KR20230027200A - 수증기 보조 단일 기판 세정 프로세스 및 장치 - Google Patents

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웨이 루
하오성 우
타케토 세키네
소우-성 창
하리 엔. 소운다라라잔
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용은 기판을 세정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 방법은 기판 지지부 상에 배치된 기판을 회전시키는 단계 및 전면측 노즐 조립체를 통한 수증기를 사용하여 기판의 전면측에 분무하는 단계를 포함한다. 기판의 후면측은 후면측 분배기 조립체를 통한 수증기를 사용하여 분무된다. 가열된 화학물질이 기판의 전면측에 걸쳐 분배된다.

Description

수증기 보조 단일 기판 세정 프로세스 및 장치
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 기판 처리에 관한 것으로, 더 구체적으로, 기판 처리 툴들 및 그의 방법들에 관한 것이다.
집적 회로는 전형적으로, 규소 기판 상의 전도성, 반전도성, 또는 절연성 층들의 순차적 증착에 의해 기판 상에 형성된다. 제조는, 디바이스들의 형성이 완료될 수 있기 전에 기판의 표면이 다양한 스테이지들에서 세정되는 다수의 프로세스들을 포함한다. 기판들을 세정하기 위한 하나의 일반적인 방법은 "스핀 세정"으로 지칭된다. 종래의 스핀 세정 프로세스들은 프로세스 잔류물 및 오염물질들을 제거하지만, 적절한 세정을 달성하기 위해 상당한 양의 세정 용액 및 에너지가 사용되고, 또한, 기판의 건조 동안 부식을 도입할 수 있다.
따라서, 효율적이며 실질적으로 부식이 없는, 기판들을 다양한 처리 스테이지들에서 세정할 수 있는 방법 및 장치가 필요하다.
일 실시예에서, 기판을 세정하는 방법이 제공된다. 방법은 기판 지지부 상에 배치된 기판을 회전시키는 단계; 및 전면측 노즐 조립체를 통한 수증기를 사용하여 기판의 전면측에 분무하는 단계를 포함한다. 기판의 후면측은 후면측 분배기 조립체를 통한 수증기를 사용하여 분무된다. 가열된 화학물질이 기판의 전면측에 걸쳐 분배된다.
다른 실시예에서, 기판을 세정하기 위한 장치가 제공된다. 장치는, 내부에 배치된 기판 지지부를 갖는 챔버를 포함한다. 사용 현장의 화학물질 가열 및 분배 노즐(예를 들어, POU 노즐)은 기판 지지부 위에 배치되고, POU 노즐은 유체 공급원에 결합되도록 구성된 제1 도관 및 질소 공급원에 결합되도록 구성된 제2 도관을 포함한다. 전면측 노즐 조립체는 기판 지지부 위에 배치되고, 전면측 노즐 조립체는 제1 수증기 공급원 및 제1 탈이온수(DIW) 공급원에 결합되도록 구성된다. 후면측 분배기 조립체는 기판 지지부 아래에 배치되고, 후면측 분배기 조립체는 제2 수증기 공급원 및 제2 DIW 공급원에 결합되도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 기판을 처리하는 방법이 제공된다. 방법은 화학적 기계적 평탄화(CMP) 프로세스를 사용하여 기판을 연마하는 단계를 포함한다. 기판을 연마한 후, 기판은 기판 지지부 상에 배치되고 기판 지지부 상에서 회전된다. 기판의 전면측은 전면측 노즐 조립체를 통한 수증기를 사용하여 가열되고, 기판의 후면측은 후면측 분배기 조립체를 통한 수증기를 사용하여 가열된다. 방법은 가열된 화학물질을 기판의 전면측에 걸쳐 분배하는 단계를 포함한다. 기판의 전면측 및 후면측은 이산화탄소가 용해된 DIW 및 수증기를 사용하여 헹굼된다. 기판은 건조 유체 및 기판의 전면측에 걸쳐 질소 가스를 유동시킴으로써 건조된다.
본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부 도면들은 단지 예시적인 실시예들만을 예시하는 것이므로 그의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되고, 본 개시내용이, 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 실시예에 따른, 기판 지지부, 백플레이트, 및 분배 조립체를 포함하는 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른, 백플레이트 상에 복수의 애퍼쳐들을 갖는 기판 처리 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른, 기판을 처리하기 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가의 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
본 개시내용은 단일 패스 세정 프로세스를 사용하여 기판을 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 종래의 단일 패스 세정 프로세스들은 기판 온도를 효과적이고 경제적인 세정을 가능하게 하기에 충분히 높게 상승시키지 않는다. 추가적으로, 다른 종래의 기판 세정은 단일 또는 다수의 기판들에 대한 고온 화학 조를 포함하며, 이는 교차 오염을 초래할 수 있고, 분해를 가능하게 하고, 화학물질 농도 및 수준들을 유지하기 위해 면밀한 모니터링을 필요로 한다. 본원에 설명된 장치 및 방법은, 수증기를 사용하여 기판의 전면측, 후면측, 또는 양쪽 측들 모두를 가열하고, 메가소닉 또는 수증기 제트 교반을 사용하고, 효과적인 세정을 위해 기판의 표면에 걸쳐 사용 현장의 용매 또는 세정 화학물질을 분배한다. 기판은 오염 및 부식을 감소시키는 프로세스를 사용하여 헹굼되고 건조된다. 본원에 설명된 장치 및 세정 방법은 기판들의 전공정(FEOL) 및 후공정(BEOL) 사후 화학적 기계적 평탄화 양쪽 모두를 위해 사용될 수 있다. 회로들에 통합된 금속성 물질들을 포함하는 연마된 BEOL 기판들은 화학 용액들에 노출될 수 있다. 따라서, 기판 상의 집적 회로들의 노출된 금속성 물질들을 갖는 기판들을 세정하고 헹굼하는 동안 부식을 방지하기 위해, 기판은 이산화탄소가 용해된 DIW 및 수증기를 사용하여 헹굼되고, 건조 유체 및 기판의 전면측에 걸쳐 질소 가스를 유동시킴으로써 건조된다.
도 1은 기판 지지부(104), 백플레이트(105) 및 세정 분배 조립체를 포함하는 기판 처리 장치(100)의 개략적인 단면도를 도시한다. 기판 지지부(104)는 본원에 더 설명되는 바와 같이 회전할 수 있다. 백플레이트(105)는 수직으로 이동가능하거나 고정된다.
사용 현장의 화학물질 가열 및 분배 노즐(예를 들어, POU 노즐)(106)은 기판 지지부(104) 상에 배치된 기판(102) 위에 배치된다. POU 노즐(106)은, 기판(102)의 표면 피쳐들을 손상시키지 않으면서 기판(102)으로부터 입자들 또는 오염물질들을 능동적으로 제거하기 위해, 분무화된(atomized) 화학물질 액적들(108)을 분무한다. POU 노즐(106)은 기판(102) 위에서 평면 축(110)을 따라 이동된다. 작동 시에, POU 노즐(106)은 기판의 중심 영역과 제1 에지 영역 사이에서 스위핑한다. 일부 실시예들에서, 마이크로액적들이 기판(102)의 전면측(102a) 주위에 실질적으로 균등 분배로 분무된다. POU 노즐(106)은 열 교환기(116)에 결합되는 제1 도관(107)을 포함한다. 열 교환기(116)는 수증기 공급원(124) 및 유체 공급원(118)에 결합된다. 유체 공급원(118)은 탈이온수(DIW) 및/또는 세정 화학물질 공급원이다. 유체 공급원(118)으로부터의 유체는, 가열된 유체(예컨대, 가열된 화학물질)를 형성하기 위해, 수증기 공급원(124)으로부터의 수증기에 의해 가열된다. 제2 도관(109)은 POU 노즐(106) 및 질소 가스 공급원(122)에 결합된다. 작동 시에, 질소 가스는 가열된 유체를 분무화하고, 기판(102)의 전면측(102a) 상에 분무된다(예를 들어, 분무화된 화학물질 액적들(108)). 일부 실시예들에서, 세정 공급원으로부터의 세정 화학물질은 DIW, 수산화암모늄, 과산화수소, 플루오린화수소산, 염산, 황산, 또는 이들의 조합(들)이다. POU 노즐(106)은 약 90 mL/분, 예컨대, 약 20 mL 내지 약 30 mL의 세정 화학물질을 분배하는 저용량 분배기, 예컨대, 분무기이다. POU 노즐(106)은 적은 양의 화학물질들을 사용하여 기판을 세정하기 위해 기판의 양호한 표면 적용범위를 제공한다.
전면측 노즐 조립체(112)는 기판 지지부(104) 상에 배치된 기판(102) 위에 (예를 들어, 기판의 중심으로부터 중심을 벗어나서) 배치되고, 제트 스트림(114)으로 기판(102)의 전면측(102a)에 걸쳐 탈이온수(DIW) 및/또는 수증기를 분무할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전면측 노즐 조립체(112)는 기판(102)을 가열하기 위해 기판(102)의 전면측(102a)에 걸쳐 수증기를 방출한다. 일부 실시예들에서, 전면측 노즐 조립체(112)는 기판(102)의 전면측(102a)을 헹굼하기 위해 DIW를 방출한다. 작동 시에, 기판(102)은 약 10 rpm 내지 약 1000 rpm, 예컨대, 약 500 rpm 내지 약 900 rpm으로 회전한다. 전면측 노즐 조립체(112)는 기판의 중심과 기판의 에지 사이의 방향으로 기판 위에서 평면 축을 따라 이동할 수 있다. 전면측 노즐 조립체(112)는 약 800 ml/분 내지 약 2000 ml/분의 헹굼 유량으로 DIW를 분배할 수 있다.
후면측 분배기 조립체(126)는 기판(102) 아래에 (예를 들어, 기판 아래에서 중심에) 배치되고, 기판(102)의 후면측(102b)에 걸쳐 탈이온수(DIW) 및/또는 수증기를 주입할 수 있다. 유체는, 백플레이트(105)의 중심 부분을 통해 이어지는, 후면측 분배기 조립체(126)의 지지부 액체 채널(125)을 통해 주입된다. 일부 실시예들에서, 후면측 분배기 조립체(126)는 기판(102)을 가열하기 위해 기판(102)의 후면측(102b)에 걸쳐 수증기를 방출한다. 일부 실시예들에서, 후면측 분배기 조립체(126)는 기판(102)의 후면측(102b)을 헹굼하기 위해 DIW를 방출한다. 작동 시에, 후면측 분배기 조립체(126)로부터의 유체는 기판(102)이 회전하고 있는 동안 기판(102)의 후면측(102b)의 중심으로 지향된다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 유체는 단일 중심 오리피스를 통해 후면측 분배기 조립체(126)로부터 분배된다.
하나 이상의 압전 트랜스듀서(128)가, 메가소닉 플레이트를 형성하기 위해 백플레이트(105)에 매립된다. 메가소닉 플레이트는 후면측 분배기 조립체(126)에 의해 제공되는 유체에 메가소닉 에너지를 인가할 수 있다. 작동 시에, 메가소닉 에너지는 교반을 위해 후면측(102b)으로부터 기판(102)의 전면측(102a)에 결합된다. 메가소닉 플레이트는 교반을 제공하고, 이는 본원에 설명된 세정 프로세스와 조합하여 기판들(102)로부터 잔류물들 및 오염물질들을 해리시키는 것으로 여겨진다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 메가소닉 에너지는, 도 1에 도시된 바와 같이, 후면측 분배기 조립체(126)를 빠져나간 후에, 백플레이트(105)와 기판(102)의 후면측(102b) 사이의 유체에 인가된다.
도 2는 기판 처리 장치의 백플레이트(205) 상에 복수의 애퍼쳐들(202)을 갖는 후면측 분배기 조립체(226)를 갖는 기판 처리 장치(200)의 개략적인 단면도이다. 작동 시에, 유체는 후면측 분배기 조립체(126)의 채널(125)을 통해 주입되고, 백플레이트(205) 상의 복수의 애퍼쳐들(202)을 통해 기판(102)의 후면측(102b)으로 지향된다. 하나 이상의 압전 트랜스듀서(128)는 또한, 복수의 애퍼쳐들(202)과 조합하여 사용될 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 메가소닉 에너지는, 도 2에 도시된 바와 같이, 후면측 분배기 조립체(226)를 빠져나가기 전에 후면측 분배기 조립체(226) 내의 유체에 인가된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 메가소닉 에너지는 기판의 전면측 상의 유체에 인가된다.
도 3은 실시예에 따른, 기판(102)을 처리하기 위한 방법(300)의 프로세스 흐름도이다. 작동(302)에서, 기판 지지부(204) 상에 배치된 기판(102)이 회전된다. 기판(102)은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 단일 기판 회전 스테이션 상에 위치된다. 기판이 회전되는 동안, 작동(304)에서, 기판(102)의 전면측(102a)은 전면측 노즐 조립체(112)로부터의 수증기를 사용하여 가열된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 작동(306)에서, 기판(102)의 후면측(102b)은 후면측 분배기 조립체(126)로부터의 수증기를 사용하여 가열된다. 일부 실시예들에서, 작동(304)은 작동(306) 이전에 발생하고, 작동들(304 및 306)은 서로에 대해 동시에 발생하고, 그리고/또는 작동(306)은 작동(304) 이전에 발생한다. 기판(102)은 미리 결정된 온도 범위, 예컨대, 약 90 ℃ 내지 약 140 ℃로 가열된다. 일부 실시예들에서, 작동(302)에서의 기판의 위치설정으로부터 미리 결정된 온도 범위로의 기판(102)의 가열까지의 총 시간은 10 초 미만, 예컨대, 약 4 초 내지 약 6 초이다.
후면측 분배기 조립체(126) 및 전면측 노즐 조립체(112)는 처리 동안 기판(102)의 온도를 미리 결정된 범위 내로 유지하기 위해 수증기를 방출한다. 미리 결정된 범위는, 기판을 세정하기 위해 선택된 화학물질들에 기초하여 세정 화학 반응이 발생하는 온도에 기초하여 결정된다. 세정 화학물질 또는 화학물질 혼합물은 DIW, 수산화암모늄, 과산화수소, 플루오린화수소산, 황산, 또는 이들의 조합(들)으로부터 선택된다. 일부 실시예들에서, 세정 혼합물은 황산과 과산화수소들의 혼합물이다. 일부 실시예들에서, 세정 혼합물은 수산화암모늄과 과산화수소의 혼합물이다. 일부 실시예들에서, 세정 혼합물은 염산과 과산화수소의 혼합물이다. 일부 실시예들에서, 사용 현장의 화학물질 가열은 기판 상에 분배되는 화학물질들을 가열하고, 세정 화학물질들의 분해를 최소화한다. 종래의 프로세스들에서, 예컨대, 종래의 배치(batch) 또는 탱크 세정 프로세스들에서, 세정 화학물질들은, 세정 화학물질들을 분해할 수 있는 상승된 온도들로 유지된다. 사용 현장의 화학물질 가열을 사용하면, 분해로 인한 세정 손실이 덜하다는 것을 밝혀냈다. 세정 화학물질들을 도입하기 전에 기판을 예열하는 것은 기판과의 접촉 시에 세정 화학물질들의 온도 강하를 감소시키고, 효과적인 세정에 필요한 시간의 양을 감소시킨다. 기판을 가열하기 위해 고온 DIW 대신에 수증기를 사용하는 것은, 사용되는 DIW의 양을 감소시키고, 기판을 가열하는 데 사용되는 시간의 양을 감소시킨다. 추가적으로, 고온 DIW 대신에 수증기의 사용은 추가로, 화학적 세정 프로세스 동안 최소한의 화학물질 희석으로 가열 및 교반을 가능하게 한다.
작동(308)에서, 가열된 세정 화학물질이 POU 노즐(106)을 통해 기판(102)에 걸쳐 배치된다. 세정 화학물질은 미리 혼합되어 세정 화학물질 공급원(118)으로부터 공급되고, 가열된 세정 화학물질을 기판(102)에 걸쳐 분배하기 전에 POU 노즐(106)의 수증기를 사용하여 가열된다. 세정 화학물질들을 도입하기 전에 POU 노즐의 화학물질들을 예열하는 것은 기판과의 접촉 시에 세정 화학물질들의 분해를 감소시키고, 효과적인 세정에 사용되는 화학물질들의 양을 감소시킨다. 일부 실시예들에서, 질소 가스는 질소 가스 공급원(122)으로부터 POU 노즐(106)에 주입되고, 가열된 세정 화학물질 및/또는 DIW를 분무화한다. 일부 실시예들에서, 질소 가스 공급원은 작동(308) 동안 사용되지 않는다. 일부 실시예들에서, 약 60 mL/분 내지 약 150 mL/분, 예컨대, 약 90 mL/분의 화학물질들이 기판(102)의 전면측(102a) 표면을 커버하도록 분배된다. POU 노즐(106)이 고정되어 있는 동안 화학물질들이 배치되거나, 분배 동안 POU 노즐(106)이 평면 축(110)을 따라 이동한다. 세정 화학물질들의 지속적인 화학 반응을 위한 온도를 유지하기 위해, 작동(308) 동안 전면측 노즐 조립체(112) 및 후면측 분배기 조립체(126) 중 하나 이상으로부터의 수증기가 기판에 연속적으로 공급된다.
잔류물 및 입자 제거를 위해 세정 화학물질들 및 수증기에 교반을 제공하기 위해, 예컨대, 메가소닉 에너지로부터의 음향 공동화가 백플레이트(105)로부터 인가되고/거나 음향 공급원 생성기가 하나 이상의 노즐에 결합된다. 음향 공동화는 잔류물 및 잔해물을 축출하기 위해 유체에 초음파로 또는 메가소닉으로 에너지를 공급하는 것을 포함한다. 음향적으로 에너지가 공급된 유체는 하부 초음파 범위(예를 들어, 약 20 KHz) 내지 상부 메가소닉 범위(예를 들어, 약 2 MHz)의 주파수 범위에서 작동하는 압전 트랜스듀서(PZT)를 사용한다. 다른 주파수 범위들이 사용될 수 있다. 적합한 음향 에너지 공급원 생성기(예를 들어, PZT)의 형상은 직사각형이다. 세정 화학물질을 도입하기 전에 기판을 가열하는 것이 저용량 세정 화학물질들의 사용을 가능하게 하고 효과적인 세정을 가능하게 하는 것을 밝혀냈는데, 이는, 화학물질들이, 화학 반응에 이미 도움이 되는 온도 환경 내에 도입되기 때문이다.
작동(310)에서, 기판(102)의 전면측(102a) 및 후면측(102b)은 전면측 노즐 조립체(112) 및 후면측 분배기 조립체(126)로부터 공급되는 가열된 DIW를 사용하여 헹굼된다. 일부 실시예들에서, 전면측 노즐 조립체(112) 및 후면측 분배기 조립체(126) 각각은, 수증기 및 DIW를 동시에 분배할 수 있는 다수의 노즐들을 포함한다. 헹굼 동안, 수증기 및 DIW는 전면측 노즐 조립체(112) 및 후면측 분배기 조립체(126)를 통해 동시에 분배된다. 기판을 헹굼하는 것은 임의의 축출된 잔류물 및 잔해물을 제거한다. 기판은 본원에 설명된 모든 작동들 동안 계속 회전한다.
작동들(302 내지 310)은 기판(102)의 처리의 각각의 스테이지에서, 예컨대, 전공정(FEOL) 세정에서, 그리고/또는 각각의 스테이지 사이에서 사용된다. 후공정(BEOL) 처리에 있어서, 작동(310)에서, 수증기로 가열된 DIW를 분무화하기 위해 질소가 사용된다. 특히, BEOL 처리는 CMP 처리에서 기판을 연마한 후에 발생한다. 본원에 설명된 후면측 및 전면측 노즐들에서 사용되는, 수증기로 가열된 DIW는, 더 적은 질소 가스를 사용하여 효율적으로 분무화되는 감소된 DIW 표면 장력을 생성한다. 활성 제트 분무는 기판 표면들(102a, 102b) 상의 입자들을 축출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 작동들(302 내지 310)은 120 초 미만, 예컨대, 90 초 미만, 예컨대, 60 초 미만에 완료된다.
작동(312)에서, 기판(102)이 건조된다. 일부 실시예들에서, 기판은 30 초 미만에 건조된다. 기판(102)을 건조하는 것은 로타고니(Rotagoni) 프로세스를 사용하여 건조하는 것을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "로타고니 프로세스"는 낮은 표면 장력 유체, 예컨대, IPA와 높은 표면 장력 물 사이의 혼합 전면에 형성된 표면 장력 구배를 사용하여 기판(102)의 표면들로부터 유체들을 떼어내는 것을 포함한다. 표면 장력은 이소프로필 알콜(IPA) 분무 또는 증기, 또는 그 안에 용해된 물의 표면 장력을 감소시키는 임의의 적합한 분무 또는 증기를 사용하여 감소될 수 있다. 일부 실시예들에서, IPA는 기판에 도포되기 전에 IPA의 표면 장력을 더 감소시키기 위해 가열된다. 일부 실시예들에서, 기판에 걸쳐 분배될 IPA 증기와 N2의 혼합물을 제공하기 위해 IPA가 질소와 혼합된다. 추가적으로, 본원에서 사용되는 로타고니 프로세스 및 수증기 프로세스는, 약 300 rpm 내지 약 500 rpm의 낮은 회전 속도를 사용하여 기판 위의 수막을 대체한 얇은 IPA 막을 신속하게 기화시키고, 따라서, 세정된 기판을 건조시킨다.
프로세스는, 수막 기화에 의한 스핀 건조에 관한 일부 종래의 프로세스들에서 입자 또는 잔류물이 기판 상에 남는 것을 방지한다. BEOL CMP 후 기판들의 수증기 보조 습식 세정, 예컨대, 구리 CMP 후 세정의 경우, 입자들 및 유기 잔류물들의 제거에서의 세정 효율은 종종, 잠재적 금속 부식을 방지하는 것과 균형을 이룬다. 금속 부식을 방지하기 위해, 특히, 기판 온도가 높은 동안, 깨끗한 금속 표면들의, 헹굼수에 존재하는 산소 및 공기 유동에 대한 노출이 제한되어야 한다. 로타고니 프로세스는, 기판이, 상승된 온도에 있는 동안 기판 위에, 기판 표면 상에서 수분이 재응축되는 것을 방지하는 N2 블랭킷을 제공하는 것을 포함하고, 이는 환경 내의 산소를 대체하고 기판 표면 주위의 상대 습도를 감소시킨다. 게다가, DIW는, 예컨대, 본원에 설명된 작동(310)에서, 사후 세정 헹굼들을 위해 탈가스되고 CO2로 재가스될 수 있다. 따라서, 세정 효율을 손상시키지 않으면서 부식이 감소된다. 일부 실시예들에서, 로타고니 프로세스 동안의 상승된 기판 온도는 약 25 ℃ 내지 약 40 ℃, 예컨대, 약 30 ℃이다.
이와 같이, 본 개시내용은 기판을 세정하는 데 사용되는 화학 반응들에 적합한 미리 결정된 온도로 (예를 들어, 수증기를 사용하여) 기판을 가열하도록 구성된 기판 세정 방법 및 장치에 관한 것이다. 수증기는 급속 가열을 위해 기판의 후면측 및 전면측 양쪽 모두 상에 제공된다. 고용량의 세정 화학물질들을 사용하지 않고서 기판을 효율적으로 세정하기 위해, 가열된 화학물질이 가열된 기판에 적은 분량으로 분배된다. 프로세스는 기판의 전면측 및 후면측 상에서 수증기 및 DIW를 사용하여 기판을 헹굼하는 것을 포함한다. 기판은 부식, 입자들 및 잔류물을 방지하기 위해 로타고니 건조 프로세스를 사용하여 건조된다.

Claims (20)

  1. 기판을 세정하는 방법으로서,
    기판 지지부 상에 배치된 기판을 회전시키는 단계;
    전면측 노즐 조립체를 통한 수증기를 사용하여 상기 기판의 전면측에 분무하는 단계;
    후면측 분배기 조립체를 통한 수증기를 사용하여 상기 기판의 후면측에 분무하는 단계; 및
    가열된 화학물질을 상기 기판의 상기 전면측에 걸쳐 분배하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 전면측에 분무하는 단계는, 상기 기판 지지부 위에 최상부 분무 노즐을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가열된 화학물질을 상기 기판의 상기 전면측에 걸쳐 분배하는 단계는, 상기 가열된 화학물질을 화학물질 가열 및 분배 노즐(POU 노즐)에서 질소 가스와 혼합하는 단계를 포함하고, 상기 POU 노즐은 상기 기판의 중심과 상기 기판의 외측 둘레 사이에서 이동가능한, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 POU 노즐은:
    열 교환기에 결합되는 제1 도관 - 상기 열 교환기는 수증기 공급원 및 세정 화학물질 공급원에 결합되고, 상기 열 교환기는 상기 가열된 화학물질 공급원을 상기 POU 노즐의 상기 제1 도관 내로 방출함 -; 및
    질소 가스 공급원에 결합된 제2 도관을 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 후면측에 분무하는 단계는, 상기 기판 아래에 배치된 백플레이트의 중심 개구부를 통해 수증기를 방출하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전면측 노즐 조립체를 통한 탈이온수(DIW)를 사용하여 상기 기판의 최상부측을 헹굼하는 단계; 및
    상기 후면측 분배기 조립체를 통한 DIW를 사용하여 상기 기판의 상기 후면측을 헹굼하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판의 상기 후면측 및 상기 전면측을 헹굼하는 단계는, 수증기 및 DIW로 상기 후면측 및 상기 전면측에 분무하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 전면측 및 상기 후면측에 분무하는 단계는, 상기 기판을 약 90 ℃ 내지 약 140 ℃의 온도로 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 후면측에 분무하는 단계는, 백플레이트의 복수의 천공들을 통해 수증기를 방출하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 메가소닉 에너지를 인가하는 단계를 더 포함하고, 하나 이상의 진동 트랜스듀서 요소가 백플레이트 내에 배치되는, 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가열된 화학물질을 분배하는 단계는 상기 기판의 전면측을 커버하기 위해 약 20 mL 내지 약 50 mL의 화학물질들을 분배하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    약 25 ℃ 내지 약 40 ℃의 기판 온도에서 이소프로필 알콜(IPA) 및 DIW를 분배함으로써 상기 기판을 건조하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 전면측에 걸쳐 질소 블랭킷을 도포하는 단계; 및
    이산화탄소가 용해된 DIW로 상기 기판의 상기 전면측을 헹굼하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 기판을 세정하기 위한 장치로서,
    내부에 배치된 기판 지지부 및 백플레이트를 갖는 챔버;
    상기 기판 지지부 위에 배치된 사용 현장의(POU) 노즐 - 상기 POU 노즐은 유체 공급원에 결합되도록 구성된 제1 도관 및 질소 공급원에 결합되도록 구성된 제2 도관을 포함함 -;
    상기 기판 지지부 위에 배치된 전면측 노즐 조립체 - 상기 전면측 노즐 조립체는 제1 수증기 공급원 및 제1 탈이온수(DIW) 공급원에 결합되도록 구성됨 -; 및
    상기 기판 지지부 아래에 배치된 후면측 분배기 조립체 - 상기 후면측 분배기 조립체는 제2 수증기 공급원 및 제2 DIW 공급원에 결합되도록 구성됨 -
    를 포함하는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 백플레이트는 중심 개구부를 포함하고, 상기 중심 개구부는 상기 후면측 분배기 조립체의 오리피스와 유체 연통하는, 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 백플레이트는 복수의 애퍼쳐들을 포함하고, 상기 복수의 애퍼쳐들 각각은 상기 후면측 분배기 조립체의 오리피스와 유체 연통하는, 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 기판은 백플레이트를 더 포함하고, 상기 백플레이트는 하나 이상의 진동 트랜스듀서 요소를 포함하는, 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 전면측 노즐 조립체의 상기 제1 도관은 열 교환기에 결합되고, 상기 열 교환기는 상기 유체 공급원으로부터의 세정 유체를 가열하도록 구성된 수증기를 포함하는, 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 POU 노즐은 상기 백플레이트의 중심과 상기 백플레이트의 외측 둘레 사이에서 이동가능한, 장치.
  20. 기판을 처리하는 방법으로서,
    화학 기계적 평탄화(CMP) 프로세스를 사용하여 상기 기판을 연마하는 단계;
    기판 지지부 상에 배치된 상기 기판을 회전시키는 단계;
    전면측 노즐 조립체를 통한 수증기를 사용하여 상기 기판의 전면측을 가열하는 단계;
    후면측 분배기 조립체를 통한 수증기를 사용하여 상기 기판의 후면측을 가열하는 단계;
    가열된 화학물질을 상기 기판의 상기 전면측에 걸쳐 분배하는 단계;
    이산화탄소가 용해된 DIW 및 수증기를 사용하여 상기 기판의 상기 전면측 및 상기 후면측을 헹굼하는 단계; 및
    상기 기판을 건조하는 단계 - 상기 기판을 건조하는 단계는 상기 기판의 상기 전면측에 걸쳐 질소 가스 및 건조 유체를 유동시키는 단계를 포함함 -
    를 포함하는, 방법.
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