KR20190018045A - 고종횡비 피처들의 건조 - Google Patents
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Abstract
반도체 기판을 건조시키는 방법들은, 건조제(drying agent)를 반도체 기판에 도포하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 건조제는 반도체 기판을 습윤(wet)시킨다. 방법들은, 반도체 기판을 하우징하는 챔버를, 챔버 내에서 건조제의 증기-액체 평형(vapor-liquid equilibrium)에 도달할 때까지, 건조제의 대기 압력 비등점(atmospheric pressure boiling point) 초과의 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은, 챔버를 배기시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서, 배기는 반도체 기판으로부터 건조제의 액체상을 기화시킨다.
Description
[0001]
본 기술은 고종횡비 피처(feature)들을 갖는 재료들을 건조시키는 것에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 기술은, 고종횡비 피처들을 갖는 재료들을 세정 및 건조시켜, 섬세한(delicate) 피처들의 패턴 붕괴 또는 변형을 감소시키는 것에 관한 것이다.
[0002]
집적 회로들은, 기판 표면들 상에 복잡하게 패터닝된 재료 층들을 생성하는 프로세스들에 의해 가능해진다. 기판 상에 패터닝된 재료를 생성하는 것은 재료를 적용 및 제거하기 위한 제어된 방법들을 필요로 한다. 제거의 경우, 포토레지스트의 패턴을 하부 층들에 전사하거나, 층들을 얇게 하거나, 또는 표면 상에 이미 존재하는 피처들의 측방향 치수들을 얇게 하는 것을 포함한 다양한 목적들을 위해, 화학적 또는 물리적 에칭이 수행된다. 일단 재료가 에칭되거나 또는 다른 방식으로 프로세싱되면, 기판 또는 재료 층들은 세정되거나 또는 추가의 동작들을 위해 준비된다.
[0003]
세정 프로세스들은 상이한 프로세스들을 위해 많은 상이한 제제(agent)들을 사용할 수 있다. 이러한 프로세스들은, 재료들을 스트리핑하는 것, 프로세싱된 층들 또는 패턴들을 세정하는 것, 미립자들을 제거하는 것, 또는 후속적인 프로세스를 위해 기판들을 준비하는 것을 포함할 수 있다. 디바이스 피처들이 나노미터 범위로 계속해서 줄어듦에 따라, 세정 유체들의 특성들로 인한 패턴 붕괴는 문제가 될 수 있다. 예컨대, 세정제(cleaning agent)로서 사용되는 물은, 물의 높은 표면 장력으로 인해, 기판 피처들에 응력을 주거나 또는 기판 피처들을 변형시킬 수 있는 문제들을 야기할 수 있다. 디바이스 피처가 더 작을수록, 물 및 다른 유체들이 구조에 미치는 영향이 더 클 수 있다.
[0004]
따라서, 고품질의 디바이스들 및 구조들을 생성하는 데 사용될 수 있는 개선된 시스템들 및 방법들이 필요하다. 이러한 그리고 다른 필요성들이 본 기술에 의해 다루어진다.
[0005]
반도체 기판을 건조시키는 시스템들 및 방법들은, 건조제(drying agent)를 반도체 기판에 도포하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 건조제는 반도체 기판을 습윤(wet)시킨다. 방법들은, 반도체 기판을 하우징하는 챔버를, 챔버 내에서 건조제의 증기-액체 평형(vapor-liquid equilibrium)에 도달할 때까지, 건조제의 대기 압력 비등점(atmospheric pressure boiling point) 초과의 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 챔버를 배기(venting)시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서, 배기시키는 단계는 반도체 기판으로부터 건조제의 액체상(liquid phase)을 기화(vaporize)시킨다.
[0006]
반도체 기판을 건조시키는 방법들은 또한, 반도체 기판을 챔버 내에 압력-밀봉하는 단계, 및 이어서, 챔버 내에서 건조제의 증기-액체 평형을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 또한, 건조제의 증기-액체 평형에 도달한 후에, 반도체 기판을 하우징하는 챔버를 적어도 대략 100℃의 온도로 계속해서 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 건조제는 물과 혼화가능(miscible)할 수 있고, 예컨대, 이소프로필 알코올이거나 또는 이소프로필 알코올을 포함할 수 있다. 반도체 기판은 5 초과의 종횡비를 갖는 패터닝된 피처들을 정의할 수 있고, 건조제는 패터닝된 피처들을 완벽하게 습윤시킬 수 있다.
[0007]
건조제를 도포하는 것은 반도체 기판으로부터 물을 완전히 변위(displace)시킬 수 있다. 부가적으로, 건조제를 도포하는 것은 반도체 기판으로부터 건조제를 제외한 임의의 유체를 완전히 변위시키는 하나 또는 그 초과의 동작들을 포함할 수 있다. 가열 동작은, 린스된(rinsed) 반도체 기판이 챔버 내에 하우징된 채로 챔버를 밀폐적으로 폐쇄하는 것을 포함할 수 있다. 가열 동작은 또한, 건조제의 액체상(liquid phase)과 증기상(vapor phase) 사이의 평형을 전개(develop)하기 위해 챔버를 가열하는 것을 포함할 수 있다. 가열 동작은 또한, 챔버를, 건조제의 대기 압력 비등점 초과의 온도로 가열하는 것을 더 포함할 수 있다. 방법은 또한, 배기에 이어서, 불활성 전구체로 챔버를 선택적으로 퍼지(purging)하는 단계를 포함할 수 있다.
[0008]
본 기술은 또한, 건조제를 반도체 기판에 도포하는 단계를 포함하는, 반도체 기판을 건조시키는 부가적인 방법들을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 건조제는 반도체 기판을 습윤시킬 수 있거나 또는 기판 피처들을 커버할 수 있다. 방법들은, 건조제의 액체상과 증기상 사이의 평형을 전개하기 위해, 반도체 기판이 하우징되어 있는 챔버를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 가열하는 단계는 건조제의 적어도 일부를 액체 형태로 유지할 수 있고, 기판 내에 정의된 피처들을 커버하기에 충분한 액체를 유지할 수 있다. 방법들은 또한, 챔버를 진공 컨디션들에 노출시키는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 진공 컨디션들은 챔버로부터 건조제를 증발(evaporate)시키고 퍼지한다.
[0009]
건조 방법들의 가열 동작은 대략 150℃ 미만의 온도로 수행될 수 있다. 방법들은, 챔버를 진공에 노출시키는 단계에 이어서, 챔버를 대기 컨디션들에 배기시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법들은 또한, 챔버를 공기 또는 불활성 가스로 퍼지하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법에서 사용되는 건조제는 이소프로필 알코올 또는 아세톤을 포함할 수 있다. 부가적으로, 챔버를 진공 컨디션들에 노출시키는 단계는, 챔버 내의 압력을 대기 컨디션들로부터 대략 100 Torr 미만의 압력으로 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 챔버 내의 압력을 감소시키는 단계는 대략 5분 미만의 시간 기간에서 발생할 수 있다.
[0010]
본 기술은 또한, 기판을 건조시키는 부가적인 방법들을 포함할 수 있다. 방법들은, 기판에 건조제를 도포하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 건조제는 기판을 습윤시킨다. 방법들은, 기판을 하우징하는 챔버를 밀폐적으로 밀봉하는 단계를 포함할 수 있고, 챔버 내에서 건조제의 증기-액체 평형을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은, 건조제의 액체 프랙션(liquid fraction)에 대한 건조제 표면 장력을 미리 결정된 임계치 미만으로 감소시키기 위해 챔버 내의 온도를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법들은 또한, 챔버를 감압시키는 단계를 포함할 수 있으며, 감압시키는 단계는 기판으로부터 액체 건조제를 실질적으로 제거한다. 실시예들에서, 미리 결정된 임계치는 대략 20 mN/m의 건조제 표면 장력을 포함할 수 있다. 기판은 5 초과의 종횡비를 특징으로 하는 복수의 패터닝된 피처들을 포함하거나 또는 정의할 수 있다. 건조제를 도포하는 단계는 패터닝된 피처들의 높이 초과로 기판을 건조제로 코팅하는 단계를 포함할 수 있고, 실시예들에서, 건조제는 대략 21℃에서 대략 25 mN/m 미만의 표면 장력을 특징으로 할 수 있다. 감압 동작 동안, 건조제는 기판의 표면으로부터 실질적으로 탈-습윤될(de-wetted) 수 있다. 감압 동작 동안의 건조제의 접촉각(contact angle)은 대략 70° 또는 그 초과로 유지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 감압 동작 동안의 챔버 압력은 대기 압력 초과로 유지될 수 있다.
[0011]
그러한 기술은 종래의 기술보다 많은 이익들을 제공할 수 있다. 예컨대, 본 디바이스들은, 더 균일한 제거 프로세스에 기인하여, 기판의 전체 표면에 걸쳐 패턴 변형을 감소시킬 수 있다. 부가적으로, 개선된 방법론은, 다른 종래의 세정 기술들에 의해 활용되는 내부 프로세싱 단계들의 수를 제한함으로써, 대기 시간(queue time)들을 감소시킬 수 있다. 이들 및 다른 실시예들은, 이들의 장점들 및 피처들 중 다수와 함께, 아래의 설명 및 첨부된 도면들과 함께 더 상세히 설명된다.
[0012]
개시된 실시예들의 특성 및 장점들의 추가의 이해는 본 명세서 및 도면들의 나머지 부분들을 참조하여 인식될 수 있다.
[0013] 도 1a는 본 기술의 실시예들에 따른 트렌치 내의 유체의 효과들의 표현을 도시한다.
[0014] 도 1b는 본 기술의 실시예들에 따라, 트렌치 벽들이 변형되기 시작함에 따른, 트렌치 내의 유체의 효과들의 표현을 도시한다.
[0015] 도 2는 본 기술의 실시예들에 따라 반도체 기판을 건조시키는 방법을 도시한다.
[0016] 도 3은 본 기술의 실시예들에 따라 상이한 유체 표면 장력 특성들을 예시하는 차트를 도시한다.
[0017] 도 4는 본 기술의 실시예들에 따라 이소프로필 알코올의 표면 장력에 대한 온도의 효과를 예시하는 차트를 도시한다.
[0018] 도 5는 본 기술의 실시예들에 따라, 이소프로필 알코올 및 물의 포화 압력들과 함께, 이소프로필 알코올 및 물에 대한 메니스커스(meniscus)에 걸친 압력차(pressure differential)를 예시하는 온도-압력 차트를 도시한다.
[0019] 도 6은 본 기술의 실시예들에 따라 반도체 기판을 건조시키는 방법을 도시한다.
[0020] 도 7은 본 기술의 실시예들에 따른, 주어진 접촉각에 대한 상이한 온도들에서의 상이한 유체 표면 장력 특성들을 예시하는 차트를 도시한다.
[0021] 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들은 동일한 수치 참조 라벨을 가질 수 있다. 또한, 동일한 타입의 다양한 컴포넌트들은, 참조 라벨 뒤에, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들 사이를 구별하는 문자를 뒤따르게 함으로써 구별될 수 있다. 본 명세서에서 제1 수치 참조 라벨만이 사용되는 경우, 문자 첨자와 무관하게, 동일한 제1 수치 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들 중 임의의 것에 대해 설명이 적용가능하다.
[0013] 도 1a는 본 기술의 실시예들에 따른 트렌치 내의 유체의 효과들의 표현을 도시한다.
[0014] 도 1b는 본 기술의 실시예들에 따라, 트렌치 벽들이 변형되기 시작함에 따른, 트렌치 내의 유체의 효과들의 표현을 도시한다.
[0015] 도 2는 본 기술의 실시예들에 따라 반도체 기판을 건조시키는 방법을 도시한다.
[0016] 도 3은 본 기술의 실시예들에 따라 상이한 유체 표면 장력 특성들을 예시하는 차트를 도시한다.
[0017] 도 4는 본 기술의 실시예들에 따라 이소프로필 알코올의 표면 장력에 대한 온도의 효과를 예시하는 차트를 도시한다.
[0018] 도 5는 본 기술의 실시예들에 따라, 이소프로필 알코올 및 물의 포화 압력들과 함께, 이소프로필 알코올 및 물에 대한 메니스커스(meniscus)에 걸친 압력차(pressure differential)를 예시하는 온도-압력 차트를 도시한다.
[0019] 도 6은 본 기술의 실시예들에 따라 반도체 기판을 건조시키는 방법을 도시한다.
[0020] 도 7은 본 기술의 실시예들에 따른, 주어진 접촉각에 대한 상이한 온도들에서의 상이한 유체 표면 장력 특성들을 예시하는 차트를 도시한다.
[0021] 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들은 동일한 수치 참조 라벨을 가질 수 있다. 또한, 동일한 타입의 다양한 컴포넌트들은, 참조 라벨 뒤에, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들 사이를 구별하는 문자를 뒤따르게 함으로써 구별될 수 있다. 본 명세서에서 제1 수치 참조 라벨만이 사용되는 경우, 문자 첨자와 무관하게, 동일한 제1 수치 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들 중 임의의 것에 대해 설명이 적용가능하다.
[0022]
반도체 프로세싱의 많은 상이한 스테이지들 동안, 작업 표면(work surface)들 및 재료들이 세정된다. 세정 프로세스들은, 원하지 않는 잔류물들 및 유체들을 기판으로부터 제거하기 위해, 습식 에칭들, 린스들, 및 건조 프로세스들을 포함할 수 있다. 세정 프로세스들은, 디바이스가 세정되고 건조될 때까지, 하나의 유체로 시작하여 하나 또는 그 초과의 다른 유체들로 린싱하는 증분적 동작들로 발생할 수 있다. 물은 다수의 재료들에 대한 물의 용제(solvent) 능력들로 인해 많은 세정 프로세스들에서 사용된다. 이어서, 종종, 물은, 열 및 다른 유체들을 포함할 수 있는 프로세스들의 조합으로 제거된다.
[0023]
치수가 계속해서 줄어드는 디바이스 패터닝 및 피처들은, 기판 상에 형성되거나 또는 에칭되는 섬세한 피처들을 포함할 수 있다. 예컨대, 많은 프로세싱 동작들은 기판 상에서 작용하거나 기판 내에 트렌치들을 형성하거나 또는 기판 상에 재료들을 형성할 수 있다. 높이 대 폭 비율로서 정의되는 종횡비는 디바이스들에서 매우 높을 수 있으며, 대략 5, 10, 20, 50, 100 또는 그 초과일 수 있다. 이러한 피처들 중 많은 피처들은 높은 종횡비들뿐만 아니라, 예컨대, 수 나노미터의 스케일로 축소된 치수들을 가질 수 있다. 예컨대, 2개의 트렌치들 사이의 임의의 특정 컬럼(column) 또는 벽의 폭은 단지 수 나노미터일 수 있다. 이러한 재료가 더 얇을수록, 더 많은 충격 응력들이 구조의 무결성을 위협한다. 부가적으로, 구조를 구성하는 재료는 또한, 기판 재료, 유전체, 포토-레지스트 등인 재료에 가해지는 압력들 또는 응력들의 효과에 영향을 미칠 수 있다.
[0024]
세정 유체들이, 피처들에 의해 감당될 수 있는 것보다 훨씬 더 높을 수 있는 표면 장력들을 나타낼 수 있기 때문에, 섬세한, 고종횡비 피처들이 세정될 때, 문제들이 발생할 수 있다. 다수의 피처들, 층들, 또는 재료들을 갖는 설계들에서, 심지어 소량의 피처 변형 또는 붕괴조차도, 생성된 디바이스를 통해 단락들을 야기하여, 그 디바이스를 동작불능(inoperable)으로 만들 수 있다. 예컨대, 물은 용제로서 매우 유용하지만, 물은, 기판 상의 피처들을 쉽게 손상시킬 수 있는 표면 장력을 자연적으로 나타낸다. 많은 종래의 기술들은, 물보다 더 낮은 표면 장력을 갖는 재료들로 린스들을 수행함으로써, 또는 복잡한 제거 프로세스들을 수행함으로써, 이러한 문제를 제어하려고 시도할 수 있다. 세정 동작들에서 유체 제거를 위한 하나의 유망한 기술은, 초-임계 유체들로 건조 동작들을 수행하는 것에 의한 것이다. 이러한 기법들이, 더 건조하고 패턴 붕괴가 덜 발생하는 표면들을 제공할 수 있지만, 수반되는 동작들의 수 및 준비의 양은 전체 기판 프로세싱의 효율성을 감소시킬 수 있다.
[0025]
예시적인 프로세스는 패턴 붕괴와 관련된 문제들을 이해하는 데 도움이 될 수 있고, 여기에서 설명된다: 일반적인 프로세스에서, 기판은, 산(acid)들, 염기(base)들, 또는 다른 반응성 유체들 또는 전구체들을 포함하는 하나 또는 그 초과의 세정제들에 노출될 수 있다. 기술의 실시예에서 물을 포함할 수 있는 적어도 하나의 린싱 동작이 또한 수행될 수 있다. 물은 배쓰(bath), 스프레이, 또는 일부 다른 린싱 동작에서 사용될 수 있는데, 이는 다른 세정제를 제거하기 위해 물을 활용할 수 있고, 고종횡비 피처들을 포함한 피처들 내에 물이 혼입되게(incorporated) 할 수 있다. 물은 매우 다양한 물질들을 쉽게 용해시키기 때문에, 물은, 기판 상에서 사용되는 부가적인 케미컬들을 제거하기 위해 임의의 수의 세정 프로세스들에서 사용될 수 있다.
[0026]
물을 기판으로부터 제거하기 위해, 물을 증발시키는 것부터 린스를 수행하는 것까지, 임의의 수의 동작들이 수행될 수 있다. 고종횡비, 작은 필라(pillar)들, 또는 다른 섬세한 피처들을 갖는 피처들을 갖는 기판들의 경우, 물을 증발시키는 것은 다수의 문제들을 야기할 수 있다. 이러한 피처들은 최대 수십 분의 일(a few tenths) MPa 또는 그 미만의 라플라스 압력(Laplace pressure)들을 견딜 수 있다. 그러나, 물은 실온 또는 대략 21℃ 내지 25℃에서, 대략 73 mN/m의 표면 장력, 또는 수 MPa의 라플라스 압력을 특징으로 하며, 이는 기판 피처들의 능력들보다 10배 초과로 더 높을 수 있다. 부가적으로, 물이 피처들, 이를테면, 트렌치들로부터 제거될 때, 물은 부가적인 문제들을 제공할 수 있다.
[0027]
반도체 기판은 형성된 일련의 트렌치들을 가질 수 있으며, 그 일련의 트렌치들은, 세정 프로세스의 부분으로서 물 또는 다른 유체들로 세정될 수 있다. 물 또는 다른 유체가 기판 및 트렌치들로부터 제거됨에 따라, 도 1에서 예시되는 바와 같이 각각의 트렌치 내에 메니스커스(meniscus)가 형성될 수 있다. 메니스커스는 유체 내의 라플라스 압력을 특징으로 할 수 있고, 유체의 표면 장력, 접촉각(θ), 및 트렌치의 폭(d)과 관련된다. 달리 말하면, 메니스커스에 걸쳐 압력 강하가 형성되어, 메니스커스를 따라 증가하는 장력을 벽들에 가할 수 있다. 메니스커스 위의 공기뿐만 아니라 트렌치 벽들과의 접촉을 따라 유체의 표면 장력이 또한 존재할 수 있다. 이러한 압력들은 수 MPa일 수 있으며, 트렌치 벽들 내의 내부 제한 응력(internal restrictive stress)들 또는 복원력에 의해 감당될 수 없다. 따라서, 벽들은, 도 1b에 예시되는 바와 같이, 그 벽들에 대해 작용하는 힘들에 대한 응답으로 내측으로 변형되기 시작할 수 있다. 그러나, 패턴이 변형되고 기하학적 구조가 조정됨에 따라, 라플라스 압력들이 실제로 증가하여, 문제들이 더 악화되고 패턴 붕괴로 이어질 수 있다.
[0028]
이론적으로, 구조화된 트렌치들 모두가, 트렌치 내에, 제거될 동일한 양의 유체를 유지하는 경우, 압력들은 피처들의 양측들에 대해 일정하게 유지되고 힘들이 밸런싱될 것이다. 그러나, 유체들이 증발되기 시작함에 따라, 심지어 트렌치들 사이의 사소한 차이들조차도, 개별 트렌치로부터 얼마나 많은 유체가 제거되는지에 영향을 미칠 수 있다. 인접한 트렌치들 사이의 충전 레벨(fill level)의 작은 차이조차도, 힘들이 불균형해짐에 따라, 위에서 설명된 런어웨이 프로세스(runaway process)를 시작할 수 있다.
[0029]
종래의 지혜는, 단지 더 낮은 표면 장력들을 갖는 유체들만을 찾고, 이어서, 유사한 린싱 및 건조 동작들을 수행하여 물을 변위시키고 기판을 건조시키는 것으로 이어질 수 있다. 그러나, 본 기술은, 건조제를 더 균일하게 증발 또는 제거하기 위해, 증기-액체 평형에서 건조제의 비등점 곡선을 따르는 조합 건조 기법(combination drying technique)을 수행한다. 건조제의 증발 특징들과 함께 건조제의 표면 장력 특성들을 활용함으로써, 개선된 건조제 제거가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명자들은, 비교적 더 낮은 표면 장력 유체들을 온도-기반 제거 프로세스와 조합함으로써, 표면 장력 효과들이 감소되고 더 용이하게 관리될 수 있다고 결정하였다. 결과적으로 그리고 유리하게, 이전에 믿어졌던 것보다 더 많은 유체들이, 더 높은 표면 장력들을 나타냄에도 불구하고 린싱 및 건조 프로세스들에서 활용될 수 있다.
[0030]
본 명세서의 나머지 부분들은 통상적으로 반도체 프로세싱을 참조할 것이지만, 본 기법들은 반도체들로 제한되는 것으로 간주되지 않아야 한다. 예컨대, 많은 미세유체 기술들이, 아래에서 설명되는 프로세스들 및 동작들로부터 이익을 얻을 수 있다. 미세유체들은, 나노미터 범위의 치수들을 가질 수 있는 채널들 내의 마이크로리터 범위의 또는 더 작은 유체들의 조작과 관련된다. 그러한 치수들에서의 재료들의 성질로 인해, 채널 변형은 유사하게, 본 기술에 의해 개선되거나 해결될 수 있는 문제들을 제기할 수 있다. 따라서, 본 기술은, 패턴 변형 또는 붕괴 문제들을 수반할 수 있는 다수의 기술들에 동일하게 적용될 수 있기 때문에, 반도체들의 프로세싱 및 제조로 그렇게 제한되는 것으로 간주되지 않아야 한다.
[0031]
도 2를 참조하면, 본 기술의 실시예들에 따라 반도체 기판을 건조시키는 방법(200)이 도시된다. 방법은, 동작(210)에서, 건조제를 반도체 기판에 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 방법의 동작들이 동작(210)에서 시작될 수 있지만, 애플리케이션 동작 전에 하나 또는 그 초과의 선택적인 동작들이 수행될 수 있음이 이해되어야 한다. 예컨대, 임의의 수의 패터닝 및 세정 동작들이 수행되어 린싱 동작으로 이어질 수 있다. 세정 동작들은 세정 및 제거를 위해 하나 또는 그 초과의 산들, 염기들, 불활성 유체들, 또는 다른 전구체들을 활용할 수 있다. 세정 동작들에서 사용될 수 있는 예시적인 물질들은, 플루오르화 수소산 용액들, 염산 용액들, 과산화수소 용액들, 수산화암모늄 용액들, 황산 용액들뿐만 아니라 다른 산성 또는 염기성 재료들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 제제들의 조합들, 이를테면, 예컨대, 수산화암모늄, 과산화수소, 및 물의 혼합물이고 기판 표면들로부터 미립자들을 제거하는 데 유용할 수 있는 APM이 또한 사용될 수 있다.
[0032]
세정제들이 도포된 후에, 이러한 반응성 종을 제거하고 기판을 추가로 세정하기 위해, 물 린스(water rinse)가 수행될 수 있다. 이어서, 이러한 물은 동작(210)에서 건조제를 이용하여 제거될 수 있다. 건조제의 도포는, 형성된 트렌치들 및 다른 피처들 내를 비롯하여 기판으로부터, 일부, 실질적으로 모든, 또는 모든 물을 제거하는 데 사용될 수 있다. 그 도포는 배쓰를 이용하여 수행될 수 있으며, 배쓰 내에 기판이 잠기고(submerged) 선택적으로 교반된다(agitated). 건조제는 또한, 스프레이되거나, 딥(dip)으로 도포되거나, 또는 다른 방식으로 기판 상에 코팅되거나 도포될 수 있다. 기판으로부터 물 또는 다른 유체들을 변위시키기 위해 건조제를 사용할 수 있는 임의의 수의 메커니즘들이 활용될 수 있다. 실시예들에서, 건조제는 반도체 기판을 습윤시킬 수 있고, 기판 내에 형성된 트렌치들을 적어도 부분적으로 충전(fill)할 수 있거나, 또는 기판 내에 형성된 트렌치들을 완벽하게 충전하여서, 반도체 기판으로부터 건조제를 제외한 임의의 유체를 완전히 변위시킬 수 있다. 사용되는 건조제의 양은, 기판의 사이즈 및 챔버 내의 자유 공간의 양을 포함한 팩터들에 기반하여 가변적일 수 있다. 예컨대, 300 mm 기판은 일반적으로, 기판을 완전히 습윤시키기 위해, 450 mm 기판만큼 많은 건조제를 요구하지 않을 것이다. 유사하게, 더 적게 패터닝된 기판 및 더 적은 표면적이 노출되는 기판은 또한, 복잡한 피처 패턴들을 포함하는 기판과 비교하여, 더 적은 건조제를 사용하여 기판을 완전히 습윤시킬 수 있다.
[0033]
아래에서 추가로 설명될 바와 같이, 챔버 내의 기판과 연관된 건조제의 양은, 기판이 적어도 최소 볼륨의 액체 건조제를 유지하고 완벽하게 증발되지 않음을 보장하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 휘발성들을 포함할 수 있는 건조제가 챔버 내에 배치되기 전에 대기 컨디션들에서 증발하기 시작하는 경우, 기판의 부분들을 따라 또는 트렌치들 내에서 건조 스폿(dry spot)들이 나타날 수 있다. 이러한 건조 스폿들은, 아직 습윤된 구역들이, 그 구역들의 벽들에 작용하는 불균형한 힘들을 갖게 할 수 있으며, 이는 변형 및 패턴 붕괴를 야기할 수 있다. 따라서, 챔버 내로 진입할 때의 기판과 연관된 건조제의 양은, 기판을 완전히 또는 완벽하게 습윤된 상태로 유지하기에 충분할 수 있다. 그러나, 기판이 건조제의 배쓰 내에 있거나, 또는 챔버 내에 배치될 때 건조제에 완전히 잠기는(submerged) 경우와 같이, 너무 많은 건조제는 또한 문제가 될 수 있다. 기판을 하우징하는 챔버 내에서 압력 조절, 이를테면, 배기가 수행될 때, 시스템 내의 너무 많은 액체는, 대기 컨디션들로의 리턴 전에 액체가 시스템으로부터 완벽하게 증발되지 않거나 또는 빠지지(withdrawn) 않는 것을 야기할 수 있다. 기판 상의 임의의 피처들 또는 트렌치들 내에 남아있는 액체 건조제는 피처 변형 또는 패턴 붕괴를 생성할 수 있다. 따라서, 기판의 노출된 표면들을 커버하는 최소의 과량의 액체 제제를 갖는 완전히 습윤된 기판은, 적절한 제거를 보장하기 위해 최소 볼륨의 건조제를 유지하면서, 건조 스폿들의 전개로부터의 보호를 제공할 수 있다.
[0034]
건조제 도포 동작(210)은 기판 챔버 내에서 수행될 수 있거나, 또는 대안적으로 기판을 챔버 내로 제공하기 전에 수행될 수 있다. 기판이 챔버 내로 이송될 때 기판이 습윤된 상태로 유지되도록 보장하기 위해 주의를 기울일 수 있지만, 챔버 외부에서 기판에 건조제를 도포하는 것은 물 또는 다른 유체들의 완벽한 제거를 가능하게 할 수 있다. 챔버 구성은 밀봉되기 전에 물 또는 다른 유체들이 챔버로부터 제거되는 것을 보장하도록 조정될 수 있지만, 챔버 내의 기판에 건조제를 도포하는 것은 액체 건조제의 적어도 일부가 기판과 연관되는(associated) 것을 보장하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이는, 건조제를 기판뿐만 아니라 챔버의 내부를 따라 모든 표면들에 완벽하게 도포함으로써, 발생할 수 있다. 린싱 및 건조제 도포 동작들은 대기 컨디션들에서, 또는 건조제의 특징들에 기반하는 컨디션들에서 발생할 수 있다. 예컨대, 대기 컨디션들에서 증기인 건조제는, 건조제의 적어도 일부가 액체이고 기판을 완벽하게 습윤시키는 것을 보장하기 위해, 진공 하에 또는 감소된 온도들에서 도포될 수 있다.
[0035]
일단 기판이 챔버 내에 하우징되면, 동작(220)에서, 챔버는 폐쇄될 수 있고 열이 챔버, 또는 기판이 놓인 플랫폼에 가해질 수 있다. 실시예들에서 압력-기밀 베셀(pressure-tight vessel)을 보장하기 위해, 챔버는 밀폐적으로 밀봉되거나 또는 압력 밀봉될 수 있으며, 다양한 챔버 구성들이 프로세스(200)에 적절할 수 있고, 이는 압력-기밀 베셀을 제공할 수 있다. 챔버는 가열 동작 동안에 베셀 내의 열 유지를 제공하기에 충분한 열 질량(thermal mass)을 가질 수 있다. 그러한 베셀은, 예컨대, 가열 동작들 동안에 더 정의된 또는 제어된 열 프로파일들을 갖는다면, 웨이퍼들 사이에서 더 일관적인 결과(outcome)들을 제공할 수 있다. 챔버는 또한, 프로세싱되는 웨이퍼 사이즈, 예컨대, 300 mm, 450 mm, 또는 600 mm 웨이퍼에 기반하는 볼륨을 가질 수 있다. 사용되는 건조제의 양은 또한, 챔버 내의 자유 공간의 양에 기반하여 결정될 수 있다. 건조제를 완전히 기화시키지 않으면서 챔버 내에서 증기-액체 평형이 전개되는 것을 가능하게 할 건조제의 양이 활용될 수 있다.
[0036]
가열 동작(220)은, 건조제의 기화가 발생되게 하고, 대기 압력 또는 대기 압력 약간 초과에서, 폐쇄된 베셀 내의 건조제의 증기-액체 평형을 형성 또는 전개하도록 수행될 수 있다. 달리 말하면, 가열은 초기에, 기판 상의 건조제의 일정량(an amount)의 증발을 야기할 수 있다. 이는, 건조제의 증기상과 액체상이 증기 분압과 액체 포화 압력의 평형에 도달하는 온도 및 압력까지 또는 그 이상으로 수행될 수 있다. 이어서, 온도 및 압력이 챔버 내에서 계속해서 상승함에 따라 도달된 평형을 유지하면서, 건조제의 대기 비등점 초과로 온도를 상승시키기 위해, 열이 계속해서 가해질 수 있다. 가해지는 열은, 예컨대 건조제의 비등점에 기반할 수 있거나, 또는 낮은 레벨의 온도에서 증기의 프랙션을 전개할 수 있다. 예컨대, 베셀 내의 온도는, 실시예들에서, 대략 25℃, 대략 30℃, 대략 35℃, 대략 40℃, 대략 45℃, 대략 50℃, 대략 60℃, 대략 70℃, 대략 80℃, 대략 90℃, 또는 대략 100℃로 상승될 수 있다. 일단 증기-액체 평형이 달성되면, 열은 동작(220) 동안에 건조제의 대기 압력 비등점 초과의 온도로 계속해서 가해질 수 있다. 예컨대, 온도는, 실시예들에서 그리고 건조제의 특징들에 따라, 대략 100℃ 또는 그 초과, 대략 110℃ 또는 그 초과, 대략 120℃ 또는 그 초과, 대략 130℃ 또는 그 초과, 대략 140℃ 또는 그 초과, 대략 150℃ 또는 그 초과, 대략 160℃ 또는 그 초과, 대략 170℃ 또는 그 초과, 대략 180℃ 또는 그 초과, 대략 190℃ 또는 그 초과, 대략 200℃ 또는 그 초과, 또는 그보다 더 높은 온도로 상승될 수 있다.
[0037]
건조제의 증기-액체 평형은, 온도와 함께 챔버 내의 압력이 상승함에 따라, 이러한 가열 동안 유지될 수 있다. 동작(220) 동안에 챔버가 가열될 수 있는 온도는 건조제의 특징들에 기반하여 미리 결정될 수 있다. 온도는 대부분의 재료들의 표면 장력과 직접적으로 관련이 있으며, 반비례한다. 따라서, 유체의 온도가 증가함에 따라, 표면 장력은 감소된다. 챔버 내의 건조제의 표면 장력을 감소시킴으로써, 기판 피처들에 작용하는 건조제 힘들이 감소될 수 있다. 건조제는 가열 프로세스 동안에 증기-액체 평형으로 유지되기 때문에, 건조제는 기판의 피처들 내에서 불필요하게 비등(boil)되지 않을 수 있다.
[0038]
지정된 또는 미리 결정된 온도에서, 챔버는 동작(230)에서 배기되거나 또는 감압될 수 있다. 챔버가 대기 압력들로 리턴됨에 따라, 유체는 챔버 내에서 기화될 수 있다. 베셀 내의 온도 및 압력에 기반하여, 기화는 배기 시에 급속이거나 또는 실질적으로 순간적일 수 있다. 배기는 단계적 방식으로 수행될 수 있거나, 또는 대기 컨디션들로 더 신속히 감소될 수 있다. 예컨대, 압력-완화 밸브가 개방될 수 있으며, 이는 비등 프로세스를 시작할 수 있다. 릴리스(release)는 느려서 건조제의 점진적 기화 및 릴리스를 야기할 수 있거나, 또는 신속하여서 액체에서 증기로의 더 순간적인 전환을 획득할 수 있다. 예컨대, 배기는 실시예들에서, 대략 30분 또는 그 미만일 수 있는 시간 기간에 걸쳐 발생하거나 수행될 수 있다. 실시예들에서, 그 시간량은 또한, 대략 25분 또는 그 미만, 대략 20분 또는 그 미만, 대략 15분 또는 그 미만, 대략 10분 또는 그 미만, 대략 5분 또는 그 미만, 대략 1분 또는 그 미만, 대략 30초 또는 그 미만, 대략 15초 또는 그 미만, 대략 10초 또는 그 미만, 또는 그 미만일 수 있다. 고온, 고압 전환을 활용함으로써, 본 기술은, 기판의 표면에 걸친 그리고 기판의 피처들 내에서의 건조제의 더 균일한 증기 전환을 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 건조제가 기판의 표면으로부터 제거되는 건조 동작 동안, 기판 피처들에 대한 표면 장력 효과들은 제어될 수 있다. 선택적으로, 챔버는, 예컨대, 헬륨, 아르곤, 또는 질소를 포함하는 불활성 유체, 또는 공기로 퍼지되어서, 기판이 완전히 건조되고 건조제 응축물(condensate)이 기판 상에서 개질(reform)되지 않는 것을 보장할 수 있다.
[0039]
예시적인 기판들은, 반도체 프로세싱, 미세유체 디바이스들, 임플란트가능 디바이스(implantable device)들에서 사용되는 재료들, 및 마이크로 또는 나노미터 치수들의 피처들을 가질 수 있는 다수의 더 많은 재료들을 포함할 수 있다. 반도체 기판들의 경우, 기판은, 실리콘, 게르마늄, 갈륨, 탄소, 비소, 셀레늄, 텔루륨, 또는 주기율표의 13족, 14족, 또는 15족의 원소들의 재료들 또는 조합들이거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 다른 디바이스들, 플라스틱들, 폴리머들, 세라믹들, 및 다른 금속 및 비-금속 구조들이 기판들 또는 기판 피처들을 형성할 수 있다. 예시적인 피처들은, 실시예들에서, 대략 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 또는 그 초과, 또는 그보다 더 높은 종횡비들을 특징으로 할 수 있는 스텝(step)들, 비아(via)들, 트렌치들, 채널들, 또는 다른 설계들을 포함하는 패턴들을 포함할 수 있다. 피처들은, 논의된 종횡비들 중 임의의 종횡비, 또는 위에서 열거된 값들 또는 그 사이에 있는 값들 중 임의의 값으로 이루어진 또는 포함하는 종횡비들의 범위를 갖는 트렌치들을 포함할 수 있다. 트렌치들은 또한, 대략 100 nm, 80 nm, 60 nm, 50 nm, 45 nm, 40 nm, 35 nm, 30 nm, 25 nm, 20 nm, 15 nm, 10 nm, 5 nm, 1 nm, 또는 그 미만이거나, 또는 그보다 더 작을 수 있는, 트렌치들 사이의 갭을 특징으로 할 수 있다. 피처들은 또한, 대략 10 마이크로미터 또는 그 미만의 높이뿐만 아니라 위에서 언급된 사이즈들 중 임의의 사이즈의 길이, 폭, 또는 직경을 특징으로 할 수 있는 벽, 필라, 또는 필라형 구조에 의해 정의될 수 있다. 필라 또는 다른 수직 구조들 사이의 간격은 또한, 위에서 언급된 사이즈들과 유사할 수 있다.
[0040]
예시적인 건조제들은 극성 또는 비-극성일 수 있고, 몇몇 상이한 화학식들을 포함할 수 있다. 건조제들은, 물과 혼화가능한 유체들을 포함하거나, 또는 물로 적어도 부분적으로 용액들을 생성할 수 있다. 본 기술에 따른 건조제들은 탄소-함유 화합물들, 할로겐-함유 화합물들, 또는 기판으로부터 물을 제거하는 데 유용할 수 있는 다른 자연적인 또는 제조된 유체들을 포함할 수 있다. 예시적인 건조제들은 알코올들, 케톤들, 플루오로카본들, 클로로카본들, 및 물과 혼화가능한 다른 재료들을 포함한다. 예컨대, 건조제들은, 미네소타 메이플우드의 3M Company에 의해 생산되는 Novec™ 7100 및 Novec™ 7000을 포함하는 조작된 유체(engineered fluid)들, 퍼플루오로헥산, 이소프로필 알코올, 및 아세톤을 포함하는 하나 또는 그 초과의 화합물들을 포함할 수 있다. 물을 제거하기 위해 그리고 일련의 린스제들의 마지막에서, 최종 린스제를 제거하는 데 사용될 수 있는, 건조제와 혼화성인 재료로 코팅된 표면을 남겨두기 위해, 린스제 또는 일련의 린스제들이, 물과 혼화가능하지 않은 건조제들에 선행할 수 있다. 이는, 물이 초기 린스제이고 물과 혼화가능하지 않은 유체(water immiscible fluid), 이를테면, Novec™ 7100이 건조제로서 사용되는 경우에, 수행될 수 있다. 건조제들은, 대략 21℃에서, 대략 75 mN/m 또는 그 미만, 대략 70 mN/m 또는 그 미만, 대략 65 mN/m 또는 그 미만, 대략 60 mN/m 또는 그 미만, 대략 55 mN/m 또는 그 미만, 대략 50 mN/m 또는 그 미만, 대략 45 mN/m 또는 그 미만, 대략 40 mN/m 또는 그 미만, 대략 35 mN/m 또는 그 미만, 대략 30 mN/m 또는 그 미만, 대략 25 mN/m 또는 그 미만, 대략 20 mN/m 또는 그 미만, 대략 15 mN/m 또는 그 미만, 대략 10 mN/m 또는 그 미만, 대략 5 mN/m 또는 그 미만, 대략 1 mN/m 또는 그 미만, 대략 1 mN/m 내지 대략 30 mN/m, 대략 10 mN/m 내지 대략 25 mN/m, 또는 이러한 나열된 범위들 내에 포함되는 임의의 다른 값 또는 내부 범위의 표면 장력을 특징으로 할 수 있다. 예컨대, 이소프로필 알코올은 건조제로서 활용될 수 있고, 대략 21℃에서 대략 23 mN/m의 표면 장력을 특징으로 할 수 있다.
[0041]
본 기술에 포함되는 일 예시적 건조 프로세스에서, 이소프로필 알코올을 사용하여 기판으로부터 물이 제거되었다. 기판은, 수직 구조들 사이의 26 nm 갭, 및 대략 21의 종횡비를 특징으로 하는, 기판 표면 내에 에칭된 복수의 트렌치들을 가졌다. 잔류된 물(residual water)을 제거하기 위해, 이소프로필 알코올 건조제가 기판에 도포되었다. 기판 및 트렌치들을 습윤시키기에 충분한 이소프로필 알코올이 도포되었다. 이소프로필 알코올은 트렌치들의 높이를 초과하는 레벨로 도포되었고, 이소프로필 알코올의 연속적인 층이 트렌치들의 높이를 초과하여 전개되었고, 기판의 상부 표면을 따라 유지되었다. 기판은 밀봉된 챔버 내에 배치되었다.
[0042]
챔버 내에 이소프로필 알코올의 증기-액체 평형을 전개하기 위해 챔버가 가열되었다. 액체 이소프로필 알코올이 챔버 내에 그리고 기판 표면을 따라 남아있다는 것이 주목되었다. 열이 계속해서 챔버에 가해져서, 대략 100℃ 초과로 온도를 상승시켰고, 이는 대략 30 psi의 대응하는 챔버 압력을 제공하였다. 그러한 컨디션들에서의 이소프로필 알코올의 계산된 표면 장력은 대략 13 mN/m이었다. 챔버는 배기되어 건조제를 증발시켰고, 건조 기판이 이미징되었다. 어떤 변형 또는 패턴 붕괴도 발생하지 않았고, 프로세스 결과들은 반복가능하였다.
[0043]
배기 컨디션들에서의 이소프로필 알코올의 표면 장력은, 25℃ 및 대략 13.6 mN/m의 대기 압력에서 표면 장력을 갖는 조작된 유체 Novec™ 7100과 유사한 범위에 있는 것으로 결정되었다. 다양한 실험들에서 표면 장력이 기판 피처들에 대해 영향을 미치는 것으로 결정되었기 때문에, 예시적인 프로세스는 Novec™ 7100을 이용하여 수행되었다. 프로세스에서, 이소프로필 알코올과 관련된 예에서 앞서 논의된 것과 유사한 특징들을 갖는 기판이 사용되었다. 물 린스에 이은 이소프로필 알코올 린스 후에, 이전의 예의 이소프로필 알코올과 유사한 방식으로 Novec™ 7100이 도포되었다. 디바이스는 25℃에서 건조되도록 허용되었다. 기판이 이미징되었고, 피처 변형 및 패턴 붕괴가 발생하였다.
[0044]
임의의 특정 이론에 구애되지 않으면, 가능한 메커니즘들에 대한 논의는 두 실험들의 결과들을 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 린스제들 및 건조제들의 표면 장력은 피처들에 힘들을 가한다. 피처들을 형성하는 재료들은 응력에 대해 자연적인 저항을 갖지만, 이러한 저항은 비교적 낮다. 예컨대, 도 3에 예시된 바와 같이, 차트는, 본 기술의 실시예들에 따라 피처의 수직으로부터의 편향에 대해 상이한 유체 표면 장력 특성들을 도시한다. 라인(305)은 트렌치의 측벽을 정의하는 라인을 포함할 수 있는 실리콘 피처의 복원력을 도시한다. 피처는, 대략 26 nm 갭 폭 및 대략 21의 종횡비들의 트렌치들을 갖는 예시적인 구조들과 유사할 수 있다. 당업자는, 다양한 피처 사이즈들이 본 기술에 의해 유사하게 포함되고, 더 높은 종횡비들 및 더 얇은 피처들은 심지어 더 낮은 반대되는 힘들을 견딜 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 다른 라인들은, 개별적인 유체들의 표면 장력에 의해, 개별적인 유체들이 접촉하는 피처들에 가해지는 힘을 예시한다. 예컨대, 라인(310)은 이소프로필 알코올에 의해 가해지는 표면 장력을 예시하고, 라인(315)은 Novec™ 7100에 의해 가해지는 표면 장력을 예시하고, 라인(320)은 Novec™ 7000에 의해 가해지는 표면 장력을 예시하고, 그리고 라인(325)은 퍼플루오로헥산에 의해 가해지는 표면 장력을 예시한다. 라인(330)은 초임계 CO2에 의해 가해지는 표면 장력을 예시한다. 따라서, 수학적 모델링은, 예시적인 피처들 및 구조들이, 25℃에서 1 mN/m 미만의 표면 장력을 나타내는 단지 초임계 CO2의 표면 장력에 의해 가해지는 힘만을 견디는 것이 가능할 것이라는 것을 추정한다. 이러한 결과는, 위에서 설명된 바와 같이 25℃에서 Novec™ 7100을 활용하여 수행된 예시적인 테스트의 결과들에 의해 추가로 뒷받침될 것이다.
[0045]
이전에 언급된 바와 같이, 온도는 표면 장력에 반비례하며, 따라서, 건조제들의 온도를 상승시키는 것은 표면 장력을 감소시킬 것이다. 도 4는 본 기술의 실시예들에 따라 이소프로필 알코올의 표면 장력에 대한 온도의 효과를 예시하는 차트를 도시한다. 도 3과 유사하게, 라인(405)은 이전에 설명된 바와 유사한 실리콘 피처의 복원력을 예시한다. 차트는, 온도가 증가됨에 따라, 표면 온도 및 유체에 의해 가해지는 관련된 힘이 감소되는 것을 도시한다. 라인(410)은 25℃에서 이소프로필 알코올의 표면 장력 및 가해진 압력을 예시하고, 라인(415)은 50℃에서 이소프로필 알코올의 표면 장력 및 가해진 압력을 예시하고, 라인(420)은 75℃에서 이소프로필 알코올의 표면 장력 및 가해진 압력을 예시하고, 라인(425)은 100℃에서 이소프로필 알코올의 표면 장력 및 가해진 압력을 예시하고, 라인(430)은 125℃에서 이소프로필 알코올의 표면 장력 및 가해진 압력을 예시하고, 라인(435)은 150℃에서 이소프로필 알코올의 표면 장력 및 가해진 압력을 예시하고, 라인(440)은 200℃에서 이소프로필 알코올의 표면 장력 및 가해진 압력을 예시하고, 라인(445)은 225℃에서 이소프로필 알코올의 표면 장력 및 가해진 압력을 예시한다. 따라서, 모델링은 또한, 이소프로필 알코올이 접촉되는 피처의 복원력들 미만으로 장력들을 생성하도록 표면 장력을 충분히 감소시키기 위해, 이소프로필 알코올의 온도가 대략 225℃ 또는 그 초과여야 한다는 것을 제안할 것이다.
[0046]
그러나, 이소프로필 알코올로 어떤 패턴 붕괴도 나타내지 않는 허용가능한 결과들이 생성되었기 때문에, 건조 프로세스와 관련된 부가적인 메커니즘들이 수반될 수 있다. 달리 말하면, 표면 장력 특징들만으로는, 허용가능한 건조제들을, 건조제로 습윤되는 구조의 복원력들 미만의 힘들을 나타내는 건조제들로 제한할 것이다. 따라서, 디바이스들이 20 nm 미만으로 스케일링됨에 따라 피처 사이즈들이 감소되기 때문에, 변형을 주지 않을 이용가능한 건조제들은 초임계 유체 프로세스들로 제한될 수 있다. 대신에, 본 발명자들은, 본 개시내용 전체에 걸쳐 논의된 것들과 유사한 프로세스들을 수행함으로써, 더 많은 유체들이, 변형 또는 패턴 붕괴를 야기하지 않으면서 건조 동작들에서 사용될 수 있다는 것을 결정하였다.
[0047]
트렌치의 벽들에 가해지는 응력들에 따른 변형에 이어 패턴 붕괴가 뒤따를 수 있다. 예컨대, 변형은, 패턴 붕괴를 완전히 야기하지는 않을 수 있고, 인접 구조들이 서로 접촉하는 것을 초래하지 않는 벽 또는 구조 편향을 초래할 수 있다. 일반적으로, 패턴 붕괴는, 응집력(cohesive force), 이를테면, 표면 장력 유도 힘(surface tension induced force)들이 복원력, 이를테면, 재료의 내부 응력들을 초과하는 경우, 또는 편향이, 인접 구조들이 접촉하는 정도까지인 경우, 발생할 수 있다. 일부 상황들에서, 변형이 발생하는 동안에도, 인접한 구조들은 완전히 붕괴되지 않을 수 있다. 대신에, 벽 또는 구조는, 응집력들과 복원력들이 동일한, 평형 편향에 도달할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 프로세스들 동안 소정의 양의 변형이 발생할 수 있지만, 패턴 붕괴는 발생하지 않을 수 있다. 건조제의 설명된 증발이 발생하기 때문에, 구조에 대해 행해지는(enacted) 응집력들이 줄어들 수 있으며, 이는 또한, 편향이 감소되는 것을 야기할 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 변형은 가열 프로세스 동안, 2개의 인접한 구조들 사이의 거리의 절반 미만의 정도로 발생할 수 있고, 최대 대략 5 Å, 1 nm, 2 nm, 3 nm, 4 nm, 5 nm, 또는 그 초과로, 그러나 2개의 인접한 구조들 사이의 거리의 절반 또는 전체 거리 미만으로 발생할 수 있다.
[0048]
건조제가 기화되는 방식은, 피처 붕괴가 발생하는지 여부에 영향을 미칠 수 있다. 청구항들에 구애되지 않으면, 가능한 메커니즘은 건조제의 비등점 곡선을 따라 건조 프로세스를 수행하는 것과 관련된다. 방법(200)을 참조하여 설명된 바와 같이, 기판을 하우징하는 챔버는 가열되어, 챔버 내에서 건조제의 증기-액체 평형을 생성할 수 있다. 챔버를 계속해서 가열하는 것은 건조제의 액체 프랙션의 표면 장력을 추가로 낮출 수 있다. 챔버 내의 온도가 증가됨에 따라, 압력이 유사하게 증가되고, 건조제의 증기-액체 평형은 건조제에 대한 비등점 곡선을 따라 유지된다.
[0049]
건조제가 건조제의 비등점에서 유지되기 때문에, 챔버가 배기될 때, 압력의 감소는 건조제의 즉각적인 기화를 야기할 수 있다. 기화가, 챔버 내의 온도가 강하되기 시작하도록 야기할 것이지만, 챔버가 계속해서 배기됨으로써, 건조제는 전체 액체 프랙션을 증발시킬 수 있는데, 왜냐하면, 건조제는 대기 컨디션들로 되돌아가는 유체의 비등점 곡선을 따르기 때문이다. 챔버가 대기 컨디션들에 노출됨에 따라 압력 강하가 급속하기 때문에, 건조제 기화는 챔버 전체에 걸쳐 그리고 기판의 피처들 내에서 균일할 수 있다. 실제로, 압력이 감소되는 정도에 따라, 플래시 기화(flash vaporization)가 액체 프랙션 전체에 걸쳐 발생할 수 있다.
[0050]
부가적으로, 급속한 기화는 부가적으로, 위에서 설명된 메니스커스 압력 효과를 극복할 수 있다. 또한, 유체 레벨이 트렌치들의 높이 미만으로 강하됨에 따라, 메니스커스는 통상적으로, 사용되는 건조제 유체에 대한 각각의 트렌치 내에 형성될 것이다. 메니스커스가 형성됨에 따라, 메니스커스에 걸친 압력 강하는, 위에서 설명된 라플라스 및 표면 장력 압력 효과들로 인해 증가된다. 그러나, 건조제가 건조제의 비등점에서 챔버 내에서 포화 상태에 있을 때, 형성되는 메니스커스에 의해 야기되는 이러한 압력 강하는 동일한 위치에서 수반되는(concomitant) 비등을 유도할 수 있다. 따라서, 유체가 챔버로부터 제거됨에 따라, 비등은 압력 강하를 상쇄(counteract)하고 메니스커스의 형성을 방지할 수 있다. 이러한 방식으로, 기판 피처들 상에 주어지는 힘들은 감소될 수 있고, 피처들을 정의하는 재료들의 복원력 미만으로 유지될 수 있다. 부가적으로, 인접한 피처들 사이의 액체 레벨의 편차들은, 피처의 각각의 측면으로부터 가해지는 압력이 감소됨에 따라, 변형 또는 패턴 붕괴를 야기하지 않을 수 있다.
[0051]
도 5를 참조하면, 이소프로필 알코올 및 물의 포화 압력들과 함께, 이소프로필 알코올 및 물에 대한 메니스커스에 걸친 압력차(pressure differential)를 예시하는 온도-압력 차트가 도시된다. 예시된 바와 같이, 건조제의 표면 장력을 감소시키는 것 이외에도, 설명된 프로세스들을 활용하여 메니스커스 힘들을 극복하는 능력은, 본 기술의 소정의 이익들을 추가로 설명할 수 있다. 설명된 프로세스들은, 더 높은 표면 장력들을 갖는 유체들을 건조제들로서 사용하는 것을 가능하게 할 수 있는데, 왜냐하면, 유체들의 제어된 기화는 표면 장력 단독 모델링에 의해 알려진 문제점들을 극복할 수 있기 때문이다. 건조제가 제거됨에 따라 기판 피처들 내에서의 메니스커스의 형성을 잠재적으로 상쇄시킴으로써, 비교적 더 높은 표면 장력 유체들로부터의 피처 일그러짐(feature distortion)이 회피될 수 있다. 형성되는 메니스커스에서 유체의 기화에 의해 주어질 수 있는 힘들은, 유체를 향해 내측으로 피처를 변형시키도록 작용하는 벌크 액체의 표면 장력을 오프셋(off-set)시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 건조제가, 피처 일그러짐 또는 패턴 붕괴를 야기할 것으로 통상적으로 예상되는 표면 장력을 특징으로 할 수 있음에도 불구하고, 일그러짐-없는 건조 프로세스가 수행될 수 있다. 본 기술의 프로세스들을 수행함으로써, 건조 동작들에서 통상적으로 사용되는 많은 유체들의 경우에 대해, 패턴 변형이 회피될 수 있다.
[0052]
부가적으로 그리고 도 5에 추가로 예시된 바와 같이, 건조제의 비등점 곡선을 따르는 압력 강하의 효과들은 대기 컨디션들 미만에서 유사한 방식으로 활용될 수 있다. 방법(200)은, 압력-밀봉된 챔버 내에서 건조제의 비등점 초과로 건조제의 온도를 상승시키는 프로세스 ― 이는 챔버 압력을 증가시킬 것임 ―를 전제로 할 수 있다. 이어서, 압력은 배기를 통해 감소될 수 있으며, 이는, 컨디션들이 대기로 리턴됨에 따라, 유체의 기화를 야기할 것이다. 반대로, 기판 및 증기-액체 포화 건조제를 포함하는 챔버 내에서, 압력은 진공 컨디션들 하에서 동일한 비등점 곡선을 따라 대기 컨디션들 미만으로 감소되어, 위에서 설명된 것과 동일한 효과들을 생성할 수 있다.
[0053]
도 6은 본 기술의 실시예들에 따라 반도체 기판을 건조시키는 방법(600)을 도시한다. 예시된 그리고 이전에 설명된 바와 같이, 기판은, 형성 및 세정된 다수의 피처들을 정의할 수 있다. 세정 또는 린싱 동작은 방법(600) 전에 수행되었을 수 있다. 동작(610)에서, 위에서 논의된 바와 같은 임의의 다른 유체들을 제거하기 위해, 건조제가 기판에 도포될 수 있다. 건조제의 도포는 방법(200)의 동작(210)과 유사할 수 있고, 그 프로세스에 대해 논의된 재료들 중 임의의 재료를 포함할 수 있다.
[0054]
건조제는 챔버 내에서 도포될 수 있거나, 또는 챔버 내에 기판을 배치하기 전에 도포될 수 있다. 챔버는 밀봉될 수 있고, 선택적 동작(620)에서, 건조제의 액체상과 증기상 사이의 평형을 전개하기 위해 챔버에 열이 가해질 수 있다. 가열, 도포되는 건조제의 양, 및 챔버 볼륨 모두는, 건조제의 적어도 일부를 액체 형태로 유지하도록, 결정될 수 있다. 실시예들에서, 가열은 최소일 수 있고, 단지 증기-액체 평형을 형성하기 위해서만 수행될 수 있다. 예컨대, 실시예들에서, 온도는 대략 100℃ 또는 그 미만으로 상승될 수 있고, 대략 90℃, 80℃, 70℃, 60℃, 50℃, 45℃, 40℃, 35℃, 30℃, 또는 25℃ 또는 그 미만으로 상승될 수 있다. 일부 실시예들에서, 증기-액체 평형이 대기 컨디션들에서 적절하게 형성될 수 있기 때문에, 챔버에 열이 가해지지 않을 수 있다.
[0055]
챔버는 동작(630)에서 진공에 노출될 수 있고, 이는 챔버로부터 건조제를 증발시키고 퍼지할 수 있다. 방법(200)과 유사하게, 비등점 곡선으로부터의 압력 감소는, 건조제의 액체 프랙션의 플래시 비등(flash boiling)을 포함한 기화를 유도할 수 있다. 실시예들에서, 진공은, 대략 500 Torr 또는 그 미만, 대략 400 Torr 또는 그 미만, 대략 300 Torr 또는 그 미만, 대략 200 Torr 또는 그 미만, 대략 100 Torr 또는 그 미만, 대략 50 Torr 또는 그 미만, 대략 10 Torr 또는 그 미만, 대략 1 Torr 또는 그 미만, 또는 대략 100 mTorr 또는 그 미만을 포함하는 대기 컨디션들 미만의 양으로 챔버 내의 압력을 감소시킬 수 있다. 진공은 방법(200)의 배기 동작들과 관련하여 위에서 논의된 시간들과 유사한 시간 기간에 걸쳐 적용될 수 있다. 진공의 양은 제거될 유체의 양 및 베셀 내의 온도에 기반할 수 있는데, 왜냐하면, 압력의 감소는 챔버 온도를 계속해서 냉각시킬 것이기 때문이다. 위에서 설명된 바와 같이 챔버를 퍼지하는 것, 또는 배기 동작을 통해 챔버를 대기 컨디션들로 리턴시키는 것, 또는 가스를 챔버에 공급하는 것을 포함하는 선택적인 동작들이 수행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 챔버는, 후속적인 프로세싱 동작들 동안 또는 부가적인 수분 침입을 제한하기 위해, 프로세스들에 이어 또한 능동적으로 가열될 수 있다. 메니스커스의 형성을 상쇄시키는 동일한 프로세스들이 이용될 수 있는데, 왜냐하면, 건조제가 제거되게 하는 메커니즘들은, 그들이 대기 컨디션들 미만에서 수행되는 것을 제외하고는, 방법(200)과 동일하기 때문이다. 건조제의 진공 증발의 장점은, 잠재적으로 휘발성 또는 가연성의 건조제들이, 증가된 온도 및 압력들과 연관된 안전 우려들 없이 이용될 수 있다는 것이다.
[0056]
위에서 설명된 방법들은 또한, 건조제의 접촉각을 포함하여, 표면 장력 효과들을 제어 또는 유지하기 위해 수행될 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 특정 피처에 대한 표면 장력들은 기판 표면과 접촉하는 건조제의 접촉각에 의해 영향을 받을 수 있다. 일반적으로, 표면 상의 일정량(an amount)의 유체는, 전진(advancing) 및 후진(receding) 접촉각 둘 모두를 가질 수 있으며, 후진 접촉각은 종종 더 낮은 각도를 특징으로 한다. 더 낮은 접촉각은, 유체가 접촉하는 표면에 더 많은 양의 장력을 가할 수 있다. 이러한 접촉각들은 많은 컨디션들에서 온도에 비교적 둔감(insensitive)할 수 있다. 그러나, 유체의 접촉각이 증가하거나 또는 증가가 이루어짐에 따라, 유체는 기판의 표면으로부터 탈-습윤(de-wet)되기 시작할 수 있으며, 이는 제거에 도움이 될 수 있다.
[0057]
이전에 설명된 동작들 중 일부는 건조제를 기판의 표면으로부터 신속하게 제거할 수 있다. 피처 사이즈가 감소되고, 재료들이 더 섬세(delicate)해짐에 따라, 건조제의 급속한 비등 및 제거는, 플래시 제거 시 나타나는 에너지로 피처들을 손상시킬 수 있다. 플래시 비등 또는 제거는 동적 변화일 수 있으며, 증발의 힘은 잠재적으로, 기판 피처들 내에서 또는 기판 피처들 사이에서 과도한 압력들을 야기하며, 이는 변형을 야기할 수 있다. 제거를 늦추는 것은 적절한 해결책이 아닐 수 있는데, 왜냐하면, 건조제가 표면으로부터 점진적으로 증발됨에 따라, 건조제의 잔류된 재료 또는 구성성분들이 기판 상에 또는 피처들 내에 남겨질 수 있기 때문이다. 이러한 잔류물들은 나중의 프로세싱 동작들에서 디바이스 품질에 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 건조제의 접촉각이 임계치 초과로 유지되는 경우, 유체는 기판의 표면뿐만 아니라 정의된 피처들로부터 빠져나갈(withdraw) 수 있다.
[0058]
접촉각은 건조제의 증발 또는 비등 동안 증가될 수 있다. 임계치를 초과하는 접촉각을 생성하는 프로세스 컨디션들을 생성함으로써, 플래시 비등 동작들로부터의 응력들을 또한 제한할 수 있는, 잔류물-없는 제거(residue-free removal)가 수행될 수 있다. 부가적으로, 이를테면, 건조 케미스트리에 비친화성 성분(phobic component)을 부가할 수 있거나 또는 다르게는 기판 상의 유체의 접촉각을 증가시킬 수 있는 표면 개질제(surface modification agent)를 건조제에 부가함으로써, 접촉각을 증가시키기 위해, 재료들 또는 성분들이 부가될 수 있다. 건조제를 제거하기 위해 본 기술에서 유리할 수 있는 접촉각은 대략 50° 또는 그 초과일 수 있다. 실시예들에서, 접촉각은 또한, 대략 55° 또는 그 초과, 대략 60° 또는 그 초과, 대략 65° 또는 그 초과, 대략 70° 또는 그 초과, 대략 75° 또는 그 초과, 대략 80° 또는 그 초과, 대략 85° 또는 그 초과, 대략 90° 또는 그 초과, 대략 95° 또는 그 초과, 대략 100° 또는 그 초과, 대략 105° 또는 그 초과, 대략 110° 또는 그 초과, 대략 115° 또는 그 초과, 대략 120° 또는 그 초과, 대략 125° 또는 그 초과, 대략 130° 또는 그 초과, 또는 그보다 더 높을 수 있다. 접촉각은 또한, 대략 70° 내지 대략 110°로 유지될 수 있고, 대략 80° 내지 대략 100°로 유지될 수 있다. 대략 90°를 초과하는 접촉각은, 건조제 또는 유체에 대해 비친화성이 되는 표면을 표시할 수 있고, 유체가 존재하는 표면으로부터 탈-습윤된 또는 탈-습윤되기 시작한 유체를 표시할 수 있다.
[0059]
접촉각은 온도와 간접적으로 상관될 수 있기 때문에, 접촉각은 온도와 같은 프로세스 컨디션들을 조정함으로써 수정될 수 있다. 주어진 건조제에 대해 온도가 증가됨에 따라, 증발 레이트가 영향받을 수 있고, 이는 접촉각에 영향을 미칠 수 있다. 증발 또는 비등을 이루기 위해 시스템 내의 온도 및 압력이 유지되거나 또는 조절되는(modulated) 경우, 접촉각은 기판으로부터의 건조제의 제거를 가능하게 하는 임계치 초과로 유지될 수 있다. 따라서, 위에서 논의된 방법들은 섬세한 피처들을 보호할 수 있는 건조 프로세스들을 수행하는 데 활용될 수 있다. 밀봉된 챔버를, 챔버 압력을 또한 제1 압력으로 상승시키고 그리고 증기-액체 평형을 유발하는 온도로 가열함으로써, 그리고 이어서, 압력을 제1 압력보다 더 낮은 제2 압력으로 감소시킴으로써, 감압 동작이 시작될 수 있거나 또는 기판으로부터 건조제를 실질적으로 탈-습윤시킬 수 있다. 건조제는 비등 동안 형성되는 증기 배리어 상에 부분적으로 유지되기 시작할 수 있으며, 이는 건조제가 실질적으로 또는 본질적으로 기판 표면 위에 부유(float)하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일단 표면이 탈-습윤되면, 추가의 제거를 위해 부가적인 제거 동작들이 수행될 수 있다. 일부 동작들은, 이전에 논의된 바와 같은 추가의 증발 동작들뿐만 아니라, 기판 상의 틸트각을 조정하는 것, 기판을 이동시키는 것, 또는 액체를 제2 재료와 접촉시키는 것 ― 액체를 제2 재료와 접촉시키는 것은 건조제를 기판으로부터 제2 재료로 전달(transfer)할 수 있음 ― 을 포함하는 기계적 동작들을 포함할 수 있다.
[0060]
시스템 온도가 증가된 경우, 접촉각은 그 온도에서의 챔버 압력의 함수가 될 수 있는데, 왜냐하면, 압력은 이전에 논의된 방법들 하에서 증발 레이트를 조절할 수 있기 때문이다. 증발 레이트가 증가됨에 따라, 더 높은 접촉각이 달성될 수 있다. 도 7은, 지속되는 접촉각이 어떻게 더 낮은 온도들에서 건조 동작들이 수행되는 것을 가능하게 할 수 있는지를 예시하는 차트를 도시한다. 이 도면은 상이한 온도들에서 접촉각이 대략 90°인 이소프로필 알코올 건조제의 표면 장력들을 예시한다. 이 도면은 또한, 실리콘계 기판 상의 피처들의 복원력을 예시한다. 예시되는 바와 같이, 본 기술은, 이전에 논의된 건조 동작들이, 대략 50℃ 또는 그보다 더 높은 챔버 온도들에서 수행되는 것을 가능하게 할 수 있다. 대략 90°의 접촉각의 경우, 건조제는 더 낮은 온도들에서 기판의 표면으로부터 실질적으로 탈-습윤될 수 있다. 압력은, 더 낮은 온도들에서 접촉각을 유지하기 위한 양의 비등을 달성하도록 조정될 수 있으며, 이는 기판으로부터의 유체 제거를 가능하게 할 수 있다. 이는, 섬세한 피처들이, 피처들에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않게 충분히 낮을 수 있는 힘들로 건조제가 탈-습윤이 되는 것을 가능하게 하며, 이는 막 변형 또는 붕괴가 방지되게 할 수 있다.
[0061]
비등이 발생하고, 기판이 가열되었을 때의 제1 압력으로부터 제2 압력으로 압력이 감소되어 대략 70° 초과의 접촉각이 전개될 때, 일정량(an amount)의 냉각이 발생할 수 있다. 건조제의 양, 건조제가 제거되는 표면적, 및 압력 강하의 양에 따라, 기판의 표면에서의 냉각은 20℃ 또는 그 초과일 수 있고, 대략 30℃ 또는 그 초과, 대략 40℃ 또는 그 초과, 대략 50℃ 또는 그 초과, 대략 60℃ 또는 그 초과, 또는 그 초과일 수 있다. 발생하는 냉각의 양, 또는 최종 표면 온도는, 온도가 감소함에 따라 표면 장력이 증가될 수 있다는 점에서, 제거되는 유체의 표면 장력에 영향을 미칠 수 있다. 충분히 낮은 온도들에서, 표면 장력은 기판 피처 재료의 복원력보다 충분히 더 높이 상승될 수 있으며, 이후 이는, 건조 시에 패턴 변형, 붕괴, 또는 잔류물 형성을 야기할 수 있다. 따라서, 접촉각 및 표면 장력이 대략 50℃의 온도로 제어될 수 있지만, 본 기술의 동작들은 대략 50℃ 초과의 온도에서 수행될 수 있다. 이는, 감압 동안 건조제가 기판의 표면으로부터 완전히 탈-습윤되도록 하기 위해 이용가능한 충분한 양의 열을 보장할 수 있다. 대안적으로, 감압 동작들 동안, 하부 기판에 대한 건조제 액체 인력을 감소시키기에 충분히 낮은 표면 장력을 가능하게 하는 증가된 윈도우를 제공하기 위해, 챔버 내의 압력은 추가로 감소될 수 있는데, 이를테면, 대략 대기 압력 미만으로 감소될 수 있다. 이러한 프로세스 중 임의의 프로세스는 건조제의 증발 레이트에 대해 더 큰 제어를 제공할 수 있으며, 이는 건조제 제거 동안 기판 피처들에 대해 행해지는 힘들을 감소시킬 수 있다.
[0062]
이러한 방식들로 수행되는 프로세스들은, 가열 동작 및 후속적인 대기 배기보다 덜 동적인 방식으로 건조제의 탈-습윤 및 제거를 가능하게 한다. 증발 레이트를 제어하고, 그리고 높은 접촉각, 낮은 표면 장력 건조제 상태를 유지함으로써, 건조제의 잔류물-없는 제거가 수행될 수 있다. 프로세스는, 프로세스 챔버 내의 온도를 대략 50℃ 초과로 상승시킴으로써, 그리고 이어서, 접촉각을 상승시키고 그리고 기판으로부터 액체를 탈-습윤 및 제거할 수 있는 임계치들 미만으로 표면 장력을 낮추는 방식으로 건조제의 증발을 야기하도록 챔버 내의 압력을 감소시킴으로써, 수행될 수 있다. 제거 동안 표면을 탈-습윤시킴으로써, 섬세한 구조적 피처들이 보호될 수 있고, 그리고 또한, 증발 동안 오염물들 및 잔류물들이 형성되지 않을 수 있다.
[0063]
설명되는 기술은 증기-액체 평형에서 건조제들의 압력 유도 증발(pressure induced evaporation)에 기반한 건조 동작들을 사용한다. 예상치 않게 그리고 유리하게, 이러한 프로세스들은, 건조제들의 고유한 표면 장력에 기반하여 많은 컨디션들에서 패턴 붕괴를 야기하게 종래에 그리고 실험적으로 모델링되었던 건조제들의 사용을 가능하게 한다. 설명된 프로세스들은, 미래의 디바이스 스케일링으로 피처 사이즈들이 감소함에 따라 건조제들로서 활용될 수 있는 재료들 및 건조 동작들에 대한 부가적인 방안들을 제공할 수 있다.
[0064]
상기의 설명에서, 설명의 목적들로, 본 기술의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해, 다수의 세부사항들이 설명되었다. 그러나, 소정의 실시예들은 이러한 세부사항들 중 일부 없이, 또는 부가적인 세부사항들과 함께 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
[0065]
몇몇 실시예들을 개시하였지만, 실시예들의 사상으로부터 벗어나지 않으면서, 다양한 변형들, 대안적인 구성들, 및 등가물들이 사용될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인지될 것이다. 부가적으로, 본 기술이 불필요하게 불명료해지는 것을 방지하기 위해서, 다수의 잘-알려진 프로세스들 및 엘리먼트들은 설명되지 않았다. 따라서, 위의 설명은 본 기술의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.
[0066]
수치 범위가 주어진 경우, 그러한 수치 범위의 상한들과 하한들 사이에 존재하는 각각의 값은, 문맥상 달리 명백히 표시되어 있지 않는 한 하한의 단위의 최소 프랙션(smallest fraction)까지 또한 구체적으로 기재된 것으로 해석된다. 명시된 범위 내의 임의의 명시된 값 또는 그 범위에 속하는 명시되지 않은 값과 그러한 명시된 범위 내의 임의의 다른 명시된 값 또는 그 범위에 속하는 다른 값 사이에 존재하는 임의의 소범위가 포함된다. 이러한 소범위의 상한들과 하한들은 독립적으로 그러한 범위에 포함되거나 그러한 범위에서 제외될 수 있고, 각각의 범위는, 상한과 하한 중 하나 또는 둘 모두가 그러한 소범위에 포함되든지 그러한 소범위에서 제외되든지 간에, 임의의 한계값이 명시된 범위에서 구체적으로 제외된 것이 아닌 한, 또한 본 기술에 포함된다. 명시된 범위가 한계값들 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 경우, 그렇게 포함된 한계값들 중 하나 또는 둘 모두를 제외한 범위들이 또한 포함된다. 리스트에 다수의 값들이 제공되는 경우, 그러한 값들 중 임의의 값을 포함하거나 또는 그러한 값들 중 임의의 값에 기반하는 임의의 범위가 유사하게 구체적으로 기재된다.
[0067]
본원 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은 문맥상 달리 명백히 표시되어 있지 않는 한, 복수의 지시대상들을 포함한다. 따라서, 예컨대, "재료"에 대한 참조는 복수의 그러한 재료들을 포함하며, "제제(agent)"에 대한 참조는 당업자들에게 알려진 하나 또는 그 초과의 제제들 및 그 등가물들에 대한 참조를 포함하며, 기타의 경우도 유사하다.
[0068]
또한, 포함("comprise(s)", "comprising", "contain(s)", "containing", "include(s)", 및 "including")이라는 단어들이, 본 명세서 및 다음의 청구항들에서 사용될 때, 언급된 피처들, 정수들, 컴포넌트들, 또는 동작들의 존재를 특정하도록 의도되지만, 이들은 하나 또는 그 초과의 다른 피처들, 정수들, 컴포넌트들, 동작들, 행동(act)들, 또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니다.
Claims (15)
- 반도체 기판을 건조시키는 방법으로서,
건조제(drying agent)를 반도체 기판에 도포하는 단계 ― 상기 건조제는 상기 반도체 기판을 습윤(wet)시킴 ―;
상기 반도체 기판을 하우징하는 챔버를, 상기 챔버 내에서 상기 건조제의 증기-액체 평형(vapor-liquid equilibrium)에 도달할 때까지, 상기 건조제의 대기 압력 비등점(atmospheric pressure boiling point) 초과의 온도로 가열하는 단계; 및
상기 챔버를 배기(venting)시키는 단계를 포함하며,
상기 배기시키는 단계는 상기 반도체 기판으로부터 상기 건조제의 액체상(liquid phase)을 기화시키는,
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 반도체 기판을 상기 챔버 내에 압력-밀봉하는 단계;
상기 반도체 기판을 하우징하는 챔버를 가열하는 단계 ― 상기 가열하는 단계는 상기 건조제의 증기상 및 액체상이 증기 분압과 액체 포화 압력의 평형에 도달하게 함 ―; 및
상기 반도체 기판을 하우징하는 챔버를 적어도 대략 100℃의 온도로 계속해서 가열하는 단계를 더 포함하는,
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 건조제는 물과 혼화가능한(miscible),
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 건조제는 이소프로필 알코올을 포함하는,
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 5 초과의 종횡비를 갖는 패터닝된 피처들을 포함하고, 그리고 상기 건조제는 상기 패터닝된 피처들을 완벽하게 습윤시키는,
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 건조제를 도포하는 단계는 상기 반도체 기판으로부터 물을 완전히 변위(displace)시키는,
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 건조제를 도포하는 단계는 상기 반도체 기판으로부터 상기 건조제를 제외한 임의의 유체를 완전히 변위시키는 하나 또는 그 초과의 동작들을 포함하는,
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 가열하는 단계는,
도포된 건조제를 포함하는 반도체 기판이 상기 챔버 내에 하우징된 채로 상기 챔버를 밀폐적으로 폐쇄하고;
상기 건조제의 액체상과 증기상 사이의 평형에 도달되게 상기 챔버를 가열하고; 그리고
상기 챔버를, 상기 건조제의 대기 압력 비등점 초과의 온도로 가열함으로써,
수행되는,
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 배기에 이어서 불활성 전구체로 상기 챔버를 퍼지하는 단계를 더 포함하는,
반도체 기판을 건조시키는 방법. - 기판을 건조시키는 방법으로서,
상기 기판에 건조제를 도포하는 단계 ― 상기 건조제는 상기 기판을 습윤시킴 ―;
상기 기판을 하우징하는 챔버를 밀폐적으로 밀봉하는 단계;
상기 챔버 내에서 상기 건조제의 증기-액체 평형을 형성하는 단계;
상기 건조제의 액체 프랙션(liquid fraction)에 대한 건조제 표면 장력을 미리 결정된 임계치 미만으로 감소시키기 위해 상기 챔버 내의 온도를 증가시키고, 그리고 새로운 증기-액체 평형을 달성하는 단계; 및
상기 챔버를 감압시키는 단계를 포함하며,
상기 감압시키는 단계는 상기 기판으로부터 액체 건조제를 실질적으로 제거하는,
기판을 건조시키는 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 미리 결정된 임계치는 대략 20 mN/m의 건조제 표면 장력을 포함하는,
기판을 건조시키는 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 건조제를 도포하는 단계는 패터닝된 피처들의 높이 초과로 상기 기판을 상기 건조제로 코팅하는 단계를 포함하는,
기판을 건조시키는 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 건조제는 대략 21℃에서 대략 25 mN/m 미만의 표면 장력을 특징으로 하는,
기판을 건조시키는 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 감압 동안의 상기 건조제의 접촉각(contact angle)은 대략 70° 또는 그 초과로 유지되는,
기판을 건조시키는 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 감압 동안의 챔버 압력은 대기 압력 초과로 유지되는,
기판을 건조시키는 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |