KR20230006776A - 반도체 프로세싱에서의 유체 회수 - Google Patents
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Abstract
세정 기판들 또는 전기도금 시스템 컴포넌트들은 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법들을 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 도금 욕으로부터 제1 포지션으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 헤드는 헤드와 결합된 기판을 포함할 수 있다. 방법들은 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 슬링시키기 위해 헤드를 제1 시간 기간 동안 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 잔류량의 욕 유체가 남아있을 수 있다. 방법들은 잔류량의 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 적어도 부분적으로 배출시키기 위해 제1 유체 노즐로부터 기판으로 제1 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 제2 포지션으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 제2 시간 기간 동안 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 또한, 제2 유체 노즐로부터 기판을 가로질러 제2 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
[0001]
본 기술은 반도체 프로세싱(semiconductor processing)에서의 세정 동작들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 기술은 전기도금 시스템들(electroplating systems)에서 헹굼(rinse) 및 회수(recover) 동작들을 수행하는 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
[0002]
집적 회로들은 기판(substrate) 표면들 상에 복잡하게 패터닝된 재료 층들(intricately patterned material layers)을 생성하는 프로세스들에 의해 가능해진다. 기판 상에의 형성, 에칭(etching) 및 다른 프로세싱 후에, 금속 또는 다른 전도성 재료들이 종종 컴포넌트들 사이의 전기적 연결들을 제공하도록 증착되거나 형성된다. 이러한 금속화가 많은 제조 동작들 후에 수행될 수 있기 때문에, 금속화 동안에 유발되는 문제들은 고가의 폐기 기판들 또는 웨이퍼들을 생성할 수 있다.
[0003]
웨이퍼 또는 기판 상에의 금속 재료들의 형성 동안, 기판이 도금 욕(plating bath) 내에 침지된 후에 기판 상에 금속이 형성될 수 있다. 이어서, 웨이퍼가 상승되거나 다른 방식으로 이동된 후에, 챔버(chamber)에서 헹궈질 수 있다. 헹굼은 물을 사용할 수 있으며, 물은 기판의 표면을 가로질러 분무될 수 있다. 이러한 프로세스 동안에 몇 가지 문제들이 일어날 수 있다. 예를 들어, 물이 도금 욕 내로 떨어져서 희석을 유발할 수 있으며, 이는 희석을 감소시키려는 시도로, 헹굼 시간들이 단축되거나 상이하게 수행되게 할 수 있다. 추가적으로, 이러한 헹굼 동안, 욕으로부터의 도금 용액이 웨이퍼 또는 챔버 컴포넌트들 상으로 튀겨서, 화학물질로부터 웨이퍼 또는 챔버가 오염될 수 있다. 일부 프로세싱에서, 헹굼은 또한 기판 상의 잔류 욕 유체(residual bath fluid)를 배출시킬 수 있으며, 이는 각각의 기판과 함께 도금 욕의 일부를 제거함으로써 처리 동작들과 연관된 비용들을 증가시킬 수 있다.
[0004]
따라서, 기판 및 도금 욕들 둘 모두를 보호하면서 고품질 디바이스들 및 구조물들을 생성하는데 사용될 수 있는 개선된 시스템들 및 방법들에 대한 요구가 존재한다. 이들 및 다른 요구들은 본 기술에 의해 해결된다.
[0005]
세정 기판들 또는 전기도금 시스템 컴포넌트들은 반도체 도금 챔버(semiconductor plating chamber)에서 기판을 헹구는 방법들을 포함할 수 있다. 방법들은 헤드(head)를 도금 욕으로부터 제1 포지션(position)으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 헤드는 헤드와 결합된 기판을 포함할 수 있다. 방법들은 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 슬링(sling)시키기 위해 헤드를 제1 시간 기간 동안 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 잔류량의 욕 유체가 기판 상에 남아있을 수 있다. 방법들은 잔류량의 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 적어도 부분적으로 배출시키기 위해 제1 유체 노즐(fluid nozzle)로부터 기판으로 제1 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 제2 포지션으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 제2 시간 기간 동안 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 또한 제2 유체 노즐로부터 기판을 가로질러 제2 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
[0006]
일부 실시예들에서, 제1 유체 노즐 및 제2 유체 노즐 각각은 반도체 도금 챔버 주위에 포지셔닝된 위어(weir)를 통해 연장된다. 위어는 도금 욕 위로 그리고 도금 욕의 반경방향 외측으로 연장되는 헹굼 프레임에 의해 한정되는 수집 채널(collection channel)과 유체적으로 결합될 수 있다. 제1 포지션은 위어의 내부 에지(inner edge)에 의해 한정되는 높이와 도금 욕 사이에 있을 수 있다. 제2 포지션은 위어의 내부 에지에 의해 한정되는 높이 위에 있을 수 있다. 제1 유체를 전달하는 단계는 제1 체적 유량(volumetric flow rate)으로 제1 체적의 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 유체를 전달하는 단계는 제2 체적 유량으로 제2 체적의 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 체적의 유체는 제2 체적의 유체와 상이할 수 있고, 제1 체적 유량은 제2 체적 유량과 상이할 수 있다. 제2 체적의 유체는 제1 체적의 유체보다 클 수 있고, 제2 체적 유량은 제1 체적 유량보다 클 수 있다. 제1 유체는 도금 욕과 친화적인(compatible) 유체이거나 이 유체를 포함할 수 있다. 제1 유체 및 제2 유체는 상이한 유체들일 수 있다. 제1 시간 기간은 적어도 제1 유체가 기판으로 전달될 때까지 연장될 수 있다. 제1 시간 기간에 이어서, 헤드는 잔류량의 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 회수하기 위해 제3 시간 기간 동안 계속 회전할 수 있다. 헤드는 제1 시간 기간 동안 제2 포지션을 향해 상승될 수 있다. 제1 시간 기간 동안 헤드를 상승시키는 동안, 제1 유체는 위어와 접촉하도록 슬링될 수 있고, 이 위어를 통해, 제1 유체 노즐이 연장된다.
[0007]
본 기술의 일부 실시예들은 또한 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법들을 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 도금 욕으로부터 제1 포지션으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 헤드는 시일(seal) 및 이 시일과 결합된 기판을 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 제1 시간 기간 동안 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 기판 상의 잔류량의 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 배출하기 위해 제1 유체 노즐로부터 기판으로 제1 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 제1 유체 노즐로부터 기판으로 제1 유체를 전달하는 동안 헤드를 제2 포지션을 향해 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 제2 포지션에서 헤드를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 제2 유체 노즐로부터 기판을 가로질러 제2 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 포지션에서 헤드를 회전시키는 단계는 제2 유체를 기판의 반경방향 에지로부터, 도금 욕 위로 그리고 도금 욕의 반경방향 외측으로 연장되는 헹굼 프레임에 의해 한정되는 수집 채널로 슬링시킬 수 있다.
[0008]
일부 실시예들에서, 제1 시간 기간은 적어도 제1 유체가 기판으로 전달될 때까지 연장될 수 있다. 방법들은 또한 헤드를 도금 욕으로부터 제1 포지션으로 이동시키는 동안 제1 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 유체는 시일 상에 충돌한다. 방법들은 헤드가 제1 포지션에 도달하기 전에 또는 도달할 때, 그리고 헤드를 제1 시간 기간 동안 회전시키기 전에, 제1 유체의 전달을 정지시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 잔류량의 욕 유체의 적어도 약 50%를 회수할 수 있다. 제1 유체를 전달하는 단계는 제1 체적의 제1 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 유체를 전달하는 단계는 제2 체적의 제2 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 체적은 제1 체적보다 클 수 있다.
[0009]
본 기술의 일부 실시예들은 또한 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법들을 포함할 수 있다. 방법들은 처리 유체를 제1 유체 노즐로부터 헤드 상에 안착된 기판으로 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 헤드는 반도체 도금 챔버 내의 제1 포지션에 위치될 수 있다. 방법들은 헤드를 제1 포지션으로부터 도금 욕 내로 하강시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 도금 욕으로부터 제1 포지션으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 슬링시키기 위해 헤드를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 잔류량의 욕 유체가 남아있을 수 있다. 방법들은 잔류량의 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 적어도 부분적으로 배출시키기 위해 제1 유체 노즐로부터 기판으로 제1 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법들은 헤드를 제2 포지션으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 헤드를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 제2 유체 노즐로부터 기판을 가로질러 제2 유체를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 방법들은 잔류량의 욕 유체의 적어도 약 50%를 회수할 수 있다.
[0010]
그러한 기술은 종래 기술에 비해 다수의 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 기술은 시스템으로부터 전기도금 욕 손실을 감소시키거나 제한할 수 있다. 추가적으로, 시스템들은 헹굼 용액으로부터의 욕 희석을 제한하거나 감소시킬 수 있으며, 이는 보다 적은 추가 욕 유체로, 연장된 세정 프로세스들을 허용할 수 있다. 이들 및 다른 실시예들은, 이들의 많은 장점들 및 특징들과 함께, 하기의 설명 및 첨부 도면들과 관련하여 보다 상세하게 설명된다.
[0011]
개시된 실시예들의 특성들 및 장점들에 대한 추가의 이해는 명세서의 나머지 부분들 및 도면들을 참조하여 실현될 수 있다.
[0012] 도 1은 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 세정 기술이 결합될 수 있는 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다.
[0013] 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 헹굼 컴포넌트들의 양상들을 포함하는 챔버의 부분적인 단면도를 도시한다.
[0014] 도 3은 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법의 예시적인 동작들을 도시한다.
[0015] 도 4는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 헹굼 컴포넌트들의 양상들을 포함하는 챔버의 부분적인 단면도를 도시한다.
[0016] 도 5는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 헹굼 컴포넌트들의 양상들을 포함하는 챔버의 부분적인 단면도를 도시한다.
[0017] 도 6은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법의 예시적인 동작들을 도시한다.
[0018] 몇 개의 도면들은 개략도들로서 포함되어 있다. 도면들은 예시적인 목적들을 위한 것이며, 구체적으로 축척되어 있는 것으로 언급되지 않는 한 축척되어 있는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 추가적으로, 개략도들로서, 도면들은 이해를 돕도록 제공되고, 현실적인 표현들과 비교하여 모든 양상들 또는 정보를 포함하지 않을 수 있으며, 예시적인 목적들로 과장된 자료를 포함할 수 있다.
[0019] 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들은 동일한 숫자 참조 부호를 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 다양한 컴포넌트들은 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들을 구별하는 문자를 참조 부호 뒤에 기재함으로써 구별될 수 있다. 본 명세서에서 제1 숫자 참조 부호만이 사용되는 경우, 설명은 문자 접미사에 상관없이 동일한 제1 숫자 참조 부호를 갖는 유사한 컴포넌트들 및/또는 특징들 중 어느 하나에 적용 가능하다.
[0012] 도 1은 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 세정 기술이 결합될 수 있는 챔버의 개략적인 사시도를 도시한다.
[0013] 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 헹굼 컴포넌트들의 양상들을 포함하는 챔버의 부분적인 단면도를 도시한다.
[0014] 도 3은 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법의 예시적인 동작들을 도시한다.
[0015] 도 4는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 헹굼 컴포넌트들의 양상들을 포함하는 챔버의 부분적인 단면도를 도시한다.
[0016] 도 5는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 헹굼 컴포넌트들의 양상들을 포함하는 챔버의 부분적인 단면도를 도시한다.
[0017] 도 6은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법의 예시적인 동작들을 도시한다.
[0018] 몇 개의 도면들은 개략도들로서 포함되어 있다. 도면들은 예시적인 목적들을 위한 것이며, 구체적으로 축척되어 있는 것으로 언급되지 않는 한 축척되어 있는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 추가적으로, 개략도들로서, 도면들은 이해를 돕도록 제공되고, 현실적인 표현들과 비교하여 모든 양상들 또는 정보를 포함하지 않을 수 있으며, 예시적인 목적들로 과장된 자료를 포함할 수 있다.
[0019] 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들은 동일한 숫자 참조 부호를 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 다양한 컴포넌트들은 유사한 컴포넌트들 및/또는 피처들을 구별하는 문자를 참조 부호 뒤에 기재함으로써 구별될 수 있다. 본 명세서에서 제1 숫자 참조 부호만이 사용되는 경우, 설명은 문자 접미사에 상관없이 동일한 제1 숫자 참조 부호를 갖는 유사한 컴포넌트들 및/또는 특징들 중 어느 하나에 적용 가능하다.
[0020]
반도체 제조 및 프로세싱의 다양한 동작들이 기판을 가로질러 광대한 어레이들의 피처들(features)을 생성하도록 수행된다. 반도체 재료들의 층들이 형성됨에 따라, 비아들(vias), 트렌치들(trenches) 및 다른 경로들이 구조물 내에 생성된다. 다음에, 이들 피처들은 전기가 디바이스를 통해 층간에서 전도되도록 하는 전도성 또는 금속 재료로 충전될 수 있다.
[0021]
전기도금 동작들이 전도성 재료를 기판 상의 비아들 및 다른 피처들 내에 제공하도록 수행될 수 있다. 전기도금은 전도성 재료의 이온들을 함유하는 전해 욕(electrolyte bath)을 이용하여 전도성 재료를 기판 상에 그리고 기판 상에 한정된 피처들 내에 전기화학적으로 증착시킨다. 금속이 도금되는 기판은 캐소드(cathode)로서 동작한다. 링(ring) 또는 핀들(pins)과 같은 전기 접점은 전류가 시스템을 통해 흐르게 할 수 있다. 전기도금 동안, 기판은 헤드에 클램핑되고, 전기도금 욕에 침지되어 금속화를 형성할 수 있다. 후술되는 바와 같은 시스템들에서, 기판은 또한 프로세싱 동안 헤드와 결합될 수 있는 시일 내에 척킹(chucking)될 수 있다. 기판이 도금 후에 이동되거나 상승될 때, 기판은 다른 도금 챔버 또는 일부의 다른 프로세싱 위치로 보내지기 전에, 탈이온수(deionized water)와 같은 물로 헹궈질 수 있다. 다른 도금 챔버로 이동하기 전에 도금 챔버 내에서 웨이퍼 및 헤드 시일을 헹구는 것은 시스템 풋프린트(footprint), 작동 비용, 및 필요한 로봇 이동들의 수의 감소 때문에, 컴포넌트들을 독립적인 헹굼 챔버(stand-alone rinse chamber)로 이동시키는 것보다 바람직할 수 있다. 그러나, 상기에서 언급된 바와 같이, 이러한 헹굼 동작 동안에 몇 가지 문제들이 일어날 수 있다.
[0022]
종래의 기술들은 헹굼 유체를 챔버의 측면으로부터 기판의 중심을 향해 토출하는 노즐로부터 욕 바로 위의 기판을 헹굴 수 있다. 헹굼 동안에, 기판은 기판을 가로질러 물을 흡인(draw)하고 챔버의 외부에 위치된 캐치(catch) 내로 물을 슬링할 수 있는 정도의 속도로 회전될 수 있다. 전달 동안, 물이 전해 욕 내로 떨어질 수 있으며, 이는 용액을 위로 웨이퍼 상으로 튀길 수 있다. 이것은 기판의 오염을 유발할 수 있거나, 상이한 용액을 갖는 후속 욕에 전해질을 가져갈 수 있어서 제2 욕을 오염시킬 수 있다. 추가적으로, 도금 챔버들은 다수의 기판 크기들을 수용할 수 있고, 그에 따라 예를 들어 200 ㎜의 반도체 웨이퍼 및 300 ㎜의 반도체 웨이퍼가 동일한 챔버에서 프로세싱될 수 있다. 슬링 동작 동안, 보다 작은 직경의 200 ㎜ 웨이퍼는 헹굼 유체를 캐치 내로 완전히 전달하지 못할 수 있고, 이는 헹굼 유체가 전해 욕 내로 전달되게 할 수 있다. 이것은 욕의 보다 상당한 희석을 유발할 수 있으며, 이는 수행될 수 있는 헹굼의 양을 제한할 수 있다. 추가적으로, 욕으로부터 인출될 때, 잔류량의 욕 유체가 기판 상에 유지될 수 있으며, 이는 헹굼 동작에서 손실되고 특정 간격들로 교체를 요구할 수 있다.
[0023]
본 기술은 웨이퍼와 전해 욕을 보호하면서, 웨이퍼의 현위치 세정(in situ clean)을 수행할 수 있는 단계적 세정 시스템을 포함함으로써 이러한 문제들을 극복한다. 시스템은 챔버로부터 욕 유체의 유출을 제한하기 위해 회수 헹굼(recovery rinse)을 수행하도록 구성된 제1 노즐을 포함할 수 있다. 시스템은 또한 기판을 세정하거나 처리하기 위해 헹굼을 수행하도록 구성된 제2 노즐을 포함할 수 있으며, 이 헹굼은 욕 내로의 유체 전달을 제한하기 위해 수행될 수 있다. 본 기술에 따른 세정 시스템들을 이용함으로써, 세정이 보다 경제적이고 보다 효율적으로 수행될 수 있으며, 욕 유체들이 유지되거나 회수될 수 있다. 희석 및 오염을 회피하면서 챔버 내에서의 개선된 헹굼은 또한 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 가치있는 진보이다. 그러한 챔버는 헹굼 레시피 단계들(rinse recipe steps), 웨이퍼 포지션들 및 유량들의 유연성을 제공하여 희석 및 오염의 우려 없이 개선된 결과들을 제공할 수 있다. 본 기술의 실시예들이 결합될 수 있는 예시적인 챔버를 설명한 후에, 나머지 개시내용은 본 기술의 시스템들 및 프로세스들의 양상들을 논의할 것이다.
[0024]
도 1은 본 기술의 실시예들에 따른, 방법들 및 세정 시스템들이 이용 및 실시될 수 있는 전기도금 시스템(100)의 개략적인 등각도를 도시한다. 전기도금 시스템(100)은 시스템 헤드(system head)(110) 및 보울(bowl)(115)을 포함하는 예시적인 전기도금 시스템을 나타낸다. 전기도금 동작들 동안, 웨이퍼는 시스템 헤드(110)에 클램핑되고 반전되며 보울(115) 내로 연장되어 전기도금 동작을 수행할 수 있다. 전기도금 시스템(100)은 헤드 리프터(head lifter)(120)를 포함할 수 있으며, 헤드 리프터(120)는 헤드(110)를 상승 및 회전시키거나, 또는 틸팅 동작들(tilting operations)을 포함하여 시스템 내에서 헤드를 다른 방식으로 이동시키거나 위치시키도록 구성될 수 있다. 헤드 및 보울은 데크 플레이트(deck plate)(125), 또는 다수의 전기도금 시스템(100)을 포함하는 보다 대형 시스템의 일부일 수 있고 전해질 및 다른 재료들을 공유할 수 있는 다른 구조물에 부착될 수 있다.
[0025]
로터(rotor)는 헤드에 클램핑된 기판이 보울 내에서, 또는 보울 외부에서 상이한 동작들로 회전되게 할 수 있다. 로터는 기판과의 전도성 접촉을 제공할 수 있는 접촉 링(contact ring)을 포함할 수 있다. 하기에서 더 논의되는 시일(130)은 헤드와 연결될 수 있다. 시일(130)은 프로세싱될 척킹된 웨이퍼를 포함할 수 있다. 도 1은 플랫폼(platform) 상에서 직접 세정될 컴포넌트들을 포함할 수 있는 전기도금 챔버를 도시한다. 헤드가 추가 모듈로 이동되고 시일 또는 다른 컴포넌트 세정이 수행되는 플랫폼들을 포함하여, 다른 구성들이 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 추가적으로, 시일(130)과 같은 하나 이상의 컴포넌트들은 각각의 챔버로부터 제거되고, 세정을 위해 유지보수 시스템(maintenance system) 또는 세정 시스템에 배치될 수 있다. 세정을 위한 컴포넌트를 제공하거나 노출시키는 임의의 수의 다른 동작들이 수행될 수 있다. 예시적인 원위치 헹굼 시스템(135)이 또한 시스템(100)과 함께 도시되어 있으며, 하기에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
[0026]
도 2를 참조하면, 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 전기도금 장치(200)의 양상들을 포함하는 챔버의 부분적인 단면도가 도시되어 있다. 전기도금 장치(200)는 전술한 시스템(100)을 포함하는 전기도금 시스템과 통합될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전기도금 시스템의 도금 욕 용기(205)가 헤드(210)와 함께 도시되어 있으며, 헤드(210)는 그와 결합된 기판(215)을 갖는다. 기판은 일부 실시예들에서 헤드 상에 통합된 시일(212)과 결합될 수 있다. 헹굼 프레임(220)은 도금 욕 용기(205) 위에 결합될 수 있고, 도금 동안 용기 내로 헤드를 수용하도록 구성될 수 있다. 헹굼 프레임(220)은 도금 욕 용기(205)의 상부 표면 주위로 원주방향으로 연장되는 림(rim)(225)을 포함할 수 있다. 헹굼 채널(227)은 림(225)과 도금 욕 용기(205)의 상부 표면 사이에 한정될 수 있다. 예를 들어, 림(225)은 경사 프로파일(sloping profile)로 특징지어지는 내부 측벽들(230)을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 기판으로부터 슬링된 헹굼 유체는 측벽들(230)과 접촉할 수 있고, 전기도금 장치(200)로부터의 헹굼 유체를 수집하기 위해 림 주위로 연장되는 플리넘(plenum)(235)에 수용될 수 있다. 위어(240)는 슬링된 유체가 도금 욕으로 복귀하는 것을 더욱 제한하기 위해, 도금 욕 용기(205) 주위로 연장될 수 있고 플리넘(235) 또는 수집 채널과 유체적으로 결합될 수 있다. 위어(240)는 전기도금 장치를 가로지르는 평면(245)을 한정할 수 있으며, 이 평면(245)을 통과하여 헤드(210)는 도금 욕 용기(205)로 진입하도록 연장될 수 있고, 이 평면(245)을 통과하여 헤드는 헹굼 동작을 수행하도록 복귀할 수 있다.
[0027]
전기도금 장치(200)는 일부 실시예들에서, 원위치 컴포넌트 세정을 위한 다수의 방법들에 사용될 수 있는 하나 이상의 세정 컴포넌트들을 추가로 포함할 수 있다. 컴포넌트들은 기판(215) 또는 헤드(210)로 또는 이를 향해 유체를 전달하는데 사용되는 하나 이상의 노즐들을 포함할 수 있다. 탈이온수 또는 다른 헹굼 유체들과 같은 헹굼 유체를, 일부 실시예들에 도시된 바와 같은 소정 각도들로 전달함으로써, 전달 속도가 감소될 수 있고, 헹굼 유체를 기판을 따라 반경방향 외측으로 흡인하기 위해 헤드의 회전이 사용될 수 있다. 전달 속도의 감소는 유체가 상향으로 되튀는 것을 제한할 수 있다.
[0028]
도 3은 본 기술의 일부 실시예에 따른, 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법(300)의 예시적인 동작들을 도시하며, 방법(300)은 이전에 설명된 컴포넌트들 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 방법(300)은 예를 들어 프로세싱 시스템(100)에 통합될 수 있는 전기도금 장치(200)와 같은 하나 이상의 전기도금 시스템들뿐만 아니라, 설명된 동작들을 수행하도록 적합화 가능한 임의의 다른 반도체 도금 챔버들에서 수행될 수 있다. 방법은 본 기술에 따른 방법들의 일부 실시예들과 구체적으로 연관될 수 있거나 연관되지 않을 수 있는 일부 실시예들에서 다수의 선택적인 동작들을 포함할 수 있다. 방법(300)은 도 4 및 도 5에 개략적으로 도시된 동작들을 설명하며, 도 4 및 도 5의 도시들은 방법(300)의 동작들과 관련하여 설명될 것이다. 도 4 및 도 5는 제한된 세부사항들을 갖는 부분적인 개략도들만을 도시하고, 일부 실시예들에서, 시스템들은 보다 많거나 보다 적은 컴포넌트들뿐만 아니라, 본 기술의 양상들 중 임의의 것으로부터 여전히 이익을 얻을 수 있는 대안적인 구조적 양상들 또는 재배열들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0029]
방법(300)은 실제 기판 세정 이전의 동작들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세정 이전에, 시스템 헤드는 전기도금 동작을 수행하기 위해 기판을 도금 욕 용기 내로 전달할 수 있다. 동작(310)에서, 헤드가 도금 욕으로부터 이동되거나 상승될 수 있다. 도 4는 도금 욕 용기(405)에서의 도금 동작 이후에 헤드(410)가 제1 포지션으로 상승되거나 이동된 시스템(400)의 일 예를 도시한다. 이전에 설명된 바와 같이, 헤드(410)는 시일(420)을 포함할 수 있고, 기판(415)은 시일과 클램핑되거나 결합될 수 있다. 제1 포지션은 챔버 내의 욕으로부터 벗어난 임의의 위치일 수 있지만, 일부 실시예들에서, 제1 포지션은, 이전에 설명된 바와 같이 챔버 주위로 연장되는 위어(430)에 의해 한정되는 평면 아래의 도금 욕 용기로부터의 소정 높이에 위치될 수 있으며, 위어(430)는 유체들이 시스템으로부터 배출될 수 있는 수집 채널(435)과 유체적으로 결합될 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 헤드(410)의 회전을 통해 유체가 헤드(410)로부터 반경방향 외측으로 기판(415)의 표면으로부터 배출될 수 있는 슬링-오프 동작들(sling-off operations)이 수행될 수 있다. 위어(430)에 의해 한정되는 평면 아래에 있을 때, 유체는 도금 욕 내로 다시 전달될 수 있는 한편, 위어(430)에 의해 한정되는 평면 위에 있을 때, 유체는 도금 욕(405) 위로 그리고 도금 욕(405)의 반경방향 외측으로 연장될 수 있는 수집 채널(435) 내로 전달될 수 있다. 위어(430)는 일부 실시예들에서 위어에 의해 한정되는 평면 위에 있을 때 기판으로부터 슬링된 유체들을 욕으로 다시 전달하는 것을 제한하거나 방지할 수 있다.
[0030]
헤드는 동작(320)에서 제1 시간 기간 동안 회전될 수 있으며, 이는 이미 설명된 바와 같이 기판(415)의 표면으로부터 욕 유체를 슬링하는 것을 용이하게 할 수 있다. 제1 포지션은 위어(430) 아래에 있을 수 있기 때문에, 유체는 도금 욕 내로 다시 배출될 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 슬링-오프 동작에도 불구하고, 잔류량의 욕 유체가 기판의 표면 상에 남아있을 수 있다. 종래 기술들은 헤드(410)를 위어에 의해 한정되는 평면 위로, 예컨대 제2 포지션으로 상승시킬 수 있고, 다음에 잔류 욕 유체의 표면을 청소하도록 기판을 헹굴 수 있다. 이러한 잔류 욕 유체는 일부 실시예들에서 수 밀리리터의 유체일 수 있지만, 헹굼 시에 시스템으로부터 추출될 때, 이러한 손실은 웨이퍼당 추가의 작동 비용으로 귀결될 수 있다. 이러한 잔류량의 욕 유체 또는 유체의 일부를 회수함으로써, 작동 비용들이 감소될 수 있다. 따라서, 본 기술의 일부 실시예들은 잔류 욕 유체를 도금 욕 내로 다시 회수하기 위한 제1 헹굼 동작을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 제1 헹굼 동작은 욕에 추가 유체를 제공할 수 있다. 욕에 대한 희석 또는 오염을 제한하기 위해, 본 기술은 제1 헹굼 동작 동안 욕에 최소 유체를 제공하는 동작들을 수행할 수 있다.
[0031]
예를 들어, 동작(330)에서, 헤드(410)가 제1 포지션에 있거나, 위어(430)에 의해 한정되는 평면과 도금 욕 사이에 한정된 구역 내에 있는 동안, 제1 유체(440)가 제1 유체 노즐(425)로부터 기판(415)으로 전달될 수 있다. 제1 유체는 기판(415)의 표면, 시일(420) 및/또는 헤드(410)의 일부들로부터 잔류 욕 유체를 가압하거나 배출하도록 전달될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 유체(440)는 기판이 회전하는 동안 기판의 중심을 향해 전달될 수 있으며, 이는 제1 유체를 용기의 측벽들로 슬링시키기 전에 기판을 가로질러 반경방향 외측으로 제1 유체를 흡인하여 도금 욕 내로 다시 흡인할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 유체 노즐(425)은, 제1 포지션에서, 또는 위어(430)에 의해 한정되는 평면과 도금 욕 사이에 한정된 제1 구역 내에서 기판에 대한 접근을 제공하기 위해, 위어(430)를 통해 연장될 수 있다. 시스템은 또한 도시된 바와 같이 제2 노즐(445)을 포함할 수 있으며, 제2 노즐(445)은 일부 실시예들에서 또한 위어(430)를 통해 연장될 수 있다. 챔버의 대향 측면들 상에 도시되어 있지만, 2 개의 노즐은 서로 인접하는 것을 포함하여, 챔버 주위의 임의의 위치에 존재할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 제2 유체 노즐(445)은 도시된 바와 같이 위어(430)를 통해 상이한 길이로 연장될 수 있으며, 이는 기판이 위어 위에 포지셔닝될 때 제2 유체 노즐(445)이 제2 헹굼 동작을 수행하는데 사용될 수 있기 때문이다.
[0032]
추가적으로, 일부 실시예들에서, 제1 유체 및 제2 유체 전달 각각을 위해 단일의 유체 노즐이 사용될 수 있다. 노즐은 일부 실시예들에서 개별 유체들의 전달을 위해 다수의 개구들을 포함할 수 있거나, 단일 노즐 및 포트가 제1 유체 및 제2 유체를 전달하는데 사용될 수 있다. 노즐은 또한, 기판 및 제1 포지션 및/또는 제2 포지션에 대해 유체를 제공하기 위해 유체를 다수의 각도들 또는 궤적들로 전달하도록 이동 가능하거나 조정 가능할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 제1 유체 노즐 및 제2 유체 노즐은 도시되는 바와 같이 동일한 노즐 또는 2 개의 상이한 노즐들일 수 있다.
[0033]
제1 헹굼 동작이 완료되면, 동작(340)에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 헤드(410)는 제2 포지션으로 상승되거나 이동될 수 있다. 제2 포지션은 위어(430)에 의해 한정되는 평면(510) 위에 있을 수 있으며, 그에 따라 기판으로부터 슬링된 헹굼 유체가 수집 채널(435) 내로 지향될 수 있다. 제2 포지션에서, 헤드(410)는 동작(350)에서 제1 시간 기간보다 길거나 짧을 수 있는 제2 시간 기간 동안 다시 회전될 수 있다. 동작(360)에서, 일부 실시예들에서 기판의 중심을 향해 또한 지향될 수도 있는 제2 유체(520)가 제2 유체 노즐(445)로부터 전달될 수 있다. 헤드의 회전은 제2 유체가 헤드, 시일 또는 기판의 반경방향 외부 에지로부터 수집 채널(435) 내로 슬링되는 것을 용이하게 할 수 있고, 여기서 유체는 시스템으로부터 배출될 수 있다. 위어(430)는 일부 실시예들에서 이러한 제2 유체가 욕으로 진입하는 것을 제한하거나 방지하는 것을 도울 수 있으며, 이는 욕의 희석을 제한할 수 있다.
[0034]
상기에서 언급된 바와 같이, 제1 유체는 기판으로부터의 잔류 욕 유체와 함께 욕 내로 다시 전달될 수 있으며, 그에 따라 실시예들에서 제1 유체는 도금 욕과 친화적인 유체일 수 있다. 이것은 탈이온수와 같은 물일 수 있지만, 일부 실시예들에서, 산성 용액들 또는 예를 들어 구리 욕 유체들 또는 주석 은 욕 유체들과 같은 욕 유체들과 친화적일 수 있는 다른 화학물질들과 같은 추가 유체가 사용될 수 있다. 제1 유체는 잔류 욕 유체와 함께 욕 내로 전달될 수 있기 때문에, 제1 유체의 양이 최소화될 수 있다. 제2 유체는 욕과는 별도로 유지될 수 있고, 헤드가 챔버 내의 제2 포지션으로 상승되거나 이동될 때 유체를 기판으로 전달함으로써 욕 내로의 전달이 제한되거나 방지될 수 있다. 제2 유체는 욕으로 진입할 수 없기 때문에, 유체는 다수의 다른 세정제들 또는 헹굼제들을 포함할 수 있으며, 이들은 탈이온수와 같은 물을 포함할 수 있지만, 기판들 및/또는 시스템 컴포넌트들을 세정하기 위해 임의의 다양한 도금 시스템들에서 사용되는, 임의의 수의 세정제들, 산들, 유기 용매들 또는 헹굼제들을 포함할 수도 있다. 본 기술의 실시예들에서, 제1 유체 및 제2 유체는 헹굼 방법들 동안 서로 유사하거나 상이할 수 있다.
[0035]
언급된 바와 같이, 제1 유체는 기판으로부터의 잔류 욕 유체 및 제1 유체가 기판으로부터 슬링될 때 욕 내로 전달될 수 있는 회수형 헹굼에 사용될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 최소의 제1 유체가 사용될 수 있다. 세정은 헤드의 회전 속도, 슬링-오프 시간, 사용된 제1 유체의 양뿐만 아니라, 제1 유체의 온도와 같은 환경적 특성들을 포함하는 요인들의 조합으로 일어날 수 있다. 예를 들어, 제1 슬링-오프 동작은 시스템 컴포넌트들에 따라, 약 100 RPM 이상 내지 약 1,000 RPM 또는 그 이상까지와 같은 다양한 회전 속도들로 수행될 수 있다. 웨이퍼의 크기는 또한 사용된 속도에 영향을 줄 수 있으며, 여기서 각 운동량(angular momentum) 감소로 인해 보다 작은 웨이퍼들에 대해서는 보다 빠른 회전 속도들이 사용될 수 있고, 그렇지 않으면, 예컨대 보다 빠른 회전으로 보상되지 않는 경우 슬링의 효과가 감소될 수 있다. 일부 실시예들에서, 보다 높은 회전 속도들은 헤드에 영향을 줄 수 있으며, 이는 헤드의 수직방향 또는 반경방향 워블(wobble)과 같은 소정량의 섭동(perturbation)을 야기할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 헤드는 약 1,500 RPM 이하, 약 1,200 RPM 이하, 약 1,000 RPM 이하, 약 800 RPM 이하, 약 700 RPM 이하, 약 600 RPM 이하, 또는 그 미만으로 회전될 수 있고, 이는 다시 시스템 크기, 컴포넌트들 및 작동 조건들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
[0036]
일부 실시예들에서 유체 체적을 회전 속도들과 매칭시킴으로써 유체 체적이 최소화될 수 있다. 예를 들어, 기판 상에서의 잔류 욕 유체의 동일한 감소를 생성하기 위해, 보다 높은 회전 속도들에 비해 더 낮은 회전 속도들에서 보다 많은 유체가 사용될 수 있다. 유체의 양을 제한하여 적절한 재수집을 생성하기 위해, 헤드는 일부 실시예들에서 약 100 RPM 이상의 속도로 회전될 수 있고, 약 250 RPM 이상, 약 400 RPM 이상 또는 그 초과로 회전될 수 있다. 제1 유체는 제1 체적 유량으로 전달될 수 있는 제1 체적의 유체로서 전달될 수 있다. 제2 유체는 제2 체적 유량으로 전달될 수 있는 제2 체적의 유체로서 전달될 수 있다. 제2 동작은 기판을 완전히 청소 또는 세정하도록 구성될 수 있기 때문에, 그리고 제2 유체는 욕을 희석시키거나 오염시키지 않을 수 있기 때문에, 제2 유체는 제1 유체보다 더 높은 체적으로, 더 긴 시간 동안 및/또는 더 높은 체적 유량으로 전달될 수 있다.
[0037]
예를 들어, 제1 유체 체적은 일부 실시예들에서 약 100 mL 이하일 수 있으며, 약 50 mL 이하, 약 25 mL 이하, 약 15 mL 이하, 약 10 mL 이하, 약 9 mL 이하, 약 8 mL 이하, 약 7 mL 이하, 약 6 mL 이하, 약 5 mL 이하, 또는 그 미만일 수 있다. 도금 욕이 수용할 수 있는 제1 유체의 양은 도금 욕 조건들에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 예를 들어, 주변 조건들 또는 거의 주변 조건들로 동작하는 도금 욕들이 약 10 mL 이하로 제1 유체의 전달을 제공할 수 있지만, 예를 들어 50 ℃ 또는 약 50 ℃에서 동작하는 도금 욕들은 보다 많은 제1 유체, 예컨대 10 mL 초과, 20 mL 초과, 또는 그보다 많은 제1 유체를 수용 가능할 수 있다. 제1 유체의 유량은 또한 유체 전달 기간 동안 전달되는 유체의 양을 제한하도록 제한되거나 통제될 수 있다.
[0038]
제2 유체는 일부 실시예들에서 제1 유체보다 높은 유량 및/또는 큰 체적으로 전달될 수 있다. 예를 들어, 제2 노즐은 제1 노즐의 유량의 적어도 약 2 배의 유량으로 유체를 전달할 수 있으며, 제1 노즐의 유량의 적어도 약 3 배, 제1 노즐의 유량의 적어도 약 4 배, 제1 노즐의 유량의 적어도 약 5 배, 또는 그 초과인 유량으로 유체를 전달할 수 있다. 전달된 제2 유체의 체적은 또한 전달된 제1 유체의 체적의 적어도 약 5 배일 수 있으며, 전달된 제1 유체의 체적의 적어도 약 10 배, 전달된 제1 유체의 체적의 적어도 약 25 배, 전달된 제1 유체의 체적의 적어도 약 50 배, 전달된 제1 유체의 체적의 적어도 약 75 배, 전달된 제1 유체의 체적의 적어도 약 100 배, 전달된 제1 유체의 체적의 적어도 약 250 배, 전달된 제1 유체의 체적의 적어도 약 500 배, 또는 그 초과일 수 있다. 제1 유체와 제2 유체 사이의 추가적인 차이들은 온도 차이들을 포함할 수 있고, 여기서 어느 하나의 유체가 다른 유체보다 높은 온도에 있을 수 있으며, 어느 하나 유체가 본 기술의 실시예들에서 탈기되거나, 질화되거나, 다른 방식으로 개질될 수 있다.
[0039]
전달은 또한 상기에 언급된 바와 같은 방법(300)에 대한 하나 이상의 선택적인 양상들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 동작(320)에서 헤드를 회전시키는 것은 제1 시간 기간 동안 일어나는 욕 유체의 슬링-오프를 생성하기 위한 제1 회전일 수 있다. 다음에, 제1 유체는 일부 실시예들에서 제1 시간 기간에 후속하여 전달될 수 있으며, 이는 동작(320)에서의 회전과 상이한 속도로 헤드의 추가 회전을 포함할 수 있다. 또한, 제1 시간 기간은 제1 유체의 전달을 통해, 또는 제1 유체가 기판으로 전달될 때까지 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 시간 기간은 슬링-오프를 위한 제1 시간 부분, 제1 유체가 전달되는 제2 시간 부분, 및/또는 일부 실시예들에서 제1 유체의 전달 후에 잔류 유체들의 추가 슬링-오프를 위한 제3 시간 기간을 구성할 수 있는 제3 시간 부분을 포함할 수 있다. 헤드는 임의의 이들 시간 부분들 또는 기간들 동안 능동적으로 회전될 수 있지만, 일부 실시예들에서, 예컨대 스핀-다운(spin-down) 작동 동안의 수동적 회전이 일어날 수 있으며, 이는 회수 헹굼 동안 전체 작동 시간을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 헤드의 회전은 제1 시간 기간 동안 능동적으로 일어날 수 있다. 제1 유체의 전달 이전에, 그 동안에 또는 그 이후에, 능동 회전이 정지될 수 있고, 잔류 욕 유체 및 제1 유체가 기판으로부터 배출될 수 있는 제3 시간 기간 동안 스핀-다운이 일어날 수 있다.
[0040]
헤드는 또한 일부 실시예들에서 임의의 이들 기간들 동안 수직으로 병진이동될 수 있고, 제1 유체의 전달 동안 조정될 수 있다. 예를 들어, 제1 유체는 헤드가 회전하는 동안 기판의 중심을 향해 또는 기판의 중심으로 전달되어, 기판을 가로질러 유체를 반경방향 외측으로 흡인할 수 있다. 이러한 전달 동안, 헤드는 제2 포지션을 향해 상승되거나 이동되지만, 여전히 위어에 의해 한정되는 평면 아래에 유지될 수 있으며, 이는 기판의 표면을 따라 유체를 더욱 가압하거나 보낼 수 있게 한다. 추가의 장점들이 또한 제공될 수 있다. 예를 들어, 추가의 제1 유체가 도금 욕 내에 수용 가능할 수 있는 곳과 같은, 일부 실시예들에서 제1 유체로 헹궈질 수 있는 틈새(crevice)에 의해 특징지어질 수 있는, 기판이 시일과 만나는 기판의 반경방향 외부 에지에서의 포지션에 충돌할 수 있고, 제1 유체가 기판을 따른 반경방향 외측 경로를 따라 충돌할 수 있도록, 헤드는 이러한 전달 동안 상승되거나 이동될 수 있다. 추가적으로, 헤드가 이동함에 따라, 기판으로부터 슬링된 제1 유체는 챔버의 용기 부분의 측벽들을 따라 상향으로 연장되지만, 여전히 위어에 의해 한정되는 평면 아래에 남아있을 수 있으며, 위어의 내부 표면들 및 노즐들을 헹굴 수 있다. 이것은 이들 표면들 상에서 건조하는 욕 유체를 제한할 수 있으며, 이 욕 유체는 챔버의 표면들 상에서 결정화되어 퇴적물들을 형성할 수 있다.
[0041]
다른 선택적인 동작에서, 제1 유체의 추가적인 전달은 선택적으로 헤드가 제1 포지션으로 상승되거나 이동될 수 있는 동작(310) 동안에 일어날 수 있다. 예를 들어, 헤드가 욕으로부터 제1 포지션으로 상승하는 동안, 기판이 클램핑될 수 있는 시일에 충돌하도록 소정량의 제1 유체가 전달될 수 있어, 시일로부터, 예컨대 시일의 외측 또는 외부 표면 상의 욕 유체를 헹굴 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판이 제1 포지션에 도달하기 전에 전달이 정지될 수 있다. 헤드는 이러한 시일 헹굼 동작 동안에 회전될 수 있고, 이 방법 동안 언급된 임의의 회전들과 유사하거나, 더 느리거나, 더 빠른 속도로 회전될 수 있다. 제1 포지션에서, 예를 들어 회전이 증가될 수 있고, 욕 유체의 슬링-오프가 수행될 수 있다.
[0042]
본 기술의 실시예들에 따라 추가의 회수 헹굼을 수행함으로써, 슬링-오프 동작 이후에 기판 상에 보유된 잔류량의 욕 유체의 적어도 30%가 회수될 수 있다. 일부 실시예들에서, 보유된 잔류량의 욕 유체의 약 40% 이상이 회수될 수 있거나, 약 50% 이상이 회수될 수 있거나, 약 55% 이상이 회수될 수 있거나, 약 60% 이상이 회수될 수 있거나, 약 65% 이상이 회수될 수 있거나, 약 70% 이상이 회수될 수 있거나, 약 75% 이상이 회수될 수 있거나, 약 80% 이상이 회수될 수 있거나, 약 85% 이상이 회수될 수 있거나, 약 90% 이상이 회수될 수 있거나, 또는 그 초과가 회수될 수 있다.
[0043]
제2 포지션에서, 제2 유체 노즐(445)은 헹굼 동작을 위해 제2 유체를 기판으로 전달할 수 있다. 제2 유체 노즐(445)은 일부 실시예들에서 제1 유체 노즐(425)보다 큰 크기를 가질 수 있으며, 이는 증가된 유체 유량을 제공할 수 있다. 제2 유체 노즐(445)은 제1 유체 노즐(425)만큼 멀리 위어(430)를 통해 연장되지 않을 수 있는데, 이는 헤드가 욕으로부터 더 멀리 인출되는 것에 기초하여 제2 유체 노즐(445)이 보다 큰 접촉각을 제공할 수 있기 때문이다. 추가적으로, 제2 유체 노즐(445)은 제1 유체 노즐과는 상이한 노즐 각도에 의해 특징지어질 수 있으며, 이 노즐 각도도 역시 제1 헹굼 동작과 제2 헹굼 동작 사이에서의 상이한 헤드 포지션에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 헤드는 제2 포지션에서의 회전 동안에 이전에 논의된 임의의 속도들로 회전될 수 있고, 제1 포지션에서보다 더 빠르거나 느리게 회전될 수 있다. 헹굼 유체는 기판 및/또는 시일의 반경방향 외부 에지로부터 수집 채널(435)로, 그리고 챔버로부터 외부로 슬링될 수 있다.
[0044]
본 기술의 실시예들에 포함된 제1 노즐들은 또한 일부 실시예들에서 기판의 전처리를 수행하는 방법들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 전처리 유체는, 일부 실시예들에서 제1 노즐과 상이한 유체를 전달하거나, 일부 실시예들에서 제1 유체와 동일한 유체를 전달하는, 제1 노즐과 동일한 노즐 또는 쌍을 이룬 포트를 통해 유동될 수 있다. 도 6은 처리 유체가 기판으로 전달될 수 있는 본 기술의 일부 실시예들에 따른, 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법(600)의 예시적인 동작들을 도시한다. 방법(600)은 이전에 설명된 임의의 챔버들에서 수행될 수 있으며, 전술한 임의의 컴포넌트 또는 동작 특성을 포함할 수 있다.
[0045]
동작(610)에서, 처리 유체가 제1 유체 노즐에 의해 기판으로 전달될 수 있다. 욕 유체를 제거하도록 구성될 수 있는 제1 유체와는 달리, 처리 유체는 도금을 개선하거나 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 처리 유체는 제1 유체 노즐과 동일한 노즐로부터 전달될 수 있거나, 제1 유체 노즐은 일부 실시예들에서, 처리 유체 및 헹굼을 위한 제1 유체와 같은 2 개의 상이한 유체들이 전달되는 2 개의 포트들을 가질 수 있다. 헤드가 제1 포지션에 있을 때, 그리고 헤드가 선택적으로 회전될 수 있는 동안에, 처리 유체가 전달될 수 있다. 처리 유체들은 습윤제들, 전처리제들(pretreatment formulas), 계면활성제들, 욕 유체, 또는 도금 동작들을 개선하거나 용이하게 할 수 있는 임의의 다른 재료들을 포함하는 임의의 수의 상이한 유체들을 포함할 수 있다. 동작(620)에서, 헤드는 처리된 기판을 제1 포지션으로부터 욕 내로 하강시키거나 이동시켜서 도금 동작을 수행할 수 있다. 헤드는 동작(630)에서 제1 포지션으로 또는 제1 포지션을 향해 다시 상승되거나 이동될 수 있고, 이전에 설명된 방법 동작들 중 임의의 동작이 수행될 수 있다. 예를 들어, 동작(640)에서, 헤드는 제1 슬링-오프 동작을 수행하도록 회전될 수 있으며, 그 동안 또는 그 이후에, 제1 유체는 동작(650)에서 기판으로 전달되어 이전에 설명된 바와 같이 헹굼을 수행할 수 있다. 임의의 수의 추가 동작들이 이전에 논의된 바와 같이 수행될 수 있다. 본 기술의 실시예들에 따른 회수 헹굼을 수행함으로써, 기판의 표면으로부터 상당량의 잔류 욕 유체를 회수하면서, 최소 욕 희석이 생성될 수 있다. 이것은 작동 비용들을 낮추고, 욕을 리프레시(refresh)하기 전에 도금될 수 있는 기판들의 수를 늘릴 수 있다.
[0046]
전술한 설명에서, 설명의 목적들로, 본 기술의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 많은 세부사항들이 기술되어 있다. 그러나, 특정 실시예들이 이들 세부사항들 중 일부 없이 또는 추가 세부사항들과 함께 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 설명된 습윤 기술들로부터 이익을 얻을 수 있는 다른 기판들이 또한 본 기술과 함께 사용될 수 있다.
[0047]
몇 개의 실시예들을 개시하였지만, 당업자라면, 다양한 변형들, 대안적인 구성들 및 등가물들이 실시예들의 사상으로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 추가적으로, 본 기술을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 다수의 공지된 프로세스들 및 요소들은 설명되지 않았다. 따라서, 상기 설명은 본 기술의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
[0048]
값들의 범위가 제공되는 경우, 문맥상 명확하게 달리 지시되지 않는 한, 해당 범위의 상한 및 하한 사이의, 하한의 최소 단위 분수까지의 각각의 개재 값이 또한 명시적으로 개시된 것으로 이해된다. 기재된 범위의 임의의 기재된 값들 또는 기재되지 않은 개재 값과 해당 기재된 범위의 임의의 다른 기재된 값 또는 개재 값 사이의 임의의 보다 좁은 범위가 포함된다. 이들의 보다 작은 범위들의 상한 및 하한은 독립적으로 범위에 포함되거나 배제될 수 있으며, 기재된 범위에서의 임의의 명시적으로 배제된 한계에 따라서, 보다 작은 범위들에, 한계들 중 어느 하나 또는 둘 모두가 포함되거나, 어느 것도 포함되지 않는 각각의 범위도 또한 본 기술 내에 포함된다. 기재된 범위가 한계들 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 경우, 이들 포함된 한계들 중 어느 하나 또는 둘 모두를 제외한 범위들도 또한 포함된다. 다수의 값들이 리스트에 제공되는 경우, 이들 값들 중 임의의 값을 포함하거나 그에 기초하는 임의의 범위가 유사하게 명시적으로 개시된 것이다.
[0049]
본원 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태들("a", "an" 및 "the")은 문맥상 명백하게 달리 지시되지 않는 한, 복수의 대상들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "재료(a material)"에 대한 언급은 복수의 그러한 재료들을 포함하고, "채널(the channel)"에 대한 언급은 당업자에게 알려진 하나 이상의 채널들 및 그의 등가물에 대한 언급을 포함하는 등등이다.
[0050]
또한, 단어들 "포함하다", "포함하는", "함유하다", "함유하는", "구비하다" 및 "구비하는"은, 본 명세서 및 하기의 청구범위에서 사용될 때, 기재된 특징들, 정수들, 컴포넌트들 또는 동작들의 존재를 특정하도록 의도되지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 컴포넌트들, 동작들, 활동들 또는 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다.
Claims (15)
- 반도체 도금 챔버(semiconductor plating chamber)에서 기판을 헹구는(rinsing) 방법으로서,
도금 욕(plating bath)으로부터 제1 포지션으로 헤드(head)를 이동시키는 단계 ―상기 헤드는 상기 헤드와 결합된 기판을 포함함―;
욕 유체(bath fluid)를 상기 도금 욕 내로 다시 슬링(sling)시키기 위해 상기 헤드를 제1 시간 기간 동안 회전시키는 단계 ―잔류량의 욕 유체가 남아있음―;
상기 잔류량의 욕 유체를 상기 도금 욕 내로 다시 적어도 부분적으로 배출시키기 위해 제1 유체 노즐(fluid nozzle)로부터 상기 기판으로 제1 유체를 전달하는 단계;
상기 헤드를 제2 포지션으로 이동시키는 단계;
상기 헤드를 제2 시간 기간 동안 회전시키는 단계; 및
제2 유체 노즐로부터 상기 기판을 가로질러 제2 유체를 전달하는 단계를 포함하는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 유체 노즐 및 상기 제2 유체 노즐 각각은 상기 반도체 도금 챔버 주위에 포지셔닝된 위어(weir)를 통해 연장되고, 상기 위어는 상기 도금 욕 위로 그리고 상기 도금 욕의 반경방향 외측으로 연장되는 헹굼 프레임(rinse frame)에 의해 한정되는 수집 채널(collection channel)과 유체적으로 결합되는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 제1 포지션은 상기 위어의 내부 에지(inner edge)에 의해 한정되는 높이와 상기 도금 욕 사이에 있고, 상기 제2 포지션은 상기 위어의 내부 에지에 의해 한정되는 높이 위에 있는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 유체를 전달하는 단계는 제1 체적 유량(volumetric flow rate)으로 제1 체적의 유체를 전달하는 단계를 포함하고, 상기 제2 유체를 전달하는 단계는 제2 체적 유량으로 제2 체적의 유체를 전달하는 단계를 포함하고, 상기 제1 체적의 유체는 상기 제2 체적의 유체와 상이하고, 상기 제1 체적 유량은 상기 제2 체적 유량과 상이한,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제4 항에 있어서,
상기 제2 체적의 유체는 상기 제1 체적의 유체보다 크고, 상기 제2 체적 유량은 상기 제1 체적 유량보다 큰,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 유체 및 상기 제2 유체는 상이한 유체들인,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 시간 기간은 적어도 상기 제1 유체가 상기 기판으로 전달될 때까지 연장되고, 상기 제1 시간 기간에 이어서, 상기 헤드는 상기 잔류량의 욕 유체를 상기 도금 욕 내로 다시 회수(recover)하기 위해 제3 시간 기간 동안 계속 회전하는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 헤드는 상기 제1 시간 기간 동안 상기 제2 포지션을 향해 상승되고, 상기 제1 시간 기간 동안 상기 헤드를 상승시키는 동안, 상기 제1 유체는 위어와 접촉하도록 슬링되고, 상기 위어를 통해 상기 제1 유체 노즐이 연장되는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법으로서,
헤드를 도금 욕으로부터 제1 포지션으로 이동시키는 단계 ―상기 헤드는 시일(seal) 및 상기 시일과 결합된 기판을 포함함―;
상기 헤드를 제1 시간 기간 동안 회전시키는 단계;
상기 기판 상의 잔류량의 욕 유체를 상기 도금 욕 내로 다시 배출하기 위해 제1 유체 노즐로부터 상기 기판으로 제1 유체를 전달하는 단계;
상기 제1 유체 노즐로부터 상기 기판으로 상기 제1 유체를 전달하는 동안 상기 헤드를 제2 포지션을 향해 이동시키는 단계;
상기 제2 포지션에서 상기 헤드를 회전시키는 단계; 및
제2 유체 노즐로부터 상기 기판을 가로질러 제2 유체를 전달하는 단계를 포함하며,
상기 제2 포지션에서 상기 헤드를 회전시키는 단계는, 상기 제2 유체를 상기 기판의 반경방향 에지로부터, 상기 도금 욕 위로 그리고 상기 도금 욕의 반경방향 외측으로 연장되는 헹굼 프레임에 의해 한정되는 수집 채널로 슬링시키는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 제1 시간 기간은 적어도 상기 제1 유체가 상기 기판으로 전달될 때까지 연장되는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 헤드를 상기 도금 욕으로부터 상기 제1 포지션으로 이동시키는 동안 상기 제1 유체를 전달하는 단계를 더 포함하며,
상기 제1 유체는 상기 시일 상에 충돌하는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 헤드가 상기 제1 포지션에 도달하기 전에 또는 도달할 때, 그리고 상기 헤드를 제1 시간 기간 동안 회전시키기 전에, 상기 제1 유체의 전달을 정지시키는 단계를 더 포함하는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 제1 유체를 전달하는 단계는 제1 체적의 제1 유체를 전달하는 단계를 포함하고, 상기 제2 유체를 전달하는 단계는 제2 체적의 제2 유체를 전달하는 단계를 포함하며, 상기 제2 체적은 상기 제1 체적보다 큰,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법으로서,
처리 유체를 제1 유체 노즐로부터 헤드 상에 안착된 기판으로 전달하는 단계 ―상기 헤드는 상기 반도체 도금 챔버 내의 제1 포지션에 위치됨―;
상기 헤드를 상기 제1 포지션으로부터 도금 욕 내로 하강시키는 단계;
상기 헤드를 상기 도금 욕으로부터 상기 제1 포지션으로 이동시키는 단계;
욕 유체를 상기 도금 욕 내로 다시 슬링시키기 위해 상기 헤드를 회전시키는 단계 ―잔류량의 욕 유체가 남아있음―; 및
상기 잔류량의 욕 유체를 상기 도금 욕 내로 다시 적어도 부분적으로 배출시키기 위해 상기 제1 유체 노즐로부터 상기 기판으로 제1 유체를 전달하는 단계를 포함하는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 헤드를 제2 포지션으로 이동시키는 단계;
상기 헤드를 회전시키는 단계; 및
제2 유체 노즐로부터 상기 기판을 가로질러 제2 유체를 전달하는 단계를 더 포함하는,
반도체 도금 챔버에서 기판을 헹구는 방법.
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