KR20220122725A - 기판 에지 세정 및 기판 캐리어 헤드 갭 세정을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 기판을 수용하도록 구성된 환형 기판 스테이션을 포함하는 로드 컵에 관한 것이다. 환형 기판 스테이션은 로드 컵 내에 위치된 네뷸라이저를 둘러싼다. 네뷸라이저는 환형 기판 스테이션과 네뷸라이저 사이의 계면에 인접한 네뷸라이저의 상부 표면 상에 배치된 여기 유체 노즐의 세트를 포함한다. 여기 유체 노즐의 세트는 여기 유체를 상부 표면에 대해 상향 각도로 방출하도록 구성된다.

Description

기판 에지 세정 및 기판 캐리어 헤드 갭 세정을 위한 장치 및 방법
본 개시내용의 실시예는 일반적으로 기판 처리에 관한 것이며, 더 구체적으로는 기판 처리 도구 및 그 방법에 관한 것이다.
집적 회로는 전형적으로 실리콘 기판 상에 전도성, 반전도성 또는 절연 층을 순차적으로 퇴적(deposition)함으로써 기판 상에 형성된다. 제조는 비평면 표면 위에 충전재 층을 퇴적하고, 비평면 표면이 노출될 때까지 충전재 층을 평탄화하는 것을 포함한다. 예를 들어, 절연 층의 트렌치 또는 홀을 채우기 위해, 패터닝된 절연 층 상에 전도성 충전재 층이 퇴적될 수 있다. 그 다음, 충전재 층은 절연 층의 융기된 패턴이 노출될 때까지 연마된다. 평탄화 후에, 절연 층의 융기된 패턴 사이에 남아 있는 전도성 층의 부분은, 기판 상의 박막 회로 사이에 전도성 경로를 제공하는 비아, 플러그 및 라인을 형성한다. 또한, 평탄화는 포토리소그래피를 위해 기판 표면의 유전성 층을 평탄화하는 데에 필요할 수 있다.
화학 기계적 연마(CMP)는 평탄화의 하나의 용인된 방법이다. 이 평탄화 방법은 CMP 장치의 캐리어 헤드 또는 연마 헤드 상에 기판을 장착하는 단계를 포함한다. 기판의 노출된 표면은, 회전하는 연마 디스크 패드 또는 벨트 패드에 맞닿게 배치된다. 캐리어 헤드는 기판의 디바이스 측을 연마 패드 쪽으로 압박하기 위해 기판 상에 제어가능한 부하를 제공한다. 표준 패드가 이용되는 경우에, 적어도 하나의 화학 반응제(chemically-reactive agent), 및 연마제 입자를 포함하는 연마 슬러리가 연마 패드의 표면에 공급된다.
기판은 전형적으로 리테이닝 링 내의 멤브레인에 맞닿아 캐리어 헤드 아래에서 유지된다. 또한, 기판이 캐리어 헤드 내에 있을 때, 기판의 외측 에지와 리테이닝 링의 내측 둘레 사이에 갭이 존재한다. 또한, 멤브레인의 외측 에지와 리테이닝 링의 내측 둘레 사이에 갭이 존재한다. 이러한 갭 및 기판의 외측 에지에 근접한 다른 영역에는 처리 동안 연마 슬러리 및 유기 잔류물이 축적될 수 있다. 이러한 잔류물은 처리 동안 기판 에지 상에 남아있을 수 있고/있거나 분리될 수 있고, 기판에 결함을 야기하고, CMP 장치의 효율에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 기판 에지로부터 잔류물을 제거하고, 기판을 둘러싸는 캐리어 헤드 내의 갭으로부터 잔류물을 제거하는 방법이 필요하다. 또한, 기판이 캐리어 헤드로부터 이송되기 전에 기판 에지로부터 잔류물을 제거하고, 캐리어 헤드의 멤브레인을 둘러싸는 갭으로부터 잔류물을 제거하기 위한 장치가 필요하다.
일 실시예에서, 기판을 수용하도록 구성된 환형 기판 스테이션, 및 로드 컵 내에 위치되고 환형 기판 스테이션에 의해 둘러싸인 네뷸라이저를 갖는 로드 컵이 제공된다. 네뷸라이저는 환형 기판 스테이션과 네뷸라이저 사이의 계면에 인접한 네뷸라이저의 상부 표면 상에 배치된 여기 유체 노즐(energized fluid nozzles)의 세트를 갖는다. 여기 유체 노즐의 세트는 여기 유체를 상부 표면에 대해 상향 각도로 방출하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 화학 기계적 연마 시스템을 세정하는 방법이 제공되며, 이 방법은 캐리어 헤드에 배치된 기판의 에지에서 로드 컵의 여기 유체 노즐의 세트로부터 여기 유체를 유도하는 단계를 포함한다. 캐리어 헤드는 캐리어 헤드의 멤브레인 아래에 기판을 유지하기 위한 리테이닝 링을 갖는다. 방법은 기판을 캐리어 헤드로부터 언로딩하는 단계, 및 여기 유체를 여기 유체 노즐의 세트로부터, 멤브레인의 외측 에지와 리테이닝 링의 내측 둘레 사이에 형성된 갭으로 유도하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 화학 기계적 연마 시스템은 기판을 캐리어 헤드의 멤브레인 아래에 유지하기 위한 리테이닝 링을 갖는 캐리어 헤드를 포함하고, 화학 기계적 연마 시스템은 로드 컵을 포함하고, 로드 컵은 로드 컵의 외측 부분의 상부 표면 상에 배치된 여기 유체 노즐의 세트를 갖는다. 여기 유체 노즐의 세트는 여기 유체를 멤브레인의 외측 에지와 리테이닝 링의 내측 둘레 사이의 갭으로 유도하도록 구성된다.
본 개시내용의 상기 언급된 특징이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예를 참조하여 이루어질 수 있으며, 실시예 중 일부가 첨부 도면에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면은 단지 예시적인 실시예를 예시하는 것이므로 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 유의하여야 하며, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예를 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 실시예에 따른 화학 기계적 연마(CMP) 시스템의 상면도를 도시한다.
도 2a는 실시예에 따른 연마 장치의 부분 측면도를 도시한다.
도 2b는 실시예에 따른 연마 장치의 저면도를 도시한다.
도 3a는 실시예에 따른 로드 컵의 상면도를 도시한다.
도 3b는 실시예에 따른 노즐에 대한 분무 패턴의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 4는 실시예에 따라 기판을 처리하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 도면에 공통된 동일한 요소들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호를 사용한다. 일 실시예의 요소 및 특징은 추가적인 인용 없이도 다른 실시예에 유익하게 포함될 수 있는 것으로 고려된다.
본 개시내용은, 기판이 기판을 과열시키지 않고 캐리어 헤드로부터 언로딩되기 전에 캐리어 헤드에 배치된 기판의 에지를 세정하기 위해 조절가능한 여기 유체 제트를 배출하는 여기 유체 노즐을 갖도록 구성되는 로드 컵에 관한 것이다. 여기 유체 노즐로부터 배출되는 여기 유체 제트는, 소수성 멤브레인과 캐리어 헤드의 리테이닝 링의 내측 둘레 사이에서 캐리어 헤드 내의 좁은 갭에 침투하고 효과적으로 세정하기에 유리한 특성을 갖는다. 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따르면, 플랫 팬 형상, 고압, 고온, 기체상 스트림, 충격을 위한 고체, 용융가능한 입자, 음파 발생, 및 이들의 조합(들) 중 하나 이상과 같은, 여기 유체 제트의 특정 속성이 향상되고 신속한 세정을 위해 유리하게 사용될 수 있다는 것이 발견되었다. 또한, 여기 유체 노즐 각각이 온도 제어와 같은 개선된 제어를 위해 각각의 유체 분무 노즐(예를 들어, 탈이온수 분무 노즐들)과 조합하여 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다.
도 1은 본원에 개시된 실시예에 따른 화학 기계적 연마(CMP) 시스템(100)의 상면도를 도시한다. CMP 시스템이 도 1에 예시되고 본원에 설명되지만, 본원에 개시된 개념은 다른 기판 처리 디바이스에 적용될 수 있다. CMP 시스템(100)은 연마 섹션(102), 및 기판(108)을 처리(예를 들어, 세척 및/또는 연마)하는 세정 및 건조 섹션(104)을 포함한다. CMP 시스템(100)은 기판(108) 상에서 다른 프로세스를 수행하는 다른 섹션을 포함한다. 본원에 사용될 때, 기판은 전자 디바이스 또는 회로 컴포넌트를 제조하기 위해 사용되는 물품을 포함한다. 기판은 실리콘 함유 기판과 같은 반도체 기판, 패터닝된 또는 패터닝되지 않은 기판, 유리판, 마스크 등을 포함한다. 관통부(110)는 기판(108)의 이송을 수용하는, 연마 섹션(102)과 세정 및 건조 섹션(104) 사이의 개구이다.
연마 섹션(102)은 개별 연마 스테이션(114A-114D)과 같은 하나 이상의 연마 스테이션(114)을 포함한다. 연마 스테이션(114) 각각은 개별 연마 패드(116A-116D)와 같은 연마 패드를 포함한다. 연마 패드는 다양한 연마 프로세스를 수행하기 위해 기판(108)의 표면에 대하여 회전한다. 하나 이상의 슬러리(도시되지 않음)가 기판을 처리하기 위해 기판(108)과 연마 패드(116A-116D) 사이에 도포된다.
연마 섹션(102)은 연마 동안 연마 패드(116A-116D)에 대하여 기판(108)을 유지하는 복수의 캐리어 헤드(120)를 포함한다. 연마 스테이션(114A-114D) 각각은 개별 캐리어 헤드(120A-120D)와 같은 단일 헤드를 포함할 수 있다. 캐리어 헤드(120A-120D)는, 캐리어 헤드(120A-120D)가 연마 스테이션(114A-114D)으로 그리고 연마 스테이션으로부터 이송될 때 기판(108)을 그 내부에 고정한다. 예를 들어, 캐리어 헤드(120A-120D)는, 캐리어 헤드(120A-120D)가 로드 컵(124)(예를 들어, 개별 로드 컵(124A, 124B))과 연마 스테이션(114A-114D) 사이에서 이송될 때, 그 내부에 기판(108)을 고정한다. 로드 컵(124A, 124B)은 캐리어 헤드(120A-120D)와 기판 교환기(130)(예를 들어, 개별 교환기(130A, 130B)) 사이에서 기판(108)을 수송한다. 제1 기판 교환기(130A)는 제1 방향(132A)으로 회전하고, 제2 교환기(130B)는 제1 방향(132A)과 반대이거나 동일할 수 있는 제2 방향(132B)으로 회전한다.
세정 및 건조 섹션(104)은 관통부(110)를 통해 다양한 접근 위치(172A, 172B)에서 기판 교환기(130A, 130B)로 그리고 기판 교환기로부터 기판(108)을 이송하는 로봇(136)을 포함한다. 로봇(136)은 또한 세정 및 건조 섹션(104) 내의 스테이션(도시되지 않음)과 기판 교환기(130A, 130B) 사이에서 기판(108)을 이송한다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 캐리어 헤드(120A-120D) 중 임의의 것일 수 있는 일부 실시예에 따른 캐리어 헤드(120)의 측면도 및 저면도를 도시한다. 캐리어 헤드(120)는 멤브레인(204) 아래에 기판(108)을 유지하기 위한 리테이닝 링(206)을 포함한다. 멤브레인(204)은 가요성 소수성 멤브레인(204)이다. 멤브레인 외측 둘레(205)는 리테이닝 링(206)의 내측 둘레(207)에 의해 둘러싸인다. 리테이닝 링(206)의 내측 둘레(207)와 멤브레인(204)의 외측 둘레(205) 사이에 갭(216)이 형성된다. 일부 실시예에서, 갭(216)은 약 0.5mm 내지 약 3mm, 예컨대 약 1mm 내지 약 2mm이다. 캐리어 헤드(120)는 멤브레인(204)에 의해 정의되는 하나 이상의 독립적으로 제어가능한 가압가능한 챔버(예를 들어, 202A, 202B, 202C, 202D)를 포함한다. 가압가능한 챔버 각각은 연관된 압력(PA, PB, PC, 및 PD)을 갖고, PR은 처리 동안 리테이닝 링(206)에 가해지는 압력을 지칭한다. 처리 동안, 캐리어 헤드(120)가 기판(108)을 연마 패드(예를 들어, 116A-116D) 쪽으로 누르는 동안 기판을 회전시킴에 따라, 연마 슬러리, 잔해물 및 잔류물은 기판(108) 에지, 기판 사면 영역, 및 갭(216) 내와 같은 다른 위치 상에 축적될 수 있다.
이론에 얽매이지 않고, 멤브레인(204)은 소수성이기 때문에, 멤브레인(204)의 외측 둘레(205)를 둘러싸는 모세관 및/또는 메니스커스 힘은 종래의 헹굼수(rinsing water), 예를 들어 탈이온수(DI water)가 이러한 갭 및 특징부에 쉽게 침투하는 것을 방해하는 것으로 여겨진다. 잔류물 및 입자가 시간에 따라 축적될 수 있고, 처리 동안 방출되어, 잠재적으로 기판(108) 상에 긁힘을 야기할 수 있다. 하나의 해결책은 멤브레인(204)이 상향 지향된 상태로 멤브레인(204)을 헹구는 것일 수 있지만; 그러나, 이 프로세스는 적어도 처리량에 영향을 미치고 물이 비드업(bead up)되게 할 것이기 때문에 업계에서 통상적으로 사용되지 않는다. 멤브레인(204)이 하향 지향된 상태에서의 헹굼 프로세스는 소수성 멤브레인 표면을 습윤시킬 수 없고, 세정에 대한 유효성이 제한된다. 고압 스팀을 사용하는 것은 운동 및 열 에너지 둘 다를 사용함으로써 슬러리 잔류물 및 입자를 분리한다는 것이 발견되었다. 일부 실시예에서, 스팀은 기판(108)이 제자리에 있지 않을 때와 기판(108)이 캐리어 헤드(120) 내에 유지될 때 둘 다에서 캐리어 헤드(120) 내의 갭을 세정하는 데에 효과적이다.
도 3a는 실시예에 따른 로드 컵(124)(예를 들어, 124A 또는 124B)의 상면도를 도시한다. 로드 컵(124)은 환형 형상을 갖는 기판 스테이션(350)을 포함한다. 기판 스테이션(350)은 기판 교환기(130)의 블레이드(334)(예를 들어, 130A, 130B) 상에 기판을 배치하고 블레이드(334)로부터 기판(108)을 제거하기 위해 수직으로 이동한다. 블레이드(334)는 로봇(136)(도 1)에 의한 기판(108)의 로딩 및 언로딩을 위해 접근 위치(172A, 172B)로 회전가능하다.
기판 스테이션(350)은 블레이드(334)를 수용하기 위한 노치(예를 들어, 352A, 352B, 352C)를 포함한다. 블레이드의 원위 단부(344)는 노치(352B, 352C)에 의해 수용된다. 블레이드(334)의 근위 단부는 노치(352A)에 의해 수용된다. 기판(108)은 기판 스테이션(350)의 융기된 특징부 상에 놓인다. 기판 스테이션(350)이 상향 방향으로 이동하고 기판(108)을 블레이드(334)로부터 제거함에 따라, 기판(108)은 복수의 핀(354) 내에 위치되고, 핀들은 기판(108)의 중심을 맞추기 위한 포켓을 생성한다.
로드 컵(124)은, 유체(예를 들어, 탈이온수)를 블레이드(334), 블레이드(334) 상의 기판(108)(도 3a에 도시되지 않음), 캐리어 헤드(120) 상의 기판, 및/또는 로드 컵(124) 위에 위치된 캐리어 헤드(120)(도 3a에 도시되지 않음) 상에 분무하도록 구성된 복수의 다양한 노즐(예를 들어, 358A, 358B, 358C, 358D)을 갖는 네뷸라이저(356)를 포함한다. 네뷸라이저(356)는 예를 들어 기판(108)을 헹구기 위해 네뷸라이저(356)의 외측 부분 주위에 배치된 제1 노즐(358A)의 세트, 및 예를 들어 로드 컵(124) 위에 각각 위치될 때 캐리어 헤드(120)의 멤브레인(204)을 헹구기 위해 네뷸라이저(356)의 직경을 따라 어레이로 배치된 제2 노즐(358B)의 세트를 포함한다. 네뷸라이저(356)는, 캐리어 헤드(120)가 기판(108)과 함께 또는 기판(108) 없이 로드 컵(124) 위에 위치될 때, 멤브레인(204)의 외측 둘레(205)와 리테이닝 링(206)의 내측 둘레(207) 사이의 갭(216)과 같은 캐리어 헤드(120)의 부분에 분무하도록 구성된 제3 노즐(358C)의 세트를 네뷸라이저(356)의 외측 부분 상에 포함한다. 제3 노즐(358C)(예를 들어, 분무 노즐들)은, 캐리어 헤드(120) 내에 유지되는 동안, 기판(108)의 외측 에지와 리테이닝 링(206)의 내측 둘레(207) 사이의 갭과 같이, 기판(108)의 외측 에지에 분무하도록 또한 구성된다. 제3 노즐(358C)은 실온, 예컨대 약 10 ℃ 내지 약 40 ℃의 탈이온수와 같은 헹굼 용액에 결합된다. 제3 노즐(358C) 각각은 무화기에 결합된다.
네뷸라이저(356)는 제4 노즐(358D)(예를 들어, 여기 유체 노즐들)의 세트를 포함한다. 제4 노즐(358D) 각각은 네뷸라이저(356)의 외측 부분에서 네뷸라이저(356)의 상부 표면 상에서 각각의 제3 노즐(358C)에 근접하게 배치된다. 일부 실시예에서, 여기 유체는 탈이온수(DIW), DIW 및 질소, DIW 및 청정 건조 공기(CDA), 얼음 입자 및 질소, 얼음 입자 및 CDA, 이산화탄소 얼음, 초음파 또는 메가소닉 생성기로 여기 DIW, 또는 이들의 조합(들)이다. 이론에 얽매이지 않고, 얼음 입자를 포함하는 특정 혼합물은 작은 공극 및 갭 내에서 잔해물에 충격을 주고 이를 분리하는 데 사용될 수 있다고 여겨진다. 여기 유체는 기체상 유체 및/또는 증기 및/또는 스팀와 같은 혼합상 유체이다. 스팀과 같은 여기 유체의 온도는 약 80℃ 내지 약 150℃, 예컨대 약 100℃ 내지 약 120℃, 예컨대 유체의 포화 온도 또는 그 이상의 온도이다. 유체를 활성화시키기 위해 인가되는 압력은 약 30 psi 내지 약 140 psi, 예컨대 약 40 psi 내지 약 50 psi이다. 드라이아이스 및 다른 여기 유체에 대한 것과 같은 다른 압력 및 온도가 또한 고려된다.
일부 실시예에서, 유체는 유체를 가압함으로써, (예를 들어, 음향 공동화를 통해) 음향적으로 여기됨으로써, (예를 들어, 가압된 가스와 혼합된 액체를 이용하여) 공압적으로 보조됨으로써, 또는 이들의 조합(들)에 의해 여기된다. 다른 방법 및 조합이 또한 가능하다. 음향 공동화는 잔류물 및 잔해물을 분리하기 위해 유체를 초음파로 또는 메가소닉으로 여기시키는 것을 포함한다. 음향적 여기 유체는 하부 초음파 범위(예를 들어, 약 20 KHz) 내지 상부 메가소닉 범위(예를 들어, 약 2 MHz)의 주파수 범위에서 동작하는 압전 트랜스듀서(PZT)를 사용한다. 다른 주파수 범위가 사용될 수 있다. 적절한 음향 에너지 공급원 생성기(예를 들어, PZT)의 형상은 직사각형이다. 음향 공급원 생성기는 제4 노즐(358D)에 결합된다.
제4 유체 노즐(358D)은 네뷸라이저(356)의 상부 표면에 수직(예를 들어, 약 90도)으로 상향 배향된다. 약 45도 내지 약 100도와 같은, 네뷸라이저(356)의 상부 표면에 대한 다른 각도가 또한 고려되고, 여기서 45도는 네뷸라이저(356)에 대해 방사상 외측으로 배향되는 각도이다. 추가적으로, 제4 유체 노즐(358D) 각각은 유체를 플랫 팬 제트(예를 들어, 도 3b에 도시된 360)로 유도하도록 구성된다. 도 3b는 일부 실시예에 따른 제3 노즐(358C) 및/또는 제4 노즐(358D)을 위한 플랫 팬 제트(360)의 분무 패턴의 개략적인 측면도를 도시한다. 플랫 팬 제트는 환형 기판 스테이션(350)의 내측 둘레의 일부와 실질적으로 평행하고, 플랫 팬 제트의 제1 에지로부터 제2 에지까지 제4 유체 노즐(358D)의 팁에서 피봇하는 제트 각도 α는 약 30도 내지 약 50도, 예컨대 약 40도이다. 일부 실시예에서, 네뷸라이저(356)는 약 1개 내지 약 5개의 제4 유체 노즐(358D), 예컨대 2, 3, 또는 4개의 제4 유체 노즐(358D)을 포함한다. 제4 유체 노즐(358D) 각각은 네뷸라이저(356)의 외측 부분 주위에 균등하게 이격된다. 일부 실시예에서, 네뷸라이저(356)는 약 1개 내지 약 5개의 제3 노즐(358C)을 포함하고, 각각의 제4 유체 노즐(358D)은 각각의 제3 노즐(358C)에 근접하게 배치된다.
도 4는 기판을 처리하기 위한 방법의 흐름도를 포함한다. 방법(400)은, 캐리어 헤드(예를 들어, 120)에 배치된 기판(예를 들어, 108)의 에지에서 로드 컵(예를 들어, 124)의 여기 유체 노즐 세트(예를 들어, 358D)로부터 여기 유체를 유도하는 동작(402)을 포함한다. 캐리어 헤드(120)는 캐리어 헤드(120)의 멤브레인(204) 아래에 기판(108)을 유지하기 위한 리테이닝 링(206)을 포함한다. 기판(108) 에지는 캐리어 헤드(120)의 외부로부터 측정될 때 약 60℃ 내지 약 70℃의 온도로 유지된다. 일부 실시예에서, 연마 섹션(102) 내에서 기판(108)을 연마한 후, 기판(108)은 연마 섹션(102)으로부터 기판(108)을 헹굼 및/또는 제거하는 동안 실온, 예컨대 약 20℃ 내지 약 40℃로 냉각된다. 낮은 기판(108) 온도를 유지하는 것은 기판 이송 동안의 부식 가능성을 감소시키는 것으로 여겨진다. 본원에 설명된 방법은, 예컨대, 여기 유체를 기판 에지 영역에 국소화함으로써, 세정 동안 기판 온도를 제어한다. 일부 실시예에서, 여기 유체(예를 들어, 스팀)는 동시에 기판(108)의 에지에서 분무 노즐(예를 들어, 358C)로부터 탈이온수를 분무하면서 기판(108)의 에지로 유도된다. 일부 실시예에서, 탈이온수는 여기 유체가 기판(108)의 에지로 유도된 직후에 분무된다. 탈이온수와 여기 유체의 조합된 제트는 여기 유체의 압력 및 분무된 물의 양을 조정함으로써 제어된다. 특히, 조합된 제트의 온도는 기판(108)의 온도를 약 70℃ 미만으로 유지하도록 제어된다. 기판(108) 온도를 약 70℃ 미만으로 유지하는 것은 기판(108)에 대한 바람직하지 않은 영향을 감소시키는 것으로 여겨진다. 기판 및 기판 캐리어 헤드(120)의 부분, 예컨대 리테이닝 링(206)을 과열시키지 않고서, 잔류물 및 잔해물이 기판(108)의 에지로부터 분리된다. 온도를 관리하는 것은 기판(108) 및 캐리어 헤드(120)의 재료 열화의 위험을 감소시킨다. 물을 분무하는 것은 또한, 분리된 잔류물 및 잔해물을 헹굼 제거하는 작용을 한다. 일부 실시예에서, 여기 유체는 기판(108)이 캐리어 헤드(120) 내에 있고 캐리어 헤드와 함께 회전하는 동안 기판 에지로 유도된다. 기판(108)은 멤브레인에 진공 압력을 가함으로써 캐리어 헤드(120)에 고정된다. 멤브레인의 소수성 속성과 함께 멤브레인의 내측 둘레와 기판 에지 사이의 낮은 간극은 종래의 방법을 이용하여 기판 에지 및 사면 영역을 세정하는 것을 어렵게 한다. 본원에 설명된 방법은, 향상된 세정을 위해 기판이 캐리어 헤드(120)에 고정되는 동안 기판 에지로 유도되는 팬 제트 형상 및 각도를 갖는 여기 유체를 제공한다.
동작 404에서, 기판(108)은 예컨대 기판 교환기(예를 들어, 130A, 130B) 상에 기판(108)을 로딩하고 기판 교환기를 회전시키는 것에 의해 캐리어 헤드(120)로부터 언로딩된다. 기판(108)이 캐리어 헤드로부터 제거된 후, 로드 컵(124)은 캐리어 헤드(120)에 근접한 위치로 복귀되고, 동작 406에서, 여기 유체가 멤브레인(204)의 외측 둘레(205)와 리테이닝 링(206)의 내측 둘레(207) 사이에 형성된 갭(216)에서 빈 캐리어 헤드(120)로 유도된다. 일부 실시예에서, 임의의 분리된 잔류물 및 잔해물을 헹굼 제거하기 위해, 여기 유체 직후에 탈이온수가 분무된다.
따라서, 본 개시내용은, 기판이 기판을 과열시키지 않고 캐리어 헤드로부터 언로딩되기 전에 캐리어 헤드에 배치된 기판의 에지를 세정하기 위해 조절가능한 여기 유체 제트를 배출하는 여기 유체 노즐을 갖도록 구성되는 로드 컵에 관한 것이다. 여기 유체 노즐로부터 배출되는 여기 유체 제트는, 소수성 멤브레인과 캐리어 헤드의 리테이닝 링의 내측 둘레 사이에서 캐리어 헤드 내의 좁은 갭에 침투하고 효과적으로 세정하기에 유리한 특성을 갖는다. 여기 유체 노즐 각각은 온도 제어와 같은 개선된 제어를 위해 각각의 유체 분무 노즐(예를 들어, 탈이온수 분무 노즐들)과 함께 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 로드 컵으로서,
    기판을 수용하도록 구성된 환형 기판 스테이션; 및
    상기 로드 컵 내에 위치되고 상기 환형 기판 스테이션에 의해 둘러싸이는 네뷸라이저를 포함하고, 상기 네뷸라이저는 상기 환형 기판 스테이션과 상기 네뷸라이저 사이의 계면에 인접한 상기 네뷸라이저의 상부 표면 상에 배치되는 여기 유체 노즐의 세트를 포함하며, 상기 여기 유체 노즐의 세트는 상기 상부 표면에 대해 상향 각도로 여기 유체를 방출하도록 구성되는, 로드 컵.
  2. 제1항에 있어서, 유체의 분무를 전달하도록 구성되는 분무 노즐의 세트를 더 포함하고, 각각의 개별 분무 노즐 각각은 각각의 여기 유체 노즐 각각에 근접하게 배치되는, 로드 컵.
  3. 제2항에 있어서, 상기 여기 유체는 스팀이고, 상기 유체의 분무는 탈이온수인, 로드 컵.
  4. 제2항에 있어서, 상기 여기 유체 노즐 각각은 플랫 팬 제트로 유체를 유도하도록 구성되고, 상기 플랫 팬 제트의 평탄한 부분은 상기 환형 기판 스테이션의 내측 둘레와 실질적으로 평행하고, 상기 플랫 팬 제트의 제1 에지로부터 제2 에지로 상기 여기 유체 노즐의 팁에서 피봇하는 제트 각도는 약 30도 내지 약 50도인, 로드 컵.
  5. 제2항에 있어서, 상기 분무 노즐의 세트의 각각은, 상기 분무 노즐로부터의 유체가 미스트 형태(mist form)가 되도록 무화기에 결합되는, 로드 컵.
  6. 제1항에 있어서, 상기 여기 유체의 상향 각도는 상기 네뷸라이저의 상부 표면에 대해 약 90도인, 로드 컵.
  7. 제1항에 있어서, 상기 여기 유체 노즐의 세트는 상기 네뷸라이저의 외측 부분의 상부 표면 주위에 균등하게 이격된 약 1개 내지 약 5개의 여기 유체 노즐을 포함하는, 로드 컵.
  8. 화학 기계적 연마 시스템을 세정하는 방법으로서,
    캐리어 헤드에 배치된 기판의 에지에서 로드 컵의 여기 유체 노즐의 세트로부터 여기 유체를 유도하는 단계 - 상기 캐리어 헤드는 상기 캐리어 헤드의 멤브레인 아래에 상기 기판을 유지하기 위한 리테이닝 링을 포함함 -;
    상기 캐리어 헤드로부터 상기 기판을 언로딩하는 단계; 및
    상기 여기 유체를 상기 여기 유체 노즐의 세트로부터, 상기 멤브레인의 외측 에지와 상기 리테이닝 링의 내측 둘레 사이에 형성된 갭으로 유도하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 여기 유체 노즐의 세트는 스팀 공급원에 결합되고, 상기 여기 유체 노즐의 세트로부터의 상기 여기 유체는 상기 스팀 공급원으로부터의 스팀에 대한 포화 압력 및 포화 온도보다 높도록 구성되는, 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 여기 유체는 약 40 psi 내지 약 50 psi의 압력으로 상기 여기 유체 노즐 각각으로부터 분무되는, 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 기판은 약 60℃ 내지 약 70℃의 온도로 유지되는, 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 여기 유체 노즐의 세트로부터의 여기 유체를 상기 기판의 에지에 유도하는 것과 동시에 상기 기판의 에지에서의 분무 노즐로부터의 물을 분무하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 물은 약 10℃ 내지 약 40℃의 탈이온수인, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 분무 노즐 각각으로부터 물을 분무하는 단계 및 상기 여기 유체 노즐 각각으로부터 여기 유체를 유도하는 단계는 조절가능한 제트를 형성하고, 상기 조절가능한 제트의 온도, 압력, 및 형상은 상기 분무 노즐 각각으로부터의 물의 유량, 상기 여기 유체 노즐로부터의 상기 여기 유체의 각각의 압력, 또는 이들의 조합을 제어함으로써 제어되는, 방법.
  15. 제8항에 있어서, 상기 여기 유체를 상기 여기 유체 노즐의 세트로부터 상기 갭으로 유도하는 단계는 상기 갭으로부터 잔류물을 제거하는, 방법.
  16. 제8항에 있어서, 상기 여기 유체는 스팀, 탈이온수 및 질소 가스, 탈이온수 및 청정 건조 공기(CDA), 이산화탄소 얼음, 얼음, 초음파 탈이온수, 메가소닉 탈이온수, 및 이들의 조합(들)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  17. 제8항에 있어서, 상기 기판은 상기 캐리어 헤드의 상기 멤브레인에 인가되는 진공 압력 하에서 상기 캐리어 헤드 상에 고정되어 있는 동안 상기 여기 유체가 상기 캐리어 헤드 내에 배치된 상기 기판의 에지로 유도되는, 방법.
  18. 화학 기계적 연마 시스템으로서,
    기판을 캐리어 헤드의 멤브레인 아래에 유지하기 위한 리테이닝 링을 포함하는 캐리어 헤드; 및
    로드 컵- 상기 로드 컵은 상기 로드 컵의 외측 부분의 상부 표면 상에 배치된 여기 유체 노즐의 세트를 포함함 -을 포함하고, 상기 여기 유체 노즐의 세트는 여기 유체를 상기 멤브레인의 외측 에지와 상기 리테이닝 링의 내측 둘레 사이의 갭으로 유도하도록 구성되는, 화학 기계적 연마 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 분무 노즐의 세트를 더 포함하고, 상기 분무 노즐 각각은 각각의 여기 유체 노즐에 근접하게 배치되고, 상기 여기 유체 노즐 각각은 여기 유체를 플랫 팬 제트로 유도하도록 구성되고, 상기 플랫 팬 제트의 평탄한 부분은 상기 리테이닝 링의 내측 둘레의 일부와 실질적으로 평행하고, 상기 플랫 팬 제트의 제1 에지로부터 제2 에지로 상기 여기 유체 노즐의 팁에서 피봇하는 제트 각도는 약 30도 내지 약 50도인, 화학 기계적 연마 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 멤브레인은 소수성이고, 상기 멤브레인의 외측 둘레와 상기 리테이닝 링의 내측 둘레 사이에 형성된 갭은 약 0.5mm 내지 약 2mm인, 화학 기계적 연마 시스템.
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