KR20220122721A - 단일 기판 세정 챔버들을 갖는 모듈식 연마 시스템에서의 기판 취급 - Google Patents

단일 기판 세정 챔버들을 갖는 모듈식 연마 시스템에서의 기판 취급 Download PDF

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KR20220122721A
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sidewall
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브라이언 제이. 브라운
에카테리나 미카일리첸코
진 지
자간 란가라잔
스티븐 엠. 주니가
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 화학 기계적 연마(CMP) 시스템들에 관한 것이고, 더 구체적으로는 반도체 디바이스들의 제조에서 사용되는 모듈식 연마 시스템들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 연마 시스템은 복수의 연마 스테이션이 내부에 배치된 제1 부분, 및 제1 부분에 결합된 제2 부분을 포함하고, 제2 부분은 기판 세정 시스템을 포함한다. 기판 세정 시스템은 챔버 체적을 형성하는 챔버 하우징을 포함하는 습윤-진입/건조-진출(wet-in/dry-out) 기판 세정 모듈을 포함한다. 연마 시스템은 제2 부분에 위치된 기판 취급기를 더 포함하고, 기판 취급기는 기판들을 챔버 하우징의 하나 이상의 측벽에 형성된 하나 이상의 개구를 통해 습윤-진입/건조-진출 기판 세정 모듈로 또는 습윤-진입/건조-진출 기판 세정 모듈로부터 이송하도록 위치된다.

Description

단일 기판 세정 챔버들을 갖는 모듈식 연마 시스템에서의 기판 취급
본 명세서에 설명된 실시예들은 일반적으로 전자 디바이스들의 제조에서 사용되는 장비에 관한 것이고, 더 구체적으로는 반도체 디바이스 제조 프로세스에서 기판의 화학 기계적 연마(CMP)에 후속하여 기판 표면들을 세정 및 건조하기 위해 사용되는 시스템들에 관한 것이다.
화학 기계적 연마(CMP)는 기판 상에 퇴적된 재료의 층을 평탄화하거나 연마하기 위해 고밀도 집적 회로들의 제조에서 일반적으로 사용된다. 전형적인 CMP 프로세스에서, 기판은 연마 유체의 존재 하에서 회전하는 연마 패드를 향해 기판의 후면을 누르는 캐리어 헤드 내에 보유된다. 연마 유체에 의해 제공되는 화학적 및 기계적 작용과 기판과 연마 패드의 상대적 이동의 조합을 통해, 연마 패드와 접촉하는 기판의 재료 층 표면에 걸쳐 재료가 제거된다. 전형적으로, 하나 이상의 CMP 프로세스가 완료된 후, 연마된 기판은 세정(cleaning), 검사 및 측정 동작 중 하나 또는 이들의 조합과 같은 하나의 또는 더 많은 CMP 후 기판 처리 동작들로 더 처리될 것이다. CMP 후 동작들이 완료되고 나면, 기판은 CMP 처리 영역으로부터 리소그래피, 에칭 또는 퇴적 프로세스와 같은 다음 디바이스 제조 프로세스로 반송될 수 있다.
귀중한 제조용 설비 공간을 절약하고 노동 비용을 감소시키기 위해, CMP 시스템은 일반적으로, 복수의 연마 스테이션을 포함하는 제1 부분, 예를 들어 후방 부분, 및 단일 연마 시스템을 형성하기 위해 제1 부분과 통합된 제2 부분, 예를 들어 전방 부분을 포함할 것이다. 제1 부분은 CMP 후 기판 세정 시스템, 기판 표면 검사 스테이션, 및/또는 CMP 전 또는 후 계측 스테이션들 중 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. CMP 후 세정 시스템들은 연마 프로세스에 후속하여 기판의 표면들을 세정 및 건조하기 위해 사용된다. 전형적으로, 기판들은 하나 이상의 기판 취급기, 예를 들어 로봇을 사용하여 CMP 후 시스템의 모듈 사이에서 이동된다.
불행하게도, 바람직하지 않은 오염물들, 예컨대, 잔류수, 연마 유체, 연마 부산물, 및 세정 유체들이 종종 기판 취급기들의 기판 취급 표면들 상에 잔류하고 및/또는 빈번하게 그에 재도입된다. 기판 취급 표면들에 대한 오염물질들의 교차 오염 및/또는 재도입은 기판이 연마 시스템으로부터 제거되기 전에 세정되고 건조된 기판의 표면들에 대한 오염물질들의 바람직하지 않은 재도입을 초래한다. 기판의 활성 표면의 이러한 오염은 디바이스 성능에 악영향을 미칠 수 있고 및/또는 디바이스 고장을 야기할 수 있고, 이는 기판 상에 형성된 사용 가능 디바이스들의 수율 억제를 초래한다.
따라서, 전술한 문제를 해결하는 세정 시스템 및 방법이 관련 기술 분야에서 요구된다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 화학 기계적 연마(CMP) 시스템, 및 기판의 연마에 후속하여 기판 표면들을 세정 및 건조하기 위해 사용되는 통합형 세정 시스템, 및 그에 관련된 방법들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 연마 시스템은 복수의 연마 스테이션이 내부에 배치된 제1 부분, 및 제1 부분에 결합된 제2 부분을 포함하고, 제2 부분은 기판 세정 시스템을 포함한다. 기판 세정 시스템은 챔버 체적을 형성하는 챔버 하우징을 포함하는 습윤-진입/건조-진출(wet-in/dry-out) 기판 세정 모듈을 포함한다. 연마 시스템은 제2 부분에 위치된 기판 취급기를 더 포함하고, 기판 취급기는 기판들을 챔버 하우징의 하나 이상의 측벽에 형성된 하나 이상의 개구를 통해 습윤-진입/건조-진출 기판 세정 모듈로 또는 습윤-진입/건조-진출 기판 세정 모듈로부터 이송하도록 위치된다.
본 개시내용의 상기 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 앞에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 그 일부가 첨부 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 이루어질 수 있다. 그러나, 첨부된 도면은 단지 예시적인 실시예들을 도시한 것이고 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며 다른 동등한 효과의 실시예들을 허용해야 한다는 것에 유의해야 한다.
도 1은 본 명세서에 설명된 모듈식 연마 시스템들의 복수의 연마 모듈 중 하나 이상을 위한 연마 스테이션으로서 사용될 수 있는, 일 실시예에 따른 연마 스테이션의 개략적인 측면도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 모듈식 연마 시스템의 개략적인 하향식 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 모듈식 연마 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2c는 다른 실시예에 따른 모듈식 연마 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 2d는 도 2a 내지 도 2c의 모듈식 연마 시스템과 함께 사용될 수 있는, 일 실시예에 따른 수평 사전 세정(HPC) 모듈의 개략적인 측면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2a 및 도 2b의 모듈식 시스템 연마 시스템과 함께 사용될 수 있는 단일 기판 세정(SSC) 모듈들의 실시예들의 개략적인 사시도들이다.
도 4a는 도 2a 및 도 2b에 도시된 기판 취급기들 중 하나의 개략적인 평면도이다.
도 4b는 도 2a 및 도 2b의 모듈식 시스템 연마 시스템과 함께 사용될 수 있는, 다른 실시예에 따른 기판 취급기의 평면도이다.
도 5a 내지 도 b는 도 3a에 도시된 습식 세정 챔버의 대안적인 실시예들의 개략적인 사시도들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 2a 및 도 2b의 모듈식 연마 시스템과 함께 사용될 수 있는 단일 기판 세정(SSC) 모듈들의 대안적인 실시예들의 개략적인 하향식 단면도들이다.
도 6c는 일 실시예에 따른 도 6a의 챔버의 외부 부분의 개략적인 사시도이다.
이해를 돕기 위해서, 가능한 경우에, 도면에서 공통되는 동일한 요소를 나타내기 위해서 동일한 참조 번호를 사용하였다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가 언급 없이도 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있을 것으로 예상된다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 반도체 디바이스 제조 산업에서 사용되는 화학 기계적 연마(CMP) 시스템들에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 명세서의 실시예들은 CMP 시스템들을 위한 개선된 세정 모듈들에 관한 것이다.
일반적으로, 세정 시스템의 개별 세정 모듈들은 연마된 기판의 표면들을 세정 및 건조하기 위해 사용된다. 전형적인 세정 시스템은 하나 이상의 버핑 스테이션, 하나 이상의 스프레이 스테이션, 및 하나 이상의 브러시 박스와 같은 복수의 습식 세정 스테이션, 및 건조 스테이션을 포함한다. 연마된 기판들은 기판 취급기를 사용하여 연마 시스템의 제1 부분에 위치된 연마 스테이션들로부터 연마 시스템의 제2 부분에 위치된 세정 시스템으로 이송된다. 전형적으로, 연마된 기판은 그 표면들 상에 잔류 연마 유체들, 물, 및 다른 연마 오염물질들을 갖기 때문에, "습윤" 상태에서 제1 부분으로부터 제2 부분으로 이송된다. 기판들을 이송하기 위해 사용되는 기판 취급기는 습윤 상태에서 기판들을 취급하도록 구성되고, 일반적으로 "습윤" 기판 취급기 또는 로봇으로서 알려져 있다. 전방 부분에 있을 때, 기판은 건조 스테이션으로 이송되기 전에 하나 이상의 습윤 기판 취급기를 사용하여 복수의 세정 모듈 중 개별 세정 모듈들 사이에서 이송된다. 기판들은 습윤 기판 취급기를 사용하여 건조 스테이션으로 이송되고, 건조 기판들을 취급하도록 구성된 다른 기판 취급기, 즉 "건조" 기판 취급기를 사용하여 건조 스테이션으로부터 제거된다.
도 1은 본 명세서에 설명된 모듈식 연마 시스템들의 연마 모듈들 중 하나 이상을 위한 연마 스테이션으로서 사용될 수 있는 예시적인 연마 스테이션(100)의 개략적인 측면도이다. 여기서, 연마 스테이션(100)은 연마 패드(102)가 고정되어 있는 플래튼(104), 및 기판 캐리어(106)를 특징으로 한다. 기판 캐리어(106)는 플래튼(104) 및 플래튼 상에 장착된 연마 패드(102)를 향한다. 기판 캐리어(106)는, 내부에 배치된 기판(180)의 재료 표면을 연마 패드(102)의 연마 표면에 대하여 압박하는데 사용되며, 동시에 캐리어 축(110)을 중심으로 회전한다. 전형적으로, 플래튼(104)은 플래튼 축(112)을 중심으로 회전하는 한편, 회전하는 기판 캐리어(106)는 부분적으로 연마 패드(102)의 불균일한 마모를 감소시키기 위해 플래튼(104)의 내부 반경으로부터 외부 반경까지 전후로 스위핑(sweeping)한다.
연마 스테이션(100)은 유체 전달 암(114) 및 패드 조절기 조립체(116)를 더 포함한다. 유체 전달 암(114)은 연마 패드(102) 위에 위치되고, 연마 유체, 예컨대, 연마재들이 내부에 부유된 연마 슬러리를 연마 패드(102)의 표면에 전달하는 데에 사용된다. 전형적으로, 연마 유체는 기판(180)의 재료 표면의 화학 기계적 연마를 가능하게 하기 위해, pH 조정제 및 다른 화학적으로 활성인 성분들, 예컨대 산화제를 함유한다. 패드 조절기 조립체(116)는 기판(180)의 연마 이전에, 이후에, 또는 연마 동안 연마 패드(102)의 표면에 대하여 고정된 연마재 조절 디스크(118)를 압박함으로써 연마 패드(102)를 조절하는데 사용된다. 조절 디스크(118)를 연마 패드(102)에 대하여 압박하는 것은, 축(120)을 중심으로 조절 디스크(118)를 회전시키고, 조절 디스크(118)를 플래튼(104)의 내부 직경으로부터 플래튼(104)의 외부 직경으로 스위핑하는 것을 포함한다. 조절 디스크(118)는 연마 패드(102)의 연마 표면을 연마하고, 회생시키고, 연마 부산물들 또는 다른 잔해물을 연마 표면으로부터 제거하기 위해 사용된다.
도 2a는 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 형성된 통합형 세정 시스템(232)을 갖는 모듈식 연마 시스템(200)의 개략적인 하향식 단면도이다. 도 2b는 도 2a의 모듈식 연마 시스템의 개략적인 사시도이다. 여기서, 모듈식 연마 시스템(200)은 제1 부분(205), 및 제1 부분(205)에 결합된 제2 부분(220)을 특징으로 한다. 제1 부분(205)은 도 1에 설명된 연마 스테이션(100)과 같은 복수의 연마 스테이션(100a,b)을 포함하며, 이들은 시각적 혼란을 감소시키기 위해 여기에 도시되지 않는다.
제2 부분(220)은 복수의 시스템 로딩 스테이션(222), 하나 이상의 기판 취급기(224, 226), 하나 이상의 계측 스테이션(228), 하나 이상의 위치 특정 연마(LSP) 모듈(229)(도 2b), 및 기판 세정 시스템(232)을 포함한다. 하나 이상의 기판 취급기(224, 226)는, 기판들(180)을 제1 부분(205)과 제2 부분(220) 사이에서 이송하고, 기판들을 제2 부분(220) 내(다양한 모듈들, 스테이션들 및 시스템들 사이를 포함함)에서 이동시키고, 기판들을 시스템 로딩 스테이션들(222)로 그리고 시스템 로딩 스테이션들(222)로부터 이송하기 위해, 단독으로 또는 조합하여 사용된다. LSP 모듈(229)은 전형적으로 연마 대상 기판의 표면적보다 작은 표면적을 갖는 연마 부재(도시되지 않음)를 사용하여 기판 표면의 일부만을 연마하도록 구성된다. LSP 모듈들(229)은 기판의 비교적 작은 부분을 수정(touch up)하기 위해, 예를 들어 기판의 비교적 작은 부분으로부터 추가의 재료를 제거하기 위해, 연마 모듈 내에서 기판이 연마된 후에 종종 사용된다.
기판 세정 시스템(232)은 연마에 후속하여 기판(180)의 표면들로부터 잔류 연마 유체들 및 연마 부산물들을 제거하는 것을 용이하게 한다. 여기서, 기판 세정 시스템(232)은, 제1 세정 모듈, 예컨대 하나 이상의 수평 사전 세정(HPC) 모듈(230)(도 2d에 추가로 설명됨), 하나 이상의 제2 세정 모듈(234), 예컨대 브러시 박스들 및/또는 스프레이 스테이션들, 및 하나 이상의 제3 세정 모듈, 예컨대 하나 또는 복수의 단일 기판 세정(SSC) 모듈(236)(3개가 도시됨) 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예들에서, 기판 세정 시스템(232)은 황산(H2SO4) 및 과산화수소(H2O2)의 용액을 사용하여 연마 유체 잔류물들을 표면들로부터 세정하도록 구성된 하나 이상의 제4 세정 모듈(235)을 더 포함한다.
도 2b에 도시된 바와 같은 일부 실시예에서, 복수의 SSC 모듈(236)은 수직 적층 배열로 배치된다. SSC 모듈(236)의 적층된 배열은 SSC 모듈들(236) 각각에 배치된 복수의 개별 기판의 동시 처리를 용이하게 한다. SSC 모듈들(236) 각각은 하나 이상의 "습식" 세정 및/또는 헹굼(rinsing) 유체를 사용하여 기판을 세정할 뿐만 아니라 그 이후에 기판을 건조하도록 구성되고, 따라서 종래의 멀티스테이션 세정 시스템의 개별 습식 세정 및 건조 스테이션들 사이에서의 시간 소모적인 기판 이송 취급 동작들을 불필요하게 만든다. 수직 적층 배열의 복수의 SSC 모듈(236)의 사용은 종래의 연마 시스템들과 비교할 때 모듈식 연마 시스템(200)의 기판 처리 처리량 밀도(substrate processing throughput density)를 유리하게 증가시킨다.
여기서, 모듈식 연마 시스템(200)의 동작은 시스템 제어기(270)에 의해 지시된다. 시스템 제어기(270)는 메모리(272)(예를 들어, 비휘발성 메모리) 및 지원 회로들(273)과 함께 동작 가능한 프로그램 가능한 중앙 처리 장치(CPU)(271)을 포함한다. 지원 회로들(273)은 통상적으로 CPU(271)에 결합되고, 모듈식 연마 시스템(200)의 제어를 용이하게 하기 위해 모듈식 연마 시스템(200)의 다양한 컴포넌트들에 결합된 캐시, 클록 회로들, 입력/출력 서브시스템들, 전력 공급부들 등, 및 이들의 조합들을 포함한다. CPU(271)는 처리 시스템의 다양한 컴포넌트들 및 서브-프로세서들을 제어하기 위해, 프로그램 가능 로직 제어기(PLC)와 같은, 산업 현장에서 사용되는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나이다. CPU(271)에 결합된 메모리(272)는 비일시적이며, 전형적으로, 쉽게 입수 가능한 메모리들, 예컨대, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플로피 디스크 드라이브, 하드 디스크, 또는 임의의 다른 형태의 로컬 또는 원격 디지털 스토리지 중 하나 이상이다.
전형적으로, 메모리(272)는, CPU(271)에 의해 실행될 때, 모듈식 연마 시스템(200)의 동작을 용이하게 하는 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 비휘발성 메모리)의 형태이다. 메모리(272) 내의 명령어들은 본 개시내용의 방법들을 구현하는 프로그램과 같은 프로그램 제품의 형태이다. 프로그램 코드는 다수의 상이한 프로그래밍 언어들 중 임의의 것에 따를 수 있다. 일 예에서, 본 개시내용은 컴퓨터 시스템과 함께 사용하기 위한 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장된 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 프로그램 제품의 프로그램(들)은 (본 명세서에 설명된 방법들을 포함하는) 실시예들의 기능들을 규정한다.
예시적인 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다: (i) 기입 불가능한 저장 매체(예를 들어, CD-ROM 드라이브에 의해 판독가능한 CD-ROM 디스크들, 플래시 메모리, ROM 칩들 또는 임의의 타입의 고체-상태 비휘발성 반도체 메모리 디바이스들, 예를 들어, 정보가 영구적으로 저장될 수 있는 고체 상태 드라이브들(SSD)과 같은 컴퓨터 내의 판독전용 메모리 디바이스들); 및 (ii) 변경 가능한 정보가 저장되는 기입 가능한 저장 매체(예를 들어, 디스켓 드라이브 내의 플로피 디스크들 또는 하드 디스크 드라이브 또는 임의의 타입의 고체 상태 랜덤 액세스 반도체 메모리). 이러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 본 명세서에 설명되는 방법들의 기능들을 지시하는 컴퓨터 판독가능 명령어들이 저장되어 있다면, 본 개시내용의 실시예들이다. 일부 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 방법들 또는 그 부분들은 하나 이상의 주문형 집적 회로들(ASICs), 필드 프로그래머블 게이트 어레이들(FPGAs) 또는 다른 유형의 하드웨어 구현들에 의해 수행된다. 일부 다른 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 기판 처리 및/또는 취급 방법들은 소프트웨어 루틴들, ASIC(s), FPGAs 및/또는 다른 유형의 하드웨어 구현들의 조합에 의해 수행된다. 하나 이상의 시스템 제어기(270)는 본 명세서에 설명된 다양한 모듈식 연마 시스템들 중 하나 또는 그들의 임의의 조합 및/또는 그들의 개별 연마 모듈들과 함께 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, SSC 모듈들(236) 중 개별 SSC 모듈들은, 하나 이상의 기판 취급기들(226)이 그 사이에 배치되도록 제2 부분(220)의 대향 측면들 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 모듈식 연마 시스템(200)은 하나 이상의 기판 유지 스테이션(225a-b)을 더 포함하며, 이들은 기판 취급기(224)와 하나 이상의 기판 취급기(226) 사이에, 개별 기판 취급기들(226) 사이에, 및/또는 유지 스테이션(225b)과 같이 제2 부분(220)의 상이한 모듈들 및 시스템들 사이에 배치된 한다. 일부 실시예들에서, 모듈식 연마 시스템(200)은 제1 부분(205)과 제2 부분(220) 사이에 배치되어 그들 사이의 기판 스테이징(staging) 및 이송을 용이하게 하는 기판 유지 스테이션(225a)을 포함한다. 여기서, 기판 유지 스테이션들(225a-b)은 각각 복수의 기판을 유지하도록 구성되고, 기판 취급 동작들 및/또는 기판 처리 시퀀스들에서의 유연성을 증가시키기 위해 습윤 또는 건조 기판 스테이징에 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 모듈식 연마 시스템(200)은 SSC 모듈들(236)과 기판 취급기(224) 사이에 배치된 하나 이상의 제1 로드 록 챔버(240A), 및/또는 개별 기판 취급기들(226A,B) 사이에 그리고 "습윤" 기판 처리 영역 사이에 배치된 하나 이상의 제2 로드 록 챔버(240B)를 더 포함한다. 전형적으로, 로드 록 챔버들(240A) 각각은, 유지 스테이션(225b)이 내부에 배치된 로드 록 체적(load-lock volume)을 형성하는 챔버 본체 또는 챔버 벽들을 포함한다. 기판 취급기(224)가 상주하는 기판 취급 영역(221), SSC 모듈들(236), 및/또는 기판 취급기(226A)가 상주하는 영역으로부터의 로드 록 체적에 대한 접근은, 그들 사이의 개별 챔버 벽들을 통과해 배치된 개구들을 통해 제공되고, 이러한 개구들 각각은 도어(241)로 밀봉 가능하다.
전형적으로, 기판들은 로드 록 체적으로의 도어들(241) 중 하나보다 많은 도어가 언제라도 동시에 개방되지 않는 것을 보장하는 시퀀스로 도어들(241) 각각을 개별적으로 개방 및 폐쇄함으로써 로드 록 챔버들(240A 및 240B) 내외로 이송된다. 따라서, 로드 록 챔버들(240A-B)은 연마 시스템(200)의 개별 모듈들 및/또는 부분들의 분위기들을 서로로부터 유체 격리하기 위해 사용될 수 있어서, 그들 사이의 오염물질들의 유동을 방지하고 및/또는 실질적으로 감소시킨다. 따라서, SSC 모듈(236)에서 처리된 세정 및 건조 기판들은, 세정 및 건조 기판을 "습윤" 기판 처리 구역(220B)의 분위기에 노출시키지 않으면서 SSC 모듈들(236)로부터 로드 록 챔버(240A)로, 그리고 로드 록 챔버들(240A)로부터 기판 취급 영역(221)으로 이송될 수 있다.
일부 실시예들에서, 청정 건조 공기(CDA) 또는 불활성 가스(예를 들어, N2)가 로드 록 체적들에 유체 결합된 가스 소스(242)를 사용하여 로드 록 체적들에 제공된다. 일부 실시예들에서, 기판 취급 영역(221)의 분위기는 제1 부분(205)보다 더 높은 압력으로 유지되고, 로드 록 챔버들(240A-B) 및 SSC 모듈들(236)은 그들 사이의 압력들로 유지된다. 기판 취급 영역(221)과 제1 부분(205) 사이에 배치된 챔버들을 통해 기판 취급 영역(221)에서 제1 부분(205)으로 높은 압력에서 낮은 압력으로의 구배를 유지함으로써, 다양한 챔버들 및 모듈들의 도어들이 그들 사이에서 개방 및 폐쇄될 때 시스템 내의 공기의 유동이 기판 취급 영역(221)으로부터 제1 부분(205)으로 이동하는 것을 보장한다. 따라서, 압력 구배는 바람직하지 않은 오염물질들이 제1 부분(205), 처리 구역(220B), 및 SSC 모듈들(236)로부터 로드 록 챔버들(240A-B) 내로 그리고/또는 기판 취급 영역(221) 내로 유동하는 것을 방지한다. 일 예에서, 순차적으로 위치된 프로세스 챔버들, 또는 처리 구역들 사이의, 예컨대 SSC 모듈들(236)과 로드 록 챔버들(240A-B), 또는 기판 취급 영역(221)과 로드 록 챔버들(240A-B) 사이의 압력 강하는 약 0.1 인치 w.g.와 약 5 인치 w.g. 사이이다.
일부 실시예들에서, 로드 록 챔버는 도어(241)의 하나 이상의 측 상의 상대 습도가 미리 규정된 기준 상대 습도(RH) 값 미만으로 떨어질 때까지 기판 이송 프로세스 동안 폐쇄된 채로 남아있을 수 있다. RH는 불활성 가스 공급부로부터 도어(241)의 일 측 상의 요구되는 영역으로의 적절한 양의 불활성 가스의 유동을 개시함으로써 낮춰질 수 있다. 예를 들어, 로드 록 챔버(240)와 SSC 모듈(236, 600b)을 분리하는 도어(241)를 개방하기 전에 로드 록 챔버(240)(도 2c 또는 6b) 내로의 적절한 양의 불활성 가스의 유동을 개시하는 것이 바람직할 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 내부의 RH를 낮추기 위해 SSC 모듈(236, 600b) 내로의 적절한 양의 불활성 가스의 유동을 개시한 다음, 로드 록 챔버(240)와 SSC 모듈(236, 600b)을 분리하는 도어(241)를 개방하기 전에 챔버들 사이에 바람직한 압력 구배가 형성되는 것을 보장하는 것이 바람직할 수 있다.
도 2c에서의 로드 록 챔버(240A,B), 기판 취급기들(226A,B), 및 단일 기판 세정 SSC 모듈들(236)의 배열은 형성된 기판 취급 경로들(순차적으로 번호가 매겨진 화살표들(1-17)로 도시됨)을 허용하고, 이는 습윤 및 건조 기판들과 기판 취급 표면들 사이의 노출을 감소시켜, 다르게는 그와 연관될 수 있었던 교차 오염 이벤트들을 유리하게 감소시킨다.
개별 HPC 모듈(230)이 도 2d에 도시되어 있고, 챔버 체적(282)을 형성하는 챔버 본체(281), 및 챔버 체적(282) 내에 집합적으로 배치된 세정 스테이션(283), 패드 캐리어 암(284), 및 패드 조절기 스테이션(285)을 포함한다. 세정 스테이션(283)은, 수평 배향으로 기판(180)을 지지하고 축(A)을 중심으로 기판(180)을 회전시키기 위해 사용되는 진공 척(291), 및 세정 유체를 기판(180)의 표면에 분배하기 위한 유체 분배 암(288)을 포함한다. 패드 캐리어 암(284)은, 기판(180)의 표면에 걸쳐 패드 캐리어(287)에 고정된 세정 패드(286)를 스위핑하고 패드 캐리어에 대해 하향력을 가하기 위해 축(B)를 중심으로 피벗 가능하다. 여기서, 패드 캐리어 암(284)은 패드 캐리어(287), 및 그에 따른 세정 패드(286)를 기판(180)과 패드 조절기 스테이션(285) 사이에서 이동시키도록 구성된다. 패드 조절기 스테이션(285)은 세정 패드(286)의 표면을 세정하고 회생시키기 위해 사용되는 패드 조절기(289), 예를 들어 브러시 또는 연마 디스크를 포함한다. 진공 척(291) 및 진공 척 상에 고정된 기판(180)의 수평 배향은 세정 패드(286)에 의해 기판(180) 상에 더 큰 힘들이 가해지는 것을 가능하게 하고, 따라서 제거하기 어려운 연마 유체 부산물들, 예를 들어 연마 유체 잔류물들의 기판 표면들로부터의 세정 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 세정 유체들은, HPC 모듈(230)이 제2 부분(220)의 상위 부분에 위치되어 다른 모듈들 또는 시스템들이 그 아래에 위치되는 것을 유리하게 허용할 수 있도록, 챔버 본체(281)의 베이스(290)를 통과해 배치된 배수부(293)를 사용하여 수집된다.
도 3a 및 도 3b는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 SSC 모듈(236)의 일부로서 또는 그를 대신하여 사용될 수 있는, 일부 실시예에 따른 각각의 단일 기판 세정(SSC) 모듈(300a,b)의 개략적인 등측도이다.
여기서, SSC 모듈들(300a,b)의 개별 SSC 모듈들 각각은 챔버 체적(340)을 형성하는 챔버 하우징(303), 및 도 6a 및 도 6b에 도시된 세정 스테이션들 중 하나와 같이 챔버 체적(340)에 배치된 세정 스테이션(도시되지 않음)을 포함한다. 일반적으로, SSC 모듈들(300a,b)은, 예를 들어, 하나 이상의 세정 유체를 사용함으로써, 잔류 연마 오염물들을 기판으로부터 제거하기 위한 기판의 습식 처리, 및 그 후의 기판의 건조 양자 모두를 위해 구성된다. 따라서, 각각의 SSC 모듈(300a,b)은 개별 단일 기판 습윤-진입/건조-진출 세정 시스템을 제공한다.
여기서, 각각의 SSC 모듈(300a,b)은 챔버 하우징(303)의 하나 이상의 측벽(310)을 통과해 배치된 하나 이상의 슬롯형 개구, 예를 들어, 제1 개구(301) 및 선택적 제2 개구(302)를 특징으로 한다. 제1 및 제2 개구(301, 302)는 챔버 체적(340)에 대한 기판 취급기 접근을 제공하고, 따라서 세정 스테이션으로의 그리고 세정 스테이션으로부터의 기판 이송을 용이하게 한다. 예를 들어, 도 3a에서, SSC 모듈(300a)은 측벽(310)들 중 하나를 통해 배치된 제1 개구(301) 및 제1 개구(301)와 동일한 측벽(310)에 배치된 선택적 제2 개구(302)를 포함한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제2 개구(302)는 (Y 방향으로) 제1 개구(301) 아래에 있는 측벽(310)의 일부에 위치된다. 일부 실시예들에서, "습윤" 처리 대상 기판들은 제2 개구(302)를 통해 챔버 체적(340) 내로 이송되고, "건조" 처리된 기판들은 제1 개구(301)를 통해 챔버 체적(340) 외부로 이송된다. 대안적으로, 제1 개구(301) 및 제2 개구(302)는 도 3b에 도시된 바와 같이 상이한 측벽을 통해 각각 배치될 수 있고, 제1 개구(301)는 복수의 측벽(310) 중 제1 측벽(320)을 통과해 배치되고, 제2 개구(302)는 복수의 측벽(310) 중 제2 측벽(330) 상에 배치된다. 제1 및 제2 개구(301, 302)가 상이한 측벽을 통과해 배치되는 실시예에서, 제1 및 제2 개구(301, 302)는 Y 방향으로 상이하거나 또는 실질적으로 동일한 위치에 위치될 수도 있다.
도 3b에서, 제1 및 제2 측벽(320, 330)은 SSC 모듈(300b)의 양측에 배치된다. 다른 실시예들에서, 제1 및 제2 개구(301, 302)는 서로 직교하는 각각의 측벽들을 통과해 배치될 수 있다. 유리하게도, 상이한 측벽들(320, 330) 및/또는 동일한 측벽(310)(도 3a)에 제1 개구(301) 및 제2 개구(302)를 배치하고 및 습윤 또는 건조 기판들의 이송을 위해 각각의 개구를 전용하는 것은 SSC 모듈(236)에 진입하는 습윤 기판들과 SSC 모듈(236)을 빠져나가는 건조 기판들 사이의 교차 오염을 바람직하게 최소화한다. 제1 및 제2 개구(301, 302)는 바닥에 대해, 즉 Y 방향으로 실질적으로 동일하거나 상이한 수직 높이들에 위치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 하나 이상의 기판 취급기(226)로서 사용될 수 있는 기판 취급기들(226a 및 226b)의 개략적인 평면도들이다. 기판 취급기들(226a,b)은, 기판들을 X, Y 및 Z 방향으로 이동시키고, 일부 실시예들에서는, 기판의 배향을 수직 배향으로부터 수평 배향으로 또는 그 반대로 변경하도록 구성되어, 모듈식 연마 시스템(200)의 다양한 모듈들과 시스템들 사이에서의 기판 이송을 용이하게 한다. 여기서, 기판 취급기들(226a,b)은 하나 이상의 암(401)을 포함하고, 각각의 암은 엔드 이펙터(403)(가상선으로 도시됨)에 결합된다. 도 4a에서, 기판 취급기(226a)는, 습윤 기판들을 SSC 모듈(300a,b) 내로 이송할 뿐만 아니라 SSC 모듈(300a,b)로부터 건조 기판들을 제거하기 위해 사용될 수 있는 단일 엔드 이펙터(403)를 특징으로 한다.
도 4b에서, 기판 취급기(226b)는 제1 및 제2 암들(401a,b), 및 그에 결합된 대응하는 제1 및 제2 엔드 이펙터들(403a,b)(가상선으로 도시됨)을 특징으로 한다. 여기서, 제1 엔드 이펙터(403a)는 습윤 기판들, 즉, SSC 모듈들(300a,b)로 이송될 기판들 취급에 전용되고, 제2 엔드 이펙터(403b)는 건조 기판들, 즉, SCC 모듈들(300a,b)로부터 이송될 기판들 취급에 전용된다. SSC 모듈(300a,b)로 그리고 SSC 모듈(300a,b)로부터 기판을 이송하기 위한 전용 엔드 이펙터(403a,b)의 사용은 바람직하게는 SSC 모듈(300a,b)로 이송된 습윤 기판의 표면들로부터 SSC 모듈(300a,b) 외부로 이송된 건조 기판의 표면들로의 바람직하지 않은 오염물질들의 이송을 감소시킨다. 일부 실시예들에서, 제1 엔드 이펙터(403a)는 제1 개구(301)를 통해 SSC 모듈(300a,b) 내로 기판들을 이송하기 위해 사용되고, 제2 엔드 이펙터(403b)는 제2 개구(302)를 통해 SSC 모듈(300a,b) 외부로 기판들을 이송하기 위해 사용된다.
도 5a 및 도 5b는, 각각이 도 2a 내지 도 2c에 도시된 SSC 모듈(236)의 일부로서 또는 그를 대신하여 사용되는, 각각의 단일 기판 세정(SSC) 모듈(500a 및 500b)의 대안적 실시예의 개략적 사시도이다. 여기서, SSC 모듈(500a)은 챔버 체적(340)을 형성하는 챔버 하우징(303)을 포함한다. 챔버 하우징(303)은 복수의 측벽들(310)을 포함하고, 여기서 제1 개구(301)는 측벽들(310) 중 하나에 형성되고, 터널(501)은 제1 개구(301)와 정렬하여 배치되고 측벽(310)으로부터 외향 연장되어 기판 이송 터널(505a)을 형성한다. 일부 실시예들에서, 터널(501)은, 예를 들어, 측벽(310)에 대해 터널을 위 또는 아래로(Y 방향으로) 이동시킴으로써, 터널을 제1 개구(301)로부터 멀어지게 이동시키도록 구성되는 액추에이터(507)에 결합된다. 그러한 실시예들에서, 터널(501)은 건조 기판들이 챔버 체적(340) 외부로 이송될 때 제1 개구(301)로부터 멀어지게 이동될 수 있고, 습윤 기판들이 챔버 체적(340) 내로 이송될 때 제1 개구(301)와 정렬되도록 다시 이동될 수 있다. 따라서, 이러한 실시예들에서, 터널(501)은 기판이 로딩될 때 습윤 기판들이 SSC 모듈(500a)의 개구(301) 및/또는 측벽들(310)의 표면들에 오염물질들을 전달하는 것을 방지하는데 사용될 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같은 일부 실시예들에서, 터널(503)은, SSC 모듈(500b)의 측벽(310)에 고정적으로 결합되는 것과 같이, SSC 모듈(500b)에 고정적으로 결합되고, 제1 개구(301)와 정렬되어 배치되어 기판 이송 터널(505b)을 형성한다. 그러한 실시예들에서, 터널은 (도시된 바와 같이) 측벽(310)으로부터 외향 연장되거나, 챔버 체적(340) 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 측벽(310)으로부터 내향 연장되거나, 양자 모두일 수 있다. 다른 실시예들에서, 터널(503)은 제2 개구(302)와 정렬되어 배치된다. 일부 실시예들에서, SSC 모듈(500b)은 복수의 터널들(503)을 포함하고, 상기 터널들 각각은 각각의 개구(301, 302)와 정렬되게 배치되어, 그와 함께 대응하는 기판 이송 터널(505b)을 형성한다. 전형적으로, 이러한 실시예들 각각에서, 개구들(301, 302) 중 하나는 습윤 기판들을 챔버 체적(340) 내로 이송하기 위해 사용되고, 2개의 개구(301, 302) 중 다른 하나는 건조 기판들을 챔버 체적(340) 외부로 이송하기 위해 사용되며, 따라서 건조 기판의 표면들에 대한 오염물질들 및/또는 유체들의 재도입을 최소화한다.
일부 실시예들에서, 제1 개구(301) 및/또는 제2 개구(302)는 도어(도시되지 않음) 및 도어 액추에이터(도시되지 않음)를 포함하며, 이들은 개방 위치에 있을 때 제1 개구(301) 및/또는 제2 개구(302)의 내외로 기판이 이송되는 것을 허용하도록, 폐쇄 위치에 있을 때 제1 개구(301) 및/또는 제2 개구(302)를 밀봉하는데 사용될 수 있다. 도어가 폐쇄 위치에 있을 때, SSC 모듈(500b)의 내부, 예를 들어, 챔버 체적(340)은 바람직하게는 제2 부분(220)의 환경으로부터 격리되어, 제2 부분으로부터의 오염물질들이 그 내부로 유동하는 것을 제한한다.
도 6a는 도 2a 및 도 2b에 도시된 SSC 모듈(236)의 일부로서 또는 그를 대신하여 사용될 수 있는, 다른 실시예에 따른 SSC 모듈(600a)의 일부의 개략적인 하향식 단면도이다. 여기서, SSC 모듈(600a)은 도 2a 및 도 2b의 모듈식 연마 시스템(200)과 실질적으로 유사한 모듈식 연마 시스템(200b)의 일부와 통합되는 것으로 도시되어 있다. 본 명세서에 개시된 다른 실시예들과 조합될 수 있는, 예컨대 도 3a 및 도 3b, 및 도 5a 및 도 5b에 도시된 특징들의 임의의 조합을 갖는 일 실시예에서, SSC 모듈(600a)은 2개의 별개의 섹션, 즉 습윤 구역(610) 및 건조 구역(620)을 특징으로 하고, 모듈식 연마 시스템(200b)은 모듈 내외로의 기판 이송을 위해 도 4b에서 설명된 제2 기판 취급기(226b)를 사용한다. 전술된 바와 같이, 제2 기판 취급기(226b)는 2개의 기판 취급기 암(401, 402)을 갖고, 이들 각각은 습윤 구역(610)과 건조 구역(620) 사이의 교차 오염을 감소시키기 위해 습윤 또는 건조 기판 취급에 전용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 엔드 이펙터 세정 및/또는 건조 시스템(603)은 제2 기판 취급기(226b)에 인접하여 배치된다. 엔드 이펙터 세정 및/또는 건조 시스템(603)은, 기판 이송 동작들 사이에서 기판 취급기 암(401)을 세정 및/또는 건조함으로써, 습윤 및 건조 기판들(180) 양자 모두를 운반하기 위해 동일한 기판 취급기 암(401)이 사용될 수 있게 한다. 전형적으로, 엔드 이펙터 세정 및/또는 건조 시스템(603)은 유체 소스에 결합된 하나 이상의 스프레이 노즐을 포함한다. 세정 동작 동안, 세정 및/또는 건조 시스템(603)은 임의의 바람직하지 않은 오염을 제거하기 위해 세정 유체(예를 들어, 탈이온(DI) 수)의 스트림을 기판 취급기 암(들) 또는 엔드 이펙터(들)의 하나 이상의 부분으로 지향시킨다. 건조 동작 동안, 세정 및/또는 건조 시스템(603)은 가스(예를 들어, N2, CDA) 및/또는 다른 유형의 유체들(예를 들어, 알코올 함유 증기)을 기판 취급기 암(들) 또는 엔드 이펙터(들)의 하나 이상의 부분에 걸쳐 지향시켜, 이러한 구성요소들의 건조를 촉진할 수 있다.
기판들(180)을 세정하고, 또한 기판들(180) 상에 잔류하는 잔해물 또는 다른 바람직하지 못한 입자들을 초래할 수 있는 기판들(180)의 조기 건조를 방지하기 위해, 습윤 구역(610) 상에 여러 구성요소가 포함될 수 있다. 예를 들어, 습윤 구역(610)은, 기판 지지체(621)의 일부이고 습식 처리 모듈(611) 내에 배치되는 습식 리프트 핀들(612a)의 세트를 포함할 수 있다. 습식 처리 모듈(611)은 SSC 모듈(600a)의 습윤 구역(610)에서 수행되는 습식 세정 프로세스 동안 기판의 표면에 가해지는 임의의 유체들을 수집하도록 구성되는 습식 처리 컵(616)을 포함한다. 습식 처리 컵(616)은 배출 시스템(도시되지 않음) 및 배수부(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
습윤 구역(610)은 하나 이상의 스프레이 바(614)(3개가 도시됨), 예컨대 2개 이상의 스프레이 바(614), 또는 3개 이상의 스프레이 바(614)를 포함한다. 스프레이 바들(614) 각각은, 스프레이 바가 기판 상에 위치될 때 유체(예를 들어, DI 수)를 기판(180) 상에 지향시키는 복수의 노즐을 포함한다. 여기서, 하나 이상의 스프레이 바(614) 각각은 복수의 노즐을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 유체 소스(681) 및 제2 유체 소스(682)는 복수의 스프레이 바(614) 중의 개별 스프레이 바들에 유체 결합된다. 일 실시예에서, 제1 유체 소스(681)는 DI수를 스프레이 바들(614)에 제공한다. 일 실시예에서, 제2 유체 소스(682)는 하나 이상의 세정 유체(예를 들어, 산, 염기, 용매, 건조제(예를 들어, 알코올) 등)를 스프레이 바들(614)에 제공한다. 시스템 제어기(270)는 제1 유체 소스(681) 및/또는 제2 유체 소스(682)를 제어한다. 일 실시예에서, 습윤 구역(610) 내로 운반된 기판들(180)이 충분히 습윤되어 있는지를 검출하기 위해, 습윤 기판 배치 센서(도시되지 않음)가 습윤 구역(610) 내에 배치된다. 기판들(180)이 습윤 구역(610) 내에서의 습식 처리 전에 또는 습식 처리 동안 충분하게 습윤된 상태가 아니라고 결정되는 경우, 스프레이 바는 유체를 기판의 표면에 전달하도록 활성화될 수 있다. SSC 모듈(600a)의 습윤 구역(610)에서 수행되는 습식 세정 프로세스의 완료 시에, 건조제 및/또는 가스가 건조 구역(620)으로 이송되기 전에 기판에 가해질 수 있다.
추가로, SSC 모듈(600a)은, 습윤 구역(610)과 건조 구역(620) 사이에서 기판(180)을 이송하도록 구성된 별개의 제3 기판 취급기(615)를 포함할 수 있다. 이 제3 기판 취급기(615)는 습윤 구역(610) 및 건조 구역(620)이 SSC 모듈(600a) 내에서 분리될 수 있게 한다. SSC 모듈(600a)은 내부에 배치된 기판 취급기 세정 및/또는 건조 시스템(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 기판 취급기 세정 및/또는 건조 시스템은 엔드 이펙터 세정 및/또는 건조 시스템(603)과 함께 사용되는 전술된 시스템과 유사할 수 있다.
잔류물 및 다른 원하지 않는 입자들이 기판(180)의 외측 에지 상에 잔류할 수 있고; 따라서, 기판(180)의 외측 에지를 세정하기 위한 장치가 요구된다. 예를 들어, SSC 모듈(600a)에서 수행되는 기판 세정 프로세스의 상이한 시간들 동안 기판(180)의 에지를 세정하기 위해, 휠(619)이 액추에이터(도시되지 않음)에 의해 이동되고 선택적으로 위치될 수 있다. 대안적으로, 또는 휠(619)과 조합하여, 스프레이 노즐(618)은 기판(180)의 에지를 따라 세정 유체(예를 들어, DI 수)를 스프레이함으로써 기판(180)의 에지를 세정하도록 위치될 수 있다. 기판(180)은, 스프레이 노즐(618) 또는 휠(619)이 기판(180)의 전체 외측 에지를 세정하도록 기판 지지체(621) 상에서 회전한다. 모터(622)가 기판 지지체(621)의 회전에 동력을 공급한다.
SSC 모듈(600a)의 습윤 구역(610)의 노출된 표면 상에 유체가 축적되는 것을 방지하기 위해, 노출된 내부 표면(630)은 유체를 배수부(605)를 향해 지향시키기 위해 각을 형성하거나 경사질 수 있다. 배수부는 SSC 모듈(600a)의 비교적 낮은 부분에 위치한다. 본 명세서에 개시된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, SSC 모듈(600a)은 유체가 습윤 구역(610)을 탈출하여 건조 구역(620) 및/또는 챔버의 다른 부분들에 충돌하는 것을 방지하기 위한 밀봉부들(도시되지 않음)을 포함한다.
SSC 모듈(600a)의 건조 구역(620)은 기판이 건조될 때 기판(180)을 지지하도록 구성된 건식 리프트 핀들(613)의 세트를 포함한다. 건조 구역(620)은 건조 구역(620) 상에서 기판 지지체(621)에 인접하여 배치된 이온화 바(678)를 더 포함한다. 이온화 바(678)는, 습윤 구역(610)으로부터 건조 구역(620)으로 전달될 때 기판(180)에 충돌하는 에어 커튼을 생성하도록 공기의 흐름을 지향시킬 수 있다. 전력 공급부(679)는 이온화 바(678)로부터 유동하는 가스를 이온화 바(678) 외부로 유동할 때 이온화하는데 사용된다. 결과적인 이온화된 가스는 처리 동안 기판(180) 상에 형성된 임의의 잔류 전하를 제거하기 위해 사용된다.
일부 실시예들에서, 물리적 분할기(631)가 습윤 구역(610)과 건조 구역(620) 사이에 배치된다. 물리적 분할기(631)는 제3 기판 취급기(615)에 의한 습윤 구역(610)과 건조 구역(620) 사이에서의 기판의 이송을 허용하도록 크기 설정된 슬롯 형상의 개구를 포함할 수 있다.
원하지 않는 기류를 추가로 완화시키기 위해, SSC 모듈(600a)은 기류 관리 시스템(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 기류 관리 시스템은 SSC 모듈(600a)의 처리 구역의 적어도 일부 위에 위치되는 HEPA 필터, 및 국소 배출 시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 기류 관리 시스템은, 적어도 SSC 모듈(600a) 내외로 하나 이상의 기판(180)을 이송하는 동안 SSC 모듈(600a) 내에서 양압을 유지하기 위한 장치이다. 일 실시예에서, 기류 관리 시스템은 SSC 모듈(600a)의 개구들에 결합되는 하나 이상의 로드 록들을 포함한다.
도 6b에 도시된 것과 같은 다른 실시예들에서, SSC 모듈(600b)은 이후에 기판의 순차적인 습식 처리 및 건조를 위해 구성된 챔버 체적(340) 내 단일 처리 스테이션을 특징으로 할 수 있다. 도 6b에서, SSC 모듈(600b)은 도 2a 및 도 2b의 모듈식 연마 시스템(200) 또는 도 6a의 모듈식 연마 시스템(200b)과 실질적으로 유사한 모듈식 연마 시스템과 통합된다. 여기서, SSC 모듈(600b)은, 도 3a 및 도 3b, 도 5a 및 도 5b, 및 도 6a에 설명된 특징들 중 임의의 하나 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 여기서, SSC 모듈(600b)은, 습식 처리, 예를 들어, 하나 이상의 유체를 사용한 세정, 및 동일한 기판 지지체(621)를 사용한 챔버 체적(340)의 구역 내 건조 양자 모두를 위해 구성된다. 여기서 기판들은 제1 세트의 리프트 핀들, 이 경우 습식 리프트 핀들(612a)을 사용하여 기판 지지체로 이송된다. 기판이 세정되고 건조되면, 제2 세트의 리프트 핀들, 이 경우 건식 리프트 핀들(612b)은 기판 취급기 암에 의한 기판에 대한 접근을 용이하게 하기 위해 기판을 기판 지지체(621)로부터 들어올리는데 사용된다. 따라서, 그 위에 잔류 유체들을 가질 수 있는 습식 리프트 핀들(612a)은 건조 기판과 접촉하지 않고, 습식 리프트 핀들(612a)로부터 기판 표면들로의 잔류 유체들의 재도입이 바람직하게 회피될 수 있다.
도 6c는 일 실시예에 따른 도 6a의 SSC 모듈(600a)의 외부 부분의 개략적인 사시도이다. 본 명세서에 개시된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 터널(501)은 제1 개구(301)와 정렬되어, 그와 정합되는 기판 이송 터널(505c)을 형성한다. 터널(505c)은 바람직하게는 제1 개구(301)를 통해 SSC 모듈(600c)에 진입하는 습윤 기판들(180)의 표면들 상에 배치된 유체 및/또는 다른 오염물들이 제2 개구(302)로부터 SSC 모듈(600a)을 빠져나가는 건조 기판들(180)의 표면 상으로 적하하거나 이동하는 것을 방지한다. 습윤 기판들(180)은 A 방향으로 입구(660)에서 터널(505c)에 진입하고, 건조 기판들은 모듈식 연마 시스템(200b)의 다른 처리 영역들, 예를 들어 복수의 시스템 로딩 스테이션(222) 중 하나로 운반되기 전에 B 방향으로 제2 개구(302)를 빠져나간다.
여기서, 터널들(505a-c) 각각은 처리 대상 기판의 직경보다 큰, 예를 들어 320 mm보다 큰, 약 350 mm 보다 큰, 또는 약 300 mm와 약 400 mm 사이의 폭을 갖는다. 터널들(505a-c)은 기판 및 기판 취급기의 엔드 이펙터의 두께를 수용하기에 충분한 높이, 예컨대 약 2.5 cm 이상, 약 5 cm 이상, 약 7.5 cm 이상, 또는 약 10 cm 이상, 또는 약 2.5 cm와 약 20 cm 사이, 예컨대 약 2.5 cm와 약 15 cm 사이, 또는 약 2.5 cm와 약 10 cm 사이의 높이를 갖는다. 터널들이 측벽들(310)로부터 외향 연장되거나, 챔버 체적(340) 내로 내향 연장되는 경우와 같은 일부 실시예들에서, 터널들의 길이는 약 100 mm 초과, 예컨대 약 150 mm 초과, 약 200 mm 초과, 약 250 mm 초과, 또는 약 300 mm 초과, 또는 약 100 mm와 약 1000 mm 사이, 예컨대 약 100 mm와 약 750 mm 사이 또는 약 100 mm와 약 500 mm 사이일 수 있다. 일부 실시예들에서, 종횡비(길이 대 높이, 여기서 높이는 Y 방향에서 측정됨)는 5:1 초과, 예컨대 약 10:1 초과이다. 위의 터널 크기들은 300 mm 기판을 처리하도록 크기 설정된 SSC 모듈에 대해 사용될 수 있다. 상이한 직경들을 갖는 기판들을 처리하도록 크기 설정된 SSC 모듈들에 대해 적절한 크기 조정(scaling)이 이용될 수 있다.
유리하게도, 전술된 습식 세정 시스템들 및 관련 기판 취급 및 이송 방식들은, 단일 웨이퍼 습식 세정 챔버 내에서의 습윤-진입/건조-진출 세정 프로세스 후에 건조 기판 표면으로의 유체들 및/또는 다른 오염물질들의 원하지 않는 재도입을 실질적으로 감소 및/또는 제거한다. CMP 후 세정 프로세스 후에 표면 기판들 상으로의 오염물질들의 재도입을 방지함으로써, 사용 가능한 디바이스들의 결함도 증가 및 수율 억제, 및/또는 그와 연관된 디바이스 성능 및 신뢰성 문제들이 바람직하게 회피될 수 있다.
이상 본 개시내용의 실시예에 대해 설명했지만, 본 개시내용의 기본 범위 내에서 다른 실시예 및 추가의 실시예가 도출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 후술되는 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 연마 시스템으로서,
    복수의 연마 스테이션이 내부에 배치된 제1 부분;
    상기 제1 부분에 결합된 제2 부분 － 상기 제2 부분은 기판 세정 시스템을 포함하고, 상기 기판 세정 시스템은 습윤-진입/건조-진출 기판 세정 모듈을 포함하고, 상기 습윤-진입/건조-진출 기판 세정 모듈은
    챔버 체적을 형성하는 챔버 하우징 － 상기 챔버 하우징의 제1 측벽은 상기 챔버 하우징을 통해 관통하여 형성된 제1 개구를 가짐 －;
    상기 챔버 체적 내에 배치된 기판 지지체; 및
    상기 제1 개구를 덮거나 밀봉하도록 동작 가능한 제1 도어 또는 제1 밸브를 포함함 －; 및
    상기 제2 부분에 위치된 기판 취급기 － 상기 기판 취급기는 기판들을 상기 제1 개구를 통해 상기 챔버 체적 내로 이송하도록 위치됨 －
    를 포함하는, 연마 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 하우징의 상기 제1 측벽 또는 제2 측벽은 관통하여 형성된 제2 개구를 갖고, 제2 도어 또는 제2 밸브는 상기 제2 개구를 덮거나 밀봉하도록 동작 가능한, 연마 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판 세정 모듈에 인접한 로드 록 챔버를 더 포함하고, 상기 로드 록 챔버 내의 개구는 상기 제2 개구와 정렬되는, 연마 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 개구는 상기 제2 측벽을 통과해 배치되고, 상기 제2 측벽은 상기 제1 측벽에 인접하는, 연마 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 개구는 상기 제1 개구 위에서 상기 제1 측벽을 통과해 배치되는, 연마 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판 취급기는;
    제1 암에 결합된 제1 엔드 이펙터; 및
    제2 암에 결합된 제2 엔드 이펙터를 포함하고,
    상기 제1 엔드 이펙터는 습윤 기판들을 상기 제1 개구를 통해 상기 챔버 체적 내로 이송하기 위해 사용되고, 상기 제2 엔드 이펙터는 건조 기판들을 상기 제2 개구를 통해 상기 챔버 체적 외부로 이송하기 위해 사용되는, 연마 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 챔버 하우징으로부터 외향 연장되는 터널을 더 포함하고, 상기 터널은 상기 터널을 통한 기판 이송을 허용하기 위해 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구와 정렬하여 배치되는, 연마 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터널은, 상기 챔버 체적 내부 또는 외부로 기판을 이송하는 동안 상기 터널을 상기 제1 개구 또는 제2 개구로부터 멀어지게 이동시키도록 동작 가능한 액추에이터에 결합되는, 연마 시스템.
  9. 기판 세정 시스템으로서,
    챔버 체적을 형성하는 챔버 하우징 － 상기 챔버 하우징의 제1 측벽에는 상기 챔버 체적 내로 기판을 수용하기 위해 제1 개구가 관통하여 형성됨 －;
    상기 챔버 체적 내에 배치된 기판 지지체;
    기판 취급기로부터 기판을 수용하고 상기 기판을 상기 기판 지지체 상에 위치시키기 위한 복수의 제1 핀을 포함하는 제1 리프트 핀 조립체; 및
    상기 기판 취급기에 의한 상기 기판에 대한 접근을 허용하기 위해 상기 기판을 상기 기판 지지체로부터 들어올리도록 위치된 복수의 제2 핀을 포함하는 제2 리프트 핀 조립체 － 상기 복수의 제2 핀은 상기 복수의 제1 핀과 상이함 －
    를 포함하는, 기판 세정 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 챔버 하우징으로부터 외향 연장되는 터널 － 상기 터널은 상기 터널을 통한 기판 이송을 허용하기 위해 상기 제1 개구와 정렬하여 배치됨 －;
    상기 터널을 통해 상기 챔버 체적 내로 기판들을 이송하도록 위치된 기판 취급기;
    상기 챔버 하우징에 인접한 로드 록 챔버 － 상기 로드 록 챔버 내의 개구는 상기 챔버 하우징의 제2 측벽을 통과해 배치된 제2 개구와 정렬되고, 상기 제2 측벽은 상기 제1 측벽에 인접함 －
    를 더 포함하는, 기판 세정 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 제1 리프트 핀에서 건조 유체를 지향시키도록 위치된 하나 이상의 제1 노즐을 더 포함하는, 기판 세정 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 개구와 정렬되게 배치되어 제1 개구와 함께 기판 이송 경로를 형성하는 터널을 더 포함하는, 기판 세정 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 챔버 하우징의 제2 측벽이 상기 제2 측벽을 통해 형성된 제2 개구를 갖고, 도어 또는 밸브가 상기 제2 개구를 덮거나 밀봉하도록 동작 가능한, 기판 세정 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판 세정 시스템에 인접한 로드 록 챔버를 더 포함하고, 상기 로드 록 챔버 내의 개구가 상기 제2 개구와 정렬되는, 기판 세정 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 측벽은 상기 제1 측벽에 인접하는, 기판 세정 시스템.
  16. 제12항에 있어서,
    제2 개구가 상기 제1 개구 위에서 상기 제1 측벽을 통과해 배치되는, 기판 세정 시스템.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 터널은 상기 챔버 체적 내로 연장되는, 기판 세정 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 챔버 하우징으로부터 외향 연장되는 터널을 더 포함하고, 상기 터널은 상기 터널을 통한 기판 이송을 허용하기 위해 상기 제1 개구 또는 상기 제2 개구와 정렬하여 배치되는, 기판 세정 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 터널은, 상기 챔버 체적 내부 또는 외부로 기판을 이송하는 동안 상기 터널을 상기 제1 개구 또는 제2 개구로부터 멀어지게 이동시키도록 동작 가능한 액추에이터에 결합되는, 기판 세정 시스템.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 기판 지지체에 근접하게 배치되고, 그 위에 배치된 기판의 주변 에지를 향해 유체를 지향시키도록 위치된 하나 이상의 제2 노즐을 더 포함하는, 기판 세정 시스템.
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