KR20210100686A - 반도체 기판을 처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 기판들 상의 고 종횡비 구조체들의 점착 (stiction) 을 방지하거나 보수하는데 적합한 가스 전달 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 가스 전달 시스템들 및 방법들은 가스 혼합물의 이송 동안 액적들의 형성을 방지하도록, 가열된 공급 라인 (201) 을 통해 기판으로 할로겐화 수소, 기화된 용매 및 캐리어 가스의 혼합물을 전달한다. 가스 혼합물 공급 라인은 바람직하게 퍼지 가스 공급 라인 (204) 을 포함하는 도관 (202) 내에 유지되고, 이는 가스 혼합물 공급 라인 (201) 을 통해 누설되는 모든 할로겐화 수소로 하여금 도관 내 퍼지 가스의 플로우에 의해 제거되게 한다. 이러한 실시 예들에서, 퍼지 가스는 또한 바람직하게 가열되고, 가스 혼합물 공급 라인의 디스펜싱 유출구를 가열하는 수단으로서 사용된다.
Description
본 발명은 기판들을 처리하기 위한 방법들, 특히 반도체 기판들 상의 고 종횡비 구조체들의 점착 (stiction) 을 방지하거나 보수하기 위한 방법들에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 방법들을 수행하기 위한, 특히 표면 처리들의 맥락에서 할로겐화 수소를 전달하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
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 회전될 때, 유체 노즐들은 액체 또는 가스와 같은 유체를 디스펜싱하도록 사용될 수도 있고 그리고/또는 열이 기판을 처리하기 위해 인가될 수도 있다.
기판들 중 일부는 나노 필라들, 트렌치들 또는 비아들과 같은 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 포함한다. HAR 구조체들은 피처의 (기판의 표면에 수직인) 높이보다 상당히 작은 (기판의 표면에 평행한) 폭을 갖는다. 5:1 (트렌치 깊이:트렌치 폭) 보다 큰 종횡비를 갖는 HAR 구조체들은 상당히 일반적이다. 보다 발전된 프로세스들은 훨씬 보다 높은 종횡비들을 갖는 HAR 구조체들을 포함한다.
패턴 붕괴는 HAR 구조체들 중 하나 이상이 붕괴될 때, 기판의 표면에 대해 측방향으로 이동할 때 그리고/또는 인접한 HAR 구조체들과 직접적으로 콘택트할 때 발생한다. 패턴 붕괴는 습식 세정 프로세스 후 건조 동안 종종 직면하게 된다. 특히, HAR 구조체들 사이에서 린싱 액체 건조의 표면 장력에 의해 생성된 모세관 힘은 인접한 구조체들의 표면들로 하여금 점착을 겪게 한다-즉, 함께 접착된다.
기판들을 건조할 때 패턴 붕괴를 감소시키기 위해 몇몇 프로세스들이 사용되었다. 예를 들어, 기판은 초임계 CO2를 사용하여 건조될 수 있다. 저 표면 장력을 갖는 초임계 CO2는 린싱 유체를 대체하고 가열시 승화하여, 점착을 유발할 수 있는 모세관 작용을 방지한다. 그러나, 초임계 CO2는 상대적으로 비용이 많이 들고, 구현 문제들을 갖는다. 기판의 표면은 점착을 방지하기 위한 층으로 개질될 수 있다. 그러나, 표면 개질은 사용될 여분의 화학물질들을 필요로 하기 때문에 종종 비용이 많이 든다. 표면 개질은 또한 개질된 층이 제거되어야 하기 때문에 재료 손실을 야기한다. 기판은 또한 IPA (isopropyl alcohol) 의 비등점에 가까운 온도로 기판의 표면으로 전달되는 IPA를 사용하여 건조될 수 있다. 그러나, 일부 종횡비들은 패턴 붕괴 없이 비등 IPA를 사용하여 건조될 수 없다.
본 출원인의 이전 출원인 WO 2019/083735에서, 본 발명자들은 가스성 플루오르화 수소 (HF) 의 사용을 수반하는 HAR 구조들을 처리하는 방법을 기술한다. 구체적으로, 방법은 (a) 제 1 린싱 액체를 사용하여 기판의 표면을 스핀 린싱하는 단계; (b) 기판의 표면으로부터 제 1 린싱 액체를 스피닝하는 (spinning) 단계; 및 (c) 제 1 린싱 액체가 디스펜싱된 후 기판의 표면 상으로 HF를 함유하는 가스 혼합물을 지향시키는 단계를 수반한다. HF는 HAR 구조체들 사이의 브리지 산화물 결합들의 형성을 차단하거나 방지하는 것을 돕는 것에 의해 점착을 해결한다.
그러나, 기판들을 처리하기 위한 개선된 장치 및 방법들, 특히 패턴 붕괴를 방지하거나 보수하기 위한 개선된 장치 및 방법들에 대한 필요성이 남아 있다.
이전 출원 WO 2019/083735에 기술된 방법은 HAR 구조체들의 패턴 붕괴를 방지하고 보수하는 특히 효과적인 방식을 제공한다. 그러나, 본 발명자들은 방법이 처리 후 기판의 표면에 걸쳐 불균일성들 (inhomogeneities) 을 야기할 수 있다는 것을 발견하였다. 구체적으로, 상세한 검사시, 불균일한 처리는 가스 전달 동안, 후속하여 기판 표면 상에 무작위로 증착되는, HF 액적들의 형성 및 합체로 인해 발생할 수 있다는 것을 알게 되었다. 액적들의 무작위 전달은 국부화된 에칭으로 인해 표면 상에 무작위 스팟들을 유발할 수 있고, 이는 최종 제품의 품질에 심각한 영향을 줄 수 있다. 극단적인 경우들에서, 응결은 HF 가스의 전달을 위해 사용된 노즐 상의 액적들의 형성, 및 노즐로부터 기판 상으로 후속하는 드립을 야기할 수 있다.
따라서, 본 발명자들은 이 문제를 해결하기 위한 장치 및 방법들을 개발 하였다. 특히, 이 문제를 해결하기 위해, 본 발명은,
- 가스 혼합물을 형성하기 위해 기화된 용매를 할로겐화 수소와 결합하는 단계;
- 가스 혼합물 공급 라인을 통해 가스 혼합물을 흘리는 단계; 및
- 기판의 표면 상에 가스 혼합물을 디스펜싱하는 단계를 포함하는, 기판을 처리하는 방법을 제공하고,
가스 혼합물 공급 라인은 이송 동안 가스 혼합물의 응결을 제한하도록 가열된다. 결정적으로, 가열된 공급 라인들의 사용은 할로겐화 수소를 가스 상 (gas phase) 으로 유지함으로써 기판 표면 상으로 원치 않은 액체 액적들 (예를 들어, HF를 포함하는 액적들) 의 전달을 제한하거나 심지어 방지한다. 이는 가스 혼합물의 응결을 제한하고 선택 가능하게 형성된 임의의 액적들을 재기화시킴으로써 달성된다.
가스 혼합물 공급 라인이 가열되는 온도는 사용된 가스 혼합물의 타입-특히, 할로겐화 수소의 타입, 사용된 할로겐화 수소의 분압, 및 전체 압력에 종속될 것이다. 그러나, 일반적으로, 가스 혼합물 공급 라인은 적어도 약 40 ℃, 대안적으로 적어도 약 50 ℃, 바람직하게 적어도 약 60 ℃로 가열된다. 온도의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 약 150 ℃, 약 120 ℃ 또는 약 100 ℃일 수 있다. 언급된 온도들은 가스 혼합물 공급 라인의 내측 표면의 온도에 대응한다. 히터 및 가스 혼합물이 매우 근접할 때, 히터의 온도는 가스 혼합물 공급 라인의 내측 표면의 온도와 동일할 수도 있다.
적합하게, 기판은 반도체 기판, 예를 들어, 웨이퍼와 같은 실리콘 기판 (즉, (일반적으로 박형) 재료의 슬라이스 또는 시트) 이다. 예를 들어, 기판은 집적 회로일 수도 있다. 기판은 편평할 수도 있다.
적합하게, 기판은 패터닝된 기판이다. 즉, 기판은 표면 구조체들을 포함한다. 표면 구조체들은 필라들을 포함하거나 필라들로 구성될 수도 있다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 표면 구조체들은 트렌치들을 포함하거나 트렌치들로 구성될 수도 있다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 표면 구조체들은 비아들을 포함하거나 구성될 수도 있다. 바람직하게, 방법은 고 종횡비 (HAR) 구조체들을 갖는 반도체 기판들, 예를 들어, 적어도 약 5:1, 적어도 약 8:1, 또는 적어도 약 10:1 (트렌치 깊이:트렌치 폭) 의 종횡비를 갖는 하나 이상의 구조체들 (선택 가능하게, 모든 구조체들) 을 갖는 기판들에 적용된다. 본 명세서에서 "종횡비"는 높이 대 폭의 비를 지칭한다. 유리하게, 본 발명의 방법은 표면 구조체들, 특히 HAR 구조체들의 점착 방지 및/또는 보수에 특히 효과적이다.
하나 이상의 표면 구조체들의 폭은, 예를 들어, 100 ㎚ 이하, 80 ㎚ 이하, 60 ㎚ 이하, 50 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이하, 또는 20 ㎚ 이하일 수도 있다. 피처들 사이의 피치는, 예를 들어, 200 ㎚ 이하, 150 ㎚ 이하, 100 ㎚ 이하, 80 ㎚ 이하, 60 ㎚ 이하, 50 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이하, 또는 30 ㎚ 이하일 수도 있다. 높이는 예를 들어, 100 ㎚ 이상, 200 ㎚ 이상, 300 ㎚ 이상, 400 ㎚ 이상, 500 ㎚ 이상, 600 ㎚ 이상, 700 ㎚ 이상, 800 ㎚ 이상, 또는 1000 ㎚ 이상일 수도 있다.
(선택 가능하게 동일한) 표면 구조체들의 어레이를 통합하는 기판들에 대해, 구조체들 사이의 피치 (즉, 구조체들 사이의 중심-대-중심 거리) 는 500 ㎚ 이하, 400 ㎚ 이하, 300 ㎚ 이하 200 ㎚ 100 ㎚ 이하, 50 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이하, 또는 30 ㎚ 이하일 수도 있다. 구조체들의 높이의 백분율로서 표현된 구조체들의 피치는, 예를 들어, 50 ％ 이하, 40 ％ 이하, 30 ％ 이하, 20 ％ 이하, 또는 10 ％ 이하일 수도 있다. 구조체들의 폭의 백분율로서 표현된 구조체들의 피치는, 예를 들어, 500 ％ 미만, 400 ％ 미만, 300 ％ 미만, 또는 200 ％ 미만, 또는 150 ％ 미만일 수도 있다.
사용된 할로겐화 수소는 바람직하게 플루오르화 수소 (HF) 또는 염화수소 (HCl), 가장 바람직하게 HF이다. HF는 높은 반응성으로 인해 패턴 붕괴를 방지하거나 보수하는데 특히 효과적이다. 그러나, 이는 또한 고도로 전기 음성인 HF 분자들 사이의 상호 작용으로 인해 발생하는 상대적으로 높은 끓는점 (대기압에서 순수 HF에 대해 19.5 ℃) 및 다른 수소 결합 형성 화합물들 (예를 들어, 물, 알코올들) 과 보다 높은 끓는 범위 혼합물을 형성하는 경향 때문에 액적을 형성하기 가장 쉽다. 모든 할로겐화 수소에 대해 어느 정도 발생하는, 수소 결합 형성 화합물들을 갖는 이러한 혼합물은 순수 할로겐화 수소보다 상당히 높은 끓는점을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명자들은 특히 이소프로필 알코올 (IPA) 과 혼합된 HF와 같은 HF/알코올 혼합물에 대해, 가스 혼합물 공급 라인이 적어도 40 ℃로 가열될 때 HF를 사용하여 특히 우수한 결과들을 발견하였다.
할로겐화 수소 및 기화된 용매의 상대적인 양 및 절대적인 양은 가스 혼합물이 사용되는 특정한 적용 예에 따라 결정될 것이다.
적합하게, 가스 혼합물은 적어도 0.1 체적％ (％ by volume), 적어도 0.5 체적％ 또는 적어도 1 체적％의 양으로 할로겐화 수소 (바람직하게는 HF) 를 포함한다. 가스 혼합물 내 할로겐화 수소의 양에 대한 상한은 예를 들어, 10 체적％, 또는 5 체적％일 수도 있다. 예를 들어, 할로겐화 수소의 양은 0.5 체적％ 내지 5 체적％의 범위일 수도 있다.
기화된 용매는 물 또는 바람직하게 알코올일 수도 있다. 예를 들어, 알코올은 메탄올 또는 IPA, 바람직하게 IPA일 수 있다. 유리하게, IPA는 고순도 등급들로 이용 가능하고, 명시된 온도들에서 상당한 응결을 겪지 않는다. 유리하게, 표면 건조를 위한 방법의 맥락에서 사용될 때, IPA는 표면으로부터 린싱 액체를 대체하고 이어서 수분이 없는 표면을 제공하도록 증발한다.
용매는 가열된 액체 앰플, 버블러, 또는 다른 기화기에 의해 기화될 수도 있다.
적합하게, 가스 혼합물은 적어도 0.1 체적％, 적어도 0.5 체적％ 또는 적어도 1 체적％의 양으로 기화된 용매를 포함한다. 가스 혼합물 내 기화된 용매의 양에 대한 상한은 예를 들어, 10 체적％, 5 체적％, 또는 2.5 체적％일 수도 있다. 예를 들어, 기화된 용매의 양은 0.5 체적％ 내지 2.5 체적％의 범위일 수도 있다.
바람직하게, 가스 혼합물은 캐리어 가스를 포함한다. 캐리어 가스는 바람직하게 불활성 가스, 바람직하게 비용, 가용성 및 반응성 결여의 이유로 질소 (N2) 이다.
할로겐화 수소, 기화된 용매 및 캐리어 가스의 결합된 양은 총 가스 혼합물의 적어도 95 체적％, 적어도 98 체적％, 적어도 99 체적％, 적어도 99.5 체적％를 차지할 수도 있다. 선택 가능하게, 가스 혼합물은 할로겐화 수소, 기화된 용매 및 캐리어 가스로 구성된다.
바람직하게, 가스 혼합물은 0.5 내지 5 체적％의 할로겐화 수소 (바람직하게는 HF), 0.5 내지 2.5 체적％의 기화된 용매 (바람직하게는 IPA) 를 포함하고, 나머지는 캐리어 가스 (바람직하게는 질소) 이다. 유리하게, 이 혼합물은 기판의 표면의 과도한 에칭을 야기하지 않고 패턴 붕괴를 방지하거나 보수할 수 있다.
일반적으로, 가스 혼합물은 본질적으로 산화제가 없다. 예를 들어, 가스 혼합물은 0.5 체적％ 이하, 또는 0.1 체적％ 이하의 산화제를 가질 수도 있다. 예를 들어, 가스 혼합물 내 산소, 오존, 과산화수소, 질산, 및 황산의 총량은 0.5 체적％ 이하, 또는 0.1 체적％ 이하일 수도 있고, 또는 가스 혼합물은 이러한 화합물들이 없을 수도 있다.
바람직하게, 방법은,
-
할로겐화 수소 (HH) 공급 라인;
-
기화된 용매 (Vapourised Solvent; VS) 공급 라인; 및
-
캐리어 가스 (CG) 공급 라인을 갖는 가스 전달 시스템을 사용하여 수행되고,
공급 라인들은 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하도록 결합되고, HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 이송 동안 가스 혼합물의 응결을 제한하도록 가열된다.
방법은 예를 들어;
(i)
용매를 기화시키고 (예를 들어, VS 및 CG 공급 라인들을 결합함으로써) VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하기 위해 캐리어 가스와 결합하는 단계;
(ii)
HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하도록 VS/CG 혼합물 공급 라인과 HH 공급 라인을 결합하는 단계;
(iii)
선택 가능하게, HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 추가의 캐리어 가스, 바람직하게 예열된 (예를 들어, HH/VS/CG 혼합물과 동일한 온도로 가열된) 캐리어 가스로 희석하는 단계; 및
(iv)
HH/VS/CG 혼합물 공급 라인으로부터 HH/VS/CG 혼합물을 디스펜싱하는 단계를 포함할 수도 있다.
바람직하게, 임의의 또는 모든 HH 공급 라인, VS 공급 라인, CG 공급 라인이 또한 가열된다. 바람직하게, CG 공급 라인은 가열된다. 바람직하게, VS/CG 혼합물 공급 라인은 가열된다. 특히 바람직한 방법들에서, HH 공급 라인 및 VS/CG 혼합물 공급 라인 모두가 가열된다. 개별 공급 라인들을 가열하는 것은 응결을 제한하는 것을 더 돕는다. 특히, 가스 혼합물의 개별 컴포넌트들이 결합되기 전에 가열하는 것은 컴포넌트들이 혼합되는 지점에서 응결을 방지하는 것을 돕는다.
선택 가능하지만, 단계 (iii) 는 이전의 희석 단계 (i) 와 함께 사용될 때 목표된 분압으로 HH 및 VS의 정확한 희석을 획득하는데 유용할 수 있다.
기화된 용매 및 할로겐화 수소의 가스 혼합물의 가열과 관련하여 논의된 선택 가능한 온도 및 바람직한 온도는 또한 언급된 다른 공급 라인들에 대해 적용된다. 구체적으로, 가열된 공급 라인들 중 임의의 라인 또는 모든 라인은 적어도 약 40 ℃, 대안적으로 적어도 약 50 ℃, 바람직하게 적어도 약 60 ℃로 가열될 수도 있다. 온도의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 약 150 ℃, 약 120 ℃ 또는 약 100 ℃일 수도 있다.
본 발명의 방법은 패터닝된 반도체 기판의 구조 붕괴를 보수하기 위해 사용될 수도 있고, 예를 들어 (상기 규정된 바와 같이) HAR 구조들을 갖는 패터닝된 반도체 기판의 구조 붕괴를 보수하기 위한 방법이다.
선택 가능하게, 가스 혼합물은 패터닝된 반도체 기판을 건조하기 위한 방법, 예를 들어 (상기 규정된 바와 같이) HAR 구조체들을 갖는 패터닝된 반도체 기판을 건조하기 위한 방법의 일부로서 사용된다. 유리하게, 기화된 용매는 기판을 건조하도록 사용되는 한편, 할로겐화 수소는 구조 붕괴 (특히, 인접한 표면 구조들의 접착) 를 방지하는 것을 돕는다. 바람직하게, 이러한 방법은,
a)
린싱 액체 (예를 들어, 물 또는 IPA와 같은 알코올) 를 사용하여 기판의 표면을 린싱 (바람직하게, 스핀 린싱) 하는 단계;
b)
선택 가능하게, 기판의 표면으로부터 린싱 액체의 적어도 일부를 (예를 들어, 액체를 스핀 오프함으로써) 제거하는 단계; 및
c)
가열된 가스 혼합물 공급 라인을 사용하여, 상기 기재된 바와 같이 기화된 용매 및 할로겐화 수소의 가스 혼합물로 기판의 표면을 처리하는 단계를 수반한다.
이러한 보수 및 건조 방법들에서, 조건들은 할로겐화 수소 (바람직하게 HF) 가 과도한 에칭을 유발하지 않고 기판 표면 상의 인접한 구조체들을 "분리 (unstick)"하는 것을 돕거나 부착을 방지하기에 충분하도록 조정될 수도 있다. 따라서, 조건들은 에칭 레이트를 제한하도록 선택될 수도 있다. 예를 들어, 바람직하게 기화된 용매 및 할로겐화 수소를 공급하는 가스 혼합물 공급 라인은, 그렇지 않으면 (할로겐화 수소의 반응성은 온도가 상승함에 따라 상승하기 때문에) 원치 않은 레벨의 에칭을 유발할 수도 있는 과도하게 고온을 방지하기 위해, 40 ℃ 내지 100 ℃ 미만의 범위의 온도로 가열된다. 유사하게, 할로겐화 수소의 분압은 과도한 에칭을 제한하도록 선택될 수도 있다.
선택 가능하게, 단계 (c) 와 이전 단계 (단계 (a) 또는 단계 (b)) 사이의 시간은 60 초 이하, 예를 들어, 40 초 이하, 30 초 이하, 20 초 이하, 또는 10 초 이하이다. 유리하게, 가스 혼합물의 전달 전에 짧은 시간을 갖는 것은 붕괴된 구조체들의 수를 최소화하는 동안 효율적인 건조를 달성하는 것을 돕는다.
선택 가능하게, 단계 (c) 는 단계 (a) 및/또는 단계 (b) 와 적어도 부분적으로 중첩한다. 즉, 가스 혼합물은 린싱 액체의 전달 및/또는 임시 건조 단계 (b) 와 동시에 전달된다. 다시, 이 방법은 붕괴된 구조체들의 수를 최소화하는 것을 돕는 동안 효율적인 건조를 달성한다는 것을 알게 되었다.
린싱 단계 (a) 는 에칭 단계와 같은 화학적 처리 단계가 선행될 수도 있다. 예를 들어, 방법은,
기판의 표면으로 에칭액을 전달하는 단계;
물 (예를 들어, 탈 이온수) 로 기판 표면을 린싱하는 단계;
물을 대체하기 위해 IPA로 기판 표면을 린싱하는 단계;
선택 가능하게, 기판 표면으로부터 IPA의 적어도 일부를 제거하는 단계; 및
가열된 가스 혼합물 공급 라인을 사용하여, 상기 기재된 바와 같이 기화된 용매 및 할로겐화 수소의 가스 혼합물로 기판의 표면을 처리하는 단계를 수반한다.
본 발명의 방법들에서, 가스 혼합물은 디스펜싱 유출구, 예를 들어, 노즐 또는 샤워헤드로부터 디스펜싱될 수도 있다. 적합하게, 유출구는 기판 표면 상으로 가스 혼합물의 디스펜싱 동안 기판에 매우 근접하게 위치된다. 이는 가스 혼합물이 기판의 표면 상에 효율적으로 충돌하게 한다. 가스 혼합물의 디스펜싱 동안 유출구와 기판 표면 사이의 거리는 예를 들어, 2 내지 20 ㎜, 2 내지 15 ㎜, 2 내지 10 ㎜ 또는 2 내지 5 ㎜일 수도 있다. 바람직하게, 디스펜싱 유출구는 기화된 용매 및 할로겐화 수소의 가스 혼합물의 전달 동안 기판의 표면을 가로 질러 이동된다 (예를 들어, 스캐닝된다). 예를 들어, 디스펜싱 유출구는 기판 표면을 가로 질러 스캐닝하는 회전 가능한 암과 같은 이동 가능한 암 상에 제공될 수도 있다. 이는 기판의 표면에 걸쳐 균일한 레벨의 처리를 보장하는 것을 돕는다.
공급 라인들의 가열은 임의의 적합한 수단을 사용하여 수행될 수도 있다. 예를 들어, 가열은 가스 공급 라인을 따라 연장하는 하나 이상의 히터들을 사용하여 수행될 수도 있다. 히터(들)는, 예를 들어, 히터 바들, 히터 케이블들, 히터 밴드들, 히터 매트들, 히터 코일들 또는 히터 테이프와 같은 전기 히터들 (트레이스 히터들, 예를 들어, 저항성 히터들) 일 수도 있고, 이들은 이를 통해, 가스가 전달되는 가스 전달 튜브들 상에 또는 근접하게 배치된다. 히터들의 온도는 가스 공급 라인(들)을 통과하는 가스를 목표된 온도로 가열하도록 설정된다.
히터들은 명시된 가스 공급 라인들 (예를 들어, 지정된 HH, VS, CG, VS/CG, HH/VS/CG로 지정된 공급 라인들) 의 대부분의 길이를 따라 연장할 수도 있다. 예를 들어, 히터는 적어도 50 ％, 적어도 60 ％, 적어도 70 ％, 적어도 80 ％, 적어도 90 ％, 적어도 95 ％, 또는 명시된 가스 공급 라인 모두를 따라 연장할 수도 있다. HH/VS/CG 혼합물 공급 라인에 대해, 길이 계산은 일반적으로 가스가 방사되는 디스펜싱 유출구 (예를 들어, 노즐) (디스펜싱 유출구는 일반적으로 별도의 부품을 구성함) 를 포함하지 않는다. 유리하게, 공급 라인의 길이의 대부분을 가열하는 것은 관련 가스들의 효율적이고 일관된 가열을 달성하는 것을 돕는다.
선택 가능하게, 기판 자체는 가스 혼합물이 디스펜싱되는 동안 가열될 수도 있다. 예를 들어, 기판은 20 ℃ 내지 400 ℃ 범위의 온도, 예컨대 50 ℃ 내지 150 ℃로 가열될 수도 있다.
다양한 가스들은 가스 전달 튜브들을 통해 전달된다. 바람직하게, 가스들 (특히 HF 및 HF-함유 가스 혼합물들) 은 플라스틱 튜빙, 예를 들어 PFA (perfluoroalkoxy polymer) 튜빙과 같은 불소계 튜빙을 사용하여 공급된다. 일반적으로 HF는 스테인리스 스틸 부품들을 사용하여 전달된다. 그러나, HF와 일부 용매들 (IPA 포함) 의 조합은 스테인리스 스틸을 부식시키고, 이는 장비의 수명을 제한하고 기판 상에 원치 않은 금속 오염 물질들의 증착을 야기할 수 있다. 따라서, 본 발명에서, 할로겐화 수소와 기화된 용매의 가스 혼합물은 플라스틱 튜빙을 사용하여 공급되는 것이 바람직하다. 그러나, 플라스틱 튜빙을 사용하는 것의 단점은 튜빙이 일반적으로 HF에 대해 완전히 기밀하지 (gas tight) 않다는 것이다. 따라서, 플라스틱 튜빙 자체는 HF에 의해 손상되지 않지만, 튜브 주변의 환경은 HF 누설에 의해 열화될 수 있다. 특히, 본 발명에서, 누설되는 HF는 가스 혼합물 공급 라인을 가열하도록 사용된 히터(들)를 잠재적으로 손상시킬 수 있다.
이 문제의 관점에서, 본 발명자들은 누설 HF의 영향을 제한하는 시스템을 개발하였다. 특히, 본 발명자들은 HF와 기화된 용매의 가스 혼합물 (바람직하게는 PFA로 제조됨) 을 가스 전달 튜브를 통해 전달하고, 튜브의 벽들을 통해 누설되는 모든 HF를 퍼지하기 위해 튜브의 외측 표면 위로 퍼지 가스 (바람직하게는 불활성 가스, 가장 바람직하게는 질소) 를 흘리는 것이 HF 누설과 연관된 어려움들을 제한하거나 방지한다는 것을 알아냈다. 이 방법은 도관 (파이프) 내에 가스 전달 튜브 (예를 들어, PFA 튜브) 를 위치시키고, 튜브를 통해 가스를 흘리고, 그리고 도관을 통해 튜브의 외측 표면 위로 퍼지 가스를 흘림으로써 구현될 수 있다. 본 발명자들은 이 방법을 "이중-격리 (double-containment)"로 지칭한다. 도관은 일반적으로 가스 혼합물 전달 튜브보다 큰 직경을 갖는 추가의 튜브이다.
이 이중-격리 방법은 그 자체로 당업계에 유용한 부가를 나타내고, 따라서 본 발명의 또 다른 양태는 가스 전달 튜브 (바람직하게는 플라스틱, 예를 들어, PFA로 제조됨) 를 통해 흘리는 단계 및 가스 전달 튜브의 벽들을 통해 누설되는 모든 할로겐화 수소를 퍼지하도록 가스 전달 튜브의 외측 표면 위로 추가 가스를 흘리는 단계를 포함하는 할로겐화 수소 (예를 들어, HF) 를 이송하기 위한 방법을 제공한다. 상기와 같이, 이는 바람직하게 도관 내에 가스 전달 튜브를 위치시키고, 가스 전달 튜브를 통해 할로겐화 수소의 플로우를 확립하고, 그리고 추가의 가스 (바람직하게 불활성 가스, 가장 바람직하게 질소) 를 도관을 통해 가스 전달 튜브의 외측 표면 위로 흘림으로써 달성된다.
퍼지 가스는 가열될 수도 있다. 예를 들어, 퍼지 가스는 기화된 용매 및 할로겐화 수소의 가스 혼합물을 가열하기 위해 사용된 동일한 히터에 의해 가열될 수도 있다. 이러한 실시 예들에서, 퍼지 가스 자체가 가스 전달 시스템의 부가적인 부품들을 가열하도록 사용될 수도 있다. 바람직하게, 가열된 퍼지 가스는 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이, 상기 가스 혼합물이 전달되는 디스펜싱 유출구를 가열하도록 사용된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 제시된 방법들을 수행하기 적합한 시스템을 제공한다. 가장 일반적으로, 본 발명은 할로겐화 수소 및 기화된 용매를 포함하는 가스 혼합물의 소스에 연결된 공급 라인, 및 사용시 상기 공급 라인을 가열하기 위한 가열 수단을 포함하는 가스 전달 시스템을 제공한다. 특히, 본 발명은,
HH (hydrogen halide) 의 소스에 연결된 HH 공급 라인;
용매 소스에 연결된 기화된 용매 (VS) 공급 라인; 및
캐리어 가스 (CG) 의 소스에 연결된 캐리어 가스 공급 라인을 포함하는 가스 전달 시스템을 제공하고,
여기에서:
VS 공급 라인 및 CG 공급 라인은 VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하도록 결합되고 (즉, 연결되고);
VS/CG 혼합물 공급 라인 및 HH 공급 라인은 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하도록 결합되고 (즉, 연결되고);
HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 상기 HH/VS/CG 혼합물을 기판 상에 디스펜싱하기 위한 디스펜싱 유출구를 포함하고; 그리고
시스템은 사용시 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 히터를 포함한다.
바람직하게, 시스템은 또한 사용시 HH 공급 라인 및/또는 VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 하나 이상의 히터들을 포함한다.
바람직하게, 히터(들)는 (방법과 관련하여 논의된 바와 같이) HH/VS/CG 혼합물 공급 라인의 대부분의 길이를 따라 연장한다.
선택 가능하게, 디스펜싱 유출구는 노즐 유출구로 연장하는 노즐 튜빙을 둘러싸는 하우징을 포함하고, 노즐 튜빙 및 노즐 유출구는 기판 상에 HH/VS/CG 혼합물을 디스펜싱하기 위한 것이다.
이러한 실시 예들에서, HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 히터는 액체 액적 형성의 가능성을 더 제한하도록, 상기 하우징 내로 연장할 수도 있다.
바람직하게, 디스펜싱 유출구는 노즐 유출구로의 HH/VS/CG 혼합물의 플로우를 제어하기 위한 가스 혼합물 제어 밸브를 포함한다. 바람직하게, 가스 혼합물 제어 밸브는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 스위칭 가능하다. 가스 혼합물 제어 밸브와 노즐 오리피스 사이의 거리는 가스 플로우 경로를 따라 측정될 때 20 ㎝ 이하, 바람직하게 15 ㎝ 이하, 가장 바람직하게 10 ㎝ 이하인 것이 바람직하다. 유리하게, 가스 혼합물 제어 밸브와 노즐 오리피스 사이의 상대적으로 짧은 거리를 보장하는 것은 밸브를 개방하는 것과 노즐 오리피스로부터 전달되는 가스 사이의 시간 지연을 최소화한다. 이에 더하여, 이는 가스 혼합물 제어 밸브와 노즐 오리피스 사이의 가스의 체적을 최소화하고, 이는 밸브가 폐쇄될 때 체적 내에 오염물들이 축적될 가능성을 감소시킨다. 다른 한편으로, 가스 혼합물 제어 밸브와 노즐 오리피스 사이의 거리가 너무 작으면, 이는 난류 (turbulence) 를 생성함으로써 노즐을 통한 가스의 흐름을 방해할 수 있다. 따라서, 상기 거리는 적어도 2 ㎝, 보다 바람직하게 적어도 3 ㎝, 보다 바람직하게 적어도 4 ㎝, 그리고 가장 바람직하게 적어도 5 ㎝인 것이 바람직하다. 가스 혼합물 제어 밸브와 노즐 오리피스 사이의 거리에 대한 바람직한 범위들은 2 내지 20 ㎝, 보다 바람직하게 5 내지 10 ㎝이다.
바람직하게, 디스펜싱 유출구는 또한 플러시 라인 제어 밸브에 의해 제어되는 플러시 라인을 포함한다. 플러시 라인은 HH/VS/CG 혼합물의 플로우를 기판으로 전달하는 대신 배기부로 방향전환하는 (diverting) 수단을 제공한다. 플러시 라인 제어 밸브는 바람직하게 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 스위칭 가능하다.
가스 혼합물 제어 밸브 및 플러시 라인 제어 밸브는 바람직하게 가스-작동 (예를 들어, 공기-작동) 밸브들이다. 유리하게, 이는 외부 이동 부품 (즉, 밸브 내에 하우징되지 않은 이동 부품) 또는 밸브와 연관된 금속 부품에 대한 필요성을 방지하고, 그렇지 않으면 장비 및 기판을 오염시키고 그리고/또는 손상시킬 수 있는 파편들을 생성할 수도 있다.
기판 또는 플러시 라인으로의 HH/VS/CG 혼합물의 전달을 제어하기 위해, 가스 전달 시스템이 가스 혼합물 제어 밸브 및 플러시 라인 제어 밸브 모두를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 실시 예들에서, 가스 혼합물 제어 밸브 및 플러시 라인 제어 밸브의 제어가 링크되어, 하나가 개방될 때 다른 하나는 폐쇄되는 것이 바람직하다. 이는 시스템에서 압력 축적을 방지하기 위해, 플로우 경로가 항상 HH/VS/CG 혼합물에 제공된다는 것을 보장한다. 이러한 시스템에서, 시스템의 휴지 상태에서 플러시 라인 제어 밸브가 개방되고 가스 혼합물 제어 밸브가 폐쇄되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 플러시 라인 제어 밸브 및 가스 혼합물 제어 밸브는 플러시 라인 제어 밸브는 휴지 상태에서 개방되고 (상시 개방된 밸브) 가스 혼합물 제어 밸브는 휴지 상태에서 폐쇄되고 (상시 폐쇄된 밸브), 플러시 라인 제어 밸브가 폐쇄되고 가스가 밸브들을 작동시키도록 사용될 때 가스 혼합물 제어 밸브가 개방되는, 가스로 작동될 수도 있다 (예를 들어, 공기로 작동되는 밸브들).
특히 바람직한 실시 예들에서, 디스펜싱 유출구는,
노즐 유출구로 연장하는 노즐 튜빙;
상기 기술된 바와 같은 가스 혼합물 제어 밸브; 및
상기 기술된 바와 같은 플러시 라인 제어 밸브에 의해 제어되는 플러시 라인을 포함하는 하우징을 포함한다.
사용시, HH/VS/CG 혼합물이 디스펜싱 유출구에 연속적으로 공급되고, 가스 혼합물 제어 및 플러시 라인 제어 밸브를 사용하여 제어되는 것이 바람직하다. HH/VS/CG 혼합물의 연속적인 공급을 제공하는 것은 그렇지 않으면 처리의 일관성에 영향을 줄 수도 있는 공급의 변동들을 최소화하는 것을 돕는다.
바람직하게, 논의된 "이중-격리"전략에 따라, HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 도관 내에 홀딩된 가스 전달 튜브이고, 도관은 사용시 튜브의 벽들을 통해 누출되는 모든 HH를 퍼지하기 위해, 퍼지 가스로 하여금 도관을 통해 가스 전달 튜브의 외측 표면 위로 흐르게 하도록 구성된 퍼지 가스 공급 라인에 연결된다. 유리하게, 상기 언급된 바와 같이, 이중-격리 접근법은 플라스틱 튜빙이 HH에 대해 다공성일 수 있다는 사실에도 불구하고, 이 튜빙을 통해 누설되는 모든 HH가 퍼지 가스에 의해 안전하게 제거될 수 있기 때문에, HH/VS/CG 혼합물로 하여금 이러한 튜빙을 통해 공급되게 한다. 이를 고려하여, 상기 가스 전달 튜브는 플라스틱, 예를 들어 퍼플루오로알콕시 알칸 폴리머일 수도 있다.
이러한 실시 예들에서, 시스템은 HH 공급 라인의 적어도 일부 (선택 가능하게 모두) 및, 선택 가능하게, VS 공급 라인, CG 공급 라인, VS/CG 혼합물 공급 라인 및 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인 중 하나 이상의 적어도 일부를 하우징하는 인클로저를 포함할 수도 있고, 상기 도관은 상기 인클로저 내로 개방된다. 이 인클로저는 일반적으로 "가스 블렌딩 박스"로 지칭된다. 유리하게, 이 방법은 HH 공급 라인 또는 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인으로부터 누출되는 HH가 안전하게 제거될 수 있는 인클로저로 전달된다는 것을 의미한다. 이는 모든 누설 HH가 제거되어야 하는 배기 포트의 수를 제한하고, 안전 이점을 제공한다. 이에 더하여, 누설 HH가 공통 인클로저로 흐르도록 시스템을 구성하는 것은 (누출이 HH 공급 라인으로부터 발생하든 또는 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인으로부터 발생하든) HH 누설들의 검출을 용이하게 하고 단순화한다. 따라서, 시스템은 인클로저 내 HH를 검출하기 위한 HH 검출기를 포함할 수도 있다. 이 검출기는 인클로저 자체 내에 위치될 수도 있고, 또는 인클로저의 배기 포트로부터 HH를 검출하도록 구성될 수도 있다.
선택 가능하게, 도관의 일 단부는 캡핑되거나 시일링된다 (seal). 이러한 실시 예들에서, 퍼지 가스 공급 라인은 사용시 퍼지 가스 공급 라인을 나가는 (exit) 퍼지 가스가 캡핑된/시일링된 단부에 충돌하고 도관을 다시 블로우 다운하도록, 도관의 캡핑된/시일링된 단부에 근접한 유출구를 가질 수도 있다. 유리하게, 이 방법은 "이중-격리" 전략을 구현하기 위한 특히 간단한 방식을 제공한다. 특히, 퍼지 가스는 (퍼지 가스 공급 라인을 통해) 도입될 수 있고 도관의 동일한 단부를 통해 제거될 수 있다. 시스템이 인클로저 하우징 (적어도 부분적으로) HH 공급 라인을 통합할 때, 도관은 인클로저 내로의 제 1 단부 개구부, 가스 전달 튜브를 따라 그리고 주변에서 연장하는 중간 섹션, 및 제 2 캡핑되거나 시일링된 단부 (예를 들어, 가스 전달 튜브의 원주 둘레에 시일링된 단부) 를 가질 수도 있다. 유리하게, 이 배열은 도관으로부터 누설되는 할로겐화 수소가 인클로저 내로 전달되고 인클로저로부터 배기되게 한다. 이러한 실시 예들에서, 퍼지 가스 공급 라인은 인클로저로부터 도관을 통해 상기 캡핑된 단부 또는 시일링된 단부로 연장할 수도 있다. 이는 "이중-격리" 방법을 구현하는 특히 간단하고 효과적인 방법을 제공하여, 인클로저를 통한 퍼지 가스 전달 및 퍼지 가스 제거 모두를 허용한다. 특히, 이 방법은 퍼지 가스 공급 라인의 도입을 허용하기 위해 별도의 포트를 포함하는 도관을 필요로 하지 않고, 이는 도관에 대한 재료의 타입의 관점에서 보다 큰 가요성을 제공할 수 있다 (예를 들어, 상대적으로 박형이고, 가요성 재료의 사용을 허용할 수 있다).
바람직하게, "이중-격리" 실시 예들에서, HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 히터는 상기 도관 내에 홀딩된다. 이는 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인과 히터 사이의 근접성을 허용하고, 따라서 효율적인 열 전달을 용이하게 한다. 게다가, 도관을 통해 가스를 흘리는 능력은 그렇지 않으면 가스 전달 튜브를 통해 누설되는 HH로 인해 발생할 수도 있는 히터에 대한 손상을 최소화하는 것을 돕는다.
바람직하게, "이중-격리" 실시 예들에서, 디스펜싱 유출구는 노즐 유출구 (및 바람직하게는 가스 혼합물 제어 밸브 및 플러시 라인 밸브에 의해 제어된 상기 플러시 라인) 로 연장하는 노즐 튜빙 (가스 전달 튜브의 연속된 부분 또는 튜빙의 분리된 피스) 을 포함하는 상기 하우징을 포함하고, 상기 도관은 퍼지 가스로 하여금 하우징으로 들어가게 하도록 하우징 내로 개방된다. 즉, 디스펜싱 유출구의 하우징의 내부 및 도관은 유체로 연통하여, 퍼지 가스로 하여금 하우징으로 들어가게 한다. 유리하게, 이 배열은 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인 히터에 의해 가열된 퍼지 가스가 하우징 내로 들어갈 수 있고 노즐 튜빙 및 노즐 유출구를 가열할 수 있기 때문에, 노즐 튜빙 및 노즐 유출구를 가열하도록 사용될 수 있다. 가열된 가스를 사용하여 디스펜싱 유출구를 가열하는 것은 (크기가 작을 수 있는) 디스펜싱 유출구 컴포넌트들 각각에 전기 가열 엘리먼트를 제공할 필요 없이, 디스펜싱 유출구의 컴포넌트들 각각으로 하여금 상대적으로 간단한 방식으로 동일한 온도로 가열되게 한다. 적합하게, 이러한 실시 예들에서 하우징은 시일링되어, 도관을 통해 하우징으로 들어가는 퍼지 가스는 또한 동일한 도관을 통해 나가야 한다. 이러한 예들에서, 하우징은 퍼지 가스가 도관 아래로 다시 이동해야 하도록 도관을 효과적으로 "캡핑"한다.
이들 실시 예들에서, 퍼지 가스 공급 라인의 유출구는 바람직하게 디스펜싱 유출구의 하우징으로 또는 (예를 들어, 5 ㎝ 이내, 4 ㎝ 이내, 3 ㎝ 이내, 2 ㎝ 이내, 또는 1 ㎝ 이내로) 근접하여 개방된다. 이러한 방식으로, 퍼지 가스는 하우징 내로 전달되고 상당한 역류에 직면하지 않고 도관을 통해 역류할 수 있다. 대조적으로, 퍼지 가스 공급 라인의 유출구가 하우징으로부터 상당한 거리를 개방한다면, 하우징으로 그리고 하우징으로부터의 플로우는 퍼지 가스 공급 라인으로부터 전달될 가스와 하우징으로부터 리턴하는 가스의 간섭으로 인해 보다 복잡해질 것이다 (보다 적은 층류). 이러한 실시 예들에서, 퍼지 가스 공급 라인은 바람직하게 도관 내에서 가스 전달 튜브와 나란히 진행되고, 동일한 히터가 사용시 가스 전달 튜브 및 퍼지 가스 공급 라인 모두를 가열하도록 사용된다. 이는 장치의 구성을 단순화할 뿐만 아니라, 퍼지 가스로 하여금 도관을 통과할 때 가스 전달 튜브와 동일한 온도 또는 그 주변으로 하우징을 유지하게 한다.
바람직하게, 디스펜싱 유출구는 디스펜싱 유출구로 하여금 사용시 기판의 표면에 걸쳐 이동/스캐닝되게 하도록 이동 가능한 암 상에 장착된다. 예를 들어, 가스 전달 시스템은 노즐 유출구 (및 바람직하게는 상기 가스 혼합물 제어 밸브 및 플러시 라인 밸브에 의해 제어되는 상기 플러시 라인) 로 연장하는 노즐 튜빙을 포함하는 상기 하우징을 포함하는 디스펜싱 유출구를 가질 수도 있고, 디스펜싱 유출구 및 언급된 이의 컴포넌트들은 이동 가능한 암에 장착된다. 이러한 방식으로, 노즐 유출구는 디스펜싱 유출구의 다른 부분들과 비교하여 노즐 유출구의 상대적인 배열에 영향을 주지 않고 기판의 표면에 걸쳐 스캐닝될 수 있다.
선택 가능하게, HH/VS/CG 혼합물 공급 라인 및 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 히터는 열-절연 재료에 의해 둘러싸인다. 이는 가스 혼합물 공급 라인의 효율적인 가열을 보장하는 것을 돕는다.
특히 바람직한 실시 예에서, 가스 전달 시스템은,
HH (hydrogen halide) 의 소스에 연결된 HH 공급 라인;
용매 소스에 연결된 기화된 용매 (VS) 공급 라인; 및
캐리어 가스 (CG) 의 소스에 연결된 캐리어 가스 공급 라인을 포함하는 가스 전달 시스템을 제공하고,
여기에서:
VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하도록 VS 공급 라인 및 CG 공급 라인이 결합하고;
VS/CG 혼합물 공급 라인 및 HH 공급 라인은 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하도록 결합되고;
HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 상기 HH/VS/CG 혼합물을 기판 상에 디스펜싱하기 위한 디스펜싱 유출구를 포함하고-디스펜싱 유출구는: 노즐 유출구 (그리고 바람직하게는 가스 혼합물 제어 밸브; 및 플러시 라인 제어 밸브에 의해 제어되는 플러시 라인) 로 연장하는 노즐 튜빙을 포함하는 하우징을 포함함-;
HH 공급 라인의 적어도 일부 (선택 가능하게 모두) (및, 선택 가능하게, VS 공급 라인, CG 공급 라인, VS/CG 혼합물 공급 라인 및 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인 중 하나 이상의 적어도 일부) 는 인클로저 내에 하우징되고;
HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 도관 내에 홀딩된 가스 전달 튜브이고, 도관은 사용시 가스 전달 튜브의 벽들을 통해 누출되는 모든 HH를 퍼지하기 위해, 퍼지 가스로 하여금 도관을 통해 가스 전달 튜브의 외측 표면 위로 흐르게 하도록 구성된 퍼지 가스 공급 라인에 연결되고, 상기 도관은 상기 인클로저 및 디스펜싱 유출구의 상기 하우징 내로 개방되고; 그리고
시스템은 사용시 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 히터를 포함한다 (바람직하게, HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 상기 히터는 상기 도관 내에 홀딩됨).
상기 "이중-격리 전략"의 장점들의 관점에서, 본 발명의 또 다른 양태는 디스펜싱 유출구로 연장하는 가스 전달 튜브를 포함하는 가열 가능한 가스 디스펜서를 제공하고, 디스펜싱 유출구는: 노즐 유출구 (그리고 바람직하게는 기술된 바와 같은 가스 혼합물 제어 밸브; 및 플러시 라인 제어 밸브에 의해 제어되는 플러시 라인) 로 연장하는 노즐 튜빙을 포함하는 하우징을 포함하고, 가스 전달 튜브는 상기 하우징 내로 개방되는 도관 내에 홀딩되고, 도관은 가스 전달 튜브를 가열하기 위한 히터 및 퍼지 가스로 하여금 도관을 통해 가스 전달 튜브의 외측 표면 위로 흐르게 하도록 구성된 퍼지 가스 공급 라인을 더 포함한다. 설명된 바와 같이, 이 디스펜서는 가스 전달 튜브 및 디스펜싱 유출구 자체를 통과하는 가스의 가열을 허용한다.
다른 양태에서, 본 발명은 본 발명의 방법에 따라 기판을 처리하기 위한 처리 장치를 제공한다. 장치는 바람직하게,
처리 챔버;
처리 챔버 내의 기판 홀더;
기판 홀더를 회전시키기 위한 수단; 및
상기 기술된 바와 같은, 디스펜싱 유출구를 포함하는 가스 전달 시스템을 포함한다.
선택 가능하게, 처리 장치는 상기 기판 홀더 상에 홀딩된 기판 상에 액체를 디스펜싱하기에 적합한, 액체 전달 시스템을 더 포함할 수도 있다. 이러한 장치는 에칭 및 린싱과 같은 액체 처리 단계들이 기판을 건조시키거나 처리하기 위해 가스 전달 시스템이 사용되기 전 및/또는 후에 (선택 가능하게 전에) 기판 상에서 수행되게 한다. 처리 장치가 액체 전달 시스템을 포함할 때, 장치는 바람직하게는 출원인의 특허 EP 1 609 172에 기술된 것과 같은 액체 폐기 시스템을 갖는다.
바람직하게, 사용시, 가스 전달 시스템의 디스펜싱 유출구는, 이를 통해 HH/VS/CG 혼합물이 공급되는 오리피스가 기판의 표면으로부터 2 내지 20 ㎜, 예를 들어 2 내지 15 ㎜, 2 내지 10 ㎜ 또는 2 내지 5 ㎜이도록 위치된다.
디스펜싱 유출구의 오리피스는 예를 들어, 기판 홀더의 상부 표면으로부터 4 내지 22 ㎜, 예컨대 4 내지 17 ㎜, 4 내지 12 ㎜ 또는 4 내지 7 ㎜일 수도 있다. 기판 홀더의 상부 표면은 기판에 제공된 영역 아래에서 기판 홀더의 최상부 부분으로서 규정된다.
기판 홀더는 적합한 기판 파지 수단을 갖는 회전 가능한 플랫폼일 수도 있다. 웨이퍼는 예를 들어, 진공 척 (또는 파지), 에지 파지 척 또는 베르누이 척 (또는 파지) 에 의해 회전 가능한 플랫폼에 의해 홀딩될 수도 있다. 본 발명의 처리 장치의 처리 챔버는 기판의 표면으로부터 흐르는 액체를 수집하기 위해, 회전하는 플랫폼 및 기판을 둘러싸는 환형 액체 수집기를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 이제 첨부된 도면들을 참조하여, 예로서만, 논의될 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 린싱 단계 후 HAR 피처들 사이의 점착의 전개, 및 본 발명의 방법을 사용하여 그 점착의 후속 보수를 도시하는, HAR 피처들을 갖는 기판의 단면도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 방법에 따른 린싱 프로세스를 수행하고, 이어서 가스 혼합물을 디스펜싱하기 위한, 본 발명에 따른 처리 장치를 도시한다.
도 3은 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 히터를 포함하여, 도 2a 및 도 2b에 사용된 다양한 가스 전달 라인들을 도시한다.
도 4는 도 3과 동일하지만, VS/CG 혼합물 공급 라인 및 HH 공급 라인을 가열하기 위한 부가적인 히터들을 포함한다.
도 5는 도 4와 동일하지만, 상기 기술된 "이중-격리" 방법에 따라, 도관 내에 홀딩되는 튜빙을 통해 공급된 HH/VS/CG 혼합물을 사용한다.
도 6은 이중-격리 방법을 보다 상세히 도시하는, 도 5의 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 통한 세로 단면도이다.
도 7은 다시 이중-격리 방법을 보다 상세히 도시하는, 도 5에 도시된 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가로 지르는 단면도이다.
도 8은 "이중-격리" 방법의 대안적인 실시 예를 도시한다.
도 1a 내지 도 1c는 린싱 단계 후 HAR 피처들 사이의 점착의 전개, 및 본 발명의 방법을 사용하여 그 점착의 후속 보수를 도시하는, HAR 피처들을 갖는 기판의 단면도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 방법에 따른 린싱 프로세스를 수행하고, 이어서 가스 혼합물을 디스펜싱하기 위한, 본 발명에 따른 처리 장치를 도시한다.
도 3은 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 히터를 포함하여, 도 2a 및 도 2b에 사용된 다양한 가스 전달 라인들을 도시한다.
도 4는 도 3과 동일하지만, VS/CG 혼합물 공급 라인 및 HH 공급 라인을 가열하기 위한 부가적인 히터들을 포함한다.
도 5는 도 4와 동일하지만, 상기 기술된 "이중-격리" 방법에 따라, 도관 내에 홀딩되는 튜빙을 통해 공급된 HH/VS/CG 혼합물을 사용한다.
도 6은 이중-격리 방법을 보다 상세히 도시하는, 도 5의 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 통한 세로 단면도이다.
도 7은 다시 이중-격리 방법을 보다 상세히 도시하는, 도 5에 도시된 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가로 지르는 단면도이다.
도 8은 "이중-격리" 방법의 대안적인 실시 예를 도시한다.
도 1a에서, 습식 프로세싱 및 건조 전의 기판 (1) 이 도시된다. 기판 (1) 은 하부 층 (3) 상에 형성된 고 종횡비 (HAR) 필라들 (2a, 2b, 2c 및 2d) 을 포함한다. 피처들은 ~ 5:1 (높이 대 폭) 의 종횡비를 갖는다. 도 1b는 습식 프로세싱 및 건조 후 기판 (1) 을 도시한다. 건조 프로세스 동안 필라들 (2b 및 2c) 사이의 액체의 모세관 작용은 필라들이 서로 강제로 콘택트하는 구조 붕괴를 야기한다. 일단 콘택트하면, 필라들은 이 경우 반 데르 발스 힘, 및 구조체들 사이의 브리지 산화물 결합을 통해 서로 부착된다. 브리지 산화물 결합들의 타입은 필라들이 형성되는 재료의 타입에 종속될 것이지만, 예를 들어 실리콘 산화물 (SiOx), 실리콘 산질화물 (SiOxNy) 및 티타늄 산화물 (TiOx) 을 포함할 수도 있다. 도 1c에서, 구조체는 필라들 (2b 및 2c) 사이의 결합 상호 작용을 파괴하도록, 본 발명의 방법에 따라 HF, IPA 및 질소의 가스 혼합물로 처리된다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 방법을 수행하기 위해 사용된 장치 (10) 의 예를 도시한다. 장치는 회전 척 (12) 을 하우징하는 챔버 (51) 를 포함한다. 기판 (1) 은 적합한 메커니즘을 통해, 이 경우 파지 핀들 (13) 의 사용을 통해 회전 척 (12) 의 표면에 부착된다. 파지 핀들의 적합한 예들은 출원인의 이전 출원인 US 2018/0047593에 도시되고 기술된다. 회전 척 (12) 의 표면 (14) 은 투명하고, 히터 (15) 가 표면 (14) 아래에 배치된다. 이 경우, 히터 (15) 는 기판 (1) 의 방사상 가열을 허용하도록 하나 이상의 방사상 존들에 배치되는 복수의 발광 다이오드들 (LEDs) 을 포함한다. 히터는 회전 척 (12) 이 회전함 (rotate) 에 따라 기판의 중심 위치로부터 기판의 방사상으로 외측 에지로 외측으로 이동하는 이동 열파 (moving heat wave) 를 제공하도록 동작될 수 있다. 기판의 방사상 가열을 수행하는 회전 척의 적합한 예들은 US 2018/0047593에 도시되고 기술된다.
회전 척 (12) 은 도시된 바와 같이 구동 샤프트 (17) 를 통해 척 회전 모터 (16) 에 의해 회전된다. 다른 예들에서, 모터 (16) 는 회전자 및 고정자를 포함하고, 회전자는 물리적 콘택트 없이 자기적으로 구동된다. 적합한 예들은 출원인의 이전 특허 US 6,485,531에 도시된다.
제 1 단계에서, 제 1 린싱 액체는 액체 전달 암 (21) 및 노즐 (22) 에 의해 회전하는 기판 (1) 에 전달된다. 밸브 (24) 가 액체 공급부 (20) 로부터 암 (21) 으로 린싱 액체를 선택적으로 공급한다. 암 (21) 및 노즐 (22) 은 기판의 모든 영역들이 처리되는 것을 보장하도록, 암 모터 (23) 에 의해 기판 (1) 에 걸쳐 스캐닝된다. 기판 (1) 으로부터 방출된 액체는, 척 (12) 을 원주 방향으로 둘러싸는 제 1 액체 수집기 (54) 에 의해 수집되고, 여기서 드레인 (57) 을 통해 제거된다. 제 1 액체 수집기 (54) 의 내부로부터 가스 (특히, 액체 수집기에 영향을 주는 방출된 액체에 의해 생성된 미스트) 는 배기부 (56) 에 의해 제거된다. 액체 수집 장치의 적합한 예들은 출원인의 이전 특허 EP 1 609 172 B에 도시된다.
다음에, 척 (12) 은 척 상승 모터 (18) 에 의해 하우징 (51) 내의 회전 축을 따라 제 2 위치로 상승된다. 이어서 린싱 절차는 제 2 액체를 사용하여 수행되고, 액체는 제 2 액체 수집기 (55) 내로 방출되고 분리된 액체 드레인 및 가스 배기부에 의해 제거된다.
린싱이 완료된 후, 암 모터 (23) 는 액체 전달 암 (21) 을 기판 (1) 의 표면으로부터 멀어지도록, 비활성 위치로 회전시키고, 암 모터 (33) 는 가스 전달 암 (31) 을 기판 위의 위치로 회전시킨다. 이는 액체 전달 암 (21) 이 비활성 위치로 회전되고, 가스 전달 암 (31) 이 기판 (1) 위의 위치로 회전되는, 도 2b에 보다 상세히 도시된다.
이어서 기판 (1) 은 본 발명의 방법에 따라 가스 혼합물로 처리된다. 가스 전달 시스템 (도 3 내지 5에 보다 상세히 도시됨) 은 제어 밸브 (32) 및 가열된 공급 라인을 통해 가스 공급부 (30) 로부터 노즐 (34) 로 HF, IPA 및 질소의 가스 혼합물을 전달한다. 이 실시 예에서, 노즐 (34) 의 수평 위치는 일반적으로 중심으로부터 외측으로, 회전하는 기판 (1) 의 표면에 걸쳐 노즐을 스캐닝하도록 암 모터 (33) 에 의해 조정된다. 모터들 및 다양한 밸브들의 작용은 제어기 (40) 에 의해 조정된다 (coordinate).
프로세싱 동안, 팬 (52) 은 챔버 (51) 로 공기의 연속적인 공급을 제공한다. 챔버 (51) 내에 압력 축적을 방지하기 위해, 팬 필터 유닛을 통해 삽입된 공기는 배기부 (56) 를 통해 그리고 보다 적은 정도로, 벤트 (53) 를 통해 배기된다.
도 3 내지 도 5는 도 2에서 가스 전달 시스템 (30) 으로서 사용될 수도 있는, 본 발명에 따른 가스 전달 시스템들을 도시한다. 도 3에서, 이소프로필 알코올 (IPA) 및 분자 질소는 기화된 용매를 생성하도록 기화기 (102) 로 공급된다. 이어서 기화된 용매는 HF와 결합되고, (바람직하게, 예열된) 분자 질소로 더 희석되고, 이어서 히터 (103) 에 의해 가열된 가스 전달 튜빙을 통과한다. 밸브들 (104 및 105) 은 각각 노즐 (106) 및 배기부로의 HF, IPA 및 질소의 혼합물의 플로우를 제어하도록 사용된다. 노즐은 아래에 놓인 기판 (미도시) 에 가스를 공급하기 위해 하향으로 배향된다. 이러한 방식으로, 가스 혼합물의 플로우는 연속적으로 준비되고 공급될 수 있고 필요에 따라 기판으로 교대로 전달되거나 배기부로 리턴된다. 이 연속적인 플로우는 공급된 가스의 일관성을 보장하고, 또한 액체 액적 형성 가능성을 최소화하는 것을 돕는다.
밸브들 (104 및 105) 은, 그렇지 않으면 장비 및 기판을 오염시킬 수 있고 그리고/또는 손상시킬 수 있는 파편들을 생성할 수도 있는, 노즐들에 근접하여 부품을 이동시킬 필요가 없도록 공기 작동식 밸브들이다. 밸브들을 작동시키기 위해 별도의 가스 라인들이 제공된다 (미도시). 밸브들은 밸브 (104) 가 개방될 때, 밸브 (105) 가 폐쇄되도록, 그리고 그 반대도 가능하도록 링크된다. (밸브들에 어떠한 공기도 공급되지 않은) 휴지 상태에서, 노즐 (106) 로부터 우발적인 가스 공급의 가능성을 최소화하도록 밸브 (105) 는 개방되고 밸브 (104) 는 폐쇄된다. 즉, 디폴트 위치는 가스가 플러시 라인을 통해 나가는 것이다.
밸브 (105) 는 밸브 (105) 개방과 노즐 (106) 로부터 전달되는 가스 사이의 지연 시간을 감소시키고, 가스 전달 전에 노즐을 점유하는 가스에 의한 오염 가능성을 최소화하도록, 일반적으로 2 내지 20 ㎝의 노즐 (104) 의 개구부에 매우 근접하게 위치된다.
밸브들 (104 및 105) 및 노즐 (106) 은 도 2a 및 도 2b에 도시된 가스 전달 암 (31) 의 일부로서 제공된다. 이는 노즐 (106) 이 서로에 대한 그리고 노즐 (106) 에 대한 밸브들의 위치에 영향을 주지 않고, 사용시 기판의 표면에 걸쳐 스캐닝되게 한다.
도 4의 가스 전달 시스템 (110) 은 도 3과 동일하지만, 부가적인 히터들 (107 및 108) 을 포함한다. 히터 (107) 는 HF가 혼합물에 도입되는 지점까지 기화기로부터의 IPA 플로우 및 질소를 가열한다. 히터 (108) 는 HF가 IPA 및 질소 혼합물과 결합되는 지점까지 HF를 가열한다.
도 5에서, 도 4의 시스템은 HF/IPA/질소 혼합물을 전달하기 위한 이중-격리 시스템 (200) 을 포함하도록 더 조정된다. 도 6 및 도 7에 보다 상세히 도시된 이 시스템에서, HA/IPA/질소 혼합물은 히터 (203) 에 의해 가열된, 퍼플루오로알콕시 알칸 폴리머 (PFA) 가스 전달 튜브 (201) 를 통해 공급된다. 가스 전달 튜브 (201) 및 히터 (203) 는 개방 단부들이 가스 블렌딩 박스 (208) 및 노즐 하우징 (205) 에 시일링되고 상호 연결되는 외측 튜브 (202) 내에 둘러싸여 있다. 외측 튜브 (202) 는 또한 가스 전달 튜브 (201) 및 히터 (203) 와 나란히 놓인 (도 7에 도시된 바와 같이), 노즐 하우징 (205) 내로 연장하는 퍼지 가스 튜브 (204) 를 수용한다. 퍼지 가스 튜브 (204) 는 외측 튜브 (202) 의 측면을 통해 들어가는 것으로 도시되지만, 튜브 (204) 가 가스 블렌딩 박스 (208) 를 통해 도입되는 것이 동일하게 가능하다 (그리고 실제로 유리하다). 이 예에서, 외측 튜브 (202) 는 가요성을 유지하고 다양한 컴포넌트들의 삽입을 용이하게 하도록 주름진다 (corrugate). 튜브들의 가요성은 밸브들 (213 및 214) 및 노즐 (212) 을 갖는 하우징 (205) 이 가스 전달 암 (31) 과 함께 이동할 때 유리하다.
사용시, HF, IPA 및 질소의 가스 혼합물은 가스 전달 튜브 (201) 아래로 흐른다. 동시에, 질소 퍼지 가스는 노즐 하우징 (205) 내로 분출되기 전에 히터 (203) 에 의해 가열되는 동안 튜브 (204) 를 통해 흐른다. 노즐 하우징 (205) 내로 분출될 때, 가열된 질소 퍼지 가스는 (도 6에 도시된 바와 같이) 하우징 내에서 순환하고 노즐 컴포넌트들 (예를 들어, 노즐 튜빙, 밸브들 (213 및 214) 및 노즐 (212)) 로 열을 전달하여 노즐 (212) 로부터 분출된 HF/IPA/질소 혼합물 내의 액체 액적들의 형성을 최소화한다. 노즐 하우징 (205) 은 시일링되고, 이는 질소 퍼지 가스가 이어서 외측 튜브 (202) 를 통해 가스 블렌딩 박스 (208) (도 5에서 화살표 (209) 로 나타낸 바와 같이) 내로 다시 전달되어야 하고, 여기서 배기부 (210) 를 통해 제거된다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 가스 전달 튜브 (201) 의 벽들을 통해 그리고/또는 노즐 컴포넌트들을 통해 누설되는 모든 HF를 제거하도록, 다시 가스 블렌딩 박스 (208) 내로 가스 전달 튜브 (201) 의 외측 표면 위에 질소의 플로우가 확립된다. 이 예에서, 시스템은 가스 블렌딩 박스 (208) 내 HF의 레벨을 검출하기 위해 HF 센서 (206) 를 포함한다. 이러한 방식으로, 센서는 가스 혼합물을 공급하기 위해 사용된 가스 전달 튜빙을 통한 HF의 누설, 및 HF 공급 라인의 모든 누설을 검출할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 예시되지 않았지만, 히터 (203) 가 부가적인 가열을 제공하기 위해 노즐 하우징 (205) 내로 연장하는 것이 또한 가능하다.
도 8은 외측 튜브 (302) 가 가스 전달 튜브 (301) 둘레에 시일링된 폐쇄된 단부 (303) 를 갖는, 이중 격리 시스템 (300) 의 대안적인 실시 예를 도시한다. 이 실시 예에서, 질소 퍼지 가스는 노즐 장치로 들어 가지 않고, 대신 폐쇄된 단부 (303) 에 의해 외측 튜브 (302) 아래로 다시 지향된다.
예
WO 2019/083735에 제시된 바와 같은 보수 프로세스는 30 ㎚의 직경, 90 ㎚의 피치 및 600 ㎚의 높이를 갖는 실린더들에 대응하는, 나노 필라들을 갖는 실리콘 기판 상에서 수행된다. 본 발명의 프로세스는 붕괴된 구조체들의 90 ％를 보수하고, 10 ％ 미만의 붕괴 백분율을 발생시킨다는 것을 알게 되었다.
전술한 기술, 또는 이하의 청구항들, 또는 첨부된 도면들에 개시되고 이들의 특정한 형태들로 또는 개시된 기능을 수행하기 위한 수단, 또는 개시된 결과들을 획득하기 위한 방법 또는 프로세스의 관점에서 적절히 표현된 특징들은 개별적으로, 또는 이러한 특징들의 임의의 조합으로, 다양한 형태들로 본 발명을 실현하기 위해 활용될 수도 있다.
본 발명이 상기 기술된 예시적인 실시 예들과 함께 기술되었지만, 본 개시가 주어질 때 많은 등가의 수정들 및 변형들이 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 상기 제시된 본 발명의 예시적인 실시 예들은 제한하는 것이 아니라 예시적인 것으로 간주된다. 기술된 실시 예들에 대한 다양한 변화들이 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수도 있다.
의심의 여지를 없애기 위해, 본 명세서에 제공된 모든 이론적 설명들은 독자의 이해를 개선할 목적들로 제공된다. 본 발명자들은 이들 이론적 설명들 중 어느 것에 속박되기를 원하지 않는다.
본 명세서에 사용된 모든 섹션 표제는 조직화 목적만을 위한 것이고 기술된 주제를 제한하는 것으로 해석되지 않는다.
문맥이 달리 요구하지 않는 한, 이하의 청구항들을 포함하는 본 명세서 전반에 걸쳐, 단어 "포함하다 (comprise)" 및 "포함하다 (include)", 및 "포함한다", "포함하는 (comprising)", 및 "포함하는 (including)"과 같은 변형들은 임의의 다른 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹의 배제가 아니라 언급된 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹을 암시하는 것으로 이해될 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같이, 단수 형태들 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상들을 포함한다는 것을 주의해야 한다. 범위들은 본 명세서에서 "약"일 특정한 값으로부터, 그리고/또는 "약" 또 다른 특정한 값으로 표현될 수도 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 또 다른 실시 예는일 특정한 값으로부터 그리고/또는 다른 특정한 값을 포함한다. 유사하게, 값들이 선행 "약"의 사용에 의해 근사치들로 표현될 때, 특정한 값이 또 다른 실시 예를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 수치와 관련하여 용어 "약"은 선택 가능하고 예를 들어 +/- 10 ％를 의미한다.
Claims (28)
- 기판 상에 가스 혼합물을 디스펜싱하기 위한 가스 전달 시스템에 있어서,
HH (hydrogen halide) 의 소스에 연결된 HH 공급 라인;
용매 소스에 연결된 기화된 용매 (VS) 공급 라인; 및
캐리어 가스 (CG) 의 소스에 연결된 캐리어 가스 공급 라인을 포함하고,
여기서,
VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하도록 상기 VS 공급 라인 및 상기 CG 공급 라인이 결합하고;
상기 VS/CG 혼합물 공급 라인 및 상기 HH 공급 라인은 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 형성하도록 결합되고;
상기 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 상기 HH/VS/CG 혼합물을 기판 상에 디스펜싱하기 위한 디스펜싱 유출구를 포함하고; 그리고
상기 시스템은 사용시 상기 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 히터를 포함하는, 가스 전달 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 도관 내에 홀딩된 가스 전달 튜브이고, 그리고 상기 도관은 사용시 상기 가스 전달 튜브의 상기 벽들을 통해 누출되는 (escape) 모든 HH를 퍼지하도록, 퍼지 가스로 하여금 상기 도관을 통해 상기 가스 전달 튜브의 상기 외측 표면 위로 흐르게 하도록 구성된 퍼지 가스 공급 라인을 포함하는, 가스 전달 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 디스펜싱 유출구는 노즐 유출구로 연장하는 노즐 튜빙 (nozzle tubing) 을 포함하는 하우징을 포함하고, 상기 노즐 튜빙 및 상기 노즐 유출구는 기판에 상기 HH/VS/CG 혼합물을 디스펜싱하기 위한 것이고, 그리고 상기 도관은 퍼지 가스로 하여금 사용시 상기 하우징 내로 들어가게 하도록 상기 하우징 내로 개방되는, 가스 전달 시스템. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 퍼지 가스 공급 라인은 상기 퍼지 가스 공급 라인을 나가기 (exit) 전에 사용시 상기 퍼지 가스를 가열하기 위해, 상기 HH/VS/CG 공급 라인의 상기 히터를 따라 연장하는, 가스 전달 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디스펜싱 유출구는 노즐 유출구로 연장하는 노즐 튜빙을 포함하는 디스펜싱 유출구 하우징을 포함하고, 그리고 상기 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 상기 히터는 상기 하우징 내로 연장하고, 그리고 바람직하게 상기 디스펜싱 유출구는 사용시 기판에 걸쳐 상기 노즐 유출구를 스캐닝하기 위해 이동하는 암 상에 장착되는, 가스 전달 시스템. - 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 HH 공급 라인의 적어도 일부 및, 선택 가능하게, 상기 VS 공급 라인, 상기 CG 공급 라인, 상기 VS/CG 혼합물 공급 라인 및 상기 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인 중 하나 이상의 적어도 일부를 하우징하는 인클로저 (enclosure) 를 포함하고, 그리고 상기 도관은 퍼지 가스로 하여금 상기 가스 전달 튜브의 상기 외측 표면을 통과한 후 사용시 상기 인클로저로 들어가게 하도록 상기 인클로저 내로 개방되는, 가스 전달 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 퍼지 가스 공급 라인은 상기 인클로저로부터 상기 도관 내로 삽입되는, 가스 전달 시스템. - 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 인클로저 내 HH를 검출하기 위한 HH 검출기를 더 포함하는, 가스 전달 시스템. - 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 전달 튜브는 플라스틱, 바람직하게 퍼플루오로알콕시 알칸 폴리머로 이루어지는, 가스 전달 시스템. - 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 상기 히터는 상기 도관 내에 홀딩된 전기 히터인, 가스 전달 시스템. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디스펜싱 유출구는 노즐 오리피스를 갖는 노즐 유출구로의 상기 HH/VS/CG 혼합물의 상기 플로우를 제어하기 위한 가스 혼합물 제어 밸브를 포함하고, 그리고 상기 가스 혼합물 제어 밸브와 상기 노즐 오리피스 사이의 거리는 2 내지 20 ㎝이고, 그리고 바람직하게 상기 디스펜싱 유출구 및 상기 가스 혼합물 제어 밸브는 사용시 기판에 걸쳐 상기 노즐 유출구를 스캐닝하기 위해 이동하는 암 상에 장착되는, 가스 전달 시스템. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디스펜싱 유출구는 또한 플러시 라인 제어 밸브에 의해 제어되는 플러시 라인을 포함하는, 가스 전달 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 디스펜싱 유출구는 상기 가스 혼합물 제어 밸브 및 플러시 라인 제어 밸브에 의해 제어되는 상기 플러시 라인 모두를 포함하는, 가스 전달 시스템. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
사용시 상기 HH 공급 라인 및/또는 상기 VS/CG 혼합물 공급 라인을 가열하기 위한 하나 이상의 히터들을 더 포함하는, 가스 전달 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 상기 HH/VS/CG 혼합물을 기판 상에 디스펜싱하기 위한 상기 디스펜싱 유출구를 포함하고, 상기 디스펜싱 유출구는 노즐 유출구로 연장하는 노즐 튜빙을 포함하는 하우징을 포함하고;
상기 HH 공급 라인의 적어도 일부는 인클로저 내에 하우징되고; 그리고
상기 HH/VS/CG 혼합물 공급 라인은 도관 내에 홀딩된 가스 전달 튜브이고, 상기 도관은 사용시 상기 튜브의 상기 벽들을 통해 누출되는 모든 HH를 퍼지하기 위해, 퍼지 가스로 하여금 상기 도관을 통해 상기 가스 전달 튜브의 상기 외측 표면 위로 흐르게 하도록 구성된 퍼지 가스 공급 라인에 연결되고,
상기 도관은 상기 인클로저 및 상기 디스펜싱 유출구의 상기 하우징 내로 개방되는, 가스 전달 시스템. - 할로겐화 수소, 기화된 용매, 및 캐리어 가스의 혼합물로 기판을 처리하기 위한 처리 장치에 있어서,
처리 챔버;
기판을 홀딩하기 위한, 상기 처리 챔버 내의 기판 홀더;
상기 기판 홀더를 회전시키기 (rotate) 위한 수단; 및
상기 기판 홀더 상에 홀딩된 기판 상에 할로겐화 수소, 기화된 용매 및 캐리어 가스의 혼합물을 디스펜싱하기에 적합한, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 가스 전달 시스템을 포함하는, 처리 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 기판 홀더 상에 홀딩된 기판 상에 액체를 디스펜싱하기 적합한 액체 전달 시스템을 더 포함하는, 처리 장치. - 기판을 처리하는 방법에 있어서,
가스 혼합물을 형성하기 위해 기화된 용매를 할로겐화 수소와 결합하는 단계;
가스 혼합물 공급 라인을 통해 상기 가스 혼합물을 흘리는 단계; 및
기판의 표면 상에 상기 가스 혼합물을 디스펜싱하는 단계를 포함하고,
상기 가스 혼합물 공급 라인은 이송 동안 상기 가스 혼합물의 응결을 제한하도록 가열되는, 기판 처리 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 가스 혼합물 공급 라인은 가스 전달 튜브 및 디스펜싱 유출구를 포함하고, 상기 디스펜싱 유출구는 노즐 유출구로 연장하는 노즐 튜빙을 포함하는 하우징을 갖고;
상기 가스 전달 튜브는 상기 디스펜싱 유출구의 상기 하우징에 연결되고 상기 하우징 내로 개방되는 도관 내에 홀딩되고, 상기 도관은 퍼지 가스 공급 라인을 포함하고;
상기 방법은 상기 디스펜싱 유출구를 가열하기 위해 가열된 퍼지 가스를 상기 퍼지 가스 공급 라인으로부터 상기 디스펜싱 유출구의 상기 하우징 내로 흘리는 단계, 및 이어서 상기 가스 전달 튜브의 벽들을 통해 누출되는 모든 할로겐화 수소를 퍼지하기 위해 상기 가열된 퍼지 가스로 하여금 상기 도관을 통해 상기 가스 전달 튜브의 상기 외측 표면 위로 다시 흐르게 하는 단계를 수반하는, 기판 처리 방법. - 제 19 항에 있어서,
상기 도관은 일 단부에서 상기 디스펜싱 유출구의 상기 하우징 그리고 다른 단부에서 인클로저에 연결되고, 상기 퍼지 가스 공급 라인의 상기 유출구는 상기 디스펜싱 유출구의 상기 하우징 내로 또는 상기 하우징에 근접하게 개방되고, 그리고 퍼지 가스는 후속하여 상기 인클로저로부터 배기되는, 기판 처리 방법. - 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 가스 전달 튜브 및 상기 퍼지 가스 공급 라인은 서로 나란히 진행되고, 동일한 히터가 상기 가스 전달 튜브 및 상기 퍼지 가스 공급 라인 모두를 가열하도록 사용되는, 기판 처리 방법. - 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 혼합물 공급 라인은 적어도 40 ℃, 바람직하게 약 50 ℃ 내지 약 100 ℃의 온도로 가열되는, 기판 처리 방법. - 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
(i) 상기 기화 용매는 알코올, 바람직하게 이소프로필 알코올이고; 그리고/또는
(ii) 상기 할로겐화 수소는 플루오르화 수소이고; 그리고/또는
(iii) 상기 가스 혼합물은 캐리어 가스, 바람직하게 불활성 가스, 가장 바람직하게 질소를 포함하는, 기판 처리 방법. - 제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은
적어도 5:1의 종횡비를 갖고; 그리고/또는
50 ㎚ 이하의 폭을 갖고; 그리고/또는
구조체들 사이의 피치는 상기 구조체들의 폭의 400 ％ 미만인, 어레이로 배치되는, 하나 이상의 표면 구조체들을 갖는 패터닝된 기판인, 기판 처리 방법. - 제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 기판의 인접한 부분에 부착된 하나 이상의 표면 구조체들을 분리하기 (unstick) 위해 사용되는, 기판 처리 방법. - 제 18 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 패터닝된 기판을 건조하기 위한, 기판 처리 방법. - 제 18 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 규정된 바와 같은 가스 전달 시스템을 사용하여 수행되는, 기판 처리 방법. - 디스펜싱 유출구로 연장하는 가스 전달 튜브를 포함하는 가열 가능한 가스 디스펜서에 있어서, 상기 디스펜싱 유출구는 노즐 유출구로 연장하는 노즐 튜빙을 포함하는 하우징을 포함하고,
상기 가스 전달 튜브는 상기 하우징 내로 개방되는 도관 내에 홀딩되고, 상기 도관은,
상기 가스 전달 튜브를 가열하기 위한 히터; 및
퍼지 가스로 하여금 사용시 상기 도관을 통해 상기 가스 전달 튜브의 상기 외측 표면 위로 흐르게 하도록 구성된 퍼지 가스 공급 라인을 더 포함하는, 가열 가능한 가스 디스펜서.
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