 크기의 다른 가공물을 세정 및 건조하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명을 실행하기 위해 사용하는 장치의 측면도이며,
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 여러 단계에서 가공물 세정 및 건조 공정을 예시한 사시도이고,
도 6a 및 도 6b는 가공물을 담고 있는 캐비티로 헹굼 혹은 세정 혹은 건조액을 분사하는 방법을 예시한 대략도이며,
도 7은 본 발명을 실시하기 위한 절차의 플로차트이다.
이러한 요구는 작은 공간을 차지하는 단일의 챔버 내에서 실행할 수 있고, 최대한 몇 십 ml의 세정액을 사용하며, 비유독성 등급의 건조액을 사용하고, 재활용 가능하며, 시간당 가공물 처리량이 약 100개 정도인 세정 공정 및 건조 공정을 제공하는 본 발명에 의해 달성된다.
세정할 가공물은 Si, 석영, SiwNx, SoyCz, BeO Al2O3등의 화학적으로 불활성 물질의 2개의 디스크 사이에 배치되며, 각각의 디스크는 가공물의 두께(100-1000㎛, 혹은 원할 경우 더 두꺼울 수 있다) 보다 약 25-150㎛ 더 두꺼운 평면 대 평면의 간격을 두고 인접하는 다른 디스크에 대해 평행한 평면을 구비한다. 선택된 세정액은 잔여 공간으로 주입되어 디스크의 각 평면과 인접하는 가공물 표면 사이에서 평균 두께가 12.5-75㎛ 인 화학 필름을 형성한다. 2개의 디스크와 웨이퍼를 탱크에 침지하여 DI 물(水) 혹은 이와 유사한 액체를 유동시킴으로써 그 탱크 내부에 에워싼다. 선택적으로, 20kHz 내지 1.5MHz 사이의 주파수 범위에서 진동하는 하나 또는 그 이상의 석영을 디스크 하나 또는 모두에 배치하여, 가공물 표면에 인접하는 화학 필름의 초음속 혹은 메가소닉 진동을 야기하기 위해 사용한다. 가공물의 세정 작동을 20-45초 동안 지속시키고, 그 후 세정액의 챔버를 깨끗하게 하기 위해 세정액을 DI 물 혹은 유사한 액체로 대체한다. 선택적으로, 초음속 혹은 메가소닉 진동은 또한 이러한 단계에 서 사용하여 5-15초에 소멸될 수 있다. 그 다음, DI 물을 제거하고, 가공물을 2개의 디스크에 의해 형성된 캐비티 밖으로 끌어올린다.가공물을 끌어올린 후, 2개의 가공물 표면을 히드로플루오로에테르(HFE)의 스프레이 혹은 박막(薄膜) 또는 이와 유사한 화학적 특성 및 물리적 특성을 갖는 다른 건조액에 노출시킨다. 이러한 분무 절차는 7-15초 이하 동안 요구되며, 건조액은 7-15초 이내에 휘발하여 분무가 완료된 이후에는 더 이상 존재하지 않는다. 세정 및 건조 공정 전체는 시작부터 끝까지 30 내지 120초가 요구되며, 식별 가능한 잔여물이 그 위에 잔류하지 않은 상태로 건조된 가공물을 생성하게 된다.
도 1은 선택된 거리 d(간격)를 두고 떨어지고 화학적으로 불활성의 물질로 되어 있는 2개의 디스크(15A, 15B)에 의해 형성된 캐비티(13)로 세정할 웨이퍼 혹은 다른 가공물(11)이 삽입되어 있는 것을 도시하고 있다. 각각의 디스크는 평평한 면을 구비하며, 이들 2개의 평평한 면(17A, 17B)은 서로 인접하고 그 사이에 캐비티(13)를 형성한다. 만약 가공물(11)의 두께가 d(가공물)이라고 하면, 간격의 거리 d(간격)는 평평한 면에 대한 다음의 조건을 만족한다.
d(간격) = d(가공물) + 25-150㎛
따라서, 각각의 가공물 표면과 해당하는 디스크(15A, 15B)의 인접하는 평평한 면(17A, 17B)은 평균 약 12.5-75㎛ 가 된다. 2개의 디스크(15A, 15B)와 가공물(11)은 탱크(18)에 침지되며, 이 탱크는 탱크의 가장자리를 너머 계속 넘치는 것이 바람직하고, 또 선택적으로 탱크에 연결된 액체 공급원(20)을 사용하여 보충되는 DI 물(19) 혹은 이와 유사한 액체를 담고 있다.
비교적 낮은 표면 장력 변수를 갖는 소정의 재료는 더 짧은 간격의 거리 d(간격)를 사용할 수 있지만, 상대적으로 높은 표면 인장 변수(보통의 물은 약 80 dyne/cm)를 지닌 DI 물 등의 액체는 더 긴 간격의 거리 d(간격)를 사용할 필요가 있다. 선택적으로, 간격의 거리 d(간격)는 원할 경우에 따라 수학식 1에 표시된 조건의 최소치 보다 수 mm 정도 훨씬 더 클 수 있지만, 각각의 공정에 대해 사용된 액체의 양은 d(간격)의 증가에 따라 대략 직선적으로 증가할 것이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 캐비티(13)는 또한 상부를 향해 개방되어 있는 진정한 캐비티로서 단일의 디스크 물질로 형성될 수 있다. 양호하게는, 캐비티(13)는 간격을 둔 디스크(15A, 15B)의 2개의 평면에 의해 형성되고, 그 간격의 거리는 가공물(11)의 삽입 및 인출을 용이하게 하기 위해 증가 및 감소될 수 있다.
선택적으로, 하나 또는 2개의 디스크(15A, 15B)에는 캐비티(13)에 담긴 액체에 하나 또는 그 이상의 선택된 주파수로 진동을 야기하기 위해 전류 혹은 전원(21)에 연결되고 그것에 의해 구동되는 하나 또는 그 이상의 초음속 혹은 메가소닉 수정(crystal; 21A-1, 21A-2, 21B-1, 21B-2)이 마련되어 있다. 각각의 디스크(15A, 15B) 상에 있는 초음속 혹은 메가소닉 수정의 수는 동일하거나 그렇지 않아도 좋다. 양호하게는, 초음속 혹은 메가소닉 주파수는 20kHz 내지 1.5MHz 사이의 범위에서 선택된다. Ney Ultrasonics 사에서 시판하는 초음속 변환기는 예컨대, 40, 72, 104, 136 kHz를 포함하는 초음속 주파수 시퀀스를 발생시킬 수 있다.
각각의 디스크(15A, 15B)는 Si, 석영, SiwNx, SoyCz, BeO Al2O3라도 좋고, 혹은 NH4OH, H2SO4, HCl, H2O2및 이들의 혼합물 등의 선택된 세정 화학물에 노출될 때, 또 가공물 표면 상에서 이들 세정제의 하나 또는 그 이상과 이들 물질의 반응 생성물에 노출될 때, 화학적으로 불활성인 이와 유사한 고체 물질이라도 좋다. 상기 디스크는 필수적이지는 않지만 바람직하게는 동일한 재료로 구성되는 것이 좋다. 가공물의 한쪽 면만 처리되고 나머지 쪽의 면이 상대적으로 화학물(예컨대, 순수 Si 혹은 순수 GaAs)에 접촉되지 않을 경우, 2개의 디스크(15A, 15b)는 상이한 재료로 구성되어야 한다.
가공물(11)을 캐비티(13)에 삽입한 후, 간격의 거리 d(간격)는 도 3에 도시된 바와 같이 수학식 1의 조건이나 또는 이와 유사한 조건을 만족시키기 위해 조절된다(예상 요구 시간 5초). 탱크(18)는 가공물 표면(16a, 16B)으로부터 화학적 잔여물의 일부를 제거하기 위해 항시 DI 물, 이소프로필 알콜(IPA) 혹은 DI 물과 IPA의 혼합물 등의 제1의 헹굼액(23)으로 채워지는 것이 바람직하다(도 1 및 도 2 참조). 헹굼액(23)이 캐비티(13) 내에 존재할 경우, 이는 캐비티에 기껏해야 5-15초잔류한 후 신속하게 제거 혹은 다른 액체로 대체된다. 선택적으로, 헹굼액(23)은 초음속 및/또는 메가소닉 진동에 노출된다. 이러한 단계(옵션)에 사용된 헹굼액(23)의 양은 d(간격) 및 다른 변수에 따라 2-100밀리리터(ml)로 추정된다.
헹굼액(23)이 존재할 경우, 이는 캐비티(13)로부터 확산하며 결국에는 넘치는 액체(19)와 함께 탱크(18)로부터 흐르게 된다. H2SO4, H2SO4+H2O2, NH4OH, NH4OH+H2O2, H2SO4+H2O2, HCl, HCl+H2O2, H2O2, 등의 제1의 세정액(25) 혹은 다른 적절한 세정액을 도 3에 도시된 바와 같이 15-45초 동안 캐비티에 넣어 충전하고, 그리고 선택적으로 이러한 시간 간격의 일부 혹은 전부 동안 초음속 및/또는 메가소닉 진동에 노출시킨다. 이 단계에서 사용한 세정액(25)의 양은 2-100ml로 추정된다.
세정액(25)은 캐비티(13)로부터 확산되고 결국에는 넘치는 액체(19)와 함께 탱크(18)로부터 흐르게 된다. 그 다음, 제2의 헹굼액(26)을 캐비티(13)에 넣어 그곳에서 5-15초 동안 잔류시키며, 결국에는 넘치는 액체(19)와 함께 탱크(18)로부터 흐르게 된다. 선택적으로, 세정액(26)은 초음속 및/또는 메가소닉 진동에 노출된다. 이 단계에서 사용한 세정액(23)의 양은 2-100ml로 추정된다.
선택적으로, H2SO4, H2SO4+H2O2, NH4OH, NH4OH+H2O2, H2SO4+H2O2, HCl, HCl+H2O2, H2O2혹은 이들의 혼합물 등의 제2의 세정액(27) 혹은 다른 적절한 세정액을 도 4에 도시된 바와 같이 15-45초 동안 캐비티(13)에 넣어 충전하고, 그리고 선택적으로 이러한 시간 간격의 일부 혹은 전부 동안 초음속 및/또는 메가소닉 진동에 노출된다. 양호하게는, 가공물(11)의 직경은 디스크(15a, 15B)의 각각의 직경보다 더 작기 때문에, 캐비티(13)를 채우고 있는 액체의 일부는 넘어 흐르고 가공물을 에워싸는 액체 "후광(halo)"(12)을 형성한다. 이 단계(옵션)에서 사용한 제2 세정액(27)의 양은 2-100ml로 추정된다. 원할 경우, 이 공정에 2가지 이상의 세정액을 사용할 수 있다. 각각의 헹굼액(23)의 온도에 있어서, 제1의 세정액(25), 제2의 헹굼액(26), 선택적인 제2의 세정액(27), 선택적인 제3의 헹굼액(28)은 양호하게는 10-90℃ 이지만 원할 경우 더 높아도 좋다.
제2의 세정액(25)은 캐비티(13)로부터 확산되고 결국에는 넘치는 액체(19)와 함께 탱크(18)로부터 흐르게 된다. 그 다음, 제3의 헹굼액(26)(선택 사항)을 캐비티(13)에 넣어 그곳에서 5-15초 동안 잔류시키며, 결국에는 넘치는 액체(19)와 함께 탱크(18)로부터 흐르게 된다. 선택적으로, 세정액(28)은 초음속 및/또는 메가소닉 진동에 노출된다. 이 단계에서 사용한 세정액(28)의 양은 2-100ml로 추정된다.
이 시점에서, 가공물(11)은 도 5에 도시된 바와 같이 캐비티(13)로부터 천천히 인출되며, 양호하게는 0.5-5cm/초의 1차의(linear) 인출 속도(r)로, 혹은 원할 경우 좀 더 빨리 인출되어도 좋다. 캐비티(13)가 불활성 물질의 2개의 디스크(15A, 15B)에 의해 형성될 경우, 이들 2개의 디스크는 먼저 더 큰 간격의 거리로 분리될 수 있고 가공물(11)은 파지되거나 그렇지 않으며 접촉되어 상향으로 이동될 수 있다. 가공물(11)이 캐비티(13) 밖으로 상향으로 이동할 때, 2개의 분무기 혹은 액체 전달 아암(29A, 29B)은 선택된 건조액(31)을 가공물의 각각의 표면(16A, 16B) 상에 전달한다. 가공물(11)의 크기와 인출 속도(r)에 따라, 가공물은 예상된 7-15초에, 또는 원할 경우 더 길게 캐비티(13)로부터 인출될 수 있다. 선택적으로, 가공물(11) 및/또는 건조액(31)은 캐비티(13)로부터 가공물을 인출하는 시간 간격의 일부 혹은 전부 동안 초음속 및/또는 메가소닉 진동에 노출된다.
선택된 건조액(31)은 양호하게 건조액 공급원(33) 근처에 저장되고, 건조액은 히드로플루오로에테르(HFE) 등의 액체이며 이는 또한 C5OF9H3의 일반식을 갖고 기본적으로 CF3-CF2-CF2-O-CH3와 (CF3)2-CF-CF2-O-CH3중 하나인 화학 합성물 혹은 이들 두 합성물의 혼합물을 지닌 메틸 노나플루오로부틸 에테르로 불린다. HFE로는 미국 미네소타주 소재의 3M 컴패니에서 상품명 HFE-7100으로 시판되는 것이나, 또는 이 HFE와 트랜스-1,2-디크로로에틸렌, H2CIC-CClH2(HFE 공비 혼합물을 생성) 등의 하나 또는 다른 화학물이나 또 다른 할로겐 함유 알켄과의 혼합물이라도 좋다. HFE의 사용을 위한 양호한 온도 범위는 T= 20-60℃ 이다. HFE의 빙점 및 비등점은 대략 T= -135℃ 와 T= 60℃ 이다. HFE의 밀도와 표면 장력은 각각 1.52gm/cm3과 13.6dyne/cm이다. 다른 HFE 조성물의 비등점은 38℃ 내지 80℃ 이다. 이와는 대조적으로, 이소프로필 알콜(IPA)과 물은 표면 장력은 각각 17.6dyne/cm과 80dyne/cm이다.
또한, 건조액으로는 3M 컴패니에서 상품명 HFE-7200으로 시판되는 에틸화된 히드로플루오로에테르(eth-HFE; C6OF9H5), 또는 히드로플루오로에테르 또는 에틸화된 히드로플루오로에테르와, 트랜스-1,2-디크로로에틸렌, H2CIC-CClH2(HFE 공비 혼합물을 생성) 등의 하나 또는 다른 화학물이나 또 다른 할로겐 함유 알켄과의 혼합물이라도 좋다. HFE의 분자량과 eth-HFE의 분자량은 각각 물의 분자량(18) 혹은 IPA의 분자량(60) 보다 훨씬 더 높은 약 260, 274 이다(즉, 260/18 = 14.5＞＞1, 그리고 274/18 = 15.2＞＞1). 따라서, HFE 및 eth-HFE는 이러한 건조액의 배스(bath) 혹은 스프레이로부터 가공물을 인출할 때, 가공물의 표면으로부터 표면 장력을 높게 조절함으로써 IPA, 물 및 다른 액체 기질로 치환될 수 있다. 인력이 있는 화학적 특성 및 물리적 특성, CaFbH2a+2-bOc(a=2 또는 3; 3=b=8; c=1 또는 2)의 일반식을 갖는 순환기 혹은 알킬기 히드로플루오로에테르를 갖는 또 다른 적절한 건조액은 미국 델라웨어주 윌링톤 소재의 듀퐁 케미컬 컴패니에서 입수할 수 있다. 또한, 듀퐁 케미컬 컴패니에서 입수할 수 있는 또 다른 적절한 건조액은 CnFmH2n+2-m(1=n=4; 1=m=8)의 일반식을 갖는 히드로플루오로카본이다. 듀퐁 화학물은 본 명세서에서 참고로 한 미국 특허 제5,605,882에 개시되어 있다. 또 다른 적절한 낮은 표면 장력의 건조액은 약 17.6dyne/cm의 표면 장력 변수를 갖는 IPA이다.
가공물(11)을 인출할 때, 세정액에 대한 건조액(31)의 더 높은 밀도 및 더 낮은 표면 장력은 건조액으로 하여금 (1) 어떠한 잔여 액적을 가공물 표면으로부터 더 높은 표면 장력 변수로 쉽게 치환시키기 위해 또 (2) 가공물(11)의 노출된 표면(또는 그 일부)을 액체 속으로 탱크(18)의 바닥을 향해 아래로 이동시키도록 해준다. 가공물 표면(16A, 16B)은 가공물을 건조액(31)으로부터 제거한 후 7-30초 내에 건조된다. 가공물(11)은 또한 이러한 접근법을 이용하여 노출된 가공물표면(16A, 16B)으로부터의 약간의 잔류물을 제거함으로써 세정된다.
건조액의 유거수(runoff)(HFE, eth-HFE, IPA, 듀퐁 히드로플루오로에테르, 듀퐁 히드로플루오로카본 혹은 또 다른 적절한 액체)가 온도 T=20-60℃로 유지될 때, 휘발로 인해 정상적으로 노출된 액체 표면을 갖는 하나의 챔버에 대해 기껏해야 이러한 액체의 분당 수밀리미터를 상실하게 된다. 이러한 휘발 손실은 휘발된 건조액(31)에 대한 증기 회수를 이용함으로써 감소될 수 있다. 건조액(31)은 잔여물을 제거하고 건조액(31)을 재순환시키기 위해 탱크(18)의 바닥으로부터 필터(37)를 통해 인출될 수 있고, 건조 및/또는 세정에 재사용하기 위해 컨테이너(33)로 복귀될 수 있다.
상기 공정을 행하기 위해 요구된 예상 총 시간은 다음과 같다.
가공물 삽입5(초)
제1 헹굼5-15
제1 세정15-45
제2 헹굼5-15
제2 세정(옵션)15-45
제3 헹굼(옵션)5-15
인출/건조 스프레이7-15
건조7-30
총시간(초)44(최소)-185(최대)
최소의 처리 시간의 예상인 44초는 시간당 약 82개의 가공물을 처리한 것과일치하는 시간이다. 이러한 수치는 본 발명에 따른 일렬식(tandem) 또는 배치식(batch) 가공물 처리를 이용하여 증가될 수 있다. 일렬식 처리에서, 제1 및 제2의 가공물은 제1 및 제2의 인접한 탱크에서, 양호하게는 각각의 가공물을 상이한 처리 단계에서 언제라도 겪게 하여 처리된다.
캐비티(13)에 액체를 넣는 단계는 압축된 액체 공급원을 사용하면 양호하게는 달성된다. 이를 실행하기 위한 하나의 방법은 도 6A에 도시된 바와 같이, 액체 공급원(43)에 부착되고 스텝형 모터(45)에 의해 구동되는, 5내지 100ml의 액체를 담고 있는 주사기를 사용하는 것이다. 또 하나의 방법은 도 6B에 도시된 바와 같이, 캐비티(13)에 액체를 넣기 위해 액체 공급원(53)에 연결된, 양변위 계측식 펌프(55)와 분배관(51)을 사용하는 것이다. 양호하게는, 각각 상이한 액체는 그 자체의 주사기 혹은 펌프를 지니며, 2개 혹은 그 이상의 주사기 혹은 펌프들이 도 6A에 도시된 14A-3과 같이 공통의 구멍을 공유할 수 있다.
일실시예에 있어서, 각각의 공정(제1 헹굼, 제1 세정, 제2 헹굼, 제2 세정, 제3 헹굼, 건조)이 완료됨에 따라, 가장 최근에 주입된 액체를 담고 있는 주사기 혹은 펌프를 후퇴하고, 다음에 주입된 액체를 담고 있는 주사기 혹은 펌프를 그 위치로 이동시킨다. 주사기 혹은 펌프는 액체를 캐비티(13)에 상부로부터 주입시키고 중력 및/또는 모세관 작용력에 의해 가공물의 표면을 따라 이 액체가 분배되도록 캐비티의 상부에 또는 그 근처에 배치할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 복수개의 주사기 혹은 펌프 각각은 디스크(15A, 15B)중 하나의 분리 구멍(도 6A 혹은 도 6B의 14A-1, 14A-2, 14A-3, 14B-1 혹은14B-2)에 위치하며, 각각의 주사기 혹은 펌프에 담긴 액체는 전체의 공정에서 상이한 시간에 주입된다. 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 2개의 분리 구멍(예, 도 1의 14A-3, 14B-1)은 캐비티(13)에 상이한 액체를 도입하기 위해 사용된다. 단일의 중앙 구멍(예, 도 1의 14A-1)은 캐비티(13)에 액체를 도입하기 위해 사용할 수 있다. 그러나, 캐비티에 액체를 도입하여 캐비티 내의 액체에 중력 작용 효과를 보상하는 것을 돕도록 중앙 위치(예, 도 1의 14A-2, 14A-3, 14B-1, 14B-2)에서 오프셋되고 그 위에 위치하는 하나 또는 그 이상의 구멍을 사용해도 좋다. 이들 실시예에서, 캐비티(13) 내의 액체는 캐비티에 다음 액체를 도입함으로써 캐비티로부터 치환된다.
변형례로서, 제1의 헹굼 공정, 제1의 세정 공정, 제2의 헹굼 공정, 제2의 세정 공정 및 제3의 세정 공정 각각이 종료될 때, 캐비티(13) 내의 액체가 중력에 의해 신속히 배수되기 충분한 작은 거리(?d) 만큼 디스크(15A, 15B)중 하나를 다른 디스크로부터 간격을 두고 떼어놓을 수 있다. 그 다음 2개의 디스크(15A, 15B)를 함께 원래의 간격의 거리 d(간격)로 이동시키고, 후속의 처리 액체를 주입하고 후속의 처리 단계를 시작한다.
도 7은 본 발명의 방법의 일실시예의 실시를 예시하는 플로차트이다. 단계 61에서, 캐비티에 가공물을 삽입한다. 단계 63(옵션)에서, 제1의 헹굼액으로 캐비티를 채우고, 가공물 및 제1의 헹굼액에 선택적으로 초음속 및/또는 메가소닉 진동을 가한다. 단계 65(옵션)에서, 캐비티에서 제1의 헹굼액을 제거한다. 단계 67에서, 제1의 세정액으로 캐비티를 채운다. 단계 69에서, 가공물 및 제1의 세정액에선택적으로 초음속 및/또는 메가소닉 진동을 가한다. 단계 71에서, 캐비티에서 제1의 세정액을 제거한다. 단계 73에서, 제2의 헹굼액으로 캐비티를 채우고, 가공물 및 제2의 세정액에 선택적으로 초음속 및/또는 메가소닉 진동을 가한다. 단계 75에서, 캐비티에서 제2의 헹굼액을 제거한다.
단계 77(옵션)에서, 제2의 세정액으로 캐비티를 채우고, 가공물 및 제2의 세정액에 초음속 및/또는 메가소닉 진동을 가한다. 단계 79(옵션)에서, 캐비티에서 제2의 세정액을 제거한다. 단계 81(옵션)에서, 제3의 헹굼액으로 캐비티를 채우고, 가공물 및 제3의 헹굼액에 선택적으로 초음속 및/또는 메가소닉 진동을 가한다. 단계 83(옵션)에서, 캐비티에서 제3의 헹굼액을 제거한다.
단계 85에서, 선택된 1차의 인출 속도에서 캐비티로부터 가공물을 필수 사항은 아니지만 양호하게는 상향으로 인출한다. 단계 87에서, 가공물이 캐비티로부터 인출될 때, 선택된 건조액을 가공물 표면에 분무하거나 그렇지 않을 경우 가공물 표면으로 전달한다. 각각의 가공물 표면 상의 액체 전달 영역은 얇은 라인, 통상의 다각형 영역(삼각형, 사각형 등)일 수 있거나, 혹은 하나 또는 그 이상의 곡선의 경계를 갖는 다각형 영역일 수 있다.
본 발명의 방법이 실시되는 단일의 처리 챔버는 디스크(15A, 15B)와, 탱크(18)와, 헹굼액, 세정액 및 건조액의 공급원과, 그리고 액체 주입 기구를 포함하여 그 공간이 차지하는 면적이 약 900cm2이다.

Claims (38)

  1. 가공물의 적어도 일면을 세정 및 건조하는 방법으로,
    제1 및 제2의 거의 평행한 평평한 면을 갖는 가공물을, 상기 가공물의 제1 및 제2의 평평한 면 각각에 거의 평행한 제1 및 제2의 캐비티 벽에 의해 부분적으로 획정된 캐비티 내에 각각의 캐비티 벽과 가공물의 인접하는 평평한 면과의 사이의 간격 거리를 약 150㎛ 이하로 하여 위치시키는 단계와,
    선택된 세정액을 선택된 세정 시간 간격 동안 캐비티에 주입하여 그 세정액을 제거하는 단계와,
    선택된 헹굼액을 선택된 헹굼 시간 간격 동안 캐비티에 주입하여 그 헹굼액을 제거하는 단계와,
    캐비티에서 가공물을 선택된 1차의 인출 속도(r)로 인출하고, 물의 분자량보다 훨씬 더 크고 약 20dyne/cm 이하의 표면 장력 변수를 갖는 선택된 건조액을, 가공물이 캐비티로부터 빠져 나올 때, 가공물의 적어도 일면 상으로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 건조액을 이소프로필 알콜, 히드로플루오로에테르, 에틸화된 히드로플루오로에테르 및 히드로플루오로카본으로 이루어진 건조액의 그룹에서 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세정액을 NH4OH, NH4OH+H2O2, H2SO4, H2SO4+H2O2, HCl, HCl+H2O2, H2O2로 이루어진 액체의 그룹에서 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 세정액과 상기 가공물 중 적어도 하나에 20kHz 내지 1.5MHz 사이의 적어도 하나의 주파수의 진동을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 선택된 헹굼액을 물, DI 물, 이소프로필 알콜 및 DI 물과 이소프로필 알콜의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 헹굼액과 상기 가공물 중 적어도 하나에 20kHz 내지 1.5MHz 사이의 적어도 하나의 주파수의 진동을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 캐비티에서 상기 제1의 세정액을 제거한 후, 선택된 제2의 세정액을 선택된 제2의 세정 시간 간격 동안 상기 캐비티에 주입하고 상기 캐비티에서 제2의 액체를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2의 세정액을 NH4OH, NH4OH+H2O2, H2SO4, H2SO4+H2O2, HCl, HCl+H2O2, H2O2로 이루어진 액체의 그룹에서 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2의 세정액과 상기 가공물 중 적어도 하나에 20kHz 내지 1.5MHz 사이의 적어도 하나의 주파수의 진동을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 인출 속도(r)가 0.5cm/초 내지 5cm/초 범위에 있도록 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 캐비티에서 상기 가공물을 인출하기 전에, 선택된 양만큼 상기 제1 및 제2의 캐비티 벽들 사이의 상기 간격의 거리를 증가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 삼각형, 사각형 및 적어도 곡선의 경계를 갖는 다각형으로 그린 선택된 패턴으로 상기 가공물의 상기 적어도 일면 상으로 상기 건조액을 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 세정액의 2ml 내지 100ml을 상기 캐비티로 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 헹굼액의 2ml 내지 100ml을 상기 캐비티로 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 건조액의 적어도 일부를 수집하고, 수집된 부분을 여과하고, 여과된 건조액을 청구항 1의 단계에 적어도 한번 재사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 캐비티에 상기 세정액과 상기 헹굼액의 적어도 하나를 주입하는 상기 단계는 상기 제1의 캐비티 벽과 상기 제2의 캐비티 벽의 적어도 하나의 구멍을 통해 상기 세정액을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1의 캐비티 벽과 상기 제2의 캐비티 벽 중 상기 적어도 하나에 있은 중앙 위치로부터 간격을 두고 그 위에 놓인 상기 제1의 캐비티 벽과 상기 제2의 캐비티 벽 중 상기 적어도 하나를 위한 위치를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 캐비티에 상기 세정액과 상기 헹굼액의 적어도 하나를 주입하는 상기 단계는 상기 제1의 캐비티 벽과 상기 제2의 캐비티 벽의 적어도 하나의 제1 구멍을 통해 상기 세정액을 주입하고 제2의 구멍을 통해 상기 헹굼액을 각각 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 캐비티에 상기 세정액을 주입하고 상기 헹굼액을 주입하는 상기 공정 단계의 적어도 하나를 위해 컨테이너에 담긴 선택된 불활성 액체에 의해 상기 캐비티와 상기 가공물을 에워싸는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 가공물의 적어도 일면을 세정 및 건조하는 장치로,
    제1 및 제2의 평평한 면을 갖는 가공물을 수납하는 평행한 제1 및 제2의 캐비티 벽에 의해 부분적으로 획정된 캐비티로, 상기 제1 및 제2의 캐비티 벽은 상기 제1 및 제2의 평평한 가공물의 표면에 각각 거의 평행하고, 각각의 캐비티 벽과 가공물의 인접하는 평평한 면과의 사이의 간격 거리가 약 150㎛ 이하로 되어 있는 캐비티와,
    선택된 세정액을 선택된 세정 시간 간격 동안 캐비티에 주입하는 세정액 장치와,
    선택된 헹굼액을 선택된 헹굼 시간 간격 동안 캐비티에 주입하여 헹굼액 장치와,
    캐비티에서 가공물을 선택된 1차의 인출 속도(r)로 인출하고, 물의 분자량보다 훨씬 더 크고 약 20dyne/cm 이하의 표면 장력 변수를 갖는 선택된 건조액을, 가공물이 캐비티로부터 빠져 나올 때, 가공물의 적어도 일면 상으로 전달하는 가공물 인출 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 건조액은 이소프로필 알콜, 히드로플루오로에테르, 에틸화된 히드로플루오로에테르 및 히드로플루오로카본으로 이루어진 건조액의 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 세정액은 NH4OH, NH4OH+H2O2, H2SO4, H2SO4+H2O2, HCl, HCl+H2O2, H2O2로 이루어진 액체의 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 세정액과 상기 가공물 중 적어도 하나에 20kHz 내지 1.5MHz 사이의 적어도 하나의 주파수의 진동을 가하는 진동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제20항에 있어서, 상기 선택된 헹굼액은 물, DI 물, 이소프로필 알콜 및 DI 물과 이소프로필 알콜의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는장치.
  25. 제20항에 있어서, 상기 헹굼액과 상기 가공물 중 적어도 하나에 20kHz 내지 1.5MHz 사이의 적어도 하나의 주파수의 진동을 가하는 진동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제20항에 있어서, 상기 캐비티에서 상기 제1의 세정액을 제거한 후, 선택된 제2의 세정액을 선택된 제2의 세정 시간 간격 동안 상기 캐비티에 주입하고 상기 캐비티에서 제2의 액체를 제거하는 제2의 세정 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제2의 세정액은 NH4OH, NH4OH+H2O2, H2SO4, H2SO4+H2O2, HCl, HCl+H2O2, H2O2로 이루어진 액체의 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제20항에 있어서, 상기 제2의 세정액과 상기 가공물 중 적어도 하나에 20kHz 내지 1.5MHz 사이의 적어도 하나의 주파수의 진동을 가하는 진동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제20항에 있어서, 상기 인출 속도(r)가 0.5cm/초 내지 5cm/초 범위에 있도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제20항에 있어서, 상기 가공물 인출 장치는 상기 캐비티에서 상기 가공물을 인출하기 전에, 선택된 양만큼 상기 제1 및 제2의 캐비티 벽들 사이의 상기 간격의 거리를 증가시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제20항에 있어서, 상기 가공물 인출 장치는 삼각형, 사각형 및 적어도 곡선의 경계를 갖는 다각형으로 그린 선택된 패턴으로 상기 가공물의 상기 적어도 일면 상으로 상기 건조액을 전달하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제20항에 있어서, 상기 세정 장치는 상기 세정액의 2ml 내지 100ml을 상기 캐비티로 주입하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제20항에 있어서, 상기 헹굼 장치는 상기 헹굼액의 2ml 내지 100ml을 상기 캐비티로 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제20항에 있어서, 상기 건조액의 적어도 일부를 수집하고, 수집된 부분을 여과하고, 여과된 건조액을 청구항 20의 단계에 적어도 한번 재사용하는 건조액 여과 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제20항에 있어서, 상기 세정액 장치와 상기 헹굼액 장치 중 적어도 하나는 상기 캐비티에 상기 세정액과 상기 헹굼액 중 적어도 하나가 통과되는 상기 제1의 캐비티 벽과 상기 제2의 캐비티 벽의 적어도 하나의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 제1의 캐비티 벽과 상기 제2의 캐비티 벽 중 상기 적어도 하나에 있은 상기 구멍의 위치는 상기 제1의 캐비티 벽과 상기 제2의 캐비티 벽 중 상기 적어도 하나의 중앙 위치로부터 간격을 두고 그 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제20항에 있어서, 상기 세정액 장치와 상기 헹굼액 장치는 상기 제1 캐비티 벽과 상기 제2 캐비티 벽의 적어도 하나에 상기 세정액이 주입되는 제1의 구멍과 상기 헹굼액이 주입되는 제2의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제20항에 있어서, 상기 캐비티와 상기 가공물은 상기 캐비티에 상기 세정액과 상기 헹굼액 중 적어도 하나가 주입될 때, 컨테이너에 담긴 선택된 불활성 액체에 의해 에워싸이는 것을 특징으로 하는 장치.
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