KR20210054593A - 고 종횡비 구조들의 마찰 방지 및/또는 보수를 위한 수소 플루오라이드, 알코올 및 첨가제를 포함하는 가스 혼합물 - Google Patents

고 종횡비 구조들의 마찰 방지 및/또는 보수를 위한 수소 플루오라이드, 알코올 및 첨가제를 포함하는 가스 혼합물 Download PDF

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제롬 미헬 도미니크 메리트
네이슨 라브보스키
라팔 딜레위츠
데이비드 무이
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램 리서치 아게
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Abstract

기판 프로세싱 시스템에서 기판을 처리하기 위한 가스 혼합물은 수소 플루오라이드 가스, 알코올의 증기, 염기로 구성된 첨가제, 및 캐리어 가스를 포함한다. 가스 혼합물은 기판의 표면 상에 배열된 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하도록 사용될 수 있다. 기판의 표면은 제 1 린싱 액체를 사용하여 스핀 린싱될 수도 있다. 제 1 린싱 액체는 기판의 표면으로부터 스핀 오프된다. 가스 혼합물은 제 1 린싱 액체가 디스펜싱된 후 기판의 표면 상으로 지향된다.

Description

고 종횡비 구조들의 마찰 방지 및/또는 보수를 위한 수소 플루오라이드, 알코올 및 첨가제를 포함하는 가스 혼합물
관련 출원들에 대한 교차 참조.
본 출원은 2018 년 10 월 3 일에 출원된 미국 가출원 번호 제 62/740,562 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 기판들의 프로세싱에 관한 것이고, 보다 구체적으로 고 종횡비 (HAR) 구조체들의 마찰을 방지하거나, 종횡비 (HAR) 구조체들을 보수하는 가스 혼합물에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 일반적으로 본 개시의 맥락을 제시하기 위한 목적이다. 본 배경 기술 섹션에 기술된 범위까지, 현재 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원시 종래 기술로서 달리 인정되지 않을 수도 있는 기술의 양태들은 본 개시에 대한 선행 기술로서 명시적으로 또는 묵시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 막을 증착하거나 기판의 표면을 에칭, 세정 및/또는 달리 처리하도록 사용될 수도 있다. 일부 프로세스들에서, 기판들은 습식 프로세싱을 겪을 수도 있다. 이들 프로세스들에서, 기판은 회전 척 상에 장착될 수도 있다. 회전 척이 회전 될 때, 유체 노즐들은 액체 또는 가스와 같은 유체를 디스펜싱하도록 사용될 수도 있고 그리고/또는 열이 기판을 처리하도록 적용될 수도 있다.
기판들 중 일부는 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 포함한다. 예를 들어, HAR 구조체들은 나노 필라들, 트렌치들 또는 비아들을 포함할 수도 있다. HAR 구조체들은 피처의 (기판의 표면에 수직인) 깊이보다 상당히 작은 (기판의 표면에 평행한) 폭을 갖는다. 보다 진보된 프로세스들은 훨씬 더 높은 종횡비들을 갖는 HAR 구조들을 포함한다. 패턴 붕괴는 하나 이상의 HAR 구조체들이 붕괴되고, 기판의 표면에 대해 측 방향으로 이동하고 그리고/또는 인접한 HAR 구조체들과 직접적으로 콘택트하는 경우 발생한다. 패턴 붕괴는 습식 세정 프로세스 후 건조 동안 종종 직면하게 된다.
몇몇 프로세스들은 기판들을 건조하는 경우, 패턴 붕괴를 감소시키도록 사용되었다. 예를 들어, 기판은 초임계 CO2를 사용하여 건조될 수 있다. 그러나, 초 임계 CO2 는 상대적으로 고가이고 구현 문제를 가진다. 기판의 표면은 마찰을 방지하기 위해 층으로 개질 될 수 있다. 그러나, 표면 개질은 사용될 여분의 화학 물질들을 필요로 하고 특정한 막 타입, 예를 들어, 실리콘 옥사이드에만 적용 가능하기 때문에 종종 고가이다. 표면 개질은 또한 개질된 층이 제거되어야 하기 때문에 재료 손실로 이어진다. 기판은 또한 이소프로필 알코올 (isopropyl alcohol, IPA) 의 비등점에 가까운 온도로 기판의 표면으로 전달되는 IPA를 사용하여 건조될 수 있다. 그러나, 일부 종횡비들은 패턴 붕괴 없이 비등 IPA를 사용하여 건조될 수 없다.
기판은 또한 진공 압력들에서 동작된 진공 장비에서 수소 플루오라이드 (hydrogen fluoride, HF) 증기 에칭을 사용하여 처리될 수 있다. 그러나, 진공 장비는 통상적으로 고가이고 습식 세정을 수행하도록 사용될 수 없다. 선행하는 습식 세정 단계는 종종 기판의 표면으로부터 유기 또는 금속 오염물들을 제거하기 위해 필요하다.
붕괴된 구조체들을 보수하는 것은 진공 장비에서 플라즈마 에칭을 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 요구되는 플라즈마 에칭 하드웨어는 고가이다.
기판 프로세싱 시스템에서 기판을 처리하기 위한 가스 혼합물은 수소 플루오라이드 가스, 알코올의 증기, 염기로 구성된 첨가제, 및 캐리어 가스를 포함한다.
다른 특징들에서, 염기는 암모니아 및 유기 염기로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 염기는 아민들 및 헤테로 방향족 고리형 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 헤테로 방향족 고리형 화합물은 적어도 하나의 질소 원자를 포함한다. 헤테로 방향족 고리형 화합물은 피리딘으로 구성된다.
다른 특징들에서, 첨가제는 가스 혼합물의 0.1 ppm (parts per million) 내지 2000 ppm (질량) 의 범위이다. 다른 특징들에서, 첨가제는 가스 혼합물의 1 ppm (part per million) 내지 500 ppm (질량) 의 범위이다.
다른 특징들에서, 첨가제 및 알코올은 혼합물을 생성하도록 혼합된다. 첨가제는 첨가제 및 알코올의 혼합물의 0.01 wt％ 내지 1 wt％를 포함한다. 알코올 및 첨가제의 혼합물은 캐리어 가스에 첨가되고 이어서 수소 플루오라이드 가스가 첨가된다. 다른 특징들에서, 수소 플루오라이드 가스, 알코올 및 캐리어 가스는 혼합되고 이어서 첨가제가 첨가된다.
다른 특징들에서, 가스 혼합물은 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 5 ％의 부피 범위의 수소 플루오라이드 가스, 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 2.5 ％의 부피 범위의 알코올 및 첨가제의 혼합물, 및 가스 혼합물의 92.5 ％ 내지 99 ％의 부피 범위의 캐리어 가스를 포함한다.
다른 특징들에서, 가스 혼합물은 가스 혼합물의 0.05 ％ 내지 10 ％ 부피 범위의 수소 플루오라이드 가스, 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 2.5 ％의 부피 범위의 알코올 및 첨가제의 혼합물, 및 가스 혼합물의 87.5％ 내지 99.45％. 부피 범위의 캐리어 가스를 포함한다.
다른 특징들에서, 알코올 증기는 메탄올, 이소프로필 알코올 및 1 내지 4 개의 탄소 원자들을 포함하는 알코올로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 캐리어 가스는 분자 질소로 구성된다.
기판의 표면 상에 배열된 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하기 위한 방법은 a) 제 1 린싱 액체를 사용하여 기판의 표면을 스핀 린싱하는 단계; b) 상기 기판의 표면으로부터 상기 제 1 린싱 액체를 방사하는 단계; 및 c) 제 1 린싱 액체가 디스펜싱된 후 기판의 표면 상으로 가스 혼합물을 향하게하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 기판은 c) 동안 에칭에 노출되는 실리콘 나이트라이드 막 및 실리콘 다이옥사이드 막을 포함하고, 실리콘 다이옥사이드 막은 c) 동안 4 이상의 선택 도로 실리콘 나이트라이드 막에 대해 에칭된다.
다른 특징들에서, c) 는 b) 후에 수행된다. 대안적으로, c) 는 a) 후 60 초 내에 수행된다. 가스 혼합물은 기판의 표면으로부터 1 ㎜ 내지 40 ㎜ 범위에 위치된 노즐에 의해 전달된다. 가스 혼합물은 1 내지 50 m/s 범위의 디스펜싱 속도로 노즐로부터 전달된다.
다른 특징들에서, 가스 혼합물은 1 내지 20 slm의 플로우 레이트에서 노즐로부터 전달된다. 가스 혼합물을 전달하는 노즐의 오리피스의 단면적은 3 내지 30 ㎟의 범위이다. a), b) 및 c) 는 20 ℃ 내지 400 ℃ 범위의 온도에서 수행된다. a), b) 및 c) 는 50 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도에서 수행된다. a), b) 및 c) 는 기판이 900 hPa 내지 1100 hPa 범위의 미리 결정된 압력으로 유지 되는 경우 수행된다.
다른 특징들에서, a), b) 및 c) 는 디바이스의 회전척 상에 배열된 기판을 사용하여 수행된다. 가스 혼합물은 증기 격납 헤드의 기판-대면 표면 내에 리세스된 증기 격납 캐비티 내에 위치된 하나 이상의 노즐들로부터 전달된다.
본 개시의 추가 적용 가능 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 구체적인 예들은 단지 예시를 목적으로 의도되고 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 개시에 따른 습식 세정 및 건조 전후 그리고 보수 후 기판을 예시하는 측 단면도들이다.
도 2a는 본 개시에 따른 기판을 프로세싱하기 위해 폐쇄된 챔버 내에 배열된 회전 척의 예의 기능적 블록도이다.
도 2b는 도 2a의 회전 척의 평면도이다.
도 2c는 본 개시에 따른 기판을 프로세싱하기 위해 개방된 챔버 내에 배열된 회전 척의 예의 기능적 블록도이다.
도 3은 본 개시에 따른 기판을 프로세싱하기 위한 회전 척의 또 다른 예의 기능적 블록도이다.
도 4는 본 개시에 따른 기판을 프로세싱하기 위한 방법의 예를 예시하는 플로우 차트이다.
도 5는 본 개시에 따른 습식 프로세싱 디바이스 및 분리된 붕괴 보수 디바이스를 예시하는 기능적 블록도이다.
도 6은 본 개시에 따른, 암 (arm) 및 노즐을 활용하는 붕괴 보수 디바이스의 기능적 블록도이다.
도 7은 본 개시에 따른 샤워헤드를 활용하는 붕괴 보수 디바이스의 기능적 블록도이다.
도 8a는 본 개시에 따른 기판을 프로세싱하기 위한 증기 격납 헤드를 갖는 회전 척의 예의 기능적 블록도이다.
도 8b는 도 8a의 회전 척의 평면도이다.
도 8c는 본 개시에 따른 방사상 방향으로 기판을 스윕핑하는 (sweep) 암을 갖는 회전 척의 대안적인 예의 평면도이다.
도 8d 및 도 8e는 본 개시에 따른 증기 격납 헤드 및 노즐 헤드를 포함하는 결합된 헤드들의 예들의 측면도들이다.
도 9 및 도 10은 본 개시에 따른 증기 격납 헤드의 예의 상단 및 하단 사시도들이다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시에 따른 증기 격납 헤드의 예의 측 단면도 및 저면도들이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사하고 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
본 개시에 따른 시스템들 및 방법들은 기판들을 프로세싱하기 위해 사용될 수 있는 , 수소 플루오라이드, 알코올 및 첨가제를 포함하는 가스 혼합물에 관한 것이다. 일부 예들에서, 가스 혼합물은 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 포함하는 기판의 건식 에칭 및 습식 프로세싱을 위해 사용된다. 습식 프로세싱 및 건식 에칭은 기판이 프로세싱된 후 습식 세정 툴에서 대기압에서 또는 대기압 근처에서 수행될 수 있다. 단일 하드웨어 디바이스에서 습식 프로세싱 및 건식 에칭의 조합은 다른 건조 프로세스들에 대해 보다 저렴한 대안을 제공하고 프로세싱 시간을 거의 또는 전혀 추가하지 않는다. 대안적으로, 습식 프로세싱은 습식 프로세싱 툴에서 완료될 수 있고 보수 프로세스는 별도의 보수 툴에서 수행될 수 있다. 일부 예들에서, 이소프로필 알코올 (IPA) 과 같은 린싱 액체에 노출된 후, 가스 혼합물이 기판의 표면 상에 디스펜싱된다.
기판들 상의 HAR 구조체들과 같은 패터닝된 구조체들은 패턴 붕괴에 민감하고 습식 프로세스 후 패턴 붕괴를 방지하기 위해 발전된 건조 시스템들 및 방법들을 필요로 한다. 이러한 시스템들과 방법들의 예들은 "고 종횡비 구조들의 마찰 방지 및/또는 보수를 위한 시스템 및 방법" 이라는 명칭의 2017 년 10 월 23 일에 출원된 공동 양도된 미국 특허 가출원 번호 제 62/575,705 호에 ; 그리고 “고 종횡비 구조들의 마찰 방지 및/또는 고 종횡비 구조 보수를 위한 증기 격납 헤드” 라는 명칭의 2018 년 8 월 23 일에 출원된 공동 양도된 미국 특허 가출원 번호 제 62/721,710 호에 기술된다.
일부 예들에서, 이러한 시스템들은 후속하는 패턴 붕괴를 방지하기 위해 콘택트 위치들에서 성장된 옥사이드를 제거하도록 사용된다. 일부 기판들은 또한 실리콘 나이트라이드 (Si3N4) 하드 마스크와 같은 노출된 하드 마스크들을 포함한다. 무-붕괴 (collapse-free) 성능을 달성하기 위해, 약간의 양의 옥사이드 에칭이 필요하다. 그러나, 하드 마스크들에 또한 손상을 유발하지 않고 옥사이드를 에칭하는 것은 어렵다.
본 개시에 따른 가스 혼합물의 첨가제는 양성자 수용체로서 작용하고 옥사이드 에칭에서 활성 종인 바이 플루오르 (bifluorine) (HF2) 의 형성을 촉진한다. 실리콘 나이트라이드 하드 마스크의 에칭은 주로 흡착된 HF 농도에 의해 결정된다. 본 명세서에 기술된 가스 혼합물은 첨가제가 없는 가스 혼합물과 비교하여 실리콘 나이트라이드에 대해 상승된 옥사이드의 에칭 선택도를 제공한다. 본 명세서에 기술된 바와 같이 첨가제와 함께 가스 혼합물을 사용하는 것은 선택도를 1보다 작거나 4보다 크거나 같게 상승시킬 수 있다.
일부 예들에서, 첨가제는 염기로 구성된다. 일부 예들에서, 첨가제는 가스 혼합물의 0.1 ppm (parts per million) 내지 2000 ppm (질량) 의 범위이다. 일부 예들에서, 염기는 암모니아 (NH3) 및 유기 염기로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 염기는 아민들 및 헤테로 방향족 고리형 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 예들에서, 헤테로 방향족 고리형 화합물은 적어도 하나의 질소 원자를 포함한다. 다른 예들에서, 헤테로 방향족 고리형 화합물은 피리딘 (C2H5N) 으로 구성된다.
일부 예들에서, 가스 혼합물은 첨가제 및 알코올의 혼합물을 생성함으로써 준비된다. 알코올 및 첨가제의 혼합물은 캐리어 가스에 첨가되고 이어서 수소 플루오라이드 가스가 첨가된다. 다른 예들에서, 수소 플루오라이드 가스, 캐리어 가스 및 알코올은 가스 플로우를 형성하도록 함께 혼합되고 이어서 첨가제가 가스 플로우에 첨가된다. 일부 예들에서, 첨가제는 가스 혼합물의 1 ppm (part per million) 내지 500 ppm (질량) 의 범위이다.
일부 예들에서, 가스 혼합물은 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 5 ％의 부피 범위의 수소 플루오라이드 가스, 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 2.5 ％의 부피 범위의 알코올과 첨가제의 혼합물, 및 가스 혼합물의 92.5 ％ 내지 99 ％의 부피 범위의 캐리어 가스를 포함한다.
다른 특징들에서, 가스 혼합물은 가스 혼합물의 0.05 ％ 내지 10 ％ 부피 범위의 수소 플루오라이드 가스, 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 2.5 ％의 부피 범위의 알코올 및 첨가제의 혼합물, 및 가스 혼합물의 87.5 ％ 내지 99.45 ％ 부피 범위의 캐리어 가스를 포함한다.
일부 예들에서, 알코올 증기는 메탄올, 이소프로필 알코올 (IPA) 및 1 내지 4 개의 탄소 원자들을 포함하는 알코올로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 일부 예들에서, 캐리어 가스는 분자 질소로 구성된다. 일부 예들에서, 캐리어 가스는 불활성 가스로 구성된다.
본 명세서에 기술된 가스 혼합물은 기판의 표면 상에 배열된 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하기 위해 사용될 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, HAR 구조체들은 4 : 1보다 큰 종횡비를 갖는 구조체들을 포함한다. 예를 들어, 가스 혼합물을 사용하는 방법은 제 1 린싱 액체가 디스펜싱된 후 제 1 린싱 액체를 사용하여 기판의 표면을 스핀 린싱하는 단계, 기판의 표면으로부터 제 1 린싱 액체를 스핀 오프하는 (spin off) 단계, 및 가스 혼합물을 기판의 표면 상으로 지향시키는 단계를 포함할 수도 있다. 부가적인 상세들 및 예들은 이하에 제시된다.
이제 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 기판의 프로세싱이 도시된다. 도 1a에서, 습식 프로세싱 및 건조 전에 기판 (10) 이 도시된다. 기판 (10) 은 하나 이상의 하부층들 (underlying layer) (14) 상에 규정된 고 종횡비 (HAR) 구조체들 (12-1, 12-2, 12-3 및 12-4) (집합적으로 HAR 구조체들 (12)) 을 포함한다. 예를 들어, HAR 구조체들 (12) 은 필라들, 비아들, 트렌치들, 및/또는 다른 피처들을 포함한다. 도 1a 의 기판 (10) 은 습식 프로세싱 및 건조를 겪는다.
도 1b에서, 습식 프로세싱 및 건조 후 기판 (10) 이 도시된다. HAR 구조체들 (12-2 및 12-3) 은 부분적으로 붕괴되고 서로를 향해 기울어진다. 일부 예들에서, 브리지 옥사이드 (bridging oxide) (20) 가 HAR 구조체들 (12-2 및 12-3) 사이에 형성된다. 형성될 수도 있는 브리지 옥사이드들의 예들은 실리콘 옥사이드 (SiOx), 실리콘 옥시 나이트라이드 (SiOxNy), 티타늄 옥사이드 (TiOx), 등을 포함한다. 도 1c에서, 브리지 옥사이드 (20) 가 제거되고 붕괴된 HAR 구조체들 (12-2 및 12-3) 이 보수되도록 본 명세서에 기술된 방법들을 사용한 처리 후 기판 (10) 이 도시된다.
이제 도 2a를 참조하면, 기판을 보수하고 습식 프로세싱하기 위한 회전 척 (50) 의 예가 도시된다. 회전 척 (50) 은 회전 척 (56) 을 하우징하는 챔버 (52) 를 포함한다. 기판 (58) 은 회전 척 (50) 의 표면 상에 배열된다. 회전 척 (50) 은 액체가 기판 (58) 상으로 디스펜싱되는 동안 그리고/또는 액체를 방사하도록 기판 (58) 을 회전시킨다. 기판 (58) 은 임의의 적합한 메커니즘을 사용하여 회전 척 (50) 에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 기판 (58) 은 파지 핀들 (gripping pins) (59)을 사용하여 회전 척 (50) 에 부착 될 수 있다. 파지 핀들의 적합한 예들은 2016 년 8 월 9 일에 출원된 공동으로 양도된 "웨이퍼-형상 물품들을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치", 미국 특허 출원 번호 제 15/232,594 호에 도시되고 기술된다.
일부 예들에서, 회전 척 (56) 의 표면 (60) 은 투명하고 히터 (61) 가 표면 (60) 아래에 배열된다. 일부 예들에서, 히터 (61) 는 기판 (60) 의 방사상 가열을 허용하도록 하나 이상의 방사상 존들에 배열된 복수의 발광 다이오드들 (LEDs) 을 포함한다. 일부 예들에서, 히터 (61) 는 기판의 중심 위치로부터 기판의 방사상으로 외측 에지로 외측으로 이동하는 이동 열파를 제공하도록 동작될 수 있다. 일부 예들에서, 회전 척 (56) 은 회전하고 히터 (61) 는 고정된다. 기판의 방사상 가열을 수행하는 회전 척의 적합한 예들은 미국 특허 출원 번호 제 15/232,594 호에 도시되고 기술된다.
일부 예들에서, 회전 척 (56) 은 도시된 바와 같이 구동 샤프트 (shaft) (63) 를 통해 모터 (62) 에 의해 회전된다. 다른 예들에서, 모터 (62) 는 회전자 및 고정자를 포함하고 회전자는 물리적인 콘택트 없이 자기적으로 구동된다. 적합한 예들은 공동으로 양도된 미국 특허 제 6,485,531 호에 도시된다. 린싱 액체는 모터 (70) 에 의해 기판 (58) 을 가로질러 스캐닝되는 노즐 (66) 및 암 (64) 에 의해 전달된다. 밸브 (72) 는 액체 공급부 (74) 로부터 암 (64) 으로 린싱 액체를 선택적으로 공급한다.
(도 2a에서 비활성 위치로 도시된) 또 다른 암 (84) 및 가스 노즐 (86) 이 본 명세서에 기술된 가스 혼합물을 전달하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 가스 노즐 (86) 의 유출구는 기판 (58) 의 표면의 미리 결정된 거리 내에 배열된다. 일부 예들에서, 미리 결정된 거리는 1 ㎜ 내지 40 ㎜의 범위이다. 일부 예들에서, 미리 결정된 거리는 2 ㎜ 내지 2 ㎝의 범위이다. 일부 예들에서, 가스 혼합물은 1 내지 50 m/s 범위의 미리 결정된 속도로 전달된다. 일부 예들에서, 가스 혼합물은 1 내지 20 slm (standard liters per minute) 범위의 미리 결정된 플로우로 전달된다. 일부 예들에서, 노즐 (86) 의 오리피스의 단면적은 3 내지 30 ㎟의 범위이다.
모터 (90) 가 기판 (58) 을 가로질러 노즐 (86) 을 스캔하도록 사용될 수도 있고 밸브 (92) 가 가스 혼합물을 선택적으로 공급하도록 사용될 수도 있다. 가스 전달 시스템 (100) 은 증기 공급부 (102) 및 밸브 (104) 를 포함한다. 일부 예들에서, 증기 공급부 (102) 는 가열된 액체 앰플, 버블러 또는 다른 기화기를 포함한다. 일부 예들에서, 첨가제 및 알코올은 앰플 내의 액체들로서 공급되고 캐리어 가스는 액체를 가로질러 흐르고 액체를 동반한다. 이어서, 수소 플루오라이드 가스가 첨가된다. 대안적으로, 알코올은 캐리어 가스에 의해 동반되고, 수소 플루오라이드 가스는 알코올을 동반하는 전 또는 후에 캐리어 가스에 첨가된다. 이어서, 첨가제가 가스 혼합물에 첨가된다. 여전히 다른 변형들이 고려된다 (contemplated).
가스 전달 시스템 (100) 은 하나 이상의 가스 공급부들 (112-1, 112-2, ..., 및 112-N) (집합적으로 가스 공급 부들 (112)) 및 밸브들 (114-1, 114-2, ..., 및 114-N) (집합적으로 밸브들 (114)) 을 더 포함한다. 선택 가능한 매니폴드 (110) 는 선택 가능한 밸브 (92) 를 통한 전달 전에 가스들 및 증기들로 하여금 혼합되게 하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 질량 유량 제어기들 (미도시) 이 가스들 및/또는 용매 증기를 보다 정밀하게 제어하도록 제공된다. 제어기 (130) 는 밸브들, 모터들 및 가스 전달 시스템 (100) 을 제어한다.
도 2b에서, 암들 (64 및 84) 은 평면도로 도시된다. 암 (64) 은 기판 (58) 위의 디스펜싱 위치에 도시되지만 암 (84) 은 비활성 위치에 도시된다. 암 (64) 은 기판 상으로 린싱 액체를 디스펜싱하고 린싱 액체는 스핀 오프된다. 린싱 액체를 디스펜싱 한 후, 암 (64) 은 비활성 위치로 이동되고 암 (84) 은 이하에 더 기술될 바와 같이 가스 혼합물을 디스펜싱한다.
이제 도 2c를 참조하면, 개방된 챔버를 갖는 회전 척이 또한 사용될 수 있다. 개방된 챔버 회전 척의 부가적인 상세들은 공동으로 양도된 미국 특허 제 9,484,229 호에 도시된다. 회전 척 (150) 은 챔버의 상단 부분에서 개방된 챔버 (151) 내에 배열된다. 챔버 (151) 의 하단부는 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 챔버 (151) 는 하나 이상의 배기 채널들 (152) 을 규정한다. 일부 예들에서, 하나 이상의 배기 채널들 (152) 은 기판 (58) 을 포함하는 평면에 위치되고, 방사상으로 외측 방향으로 지향되고 진공 소스에 연결된다. 일부 예들에서, 진공 소스는 하나 이상의 배기 채널들 (152) 과 유체로 연통하는 밸브 (153) 및 펌프 (154) 를 포함한다.
일부 예들에서, 회전 척 (150) 은 상부에 배열된 복수의 파지 핀들 (155) 및 기판 (58) 아래에 배열된 투명 플레이트 (156) 를 포함한다. LED들 (light emitting diodes) 을 포함하는 인쇄 회로 보드 (board) 와 같은 히터 (157) 가 기판 (58) 을 가열하기 위해 투명 플레이트 (156) 아래에 배열될 수도 있다. 일부 예들에서, 히터 (157) 는 세정 및/또는 보수 동안 사용되는 이동 열파를 생성한다. 이동하는 열파는 기판의 중심 위치로부터 외측으로 기판의 방사상 외측 에지로 이동한다. 일부 예들에서, 히터 (157) 는 고정되고 회전 척 (150) 은 회전한다. 기판의 방사상 가열을 수행하는 회전 척의 적합한 예들은 공동으로 양도된 미국 특허 출원 번호 제 15/232,594 호에 도시되고 기술된다. 일부 예들에서, 팬 (158) 은 프로세싱 동안 챔버 (151) 의 상단 표면으로 기류 (159) 를 공급한다.
이제 도 3을 참조하면, 기판을 프로세싱하기 위한 회전 척의 또 다른 예가 도시된다. 암 (84) 및 노즐 (86) 을 사용하는 대신, 가스 혼합물은 기판 (58) 의 표면 위에 배열된 샤워헤드 (170) 를 사용하여 디스펜싱된다. 샤워헤드를 통해 회전 척 상으로 가스를 전달하는 다른 적합한 예들은 공동으로 양도된 미국 특허 제 8,926,788 호 및 공동으로 양도된 미국 특허 공개 번호 US2012/0131815 및 US2014/0026926 에 도시되고 기술된다.
일부 예들에서, 샤워헤드 (170) 는 복수의 쓰루 홀들을 포함하는 플레이트를 포함한다. 가스 혼합물은 가스 전달 시스템 (100) 및 밸브 (92) 에 의해 가스 플레넘 (172) 으로 전달된다. 가스 혼합물은 가스 플레넘 (172) 내로, 샤워헤드 (170) 를 통해, 그리고 기판 (58) 을 노출하도록 챔버 (52) 내로 흐른다. 일부 예들에서, 샤워헤드 (170) 및 가스 플레넘 (172) 의 수직 위치는 붕괴를 방지하거나 보수하는 경우, 가스 혼합물의 전달 전에 기판에 보다 가까운 위치로 하나 이상의 모터들 (174) 및 샤프트들 (176) 에 의해 조정된다.
이제 도 4를 참조하면, 기판을 프로세싱하기 위한 방법 (180) 이 도시된다. 184 에서, 기판은 회전 척 상에 배치된다. 188 에서, 회전 척이 회전된다. 192 에서, 린싱 액체가 기판 상에 디스펜싱된다. 194에서, 린싱 액체가 스핀 오프된다.
미리 결정된 기간후 (198 에서), 수소 플루오라이드, 알코올 및 첨가제를 포함하는 가스 혼합물이 202에서 공급된다. 다른 예들에서, 가스 혼합물은 194 동안 오버랩하는 방식으로 적용될 수 있다. 기판은 가스 혼합물을 도포하는 경우 회전하거나 회전하지 않을 수 있다.
일부 예들에서, 미리 결정된 기간은 0 내지 60 초의 범위이다. 일부 예들에서, 가스 혼합물은 린싱 단계 192가 종료되기 전에 공급되기 시작한다. 가스 혼합물은 붕괴를 방지하고 그리고/또는 브리지 옥사이드들을 제거함으로써 HAR 구조체들을 보수하기 위해 미리 결정된 기간 동안 전달된다.
이제 도 5 내지 도 7을 참고하면, 습식 프로세싱 및 붕괴 보수는 별도의 디바이스들에서 수행될 수 있다. 도 5에서, 시스템 (288) 은 습식 프로세싱 단계를 수행하는 습식 프로세싱 디바이스 (290) 를 포함한다. 습식 프로세싱 디바이스 (290) 에서 습식 프로세싱 후, 기판은 붕괴 보수 디바이스 (300) 로 이동된다. 일부 예들에서, 습식 프로세싱 단계는 습식 세정을 포함한다. 일부 예들에서, 습식 프로세싱 단계는 회전 척에 의해 수행된다.
도 6에서, 붕괴 보수 디바이스 (300) 가 도시된다. 붕괴 보수 디바이스 (300) 는 챔버 (310) 및 기판 (314) 을 지지하기 위한 기판 지지부 (312) 를 포함한다. 기판 지지부 (312) 는 프로세싱 동안 기판 (314) 의 온도를 제어하기 위해 저항성 히터 및/또는 냉각 채널들과 같은 히터 (320) 를 포함한다. 제어기 (130) 는 붕괴 보수를 수행하도록 모터 (90), 밸브 (92) 및 가스 전달 시스템 (100) 을 제어한다. 붕괴 보수 디바이스 (300) 가 습식 세정을 수행하지 않기 때문에, 습식 프로세싱 디바이스와 연관된 노즐들 및 회전 척이 생략되고 붕괴 보수 디바이스 (300) 가 단순화될 수 있다.
도 7에서, 붕괴 보수 디바이스 (350) 의 또 다른 예가 도시된다. 도 6의 붕괴 보수 디바이스의 노즐 (86), 암 (84) 및 모터 (90) 는 기판 (314) 의 표면 위에 배열된 샤워헤드 (360) 에 의해 대체된다. 일부 예들에서, 샤워헤드 (360) 는 복수의 쓰루 홀들을 포함하는 플레이트를 포함한다. 가스 혼합물은 가스 전달 시스템 (100) 및/또는 밸브 (92) 에 의해 가스 플레넘 (362) 으로 전달된다. 가스 혼합물은 기판 (314) 을 노출하도록 가스 플레넘 (362) 내로 그리고 샤워헤드 (360) 를 통해 흐른다.
이제 도 8a를 참조하면, 기판을 습식 프로세싱 및 보수하기 위한 시스템 (800) 의 예가 도시된다. 시스템 (800) 은 회전 척 (806) 을 하우징하는 챔버 (802) 를 포함한다. 기판 (808) 이 회전 척 (806) 의 표면 상에 배열된다. 회전 척 (806) 은 액체가 기판 (808) 상으로 디스펜싱되는 동안 그리고/또는 액체를 스핀 오프하도록 기판 (808) 을 회전시킨다. 기판 (808) 은 임의의 적합한 메커니즘을 사용하여 회전 척 (806) 에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 기판 (808) 은 파지 핀들 (809) 을 사용하여 회전 척 (806) 에 부착될 수 있다. 파지 핀들의 적합한 예들은 공동으로 양도된 "웨이퍼-형상 물품들을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치", 미국 특허 출원 번호 제 15/232,584 호에 도시되고 기술된다.
일부 예들에서, 회전 척 (806) 의 표면 (810) 은 투명하고 히터 (811) 가 표면 (810) 아래에 배열된다. 일부 예들에서, 히터 (811) 는 기판 (808) 의 방사상 가열을 허용하도록 하나 이상의 방사상 존들에 배열된 복수의 발광 다이오드들 (LEDs) 을 포함한다. 일부 예들에서, 히터 (811) 는 기판의 중심 위치로부터 기판의 방사상의 외측 에지로 외측으로 이동하는 이동 열파를 제공하도록 동작될 수 있다. 일부 예들에서, 회전 척 (806) 은 회전하고 히터 (811) 는 고정된다. 기판의 방사상 가열을 수행하는 회전 척의 적합한 예들은 미국 특허 출원 번호 제 15/232,584 호에 도시되고 기술된다.
일부 예들에서, 회전 척 (806) 은 도시된 바와 같이 구동 샤프트 (813) 를 통해 모터 (812) 에 의해 회전된다. 다른 예들에서, 모터 (812) 는 회전자 및 고정자를 포함하고 회전자는 물리적 콘택트없이 자기적으로 구동된다. 적합한 예들은 공동으로 양도된 미국 특허 제 6,485,531 호에 도시된다. 린싱 액체는 모터 (820) 에 의해 기판 (808) 을 가로질러 스캔되는 (비활성 위치로 도시된) 암 (814) 및 노즐 (816) 에 의해 전달된다. 모터 (820) 는 방사상 방향 또는 아치형 방향으로 회전하는 기판을 가로지르는 암을 스캔한다. 밸브 (822) 는 액체 공급부 (824) 로부터 린싱 액체를 선택적으로 공급한다.
또 다른 암 (834) (도 8a에서 활성 위치로 도시됨) 및 증기 격납 헤드 (836) 가 가스 혼합물을 전달하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 증기 격납 헤드 (836) 의 증기 격납 캐비티는 에칭 동안 기판 (808) 의 표면의 미리 결정된 거리 내에 배열된다. 일부 예들에서, 미리 결정된 거리는 0.1 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하의 범위이다. 다른 예들에서, 미리 결정된 거리는 0.1 ㎜ 이상 3 ㎜ 이하의 범위 내에 있다. 다른 예들에서, 미리 결정된 거리는 1 ㎜ 내지 3 ㎜의 범위이다. 일부 예들에서, 미리 결정된 거리는 2 ㎜ +/- 0.5 ㎜이다. 일부 예들에서, 가스 혼합물은 1 내지 50 m/s 범위의 미리 결정된 속도로 전달된다. 일부 예들에서, 가스 혼합물은 1 내지 20 slm (standard liters per minute) 범위의 미리 결정된 플로우로 전달된다.
모터 (840) 는 기판 (808) 을 가로질러 증기 격납 헤드 (836) 를 스캔하도록 사용될 수 있고 밸브 (842) 가 가스 혼합물을 선택적으로 공급하도록 사용될 수도 있다. 가스 전달 시스템 (850) 은 증기 공급부 (852) 및 밸브 (854) 를 포함한다. 일부 예들에서, 증기 공급부 (852) 는 가열된 액체 앰플, 버블러 또는 다른 기화기를 포함한다. 가스 전달 시스템 (850) 은 하나 이상의 가스 공급부들 (862-1, 862-2, ..., 및 862-N) (집합적으로 가스 공급 부들 (862)) 및 밸브들 (864-1, 864-2, ..., 및 864-N) (집합적으로 밸브들 (864)) 을 더 포함한다. 매니폴드 (870) 는 밸브 (842) 를 통한 전달 전에 가스들로 하여금 혼합되게 하도록 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 질량 유량 제어기들 (미도시) 및/또는 보조 밸브들은 가스들 및/또는 용매 증기를 보다 정확하게 제어하도록 제공된다. 제어기 (880) 는 밸브들, 모터들 및 가스 전달 시스템 (850) 을 제어한다.
도 8b에서, 암들 (814 및 834) 은 평면도로 도시된다. 암 (814) 은, 암 (834) 이 비활성 위치에 도시되는 반면, 기판 (808) 위의 디스펜싱 위치에 도시된다. 암 (814) 은 기판 상으로 린싱 액체를 디스펜싱하고 린싱 액체는 스핀 오프된다. 린싱 액체를 디스 펜싱한 후, 암 (814) 은 비활성 위치로 이동되고 암 (834) 은 이하에 더 기술될 바와 같이 증기 격납 헤드 (836) 를 사용하여 가스 혼합물을 디스펜싱한다.
도 8a 및 도 8b에서, 증기 격납 헤드 (836) 는 아치형 경로에서 기판을 가로질러 이동된다. 도 8c에서, 증기 격납 헤드 (836) 는 기판 (808) 을 가로지르는 선형 방향, 예컨대 기판 (808) 의 방사상 라인 또는 또 다른 라인을 따라 모터 (890) 및 암 (892) 에 의해 이동될 수 있다.
도 8d에서, 결합된 헤드 (894) 는 증기 격납 헤드 (836) 및 노즐 헤드 (895) 를 포함한다. 노즐 헤드 (895) 는 기판 상으로 가스 및/또는 액체를 전달하기 위한 하나 이상의 노즐들 (896) 을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 노즐들 (896) 은 분자 질소 (N2), 이소프로필 알코올 (IPA) 및/또는 탈 이온수 (DIW) 와 같은 가스를 전달하도록 사용될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 이 구성은 도 8a 및 도 8b에 도시된 두 개의 암 보다는 단일의 암을 필요로 한다.
일부 예들에서, 증기 격납 헤드 (836) 는 온도를 제어하기 위한 히터 (897) 를 포함한다. 일부 예들에서, 히터 (897) 는 저항성 히터를 포함한다. 열전대 (thermocouple) 와 같은 온도 센서 (898) 가 증기 격납 헤드 (836) 의 온도를 센싱하도록 사용될 수 있다. 제어기 (880) 는 온도 센서 (898) 를 모니터링하고 목표된 온도를 제공하도록 히터의 동작을 조정한다. 다른 예들에서, 히터 (897) 는 온도와 관련된 저항을 갖는 TCR (temperature coefficient of resistance) 히터를 포함한다. TCR 히터가 사용된다면, 제어기 (880) 는 저항을 결정하도록 TCR 히터에 공급된 전압 및/또는 전류를 모니터링하고 목표된 온도에 대응하는 목표된 저항을 제공하도록 전압 및 전류를 가변시킨다.
이제 도 8e를 참고하면, 증기 격납 헤드 (836) 는 증기 격납 헤드의 바디 내에 하나 이상의 내부 통로들 (899) 을 포함하는 히터를 포함한다. 하나 이상의 내부 통로들 (899) 은 유체 소스 (미도시) 로부터 가열된 가스 또는 가열된 액체와 같은 가열된 유체를 수용한다. 적합한 유체들의 비-제한적인 예들은 가열된 분자 질소 (N2), 가열된 냉각제, 가열된 물 등을 포함한다. 펌프, 밸브, 및 유체 소스 (모두 미도시) 가 하나 이상의 내부 통로들 (899) 을 통해 유체를 플로우하도록 사용될 수 있다.
이제 도 9 및 도 10을 참조하면, 증기 격납 헤드 (900) 가 도시된다. 도 9에서, 증기 격납 헤드 (900) 는 바디 (908) 를 포함한다. 바디 (908) 는 제 1 부분 (910) (플랜지된 (flanged) 하부 부분 (914) 에 연결된 상부 부분 (911) 을 포함함) 및 제 2 부분 (918) 을 포함한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 증기 격납 헤드 (900) 는 부가적인 또는 보다 적은 부분들로 구현 될 수 있다.
패스너들 (fastener) (922) 은 제 1 부분 (910) 을 제 2 부분 (918) 에 연결하도록 플랜지된 하부 부분 (914) 및 제 2 부분 (918) 에 규정된 보어 (bore) 들 내에 배열된다. 증기 격납 헤드 (900) 는 배면 표면 (926) 및 하단 표면 (930) 을 포함한다. 배면 표면 (926) 은 암, 노즐 헤드 또는 다른 지지 구조체에 연결될 수 있다. 하단 표면 (930) 은 프로세싱 동안 기판의 상단 표면에 인접하게 배열되고 기판의 상단 표면을 가로질러 스윕된다.
도 10에서, 배면 표면 (926) 은 가스 혼합물들 및/또는 액체 혼합물들을 수용하는 하나 이상의 포트들 (1010 및 1012) 을 포함한다. 일부 예들에서, 포트들 (1010 및 1012) 은 이에 연결된 가스 튜브들 (미도시) 을 인게이지하기 위한 튜브 파지 부분들을 포함한다. 하단 표면 (930) 은 증기 격납 캐비티 (1050) 를 규정한다. 증기 격납 캐비티 (1050) 는 기판에 인접한 가스 혼합물의 체류 시간을 증가시키고 주변 가스들에 의한 희석을 감소시킨다.
일부 예들에서, 증기 격납 캐비티 (1050) 는 제 2 부분 (918) 의 측면들 및 하향으로 대면하는 표면에 의해 경계가 지어진다. 일부 예들에서, 증기 격납 캐비티는 기판에 수직인 평면에서 라운드된 에지들을 갖는 일반적으로 직사각형 단면을 갖지만, 다른 형상들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 증기 격납 캐비티는 기판에 수직인 평면에서 바나나-형상 단면을 갖지만, 다른 형상들이 사용될 수 있다.
쓰루 홀들 (1054) 은 증기 격납 캐비티 (1050) 내로 증기 및/또는 다른 가스들을 공급하도록 증기 격납 헤드 (900) 에 의해 규정된 내측 플레넘 (아래에 도시됨) 으로부터 하단 표면 (930) 을 통과한다. 쓰루 홀들 (1054) 이 도시 되지만, 하나 이상의 노즐들 또는 슬릿-형상 노즐들이 사용될 수 있다. 대안적으로, 유체 통로들은 증기 격납 헤드의 바디를 통과할 수도 있고 쓰루 홀들, 노즐들 또는 슬릿-형상 노즐들에 직접적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 쓰루 홀들 (1054) 은 0.1 ㎜ 내지 2 ㎜ 범위의 직경을 갖지만, 다른 직경들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 쓰루 홀들 (1054) 은 0.4 ㎜ 내지 0.6 ㎜ 범위의 직경을 갖지만, 다른 직경들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 증기 격납 캐비티는 기판 면적의 0.1 ％ 내지 30 ％를 커버하는 영역을 규정한다. 대안적으로 하나 이상의 슬릿-형상 노즐들이 사용될 수 있다.
쓰루 홀들 (1054) 의 수 및 이들의 상대적인 배열은 가변될 수 있다. 유사하게, 증기 격납 헤드 (900) 의 단면 형상 및 증기 격납 캐비티 (1050) 의 형상은 가변될 수 있다. 일부 예들에서, 쓰루 홀들 (1054) 은 (스윕 방향에 수직으로 배열된 쓰루 홀들 (1054) 과 함께) 프로세싱 동안 회전하는 기판을 가로질러 스윕되는 경우 증기 격납 헤드 (900) 의 리딩 에지에 인접하게 배열된다. 일부 예들에서, 증기 격납 헤드의 쓰루 홀들 (1054) 은 증기 격납 헤드가 사용되지 않는 경우 기판의 에지로부터 제거된다.
이제 도 11a 및 도 11b 를 참조하면, 증기 격납 헤드 (900) 는 쓰루 홀들 (1054) 의 일 단부와 유체로 연통하는 내부 플레넘 (1110) 을 규정한다. 쓰루 홀들 (1054) 의 반대편 단부는 증기 격납 캐비티 (1050) 와 유체로 연통한다. 일부 예들에서, 내부 플레 넘 (1110) 은 플랜지된 하부 부분 (914) 의 하단 표면 및 제 2 부분 (918) 의 상단 표면 (1112) 에 의해 규정된다. 일부 예들에서, 제 2 부분 (918) 의 하향으로 돌출하는 (projecting) 플랜지 (1114) 는 증기 격납 캐비티 (1050) 를 둘러싸고 에칭 동안 기판의 상단 표면으로부터 미리 결정된 거리를 유지한다. 일부 예들에서, 미리 결정된 거리는 0.1 ㎜ 이상 6 ㎜ 이하, 또는 5 ㎜ 이하, 또는 4 ㎜ 이하, 또는 3 ㎜ 이하이거나, 또는 2 ㎜ 이하 또는 1 ㎜ 이하이다. 일부 예들에서, 수직 방향에 증기 격납 캐비티의 깊이는 4 ㎜ 이하, 3 ㎜ 이하, 2 ㎜ 이하 또는 1 ㎜ 이하이다. 일부 예들에서, 미리 결정된 거리는 0.5 ㎜ 보다 크다. 일부 예들에서 증기 격납 캐비티의 깊이는 0.3 ㎜ 내지 6 ㎜의 범위이다.
일부 예들에서, 시일링 (seal) (1120) (예컨대 제 1 부분 (910) 및/또는 제 2 부분 (918) 상에 형성된 채널 (미도시) 내에 배열된 O-링의 개스킷) 이 제 1 부분 (910) 과 제 2 부분 (918) 사이에 시일링을 제공하도록 사용될 수 있다. 다른 예들에서, 제 1 부분 (910) 및 제 2 부분 (918) 은 시일링을 제공하도록 함께 용접될 수 있다.
가스 플로우 통로 (1134) 의 개구부 (opening) 에 배열된 튜브 파지 엘리먼트 (1130) 는 튜브 (1132) 의 단부를 파지한다. 일부 예들에서, 가스 플로우 통로 (1134) 는 수평 방향으로 배열된다. 가스 플로우 통로 (1134) 는 가스 플로우 통로 (1138) 에 유체로 연결된다. 일부 예들에서, 가스 플로우 통로 (1138) 는 수직 방향으로 배열된다. 가스 플로우 통로 (1138) 는 가스 플로우 통로 (1134) 를 내부 플레넘 (1110) 에 유체로 연결한다.
가스 플로우 통로 (1144) 의 개구부에 배열된 튜브 파지 엘리먼트 (1140) 는 튜브 (1142) 의 단부를 파지한다. 일부 예들에서, 가스 플로우 통로 (1144) 는 수평 방향으로 배열되고 가스 플로우 통로 (1148) 에 유체로 연결된다. 일부 예들에서, 가스 플로우 통로 (1148) 는 수직 방향으로 배열된다. 가스 플로우 통로 (1148) 는 가스 플로우 통로 (1144) 를 내부 플레넘 (1110) 에 유체로 연결한다.
일부 예들에서, 쓰루 홀들 (1054) 은 증기 격납 헤드 (900) 의 리딩 에지 (1160) 와 같은 에지에 인접하게 배열된다. 일부 예들에서, 쓰루 홀들 (1054) 은 9, 8 및 9 개의 쓰루 홀들 (1054) 을 포함하는 스태거된 (staggered) 로우 (row) 들을 포함하지만, 부가적인 또는 보다 적은 로우들 및/또는 쓰루 홀들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 쓰루 홀들 (1054) 은 증기 격납 캐비티 (1050) 에 의해 규정된 면적의 25 ％ 이하인 면적에 배열된다. 도 5b에서, 제 2 부분 (918) 은 하단 표면 (930) 의 외측 주변부 (periphery) 둘레에 하향으로-돌출하는 플랜지 (1114) 를 규정한다. 하향-돌출 플랜지 (1114) 는 증기 격납 캐비티 (1050) 의 외측 주변부를 규정한다. 증기 격납 헤드의 부가적인 변형들은 미국 특허 가출원 번호 제 62/721,710 호에서 찾을 수 있다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시적이고 본 개시, 이의 적용, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구시 명백해질 것이기 때문에 그렇게 제한되지 않아야 한다. 방법 내에서 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 특징들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 임의의 하나 이상의 이들 특징들은, 임의의 다른 실시 예들의 특징들로 구현될 수 있고 그리고/또는 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도 결합될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 서로에 대한 하나 이상의 실시 예들의 치환들은 본 개시의 범위 내에 있다.
엘리먼트들 사이 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 사이) 의 공간적 및 기능적 관계들은 "연결된", "인게이지된 (engaged)", "커플링된", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "상에 (on top of)", "위에", "아래에" 그리고 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. 상기 개시에서 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이의 관계가 기술될 때 "직접적인"것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개 엘리먼트가 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 하나 이상의 중개 엘리먼트들이 (공간적으로 또는 기능적으로) 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하는 논리 (A OR B OR C) 를 의미하도록 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C”를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (23)

  1. 기판 프로세싱 시스템에서 기판을 처리하기 위한 가스 혼합물에 있어서,
    수소 플루오라이드 가스;
    알코올의 증기;
    염기로 구성된 첨가제; 및
    캐리어 가스를 포함하는, 가스 혼합물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 염기는 암모니아 및 유기 염기로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 가스 혼합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 염기는 아민들 및 헤테로 방향족 고리형 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 가스 혼합물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 헤테로 방향족 고리형 화합물은 적어도 하나의 질소 원자를 포함하는, 가스 혼합물.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 헤테로 방향족 고리형 화합물은 피리딘으로 구성되는, 가스 혼합물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 첨가제는 상기 가스 혼합물의 0.1 ppm (parts per million) 내지 2000 ppm (질량) 의 범위인, 가스 혼합물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가스 혼합물은,
    상기 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 5 ％의 부피 범위의 상기 수소 플루오라이드 가스;
    상기 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 2.5 ％의 부피 범위의 상기 첨가제 및 상기 알코올의 혼합물; 및
    상기 가스 혼합물의 92.5 ％ 내지 99 ％ 부피 범위의 상기 캐리어 가스를 포함하는, 가스 혼합물.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 가스 혼합물은,
    상기 가스 혼합물의 0.05 ％ 내지 10 ％ 부피 범위의 수소 플루오라이드 가스;
    상기 가스 혼합물의 0.5 ％ 내지 2.5 ％ 부피 범위의 상기 첨가제 및 상기 알코올의 혼합물; 및
    상기 가스 혼합물의 87.5 ％ 내지 99.45 ％ 부피 범위의 상기 캐리어 가스를 포함하는, 가스 혼합물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 알코올은 메탄올, 이소프로필 알코올 및 1 내지 4 개의 탄소 원자들을 포함하는 알코올로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 가스 혼합물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어 가스는 분자 질소로 구성되는, 가스 혼합물.
  11. 기판의 표면 상에 배열된 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하기 위한 방법에 있어서,
    a) 제 1 린싱 (rinsing) 액체를 사용하여 린싱 하는 (spin rinsing) 단계;
    b) 상기 기판의 상기 표면으로부터 상기 제 1 린싱 액체를 스핀 오프하는 (spinning off) 단계; 그리고
    c) 상기 제 1 린싱 액체가 디스펜싱된 후 제 1 항에 기재된 가스 혼합물을 상기 기판의 상기 표면 상으로 지향시키는 단계를 포함하는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 단계 c) 동안 에칭에 노출되는 실리콘 나이트라이드 막 및 실리콘 다이옥사이드 막을 포함하고,
    상기 실리콘 다이옥사이드 막은 상기 단계 c) 동안 4 이상의 선택도로 상기 실리콘 나이트라이드 막에 대해 에칭되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 c) 는 상기 단계 b) 후에 수행되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 c) 는 상기 단계 a) 후 60 초 이내에 수행되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 혼합물은 상기 기판의 상기 표면으로부터 1 ㎜ 내지 40 ㎜의 범위 내에 위치된 노즐에 의해 전달되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 혼합물은 1 내지 50 m/s의 범위의 디스펜싱 속도로 노즐로부터 전달되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 혼합물은 1 내지 20 slm의 플로우 레이트로 노즐로부터 전달되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 혼합물을 전달하는 노즐의 오리피스 (orifice) 의 단면적 (cross-sectional area) 은 3 내지 30 ㎟의 범위인, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 a), 상기 단계 b) 및 상기 단계 c) 는 20 ℃ 내지 400 ℃ 범위의 온도에서 수행되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 a), 상기 단계 b) 및 상기 단계 c) 는 50 ℃ 내지 150 ℃ 범위의 온도에서 수행되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 a), 상기 단계b) 및 상기 단계 c) 는 상기 기판이 900 hPa 내지 1100 hPa 범위의 미리 결정된 압력으로 유지될 때 수행되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  22. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 a), 상기 단계 b) 및 상기 단계 c) 는 디바이스의 회전 척 상에 배열된 상기 기판을 사용하여 수행되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
  23. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 혼합물은 증기 격납 헤드의 기판-대면 (substrate-facing) 표면 내에 리세스된 (recessed) 증기 격납 캐비티 (cavity) 내에 위치된 하나 이상의 노즐들로부터 전달되는, 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 처리하는 방법.
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