KR20100015359A - 경사진 진공 도관을 갖는 근접 헤드 시스템, 장치 및 방법 - Google Patents

경사진 진공 도관을 갖는 근접 헤드 시스템, 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

근접 헤드는 헤드 표면을 포함한다. 헤드 표면은 제 1 평탄 영역 및 복수의 제 1 도관을 포함한다. 복수의 제 1 도관의 각각의 도관은 복수의 제 1 이산 홀의 대응하는 홀에 의해 정의된다. 복수의 제 1 이산 홀은 헤드 표면에 존재하며 제 1 평탄 영역을 통하여 연장된다. 헤드 표면은 또한 제 2 평탄 영역 및 복수의 제 2 도관을 포함한다. 복수의 제 2 도관은 헤드 표면에 존재하며 제 2 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 2 이산 홀에 의해 정의된다. 헤드 표면은 또한 제 1 평탄 영역 및 제 2 평탄 영역 사이에 그리고 제 1 평탄 영역과 제 2 평탄 영역에 인접하여 배치된 제 3 평탄 영역 및 복수의 제 3 도관을 포함한다. 복수의 제 3 도관은 헤드 표면에 존재하며 제 3 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 3 이산 홀에 의해 정의된다. 제 3 도관은 제 3 평탄 영역에 대해 제 1 각도로 형성된다. 제 1 각도는 30 도와 60 도 사이이다. 근접 헤드를 사용하여 기판을 처리하는 시스템 및 방법이 또한 설명된다.
근접 헤드, 헤드 표면, 평탄 영역, 도관, 이산 홀

Description

경사진 진공 도관을 갖는 근접 헤드 시스템, 장치 및 방법{PROXIMITY HEAD WITH ANGLED VACUUM CONDUIT SYSTEM, APPARATUS AND METHOD}
배경
본 발명은 일반적으로 반도체 제조 공정에 관한 것으로서, 특히 근접 헤드를 사용하여 반도체를 처리하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
반도체 칩 제조 공정에서, 웨이퍼의 표면상에 바람직하지 않은 잔류물을 남기는 제조 공정이 수행된 웨이퍼를 세정 및 건조할 필요가 있다는 것은 잘 알려져 있다. 그러한 제조 공정의 예는 플라즈마 에칭 및 화학 기계적 연마 (CMP: chemical mechanical polishing) 를 포함한다. CMP 에서, 웨이퍼는 웨이퍼 표면을 연마 표면에 대해 가압하는 홀더 내에 배치된다. 슬러리는 연마를 발생시키기 위한 연마재 및 화학약품을 포함할 수 있다. 불행하게도, 이러한 공정은 웨이퍼의 표면에 슬러리 입자 및 잔류물의 축적을 남기는 경향이 있다. 바람직하지 않은 잔류 물질 및 입자는, 웨이퍼 상에 남겨진다면, 무엇보다도 웨이퍼 표면상의 스크래치 및 금속화 피쳐 (metallization feature) 간의 부적절한 상호작용 등의 결함을 발생시킬 수도 있다. 몇몇 경우에, 그러한 결함은 웨이퍼 상의 디바이스가 작동할 수 없게 할 수도 있다. 따라서, 작동불능의 디바이스를 갖는 웨이퍼를 폐기하는 부당한 비용을 회피하기 위해, 바람직하지 않은 잔류물을 남기 는 제조 공정 후 웨이퍼를 적당히 그러나 효율적으로 세정하는 것이 필요하다.
웨이퍼가 습식 세정된 후, 웨이퍼는 물 또는 세정 유체 잔존물이 웨이퍼 상에 잔류물을 남기지 않도록 하기 위해 효과적으로 건조되어야 한다. 웨이퍼 표면 상의 세정 유체가 증발하는 것이 허용된다면, 물방울이 형성될 때 보통 발생하는 바와 같이, 세정 유체 내에 이전에 용해된 잔류물 또는 오염물은 증발 후에 웨이퍼 표면상에 남을 (그리고, 예를 들어 얼룩을 형성할) 것이다. 증발이 발생하는 것을 방지하기 위해, 세정 유체는 웨이퍼 표면상의 물방울의 형성 없이 가능한 한 빨리 제거되어야 한다.
이것을 달성하기 위한 시도로, 스핀-건조 등과 같은 수개의 상이한 건조 기술 중 하나가 사용된다. 이들 건조 기술은, 만일 적절히 유지된다면, 물방울의 형성 없이 웨이퍼 표면의 건조를 초래하는 웨이퍼 표면상의 이동 액체/가스 계면의 몇몇 형태를 사용한다. 불행하게도, 이동 액체/가스 계면이 파괴되면, 전술한 모든 건조 방법에서 종종 발생하는 바와 같이, 물방울이 형성되고 증발이 발생하여 웨이퍼 표면상에 오염물 및/또는 얼룩이 남겨진다.
상술한 것의 관점에서, 기판의 표면 상의 물방울의 효과를 최소화하고 기판의 표면 상의 물방울의 형성을 실질적으로 제거하는 건조 기술에 대한 필요가 존재한다.
개요
넓게 말해서, 본 발명은 개선된 근접 헤드를 제공함으로써 이들 필요를 충족시킨다. 본 발명은 공정, 장치, 시스템, 컴퓨터 판독가능 매체, 또는 디바이스 를 포함하여, 여러가지 방식으로 구현될 수 있다. 본 발명의 몇몇의 혁신적인 실시형태가 이하에 설명된다.
일 실시형태는 헤드 표면을 포함하는 근접 헤드를 제공한다. 헤드 표면은 제 1 평탄 영역 및 복수의 제 1 도관을 포함한다. 복수의 제 1 도관의 각각의 도관은 복수의 제 1 이산 홀 중 대응하는 홀에 의해 정의된다. 복수의 제 1 이산 홀은 헤드 표면에 존재하며 제 1 평탄 영역을 통해 연장된다. 헤드 표면은 또한 제 2 평탄 영역 및 복수의 제 2 도관을 포함한다. 복수의 제 2 도관은 헤드 표면에 존재하고 제 2 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 2 이산 홀에 의해 정의된다. 헤드 표면은 또한 제 1 평탄 영역과 제 2 평탄 영역 사이에 그리고 제 1 평탄 영역과 제 2 평탄 영역에 인접하여 배치된 제 3 평탄 영역 및 복수의 제 3 도관을 포함한다. 복수의 제 3 도관은 헤드 표면에 존재하고 제 3 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 3 이산 홀에 의해 정의된다. 제 3 도관은 제 3 평탄 영역에 대해 제 1 각도로 형성된다. 제 1 각도는 30 도와 60 도 사이이다.
제 1 도관은 제 1 액체 소스에 결합되고 헤드 표면에 제 1 액체를 제공할 수 있다. 제 2 도관은 제 2 유체 소스에 결합되고 헤드 표면에 제 2 유체를 제공할 수 있다. 제 3 도관은 진공 소스에 결합되고 헤드 표면에 진공을 제공할 수 있다. 제 3 이산 홀은 트레일링 에지 (trailing edge) 를 따라 형성될 수 있다. 제 1 도관은 제 1 평면 영역에 대해 제 1 각도로 형성될 수 있고, 제 2 각도는 30 도 와 60 도 사이이다.
제 1 이산 홀은 제 1 열에 형성될 수 있고, 제 2 이산 홀은 제 2 열에 형성될 수 있으며, 제 3 이산 홀은 제 3 열에 형성될 수 있다. 제 1 열, 제 2 열 및 제 3 열은 실질적으로 평행하고, 여기서 제 3 열은 제 1 열과 제 2 열 사이에 배치될 수 있다.
제 2 도관은 제 2 평탄 영역에 대해 제 2 각도로 형성될 수 있고, 제 2 각도는 30 도 와 60 도 사이이며, 제 2 도관은 제 3 열로부터 멀리 지향된다.
근접 헤드는 또한 제 3 열로부터 제 1 열의 대향하는 측에 배치되는 제 4 평탄 영역을 포함한다. 제 4 평탄 영역은 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재한다. 제 2 열 및 제 3 열은 약 0.5 인치와 약 0.75 인치 사이의 거리만큼 분리될 수 있다.
제 3 평탄 영역은 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재할 수 있다. 제 3 평탄 영역과 제 1 평탄 영역 간의 오프셋은 약 0.020 인치 내지 0.080 인치 사이일 수 있다. 제 3 열은 제 1 평탄 영역에 대한 오프셋에서 제 3 평탄 영역에 형성될 수 있다.
제 3 이산 홀은 챔퍼링될 수 있다. 근접 헤드는 또한 제 1 도관에 결합된 제 1 챔버, 제 2 도관에 결합된 제 2 챔버 및 제 3 도관에 결합된 제 3 챔버를 포함한다.
또 다른 실시형태는 헤드 표면을 포함하는 근접 헤드를 제공하며, 그 헤드 표면은 제 1 평탄 영역 및 복수의 제 1 도관을 포함한다. 복수의 제 1 도관의 각각의 도관은 복수의 제 1 이산 홀 중 대응하는 홀에 의해 정의된다. 복수의 제 1 이산 홀은 헤드 표면에 존재하며 제 1 평탄 영역을 통해 연장된다. 헤드 표면은 또한 제 2 평탄 영역 및 복수의 제 2 도관을 포함한다. 복수의 제 2 도관은 헤드 표면에 존재하고 제 2 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 2 이산 홀에 의해 정의된다. 헤드 표면은 또한 제 1 평탄 영역과 제 2 평탄 영역 사이에 그리고 제 1 평탄 영역과 제 2 평탄 영역에 인접하여 배치된 제 3 평탄 영역 및 복수의 제 3 도관을 포함한다. 복수의 제 3 도관은 헤드 표면에 존재하고 제 3 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 3 이산 홀에 의해 정의된다. 제 3 도관은 제 3 평탄 영역에 대해 제 1 각도로 형성된다. 제 1 각도는 30 도와 60 도 사이이다. 제 3 이산 홀은 트레일링 에지를 따라 형성되고 제 4 평탄 영역은 제 3 열로부터 제 1 열의 대향하는 측 상에 배치된다. 제 4 평탄 영역은 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재한다. 제 3 평탄 영역은 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재한다.
또 다른 실시형태는 근접 헤드를 제조하는 방법으로서, 근접 헤드 내에 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버를 형성하는 단계, 헤드 표면으로부터 제 1 챔버로 복수의 제 1 도관을 형성하는 단계, 헤드 표면으로부터 제 2 챔버로 복수의 제 2 도관을 형성하는 단계 및 헤드 표면으로부터 제 3 챔버로 복수의 제 3 도관을 형성하는 단계를 포함하며, 제 3 도관은 헤드 표면에 대해 제 1 각도로 형성되며, 제 1 각도는 30 도 및 60 도 사이인, 근접 헤드를 제조하는 방법을 제공한다.
방법은 또한 헤드 표면상에 제 1 평탄 영역을 형성하는 단계, 헤드 표면상에 제 2 평탄 영역을 형성하는 단계 및 헤드 표면상에 제 3 평탄 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 제 3 평탄 영역은 제 1 평탄 영역과 제 2 평탄 영역 사이에 그리고 제 1 평탄 영역과 제 2 평탄 영역에 인접하여 배치된다. 제 3 평탄 영역은 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재한다.
방법은 또한 제 4 평탄 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 제 4 평탄 영역은 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재한다. 근접 헤드는 단일 워크피스 (work piece) 로부터 형성될 수 있다.
또 다른 실시형태는 근접 헤드를 사용하여 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 방법은 근접 헤드를 기판의 표면에 매우 근접하게 그리고 기판 표면에 실질적으로 평행한 제 1 평면에 배치시키는 단계, 근접 헤드의 헤드 표면의 제 1 평탄 영역과 기판 표면 사이에 액체 메니스커스를 형성하는 단계 및 액체 메니스커스의 트레일링 에지에 진공을 적용하는 단계를 포함하며, 여기서 진공은 액체 메니스커스로부터 액체의 실질적으로 연속적인 흐름을 초래한다. 액체 메니스커스는 리딩 에지 (leading edge) 를 포함할 수 있고, 여기서 헤드 표면은 제 2 평탄 영역을 포함할 수 있으며, 제 2 평탄 영역은 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재하며, 여기서 제 2 평탄 영역은 제 1 평탄 영역보다 기판 표면에 더 가깝도록 오프셋되며, 액체 메니스커스는 제 2 평탄 영역과 기판 표면 사이에 형성되는 리딩 에지를 포함한다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은 본 발명의 원리를 예로서 도시하는 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도면의 간단한 설명
본 발명은 첨부한 도면과 함께 다음의 상세한 설명에 의해 용이하게 이해될 것이다.
도 1a 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 기판의 표면 상에 동작을 수행하는 근접 헤드를 도시한다.
도 1b 는 본 발명의 실시형태에 따른, 근접 헤드의 헤드 표면의 도면이다.
도 1c 는 본 발명의 실시형태에 따라, 표면 (108A) 를 처리하는 방법 동작의 흐름도이다.
도 1d 는 본 발명의 실시형태에 따른, 근접 헤드 시스템의 단순화된 다이어그램이다.
도 2a 는 본 발명의 실시형태에 따른, 근접 헤드의 단면도이다.
도 2b 는 본 발명의 실시형태에 따른, 근접 헤드의 헤드 표면의 도면이다.
도 2c 는 본 발명의 실시형태에 따른, 제 3 도관 및 제 3 챔버 (208) 의 더욱 상세한 도면을 도시한다.
도 2d 는 본 발명의 실시형태에 따른, 제 3 도관 및 제 3 챔버 (208) 의 더욱 상세한 도면을 도시한다.
도 2e 는 본 발명의 실시형태에 따른, 근접 헤드를 형성하는 방법 동작의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른, 근접 헤드의 등각 투영도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른, 표면을 처리하는 방법 동작의 흐름도이다.
상세한 설명
근접 헤드에 대한 수개의 예시적인 실시형태가 이제 설명된다. 당업자에게는 본 발명이 여기에 진술된 특정 상세의 일부 또는 전부가 없이 실시될 수도 있다는 것이 분명하다.
도 1a 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 기판 (108) 의 표면 (108A) 상에 동작을 수행하는 근접 헤드 (100) 를 도시한다. 근접 헤드 (100) 는 처리되고 있는 아이템 (108) 의 상부 표면 (108A) 에 매우 근접하면서 그 상부 표면 (108A) 에 상대적으로 이동할 수 있다. 처리되고 있는 아이템 (108) 은 임의의 타입의 아이템 (예를 들어, 금속 아이템, 세라믹, 플라스틱, 반도체 기판, 또는 임의의 다른 원하는 아이템) 일 수 있다. 근접 헤드 (100) 는 또한 아이템 (108) 의 저부 표면 (108B) 을 처리 (예를 들어, 세정, 건조, 에칭, 도금 등) 하는데 사용될 수도 있다.
근접 헤드 (100) 는 근접 헤드의 헤드 표면 (110A) 으로 제 1 유체 (112) 를 전달하는 하나 이상의 제 1 도관 (112A) 을 포함한다. 근접 헤드 (100) 는 또한 헤드 표면 (110A) 으로 제 2 유체 (114) 를 전달하는 하나 이상의 제 2 도관 (114A) 을 포함한다. 제 2 유체 (114) 는 이하에 상세히 논의되는 바와 같이 제 1 유체 (112) 와 상이할 수 있다. 근접 헤드 (100) 는 헤드 표면 (110A) 으 로부터 제 1 유체 (112) 및 제 2 유체 (116) 를 제거하는 다수의 제 3 도관 (116A) 을 포함한다.
도 1b 는 본 발명의 실시형태에 따라, 근접 헤드 (100) 의 헤드 표면 (110A) 의 도면이다. 헤드 표면 (110A) 은 실질적으로 평탄한 영역 (110B, 110C, 110D) 을 포함한다. 실질적으로 평탄한 영역 (110B) 은 대응하는 제 1 도관 (112A) 중 하나로의 개구부를 정의하는 하나 이상의 이산 홀 (112B) 을 포함한다. 유사하게, 실질적으로 평탄한 영역 (110C) 은 대응하는 제 2 도관 (114A) 중 하나로의 개구부를 정의하는 하나 이상의 이산 홀 (114B) 을 포함하고, 실질적으로 평탄한 영역 (110D) 은 대응하는 제 3 도관 (116A) 중 하나로의 개구부를 정의하는 하나 이상의 이산 홀 (116B) 을 포함한다. 이산 홀 (112B, 114B 및 116B) 은 임의의 바람직한 형상 (예를 들어, 실질적으로 원형, 타원형 등), 동일 또는 상이한 사이즈일 수 있다. 예로서, 이산 홀 (112B) 은 이산 홀 (114B 및 116B) 보다 작거나 클 수 있다.
도 1a 및 도 1b 에 도시된 근접 헤드 (100) 는 단순화된 예시적인 근접 헤드이다. 근접 헤드 (100) 는 다수의 상이한 형상 및 사이즈일 수 있다. 예를 들어, 근접 헤드는 원형, 타원형, 환형 및 임의의 다른 바람직한 형상일 수 있다. 유사하게, 메니스커스 (102) 는 원형, 타원형, 직사각형, 환형, 오목형 등을 포함하나 이들에 제한되지 않는 이산 개구부 (112B, 114B 및 116B) 의 배열에 의해 정의될 수 있는 바와 같이 임의의 바람직한 형상일 수 있다. 또한, 평탄 영역 (110B, 110C 및 110D) 은 임의의 형상일 수 있다. 예로서, 평탄 영역 (110B) 은 원형, 직사각형, 타원형 또는 원하는 임의의 다른 형상일 수 있다. 제 3 이산 홀 (116B) 을 포함하는 제 2 평탄 영역 (110C) 은 평탄 영역 (110B) 을 완전히 둘러싸거나 평탄 영역 (110B) 의 일부만을 둘러쌀 수 있다. 유사하게, 제 2 이산 홀 (114B) 을 포함하는 제 3 평탄 영역 (110D) 은 평탄 영역 (110B 및 110C) 을 완전히 둘러싸거나 평탄 영역 (110B 및 110C) 의 일부만을 둘러쌀 수 있다. 예로써, 제 2 이산 홀 (114B) 은 모든 목적을 위해 그들의 전체 내에 참조로 포함되는 하나 이상의 상기 참조된 공동계류중인 출원들에서 기술된 바와 같이, 트레일링 에지 (104B) 및/또는 리딩 에지 (104A) 및/또는 측면 (104C 및 104D) 의 하나 이상의 부분에만 제한될 수 있다.
도 1c 는 본 발명의 실시형태에 따라, 표면 (108A) 을 처리하는 방법 동작 (150) 의 흐름도이다. 동작 (152) 에서, 근접 헤드 (100) 는 처리를 위해 기판 표면 (108A) 에 매우 근접하게 배치된다. 도 1a 에 도시된 바와 같은 밀접한 근접도 (H) 는 약 5 mm 로부터 약 0.5 mm 미만까지일 수 있다.
동작 (154) 에서, 액체 (112) 는 하나 이상의 제 1 도관 (112A) 및 대응하는 이산 홀 (112B) 로부터 출력되어 헤드 표면 (110A) 과 기판 표면 (108A) 사이에 제어되고 포함된 액체 메니스커스 (102) 를 형성한다. 액체 (112) 의 표면 장력은 액체가 헤드 표면 (110A) 및 기판 표면 (108A) 양자에 "부착" 되거나 끌어당겨지도록 한다. 따라서, 메니스커스 (102) 의 외부벽 (104A, 104B) 은 액체 (112) 의 표면이 헤드 표면 (110A) 과 기판 표면 (108A) 사이에서 끌어당겨질 때 형성된다. 액체 (112) 는 원하는 처리를 위한 임의의 적절한 액체 용액일 수 있다. 예로서, 액체 (112) 는 물, 탈이온화수 (DIW), 세정 유체, 에칭 용액, 도금 용액 등일 수 있다.
동작 (156) 에서, 진공이 하나 이상의 제 3 도관 (116A) 에 적용된다. 진공은 액체 (112) 를 메니스커스 (102) 로부터 이산 홀 (116B) 및 대응하는 도관 (116A) 으로 끌어당긴다. 메니스커스 (102) 로부터 끌어당겨진 액체 (112) 는 제 1 도관 (112A) 으로부터 메니스커스로 흐르는 액체의 양보다 많거나 적을 수 있다. 예로서, 근접 헤드 (100) 에는 제 1 도관 (112A) 보다 더 많은 수의 제 3 도관 (116A) 이 존재할 수도 있다. 또한, 메니스커스 (102) 가 표면 (108A) 을 가로질러 이동됨에 따라 메니스커스는 표면으로부터 부가적인 액체 및 다른 오염물을 모을 수 있다.
제 3 도관 (116A) 및 대응하는 이산 홀 (116B) 의 각각은 근접 헤드 (100) 가 헤드 표면 (110A) 과 기판 표면 (108A) 사이에 메니스커스를 포함할 수 있도록 제 1 이산 홀 (112B) 을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 소정량의 제 1 액체 (112) 가 메니스커스를 통해 흘러 기판 표면 (108A) 의 매우 제어된 처리를 제공할 수 있다. 예로서, 제 1 액체 (112) 는 기판 표면 (108A) 을 에칭하는 에칭 화학물질일 수 있다. 에칭 화학물질이 기판 표면 (108A) 과 반응함에 따라 반응 잔류물이 에칭 화학물질에 포함되게 되고, 결과로 생성되는 오염물은 에칭 화학물질의 농도 및 에칭 능력을 감소시킬 수 있다. 에칭 화학물질 (112A) 이 제 3 도관 (116A) 을 통해 메니스커스 (102) 로부터 멀리 끌어 당겨짐에 따라, 반응 잔류물 및 다른 오염물은 메니스커스로부터 휩쓸려간다. 동시에, 부가적인 비 오염된 에칭 화학물질이 제 1 도관 (112A) 을 통해 메니스커스 (102) 로 공급된다.
동작 (160) 에서, 근접 헤드 (100) 는 (예를 들어, 방향 (122) 으로) 기판 (108) 에 대해 상대적으로 이동되어 기판 표면 (108A) 을 따라 메니스커스 (102) 를 이동시킬 수 있다. 측면 (104A) 은 메니스커스가 방향 (122) 으로 기판 표면 (108A) 을 따라 이동함에 따라 메니스커스 (102) 의 리딩 에지를 형성한다. 메니스커스 (102) 는 기판 표면 (108A) 상에 있는 오염물 (120) 을 제거할 수 있다. 오염물 (120) 은 액체 방울, 고체 잔류물 또는 임의의 다른 오염물 및 그들의 결합 (예를 들어, 액체 용액 내의 고체 오염물) 일 수 있다.
측면 (104B) 은 메니스커스가 방향 (122) 으로 기판 표면 (108A) 을 따라 이동함에 따라 메니스커스 (102) 의 트레일링 에지를 형성한다. 메니스커스 (102) 내의 액체의 표면 장력은 기판 표면 (108A) 상의 실질적으로 모든 액체가 메니스커스 (102) 와 함께 제거되도록 한다. 이러한 방식으로, 메니스커스 (102) 는 기판 표면 (108A) 으로부터 모든 액체 오염물을 제거함으로써 건조 동작을 수행할 수 있다. 유사하게, 메니스커스 (102) 는 예를 들어 메니스커스 내의 기판 표면 (108A) 에 습식 에칭 또는 도금 화학물질을 적용함으로써 드라이-인-드라이-아웃 처리 동작을 수행할 수 있고 트레일링 에지 (104B) 는 에칭 또는 도금 공정으로부터 모든 액체를 제거할 것이다.
기판 표면 (108A) 을 가로질러 메니스커스 (102) 를 이동시키는 것은 또한 하나 이상의 상기 참조된 공동 계류중인 특허 출원에서 설명된 바와 같이 메니스커스를 기판 표면을 가로질러 기판 표면의 에지로부터 떨어져 제 2 표면 (124)으로 이동시키는 것을 포함한다.
선택적 동작 (158) 에서, 제 2 유체 (114) 가 기판 표면 (108A) 에 적용될 수 있다. 제 2 유체 (114) 는 표면 장력 제어 유체일 수 있다. 표면 장력 제어 유체는 이소프로필 알콜 (IPA) 증기, 질소, 유기 화합물, 헥사놀, 에틸 글리콜, CO2 가스, 및 물과 섞일 수 있는 다른 화합물 또는 이들의 조합 중 하나 이상일 수 있다. 예로서, IPA 증기는 질소 등의 불활성 캐리어 가스에 의해 반송될 수 있으며 기판 표면 (108A) 으로 반송될 수 있다.
근접 헤드 (100) 는 기판 (108) 과 물리적으로 접촉하지 않는다. 단지 제 1 액체 (112) 및 제 2 유체 (114) 만이 기판 (108) 과 접촉한다.
근접 헤드 (100) 는 또한 부가적인 기구 또는 히터 또는 다른 모니터 (118) 를 포함할 수 있다. 부가적인 기구 또는 히터 또는 다른 모니터 (118) 는 메니스커스 (102) 에 의해 기판 표면 (108A) 에 적용되는 액체 (112) 또는 처리를 모니터하는데 사용될 수 있다. 예로서, 부가적인 기구 또는 히터 또는 다른 모니터 (118) 는 액체 (112) 를 가열 또는 냉각하며 표면 (예를 들어, 표면 (108) 상의 층의 두께 또는 기판 (108) 의 두께 또는 표면 피쳐의 깊이) 또는 액체 (112) 의 농도 또는 다른 화학적 양태 (예를 들어, ph 레벨, 전도성 등) 또는 임의의 다른 원하는 양태를 측정할 수 있다. 이들 실시형태들은 하나 이상의 상기 참조된 공동 계류중인 출원에 더욱 상세히 설명되어 있다.
도 1d 는 본 발명의 실시형태에 따른 근접 헤드 시스템 (170) 의 단순화된 다이어그램이다. 근접 헤드 시스템 (170) 은 처리 챔버 (180), 제어기 (172), 진공 소스 (116'), 제 1 액체 소스 (112'), 제 2 유체 소스 (114') 를 포함한다. 제 1 액체 소스 (112'), 제 2 유체 소스 (114) 및 진공 소스 (116') 는 제어기 (172) 에 의해 제어되는 적당한 제어 밸브 또는 다른 흐름 제어 메커니즘을 통해 대응하는 도관 (112, 114, 116) 에 결합된다.
처리 챔버 (180) 는 하나 이상의 처리를 지원할 수 있다. 예로서, 처리 챔버 (180) 는 플라즈마 에칭 처리 및 근접 헤드 (100) 를 지원하여 플라즈마 에칭 처리가 아이템 (108) 을 에칭하고, 그 후 근접 헤드가 단일의 처리 챔버 내에서 인시츄로 그 아이템을 린싱, 세정 및 건조할 수 있도록 한다. 처리 챔버 (180) 는 또한 통상 클러스터 툴로서 지칭되는 다수의 다른 처리 챔버 (182, 184, 186) 에 결합될 수 있다.
근접 헤드 시스템 (170) 은 또한 아이템 (108) 의 제 2 표면 (108B) 을 처리할 수 있는 제 2 근접 헤드 (100') 를 포함한다. 근접 헤드 시스템 (170) 은 또한 아이템 (108) 에 적용된 처리를 모니터링하는 기구 (174) 를 포함할 수 있다. 근접 헤드 시스템 (170) 은 또한 근접 헤드 (100) 에 결합되어 근접 헤드를 지지 및/또는 이동시킬 수 있는 액츄에이터 (176) 를 포함할 수 있다.
제어기 (172) 는 또한 레시피 (178) 를 포함할 수 있다. 레시피 (178) 는 처리 챔버에서의 처리의 파라미터를 정의한다. 제어기 (172) 는 처리 챔버에서의 처리를 제어하기 위해 필요한 대로 처리 챔버 (180) 및 근접 헤드 (100) 및 처리 챔버의 다른 부분에 결합된다. 제어기 (172) 는 또한 처리 챔버 (180) 내 에서의 처리들에서의 레시피 (178) 를 구현하는 로직 (172A) 을 포함한다. 로직 (172A) 은 또한 처리들의 결과를 모니터링하여 모니터링된 결과에 따라 레시피의 하나 이상의 양태를 조정 또는 수정하는 능력을 포함할 수 있다.
아이템 (108) 은 근접 헤드 (100) 에 대해 상대적으로 이동될 수 있다. 예로서, 아이템은 반도체 웨이퍼일 수 있고 근접 헤드 (100) 에 대해 상대적으로 회전될 수 있다. 유사하게, 아이템 (108) 은 단일의 위치에 실질적으로 고정될 수 있고 근접 헤드 (100) 는 아이템의 표면 (108A) 을 가로질러 이동될 수 있다. 또한, 아이템 (108) 및 근접 헤드 (100) 양자 모두가 이동가능할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 근접 헤드 (100) 의 상대 운동은 표면 (108A) 을 가로질러 실질적으로 선형일 수 있거나 원형 또는 나선형 방식으로 이동될 수 있다. 근접 헤드 (100) 의 운동은 또한 표면에 적용되는 특정의 처리를 위해 원해질 수도 있는 바와 같이 표면 (108A) 상의 일 위치로부터 또 다른 위치로 특정적으로 이동될 수 있다.
도 2a 는 본 발명의 실시형태에 따른 근접 헤드 (200) 의 단면도이다. 도 2b 는 본 발명의 실시형태에 따른 근접 헤드 (200) 의 헤드 표면 (210) 의 도면이다. 근접 헤드는 제 1 액체 챔버 (204) 를 포함한다. 제 1 도관 (112A) 은 제 1 이산 홀 (112B) 을 제 1 챔버 (204) 에 연결한다. 제 1 액체 소스 (112') 는 상술된 바와 같이 제 1 챔버 (204) 에 결합된다. 제 1 액체 챔버 (204) 는 제 1 액체 (112) 를 제 1 도관 (112A) 으로 그리고 대응하는 이산 홀 (112B) 을 통해 헤드 표면 (210) 으로 분배하여 헤드 표면과 기판 표면 (108A) 사 이에 메니스커스 (102) 를 형성한다.
근접 헤드 (200) 는 또한 제 2 도관 (114A) 에 의해 제 2 이산 홀 (114B) 에 연결된 제 2 챔버 (206) 를 포함한다. 제 2 유체 소스 (114') 는 상술된 바와 같이 제 2 유체 액체 공급 챔버 (206) 에 결합된다. 제 2 챔버 (206) 는 제 2 유체 (114) 를 제 2 도관 (114A) 으로 그리고 대응하는 이산 홀 (114B) 를 통해 헤드 표면 (210) 으로 분배한다.
근접 헤드 (200) 는 또한 제 3 도관 (116A) 에 의해 이산 홀 (116B) 에 연결된 제 3 챔버 (208) 를 포함한다. 진공 소스 (116') 가 상술된 제 3 공급 챔버 (208) 에 결합된다. 제 3 챔버 (208) 는 진공을 제 3 도관 (116A) 으로 그리고 대응하는 이산 홀 (116B) 을 통해 헤드 표면 (210) 으로 분배한다. 진공은 헤드 표면 (210) 으로부터 (예를 들어, 메니스커스 (102) 로부터 및/또는 헤드 표면 (210) 과 기판 표면 (108A) 간의 공간으로부터) 제 1 액체 (112) 및 제 2 유체 (114) 를 끌어당길 수 있다.
도 2c 는 본 발명의 실시형태에 따른 제 3 도관 (116A) 및 제 3 챔버 (208) 의 보다 상세한 관찰 (230) 을 도시한다. 제 3 도관 (116A) 을 헤드 표면 (210) 에 실질적으로 수직 (즉, 각도 (λ) 는 약 90 도임) 으로 형성된다. 제 3 도관 (116A) 은 약 0.5 mm 와 약 2.0 mm (즉, 약 0.020" 와 약 0.80") 사이의 직경을 갖는다. 동작 시, 진공이 제 3 도관 (116A) 내로 액체를 끌어당기고, 상대적으로 작은 직경으로 인해 액체가 도관의 측면에 부착되어 다수의 소량의 액체 (220) 를 형성한다. 다수의 소량의 액체 (220) 는 메니스커스 주위의 인접 대 기의 포켓 (pocket) (222) 이 산재된 메니스커스 (102) 로부터 초래된다. 결과적으로, 제 3 챔버 (208) 내에 존재하는 진공에 의해 생성된 공기 흐름이 제 3 도관 (116A) 내의 다수의 소량의 액체 (220) 의 각각에 의해 간헐적으로 차단된다. 따라서, 공기 흐름이 주기적으로 차단되고 진공이 메니스커스 (102) 에 연속적으로 그리고 균일하게 적용되지 않는다.
진공에 있어서의 차단은 메니스커스 (102) 전체에 걸쳐 산재되어 있는 압력 변동 (224) 을 초래한다. 압력 변동은 메니스커스 (102) 의 리딩 에지 (104A) 를 파열시켜 액체 방울 (226) 이 메니스커스 (102) 로부터 분출되게 한다.
상기 도 1a 및 도 1b 에서 설명된 근접 헤드 (100) 를 참조하면, 진공은 실질적으로 메니스커스 (102) 의 외주 둘레에 적용된다. 결과적으로, 메니스커스 (102) 의 하나 이상의 에지 (104A-104D) 로부터 분출되는 (예를 들어, 도 2c 에 도시된 방울 (226) 등의) 임의의 방울은 진공에 의해 빠르게 수집된다. 불행하게도 실질적으로 메니스커스 (102) 의 외주 둘에에 진공을 적용하는 것은 근접 헤드 내에 매우 복잡한 진공 분배 시스템을 요구한다. 복잡한 분배 시스템은 근접 헤드 (100) 가 수개의 층 및 다수의 부분으로 제조되는 것을 요구한다. 예를 들어, 헤드 표면 (110A) 및 띠 블록 (facia block) (110) 이 도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이 형성된다. 진공 분배 시스템은 하나 이상의 부가적인 블록 (109) 내에 형성되며, 그 하나 이상의 부가적인 블록 (109) 은 그 후 띠 블록 (110) 의 상부 표면 (111) 에 대해 기계적으로 밀봉되어 완성된 근접 헤드를 형성한다. 정밀한 적용에 따라, 근접 헤드 (100) 는 다수의 부분, 시일을 포함하여 근접 헤드 내의 다양한 액체, 유체 및 진공을 분배, 관리 및 밀봉할 수 있다.
도 2d 는 본 발명의 실시형태에 따른 제 3 도관 (116A') 및 제 3 챔버 (208) 의 더욱 상세한 관찰 (240) 을 도시한다. 제 3 도관 (116A') 은 헤드 표면 (210) 에 대해 각도 (θ) 로 형성된다. θ 는 90 도 미만이고 헤드 표면 (210) 으로부터 약 15 도와 60 도 사이일 수 있다. 예로써, 제 3 도관 (116A') 은 헤드 표면 (210) 에 대해 약 30 도의 각도로 형성될 수 있다.
제 3 도관 (116A') 을 헤드 표면에 대해 90 도 미만의 각도로 형성하는 것은 액체가 도 2c 에서 설명된 분할된 양식 (220) 이라기 보다는 나선형 양식 (242) 으로 도관 위로 끌어당겨지게 한다. 액체가 도관 (116A') 위로 끌어당겨짐에 따라, 액체는 도관 (116A') 위로 및 제 3 챔버 (208) 내로 실질적으로 연속하여 이동한다. 따라서, 공기 흐름이 차단되지 않고, 진공 압력은 변함 없이 유지되며, 메니스커스 (102) 는 파열되지 않고, 어떤 방울도 메니스커스로부터 분출되지 않는다. 결과적으로, 근접 헤드 (200) 는 메니스커스 (102) 의 리딩 에지 (104A) 를 따라 진공을 요구하지 않는다. 따라서, 근접 헤드 (200) 는 단일 블록의 재료로부터 제조될 수 있다.
액체가 도관 (116A') 위로 실질적으로 연속하여 이동하기 때문에, 액체를 도관 (116A') 내로 끌어들이는데 더욱 적은 힘이 필요하게 된다. 감소된 힘은 더욱 낮은 진공 레벨과 상관된다. 예로써, (도 2c 에 도시된 바오 같은) 실질적으로 수직인 도관 (116A) 을 갖는 근접 헤드는 약 130 mm 와 180 mm 사이의 수은의 진공 레벨을 요구한다. 이에 비해, 경사진 도관 (116A') 에 의해 제공되는 연 속 흐름은 약 60 mm 와 약 100 mm 사이의 수은을 요구한다.
도 2e 는 본 발며의 실시형태에 따른 근접 헤드 (200) 를 형성하는 방법 동작 (250) 의 흐름도이다. 동작 (255) 에서, 근접 헤드 블랭크 (예를 들어, 단일 블록의 재료) 가 선택되고, 제 1 챔버 (204) 가 근접 헤드 블랭크 내에 형성된다. 근접 헤드 블랭크는 처리 환경 및 처리 시 적용되는 화학물질에 적합하고 제조 시 및 처리에서의 사용 시 형상 및 크기를 유지할 수 있는 임의의 적합한 재료 (예를 들어, 플라스틱, 세라믹, 금속, 유리 등) 일 수 있다. 예로써, 근접 헤드 (200) 는 스테인레스 스틸 또는 PTFE (통상 테플론으로 지칭됨) 또는 임의의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다.
동작 (260) 에서, 제 2 챔버 (206) 가 근접 헤드 블랭크 내에 형성되고, 동작 (265) 에서는 제 3 챔버 (208) 가 근접 헤드 블랭크 내에 형성된다. 제 1 챔버 (204), 제 2 챔버 (206) 및 제 3 챔버 (208) 가 기계가공 (예를 들어, 밀 또는 드릴 등) 에 의해서 또는 몰딩 또는 캐스팅에 의해서 또는 임의의 적합한 제조 방법에 의해서 근접 헤드 블랭크 내에 형성될 수 있다.
동작 (270, 275 및 280) 에서, 각각 제 1 도관 (112A), 제 2 도관 (114A) 및 제 3 도관 (116A') 이 근접 헤드 블랭크 내에 형성된다. 제 1 도관 (112A), 제 2 도관 (114A) 및 제 3 도관 (116A') 은 적절한 기계가공 공정 (예를 들어, 드릴 또는 밀링 또는 이들의 조합) 에 의해 형성될 수 있다. 예로써, 제 1 도관 (112A), 제 2 도관 (114A) 및 제 3 도관 (116A') 은 헤드 표면 내의 대응하는 이산 홀 (112B, 114B 및 116B) 을 대응하는 원하는 각도 (예를 들어, θ, α) 로 드릴링 함으로써 형성될 수 있다.
동작 (285) 에서, 헤드 표면 (210) 의 정밀한 윤곽이 근접 헤드 상에 형성된다. 헤드 표면 (210) 은 임의의 적합한 수단 (예를 들어, 몰딩, 기계가공, 절삭 등) 에 의해 형성될 수 있다.
다시 도 2a, 도 2b 및 도 2d 를 참조하면, 헤드 표면 (210) 은 다수의 피쳐를 가지고 있다. 헤드 표면 (210) 은 다수의 평탄 영역 (210A, 210A', 210B, 210C 및 210D) 을 포함한다. 제 2 평탄 영역 (210B) 은 메니스커스 (102) 의 대부분과 접촉하는 헤드 표면 (210) 의 부분이다. 메니스커스 (102) 는 약 0.25 mm 와 약 5.0 mm 사이 (즉, 0.010" 내지 약 0.200") 의 두께 (H) 를 갖는다.
제 1 평탄 영역 (210A) 은 제 2 평탄 영역 (210B) 으로부터 오프셋되어 제 2 평탄 영역 (210B) 에 실질적으로 평행한 평면 내에 존재한다. 오프셋은 제 1 평탄 영역 (210A) 이 제 2 평탄 영역 (210B) 보다 기판 표면 (108A) 에 더 가깝도록 약 0.25H 내지 약 0.5H 사이의 거리 (D1) 이다. 동작 중에 제 1 평탄 영역 (210A) 을 기판 표면 (108A) 에 더 가깝게 하는 것은 트레일링 에지 (104B) 보다 물리적으로 더 짧은 리딩 에지 (104A) 를 초래한다 (예를 들어, 트레일링 에지는 약 H 의 길이를 가지며, 리딩 에지는 0.5H 내지 0.75H 의 길이를 가짐). 결과적으로, 리딩 에지 (104A) 를 형성하는 부착력은 실질적으로 더 강하고, 따라서 리딩 에지는 따라서 더 강하고 더 강건하다. 이러한 강건성은 리딩 에지를 유지하기 위해 리딩 에지 (104A) 를 따르는 진공에 대한 필요를 더욱 감소시킨다.
근접 헤드 (200) 는 리딩 에지를 따라 임의의 제 2 도관 (114A) 및 제 2 이 산 홀 (114B) 을 가지지 않으며, 따라서 더 적은 제 2 유체 (114) 를 사용한다. 제 2 이산 홀 (114B) 및 제 2 유체 (114) 의 결여 및 리딩 에지 (104A) 를 따른 진공의 결여는 리딩 에지 (104A) 의 앞쪽에서 발생할 수도 있는 임의의 너무 이른 건조를 감소시킨다. 예로써, 도 1a 및 도 1b 의 근접 헤드를 참조하면, 리딩 에지 (104A) 의 앞쪽의 도관 (114A) 으로부터 흘러 나온 제 2 유체 (114) 는 리딩 에지 (104A) 가 방울을 소비할 수 있기 전에 방울 (120) 을 건조시킬 수 있다.
메니스커스의 리딩 에지에서의 진공 도관 (116A) 내로의 대기의 부가적인 흐름은 또한 방울 (120) 위로 흐르는 대기를 증가시킬 수 있고, 따라서 리딩 에지 (104A) 가 방울을 소비할 수 있기 전에, 적어도 부분적으로 방울을 건조시킬 수 있다. 리딩 에지 (104A) 앞의 기판 표면 (108A) 에 적용되는 진공 (116) 및 제 2 유체 (114) 중 하나 또는 양자를 제거하는 것은 방울 (120) 의 건조를 감소시킬 것이다. 방울 (120) 을 건조시키는 것은 방울 내의 오염물질이 기판 표면 (108A) 상에 퇴적되기 때문에 바람직하지 않다. 이것은 이전의 처리가 습식 처리 (예를 들어, 세정, 또는 건조 단계가 없는 다른 화학적 처리) 이고 근접 헤드가 기판 표면 (108A) 을 린싱 및/또는 건조하기 위해 적용되는 경우 특히 중요하다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 근접 헤드 (200) 의 등각 투영도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 제 1 평탄 영역 (210A) 은 제 1 이산 홀 (112B) 의 단부 (225A 및 225B) 주위에 연장될 수 있다. 진공이 메니스커스 (102) 의 측면 (104C 및 104D) 을 유지하기 위해 적용될 필요가 없고, 따라서 제 3 도관 (116A), 제 3 이산 홀 (116B) 및 제 3 챔버가 메니스커스의 측면 (104C 및 104D) 의 영역에 필요하지 않기 때문에, 제 1 이산 홀 (112B) 의 단부 (225A 및 225B) 주위에 제 1 평탄 영역 (210A) 를 연장하는 것은 근접 헤드 (200) 의 구조를 더욱 단순화한다.
도 2a, 도 2b 및 도 2d 를 다시 참조하면, 제 1 평탄 영역 (210A) 의 부분 (210A') 은 제 1 평탄 영역으로부터 그리고 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행한 평면 내에서 선택적으로 오프셋될 수 있다. 제 1 평탄 영역 (210A) 으로부터 오프셋된 부분 (210A') 은 그것이 기판 표면 (108A) 에 더욱 가까워짐에 따라 메니스커스의 리딩 에지 (104A) 및 측면 (104C 및 104D) 이 제 1 평탄 영역 상에 형성될 것이기 때문에 그 리딩 에지 (104A) 및 측면 (104C 및 104D) 을 형성하는 것을 돕는다. 부분 (210A') 은 제 1 평탄 영역 (210A) 으로부터 D1.1 의 거리 만큼 오프셋된다. 거리 (D1.1) 는 약 0.25 내지 약 1.0 mm (즉, 약 0.010" 내지 약 0.040") 사이일 수 있다.
제 3 평탄 영역 (210C) 은 제 2 평탄 표면 영역 (210B) 로부터 그리고 제 2 평탄 표면 영역 (210B) 에 실질적으로 평행한 평면 내에서 선택적으로 오프셋될 수 있다. 제 3 평탄 영역 (210C) 은 제 2 평탄 표면 영역 (210B) 으로부터 거리 (D2) 만큼 오프셋된다. D2 는 약 0.5 mm 내지 약 2.0 mm (0.020" 내지 약 0.080") 사이일 수 있다. 제 3 평탄 영역 (210C) 의 오프셋은 이산 홀 (116B) 내로의 흐름을 도움으로써 메니스커스의 트레일링 에지 (104B) 의 위치를 정의하는 것을 돕는다. 오프셋은 제 3 평탄 영역 (210C) 과 기판 표면 (108A) 사이의 거리 및 공간의 체적을 증가시킨다. 증가된 공간은 더욱 많은 인접 대기 및 유체 (114) 가 이산 홀 (116B) 에 접근하여 이산 홀 (116B) 내로 유입되게 한다. 이 산 홀 (116B) 내로의 인접 대기 및 유체 (114) 의 부가적인 흐름은 진공에 의해 이산 홀 (116B) 내로 반송되는 액체의 나선형 흐름 (242) 을 돕는다.
이산 홀 (116B) 의 각각은 또한 챔퍼 (212) 를 포함할 수 있다. 챔퍼 (212) 는 메니스커스 (102) 로부터 이산 홀 (116B) 내로의 액체의 흐름을 더욱 원활하게 한다. 챔퍼 (212) 는 임의의 사이즈 및 형상일 수 있다. 예로써, 챔퍼 (212) 는 이산 홀 (116B) 과 실질적으로 동심인 것으로 도시된다. 대안적으로, 챔퍼 (212) 는 더 타원형이며 이산 홀 (114B) 을 향해 연장될 수 있다.
챔퍼 (212) 는 이산 홀 (116B) 주위에서 임의의 적합한 폭 (D6) 일 수 있다. 예로써, D6 은 약 0.015" 와 약 0.040" 사이일 수 있다. 챔퍼 (212) 는 약 0.005" 와 약 0.020" 사이의 깊이 (D5) 를 가질 수 있다. 챔퍼 (212) 는 약 30 도와 약 60 도 사이의 각도 (γ) 를 가질 수 있다. 예로써, 챔퍼 (212) 는 각각의 이산 홀 (116B) 주위에서 약 0.015" 의 폭 (D6) 및 약 0.015" 의 깊이 (D5) 및 약 45 도 의 각도 (γ) 를 가질 수 있다.
제 2 도관 (114A') 은 제 3 평탄 영역 (210C) 에 대해 각도 (α) 로 형성될 수 있다. 각도 (α) 는 약 30 도와 약 60 도 사이일 수 있다. 각도 (α) 는 제 2 유체 (114) 를 제 3 도관 (116A') 에 적용된 진공 (116) 으로부터 멀리 향하게 하며, 결과적으로 제 2 유체 (114) 는 더욱 오랜 시간 동안 제 3 평탄 영역 (210C) 과 기판 표면 (108A) 사이의 체적에 존재한다. 그 더욱 오랜 시간은 제 2 유체 (114) 가 트레일링 에지 (104B) 와 기판 표면 (108A) 사이의 계면에 더욱 많은 시간 작용하게 한다. 상술된 것으로부터 제 2 유체 (114) 는 메니스커스 (102) 내의 액체 (112) 의 표면 장력을 변경하는 가스, 증기 또는 가스와 증기의 혼합물 (예를 들어, IPA/N2 증기 및 가스 혼합물, 이산화 탄소 가스 등) 일 수 있다는 것을 상기하라. 제 2 유체 (114) 는 이산 홀 (114B) 이 진공 이산 홀 (116B) 로부터 다소 더 멀리 있는 경우 국부 대기와 더욱 많이 혼합한다. 제 2 유체 (114) 를 국부 대기와 혼합하는 것은 제 2 유체 (114) 의 더욱 균일한 전달을 제공하며, 따라서 메니스커스 (102) 의 트레일링 에지 (104B) 의 표면 장력의 더욱 균일한 변경을 제공한다.
이산 홀 (114B) 및 이산 홀 (116B) 은 거리 (D3) 만큼 분리된다. 거리 (D3) 는 약 0.5" 와 약 0.75" 사이일 수 있다. 상술된 각도 (α) 와 유사하게, 거리 (D3) 는 제 3 평탄 영역 (210C) 와 기판 표면 (108A) 사이의 체적 내의 제 2 유체의 존재 시간 (residence time) 을 결정하는 것을 돕는다. 거리 (D3) 가 감소됨에 따라, 존재 시간도 또한 감소된다. 대안적으로, 거리 (D3) 가 증가함에 따라, 존재 시간도 또한 증가한다. 근접 헤드 (200) 는 초당 약 0.2 인치와 약 0.6 인치 사이의 스캐닝 속도로 기판 표면 (108A) 위로 스캐닝될 수 있다. 이것은 제 2 유체 (114) 에 약 0.8 초와 약 3.75 초 사이의 존재 시간을 제공한다. 비교를 위해, (도 1a 에 도시된) 근접 헤드 (100) 는 약 0.15 초와 약 0.75 초 (예를 들어, 약 5 의 팩터) 사이의 존재 시간을 제공한다.
제 4 평탄 영역 (210D) 은 제 3 평탄 영역 (210C) 과 동일 평면일 수 있다. 대안적으로, 제 4 평탄 영역 (210D) 은 제 3 평탄 영역 (210C) 에 대해 각도 (β) 로 각을 이룰 수 있다. 각도 (β) 는 약 30 도와 약 60 도 사이일 수 있 다. 각도 (β) 는 약 120 도와 약 180 도 사이일 수 있다.
이산 홀 (112B) 및 이산 홀 (116B) 은 거리 (D4) 만큼 분리된다. D4 는 약 0.25" 와 약 2.0" 사이일 수 있다. 거리 (D4) 는 메니스커스 (102) 의 리딩 에지 (104A) 와 트레일링 에지 (104B) 간의 거리 보다 약간 작다.
도 2a 를 참조하면, (점선으로 도시된) 제 1 도관 (112A') 은 제 2 평탄 영역 (210B) 에 대해 각도 (δ) 로 선택적으로 형성될 수 있다. 각도 (δ) 는 약 30 도와 약 90 도 사이일 수 있다. 도관 (112A') 를 이산 홀 (116B) 을 향해 기울이는 것은 도관 (112A') 으로부터 메니스커스 (102) 내로 및 이산 홀 (116B) 내로의 제 1 유체 (112) 의 흐름을 증진하고 돕는다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 표면 (108A) 을 처리하는 방법 동작 (400) 의 흐름도이다. 동작 (405) 에서, 근접 헤드 (200) 는 처리를 위해 기판 표면 (108A) 에 매우 근접하여 위치된다.
동작 (410) 에서, 액체 (112) 는 하나 이상의 도관 (112A) 및 대응하는 이산 홀 (112B) 로부터 출력되어 헤드 표면 (210) 과 기판 표면 (108A) 사이에 제어되고 포함된 액체 메니스커스 (102) 를 형성한다. 상술된 바와 같이, 액체 (112) 는 제 1 액체를 이산 홀 (116B) 로 향하게 하는 경사진 제 1 도관 (112A') 을 통해 전달될 수 있다.
동작 (415) 에서, 진공 (116) 이 하나 이상의 경사진 제 3 도관 (116A') 으로 적용된다. 진공 (116) 은 액체 (112) 를 메니스커스 (102) 로부터 이산 홀 (116B) 내로 및 대응하는 도관 (116A') 내로 끌어당긴다. 상술된 바와 같이, 액체 (112) 는 도관 (116A') 를 통해 실질적으로 연속하여 흐른다.
선택적 동작 (420) 에서, 제 2 유체 (114) 가 메니스커스의 트레일링 에지 (104B) 를 따라 기판 표면 (108A) 에 적용될 수 있다. 동작 (425) 에서, 근접 헤드 (200) 는 메니스커스 (102) 를 기판 표면 (108A) 을 따라 이동시키기 위해 기판 (118) 에 대해 이동될 수 있다.
상기의 실시형태를 생각할 때, 본 발명이 컴퓨터 시스템에 저장된 데이터를 수반하는 다양한 컴퓨터-구현 동작을 사용할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 이들 동작은 물리적 양의 물리적 조작을 필요로하는 동작들이다. 통상, 반드시 그렇지는 않지만, 이들 양은 저장, 전송, 결합, 비교 및 달리 조작될 수 있는 전기나 자기 신호의 형태를 취한다. 또한, 수행되는 조작은 종종 생성, 식별, 결정 또는 비교 등의 용어로 지칭된다.
본 발명의 일부를 형성하는 여기에 기술된 임의의 동작은 유용한 머신 동작이다. 본 발명은 또한 이들 동작을 수행하는 디바이스 또는 장치에 관한 것이다. 장치는 요구된 목적을 위해 특별히 구성될 수도 있고, 또는 그것은 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화되거나 구성되는 범용 컴퓨터일 수도 있다. 특히, 다양한 범용 머신이 본 명세서의 교시에 따라 기록된 컴퓨터 프로그램과 함께 사용될 수도 있고, 또는 요구된 동작을 수행하도록 더욱 특수화된 장치를 구성하는 것이 더욱 편리할 수도 있다.
본 발명의 양태들은 또한 컴퓨터 판독가능 매체 상의 컴퓨터 판독가능 코드 및/또는 로직으로서 구현될 수도 있다. 예로써, 레시피 (178) 및 방법 동작이 흐름도에 기술된다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 이후에 판독될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 컴퓨터 판독가능 매체의 예는 하드 드라이브, NAS (network attached storage), 논리 회로, 리드-온리 메모리, 랜덤-액세스 메모리, CD-ROM, CD-R, CD-RW, 자기 테이프 및 다른 광학 및 비광학 데이터 저장 디바이스를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 네크워크 결합 컴퓨터 시스템 상에 분포되어 컴퓨터 판독가능 코드가 분포된 방식으로 저장 및 실행된다.
위의 도면에서 동작으로 표현된 명령은 도시된 순서로 수행될 필요가 없고, 동작으로 표현된 모든 처리가 본 발명을 실시하는데 반드시 필요하지는 않을 수도 있다는 것이 인정될 것이다. 또한, 위의 도면 중 임의의 도면에 기술된 처리는 또한 RAM, ROM, 또는 하드 디스크 드라이브 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 저장된 소프트웨어로 구현될 수 있다.
위의 발명이 이해의 명확성을 위해 다소 상세히 기술되었지만, 소정의 변경 및 수정이 첨부된 클레임의 범위 내에서 실시될 수도 있다는 것은 명백하다. 따라서, 본 실시형태들은 예시적인 것이고 제한적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명은 여기에 제공된 상세에 제한되는 것이 아니라 첨부된 클레임의 범위 및 균등물 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (20)

  1. 근접 헤드로서,
    헤드 표면을 포함하며,
    상기 헤드 표면은,
    제 1 평탄 영역 및 복수의 제 1 도관으로서, 상기 복수의 제 1 도관의 각각의 도관은 복수의 제 1 이산 홀 중 대응하는 홀에 의해 정의되며, 상기 복수의 제 1 이산 홀은 상기 헤드 표면에 존재하며 상기 제 1 평탄 영역을 통해 연장되는, 상기 제 1 평탄 영역 및 복수의 제 1 도관,
    제 2 평탄 영역 및 복수의 제 2 도관으로서, 상기 복수의 제 2 도관은 상기 헤드 표면에 존재하고 상기 제 2 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 2 이산 홀에 의해 정의되는, 상기 제 2 평탄 영역 및 복수의 제 2 도관, 및
    상기 제 1 평탄 영역과 상기 제 2 평탄 영역 사이에 그리고 상기 제 1 평탄 영역과 상기 제 2 평탄 영역에 인접하여 배치된 제 3 평탄 영역 및 복수의 제 3 도관으로서, 상기 복수의 제 3 도관은 상기 헤드 표면에 존재하고 상기 제 3 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 3 이산 홀에 의해 정의되는, 상기 제 3 평탄 영역 및 복수의 제 3 도관을 포함하며,
    상기 제 3 도관은 상기 제 3 평탄 영역에 대해 제 1 각도로 형성되며, 상기 제 1 각도는 30 도와 60 도 사이인, 근접 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 도관은 제 1 액체 소스에 결합되어 상기 헤드 표면에 제 1 액체를 제공하며, 상기 복수의 제 2 도관은 제 2 유체 소스에 결합되어 상기 헤드 표면에 제 2 유체를 제공하며, 상기 복수의 제 3 도관은 진공 소스에 결합되어 상기 헤드 표면에 진공을 제공하는, 근접 헤드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 이산 홀은 트레일링 에지를 따라 형성되는, 근접 헤드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 도관은 상기 제 1 평탄 영역에 대해 제 1 각도로 형성되며, 상기 제 2 각도는 30 도 와 60 도 사이인, 근접 헤드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이산 홀은 제 1 열에 형성되고, 상기 제 2 이산 홀은 제 2 열에 형성되며, 상기 제 3 이산 홀은 제 3 열에 형성되며, 상기 제 1 열, 상기 제 2 열 및 상기 제 3 열은 실질적으로 평행하고, 상기 제 3 열은 상기 제 1 열과 상기 제 2 열 사이에 배치되는, 근접 헤드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 도관은 상기 제 2 평탄 영역에 대해 제 2 각도로 형성되고, 상기 제 2 각도는 30 도와 60 도 사이이며, 상기 제 2 도관은 상기 제 3 열로부터 멀리 향하게 되는, 근접 헤드.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 열로부터 상기 제 1 열의 대향하는 측에 배치되는 제 4 평탄 영역을 더 포함하며, 상기 제 4 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재하는, 근접 헤드.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 열 및 상기 제 3 열은 약 0.5 인치와 약 0.75 인치 사이의 거리 만큼 분리되는, 근접 헤드.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재하는, 근접 헤드.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 평탄 영역과 상기 제 1 평탄 영역 간의 상기 오프셋은 약 0.020 인치 내지 0.080 인치 사이인, 근접 헤드.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 열은 상기 제 1 평탄 영역에 대한 상기 오프셋에서 상기 제 3 평탄 영역에 형성되는, 근접 헤드.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 이산 홀은 챔퍼링되는, 근접 헤드.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 도관에 결합된 제 1 챔버, 상기 복수의 제 2 도관에 결합된 제 2 챔버 및 상기 복수이 제 3 도관에 결합된 제 3 챔버를 더 포함하는, 근접 헤드.
  14. 근접 헤드로서,
    헤드 표면을 포함하며,
    상기 헤드 표면은,
    제 1 평탄 영역 및 복수의 제 1 도관으로서, 상기 복수의 제 1 도관의 각각의 도관은 복수의 제 1 이산 홀 중 대응하는 홀에 의해 정의되며, 상기 복수의 제 1 이산 홀은 상기 헤드 표면에 존재하며 상기 제 1 평탄 영역을 통해 연장되는, 상기 제 1 평탄 영역 및 복수의 제 1 도관,
    제 2 평탄 영역 및 복수의 제 2 도관으로서, 상기 복수의 제 2 도관은 상기 헤드 표면에 존재하고 상기 제 2 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 2 이산 홀에 의해 정의되는, 상기 제 2 평탄 영역 및 복수의 제 2 도관, 및
    상기 제 1 평탄 영역과 상기 제 2 평탄 영역 사이에 그리고 상기 제 1 평탄 영역과 상기 제 2 평탄 영역에 인접하여 배치된 제 3 평탄 영역 및 복수의 제 3 도관으로서, 상기 복수의 제 3 도관은 상기 헤드 표면에 존재하고 상기 제 3 평탄 영역을 통해 연장되는 대응하는 복수의 제 3 이산 홀에 의해 정의되는, 상기 제 3 평탄 영역 및 복수의 제 3 도관을 포함하며,
    상기 복수의 제 3 도관은 상기 제 3 평탄 영역에 대해 제 1 각도로 형성되며, 상기 제 1 각도는 30 도와 60 도 사이이고,
    상기 제 3 이산 홀은 트레일링 에지를 따라 형성되고, 제 4 평탄 영역이 상기 제 3 열로부터 상기 제 1 열의 대향하는 측면 상에 배치되며, 상기 제 4 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재하며,
    상기 제 3 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재하는, 근접 헤드.
  15. 근접 헤드 내에 제 1 챔버를 형성하는 단계,
    상기 근접 헤드 내에 제 2 챔버를 형성하는 단계,
    상기 근접 헤드 내에 제 3 챔버를 형성하는 단계,
    헤드 표면으로부터 상기 제 1 챔버로 복수의 제 1 도관을 형성하는 단계,
    상기 헤드 표면으로부터 상기 제 2 챔버로 복수의 제 2 도관을 형성하는 단계, 및
    상기 헤드 표면으로부터 상기 제 3 챔버로 복수의 제 3 도관을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 제 3 도관은 상기 헤드 표면에 대해 제 1 각도로 형성되며,
    상기 제 1 각도는 30 도와 60 도 사이인, 근접 헤드를 제조하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 헤드 표면상에 제 1 평탄 영역을 형성하는 단계,
    상기 헤드 표면상에 제 2 평탄 영역을 형성하는 단계, 및
    상기 헤드 표면상에 제 3 평탄 영역을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 3 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역과 상기 제 2 평탄 영역 사이에 그리고 상기 제 1 평탄 영역과 상기 제 2 평탄 영역에 인접하여 배치되며,
    상기 제 3 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재하는, 근접 헤드를 제조하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    제 4 평탄 영역을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 4 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재하는, 근접 헤드를 제조하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 근접 헤드는 단일 워크피스 (work piece) 로부터 형성되는, 근접 헤드를 제조하는 방법.
  19. 근접 헤드를 사용하여 기판을 처리하는 방법으로서,
    상기 근접 헤드를 상기 기판의 표면에 매우 근접하게 그리고 상기 기판 표면에 실질적으로 평행한 제 1 평면에 배치시키는 단계,
    상기 근접 헤드의 헤드 표면의 제 1 평탄 영역과 상기 기판 표면 사이에 액체 메니스커스를 형성하는 단계, 및
    상기 액체 메니스커스의 트레일링 에지에 진공을 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 진공은 상기 액체 메니스커스로부터 액체의 실질적으로 연속적인 흐름을 초래하는, 기판 처리 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 액체 메니스커스는 리딩 에지 (leading edge) 를 포함하고,
    상기 헤드 표면은 제 2 평탄 영역을 포함하며, 상기 제 2 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역에 실질적으로 평행하고 상기 제 1 평탄 영역으로부터 오프셋된 평면에 존재하며,
    상기 제 2 평탄 영역은 상기 제 1 평탄 영역보다 상기 기판 표면에 더 가깝도록 오프셋되며,
    상기 액체 메니스커스는 상기 제 2 평탄 영역과 상기 기판 표면 사이에 형성되는 리딩 에지를 포함하는, 기판 처리 방법.
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