KR20100106321A - 사이클 핵형성 공정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다양한 세정 및 표면 처리 적용을 위해 증기 버블을 핵형성시키고, 성장시키고, 분리시키고, 붕괴시키고, 축소시키기는 표면 처리를 기재한다. 본 공정은 유체내에서 규칙적이고 지속적인 작용을 형성시키기 위해 감압/가압 이외에 변동하는 온도 및 화학물질을 이용하여 시킴으로써 달성될 수 있다. 일 양태에서, 열적 사이클 핵형성 공정은 섬세한 표면을 세정하기 위한 진공 사이클을 가지거나 가지지 않은, 제어된 가열 및 냉각 공정을 갖는 온도 사이클링을 이용한다. 다른 양태에서, 화학적 사이클 핵형성은 증기 버블을 붕괴시키거나 축소시켜 표면을 처리하도록 증기 버블을 생성시키고 성장시키기 위해 여러 농도의 화학물질/유체의 유체 혼합물을 이용한다. 상이한른 화학물질 또는 액체들은 입자의 재-침적을 억제하거나 제거하기 위해 표면 상에 직접적으로 화학물질 혼합물을 형성할 수 있고, 표면 오염물의 빠른 화학적 용해 및 파괴를 촉진시키도록 구성될 수 있다.
Description
본 출원은 본원에 참고문헌으로 포함된 "Cyclic Nucleation Process"의 발명의 명칭으로 2007년 10월 27일에 출원된 미국가특허출원번호 제60/983,158호를 우선권으로 주장한다.
반도체 세정(semiconductor cleaning)은 고수율로 집적 회로를 제조하는데 중요한 공정이다. 전통적으로, 표준 세정 방법은 흔히 하나 이상의 형태의 RCA 세정 절차를 수반한다. RCA 세정 공정은 통상적으로 미립자 및 오염물을 제거하기 위하여 과산화수소와 수산화암모늄 또는 염산의 혼합물을 사용한다.
나노-공정에서, 입자 및 오염물은 높은 종횡비의 나노 트렌치(trench) 또는 바이어스(vias)에 존재할 수 있으며, 이에 따라 이러한 것들은 액체 표면 경계층의 한계로 인하여 효과적으로 세정되기 어렵다. 세정 공정 개선은 액체 매질 중에서 울트라소닉 또는 메가소닉-지원된 캐비테이션(cavitation) 공정을 포함한다. 통상적으로, 초음파는 고체 표면 부근에 붕괴하는 작은 버블을 무작위적으로 형성시키기 위해 사용된다. 초음파의 에너지는 유체로 방출되며 이러한 에너지에 의해 생성된 열은 물체의 표면에서 작은 부피의 유체를 증발시켜 증기 버블(vapor bubble)을 형성시킨다. 증기 버블은 주변 유체에 의해 냉각되고, 붕괴되어, 축소(implosion)시에 이들의 에너지를 벌크 유체로 방출시킨다. 축소 에너지의 강도 및 침습성은 초음파의 주파수 및 파장을 조절함으로써 제어될 수 있다. 초음파의 주파수가 낮고 파장이 길수록 보다 작고 덜 침습적인 증기 버블이 형성되며, 이러한 버블은 대개 보다 큰 표면적을 덮기 위해 사용되고 세정될 물질에 대해 보다 덜 침식적이다.
본 발명은 사이클 핵형성 공정(cyclic nucleation process; CNP)을 이용한 표면 처리를 기술한다. 대표적인 구체예에서, 고체 표면 상에서 증기 버블의 생산 및 붕괴/분리/축소를 위한 최적의 조건, 바람직하게 사이클 적용에서의 최적의 조건은 고체 표면 상에 직접적으로 에너지 방출을 형성시키기 위해 제공된다. 이러한 공정은 유체내에서 규칙적인 작용(pulsing action)을 형성시키기 위해 감압/가압(vacuum/pressure) 이외에, 온도, 화학물질을 변동시킴으로써 달성될 수 있다.
대표적인 구체예에서, 본 발명은 세정액 중에 적어도 일부 침지된 물체, 예를 들어 부품 또는 웨이퍼의 표면에 증기 버블을 형성시키는 것에 관한 것이다. 이러한 공정에서, 버블은, 세정 챔버에서의 조건이 세정액 중의 휘발성 용매의 증기압에 도달할 때 물체 표면을 따라 핵형성을 개시한다. 이러한 버블의 터미네이션(termination), 예를 들어 붕괴, 분리 또는 축소는 물체 표면으로부터 작은 입자 또는 오염물을 온화하게 제거하도록 작용한다. 세정 버블의 생성 및 터미네이션은 매우 효과적이고 온화한 세정 작용을 형성시키기 위해 반복적으로 사이클화될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명은 물체의 온도를 변동시켜 침지된 물체 표면에 감압 버블을 형성 및 터미네이션시킴을 포함하여, 물체를 처리하는 방법을 기술한다. 물체가 세정액 중에서 적어도 일부 침지된 후에, 물체의 온도는 바람직하게 요망되는 결과, 예를 들어 적절한 세정 공정이 달성될 때까지 사이클화되며, 예를 들어 증가되고 감소된다. 일 양태에서, 온도는, 물체 표면 부근의 세정액이 물체 표면을 따라 버블을 핵형성하기 위한 증기압 조건에 도달할 때까지 증가된다. 예를 들어, 비등점에서, 버블은 빠르게 형성되며 증발할 수 있다. 일 양태에서, 온도는 비등 온도 보다 낮은 온도로 증가된다. 일 양태에서, 버블이 물체 표면에 형성된 후에, 물체의 온도는 버블을 터미네이션시키기 위해 감소된다. 버블의 터미네이션은 물체에 부착된 임의의 입자를 제거하기 위해 에너지를 발생시킬 수 있다.
일 구체예에서, 세정액을 도입하여 물체의 적어도 일부를 침지시킨 후에, 물체는 침지된 표면에 버블을 형성시키기 위해 가열된다. 이후에 버블을 터미네이션시키기 위해 가열이 감소되어, 물체 표면을 처리하기 위해 에너지를 물체의 표면으로 이동시킨다. 가열 및 가열의 감소 공정은 요망되는 처리가 달성될 때까지 반복될 수 있다.
일 구체예에서, 온도의 사이클화 또는 물체의 가열/냉각은 물체 주변 환경의 가압 및 감압을 사이클화함으로써 추가로 향상된다. 일 양태에서, 물체는 공정 챔버에 위치되며, 공정 챔버내의 압력은 버블의 생성 및 터미네이션을 촉진시키기 위해 주기적으로 증가하고 감소한다.
일 구체예에서, 본 발명은 물체 표면에서 버블 생성을 촉진시키기 위해 화학적 활성액 또는 제제를 흘려보냄을 포함하여, 물체를 처리하는 방법을 기술한다. 예를 들어, 화학적 활성제는 퍼옥사이드 또는 산일 수 있다. 화학적 활성제의 흐름은 표면 처리를 위한 버블의 터미네이션을 촉진시키기 위해 정지될 수 있다. 대안적으로, 버블을 터미네이션시키거나 버블의 생성을 터미네이션시키기 위해 화학적 활성제를 정지시키지 않으면서 다른 액체가 흘려보내어질 수 있다. 일 양태에서, 물체는 세정액 중에 부분적으로 침지될 수 있거나, 세정액은 물체의 적어도 일부를 침지시키기 위해 물체 상으로 흘려보내어질 수 있다. 화학적 활성제는 버블을 형성 및 터미네이션시키기 위해 세정액에 주기적으로 주입될 수 있다.
일 구체예에서, 사이클 압력, 온도, 가열, 화학적 활성제 및 이들의 임의의 조합을 사용한 처리는 세정 버블의 생성 및 터미네이션을 촉진시켜 효과적인 처리를 위해 물체 표면에 에너지를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 공정의 조합은 바람직하게 버블의 생성 및 터미네이션을 향상시키도록 디자인된다. 예를 들어, 감압 조건, 가열 조건, 고온 조건, 및 화학적 활성제 조건은 버블 형성을 촉진시킬 수 있고, 이에 따라 버블의 생성을 향상시키기 위해 조합될 수 있다. 세정액 흐름은 입자를 제거하기 위해 사용될 수 있고, 또한 가열 감소 단계 동안, 또는 화학적 활성제의 제거 동안에 물체를 냉각시키도록 작용할 수 있다.
도 1은 본 사이클 핵형성 공정의 대표적인 구체예에 대해 디자인된 단일 웨이퍼 챔버를 도시한 것이다.
도 2는 유체를 도입하기 위해 샤워해드를 이용한 다른 대표적인 공정 챔버를 도시한 것이다.
도 3은 회전하는 기판과 함께, 챔버 루프(chamber roof)가 회전될 수 있는 회전 챔버 루프 구체예를 도시한 것이다.
도 4는 다른 대표적인 단일 웨이퍼 사이클 핵형성 세정 챔버를 도시한 것이다.
도 5는 열적 사이클 핵형성을 갖는 본 사이클 핵형성 공정을 이용하여 물체를 처리하는 방법을 도시한 것이다.
도 6은 열적 사이클 핵형성으로 물체를 처리하는 다른 방법을 도시한 것이다.
도 7은 압력 및 온도/가열 사이클화 모두를 이용하여 물체를 처리하는 대표적인 구체예를 도시한 것이다.
도 8은 화학적 사이클 핵형성을 이용한 본 발명의 사이클 핵형성 공정으로 물체를 처리하는 일 구체예를 도시한 것이다.
도 9는 화학적 사이클 핵형성을 이용한 본 발명의 사이클 핵형성 공정으로 물체를 처리하는 다른 구체예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 대표적인 구체예를 도시한 것이다.
도 2는 유체를 도입하기 위해 샤워해드를 이용한 다른 대표적인 공정 챔버를 도시한 것이다.
도 3은 회전하는 기판과 함께, 챔버 루프(chamber roof)가 회전될 수 있는 회전 챔버 루프 구체예를 도시한 것이다.
도 4는 다른 대표적인 단일 웨이퍼 사이클 핵형성 세정 챔버를 도시한 것이다.
도 5는 열적 사이클 핵형성을 갖는 본 사이클 핵형성 공정을 이용하여 물체를 처리하는 방법을 도시한 것이다.
도 6은 열적 사이클 핵형성으로 물체를 처리하는 다른 방법을 도시한 것이다.
도 7은 압력 및 온도/가열 사이클화 모두를 이용하여 물체를 처리하는 대표적인 구체예를 도시한 것이다.
도 8은 화학적 사이클 핵형성을 이용한 본 발명의 사이클 핵형성 공정으로 물체를 처리하는 일 구체예를 도시한 것이다.
도 9는 화학적 사이클 핵형성을 이용한 본 발명의 사이클 핵형성 공정으로 물체를 처리하는 다른 구체예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 대표적인 구체예를 도시한 것이다.
세정을 보조하기 위해 액체 중에서의 버블을 이용하는 개념은 대략 비누의 발명 이후에 존재하였다. 반도체 웨이퍼 가공의 세계에서, 버블의 역할 (액체 내측에 가스 증기의 핵형성)은 그 중요성이 증가하고 있다. 디바이스의 외형이 작아짐에 따라, 킬러 결함 입자(killer defect particle), 즉 반도체 디바이스 성능을 손상시키거나 훼손시키기에 충분히 물리적으로 큰 입자의 최소 크기도 상응하게 감소한다. 실리콘 웨이퍼 상에서의 통상적인 입자 제거 방법은 외부 에너지, 예를 들어 초음파 에너지를 적용함으로써 액체 경계층의 물리적 파괴를 필요로 하였다. 지난 몇년 동안 킬러 결함 입자 크기의 감소로 인하여, 경계층의 두께를 감소시키기 위해 보다 큰 외부 에너지가 적용되었다. 근본적인 문제는 이러한 작은 입자를 제거하기 위해 필요한 에너지가 또한 섬세한 웨이퍼 구조를 손상시키고 이에 의해 디바이스를 훼손시킬 수 있다는 점을 증가시킨다는 것이다. 증기 버블은 이의 물리적 및 화학적 세정 특성이 발달된 반도체 세정 공정 뿐만 아니라 다른 발달된 세정 적용을 위해 유익함을 제공하기 때문에 이러한 변경되는 트랜드 중 효과적인 수단일 수 있다.
성장하는 버블의 마이크로 영역내에서, 3가지 물리적 입자 제거 메카니즘이 일어난다. 버블의 성장하는 엣지는 실제적으로 입자에 대한 강제 대류 제거 공정으로서 작용한다. 버블 성장 동안의 팽창에서 버블 분리 동안의 빠른 유체 플러싱까지, 이러한 계면의 빠른 전이는 표면 상에서 유체 충돌 작용을 형성시킨다. 버블이 이러한 표면에 성장하기 때문에, 표면 상의 임의의 입자는 유체 운동을 나타내고 물리적으로 분리될 수 있다.
제 2 메카니즘은 성장하는 버블 증기-고체 계면에서 표면-활성력과 관련이 있다. 대부분의 세정 공정에서와 같이, 이러한 영역에서 농축되는 표면-활성제는 제거 공정을 향상시키는 것으로 나타난다. 버블 형성은 정수하기 위해 사용된 부유 공정과 유사하게 입자를 부착시키고 제거할 수 있는 양립가능한 화학물질에 입자를 노출시킨다.
제 3 입자 제거 메카니즘은 이러한 영역내에서의 유체 증발이다. 성장하는 버블의 선단(leading edge)은, 이러한 구역에서의 막 두께가 매우 작기 때문에 주요 잠열 이동 구역이다. 이러한 효과는 반도체에 대한 성공적인 입자 제거 공정인 것으로 나타난 유체의 고속 레이저 증발과 유사하다.
대표적인 구체예에서, 본 발명은 물체 표면을 처리하기 위해 버블의 터미네이션으로부터 얻어진 에너지의 제공을 이용한, 버블로의 표면 처리를 기술한다. 이러한 버블은 일반적으로 투입에 응하여, 세정액에 노출된 물체의 표면, 예를 들어 부품 또는 웨이퍼의 표면에 형성된다. 일 구체예에서, 본 발명은 표면으로부터 벌크 유체 또는 다른 매질 밖으로 입자를 세정할 수 있다. 다시 말해서, 본 공정은 여러 수단, 예를 들어 온도, 압력, 화학물질, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 고체 표면에 대한 이의 계면에서 직접적으로 입자/오염물을 "위치시키고 붕괴/저해"시킨다. 이러한 공정에서, 버블은, 세정 챔버에서의 조건이 세정액 중의 휘발성 용매의 증기압(들)에 도달할 때 웨이퍼 표면을 따라 핵형성하기 시작한다. 이러한 버블은 웨이퍼 표면으로부터 작은 입자 및 오염물을 온화하게 제거하도록 작용한다. 공정 챔버 내부의 조건은 매우 효과적인 온화한 세정 작용을 형성시키기 위해 사이클화될 수 있다. 본 핵형성 기술은 발달된 반도체 및 다른 발달된 세정 적용에 유익한 중요한 특징을 제공할 수 있다:
1. 온화함(gentle): 버블 핵형성 사이트가 웨이퍼 표면에서 시작하기 때문에, 웨이퍼 표면을 따라 형성하는 액체 경계층을 돌파하기 위해 잠재적으로 손상시키는 에너지의 적용이 요구되지 않는다. 대신에, 버블은, 이의 크기가 표면으로부터 분리될 정도까지 또는 열적 열전달이 증기화의 잠열이 버블의 표면적을 통한 증가된 열전도성에 의해 상쇄되는 균형에 도달할 때까지 끊임없이 성장한다. 이러한 각 경우에, 버블은 통상적인 세정 기술에 의해 요구되는 손상 에너지를 발생시키지 않는다.
2. 물리적 선택성: 핵형성 사이트는, 불연속성이 액체-고체 경계, 표면 토포그래피 특징, 또는 오염 입자이든지 간에, 버블의 형성을 보조하기 위해 항상 불연속성을 선호한다. 이러한 실제적인 선호도는 이러한 기술의 유효성을 제공한다. 이는 새롭게 부어진 탄산 음료를 함유한 음료 유리의 측면들을 따라 버블 형성을 시험하는 사람에게 용이하게 관찰될 수 있다.
3. 화학적 선택성: 버블 내부의 가스 증기의 화학은 세정 용액에서 보다 높은 증기압 용매로 더욱 농축된 등급의 순서들일 것이다. 세정액 화학의 적절한 선택과 함께, 이러한 화학물질 증기의 농도는 특정 미립자 타입을 공격하고 파괴시키도록 디자인될 수 있다. 그러나, 이러한 강력한 화학 반응물이 세정액 중에 비교적 묽은 수준으로 잔류하기 때문에, 이러한 것들은 웨이퍼 자체를 거의 손상시키지 않을 수 있다.
4. 토포그래피 선택성: 대부분의 세정 메카니즘은 입자가 웨이퍼의 평평한 표면 위에 노출되는 평면 표면 상에서 가장 효과적이다. 그러나, 실제 디바이스 웨이퍼를 제작하는 동안, 평면 표면은 거의 드물게 나타난다. 대개, 킬러 결함 타입 입자는 측벽에 대해, 및 트렌치 및 홀 내측에 트랩핑된 입자이다. 이러한 것들은 통상적인 수단에 의해 제거하기가 거의 불가능하다. 본 사이클 핵형성 공정 (CNP)은 실제로 웨이퍼 토포그래피(topography)가 더욱 복잡하기 때문에 더욱 효과적이다. 이러한 증가된 유효성의 메카니즘은 시험관의 바닥에서 물을 비등시키려는 사람에게 용이하게 관찰될 수 있다.
50 nm 이하로 반도체 피쳐 크기의 축소는 나노미터-크기의 입자를 웨이퍼 표면에 접착시키는 인력이 상당히 강력하게 되기 때문에 새로운 입자 제거 과제를 나타낸다. 디바이스 피쳐가 더욱 작아지고 더욱 섬세해지게 성장하는 것과 동시에 이러한 증가된 점착성이 발생한다. CNP 기술의 증명된 잇점은 이러한 기술을 확대시키고 향상시키기 위해 반복 공정 순서로 버블을 생성, 제거, 및/또는 붕괴시키기 위한 추가의 방법의 조사를 이끌어 내었다.
버블을 발생 및 붕괴시키기 위해 감압 및 가압을 이용하는 기술의 실행은 미국특허 6,418,942; 6,743,300; 6,783,602 B2; 6,783,601 B2; 6,824,620 B2; 및 2007/0107748호에서 기술되는데, 여기에서는 VCN (vacuum cycle nucleation, 진공 사이클 핵형성)으로서 공지되거나, 일부 전문적인 문헌에서 또한 VCS (vacuum cavitational streaming, 진공 공동 스트리밍)으로 칭하며, 이러한 문헌은 본원에 참고문헌으로 포함된다.
본 발명은 대표적인 구체예에서, 변동 온도 및 활성 화학제, 및 임의적으로 교대 압력에 추가하여 이들의 사용에 관한 것이다. 이에 따라, 본 발명의 바람직한 구체예에서, 온도의 증가, 활성 화학제의 도입, 또는 감압의 적용은 고체 표면 상의 핵형성 사이트에 증기 버블을 형성 및 성장시킬 수 있으며, 이후에 온도가 감소하거나 화학제 흐름이 감소하거나 압력이 다시 적용될 때 붕괴된다(또는 분리되거나 축소된다). 온도, 활성 화학제, 및 압력의 수준, 및 이들의 정도는 버블의 성장 속도 및 크기, 및 방출된 전체 에너지를 조절할 수 있다.
울트라소닉 또는 메가소닉-지원된 공정과는 달리, 본 가공으로 형성된 버블의 크기는 초음파에 의해 형성된 것 보다 매우 클 수 있는 것으로 예상된다. 증기 버블은 단지 핵형성 사이트에 대해 선택적일 수 있고, 모든 표면을 덮는 유체에서 소닉 버블의 균질한 형성과는 대조적으로 고체 표면 상에 직접적으로 버블을 형성시킬 수 있다. 크기 및 버블 생성 속도는 비등 액체에서 형성된 것과 유사할 것이며, 이는 열 부가의 속도에 직접적으로 비례한다. 비등 증기 버블이 표면 균열 및 결함을 형성하기 때문에, 감압 버블이 표면 상의 입자에서 핵형성하고 이에 따라 표면으로부터 입자 분리, 즉 표면으로부터 입자의 제거 (세정)를 향상시킴으로써 매우 선택적일 것으로 예상된다. 버블이 표면에서 붕괴되는 경우에, 이의 효과는 축소하는 버블이 대량의 국소화된 에너지를 방출하는 초음파와 같을 것이다. 다른 한편으로, 증기 버블이 표면으로부터 분리할 수 있는 경우에, 입자는 개질 경계층에 노출될 것이며, 이러한 작용은 표면 코팅 공정에서 요구되는 바와 같이 표면으로의 물질의 이동을 향상시킬 것이다. 크기가 마이크로-수준이고 일반적으로 제거될 입자 보다 작은 초음파 버블과는 달리, 사이클 공정에 의해 형성된 증기 버블은 더욱 클 것이고 입자 상에 영향을 미칠 수 있는 개질 점성 표면 층을 형성할 것이다.
사이클 공정 동안 형성된 이러한 보다 큰 버블은 입자 사이트에서 형성시킴으로써 초음파 버블 보다 더욱 선택적이며, 이는 유체에 직접적으로 에너지를 방출하는 초음파와는 달리 고체 표면 상에 유도된 타겟화된 에너지를 형성시킬 것으로 예상된다. 민감한 표면, 또는 균열 입자를 갖는 표면에 대해, 감압은 또한 입자 제거를 위한 더욱 선택적이고 보다 덜 파괴적인 수단을 제공한다. 또한, 사이클 공정의 압력/온도/화학물질 효과는 유체 전체에 걸쳐 전방향적이고, 이에 따라 고체 표면의 임의의 구역으로부터 은폐되지 않는다. 대조적으로, 초음파는 지향적이고, 이에 따라 고체의 특정 표면은 이들의 효과로부터 은폐될 수 있다. 또한, 압력, 온도 또는 화학물질이 모든 방향에서 동일하기 때문에, 핵형성하는 버블은 튜브 외측 정도로 용이하게 튜브 내측에서 형성될 수 있다.
대표적인 구체예에서, 본 발명은 압력 사이클링과 함께 또는 이의 없이 온도 사이클링, 유체 및/또는 증기 사이클링, 또는 이들의 임의의 조합에 관한 것이다. 온도 및 화학물질 사이클링은 표면 상에서 핵형성 사이트를 선택적으로 처리하기 위해 여러 농도의 용매 혼합물을 빠르게 사이클링 시키고 적용함으로써 예시된, 특별한 장점들을 가질 수 있다. 본 발명은 또한 온도 사이클링 및 다수의 화학 유체/증기 사이클링 및 화학물질 혼합물의 변동을 가능하게 하기 위한 공정 챔버 배치에 관한 것이다. 대표적인 구체예에서, 본 발명은 발달된 세정, 막 제거, 및 표면 처리 적용을 위해 증기 버블을 핵형성, 성장, 분리 및 붕괴시키기 위해 필수적인 사이클 온도 조건 및 변동하는 화학적 혼합물을 기술한다. 이러한 적용은 반도체 웨이퍼 가공, MEMS 디바이스 가공, 정밀 광학 세정, 전자기기 세정, 의학 디바이스 세정, 의학 디바이스 살균, 및 오일 또는 윤활제 제거를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 본 발명은, 압력 및 온도 조건이 하나 이상의 액체 용매가 용액 중에서 이의 비등점에 도달하도록 할 때 형성하는 증기 버블을 생성, 성장 및 붕괴시키기 위해 열적 사이클링 (가열 및 냉각 사이클)을 이용하는 것을 기술한다. 이러한 특정 공정은 열적 사이클 핵형성 (Thermal Cycle Nucleation; TCN)이라 명명되며, 이는 사이클 핵형성 공정(CNP)의 서브세트이다. TCN의 온도와 증기 버블 내부의 본래 보다 강력한 화학적 증기 농도의 조합은 개선된 입자 제거 효능을 위한 화학적 반응 속도를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 또한, 열적 사이클 (TCN)은 향상되거나 다양한 효과를 위해 진공 사이클 (VCN)과 조합될 수 있다. 본 열적 사이클링은 기본적인 핵형성-형성 기술(nucleation-forming technology)을 향상시킬 수 있으며, 특정 조건 및 적용하에서, TCN의 사이클링 속도는 VCN에 대한 것 보다 10배 빠를 수 있다.
VCN 기술과 별도로 또는 이와 함께 TCN을 사용하는 중요한 잇점들은 더욱 큰 처리량 및 보다 높은 입자 제거 효능을 위한 보다 빠른 사이클링; 웨이퍼 디바이스 보전성을 보존하기 위해 보다 낮은 전체 평균 온도를 유지하면서 보다 물리적이고 침습적인 세정 작용을 위한 보다 높은 온도 피크; 온도를 사이클링시키기 위해 이동하는 부품이 필요치 않은 반면 감압 가압 사이클링은 입자를 발생시킬 수 있는 기계적 조절을 요구함; 환경으로의 비-배출 및 완전히 밀폐된 루프의 제공; 적은 에너지의 요구; 작동자 및 환경에 대해 본래 안전할 수 있기 때문에 가연성 용매에 대해 구성될 수 있음; 및 표면을 가로질러 규칙적으로 열을 기계적으로 집중시킬 필요 없이 전체 표면을 즉시 처리함을 포함할 수 있다.
하기는 열적 사이클 핵형성을 실행시키기 위해 제안된 기본적인 장치 디자인 및 방법을 기술한 것이다. 이러한 설명은 TCN 공정이 실제적으로 어떻게 실행될 수 있는 지의 설명을 포함한 것이지만, 이러한 것들은 TCN, CNP, VCN 및 이들의 임의의 조합의 성공적인 실행을 위한 전범위의 가능성을 포함하도록 의도된 것은 아니다.
CNP는 세정될 부품이 세정액의 배스(bath)에 침지되는 큰 진공 챔버로 이루어질 수 있다. 온도는 조절되며, 진공 수준은 증기 버블을 반복적으로 생성 및 붕괴시키기 위해 사이클링된다. 단일 웨이퍼 챔버는 보다 작은 부피 및 열 질량을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 보다 작은 공정 챔버는 일정한 흐름의 새로운 세정액에 노출된 단일 웨이퍼를 함유할 것이다 (샤워 대 배스 개념). 이러한 종류의 배치에서, 웨이퍼의 비교적 작은 열 질량과 조합된 새로운 액체의 일정한 흐름은 열원이 웨이퍼로부터 제거된 직후에 빠른 냉각을 촉진시킬 것이다.
감압 환경에서, 복사열 전달은 전도성 및 대류성 열전달 메카니즘에 비해 바람직할 수 있다. 좋은 해법은 웨이퍼를 즉시 가열하는 능력을 가지고 있고 또한 램프를 끄는 순간에 즉시 가열을 정지시키는 복사 램프 열을 사용하는 것이다. 사이클링을 위한 온도 범위가 수십도에서 수백도 미만으로 비교적 작을 수 있기 때문에, 가열을 위한 사이클 시간은 심지어 수십 초로 매우 짧을 수 있다. 복사 램프 가열은 반도체 웨이퍼 가공을 위한 빠른 어닐링 공정에서 사용되는 것이 언급될 것이다. 이러한 공정은 RTP (Rapid Thermal Processing; 빠른 열적 가공)으로서 칭하며, 이는 웨이퍼를 수초 동안에 1000도 이상으로 가열시키는 능력을 나타낸다. TCN 온도 범위에 대해, 가열적 사이클은 심지어 보다 짧을 수 있다. 이러한 빠른 사이클링 속도는 웨이퍼 처리량을 최대화하고 높은 입자 제거 효능을 달성하기 위해 각 웨이퍼 상에서 많은 TCN 사이클을 수행하게 할 수 있다.
웨이퍼는 증가된 대류식 냉각 흐름 및 원심력의 결과로서 웨이퍼 표면으로부터의 버블/입자 이동을 위해 회전될 수 있다. 회전하는 웨이퍼는 웨이퍼의 중심에서 유도된 스트림에 도입된 세정액을 방사상 방식으로 흘려나가게 할 것이다. 실제 흐름 동력학은 웨이퍼의 회전 속도를 변경시킬 뿐만 아니라 세정액의 흐름 조건을 조절함으로써 조절될 수 있다. 보다 높은 회전 속도와 조합된 증가된 흐름은 유속을 증가시키고, 경계층 두께를 감소시키고, 대류식 및 전도식 열전달 모두를 증가시킬 것이다.
회전하는 챔버 루프는 웨이퍼 표면 상에 방울들을 다시 떨어뜨리지 않으면서 비교적 차가운 챔버 벽으로부터 응축물을 원심력으로 제거하기 위해 사용될 수 있다. 웨이퍼 표면 상에 다시 침적하는 것으로부터 입자를 유지시키는 것은 특정 구체예에서 중요한 개념일 수 있다. 핵형성 사이클링 기술과 연관된 버블링 공정이 일부 스퍼터링(spattering) 및 챔버 벽 상에서의 응축을 야기시킬 수 있기 때문에, 웨이퍼 위로의 회전하는 챔버의 추가는 웨이퍼로부터 이러한 침적물을 충분히 포집하고 안전하게 이동시킬 것이다. 이러한 기술은 웨이퍼와, 보다 작은 전체 챔버 용량을 고려하는 챔버 루프 사이의 충분히 좁은 간격을 고려한다. 챔버 용량이 작을 수록, 다른 가능한 잇점들 중에서 온도 및 압력을 보다 빠르게 조절할 수 있다.
이러한 테마에 대한 변형은 두 부분을 분리시키는 세정 유체만을 지닌, 다소 가요성이고 웨이퍼 표면으로 거의 낮춰질 수 있는 회전하는 챔버 루프를 갖는 것이다. 이러한 방식으로, 가능한 오염물을 축적할 수 있는 표면은 존재하지 않지 않는다.
도 1은 본 발명의 사이클 핵형성 공정의 대표적인 구체예를 위해 디자인된 단일 웨이퍼 챔버를 도시한 것이다. 기재는 챔버내에서 측면으로부터 들어오는 액체로 침지되며, 이러한 액체는 다른 측면으로 배수된다. 복수의 열 램프는 기재를 가열시키기 위해 설치된다. 다른 배치가 또한 실행될 수 있으며, 예를 들어 열 램프가 단지 한쪽 측면에 설치되거나, 열 램프는 히트 척(heat chuck)과 같은 저항식 가열기로 대체될 수 있거나, 액체가 위에서 들어갈 수 있거나, 기재가 챔버의 바닥벽에 접촉할 수 있거나, 액체가 기재를 침지시키지 않으면서 기재를 통해 흐를 수 있거나, 기재가 회전될 수 있다.
도 2는 유체를 도입시키기 위한 샤워해드(showerhead)를 이용한 다른 대표적인 공정 챔버를 도시한 것이다. 추가적으로, 액체는 한 측면으로부터 들어갈 수 있으며, 기재는 침지될 수 있다.
도 3은 회전하는 기재와 함께, 챔버 루프가 회전할 수 있는 회전하는 챔버 루프 구체예를 도시한 것이다. 세정액은 회전하는 루프의 상부에서 들어가서 원심력을 통해 액체 배수로로 배수된다. 진공 펌프는 챔버로부터 가스와 증기를 제거할 수 있다.
도 4는 다른 대표적인 단일 웨이퍼 사이클 핵형성 세정 챔버를 도시한 것이다. 세정 유체의 다양한 혼합물은 회전하는 기재 상으로 분출되거나, 분사되거나 흘려보내어질 수 있다. 원심력으로 인하여, 유체는 액체 배수로로 배출되며, 증기는 진공 펌프로 펌핑 제거될 수 있다. 열 램프는 기재 또는 유체의 온도를 변경시키기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 열적 사이클 핵형성을 갖는 본 발명의 사이클 핵형성 공정을 이용하여 물체를 처리하는 방법을 도시한 것이다. 작동(1000)은 물체의 적어도 일부를 침지시키기 위해 세정액을 도입한다. 액체는 샤워해드, 또는 주입 포트, 예를 들어 중심 주입 유입구를 통해 도입될 수 있다. 세정액은 용매일 수 있다. 세정액은 액체상으로 처리하기 전에 압력을 균등하게 하기 위해 증기상으로 도입될 수 있다. 작동(1002)은 감압 버블을 침지된 물체 표면에서 형성 및 터미네이션시키기 위해 물체의 온도를 변동시킨다. 일 양태에서, 감압 버블은 버블의 터미네이션으로부터 에너지를 생성시킴으로써, 요망되는 방식, 예를 들어 표면을 세정하는 방식으로 물체를 처리한다. 버블의 터미네이션은 버블의 붕괴, 분리 또는 축소를 포함할 수 있다. 물체 온도의 변동은 감압 버블을 물체의 표면 상에 주기적으로 형성 및 터미네이션시킬 수 있다. 온도의 변동은 버블의 형성 및 터미네이션을 보조하기 위해 압력 및 화학적 활성액 흐름의 변동에 의해 수행될 수 있다.
도 6은 열적 사이클 핵형성으로 물체를 처리하는 다른 방법을 도시한 것이다. 작동(1010)은 물체의 적어도 일부를 침지시키기 위해 세정액을 도입한다. 작동(1012)은 물체를 가열시켜 침지된 물체 표면에서 버블을 형성시키기 위해 물체에 열에너지를 공급한다. 물체의 가열은 물체 표면 부근에서 액체를 가열시켜 버블을 형성시킬 수 있다. 작동(1014)은 열에너지를 감소시키거나 물체를 냉각시켜 버블을 터미네이션시키며, 이는 물체를 처리하기 위해 에너지를 물체 표면에 제공한다. 사이클은 작동(1016)에서 버블을 형성 및 터미네이션시키기 위해 물체의 가열/가열의 감소(또는 가열 및 냉각)로 반복될 수 있다. 가열은 빠른 사이클화를 위해 램프 가열기에 의해 실행될 수 있다.
도 7은 압력 및 온도/가열적 사이클화 모두를 이용하여 물체를 처리하는 대표적인 구체예를 도시한 것이다. 작동(1020)은 공정 챔버에서 물체의 적어도 일부를 침지시키기 위해 세정액을 도입한다. 작동(1022)는 감압 버블을 침지된 물체 표면에 형성 및 터미네이션시키기 위해 공정 챔버내에서 가압 및 감압을 교대시킨다. 압력 수치는 고압 수치와 저압 수치 사이로 왕복될 수 있다. 압력은 대기압 수준, 대기압 미만의 수준, 또는 대기압 보다 높은 수준일 수 있다. 진공수준은 10 Torr, Torr, 또는 서브-Torr 압력의 범위의 대기압 미만일 수 있다. 작동(1024)는 버블의 발생을 보조하기 위해 압력 단계 동안에 물체를 가열시킨다. 작동(1026)은 버블의 터미네이션을 보조하기 위해 가열을 감소시키거나 물체를 냉각시킨다.
다른 구체예에서, 본 발명은 물체의 표면 상에 증기 버블을 붕괴시키거나 축소시킴으로써 표면을 처리하기 위한 증기 버블을 생성시키고 성장시키기 위해 상이한 화학적 용액/증기를 주기적인 방식으로 적용한다. 압력 및 열적 조건과 함께 적용할 때, 본 공정은 하나의 화학의 증기 버블을 선택적으로 성장시키고 이러한 화학을 정지시켜 축소시키거나 붕괴시킬 수 있거나, 제 1 증기 또는 유체를 처리하기 위해 상이한 즈기 또는 액체를 도입한다. 이는 추가 사이클의 처리를 위해 추가 유체 또는 증기에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 특정 공정은 화학적 사이클 핵형성(Chemical Cycle Nucleation; CNP)이라 불려진다. 일 양태에서, 화학적 증기/유체의 다양한 농도 유체 혼합물은 물체의 표면 상에 증기 버블을 붕괴시키거나 축소시킴으로써 표면을 처리하기 위한 증기 버블을 생성 또는 성장시키기 위해 대안적인 방식으로 적용될 수 있다.
CNP로의 가공은 추가적인 잇점들을 제공할 수 있으며, 예를 들어 처리된 표면은 즈기/유체를 사이클화시키거나 농도를 변동시키는 동안 습윤성을 유지한다. 또한, 상이한 화학물질 또는 액체의 사이클화 및 이의 유체 농도의 변동은 입자 및 복잡한 화학적 포뮬레이션, 예를 들어 포토레지스트, 접착제, 폴리머 코팅, 전자기기 플럭스(electronic flux)의 재침적을 억제하거나 제거하기 위해 배합된 표면 상에 직접적으로 화학적 혼합물을 형성시킨다. 화학적 혼합물은 빠른 화학물질 용해 및 표면 오염물의 복잡한 화학적 결합의 파괴를 촉진시키기 위해 구성될 수 있다.
본 CNP 공정은 기본적인 핵형성-형성 기술을 향상시킬 수 있으며, 특정 조건 및 적용 하에서, 상이한 화학물질 또는 액체의 사이클화는 입자 및 특정의 복합한 화학적 포뮬레이션, 예를 들어 포토레지스트, 접착제, 폴리머 코팅, 전자기기 플럭스의 재침적을 억제하거나 제거할 수 있고, 상기 오염물의 빠른 용해 또는 대체를 촉진시키기 위해 화학적 결합 구조의 파괴를 촉진시킬 수 있다.
VCN 기술과 별도로 또는 이와 함께 CNP를 사용하는 중요한 잇점들은 보다 큰 처리량, 보다 높은 입자 제거 효능 및 단단한 오프셋과 바이아스로부터 잔류물의 제거를 위한 더욱 빠른 사이클화; 웨이퍼 디바이스 보전성을 보존하기 위해 보다 낮은 전체 평균 온도를 유지하면서 확산을 충분히 이용함으로써 보다 물리적이고 공격적인 세정 작용을 수행하는 과열된 기체; 액체 상태일 때 보다 증기 상태에서 화학 용해물의 확산력의 실질적 증가; 환경에 대한 비-배출 및 완전히 밀폐된 루프; 적은 에너지 요구; 작업자 및 환경에 대해 본래 안전할 수 있기 때문에 가연성 용매에 대해 적합함; 세정 표면은 항상 습윤상태일 수 있음; 표면의 빠른 건조; 물체의 핵형성 사이트에서만 다양한 화학물질 농도를 이용하고 화학적 용매, 수성, 산, 에치 또는 상이한 화학물질 농도의 혼합물을 변동시키거나 사이클링시켜 물체 표면의 핵형성 사이트에서만 화학적으로 선택적 처리될 수 있는 표면; 표면 상의 핵형성 사이트에 대해 특이적인 오염물의 가장 높은 친화성 및 효능에 대한 적절한 화학물질/유체를 매칭시키는 능력의 향상; 및 오염물의 핵형성 사이트에서 선택된 화학적 용해제 및 산화제로 화학적 결합을 빠르게 용해시키고 파괴시킴으로써 공지된 화학적으로 복잡한 물질의 선택적 제거를 포함한다.
웨이퍼로부터의 서브-마이크론 입자 제거는 5개의 이용가능한 메카니즘을 요구할 것이다. 강제 대류, 버블 축소, 빠른 증발, 화학적 접착, 및 화학적 에칭이 모두 요구될 수 있다.
하기에는 화학적 사이클 핵형성의 실행이 가능하도록 제안된 기본 디바이스 디자인 및 방법을 기술한 것이다. 이러한 설명에는 CNP 공정이 실제적으로 어떻게 실행될 수 있는지에 대한 설명이 포함되어 있지만, TCN, CNP, VCN 및 이들의 임의의 조합의 성공적인 실행을 위한 가능성의 전범위를 포함하도록 의도된 것은 아니다.
신규한 공정은 배치 공정 또는 단일 웨이퍼 공정용 진공 챔버를 이용하여, 물체의 표면을 처리하기 위해 다수의 유체/증기의 사이클링을 사용할 수 있다. 신규한 CNP 공정의 일 예는 반도체 웨이퍼로부터 포토-레지스트의 제거에서 이루어질 것이며: 봉입된 용매 또는 수성 화학적 사이클 핵형성 (CNP) 시스템은 가공될 웨이퍼를 유지시키기 위한 챔버를 포함한다. 적어도 하나의 진공 펌프는 공기 및 다른 비-응축성 가스를 제거하기 위해 챔버에 네가티브 게이지 압력을 적용한다. 배기된 챔버에 용매를 도입하여 챔버내에 포함된 웨이퍼를 침지시키기 위한 수단이 제공된다. 용매는 레지스트를 용해시키기 위해 사용되는 유기 매질 및 레지스트의 탄소 성분을 산화시키기 위해 사용되는 무기 용액, 예를 들어 퍼옥사이드 또는 산으로 이루어진다. 제 1 시스템은 레지스트 주변 경계층의 교반 및 분열을 위한 증기 버블을 형성시키고 증기상태로의 보다 빠른 반응을 위해 무기 성분을 기화시키기 위해 챔버로부터 압력을 제거한다. 용매를 회수한 후에, 제 2 용매는 상기 챔버에 도입되며, 제 2 시스템은 웨이퍼의 교반 및 린싱을 위한 증기 버블을 형성시키기 위해 챔버로부터 압력을 제거한다. 이러한 시스템은 챔버와 웨이퍼로부터 용매의 회수를 포함한다.
도 8은 화학적 사이클 핵형성을 이용한 본 발명의 사이클 핵형성 공정으로 물체를 처리하는 일 구체예를 도시한 것이다. 작동(1030)은 물체의 적어도 일부를 침지시키기 위해 화학적 활성제 또는 액체를 흘려보내며, 여기서 화학적 활성액은 침지된 표면에 버블 형성을 촉진시킨다. 화학적 활성액은 산화제, 높은 버블 형성을 갖는 액체, 또는 보다 낮은 증기압을 갖는 액체일 수 있다. 대표적인 화학적 활성액은 퍼옥사이드 화학물질, 알칼리, 용매 또는 산을 포함한다. 작동(1032)은 버블의 터미네이션을 촉진시키거나 버블의 생성을 느리게 하거나 빠르게 하기 위해 화학적 활성액의 흐름을 정지시킨다. 이러한 공정은 작동(1034)에서 화학적 활성액의 사이클 규칙적화로 반복된다. 일 양태에서, 화학적 활성액은 물체가 위치되는 공정 챔버에 규칙적으로 이루어진다. 다른 양태에서, 화학적 활성액은 버블 생성을 촉진시키거나, 버블 성장을 지연시키거나, 확산을 향상시키거나, 확산을 억제하기 위해 세정액에 주입된다.
도 9는 화학적 사이클 핵형성을 이용한 본 발명의 사이클 핵형성 공정으로 물체를 처리하는 다른 구체예를 도시한 것이다. 작동(1040)은 물체의 적어도 일부를 침지시키기 위해 화학적 활성제 또는 액체를 흘려보내며, 여기서 화학적 활성액은 침지된 표면에서 버블의 형성을 촉진시킨다. 작동(1042)은 버블의 터미네이션을 촉진시키기 위해 다른 액체를 흘려보낸다. 이러한 다른 액체는 세정액, 용매, 또는 활성적으로 버블을 터미네이션시키는 액체일 수 있다. 작동(1044)은 요망되는 결과가 달성될 때까지 사이클을 반복한다.
도 10은 본 발명의 대표적인 구체예를 도시한 것이다. 작동(1050)은 물체의 적어도 일부를 침지시키기 위해 세정액을 도입한다. 작동(1052)은 감압 버블을 침지된 물체 표면에 형성 및 터미네이션시키기 위해 공정 챔버내에 가압 및 감압을 교대시킨다. 작동(1054)은 버블의 생성을 보조하기 위해 압력 단계 동안 화학적 활성액을 흘려보낸다.
봉입된 용매 진공 사이클 핵형성 가공 시스템에서 포토-레지스트 제거를 위한 반도체 웨이퍼를 처리하는 대표적 시스템은 하기 단계를 포함하여 공정 챔버와 밀봉가능하게 소통하는 두개의 용매 공급 시스템을 포함한다:
(a) 챔버에 대해 용매 공급 시스템을 밀봉하는 단계;
(b) 챔버를 대기에 개방하고 챔버의 회전 디스크 상에 처리될 웨이퍼를 배치시키는 단계;
(c) 챔버를 배기시켜 공기와 다른 비-응축가능 가스를 제거하는 단계;
(d) 대기에 대해 챔버를 밀봉하는 단계;
(e) 용매 공급 시스템 1에 대해 챔버를 개방하고 용매를 배기된 챔버에 도입하여 웨이퍼를 침지시키는 단계;
(f) 챔버에서 감압을 형성시켜 웨이퍼의 표면에 증기 버블을 형성시킴으로써 웨이퍼를 가공하는 단계;
(j) 챔버에 도입된 용매를 회수하고 이를 용매 공급 시스템 1에 다시 공급하는 단계;
(h) 용매 공급 시스템 2에 대해 챔버를 개방하고 용매를 배기된 챔버에 도입하여 웨이퍼를 침지시키는 단계;
(i) 챔버에서 감압을 형성시켜 웨이퍼의 표면에 증기 버블을 형성시킴으로써 웨이퍼를 가공하는 단계;
(j) 챔버에 도입된 용매를 회수하고 이를 용매 공급 시스템 2에 다시 공급하는 단계;
(k) 압력을 감소시켜 챔버로부터 잔류 용매 및 증기를 회수하고, 웨이퍼를 건조시키는 단계;
(l) 대기에 대해 챔버를 개방하는 단계;
(m) 챔버를 개방하고 처리된 웨이퍼를 제거하는 단계.
대안적으로, CNP 공정은 물체의 표면을 처리하기 위해 상이한 농도의 다수의 유체 혼합물/증기를 변동시키는 것을 이용할 수 있다. 신규한 CNP 공정의 일 예는 물체로부터 복잡한 분자 사슬 구조화된 물질, 예를 들어 폴리머 및/또는 접착제의 제거일 것이다: 봉입된 용매 또는 수성 화학적 사이클 핵형성 (CNP) 시스템은 가공될 웨이퍼를 유지시키기 위한 챔버를 포함한다. 적어도 하나의 진공 펌프는 공기 및 다른 비-응축성 가스를 제거하기 위해 챔버에 네가티브 게이지 압력을 적용한다. .01% 내지 30%의 산화제, 과산화수소와 NMP의 용매 혼합물을 물체의 표면을 덮는 배기된 챔버에 도입하기 위한 수단이 제공된다. CNP 유체는 제트/증기 중에 또는 유체로서 도입될 수 있다. 긴 분자 사슬 오염물의 복잡한 화학적 결합을 분해시키기 위해 사용되는 유기 매질의 용매/산화제 혼합물은 폴리머, 접착제 및 전자기기 플럭스 및 무기 용약, 예를 들어 탄소 성분을 산화시키기 위한 퍼옥사이드 또는 산에서 발견된다. 제 1 시스템은 챔버로부터 압력을 제거하여 폴리머 주변 경계층의 교반 및 파괴를 위한 증기 버블을 형성시키고 보다 빠른 반응을 위해 무기 성분을 증기 상태로 증기화시킨다. 용매를 회수시에, 제 2 용매 혼합물은 챔버에 도입되며, 제 2 시스템은 챔버로부터 압력을 제거하여 물체의 교반 및 린싱을 위한 증기 버블을 생산한다. 이러한 시스템은 챔버 및 물체로부터 용매의 회수를 포함한다. 이러한 CNP 강화는 상기 혼합물의 회수와 함께 용매 혼합물의 농도를 변동시킴으로써 표면으로부터 물질을 제거하기에 어려운 타겟에 대해 발명된 것이다.
봉입된 용매 진공 사이클 핵형성 가공 시스템에서 물체를 처리하기 위한 대표적인 시스템은 하기 단계를 포함하는 공정 챔버와 밀봉가능하게 소통하는 두개 이상의 용매 혼합물 공급 시스템을 포함한다:
(a) 챔버에 대해 용매 공급 시스템을 밀봉하는 단계;
(b) 챔버를 대기에 개방하고 처리될 물체를 챔버의 회전 디스크 상에 배치시키는 단계;
(c) 챔버를 배기시켜 공기 및 다른 비-응축성 가스를 제거하는 단계;
(d) 대기에 대해 챔버를 밀봉하는 단계;
(e) 용매 혼합물 공급 시스템 1에 대해 챔버를 개방하고 용매 혼합물을 배기된 챔버에 도입하여 상기 물체의 표면을 덮는 단계;
(f) 챔버에 감압을 제공하여 물체를 가공하여 웨이퍼의 표면에 증기 버블을 형성시키는 단계;
(j) 챔버에 도입된 용매를 회수하고 이를 용매 공급 시스템 1에 다시 공급하는 단계;
(h) 용매 혼합물 공급 시스템 2에 대해 챔버를 개방하고 용매 혼합물을 배기된 챔버에 도입하여 상기 물체의 표면을 덮는 단계;
(i) 챔버에 감압을 제공하여 웨이퍼의 표면에 증기 버블을 형성시킴으로써 물체를 가공하는 단계;
(j) 챔버에 도입된 용매를 회수하고 이를 용매 공급 시스템 2에 다시 공급하는 단계;
(k) 압력을 감소시킴으로써 챔버로부터 잔류 용매 및 증기를 회수하고 웨이퍼를 건조시키는 단계;
(l) 대기에 대해 챔버를 개방하고;
(m) 챔버를 개방하고 처리된 웨이퍼를 제거하는 단계.
상기 명세서에서, 본 발명은 이의 특정의 대표적인 구체예를 참고로 하여 기술되었다. 여러 변형예는 보다 넓은 사상 및 하기 청구범위에 따른 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이로 이루어질 수 있다는 것이 자명할 것이다. 이에 따라, 명세서 및 도면은 제한적 의미 보다 예시적 의미로 간주된다.
Claims (40)
- 세정액을 도입하여 물체의 일부 또는 전부를 침지시키고;
물체의 온도를 변동시켜 침지된 물체 표면에 감압 버블(decompression bubble)을 형성 및 터미네이션(termination)시킴을 포함하여, 물체를 처리하는 방법. - 제 1항에 있어서, 버블의 터미네이션이 버블의 붕괴, 분리, 및 축소 중 하나 이상을 포함하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 감압 버블이 버블의 터미네이션으로부터 에너지를 발생시킴으로써 바람직한 방식으로 물체를 처리하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 온도의 변동이 물체의 표면 상에서 감압 버블을 주기적으로 형성 및 터미네이션시키는 방법.
- 제 1항에 있어서, 버블의 감압을 보조하기 위하여 물체 주변 환경의 가압 및 감압을 교대시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 버블의 형성을 보조하기 위해, 화학적 활성액을 상기 액체에 흘려보냄을 추가로 포함하는 방법.
- 세정액을 도입하여 물체의 일부 또는 전부를 침지시키고;
상기 물체를 가열시켜 침지된 물체 표면에 버블을 형성시키고;
가열을 감소시켜 버블을 터미네이션시키고;
물체의 가열 및 가열 감소를 반복함을 포함하여, 물체를 처리하는 방법. - 제 7항에 있어서, 버블의 터미네이션을 보조하기 위해 물체의 가열을 감소시킬 때 물체 주변 환경의 압력을 감소시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 7항에 있어서, 버블의 생성을 보조하기 위해 물체를 가열시킬 때 물체 주변 환경의 압력을 증가시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 7항에 있어서, 물체의 가열이 감압 버블을 물체의 표면에 지속적으로 형성시키고, 성장시키고, 상기 표면으로부터 분리시키는 방법.
- 제 7항에 있어서, 가열을 감소시키는 단계 동안에 물체의 표면을 냉각시키기 위해 액체를 흘려보냄을 추가로 포함하는 방법.
- 제 7항에 있어서, 버블의 형성을 보조하기 위해 화학적 활성액을 상기 액체에 흘려보냄을 추가로 포함하는 방법.
- 제 7항에 있어서, 화학적 활성액이 물체를 가열시키는 동안에 흘려보내어지는 방법.
- 제 7항에 있어서, 화학적 활성액이 퍼옥사이드 및 산 중 하나 이상을 포함하는 방법.
- 제 7항에 있어서, 화학적 활성액이 물체의 가열을 감소시키는 동안 제거되는 방법.
- 세정액을 도입하여 물체의 일부 또는 전부를 침지시키고;
공정 챔버내에서 가압 및 감압을 교대시켜 침지된 물체 표면에 감압 버블을 형성 및 터미네이션시키고;
버블의 생성을 보조하기 위해 압력 단계 동안에 물체를 가열시키고;
버블의 터미네이션을 보조하기 위해 감압 단계 동안에 물체의 가열을 감소시킴을 포함하여, 공정 챔버에서 물체를 처리하는 방법. - 제 16항에 있어서, 물체의 표면으로부터 세정액을 제거함을 추가로 포함하는 방법.
- 제 16항에 있어서, 물체의 표면으로부터 세정액을 제거한 후에 세정액을 보충함을 추가로 포함하는 방법.
- 제 16항에 있어서, 버블의 형성을 보조하기 위해 화학적 활성액을 상기 세정액에 흘려보냄을 추가로 포함하는 방법.
- 제 16항에 있어서, 버블의 제거를 보조하기 위해 화학적 활성액을 세정액으로부터 플러싱(flushing)시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 침지된 물체 표면에서 버블의 형성을 촉진시키는 화학적 활성액을 흘려보내어 물체의 일부 또는 전부를 침지시키고;
화학적 활성액의 흐름을 정지시켜 버블의 터미네이션을 촉진시키고;
화학적 활성액의 흐름 및 정지를 반복함을 포함하여, 물체를 처리하는 방법. - 제 21항에 있어서, 버블의 터미네이션이 버블의 붕괴, 분리, 및 축소 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
- 제 21항에 있어서, 버블이 버블의 터미네이션으로부터 에너지를 발생시킴으로써 바람직한 방식으로 물체를 처리하는 방법.
- 제 21항에 있어서, 화학적 활성 유체의 흐름 및 이러한 흐름의 정지가 물체 표면 상에서 버블을 주기적으로 형성 및 터미네이션시키는 방법.
- 제 21항에 있어서, 버블을 생성시키고 터미네이션시키기 위하여 물체 주변 환경의 가압 및 감압을 교대시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 21항에 있어서, 버블의 형성 및 터미네이션을 보조하기 위하여 물체의 온도를 변동시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 침지된 물체 표면에서 버블의 형성을 촉진시키는 화학적 활성액을 흘려보내어 물체의 일부 또는 전부를 침지시키고;
버블의 터미네이션을 촉진시키기 위해 다른 액체를 흘려보내고;
이러한 사이클을 반복함을 포함하여, 물체를 처리하는 방법. - 제 27항에 있어서, 버블의 터미네이션을 보조하기 위해 화학적 활성액을 흘려보낼때 물체 주변 환경의 압력을 감소시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 27항에 있어서, 버블의 생성을 보조하기 위해 다른 액체를 흘려보낼 때 물체 주변 환경의 압력을 증가시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 27항에 있어서, 버블의 형성 및 터미네이션을 보조하기 위해 물체 주변 환경의 가압 및 감압을 교대시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 27항에 있어서, 침지된 물체 표면에 버블의 형성을 보조하기 위해 물체를 가열시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 27항에 있어서, 버블의 터미네이션을 보조하기 위해 가열을 감소시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 27항에 있어서, 화학적 활성액이 퍼옥사이드 및 산 중 하나 이상을 포함하는 방법.
- 제 27항에 있어서, 버블의 제거를 보조하기 위해 상기 액체로부터 화학적 활성액을 플러싱시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 세정액을 도입하여 물체의 일부 또는 전부를 침지시키고;
공정 챔버내에서 가압 및 감압을 교대시켜 침지된 물체 표면에 감압 버블을 형성 및 터미네이션시키고;
버블의 생성을 보조하기 위해 압력 단계 동안에 화학적 활성액을 침지된 물체 표면 상에 흘려보냄을 포함하여, 공정 챔버에서 물체를 처리하는 방법. - 제 35항에 있어서, 물체의 표면으로부터 세정액을 제거함을 추가로 포함하는 방법.
- 제 35항에 있어서, 물체의 표면으로부터 세정액을 제거한 후에 세정액을 보충함을 추가로 포함하는 방법.
- 제 35항에 있어서, 버블의 제거를 보조하기 위해 세정액으로부터 화학적 활성액을 플러싱시킴을 추가로 포함하는 방법.
- 제 35항에 있어서, 침지된 물체 표면에 버블의 형성을 보조하기 위해 물체를 가열함을 추가로 포함하는 방법.
- 제 35항에 있어서, 버블을 터미네이션시키기 위해 가열을 감소시킴을 추가로 포함하는 방법.
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