CN110299282A - 基底清洁方法、基底清洁设备以及制造半导体器件的方法 - Google Patents

基底清洁方法、基底清洁设备以及制造半导体器件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110299282A
CN110299282A CN201910116607.9A CN201910116607A CN110299282A CN 110299282 A CN110299282 A CN 110299282A CN 201910116607 A CN201910116607 A CN 201910116607A CN 110299282 A CN110299282 A CN 110299282A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
module
cleaning
technique
remove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910116607.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110299282B (zh
Inventor
崔虎燮
金旼亨
刘钒镇
张原赫
方政民
韩奎熙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN110299282A publication Critical patent/CN110299282A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110299282B publication Critical patent/CN110299282B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67051—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02101—Cleaning only involving supercritical fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67173—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers in-line arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

公开了一种清洁基底的方法，一种用于清洁基底的设备以及一种使用该清洁基底的设备制造半导体器件的方法。所述清洁基底的方法可以包括：在湿工艺中对基底进行清洁；将超临界流体提供到基底上以从基底去除湿气；以及在干工艺中对基底进行清洁以从基底去除由超临界流体产生的缺陷颗粒。

Description

基底清洁方法、基底清洁设备以及制造半导体器件的方法
本申请要求于2018年3月21日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0032418号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种制造半导体器件的方法，具体地说，涉及一种在湿工艺中清洁基底的方法、一种基底清洁设备以及一种使用该设备制造半导体器件的方法。
背景技术
通常，通过多个单元工艺来制造半导体器件。多个单元工艺包括沉积工艺、光刻工艺、蚀刻工艺和清洁工艺。执行清洁工艺以从基底的表面去除污染物质(例如，颗粒)。清洁工艺分为湿法清洁工艺和干法清洁工艺。在湿法清洁工艺中，例如，使用化学溶液从基底上除去颗粒。在干法清洁工艺中，例如，使用等离子体以清洁基底。
发明内容
发明构思的一些实施例提供了一种去除由超临界流体产生的缺陷颗粒的基底清洁方法，一种基底清洁设备以及一种使用该基底清洁设备制造半导体器件的方法。
根据发明构思的一些实施例，一种清洁基底的方法可以包括：在湿工艺中对基底进行清洁；将超临界流体提供到基底上以从基底去除湿气；以及在干工艺中对基底进行清洁以从基底去除由超临界流体产生的缺陷颗粒。
根据发明构思的一些实施例，一种制造半导体器件的方法可以包括：对基底进行蚀刻以形成沟槽；在湿工艺中对基底进行清洁以去除在沟槽中产生的第一颗粒；将超临界流体提供到基底上以从基底去除湿气；以及在干工艺中对基底进行清洁以去除由超临界流体在基底的顶表面上产生的第二颗粒。
根据发明构思的一些实施例，一种用于清洁基底的设备可以包括：索引模块，被构造为将基底装载到载体中或者从载体卸载基底；清洁模块，被构造为对基底执行清洁工艺；除湿模块，被构造为使用超临界流体对基底进行干燥；以及传送模块，设置在除湿模块、清洁模块和索引模块附近，其中，传送模块被构造为将基底从索引模块、清洁模块和除湿模块中的一个传送到另一个，其中，传送模块包括传送单元和缓冲单元，所述传送单元设置在清洁模块与索引模块之间并且被构造为将基底从清洁模块和除湿模块中的一个传送到另一个，所述缓冲单元设置在传送单元与索引模块之间，其中，所述缓冲单元包括退火部，所述退火部被构造为对基底进行加热并去除由超临界流体在基底上产生的缺陷颗粒。
附图说明
图1是示意性地示出根据发明构思的一些实施例的可被用于制造半导体器件的制造***的图。
图2是示出图1的清洁设备的示例的平面图。
图3是示出图2的缓冲单元的示例的剖视图。
图4是示出图2的清洁模块的示例的剖视图。
图5是示出图2的除湿模块的示例的剖视图。
图6是示出根据发明构思的一些实施例的用于制造半导体器件的方法的示例的流程图。
图7至图12是示例性地示出图6的制造方法的一些步骤的剖视图。
图13是示出图6的基底清洁步骤的示例的流程图。
图14是示出由图5的超临界流体在基底上形成的第二颗粒的剖视图。
图15是示出图2的缓冲单元的示例的剖视图。
图16是示出图2的缓冲单元的示例的剖视图。
具体实施方式
图1是示意性地示出根据发明构思的一些实施例的可被用于制造半导体器件的制造***10的图。
参照图1，制造***10可以包括被构造为执行多个单元工艺并且可用于形成器件隔离层或浅沟槽绝缘(STI)结构的多个设备。在一些实施例中，制造***10可以包括光刻设备20、蚀刻设备30、清洁设备40、沉积设备50和抛光设备60。光刻设备20可被构造为在基底上形成光致抗蚀剂图案。蚀刻设备30可以设置在光刻设备20与清洁设备40之间。蚀刻设备30可被构造为对基底的被光致抗蚀剂图案暴露的部分进行蚀刻，并且在基底中形成沟槽。清洁设备40可以设置在蚀刻设备30与沉积设备50之间。清洁设备40可被构造为对基底进行清洁。沉积设备50可以设置在清洁设备40与抛光设备60之间。沉积设备50可被构造为在已清洁的基底上形成薄层(例如，初步器件隔离层)。抛光设备60可被构造为对薄层进行抛光，从而在沟槽中形成器件隔离层。
在下文中，将更详细地描述清洁设备40。
图2示出了图1的清洁设备40的示例。
参照图2，清洁设备40可被构造为在湿工艺中执行清洁工艺。将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用本领域技术人员已知的用于清洁半导体器件、基底和/或晶圆的任何湿工艺。在一些实施例中，清洁设备40可以包括索引模块110、传送模块120、清洁模块130和除湿模块140。
索引模块110可被构造为临时存储载体118。载体118中的每个可被构造为容纳基底W。在一些实施例中，索引模块110可以包括装载口112、运输框架114和索引臂116。装载口112可被构造为存储载体118。载体118可以是前开式晶圆传送盒(FOUP，front-opening-unified-pod)型载体。运输框架114可以在第一方向D1上设置在装载口112与传送模块120之间。索引臂116可以设置成可沿运输框架114移动。索引臂116可被用于从载体118卸载基底W并将基底W传送到传送模块120。在对基底W执行清洁工艺之后，索引臂116可被用于将基底W设置在载体118中。
传送模块120可以设置在索引模块110、清洁模块130和除湿模块140附近。传送模块120可被用于将基底W从索引模块110传送到清洁模块130和除湿模块140。在某些实施例中，传送模块120可被用于将基底W从除湿模块140传送到索引模块110。在一些实施例中，传送模块120可以包括缓冲单元121和传送单元126。缓冲单元121可被用于将基底W从传送单元126传送到运输框架114，反之亦然。
图3示出了图2的缓冲单元121的示例。
参照图3，缓冲单元121可以包括缓冲室122、缓冲臂123、气体供应部124、退火部125和温度传感器162。
缓冲室122可以设置在运输框架114与传送单元126之间。在某些实施例中，缓冲室122可以设置在运输框架114与清洁模块130之间。缓冲室122可以设置在运输框架114与除湿模块140之间。此外，缓冲室122可以设置在清洁模块130与传送单元126之间。缓冲室122可以设置在传送单元126与除湿模块140之间。缓冲室122可以构造为提供与外部密封的内部空间，基底W可以放置在缓冲室122的内部空间中。缓冲室122可以连接到真空泵(未示出)。缓冲室122可以具有低于大气压(例如，约1atm，或约760Torr)的压力(例如，约10Torr至约200Torr)。
缓冲臂123可以放置在缓冲室122的底部中。在将基底W从索引臂116传送到缓冲室122中的情况下，可以将基底W装载在缓冲臂123上。在某些实施例中，将从传送单元126传送的基底W可以装载在缓冲臂123上。
气体供应部124可以连接到缓冲室122。气体供应部124可以被构造为将氮气(N2)供应到缓冲室122中。
退火部125可以放置在缓冲室122中。退火部125可以设置在缓冲臂123上方。退火部125可被构造为即刻地和/或瞬时地对在缓冲臂123上处于待命状态的基底W进行加热。例如，退火部125可被构造为将基底W加热约1微秒至约1秒。在一些实施例中，退火部125可以包括光源152a和第一电源单元154a。
光源152a可以放置在缓冲室122中，并且位于基底W上方。光源152a可以包括氙(Xe)灯。光源152a可被构造为向基底W提供光164a。光164a可被用于即刻地对基底W进行加热，这可以防止基底W损坏。光164a可被用于在干工艺中对基底W执行清洁或除湿工艺。例如，光164a可以包括紫外光。基底W可以通过光164a加热到约100℃至约1200℃(例如，300℃)的温度。
第一电源单元154a可以连接到光源152a。第一电源单元154a可被构造为向光源152a提供脉冲电力。
温度传感器162可被构造为测量基底W的温度。例如，温度传感器162可以包括高温计。
返回参照图2，传送单元126可以设置在清洁模块130与除湿模块140之间。传送单元126可被用于将基底W传送到缓冲臂123、清洁模块130和除湿模块140。在一些实施例中，传送单元126可以包括传送室127、轨128和传送臂129。
传送室127可以设置在清洁模块130与除湿模块140之间。传送室127可以连接到缓冲室122。
轨128可以设置在传送室127中。轨128可以沿第二方向D2延伸。
传送臂129可以设置在轨128上。传送臂129可被构造为可沿轨128移动。传送臂129可被用于将基底W从缓冲臂123、清洁模块130和除湿模块140中的一个传送到另一个。
清洁模块130可以设置在传送室127的一侧处。清洁模块130可被构造为使用去离子水(DI水)、有机溶剂和化学溶液中的至少一种对基底W执行湿式清洁或除湿工艺。
图4示出了图2的清洁模块130的示例。
参照图4，清洁模块130可以是湿式清洁模块。在一些实施例中，清洁模块130可以包括第一卡盘310、碗320、第一臂332和第二臂334、第一喷嘴342和第二喷嘴344、DI水供应单元350、有机溶剂供应单元360以及化学溶液供应单元370。
第一卡盘310可被构造为在其上加载基底W。第一卡盘310还可被构造为使基底W旋转。例如，第一卡盘310可被构造为使基底W以约10rpm至约6000rpm来旋转。
碗320可被设置为围绕基底W。碗320可被构造为防止基底W上的DI水142、化学溶液144或有机溶剂143泄漏到外部并防止基底W被污染。DI水142、化学溶液144和有机溶剂143可以通过位于第一卡盘310下方的孔排出到碗320的外部。
第一臂332和第二臂334可被构造为将第一喷嘴342和第二喷嘴344放置在基底W上方。第一喷嘴342可以连接到第一臂332的末端。第二喷嘴344可以连接到第二臂334的末端。第一臂332和第二臂334可被用于将第一喷嘴342和第二喷嘴344移动到基底W的中心区域上。
第一喷嘴342和第二喷嘴344可被构造为将DI水142、有机溶剂143和化学溶液144中的每种提供到基底W上。例如，第一喷嘴342可被构造为将DI水142和有机溶剂143中的一种选择性地提供到基底W上。第二喷嘴344可被构造为将化学溶液144提供到基底W上。DI水142、有机溶剂143和化学溶液144可被供应到基底W的中心区域上。DI水142、有机溶剂143和化学溶液144在从基底W的中心区域朝向边缘区域沿向外方向流动的同时可被用于清洁基底W。
DI水供应单元350可被构造为将DI水142提供给第一喷嘴342。DI水142可被用作清洁溶液和/或蚀刻剂。DI水供应单元350可以包括例如水过滤器。
有机溶剂供应单元360可被构造为将有机溶剂143提供给第一喷嘴342或第二喷嘴344。有机溶剂143可被用于在湿工艺中从基底W进行除湿(即，去除湿气)。有机溶剂143可以包含异丙醇。
化学溶液供应单元370可以被构造为将化学溶液144供应到第二喷嘴344。化学溶液144可以包含清洁溶液和/或清洁组合物。例如，化学溶液144可以包含标准清洗1(SC1)溶液或者包含含有NH4F和HF的LAL溶液。
返回参照图2，除湿模块140可以设置在传送室127的与清洁模块130面对的相对侧处。除湿模块140可以被构造为在干工艺中从基底W去除湿气，例如，通过用超临界流体从基底W去除湿气。
图5示出了图2的除湿模块140的示例。
参照图5，除湿模块140可被构造为使用超临界流体执行除湿工艺。在一些实施例中，除湿模块140可以包括除湿室410、超临界流体供应单元420和排放单元430。
在除湿工艺期间，除湿室410可以具有比大气压(例如，约1atm或760Torr)高的压力(例如，约10atm至约100atm)。在一些实施例中，除湿室410可以包括下壳412、上壳414和第二卡盘416。上壳414可以与下壳412连接。第二卡盘416可以设置在下壳412与上壳414之间。第二卡盘416可以固定到上壳414的顶部的内表面。在下壳412与上壳414分离的情况下，基底W可以装载在第二卡盘416上。
超临界流体供应单元420可以连接到上壳414的中心部分。超临界流体供应单元420可被用于将超临界流体440供应到除湿室410中。超临界流体440可被用于将有机溶剂143在基底W上溶解并在干工艺中对基底W进行除湿。在除湿工艺期间，超临界流体440可以被供应到除湿室410中，并且在这种情况下，除湿室410可以具有高于大气压的压力。
排放单元430可被构造为从除湿室410排出超临界流体440。在使用超临界流体440的情况下，可以在没有任何有机溶剂143的污渍痕迹的情况下对基底W进行除湿。
如下面将更详细描述的，制造***10可被用于制造半导体器件。
图6示出了根据发明构思的一些实施例的用于制造半导体器件的方法的示例。图7至图12是示例性地示出图6的制造方法的一些步骤的剖视图。
参照图6，可以使用根据发明构思的一些实施例的用于制造半导体器件的方法来形成器件隔离层。在一些实施例中，用于制造半导体器件的方法可以包括：在基底W上形成光致抗蚀剂图案(在步骤S10中)；对基底W的一部分进行蚀刻(在步骤S20中)；对基底W进行清洁(在步骤S30中)；沉积初步器件隔离层(在步骤S40中)；以及对初步器件隔离层进行抛光(在步骤S50中)。
参照图6和图7，可以使用光刻设备20在基底W上形成光致抗蚀剂图案2(在步骤S10中)。可以通过涂覆工艺、焙烧工艺、曝光工艺和显影工艺来形成光致抗蚀剂图案2。
参照图6和图8，可以通过使用蚀刻设备30对基底W进行蚀刻来形成沟槽4(在步骤S20中)。可以通过使用等离子体3的干蚀刻工艺来形成沟槽4。等离子体3可以包括从惰性气体或蚀刻气体产生的电离粒子。可以通过等离子体3中的电离粒子的碰撞和/或通过与等离子体3进行化学反应来对基底W进行蚀刻。在蚀刻工艺期间，会在沟槽4的底表面或侧表面上形成第一颗粒6。第一颗粒6可以是通过干蚀刻工艺产生的蚀刻残余物。例如，第一颗粒6可以包括聚合物物质。
参照图9，可以使用灰化设备(未示出)去除光致抗蚀剂图案2。可以通过溶剂或有机溶剂(例如，乙醇)去除光致抗蚀剂图案2。
参照图6和图10，可以将清洁设备40构造为对基底W执行清洁工艺并且从基底W去除第一颗粒6(在步骤S30中)。例如，可以通过湿法清洁方法来去除第一颗粒6。
图13示出了用于清洁基底W的步骤(例如，图6的步骤S30)的示例。
参照图13，清洁基底W的步骤(在步骤S30中)可以包括：在湿工艺中对基底W进行清洁(在步骤S32中)；对基底W进行冲洗(在步骤S34中)；在湿工艺中对基底W进行除湿(在步骤S36中)；在干工艺中对基底W进行除湿(在步骤S38中)；以及在干工艺中对基底W进行清洁(在步骤S39中)。
首先，可以将清洁模块130的第二喷嘴344构造为将化学溶液144提供到基底W上，在这里，可以在湿工艺中使用化学溶液144对基底W进行清洁(在步骤S32中)。可以使用化学溶液144从沟槽4去除第一颗粒6。在旋转第一卡盘310的情况下，可以从基底W去除大部分的化学溶液144。然而，部分的化学溶液144会残留在基底W的顶表面上和沟槽4中。
然后，可以将清洁模块130的第一喷嘴342构造为将DI水142提供到基底W上，在这种情况下，可以使用DI水142来冲洗基底W(在步骤S34中)。可以使用DI水142来部分地去除残留在基底W上的化学溶液144。在旋转第一卡盘310的情况下，可以从基底W的顶表面去除大部分的DI水142。DI水142会残留在基底W的顶表面上和沟槽4中。
接下来，可以将清洁模块130的第一喷嘴342或第二喷嘴344构造为将有机溶剂143提供到基底W上，并且可以在湿工艺中使用有机溶剂143对基底W进行除湿(在步骤S36中)。可以使用有机溶剂143从基底W去除DI水142。有机溶剂143会残留在基底W的顶表面上和沟槽4中。
然后，可以将传送臂129构造为将基底W从清洁模块130传送到除湿模块140。
接下来，可以将除湿模块140构造为在干工艺中将超临界流体440提供到基底W上并且对基底W进行除湿(在步骤S38中)。可以在干工艺中由超临界流体440对基底W进行除湿。
然后，可以将传送臂129构造为将已除湿的基底W设置在缓冲臂123上。
图14示出了由图5的超临界流体440在基底W上形成的第二颗粒8。
参照图14，在使用超临界流体440的情况下，会在基底W的位于沟槽4之间的顶表面上形成第二颗粒8。通过使用超临界流体440形成的第二颗粒8会是缺陷颗粒。例如，第二颗粒8可以是通过二氧化碳和异丙醇的附聚(例如，CO2+2C3H8O)形成的颗粒物质。第二颗粒8可以包括烃类颗粒。
返回参照图11，可以将退火部125构造为对基底W执行干法清洁工艺(即，在干工艺中从基底W去除第二颗粒8)(在步骤S39中)。使用光164a可以允许在干工艺中清洁基底W，而不对基底W造成任何损坏。在使用光164a的情况下，可以以热分解和/或光解的方式来去除第二颗粒8。例如，在第二颗粒8是由二氧化碳和异丙醇的附聚(例如，CO2+2C3H8O)形成的颗粒物质的情况下，可以使用光164a以热分解和/或光解的方式将第二颗粒8分解成二氧化碳气体(CO2)、一氧化碳气体(例如2CO)和甲烷气体(4CH4)。在某些实施例中，可以使用光164a使第二颗粒8升华。在第二颗粒8是固体烃类颗粒的情况下，可以通过光164a使第二颗粒8升华，从而形成烃类气体。光164a可以具有比等离子体3的能量低的能量。可以使用光164a的光子来即刻对基底W和第二颗粒8进行加热约1微秒至约1秒。二氧化碳气体、一氧化碳气体、甲烷气体和/或烃类气体以及诸如N2气体的稀释气体可以排出到缓冲室122的外部。另外，在第二颗粒8凝固或粘附之前，可以使用退火部125以在干工艺中对基底W执行清洁工艺。如果基底W未在干工艺中被清洁并且随后被暴露于空气，则会在基底W上形成氧化物层或天然氧化物层。如果形成了氧化物层或天然氧化物，则第二颗粒8会在基底W上固化。根据发明构思的一些实施例，可以在基底W暴露于空气之前，通过退火部125来去除基底W上的第二颗粒8。
参照图2，可以使用索引臂116将基底W放置在载体118中。可以将载体118设置在沉积设备50中。
参照图11，可以将沉积设备50构造为在基底W上沉积初步器件隔离层7(在步骤S40中)。初步器件隔离层7可以包括通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积的氧化硅层。可以将初步器件隔离层7形成为填充沟槽4。可以将基底W设置在载体118中，然后可以将基底W传送到抛光设备60。
尽管未示出，但是可以在基底W与初步器件隔离层7之间形成保护层。保护层可以包括通过化学气相沉积方法形成的多晶硅层。可以将保护层形成为约10nm至约100nm的厚度。
参照图12，可以使用抛光设备60对初步器件隔离层7进行抛光以暴露基底W并且形成器件隔离层9(在步骤S50中)。可以在沟槽4中形成器件隔离层9。器件隔离层9可以限定有源区A。有源区A可以是基底W的其上将形成有半导体器件并由器件隔离层9限定的区域。虽然未示出，但是前述的制造设备和制造方法可被用于形成其它器件(例如，电容器)。
图15示出了图2的缓冲单元121的示例。
参照图15，缓冲单元121的退火部125可以是激光装置或可以包括激光装置。缓冲室122、缓冲臂123、气体供应部124和温度传感器162可以以与图3的方式基本相同的方式构造。在一些实施例中，退火部125可以包括激光源152b、第二电源单元154b和物镜156b。
激光源152b可以设置在缓冲室122中并且位于基底W上方。激光源152b可被构造为产生激光164b。
第二电源单元154b可以连接到激光源152b。第二电源单元154b可被构造为向激光源152b提供电力。
物镜156b可以设置在激光源152b与缓冲臂123之间。物镜156b可以包括凹透镜，例如，物镜156b可以放大并投射激光164b，使得激光164b入射到基底W上。使用激光164b可以允许在干工艺中清洁基底W，而不对基底W造成任何损坏。激光164b可以具有比等离子体3的能量低的能量。激光164b的光子可被用于对基底W和第二颗粒8进行加热。如果用激光164b照射基底W，则可以加热基底W。第二颗粒8可以使用热分解方法和/或蒸发方法来从基底W去除。
图16示出了图2的缓冲单元121的示例。
参照图16，缓冲单元121的退火部125可以是被构造为使用红外光加热目标对象(例如，基底W)或者对目标对象执行快速热处理工艺的设备。缓冲室122、缓冲臂123、气体供应部124和温度传感器162可以以与图3的方式基本相同的方式构造。在一些实施例中，退火部125可以包括白炽光源152c、第三电源单元154c和滤光器156c。
白炽光源152c可以设置在缓冲室122中，并且位于基底W上方。白炽光源152c可被构造为产生红外光164c或可见光。例如，白炽光源152c可以包括卤素灯或白炽灯。
第三电源单元154c可以连接到白炽光源152c。第三电源单元154c可被构造为向白炽光源152c提供电力。
滤光器156c可以设置在白炽光源152c与缓冲臂123之间。滤光器156c可被构造为对从白炽光源152c发射的光执行滤光操作或者从发射的光中去除紫外光。
使用红外光164c或可见光可以允许在干工艺中清洁基底W，而不对基底W造成任何损坏。红外光164c或可见光可以具有比等离子体3的能量低的能量。在将红外光164c或可见光提供到基底W上的情况下，可以在干工艺中清洁基底W。也就是说，如果通过红外光164c或可见光加热基底W，则可以使用热分解方法和/或蒸发方法来去除第二颗粒8。
在根据发明构思的一些实施例的基底清洁方法中，在干工艺中使用其能量比等离子体的能量低的光来清洁基底。例如，可以使用光来去除由超临界流体在基底上产生的缺陷颗粒，而不对基底造成任何损坏。
尽管已具体示出并描述了发明构思的示例实施例，但本领域的普通技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的改变。

Claims (20)

1.一种清洁基底的方法，所述方法包括：
使用湿工艺对基底进行清洁；
将超临界流体提供到基底上以从基底去除湿气；以及
使用干工艺对基底进行清洁以从基底去除由超临界流体产生的缺陷颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在干工艺中对基底进行清洁的步骤包括将光提供到基底上。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，缺陷颗粒包括烃类颗粒，并且
执行在干工艺中对基底进行清洁的步骤以使用光通过热分解和/或光分解工艺从基底去除烃类颗粒。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，提供到基底上的光包括紫外光。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在干工艺中对基底进行清洁的步骤包括将激光提供到基底上。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在干工艺中对基底进行清洁的步骤包括将红外光或可见光提供到基底上。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括对基底进行冲洗。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在湿工艺中对基底进行清洁的步骤包括将化学溶液提供到基底上，并且
对基底进行冲洗的步骤包括将去离子水提供到基底上以去除化学溶液。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括在湿工艺中从基底去除湿气，
其中，在湿工艺中从基底去除湿气的步骤包括将有机溶剂提供到基底上以去除去离子水。
10.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
对基底进行蚀刻以形成沟槽；
在湿工艺中对基底进行清洁以去除在沟槽中产生的第一颗粒；
将超临界流体提供到基底上以从基底去除湿气；以及
在干工艺中对基底进行清洁以去除由超临界流体在基底的顶表面上产生的与第一颗粒不同的第二颗粒。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括在基底上形成光致抗蚀剂图案，
其中，对基底进行蚀刻的步骤包括使用等离子体对基底的被光致抗蚀剂图案暴露的部分进行蚀刻。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在干工艺中对基底进行清洁的步骤包括将能量比所述等离子体的能量低的光提供到基底上。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，在干工艺中对基底进行清洁的步骤包括将能量比所述等离子体的能量低的激光提供到基底上。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，在干工艺中对基底进行清洁的步骤包括将能量比所述等离子体的能量低的红外光或可见光提供到基底上。
15.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括在沟槽中形成器件隔离层。
16.一种用于清洁基底的设备，所述设备包括：
索引模块，被构造为将基底装载到载体中或者从载体卸载基底；
清洁模块，被构造为对基底执行清洁工艺；
除湿模块，被构造为使用超临界流体从基底去除湿气；以及
传送模块，设置在除湿模块、清洁模块和索引模块附近，其中，传送模块被构造为将基底从索引模块、清洁模块和除湿模块中的一个模块传送到另一个模块，
其中，传送模块包括：
传送单元，设置在清洁模块与索引模块之间，其中，传送单元被构造为将基底从清洁模块和除湿模块中的一个模块传送到另一个模块；以及
缓冲单元，设置在传送单元与索引模块之间，其中，缓冲单元包括退火部，所述退火部被构造为对基底进行加热并去除由超临界流体在基底上产生的缺陷颗粒。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，缓冲单元还包括：
缓冲室；
气体供应部，被构造为将氮气供应到缓冲室中；以及
缓冲臂，设置在缓冲室中以装载基底，
其中，退火部设置在缓冲臂上方并且位于缓冲室中。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，退火部包括灯，灯设置在缓冲臂上方并且被构造为将紫外光提供到基底上。
19.根据权利要求17所述的设备，其中，退火部包括：
激光源，被构造为产生激光；以及
物镜，设置在激光源与缓冲臂之间以将激光提供到基底上，
其中，物镜包括凹透镜。
20.根据权利要求17所述的设备，其中，退火部包括：
灯，被构造为产生红外光或可见光；以及
滤光器，设置在灯与缓冲臂之间以去除具有与红外光或可见光的频率不同的频率的紫外光。
CN201910116607.9A 2018-03-21 2019-02-15 基底清洁方法、基底清洁设备以及制造半导体器件的方法 Active CN110299282B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0032418 2018-03-21
KR1020180032418A KR102573280B1 (ko) 2018-03-21 2018-03-21 기판 세정 방법, 기판 세정 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110299282A true CN110299282A (zh) 2019-10-01
CN110299282B CN110299282B (zh) 2024-04-26

Family

ID=67985579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910116607.9A Active CN110299282B (zh) 2018-03-21 2019-02-15 基底清洁方法、基底清洁设备以及制造半导体器件的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10998185B2 (zh)
KR (2) KR102573280B1 (zh)
CN (1) CN110299282B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI818237B (zh) * 2020-12-31 2023-10-11 大陸商上海新昇半導體科技有限公司 除濕裝置及拋光設備

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102262113B1 (ko) * 2018-12-18 2021-06-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
US11342481B2 (en) * 2020-05-26 2022-05-24 Applied Materials, Inc. Preclean and encapsulation of microLED features

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1125917A (zh) * 1993-04-12 1996-07-03 大锅有限合伙人公司 用辐照方法清除表面沾污
US20020179126A1 (en) * 2001-02-15 2002-12-05 Deyoung James P. Methods for the control of contaminants following carbon dioxide cleaning of microelectronic structures
US20040168709A1 (en) * 2003-02-27 2004-09-02 Drumm James M. Process control, monitoring and end point detection for semiconductor wafers processed with supercritical fluids
CN1799710A (zh) * 2004-12-31 2006-07-12 财团法人工业技术研究院 基板清洗***与方法
US20090311850A1 (en) * 2008-06-14 2009-12-17 Applied Materials, Inc. Method for surface treatment of semiconductor substrates
US20110237080A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Tokyo Electron Limited Method for integrating low-k dielectrics
US20140144462A1 (en) * 2012-11-26 2014-05-29 Applied Materials, Inc. Stiction-free drying process with contaminant removal for high-aspect ratio semiconductor device structures
US20170008040A1 (en) * 2015-07-08 2017-01-12 Ji-Hoon Jeong Apparatus for treating substrates using supercritical fluids, substrate treatment system including the same and method of treating substrates using the same

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451118B1 (en) * 2000-11-14 2002-09-17 Anon, Inc. Cluster tool architecture for sulfur trioxide processing
JP2004186530A (ja) 2002-12-05 2004-07-02 Sony Corp 洗浄装置及び洗浄方法
JP4421238B2 (ja) 2003-08-26 2010-02-24 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理装置および熱処理装置の洗浄方法
US8277569B2 (en) * 2004-07-01 2012-10-02 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate treating apparatus and substrate treating method
US7648581B2 (en) 2004-11-16 2010-01-19 Tokyo Electron Limited Substrate cleaning method, substrate cleaning apparatus, substrate processing system, substrate cleaning program and storage medium
US8377711B2 (en) 2005-04-04 2013-02-19 Ada Technologies, Inc. Stroboscopic liberation and methods of use
JP2007019158A (ja) 2005-07-06 2007-01-25 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JP4603983B2 (ja) 2006-01-12 2010-12-22 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランクおよびフォトマスクブランクの製造方法
JP4916802B2 (ja) 2006-07-20 2012-04-18 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理装置
JP5043406B2 (ja) 2006-11-21 2012-10-10 大日本スクリーン製造株式会社 基板乾燥方法および基板乾燥装置
KR100884253B1 (ko) 2007-07-04 2009-02-17 주식회사 아이엠티 건식세정장치 및 방법
KR100841346B1 (ko) 2007-07-31 2008-06-26 세메스 주식회사 인라인 타입의 기판 세정 장치 및 그 방법
US7838425B2 (en) * 2008-06-16 2010-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of treating surface of semiconductor substrate
US9004086B2 (en) 2010-11-04 2015-04-14 Lam Research Corporation Methods and apparatus for displacing fluids from substrates using supercritical CO2
KR101394458B1 (ko) 2011-05-31 2014-05-14 세메스 주식회사 버퍼 유닛, 기판 처리 설비 그리고 기판 처리 방법
JP5843277B2 (ja) 2011-07-19 2016-01-13 株式会社東芝 半導体基板の超臨界乾燥方法及び装置
JP2013055230A (ja) 2011-09-05 2013-03-21 Toshiba Corp 半導体基板の超臨界乾燥方法
JP5955604B2 (ja) 2012-03-28 2016-07-20 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置および熱処理方法
KR101681190B1 (ko) 2015-05-15 2016-12-02 세메스 주식회사 기판 건조 장치 및 방법
KR102121058B1 (ko) * 2015-06-19 2020-06-26 (주) 엔피홀딩스 버퍼챔버를 이용한 건식 및 습식처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법
KR101909483B1 (ko) * 2016-09-01 2018-12-19 세메스 주식회사 버퍼 유닛 및 이를 가지는 기판 처리 장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1125917A (zh) * 1993-04-12 1996-07-03 大锅有限合伙人公司 用辐照方法清除表面沾污
US20020179126A1 (en) * 2001-02-15 2002-12-05 Deyoung James P. Methods for the control of contaminants following carbon dioxide cleaning of microelectronic structures
US20040168709A1 (en) * 2003-02-27 2004-09-02 Drumm James M. Process control, monitoring and end point detection for semiconductor wafers processed with supercritical fluids
CN1799710A (zh) * 2004-12-31 2006-07-12 财团法人工业技术研究院 基板清洗***与方法
US20090311850A1 (en) * 2008-06-14 2009-12-17 Applied Materials, Inc. Method for surface treatment of semiconductor substrates
US20110237080A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Tokyo Electron Limited Method for integrating low-k dielectrics
US20140144462A1 (en) * 2012-11-26 2014-05-29 Applied Materials, Inc. Stiction-free drying process with contaminant removal for high-aspect ratio semiconductor device structures
US20170008040A1 (en) * 2015-07-08 2017-01-12 Ji-Hoon Jeong Apparatus for treating substrates using supercritical fluids, substrate treatment system including the same and method of treating substrates using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI818237B (zh) * 2020-12-31 2023-10-11 大陸商上海新昇半導體科技有限公司 除濕裝置及拋光設備

Also Published As

Publication number Publication date
CN110299282B (zh) 2024-04-26
US20190295843A1 (en) 2019-09-26
KR20230092850A (ko) 2023-06-26
US10998185B2 (en) 2021-05-04
KR20190110679A (ko) 2019-10-01
KR102573280B1 (ko) 2023-09-01
KR102573292B1 (ko) 2023-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI697945B (zh) 基板處理方法及基板處理系統
JP4621400B2 (ja) 半導体基板処理装置
KR102573292B1 (ko) 기판 세정 방법, 기판 세정 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조방법
KR101376897B1 (ko) 액체 메니스커스를 이용한 포스트 에칭 웨이퍼 표면 세정
JP5424848B2 (ja) 半導体基板の表面処理装置及び方法
JP6875811B2 (ja) パターン倒壊回復方法、基板処理方法および基板処理装置
JP2006253634A (ja) 基板の処理方法、電子デバイスの製造方法及びプログラム
JP3351082B2 (ja) 基板乾燥方法と、基板乾燥槽と、ウェーハ洗浄装置および半導体装置の製造方法
CN105074877B (zh) 用于基板边缘清洁的方法和装置
KR102493554B1 (ko) 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 기억 매체
US6713401B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
TWI398920B (zh) Surface treatment of substrates
KR102344902B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 제조 장치
US20150249024A1 (en) Method and equipment for removing photoresist residue afer dry etch
US6977229B2 (en) Manufacturing method for semiconductor devices
JP2003173951A (ja) 電子ビーム描画用マスクの製造方法および電子ビーム描画用マスクブランクス
CN108155144A (zh) 一种半导体器件的制作方法
JP2003092326A5 (zh)
TWI808006B (zh) 基板乾燥裝置、基板處理裝置及基板乾燥方法
KR100563786B1 (ko) 반도체 소자의 컨택 형성방법
JP7170733B2 (ja) 基板処理方法および基板処理システム
JP2001217222A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant