KR20160003636A - 헤이즈 소멸 및 잔류물 제거를 위한 수증기를 포함하는 프로세스 - Google Patents
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Abstract
기판을 처리하는 방법은 헹굼 단계 이전의 처리된 기판을 제공하도록 처리 프로토콜을 이용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 것을 포함한다. 헹굼 단계에서, 헹굼 유체를 포함하는 적어도 하나의 스트림이 도입되고, 수증기가 헹굼 유체와 충돌하여 원자화되게 된다. 원자화된 헹굼 유체는 처리된 기판에 헹굼 가능하게 접촉하게 된다.
Description
이 출원은 2013년 8월 5일 출원되고, 발명의 명칭이 "PROCESS COMPRISING WATER VAPOR FOR HAZE ELIMINATION AND RESIDUE REMOVAL"인 미국 가출원 번호 제61/820,919호를 우선권으로 주장하며, 이 출원은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은 기판으로부터 물질을 선택적으로 제거하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 수증기를 포함하는 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 진보는 집적 회로들이, 활성 컴포넌트들의 계속 증가하는 패킹 밀도(packing density)를 갖는 실리콘 웨이퍼들과 같은 기판들 상에 형성되게 한다. 회로들의 형성은 기판으로부터 다양한 컴포넌트들의 순차적인 적용, 프로세싱 및 제거(선택적 제거를 포함함)에 의해 수행된다.
다양한 조성물들이 반도체 웨이퍼 기술들에서 기판으로부터 특정한 부류의 컴포넌트들의 제거를 위해 개발되었다. 예를 들어, 약 1:1:5의 체적비(또는 다소 더 높은 희석률(dilution ratio)의)로 NH40H(29 wt%)/H2O2(30 wt%)/물의 혼합물을 포함하는, 흔히 SC-1이라 표시되는 조성물은 통상적으로 입자들을 제거하고 소수성 실리콘 표면을 재산화(reoxidize)하는데 이용된다. 유사하게, 약 1:1:5(또는 다소 더 높은 희석률의)의 체적비로 HC1(37 wt%)/H2O2(30 wt%)/물의 혼합물을 포함하는, 흔히 SC-2이라 표시되는 조성물이 통상적으로 금속들을 제거하는데 이용된다. 피라냐(Piranha) 조성물이라 흔히 불리는 부가적인 조성물은 약 2:1 내지 약 20:1의 체적비로 H2S04(98 wt %)/H2O2(30 wt%)를 포함하고, 통상적으로 유기 오염물 또는 몇몇 금속 층들을 제거하는데 이용된다.
포토레지스트 물질들은 순차적인 층들의 형성을 보조하기 위해 다수의 회로 제조 프로세스들에서 이용된다. 제조 프로세스의 스테이지들에서, 이들 포토레지스트 물질들은 종종, 바람직하게는, 기판 위에 형성된 구조들을 포함하는 기판에 대한 실질적인 손상 없이 제거된다. 포토레지스트들은 통상적으로 n-메틸-피롤리돈(n-methyl-pyrrolidone; "NMP"), 글리콜에테르, 아민, 또는 디메틸 술폭시드(dimethyl sulfoxide; "DMSO")와 같은 유기 용제들을 이용하여 제거된다. 대안적으로, 포토레지스트 물질은 황산 및 과산화수소수와 같은 무기 화학 작용제들을 이용하여 또는 포토레지스트 플라스마 에싱으로서 일반적으로 알려진 반응성 가스 화학물질을 이용하여 제거된다. 미국 특허 제5,785,875호는 무주물산 내에 웨이퍼들을 완전히 침강시키고 가열된 용제 증기를 삽입하면서 챔버로부터 에칭 작용제를 빼냄으로써 습식 산성 에칭을 수행하여 포토레지스트 물질을 제거하기 위한 방법을 개시한다. 용제는 예를 들어, 아세톤, 알코올들 또는 다른 용제이지만, 바람직하게는, 이소프로필 알코올 포함하고, 약 50℃ 내지 약 100℃의 범위로 가열된다. 포토레지스트를 제거하는데 이용되는 종래의 습식 화학 프로세스들은 과산화수소수(피라냐 또는 "유황-과산화물 혼합" 또는 SPM) 또는 오존(유황-오존 혼합 또는 "SOM")과 결합된 농축 황산에 의존한다. 대안적으로, 포토레지스트들은 상승된 온도에서 오존 가스와 수증기를 혼합함으로써 또는 DI 물에서 용해된 오존을 이용함으로써 특정한 조건들 하에서 제거될 수 있다.
반도체 업계의 기판으로부터 물질들을 제거하는 것은 다수의 도전과제들, 특히 제조 프로세스의 완료 이후 기판 상의 헤이즈(haze)의 성장을 제공한다는 것이 발견되었다. 물질 제거 프로세스들은 예를 들어, 기판 상에 남아있는 화학적 잔류물과 대기 성분의 반응으로 인해 시간 의존적 헤이즈의 성장을 야기할 수 있다. 반도체 제품들 상의 헤이즈의 이러한 출현은 상당한 상업적 손실들을 야기할 수 있다. 헤이즈의 문제는 특히, 산의 도포를 포함하는 선택적 제거 프로토콜을 착수할 때의 이슈이다. 일반적으로, 최소 가능 양의 해로운 화학물질들에 의한 단순한 프로세스를 이용하는 것이 바람직하다.
처리된 기판을 제공하기 위해 물질 제거 프로토콜에 이어지는 헹굼 단계는, 수증기가 헹굼 유체의 스트림과 충돌하여 원자화되고 원자화된 헹굼 유체가 처리된 기판에 헹굼 가능하게 접촉하게 될 때 놀랄만큼 효과적이라는 것이 발견되었다.
본 프로세스가 종래 기술의 프로세스들에 비해, 보다 적은 양의 잠재적으로 위험한 화학물질들을 이용한 기판들의 프로세싱을 가능케 하기 때문에, 본 프로세스는 환경적으로 우호적이다. 부가적으로, 본 프로세스는 처리된 제품에서 헤이즈가 적어지면서, 전반적인 프로세스에 대한 강화된 선택성의 우호적인 결과들을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 하기의 상세한 설명에서 개시된 바로 그 형태들로 본 발명을 제한하거나 또는 총망라하는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 선택되고 설명되는 실시예들의 목적은 본 발명의 원리들 및 실시들에 대한 다른 당업자들의 인지 및 이해가 용이하게 될 수 있게 하기 위한 것이다.
본 방법은 물질들, 특히 포토레지스트 또는 실리콘 질화물 막이 제거되어야 하는 기판들의 정밀한 제조에 유용하다. 실시예에서, 기판은 반도체 업계에서 이용되는 기판, 바람직하게는, 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼이다.
일 실시예에서, 본 프로세스는 5개의 주요한 단계들에 의해 기판을 처리하는 것을 포함하며, 이 5개의 주요한 단계들은 다음과 같다:
a) 물질 제거 -> b) 선택적 헹굼 -> c) 선택적 표준 화학 세척 프로세스 -> D) d) 수증기 원자화된 헹굼 -> e) 건조
이 실시예에서, 헹굼 단계들은 동일하거나 상이한 헹굼 유체 및 수증기 조성물 및 도포 조건들(예컨대, 온도 및 물리력)을 이용할 수 있다.
기판으로부터 제거될 물질은 반도체 물질들의 제조에서 제거에 적절한 임의의 물질이다. 실시예에서, 물질은 포토레지스트, 하드마스크, 또는 이들의 결합을 포함한다.
본 발명의 실시예들에서, 선택적 제거 프로토콜은 산(acid)의 도포를 포함한다. 실시예에서, 산은 황산, 인산 또는 이들의 결합을 포함한다.
본 발명의 실시예들에서, 물질 제거 단계는 SC-2 조성물(HCl/과산화물/물), 피라냐 또는 SPM 조성물(황산/과산화물), SOM(황산/오존) 조성물들, 황산 조성물들, 버퍼링된 산화물 에칭(HF 및 암모늄 플루오르화물) 조성물들, NH4OH, H3PO4, HF, HCl 또는 HF/HCl 조성물들로 구성된 그룹으로부터 선택된 조성물들 중 하나 이상과 관련된 처리를 포함하는 선택적 제거 프로토콜이다. 바람직한 실시예에서, 선택적 제거 프로토콜은 인산을 통한 처리를 포함한다.
실시예들에서, 기판은 물질 제거 단계 이후 그리고 기판 상에서 선택적 표준 화학적 세정 프로세스가 수행되기 이전에 헹굼된다. 이 선택적 헹굼 단계는 종래의 담가 헹굼(immersion rinse), 기판으로의 액체 헹굼 유체의 스트림의 종래의 도포일 수 있거나, 또는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같은 수증기 원자화된 헹굼 단계일 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 기판은 중간 헹굼 단계 없이 물질 제거 단계 이후 선택적 표준 화학 세정 프로세스에 의해 즉시 처리된다.
선택적 표준 화학 세정 프로세스는 초기 물질 제거 단계 이후 기판의 표면 상에서 원치않는 물질을 세정하기 위해 당 분야에 알려진 것들과 같은 임의의 세정 단계이다. 이러한 표준 화학 세정 프로세스들은 SC-1, SC-2, SPM, 등으로서 당 분야에 알려진 최대 강도 화학 처리(full strenth chemistry treatment)들을 포함한다.
선택적인 헹굼의 헹굼 유체 및 수증기 원자화된 헹굼은 동일하거나 상이할 수 있는 하기의 구성을 가질 수 있다:
본 발명의 실시예들에서, 헹굼 유체는 본질적으로 탈이온수로 구성된다. 바람직한 실시예들에서, 헹굼 유체는 뜨거운 탈이온수(hot deionized water; "HDI")이다. 본 발명의 목적들을 위해, HDI는 약 40℃ 내지 약 99℃의 온도에 있다. 본 발명의 실시예들에서, 헹굼 유체는 탈이온수로 구성된다.
본 발명의 실시예들에서, 헹굼 유체는 물, 및 용액이 프로세스에서 최종 헹굼으로서 이용하기에 적합하게 되고 기판의 표면 상에 유해한 양의 화학적 잔류물을 남기지 않게 되는 양으로만 부가적인 컴포넌트가 제공되는 경우, 기판의 표면으로부터 원치않는 물질의 헹굼을 보조하기 위한 임의의 화학적 첨가 컴포넌트를 포함한다. 예를 들어, 헹굼 유체는 산, 염기, 용제 또는 100:1 중량부(parts by weight) 초과 또는 1,000:1 중량부 초과 또는 10,000:1 중량부 초과의 희석과 같은 고(high) 희석의 계면활성제를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 헹굼 용액에 제공될 수 있는 화학적 첨가 컴포넌트들의 예들은 염산, 황산, 플루오르화 수소산, 인산, 오존, 과산화물, 암모늄 수산화물, 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol; "IPA"), 버퍼링된 작용제들 및 이들의 결합들로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 헹굼 용액에 제공될 수 있는 화학적 첨가 컴포넌트 NH4OH, H2O2 및 IPA 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 헹굼 유체는 NH4OH, H2O2 및 물을 포함한다.
헹굼 유체가 물로 구성되거나 또는 본질적으로 물로 구성되는 실시예가 특히 바람직한데, 그 이유는 이 실시예는 기판 상에서 수행되는 프로세스들의 선택성(selectivity)을 유지하는 동시에 기판의 표면으로부터 화학물질들을 제거하는데 놀라울 정도로 효과적이기 때문이다. 일 실시예는 전체 통합 프로세스의 선택성을 유지하면서 오염물들이 있는 기판 표면을 세정하는데 특히 효과적이다.
앞서 언급된 바와 같이, 수증기 원자화된 헹굼은, 수증기가 헹굼 유체를 포함하는 적어도 하나의 스트림과 충돌하여 원자화되고 원자화된 헹굼 유체가 처리된 기판에 헹굼 가능하게 접촉하는 특별한 프로세스이다.
수증기 원자화된 헹굼은 헹굼 유체가 탈이온수만을 포함할 때 놀라울 정도로 효과적이다. 헹굼 유체가 부가된 화학물질을 포함하는 실시예에서, 수증기 원자화된 헹굼은 장비 및 핸들링 고려사항들 둘 다에 대한 이점들을 제공한다. 에너지가 수증기의 스팀의 형태로 제공되기 때문에, 비-물(non-water) 재료들을 포함하는 헹굼 유체는 유리하게는, 수증기를 이용하지 않는 헹굼 프로세스에 비교하면 기판 상에 분사하기 이전에 높은 레벨로 예열될 필요가 없다. 이는 유리하게는, 예를 들어, 장비에 대한 강화된 화학적 도전과제를 야기하고 다른 핸들링 고려사항들을 발생시킬 수 있는 방식으로 화학물질-함유 조성물이 가열되는 시간의 길이를 감소시킨다.
본 발명의 목적들을 위해, 수증기는 가스 형태의 물로서 정의되고 흔히 "미스트(mist)"라 불리는 작은 물방울들로부터 구분된다. 미스트는 작은 방울들의 형태로 응결된(condensed) 물이기 때문에, 본질적으로 미스트가 표면 상에 정착(settle)할 때 기화열에 대응하는 순 온난화 효과(net warming effect)가 없다. 본 발명의 목적을 위해, 스팀은 압력에 의존하는 물의 끓는 점, 예를 들어, 압력이 1 기압인 경우 100℃ 이상의 기화된 물이다. 스팀은 물의 끓는점을 초과한 온도로 제공될 때, 이것은 과열 스팀이라 불린다.
일 실시예에서, 적어도 약 100℃의 온도로 수증기가 제공된다. 실시예에서, 수증기는 약 130℃의 온도로 제공된다.
일 실시예에서, 헹굼 유체의 스팀은 혼합 노즐 내부에서 수증기와 충돌하게 된다. 바람직한 실시예에서, 헹굼 유체의 스트림 및 수증기는 별개의 오리피스(orifice)에서 분출되어 노즐 외부에서 충돌한다. 일 실시예에서, 헹굼 유체 및 수증기의 복수의 스트림들이 별개의 오리피스들에서 분출되어 외부에서(즉, 혼합 노즐 내에서가 아님) 충돌한다. 일 실시예에서, 헹굼 유체의 단일 스트림은 외부적인 복수의 별개의 오리피스 충돌로부터 비롯되는 수증기와 충돌한다. 일 실시예에서, 스트림의 위치, 방향 및 스트림들의 상대적 물리력은, 원자화된 헹굼 유체가 기판의 표면으로 지향되도록 결과적인 원자화된 헹굼 유체의 지향성 흐름을 바람직하게 제공하도록 선택된다.
일 실시예에서, 원자화된 헹굼 유체는 기판의 표면에 수직인 각도로 기판의 표면에 헹굼 가능하게 접촉하게 된다. 다른 실시예에서, 원자화된 헹굼 유체는 기판의 표면으로부터 약 10 내지 90도 미만의 각도로 기판의 표면에 접촉하게 된다. 다른 실시예에서, 원자화된 헹굼 유체는 기판의 표면으로부터 약 30 내지 약 60도의 각도로 기판의 표면에 접촉하게 된다. 바람직한 실시예에서, 기판은 원자화된 헹굼 유체와 기판 표면의 접촉 동안 약 250 내지 약 1000 RPM들의 레이트로 회전한다. 원자화된 헹굼 유체와 기판의 접촉의 방향은, 일 실시예에서, 기판의 회전축을 중심으로 동심원들로 정렬되거나, 또는 다른 실시예에서, 부분적으로 또는 완전히, 기판의 회전축 반대로 배향된다.
일 실시예에서, 처리된 기판에 헹굼 가능하게 접촉하는 원자화된 헹굼 유체는 일정한 스트림의 형태를 띤다. 일 실시예에서, 처리된 기판에 헹굼 가능하게 접촉하는 원자화된 헹굼 유체는 펄스식 스트림의 형태를 띤다.
일 실시예에서, 원자화된 헹굼 유체는 단계 도플라 입자 분석기(Phase Doppler Particle Analyzer; PDPA) 시스템에 의해 결정되는 바와 같이 약 1 내지 약 150㎛의 방울 직경으로 약 1 내지 약 100 m/sec의 속도로 처리된 기판에 접촉한다.
일 실시예에서, 원자화된 헹굼 유체는 기판 위에 장착된 노즐들의 어레이(스프레이 바(spray bar)로서 또한 지칭됨)를 통해 분사된다. 스프레이 바는 회전하는 기판의 반경에 걸쳐 연장하는 오리피스들의 선형 배열이다. 액체 및 가스 또는 스팀 스트림들은 이 실시예에서 노즐로부터 외부적으로 충돌한다.
일 실시예에서, 선택적으로 제거하는 단계는 처리된 기판 상에 산 잔류물을 남기고, 헹굼 단계는 헹굼 단계의 완료 이후 24 시간 동안, 바람직하게는, 48 시간 동안 어떠한 가시적인 헤이즈(haze)도 없는 기판을 제공한다.
일 실시예에서, 선택적으로 제거하는 단계는 처리된 기판 상에 산 잔류물을 남기고, 헹굼 단계는, 300mm 직경의 열적으로 산화된 실리콘 기판과 등가의 영역 상에서 45nm 이상의 150개(바람직하게는, 100개, 또는 바람직하게는, 50개) 미만의 광점(light point) 결함들이 부가되게 되는 기판을 제공한다. 일 실시예에서, 광점 결함 카운트는 기판 프로세싱이 완료되고 나서 24 시간 이후 카운트, 바람직하게는, 48 시간 이후 카운트로부터 0 시간의 광점 결함들을 차감함으로써 정의된다. 측정은 2mm 에지를 배제한 채로, KLA Tencor Surfscan SP2 패터닝되지 않은 웨이퍼 검사 시스템으로 행해진다. KLA Tencor Surfscan SP2는 광점 결함들의 올바른 크기를 검증하기 위해 폴리스티렌 라텍스 구체들(polystyrene latex spheres)을 이용하여 KLA Tencor 엔지니어에 의해 쿼터별로 교정된다.
부가적인 측정은 산 처리 및 헹굼된 기판 상에서 인 원자 퍼센티지를 측정하는 오제 전자 분광 분석(Auger Electron Spectroscopy Analysis)으로 수행된다. 기판 상의 3개의 영역들, 중앙에서, 중앙으로부터 90mm에서, 및 중앙으로부터 135mm에서 분석된다. 일 실시예에서, 헹굼액 및 수증기를 이용하는 본 발명의 프로세스에 의해 처리된 기판의 오제 전자 분광 분석에 의해 검출 가능한 산 잔류물의 양은 수증기 없이 그리고 질소에 의해 원자화된 헹굼액만을 이용한 유사한 프로세스에 의해 처리된 기판의 양의 절반 미만이다.
예를 들어, 1시간 이후 산 처리된 그리고 헹굼된 기판의 분석은 헹굼 단계에서 DI 물만을 이용하여 처리된 기판은 산 처리되고 뜨거운 DI 물 및 스팀 헹굼된 기판들 또는 산 처리되고 종래의 SCI(화학적) 단계가 이어지는 기판들 보다 대략 2배 이상의 원자 퍼센트를 포함한다는 것을 검증하였다. 이는 뜨거운 DI 물 및 스팀 헹굼 프로세스가 기판 표면으로부터 인 원자를 제거시에 SCI(화학적) 단계만큼 효과적이고 DI 물만을 이용한 헹굼은 그것만큼 효과적이지 않다는 것을 나타낸다. 인 원자는 인산 처리 단계로부터 웨이퍼 표면 상에 증착된다. 기판 표면 상에 인 원자의 존재는 KLA Tencor Surfscan SP2에 의해 검출된 광점 결함들로서 헤이즈가 측정 가능하게 되게 할 수 있다.
일 실시예에서, 모든 습식 포토레지스트 제거 프로세스는 고온 SPM 화학물질 분사 이후 부가적인 세정 단계 없이, 고온 SPM 화학물질 분사 프로세스에 이어지는 본 발명의 헹굼 단계(헹굼 유체는 NH4OH, H2O2 및 물을 포함함)로 구성된다.
본 발명은 예를 들어, 웨이퍼들이 이동하거나 고정되는 단일 웨이퍼 프로세싱 애플리케이션들에서 또는 배치(batch) 애플리케이션들에서 이용될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 방법은 미네소타, 체스카 소재의 TEL FSI Inc로부터 상업적으로 입수 가능한 MERCURY® 또는 ZETA® 스프레이 프로세서들 또는 미네소타, 체스카 소재의 TEL FSI Inc로부터 상업적으로 또한 입수 가능한 Magellan® 시스템과 같은 스프레이 프로세싱 툴에서 프로세싱될 때 웨이퍼들의 배치들에서 일어날 수 있는 바와 같이 다수의 웨이퍼-유사 객체들을 동시에 프로세싱하는데 이용될 수 있다.
이용될 수 있는 스프레이 프로세싱 시스템들의 다양한 구성들은, 발명의 명칭이 "PROCESS FOR TREATMENT OF SUBSTRATES WITH WATER VAPOR OR STEAM"인 미국 특허 번호 제7,819,984호에서, 그리고 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR TREATING A WORKPIECE WITH ARRAYS OF NOZZLES"인 미국 특허 출원 공개 번호 제2013/0037511호에서 또한 설명되며, 이 문서들의 개시물들은 인용에 의해 본원에 포함된다.
예들
본 발명의 대표적인 실시예들은 본 발명의 원리들 및 실시를 예시하는 하기의 예들을 참조하여 이제 설명될 것이다.
예 1.
산 프로세싱 이후 기판을 세정하기 위해 스팀과 뜨거운 탈이온수(hot deionized water; HDI)의 부가는 TEL FSI International에 의해 제조된 OrionTM 단일 웨이퍼 세정 시스템에서 수행되었다. 이 예를 위한 기판은 반도체 제조 업계에서 흔히 이용되는 300mm 열적으로 산화된 실리콘 웨이퍼이다. 전체 산 및 헹굼 프로세스는 하나의 프로세스 레시피에 포함되고 OrionTM 단일 웨이퍼 세정 시스템 상에서 단일 챔버에서 수행되는데; 즉 드라이 인(dry in), 드라이 아웃(dry out) 프로세싱이다. 노즐들의 어레이(스프레이 바로서 또한 지칭됨)가 회전하는 기판 위에서 HDI 흐름 내에 스팀을 도입한다. 프로세스 성능은 2mm 에지를 배제하면서, 45nm 이상의 광점 결함들(light point defects; LPD)을 측정하는 KLA Tencor Surfscan SP2로 모니터링된다. 시간이 지남에 따른 LPD들의 증가는 기판 표면 상에서 헤이즈가 증가하고 있다는 것을 나타낸다. 0 시간 LPD 측정에 비교될 때, 24 및 48 시간 모니터링 기간들에 100개 초과의 LPD들이 부가되는 것은 수락 불가능한 증가로 고려되었다. 헤이즈는 산 프로세싱 이후 헹굼 프로세스가 기판 표면으로부터 산을 충분히 제거하지 못했다는 직접적인 표시이다. 이 메트릭에 의해, 스팀 및 HDI는 산 프로세싱 이후 SCI(화학적) 단계에 비교하면 등가의 결과들을 보여주었다.
스팀 및 HDI의 이용은 웨이퍼 표면으로부터 잔류 인산을 제거하고 48 초과의 시간들 동안 헤이즈 형성을 방지한다. 이는 이전에는 SCI(화학적) 분사를 포함하는 세정 단계를 이용함으로써만 달성되었었다. 부가적으로, 스팀 및 HDI의 이용은 기판 표면 상에 물질 선택성을 개선한다. 산 프로세싱 단계는, SCI(화학적) 분사에 의해 또한 에칭되거나 제거될 기판 표면 상의 물질들을 노출할 수 있다. 산 프로세싱 이후 스팀 및 HDI 헹굼은 SCI(화학적) 분사가 그랬을 것처럼 물질을 에칭하거나 제거하지 않을 것이다.
산 처리된 기판들 상에서 인 원자 페센티지를 측정하는 오제 전자 분광 분석은 프로세싱 이후 웨이퍼 표면들의 부가적인 분석을 제공한다. 3개의 프로세스는 이 방법을 이용하여 다음과 같이 분석되었다:
1. 산 단계 이후 뜨거운 인산 + DI 헹굼
2. 산 단계 이후 뜨거운 인산 + DI + HDI 및 스팀 헹굼
3. 산 단계 이후 뜨거운 인산 + DI + SCI (화학적) 단계
기판 상의 3개의 영역들: 중앙, 중앙으로부터 90mm 및 중앙으로부터 135mm 분석되었다. 1시간 이후 산 처리되고 헹굼된 기판들의 분석은, DI 물만을 이용하여 처리된 기판(프로세스 1)이 산 처리되고 뜨거운 DI 및 스팀으로 헹굼된 기판(프로세스 2) 또는 산 처리되고 SCI(화학적) 단계가 이어지는 기판들(프로세스 3) 보다 대략 2배 이상의 이산 원자 퍼센트를 포함한다는 것을 검증하였다. 이것은 뜨거운 DI 및 스팀 헹굼 프로세스가 기판 표면으로부터 인 원자를 제거 시에 SCI(화학적) 단계만큼 효과적이고, DI 만을 이용한 헹굼은 그와 같이 효과적이지 않다는 것을 나타낸다. KLA Tencor Surfscan SP2에 의한 24시간의 부가적인 측정은 프로세스 1 동안 LPD들에서 큰 증가(45nm에서 1000 초과)를 보여주며, LPD들의 오젠 전자 분광 분석은 인이 LPD들에 존재했다는 것을 나타낸다. 프로세스 2 및 프로세스 3은 KLA Tencor Surfscan SP2에 의해 측정된 바와 같이 LPD들의 증가를 보여주지 않으며, 이는 헤이즈가 존재하지 않는다는 것을 확인하는 것이다. 인 원자는 인산 처리 단계로부터 웨이퍼 표면 상에 증착된다. 1 시간에 측정된 프로세스 1에 대한 기판 표면 상의 인 원자의 증가된 레벨은 KLA Tencor Surfscan SP2에 의해 24시간의 광점 결함들로서 측정 가능한 헤이즈와 일치한다.
본 명세서에서 이용된 바와 같이, "약" 또는 "대략"이란 용어들은 값이 측정되거나 결정되는 방법에 부분적으로 의존하는, 당업자에 의해 결정된 바와 같은 특정된 특정한 파라미터에 대한 수락 가능한 범위, 예를 들어, 샘플 준비 및 측정 시스템의 제한들 내에 있는 것을 의미한다. 이러한 제안들의 예들은 습식 대 건식 환경에서 샘플을 준비하는 것, 상이한 기구들, 샘플 높이의 변동들 및 신호 대 잡음비들의 상이한 요건들을 포함한다. 예를 들어, "약"은 언급된 값들의 1/10만큼 언급된 값들의 범위 값보다 더 크거나 작은 것을 의미할 수 있지만, 임의의 값 또는 값들의 범위를 단지 이러한 더 넓은 정의로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 약 30%의 농도 값은 27%와 33% 간의 농도를 의미한다. "약"이란 용어가 앞에 붙은 각각의 값 또는 값들의 범위는 또한 언급된 절댓값 또는 값들의 범위의 실시예를 포함하도록 의도된다. 대안적으로, 특히 생물학적 시스템들 또는 프로세스들에 관하여, 이 용어는 값의 자릿수 내에, 바람직하게는, 5-폴드(fold) 내에, 및 보다 바람직하게는 2-폴드 내에 있는 것을 의미할 수 있다.
본 명세서 및 청구항 전체에 걸쳐서, 문맥이 달리 요구하지 않으면, "포함하는"이란 용어 및 "포함하다" 및 "포함한"과 같은 파생어들은 언급된 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹의 포함을 암시하지만, 임의의 다른 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹의 배제하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에서 이용될 때, "~로 구성되는"은 청구항 엘리먼트에서 특정되지 않은 임의의 엘리먼트, 단계, 또는 재료를 배제한다. 본 명세서에서 이용될 때, "본질적으로 ~로 구성되는"은 청구항의 기본적인 그리고 신규한 특성들에 실질적으로 영향을 주지 않는 물질들 또는 단계들을 배제하지 않는다. 다양한 실시예들의 본 개시에서, 실시예의 설명에서 이용되는 "포함하는", "본질적으로 ~로 구성되는", 및 "~로 구성되는"이란 용어들 중 임의의 것은 다른 2개의 용어들 중 어느 하나로 대체될 수 있다.
본 명세서에서 인용된 모든 특허들, 특허 출원들(가출원 포함), 및 공개문헌들은, 모든 목적들을 위해 개별적으로 포함되는 것처럼 인용에 의해 포함된다. 달리 표시되지 않으면, 모든 부분들 및 퍼센티지들은 중량 단위(by weight)이며 모든 분자량들은 중량 평균 분자량들이다. 앞선 상세한 설명은 이해의 명확성만을 위해 주어졌다. 이로부터 어떠한 제한들도 이해되는 것은 불필요하다. 본 발명은 당업자에게 명백한 변동들이 청구항에 의해 정의된 발명 내에 포함될 것이므로, 도시되고 설명된 바로 그 세부사항들로 제한되지 않는다.
Claims (15)
- 기판을 처리하는 방법으로서,
a) 처리된 기판을 제공하도록 처리 프로토콜(treatment protocol)을 이용하여 기판으로부터 물질을 제거하는 단계;
b) 헹굼 유체(rinsing fluid)를 포함하는 적어도 하나의 스트림(stream)을 도입하는 단계;
c) 수증기가 상기 헹굼 유체와 충돌하여 원자화되게 하는 단계; 및
d) 원자화된 헹굼 유체가 상기 처리된 기판에 헹굼 가능하게(rinsingly) 접촉하게 하는 단계를 포함하는, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 처리 프로토콜은 기판으로부터 물질을 선택적으로 제거하는 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 2 항에 있어서,
선택적 제거 프로토콜은 산(acid)의 도포를 포함하는 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 헹굼 유체는 본질적으로 탈이온수로 구성된 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 헹굼 유체는 탈이온수로 구성된 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 헹굼 유체는 NH4OH, H202, 및 IPA 중 하나 이상과 물을 포함한 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 헹굼 유체는 NH4OH, H202, 및 물을 포함한 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 물질은 포토레지스트, 하드마스크 또는 이들의 조합을 포함한 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 산은 황산, 인산, 또는 이들의 조합을 포함한 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 수증기는 적어도 약 100℃의 온도에서 제공된 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 수증기는 약 130℃의 온도에서 제공된 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 헹굼 유체의 스트림 및 상기 수증기는 별개의 오리피스(orifice)들로부터 분출된 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 헹굼 유체의 스트림은 펄스식 스트림(pulsed stream)인 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
선택적으로 제거하는 단계는 상기 처리된 기판 상에 산 잔류물(acid residue)을 남기고, 헹굼 단계는, 기판 프로세싱이 완료되고 나서 24 시간 후에 측정될 때 300mm 직경 기판과 등가적인 영역 상에서 45nm 이상의 100개 미만의 광점결함들(light point defects)이 부가되는 기판을 제공하는 것인, 기판을 처리하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
선택적으로 제거하는 단계는 상기 처리된 기판 상에 산 잔류물을 남기고, 헹굼 단계는 기판 프로세싱 완료되고 나서 48 시간 후에 측정될 때 300mm 직경 기판과 등가적인 영역 상에서 45nm 이상의 100개 미만의 광점 결함들이 부가되는 기판을 제공하는 것인, 기판을 처리하는 방법.
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