KR20230066455A - 프로세싱 후 기판을 세정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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마노즈 에이. 가젠드라
카일 모란 한슨
마하데브 조시
아르빈드 티야가라잔
존 크리스티안 파르
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

기판 오염을 제거하기 위한 방법들 및 장치가 본원에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 다중 챔버 프로세싱 장치는 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버; 로드록 챔버를 통해 상기 프로세싱 챔버에 커플링된 팩토리 인터페이스(FI) ― 로드록 챔버는 프로세싱 챔버와 FI 사이에 배치됨 ―; 및 FI에 커플링되고, 기판을 린스하고 건조시키도록 구성된 세정 챔버를 포함하고, 세정 챔버는, 내부 볼륨을 정의하고, 내부 볼륨 내외로 기판을 이송하기 위해 FI와의 인터페이스에 제1 개구를 갖는 챔버 바디를 포함한다.

Description

프로세싱 후 기판을 세정하기 위한 방법 및 장치
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 기판 프로세싱 장비에 관한 것이다.
[0002] 반도체 디바이스 제조 분야에서, 기판들은 선택적으로 기판에 재료를 추가하거나 기판으로부터 재료를 제거하기 위해 증착 또는 에칭 프로세스를 거칠 수 있다. 에칭 프로세스 동안 재료의 추가 또는 제거는 기판의 표면들 상의 원치않는 오염 또는 잔류물을 생성할 수 있으며, 이는 후속 프로세싱에서 결함들로 이어질 수 있다. 본 발명자들은 종래의 플라즈마 기반 세정 프로세스들이 원치않는 오염을 제거하기에 적절하지 않다는 것을 관찰하였다.
[0003] 따라서, 본 발명자들은 프로세싱 후에 기판으로부터 오염을 제거하는 개선된 방법들 및 장치를 제공하였다.
[0004] 기판 오염을 제거하기 위한 방법들 및 장치가 본원에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 다중 챔버 프로세싱 장치는 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버; 로드록(load lock) 챔버를 통해 프로세싱 챔버에 커플링된 팩토리 인터페이스(factory interface; FI) ― 로드록 챔버는 프로세싱 챔버와 FI 사이에 배치됨 ―; 및 FI에 커플링되고, 기판을 린스하고 건조시키도록 구성된 세정 챔버를 포함하고, 세정 챔버는, 내부 볼륨을 정의하고, 내부 볼륨 내외로 기판을 이송하기 위해 FI와의 인터페이스에 제1 개구를 갖는 챔버 바디를 포함한다.
[0005] 일부 실시예들에서, 기판을 프로세싱하는 방법은 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 단계; 팩토리 인터페이스(FI)를 통해 큐 기간 내에 프로세싱 챔버로부터 세정 챔버로 기판을 이송하는 단계 ― FI 내의 압력은 FI로부터 세정 챔버로 기류를 제공하기 위해 세정 챔버 내의 압력보다 높게 유지됨 ―; 및 세정 챔버의 기판 지지부에 기판을 고정하는 단계를 포함하고, 세정 챔버는 세정 챔버 내외로 기판을 이송하기 위해 FI와의 인터페이스에 제1 개구 및 FI로부터 세정 챔버로 기류를 제공하기 위해 FI와의 인터페이스에 제2 개구를 갖는다.
[0006] 일부 실시예들에서, 기판을 프로세싱하는 방법은 프로세싱 챔버에서 기판을 프로세싱하는 단계; 팩토리 인터페이스(FI)를 통해 큐 기간 내에 프로세싱 챔버로부터 세정 챔버로 기판을 이송하는 단계 ― FI 내의 압력은 FI로부터 세정 챔버로 기류를 제공하기 위해 세정 챔버 내의 압력보다 높게 유지됨 ―; 및 세정 챔버의 기판 지지부에 기판을 고정하는 단계 ― 세정 챔버는 세정 챔버 내외로 기판을 이송하기 위해 FI와의 인터페이스에 제1 개구 및 FI로부터 세정 챔버로 기류를 제공하기 위해 FI와의 인터페이스에 제2 개구를 가짐 ―; 세정 챔버의 상부 하우징 및 하부 하우징 중 적어도 하나를 폐쇄 포지션으로 이동시켜 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 프로세싱 볼륨을 정의하는 단계 ― 상부 하우징은 기판 지지부를 포함함 ―; 제1 시간 기간 동안 제1 RPM(rotation per minute)으로 기판을 회전시키면서, 프로세싱 볼륨 내로 액체를 주입함으로써 기판을 린스하는 단계; 제2 시간 기간 동안 제2 RPM으로 기판을 회전시키면서, 프로세싱 볼륨 내로 액체를 주입함으로써 기판을 세척하는 단계; 및 제3 시간 기간 동안 제3 RPM으로 프로세싱 볼륨에서 기판을 회전시킴으로써 기판을 건조시키는 단계를 포함한다.
[0007] 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
[0008] 위에서 간략히 요약되고 아래에서 더 상세히 논의되는 본 개시내용의 실시예들은 첨부된 도면들에 묘사된 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 참조하여 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판을 프로세싱하는 방법들을 수행하기에 적합한 다중 챔버 프로세싱 도구(100)를 묘사한다.
[0010] 도 2는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 이송 포지션의 세정 챔버를 묘사한다.
[0011] 도 3은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 폐쇄 포지션의 세정 챔버를 묘사한다.
[0012] 도 4는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 크랙 포지션(cracked position)의 세정 챔버를 묘사한다.
[0013] 도 5는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 기판을 프로세싱하는 방법을 묘사한다.
[0014] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 그려지지 않으며, 명확성을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들은 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다.
[0015] 기판을 프로세싱한 후에 기판 오염을 제거하기 위한 방법들 및 장치가 본원에서 제공된다. 본 발명자들은 기판 상의 오염, 예컨대, 측벽 오염이 프로세싱 후의 큐 기간 내에 린스, 세척 및 스핀 건조 프로세스들을 통해 제거될 수 있음을 관찰하였다. 프로세싱은 증착 프로세스, 에칭 프로세스, 또는 임의의 다른 적합한 프로세스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 큐 시간은 약 30분 이하이다. 일부 실시예들에서, 세정 챔버는 단일 챔버 내에서 린스, 세척 및 스핀 건조 프로세스들을 수행하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 세정 챔버는 유리하게는, 큐 기간 내에 기판을 세정하기 위해 다중 챔버 프로세싱 도구에 일체로 커플링된다.
[0016] 도 1은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판을 프로세싱하는 방법들을 수행하기에 적합한 다중 챔버 프로세싱 도구(100)를 묘사한다. 다중 챔버 프로세싱 도구(100)의 예들은, 모두가 캘리포니아주 산타클라라 소재의 Applied Materials, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 CENTURA® 및 ENDURA® 도구들을 포함한다. 본원에서 설명된 방법들은 적합한 프로세스 챔버들이 커플링되어 있는 다른 다중 챔버 프로세싱 도구들을 사용하거나 다른 적절한 프로세스 챔버들에서 실시될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 위에서 논의된 본 발명의 방법들은 유리하게는, 프로세싱 단계들 사이에 진공 파손(vacuum break)들이 제한되거나 전혀 없도록 다중 챔버 프로세싱 도구에서 수행될 수 있다. 예컨대, 감소된 진공 파손들은 다중 챔버 프로세싱 도구에서 프로세싱되는 임의의 기판의 오염을 제한하거나 방지할 수 있다. 다른 제조자들로부터 입수 가능한 프로세스 챔버들을 포함하는 다른 프로세스 챔버들이 또한, 본원에서 제공되는 교시들과 관련하여 적절하게 사용될 수 있다.
[0017] 다중 챔버 프로세싱 도구(100)는 진공-밀폐인 프로세싱 플랫폼(101), 팩토리 인터페이스(FI)(104) 및 시스템 제어기(102)를 포함한다. 프로세싱 플랫폼(101)은 진공 하에 있는 이송 챔버(103)에 동작 가능하게 커플링된 다수의 프로세싱 챔버들 이를테면, 114A, 114B, 114C 및 114D를 포함한다. 팩토리 인터페이스(104)는 선택적으로, 도 1에 도시된 106A 및 106B와 같은 하나 이상의 로드록 챔버들에 의해 이송 챔버(103)에 동작 가능하게 커플링된다.
[0018] 일부 실시예들에서, 팩토리 인터페이스(104)는 기판들의 이송을 가능하게 하기 위한 적어도 하나의 팩토리 인터페이스 로봇(138), 및 적어도 하나의 도킹 스테이션(107)을 포함한다. 적어도 하나의 도킹 스테이션(107)은 하나 이상의 FOUP(front opening unified pod)를 수용하도록 구성된다. 105A, 105B, 105C 및 105D로서 식별되는 4개의 FOUPS들이 도 1에 도시된다. 적어도 하나의 팩토리 인터페이스 로봇(138)은 팩토리 인터페이스(104)로부터 로드록 챔버(106A, 106B)를 통해 프로세싱 플랫폼(101)으로 기판들을 이송하도록 구성된다. 로드록 챔버들(106A 및 106B) 각각은 팩토리 인터페이스(104)에 커플링된 제1 포트, 및 이송 챔버(103)에 커플링된 제2 포트를 갖는다. 로드록 챔버들(106A 및 106B)은 압력 제어 시스템(미도시)에 커플링되며, 그 압력 제어 시스템은, 팩토리 인터페이스(104)의 실질적인 주변(예컨대, 대기) 환경과 이송 챔버(103)의 진공 환경 사이의 기판들의 통과를 가능하게 하기 위해, 로드록 챔버들(106A 및 106B)을 펌프 다운(pump down)시키고 벤팅(vent)한다.
[0019] 이송 챔버(103)는 이송 챔버(103)에 배치된 진공 로봇(142)을 갖는다. 진공 로봇(142)은 로드록 챔버(106A 및 106B)와 프로세싱 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D) 사이에서 기판(121)을 이송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 진공 로봇(142)은 개개의 숄더 축을 중심으로 회전 가능한 하나 이상의 상부 암들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 진공 로봇(142)은 이송 챔버(103)에 커플링된 임의의 프로세싱 챔버들 내로 연장되고 그로부터 회수할 수 있도록 하나 이상의 상부 암들이 개개의 팔뚝 및 손목 부재들에 커플링된다.
[0020] 프로세싱 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D)은 이송 챔버(103)에 커플링된다. 프로세싱 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D) 각각은 CVD(chemical vapor deposition) 챔버, ALD(atomic layer deposition) 챔버, PVD(physical vapor deposition) 챔버, PEALD(plasma enhanced atomic layer deposition) 챔버, 및 에칭 챔버(즉, 건식 에칭 챔버), 사전 세정/어닐링 챔버 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D) 중 적어도 하나는 에칭 챔버이다. 에칭 챔버는 기판 재료를 제거하기 위해 플라즈마들 또는 에천트 가스들을 사용함으로써 건식 에칭 프로세스를 수행하도록 구성된 임의의 적합한 프로세싱 챔버일 수 있다. 예컨대, 건식 에칭 프로세스는 알루미늄 산화물(Al2O3) 에칭, 알루미늄 염화물(AlCl3) 에칭 등을 포함할 수 있다.
[0021] 세정 챔버(144)는 팩토리 인터페이스(104)에 커플링되고 프로세싱 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D) 중 하나 이상에서 프로세싱된 후 기판(121)으로부터 오염을 세정 또는 제거하도록 구성된다. 예컨대, 진공 로봇(142)은 프로세싱 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D) 중 하나로부터 로드록 챔버들(106A 및 106B) 중 하나로 기판(121)을 이송할 수 있다. 적어도 하나의 팩토리 인터페이스 로봇(138) 중 하나는 기판(121)을 로드록 챔버(106A 및 106B)로부터 세정 챔버(114)로 이송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 세정 챔버(144)는 로드록 챔버들(106A 및 106B)과 상이하고 FOUP들(예컨대, 105A, 105B, 105C 및 105D)와 상이한 팩토리 인터페이스(104)의 일측 상에서 팩토리 인터페이스(104)에 커플링된다. 일단 기판(121)이 세정 챔버(144)에 배치되면, 세정 챔버(144)는 기판(121)으로부터의 오염, 예컨대, 건식 에칭 프로세스로부터의 측벽 오염을 제거하기 위해 린스, 세척 및 스핀 건조 기능들(아래에서 더 상세히 설명됨)을 수행하도록 수행할 수 있다.
[0022] 시스템 제어기(102)는 세정 챔버(144) 및 프로세스 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D)의 직접 제어를 사용하여 또는 대안적으로, 프로세스 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D) 및 세정 챔버(144)와 연관된 컴퓨터들(또는 제어기들)을 제어함으로써, 다중 챔버 프로세싱 도구(100)의 동작을 제어한다. 시스템 제어기(102)는 일반적으로 CPU(central processing unit)(130), 메모리(134), 및 지원 회로(132)를 포함한다. CPU(130)는 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 지원 회로(132)는 통상적으로 CPU(130)에 커플링되고, 캐시, 클록 회로들, 입력/출력 서브시스템들, 전력 공급기들 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 루틴들 이를테면, 위에서 설명된 바와 같은 프로세싱 방법들은 메모리(134)에 저장될 수 있으며, 이는 CPU(130)에 의해 실행될 때 CPU(130)를 시스템 제어기(102)로 변형시킨다. 또한, 소프트웨어 루틴들은 다중 챔버 프로세싱 도구(100)로부터 원격으로 로케이팅된 제2 제어기(도시되지 않음)에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다.
[0023] 동작 시에, 시스템 제어기(102)는 다중 챔버 프로세싱 도구(100)의 성능을 최적화하기 위해 개개의 챔버들 및 시스템들로부터의 데이터 수집 및 피드백을 가능하게 하고 시스템 컴포넌트들에 명령들을 제공한다. 예컨대, 메모리(134)는 CPU(130)(또는 시스템 제어기(102))에 의해 실행될 때 본원에서 설명된 방법들을 수행하는 명령들을 갖는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다.
[0024] 도 2는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 이송 포지션의 세정 챔버(200)를 묘사한다. 세정 챔버(200)는 세정 챔버(144)일 수 있다. 세정 챔버(200)는 일반적으로 그 안에 내부 볼륨(202)을 정의하는 챔버 바디(210)를 갖는다. 일부 실시예들에서, 세정 챔버(200)는 세정 챔버(200)의 상부 구획(280) 및 하부 구획(290)을 정의하기 위해 내부 볼륨에 배치된 분할판(divider plate)(208)을 포함한다. 분할판(208)은 상부 구획(280)으로부터 하부 구획(290)으로 기류(270)를 지향시키기 위한 복수의 개구들(252)을 포함한다. 챔버 바디(210)는 내부 볼륨(202)의 압력을 제어하고 그로부터 가스를 배출하기 위해 펌프(266)에 커플링된 펌프 포트(264)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 펌프 포트(264)는 챔버 바디(210)의 측벽 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 펌프 포트(264)는 하부 구획(290)에 있다. 펌프 포트(264)는 챔버 바디(210)를 통하는 복수의 개구들을 포함할 수 있다(단지 하나의 개구만이 도 2에 도시됨).
[0025] 일부 실시예들에서, 복수의 개구들(252)을 제외하고 분할판(208)을 통하는 다른 개구들이 없다. 일부 실시예들에서, 복수의 개구들(252)에 더하여, 분할판(208)은 분할판(208)과 챔버 바디(210)의 측벽 사이에 기류 슬롯(268)을 정의하여 상부 구획(280)으로부터 하부 구획(290)으로 기류(270)를 지향시킨다. 기류 슬롯(269)은 상부 구획(280)과 하부 구획(290) 사이에 부가적인 기류를 제공하여 그들 사이의 압력 차이의 제어를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 분할판(208)은 분할판(208)에 커플링된 튜닝판(262)을 포함하여 튜닝판(262)과 챔버 바디(210) 사이에 기류 슬롯(268)을 정의한다. 일부 실시예들에서, 튜닝판(262)의 크기는 기류 슬롯(268)의 폭을 조정하기 위해 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기류 슬롯(268)은 약 3.0mm 내지 약 15.0mm 폭이다. 일부 실시예들에서, 기류 슬롯(268)은 실질적으로 상부 구획(280)의 전체 길이를 연장하는 직사각형 슬롯이다.
[0026] 세정 챔버(200)는 둘 모두가 내부 볼륨(202) 내에 배치된 상부 하우징(204) 및 하부 하우징(206)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상부 하우징(204) 및 하부 하우징(206)은 상부 구획(280)에 배치된다. 일부 실시예들에서, 하부 하우징(206)은 분할판(208)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 복수의 개구들(252)은 하부 하우징(206)에 근접하게 배치된다. 일부 실시예들에서, 복수의 개구들(252)은 하부 하우징(206) 주위에 배치된 4개의 개구들을 포함한다.
[0027] 상부 하우징(204)은 일반적으로 바디(205) 및 기판(121)을 고정하기 위한 기판 지지부(216)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 바디(205)는 돔-형 형상을 갖는다. 기판 지지부(216)는 기판(121)을 기판 지지부(216)에 고정, 클램핑 또는 다른 방식으로, 제거 가능하게 커플링하기 위한 복수의 수용 핑거들(220)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 수용 핑거들(220)은 기판(121)의 에지를 수용하기 위한 홈 또는 슬롯을 포함한다. 기판 지지부(216)는 기판(121)을 린스하거나, 세척하거나, 스핀 건조시키기 위해 상부 하우징(204)의 중앙 축(218)에 대해 회전 가능하다. 일부 실시예들에서, 최상부 모터(246)는 상부 하우징(204)에 배치되고 지지 샤프트(236)를 통해 기판 지지부(216)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 최상부 모터(246)는 린스, 세척 또는 스핀 건조 프로세스들 중 적어도 하나 동안 중앙 축(218)을 중심으로 바디(205)에 대해 지지 샤프트(236), 기판 지지부(216) 및 기판 지지부(216)에 고정된 기판(121)을 회전시킨다.
[0028] 일부 실시예들에서, 지지 샤프트(236)는 관통 배치된 중앙 채널(244)을 포함한다. 퍼지 가스 공급부(248)는 기판(121)의 후면으로 퍼지 가스를 통과시키기 위해 중앙 채널(244)에 유체적으로 커플링될 수 있다. 퍼지 가스 공급부(248)는 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등과 같은 불활성 가스로 구성될 수 있다.
[0029] 챔버 바디(210)는 기판(121)을 내부 볼륨(202) 내외로 용이하게 이송하기 위해 팩토리 인터페이스(104)와의 인터페이스에서 챔버 바디의 측벽에 있는 제1 개구(214)를 포함한다. 예컨대, 적어도 하나의 팩토리 인터페이스 로봇(138) 중 하나의 엔드 이펙터(212)는 기판(121)을 내부 볼륨(202) 내로 이송하고 기판(121)을 상부 하우징(204)에 고정하는 것을 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 2에 묘사된 바와 같은 이송 포지션에서, 기판(121)은 "페이스-업(face-up)" 배향의 기판 지지부(216)를 갖는 상부 하우징(204)에 고정되기 전에 제1 개구(214)를 통해 "페이스-업"으로 배향된다. 일부 실시예들에서, 이송 포지션에서, 기판(121)은 기판 지지부(216)가 "페이스-다운" 배향인 상부 하우징(204)에 고정되기 전에 제1 개구(214)를 통해 "페이스-다운"으로 배향될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 개구(214)는 200mm, 300mm, 450mm 등의 직경을 갖는 기판(121)을 수용할 수 있다.
[0030] 일부 실시예들에서, 챔버 바디(210)는 세정 챔버(200) 내의 증가된 공기 순환을 위해 팩토리 인터페이스(104)와의 인터페이스에 제2 개구(260) 또는 슬롯을 포함한다. 제2 개구(260)는 유리하게는, 팩토리 인터페이스(104)로 잠재적으로 들어갈 수 있는, 내부 볼륨(202) 상부에 포획된 수분이 없도록 보장한다. 일부 실시예들에서, 제2 개구(260)는 제1 개구(214) 위에 수직으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 제2 개구(260)는 제1 개구(214)와 유사하게 크기가 정해진다. 일부 실시예들에서, 제1 개구(214) 및 제2 개구(260)는 상부 구획(280)에 유체적으로 커플링된다.
[0031] 하부 하우징(206)은 내부에 프로세싱 볼륨(232)을 정의하는 바디(222)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하부 하우징(206)은 프로세싱 볼륨(232)에 배치된 복수의 노즐들(224)을 포함한다. 복수의 노즐들(224)은, 클램핑될 때 기판(121)을 린스하거나 세척하기 위해 상부 하우징(204)을 향해 액체를 지향시키도록 구성된다(도 3과 관련하여 아래에서 더 상세히 설명됨).
[0032] 일부 실시예들에서, 제1 모터(234)는 지지 암(240)을 통해 상부 하우징(204)에 커플링된다. 제1 모터(234)는 기판 지지부(216)가 하부 하우징(206)을 등지는(즉, "페이스-업" 배향) 이송 포지션으로부터, 기판 지지부(216)가 하부 하우징(206)을 향하는(즉, "페이스-다운" 배향) 프로세싱 포지션(도 4 및 도 5 참조)으로 지지 암(240)의 장축(250)을 중심으로 상부 하우징(204)을 선택적으로 회전시키도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 리프트 메커니즘(242)은 하부 하우징(206)에 대해 상부 하우징(204)을 선택적으로 상승 또는 하강시키기 위해 지지 암(240)에 커플링된다. 리프트 메커니즘(242)은 선형 액추에이터 등일 수 있다. 일부 실시예들에서, 리프트 메커니즘(242)은 일 단부에서 상부 하우징(204)에 그리고 다른 단부에서 분할판(208)에 커플링된다.
[0033] 일부 실시예들에서, 스윙 암(272)은 기판 지지부(216)가 "페이스-업" 배향에 있을 때 기판 지지부(216) 및 기판 지지부(216)에 고정된 기판(121) 위에서 연장된다. 일부 실시예들에서, 스윙 암(272)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부 하우징(204)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 스윙 암(272)은 분할판(208)에 커플링된다. 스윙 암(272)은 기판(121)으로부터 오염물들 또는 수분을 제거하기 위해 하나 이상의 유체들을 분사하는 하나 이상의 노즐들(274)을 포함한다. 예컨대, 하나 이상의 노즐들(274)은 물, IPA(isopropanol) 등과 같은 액체를 분사할 수 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 노즐들(274)은 CDA(compressed dry air), 질소(N2) 등과 같은 가스를 분사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 노즐들(274)은 위에서 설명된 유체의 임의의 조합을 송풍(blow)하기 위한 2개의 튜브들을 포함한다. 스윙 암(272)은 기판(121)에 걸쳐 회전하거나 스윕할 수 있다.
[0034] 도 3은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 폐쇄 포지션의 세정 챔버(200)를 묘사한다. 폐쇄 포지션에서, 기판 지지부(216)는 하부 하우징(206)을 향하고 상부 하우징(204)은 프로세싱 볼륨(232)을 사이에 두고 하부 하우징(206)과 밀봉 가능하게 맞물린다. 일부 실시예들에서, 상부 하우징(204)은 폐쇄 프로세싱 포지션에 있을 때 상부 하우징(204)과 하부 하우징(206) 사이에 시일을 제공하도록 구성된 시일 부재(316)를 수용하기 위한 환형 홈(304)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 시일 부재(316)는 하부 하우징(206) 및 상부 하우징(204)을 밀봉 가능하게 맞물리도록 팽창될 수 있는 가요성 튜브이다.
[0035] 세정 챔버(200)는 복수의 노즐들(224)에 액체를 공급하기 위한 액체 소스(310), 예컨대, 물 소스를 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 노즐들(224)은, 하부 하우징(206)의 프로세싱 볼륨(232) 내에서 회전 가능하고, 기판 지지부(216)에 고정된 기판(121)의 전면(352)을 향하여 액체(308)를 지향시키도록 구성된 제1 노즐들(306)의 어레이를 포함한다. 일부 실시예들에서, 액체는 물, 탈이온수 등이다. 일부 실시예들에서, 기판(121)을 향하는 액체는 약 20 ℃ 내지 80 ℃의 온도이다.
[0036] 일부 실시예들에서, 복수의 노즐들(224)은 중앙 샤프트(312)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 중앙 샤프트(312)는 액체 소스(310)로부터 복수의 노즐들(224)로의 도관을 제공하기 위해 중공이다. 일부 실시예들에서, 복수의 노즐들(224)은 중앙 샤프트(230)로부터 방사상 외향으로 걸쳐 있는 노즐들의 선형 어레이이다. 일부 실시예들에서, 중앙 샤프트(312)는 프로세싱 볼륨(232) 내에서 중앙 샤프트(312)의 중앙 축을 중심으로 복수의 노즐들(224)을 회전시키기 위해 제2 모터(360)에 커플링된다.
[0037] 일부 실시예들에서, 하부 하우징(206)은 하부 하우징(206)의 바닥 표면(332)으로부터 하부 하우징(206)의 측벽들에 배치된 하나 이상의 측면 세척 노즐들(318)로 연장되는 하나 이상의 측면 세척 채널들(330)을 포함한다. 하나 이상의 측면 세척 노즐들(318)은 액체를 기판(121)의 측벽들을 향해 방사상 내향으로 지향시키도록 구성된다. 하나 이상의 측면 세척 채널들(330)은 제2 액체 소스(320) 또는 액체 소스(310)에 유체적으로 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 액체 소스(320)는 액체 소스(310)와 동일한 액체를 공급한다.
[0038] 일부 실시예들에서, 하부 하우징(206)은 프로세싱 볼륨(232)으로부터 하부 하우징(206)의 바닥 표면(332)으로 연장되는 드레인 개구(302)를 포함한다. 드레인 개구(302)는 프로세싱 볼륨(232)으로부터 액체를 배출하기 위해 드레인(350)에 유체적으로 커플링된다. 일부 실시예들에서, 제2 펌프(338)는 프로세싱 볼륨(232)의 압력을 제어하거나 프로세싱 볼륨(232)으로부터 가스를 배출하기 위해 프로세싱 볼륨(232)에 유체적으로 커플링된다. 내부 볼륨(202)의 압력은 유리하게는, 세정 챔버(200)로부터의 액체 또는 습한 공기가 팩토리 인터페이스(104)로 진입하는 것을 최소화하거나 방지하기 위해 팩토리 인터페이스(104) 내의 압력 이하로 유지된다. 일부 실시예들에서, 하부 구획(290) 내의 압력은 유리하게는, 상부 구획(280) 내의 압력 이하로 유지되어 상부 구획(280)으로부터 하부 구획(290)으로 기류를 지향시키고 세정 챔버(200)로부터의 액체 또는 습한 공기가 팩토리 인터페이스(104)에 진입하는 것을 최소화하거나 방지한다.
[0039] 도 4는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 크랙 포지션의 세정 챔버(200)를 묘사한다. 크랙 포지션에서, 기판 지지부(216)는 상부 하우징(204)이 하부 하우징(206)으로부터 그 사이에 갭(410)을 두고 약간 이격된 채로 하부 하우징(206)을 향한다. 즉, 크랙 포지션에서, 하부 하우징(206)은 상부 하우징(204)과 밀봉 가능하게 맞물리지 않는다. 일부 실시예들에서, 리프트 메커니즘(242)은 상부 하우징(204)을 폐쇄 포지션 또는 크랙 포지션에서 선택적으로 유지하는 것을 용이하게 한다. 일부 실시예들에서, 리프트 메커니즘(242)은 상부 하우징(204) 및 하부 하우징(206)을 폐쇄 포지션 또는 크랙 포지션에서 선택적으로 유지하기 위해 하부 하우징(206)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 스핀 건조 프로세스는 유리하게는, 크랙 포지션에서 발생하여서, 세정 챔버(200)로부터의 건조 공기가 린스 및 세척 프로세스 동안 생성되는 프로세싱 볼륨(232)으로부터의 습한 공기를 대체할 수 있다.
[0040] 도 5는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 기판을 프로세싱하는 방법(500)을 묘사한다. 502에서, 기판(예컨대, 기판(121))은 다중 챔버 프로세싱 도구(예컨대, 다중 챔버 프로세싱 도구(100))의 프로세싱 챔버(예컨대, 프로세싱 챔버들(114A, 114B, 114C 및 114D) 중 하나)에서 프로세싱된다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 챔버는 에칭 챔버이다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 챔버는 건식 에칭 프로세스를 수행하기 위한 에칭 챔버이다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 챔버는 PVD(physical vapor deposition) 챔버, CVD(chemical vapor deposition) 챔버, ALD(atomic layer deposition) 챔버 등과 같은 증착 챔버이다.
[0041] 504에서, 기판은 팩토리 인터페이스(factory interface; FI)(예컨대, 팩토리 인터페이스(104))를 통해 큐 기간 내에 프로세싱 챔버로부터 세정 챔버(예컨대, 세정 챔버(200))로 이송된다. FI 내의 압력은 FI로부터 세정 챔버로 기류를 제공하기 위해 세정 챔버 내의 압력보다 높게 유지된다. 일부 실시예들에서, 큐 기간은 6시간 미만이다. 일부 실시예들에서, 큐 기간은 유리하게는 약 2분 내지 약 30분이다. 일부 실시예들에서, 로드록 챔버(예컨대, 로드록 챔버(106A 및 106B))는 기판을 세정 챔버로 이송하기 전에 냉각 챔버들로서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 세정 챔버로 이송되기 전에 기판을 냉각시키기 위해 약 1분 내지 약 5분 동안 냉각 챔버에 홀딩된다.
[0042] 506에서, 기판은 세정 챔버의 기판 지지부(예컨대, 기판 지지부(216))에 고정된다. 일부 실시예들에서, 세정 챔버의 상부 하우징(예컨대, 상부 하우징(204))은 기판 지지부를 포함한다. 일부 실시예들에서, 기판은 기판 지지부 상에 "페이스-업(face-up)"으로 고정된다. 일부 실시예들에서, 기판은 기판 지지부에 "페이스-다운(face-down)"으로 고정된다. 기판이 "페이스-업"으로 고정되는 실시예들에서, 기판을 고정한 후, 상부 하우징은 지지 암(예컨대, 지지 암(240))의 장축(예컨대, 장축(250))을 중심으로 약 180도만큼 회전되어서, 기판은 세정 챔버의 하부 하우징을 향한다.
[0043] 508에서, 세정 챔버의 상부 하우징 및 하부 하우징(예컨대, 하부 하우징(206))은 폐쇄 포지션으로 서로를 향해 이동되어, 그 사이에 프로세싱 볼륨(예컨대, 프로세싱 볼륨(232))을 정의한다. 일부 실시예들에서, 폐쇄 포지션에서, 상부 하우징은 하부 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치된다.
[0044] 510에서, 기판은 제1 시간 기간 동안 제1 RPM(rotation per minute)으로 기판을 회전시키면서, 프로세싱 볼륨 내로 액체를 주입함으로써 린스된다. 일부 실시예들에서, 기판은 복수의 노즐들(224) 또는 복수의 측면 세척 노즐들(318) 중 적어도 하나를 통해 린스된다. 일부 실시예들에서, 제1 RPM은 약 20 RPM 내지 약 800 RPM이다.
[0045] 일부 실시예들에서, 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 배치된 시일(즉, 실링 부재(316))은 기판을 린스하는 동안 동시에 팽창되어, 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 시일을 형성한다. 일부 실시예들에서, 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 배치된 시일은 기판을 린스하기 전에 팽창되어, 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 시일을 형성한다.
[0046] 512에서, 기판은 제2 시간 기간 동안 제2 RPM으로 기판을 회전시키면서, 프로세싱 볼륨 내로 액체를 주입함으로써 세척된다. 일부 실시예들에서, 제2 시간 기간은 제1 시간 기간보다 길다. 일부 실시예들에서, 액체를 주입함으로써 기판을 세척하는 것은 하부 하우징으로부터 기판의 노출된 전면 및 기판의 측벽들을 향하여 액체를 지향시키는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 기판은 복수의 노즐들(224) 또는 복수의 측면 세척 노즐들(318) 중 적어도 하나를 통해 세척된다. 일부 실시예들에서, 제1 시간 기간 및 제2 시간 기간은 합쳐서 약 10초 내지 약 300초이다. 일부 실시예들에서, 제2 RPM은 약 300 RPM 내지 약 1000 RPM이다. 복수의 노즐들(224)은 기판이 세척되는 동안 중앙 샤프트(예컨대, 중앙 샤프트(312))를 중심으로 회전할 수 있다. 주입되는 액체의 유량은 기판이 린스되는 동안보다 기판이 세척되는 동안 더 클 수 있다.
[0047] 514에서, 기판은 제3 시간 기간 동안 제3 RPM으로 프로세싱 볼륨에서 기판을 회전시킴으로써 건조된다. 일부 실시예들에서, 상부 하우징 및 하부 하우징은 기판을 건조시키기 전에 크랙 포지션으로 서로 수직으로 떨어져 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 제3 RPM은 약 1000 RPM 내지 약 1800 RPM이다. 일부 실시예들에서, 제2 RPM은 제1 RPM보다 크고, 제3 RPM은 제1 RPM 및 제2 RPM보다 크다. 일부 실시예들에서, 제3 시간 기간은 약 30초 내지 약 180초이다.
[0048] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다.

Claims (20)

  1. 다중 챔버 프로세싱 장치로서,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버;
    로드록(load lock) 챔버를 통해 상기 프로세싱 챔버에 커플링된 팩토리 인터페이스(factory interface; FI) ― 상기 로드록 챔버는 상기 프로세싱 챔버와 상기 FI 사이에 배치됨 ―; 및
    상기 FI에 커플링되고, 상기 기판을 린스(rinse)하고 건조시키도록 구성된 세정 챔버를 포함하고, 상기 세정 챔버는, 내부 볼륨을 정의하고, 상기 내부 볼륨 내외로 상기 기판을 이송하기 위해 상기 FI와의 인터페이스에 제1 개구를 갖는 챔버 바디를 포함하는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정 챔버는 상기 세정 챔버 내의 증가된 공기 순환을 위해 상기 FI와의 인터페이스에 제2 개구를 포함하는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세정 챔버는 상기 세정 챔버의 상부 구획 및 하부 구획을 정의하기 위해 상기 내부 볼륨에 배치된 분할판(divider plate)을 포함하고, 상기 분할판은 상기 상부 구획으로부터 상기 하부 구획으로 기류(airflow)를 지향시키기 위한 복수의 개구들을 포함하는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 세정 챔버는 상기 분할판에 커플링된 튜닝판을 포함하고, 상기 튜닝판은 상기 튜닝판과 상기 챔버 바디 사이에 기류 슬롯을 정의하는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 에칭 챔버인, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 FI에 커플링되고, 상기 다중 챔버 프로세싱 장치로 또는 상기 다중 챔버 프로세싱 장치로부터 하나 이상의 기판들을 제공하도록 구성된 제1 FOUP(front opening unified pod);
    상기 로드록 챔버와 선택적으로 통신하는 이송 챔버; 및
    상기 FI에 배치되고, 상기 로드록 챔버로부터 상기 세정 챔버로 기판들을 이송하도록 구성된 팩토리 인터페이스 로봇을 더 포함하는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 세정 챔버는 상기 FOUP 및 상기 로드록 챔버와 상이한, 상기 FI의 일측 상에 배치되는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 챔버는,
    상기 내부 볼륨에 배치되고, 상기 기판을 고정하기 위한 기판 지지부를 갖는 상부 하우징 ― 상기 기판 지지부는 상기 상부 하우징의 중앙 축에 대해 회전 가능함 ―; 및
    상기 내부 볼륨에 배치되고, 복수의 노즐들 및 드레인을 갖는 하부 하우징을 포함하고, 상기 복수의 노즐들은, 상기 기판이 상기 복수의 노즐들에 클램핑될 때 상기 기판을 세척하기 위해 상기 상부 하우징을 향해 액체를 지향시키는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 세정 챔버는 크랙 프로세싱 포지션(cracked processing position)과 폐쇄 프로세싱 포지션 사이에서 상기 하부 하우징에 대해 상기 상부 하우징을 선택적으로 상승 또는 하강시키기 위한 리프트 메커니즘을 포함하는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 상부 하우징에 커플링된 제1 모터를 더 포함하고, 상기 제1 모터는 상기 기판 지지부가 상기 하부 하우징을 등진 이송 포지션으로부터 상기 기판 지지부가 상기 하부 하우징을 향하는 프로세싱 포지션으로 상기 상부 하우징을 선택적으로 회전시키도록 구성되는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 노즐들은,
    상기 하부 하우징 내에서 회전 가능하고, 상기 기판 지지부를 향해 액체를 지향시키도록 구성된 제1 노즐들의 어레이, 또는
    상기 하부 하우징의 측벽들에 배치되고 방사상 내향으로 액체를 지향시키도록 구성된 추가 사이드 세척 노즐들
    중 적어도 하나를 포함하는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 상부 하우징은 폐쇄 프로세싱 포지션에 있을 때 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 시일(seal)을 제공하도록 구성된 시일 부재를 수용하기 위한 환형 홈을 포함하는, 다중 챔버 프로세싱 장치.
  13. 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
    다중 챔버 프로세싱 도구의 프로세싱 챔버에서 상기 기판을 프로세싱하는 단계;
    팩토리 인터페이스(FI)를 통해 큐 기간(queue period) 내에 상기 프로세싱 챔버로부터 세정 챔버로 상기 기판을 이송하는 단계 ― 상기 FI 내의 압력은 상기 FI로부터 상기 세정 챔버로 기류를 제공하기 위해 상기 세정 챔버 내의 압력보다 높게 유지됨 ―; 및
    상기 세정 챔버의 기판 지지부에 상기 기판을 고정하는 단계를 포함하고,
    상기 세정 챔버는 상기 세정 챔버 내외로 상기 기판을 이송하기 위해 상기 FI와의 인터페이스에 제1 개구 및 상기 FI로부터 상기 세정 챔버로 기류를 제공하기 위해 상기 FI와의 인터페이스에 제2 개구를 갖는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 세정 챔버의 상부 하우징 및 하부 하우징 중 적어도 하나를 폐쇄 포지션으로 이동시켜 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 프로세싱 볼륨을 정의하는 단계 ― 상기 상부 하우징은 상기 기판 지지부를 포함함 ―;
    제1 시간 기간 동안 제1 RPM(rotation per minute)으로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 프로세싱 볼륨 내로 액체를 주입함으로써 상기 기판을 린스하는 단계;
    제2 시간 기간 동안 제2 RPM으로 상기 기판을 회전시키면서, 상기 프로세싱 볼륨 내로 액체를 주입함으로써 상기 기판을 세척하는 단계; 및
    제3 시간 기간 동안 제3 RPM으로 상기 프로세싱 볼륨에서 상기 기판을 회전시킴으로써 상기 기판을 건조시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 시간 기간 및 제2 시간 기간은 합쳐서 약 10초 내지 약 300초인, 기판을 프로세싱하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기판을 프로세싱하는 단계는 에칭 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 기판을 고정한 후, 상기 기판이 상기 세정 챔버의 하부 하우징을 향하도록 약 180도 만큼 상기 상부 하우징을 회전시키는 단계를 더 포함하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 상부 하우징은 상기 기판을 건조시키기 전에 크랙 포지션에서 상기 하부 하우징으로부터 수직으로 떨어져 포지셔닝되는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 배치된 실링 부재는 상기 기판을 린스하는 동안 동시에 팽창되어, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 시일을 형성하는, 기판을 프로세싱하는 방법.
  20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 큐 기간은 약 2분 내지 약 30분인, 기판을 프로세싱하는 방법.
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