KR100349948B1 - 클러스터를 이용한 건식 세정 장치 및 방법 - Google Patents

클러스터를 이용한 건식 세정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100349948B1
KR100349948B1 KR1019990051172A KR19990051172A KR100349948B1 KR 100349948 B1 KR100349948 B1 KR 100349948B1 KR 1019990051172 A KR1019990051172 A KR 1019990051172A KR 19990051172 A KR19990051172 A KR 19990051172A KR 100349948 B1 KR100349948 B1 KR 100349948B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sample
cluster
cleaning
vacuum chamber
nozzle
Prior art date
Application number
KR1019990051172A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010047111A (ko
Inventor
윤덕주
성면창
정광호
Original Assignee
주식회사 다산 씨.앤드.아이
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 주식회사 다산 씨.앤드.아이 filed Critical 주식회사 다산 씨.앤드.아이
Priority to KR1019990051172A priority Critical patent/KR100349948B1/ko
Priority to JP2000149661A priority patent/JP2001137797A/ja
Priority to US09/668,305 priority patent/US6449873B1/en
Publication of KR20010047111A publication Critical patent/KR20010047111A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100349948B1 publication Critical patent/KR100349948B1/ko

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
    • H01L21/02—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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S134/00—Cleaning and liquid contact with solids
    • Y10S134/902—Semiconductor wafer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 시료의 표면을 세정하기 위한 장치 및 방법을 개시한다. 이 세정방법은, 먼저, 아르곤, 질소, 이산화탄소 중 적어도 어느 하나의 가스를 모래시계 형상의 노즐을 통과시켜 노즐보다 낮은 압력의 챔버로 분사시켜 중성의 클러스터를 형성한다. 이렇게 형성된 중성의 클러스터를 시료 표면에 대하여 소정의 각도로 조사한다. 세정장치는, 표면세정을 위한 시료가 장착되는 챔버; 및 상기 챔버 내에 설치되고, 가스를 중성의 클러스터로 변화하여 상기 챔버내의 시료로 조사하기 위한 노즐을 포함한다.

Description

클러스터를 이용한 건식 세정 장치 및 방법{Dry cleaning apparatus and method using cluster}
본 발명은 기판 표면의 세정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스로부터 변형된 클러스터를 이용하여 기판 표면을 건식 세정하는 세정장치 및 세정방법에 관한 것이다.
디바이스들이 점점 고집적화 됨에 따라 메모리와 중앙처리장치(CPU) 같은 반도체 칩의 라인 선 폭은 더욱 줄어들게 된다. 그에 따라 이전에 문제가 되지 않던 작은 크기의 파티클 들이 집적 회로에 결함을 유발할 수 있게 되고 제거해야 할 파티클의 크기도 점점 작아지게 된다.
예를 들어 64메가 디램(Mega DRAM)의 경우 지름이 0.16㎛ 이상인 파티클이 회로에 결함을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있지만, 집적도가 높아지면서 가까운 시일 내에 0.10㎛ 크기의 파티클을 제거해야 할 필요성이 대두될 것이다.
또한, 좁은 금속 배선 사이의 연결구조나 콘택 속에 놓여져 있는 파티클은 제거하기가 까다로운 것으로 알려져 있다.
일반적으로, 산화막이나 실리콘 필름을 형성한 후 파티클을 제거하기 위한 방법으로 시료를 회전시키면서 초순수(야: De-ionized water)를 시료표면에 뿌려주는 방법(DI Spin Scrubber)이 많이 사용된다.
상기한 방법의 적용동안 파티클 제거력을 증가시키기 위하여, 브러쉬(Brush)를 시료표면에서 약간 이격시킨 상태로 솔질을 한다.
이러한 방식은 시료에 손상 없이 파티클을 효과적으로 제거할 수 있지만, 브러시와 시료 사이의 적절한 간격의 유지가 매우 어려운 것으로 알려져 있다.
또한, 시료 표면이 잘 부서지기 쉬운 구조를 가지거나 소수성 상태인 경우 구조에 손상을 주거나 파티클이 오히려 증가할 수 있다는 단점을 갖는다.
현재, 반도체 세정공정에서 광범위하게 적용되는 방법으로서, 시료를 회전시키면서 초 순수를 뿌려주는 방법의 문제점을 극복하기 위하여 에어로졸을 이용하는 세정방법이 개시된다.
이러한 개념의 웨이퍼 세정 방법은 아르곤과 질소 혼합 가스를 액화점 근처까지 냉각시키고, 노즐을 통해 낮은 압력하의 용기(Chamber) 속으로 분사시켜 가스들 중 일부가 고체 파티클을 형성하도록 하고, 액체 및 기체 상태인 에어로졸과 함께 웨이퍼 표면에 충돌시켜 파티클을 제거한다.
에어 프로덕트 앤드 케미컬사(Air products and chemicals, Inc.,)와 인터내셔널 비즈니스 머쉰사(International Business Machines Corporation)가 공동 양수인인 1991년 미국 특허번호 5,062,898호에서 맥더모트 등(McDermott et al)은 "극저온의 에어로졸을 이용하는 표면세정(SURFACE CLEANING USING A CRYOGENIC AEROSOL)"을 개시하고 있는데, 구체적으로는 혼합가스를 확장하여 아르곤 고체 알갱이를 포함하는 에어로졸을 형성시켜서 시료표면의 파티클 및 필름을 제거하는 방법, 팽창시키기 전 가스의 압력 범위를 20 psig에서 680psig로 정하고, 액화점 근처까지 냉각시키는 방법을 개시하고 있다.
또한, 맥더모트 등은 1994년 미국 특허번호 5,294,261호에서 "아르곤 또는 질소 에어로졸을 이용한 표면세정(SURFACE CLEANING USING ARGON OR NITROGEN AEROSOL"을 개시하고 있는데, 여기서는 세정원으로서 아르곤 고체 파티클 뿐만 아니라 질소 고체 파티클을 포함하는 에어로졸까지 그 범위를 확장하고 있다.
스미토모 중공업(Sumitomo Heavy Industries, Ltd.,)의 타마이 등(Tamai et al)은 1996년 미국 특허번호 5,512,106호에서 "아르곤을 갖는 표면세정(SURFACE CLEANING WITH ARGON)"을 개시하고 있는데, 구체적으로, 가스를 팽창시키기 위한 수단으로 노즐이란 개념 및 도구를 도입하고, 아르곤 가스를 포함하는 가스를 노즐로 보내기 전에 사전에 냉각하고, 이러한 사전 냉각을 통하여 노즐로 보내어지는 가스가 아르곤 액체 방울을 포함하도록 하는 것들을 개시하고 있다.
사전 냉각된 아르곤 액체를 포함하는 가스가 노즐을 통하여 낮은 압력의 환경으로 주입되면서 단열팽창을 통해 형성된 아르곤 고체 파티클을 포함한 유체를 세정하고자 하는 표면에 불어준다. 타마이 등은 노즐 및 세정할 대상을 진공 상자 안에 두는 것에 대해서도 청구를 하고 있다.
스미모토 중공업의 로즈 등(Rose et al)은 1999년 미국 특허번호 5,931,721에서 "에어로졸 표면처리(Aerosol surface processing)"를 개시하고 있는데, 그들은 앞선 특허에서 제시된 방법을 수행할 수 있는 장치를 청구하고 있다.
에프에스아이 인터내셔널(FSI International)사는 1998년 미국 특허번호 5,810,942호에서 에어로졸을 세정하고자 하는 시료 표면에 뿌리고 에어로졸 및 제거 대상물이 잘 배기 되도록 유체 역학적으로 고려된 장치를 개시하고 있다.
또한, 잡지 "세미컨덕터 인터내셔널(Semiconductor International)" 8월호에 이러한 에어로졸 세정 장비인 "아리스(Aries)"를 디바이스 생산과정에 적용하여 1~8% 정도의 수율 향상이 이루어진 것이 발표되었다.
이 장치는 고압 산화막 형성후, 질화막 형성후, 알루미늄 에칭 후, 적용했을 때 특히 수율이 많이 향상된다는 것을 보여주고 있다.
파티클 제거와는 다른 세정 영역으로서 알루미늄 배선을 형성하기 위해 알루미늄을 드라이 에칭한 후, 알루미늄 선 측벽에 생기는 에치 폴리머(Etch polymer)를 제거하기 위해 여러 가지 솔벤트 용액들이 개발되고 양산에 사용되고 있다. 하지만 솔벤트를 이용하는 공정은 대개 파티클에 취약한 것으로 알려져 있다.
한국 표준과학 연구소의 문대원 박사는 "Journal of Vacuum Science andTechnology A, Vol. 17, No. 1, P150-154, Jan/Feb 1999"에서 여러 가지 유기물에 오염된 실리콘 웨이퍼를 세정하기 위해 오존 분위기에서 자외선을 조사하는 방법을 발표하고 있지만 이러한 방법 역시 파티클의 제거에는 취약한 것으로 알려지고 있다.
고압의 액화된 이산화탄소를 노즐을 통과시켜 부드러운 고체 상태로 만든 다음, 시료 표면에 뿌려주어 유기물인 감광제(Photoresist) 혹은 파티클을 제거하는 방법이 미국 특허번호 5,853,962에 개시된다.
하지만, 이 방법은 실리콘 웨이퍼 프로세스에 적용할 때, 고 순도의 이산화탄소를 만들기가 어려웠고, 때문에 시료 표면에 응축되어 있던 이산화탄소가 기화할 때 시료 표면에 불순물들이 남아 재 오염되는 문제를 유발하기 때문에 고 청정도를 요구하는 실리콘 웨이퍼에 적용하기는 당분간 힘들 것으로 전망된다.
한편, 야마다(Yamada)는 1995년 미국 특허번호 5,459,326호에서 "이상 저속 이온 빔을 갖는 표면 처리방법(Method for surface treatment with extra-low-speed ion beam"을 개시하고 있다. 이 방법은 에어로졸을 이용하는 방법과는 다르게 노즐을 통과시키는 가스를 사전에 냉각시키지 않고 고 진공의 챔버 속으로 분사시켜 압력차로 인한 단열팽창만을 이용한다는 것과 이러한 과정을 통해 클러스터를 형성시키고 이렇게 형성된 클러스터를 전기장을 이용한 가속단에서 가속시킨다.
데구치 등(Deguchi et al)은 1998년 미국 특허번호 5,814,194호에서 "기판표면처리방법(Substrate surface treatment method)"을 개시하고 있다. 이 방법은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition:CVD)방법으로 형성된 다이아몬드의 표면을 매끄럽게 처리하기 위한 방법으로 다수의 분자들이나 원자들을 포함하는 클러스터 입자들을 가스 클러스터 방법으로 준비하여 가속시키고, 저압 분위기에서 다이아몬드 표면에 뿌려준다. 클러스터를 충분히 높은 전압으로 가속하더라도 수천개의 분자로 이루어진 클러스터는 질량이 큰 반면 일 가로 이온화되기 때문에 분자 이온에 비해서는 클러스터를 이루고 있는 분자들의 에너지는 상대적으로 작고 또한 시료 표면에 닿는 순간 쉽게 부서지는 특징을 지니고 있다. 그러므로 충분히 가속된 클러스터를 시료 표면에 조사하더라도 클러스터를 이루는 분자는 시료에 깊게 박히기 보다는 주로 시료 표면 영역에 손상을 주거나 머물게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 시료 표면에 손상을 주지 않고서 파티클이나 유기물 찌꺼기들을 제거할 수 있는 클러스터를 이용한 세정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 클러스터의 이온화 및 가속없이 파티클이나 유기물 찌꺼기들을 제거하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스트를 이용한 시료표면 세정 장치를 포함하는 세정 시스템의 구성도.
도 2는 도 1의 세정 장치의 상세 단면도.
도 3은 본 발명의 세정장치에 사용된 노즐의 단면도.
도 4는 본 발명의 세정장치에 의한 세정작용을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세정장치의 부분 단면도.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세정방법은, 먼저, 아르곤, 질소, 이산화탄소 중 적어도 어느 하나의 가스를 모래시계 형상의 노즐을 통과시켜 노즐보다 낮은 압력의 챔버로 분사시켜 중성의 클러스터를 형성한다. 이렇게 형성된 중성의 클러스터를 시료 표면에 대하여 소정의 각도로 조사한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 세정장치는, 표면세정을 위한 시료가 장착되는 챔버; 및 상기 챔버 내에 설치되고, 가스를 중성의 클러스터로 변화하여 상기 챔버내의 시료로 조사하기 위한 노즐을 포함한다.
챔버는 시료를 고정하기 위한 척과, 척의 왕복운동 및 회전운동에 의하여 시료를 왕복운동 및 회전운동시키기 위한 왕복 및 회전운동수단을 포함한다.
상기 노즐은, 반경이 제 1 길이까지 감소하다가 제 2 길이까지 다시 증가하는 모래시계 형상을 갖으며, 다수개이고, 상기 시료의 길이 방향을 따라 적어도 한 줄로 배열하므로써 효과적으로 유기물이나 파티클의 세정을 수행할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 세정장치를 포함하는 세정 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 챔버내에 설치된 세정장치의 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 세정장치(60)는, 세정을 위한 시료가 장착되는 챔버(40)와, 공급된 세정용 가스를 중성의 클러스터로 변환하여 분사하기 위한 클러스터 분사장치(50)를 포함한다.
도 1에서 미설명부호, 10은 세정 가스를 저장하는 세정가스 저장용기(10)이고, 참조부호 20은 가스 저장용기(10)로부터 가스 공급관을 통하여 공급되는 가스로부터 불순물을 걸러내기 위한 정화장치(Purifier: 20)이고, 30은 가스 유량을 조절하기 위한 유량제어기(MFC:Mass Flow Controller, 30)이고, 참조부호 72, 74, 76, 78, 80, 82는 밸브이다.
도 2에 도시한 것처럼, 챔버(40)의 내부에 세정할 시료(42)의 세정 표면이 챔버(40)의 하부를 향하도록 고정시키는 척(Chuck: 56)과, 척(56)을 왕복 및 회전운동시키기 위한 척 왕복 및 회전운동장치(58)가 장착된다.
클러스터 분사장치(50)는 클러스터를 분사하기 위한 노즐(53)을 포함하는 노즐 조립체(53) 및 플랜지(54)를 포함한다.
챔버(40)의 소정 위치에 시료(42)로부터 제거된 유기물 찌꺼기나 파티클을 외부로 배출하는 동시에 챔버(40) 내부의 압력을 조절하기 위한 배출 및 압력 조절 포트(59)가 배치된다.
도 2와 도 3을 참조하면, 노즐 조립체(52)의 노즐(53)은 공급된 가스를 중성의 클러스터로 변환하기 위하여, 유입구측 직경이 가스의 진행경로를 따라 제 1 길이(ℓ1)까지는 감소하다가 제 2 길이(ℓ2)까지는 증가하는 구조를 갖는다. 클러스터의 효과적인 형성을 위하여 제 2 길이(ℓ2)는 제 1 길이(ℓ1)보다 큰 것이 바람직하다. 그리고, 노즐의 직경(D)는 약 0.1 mm내지 0.2 mm 로 하는 것이 바람직하다.
노즐(53)로부터 분사되는 클러스터의 분사각은 시료(42) 표면과 예각, 바람직하게는 약 45 내지 약 60도의 범위를 갖는다.
본 발명은 상기한 장치를 이용하여 극성을 갖지 않는 중성의 클러스터를 시료 표면의 세정을 위한 세정원으로서 사용한다.
도 4는 도 1의 가스 저장용기(10)로부터 공급된 가스가 중성의 클러스터로 변환되는 과정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4를 참조하면, 저장용기(10)로부터 노즐(53)로 유입되는 압축상태의 이산화 탄소(CO2) 또는 아르곤 가스는 노즐(53)의 직경이 감소하다가 증가하는 경계지점을 통과하면서 낮은 압력을 가진 챔버(40) 속으로 분사될 때, 단열팽창하게 되고, 팽창하는 과정에서 기체의 온도가 급격하게 저하되어 서로 약하게 뭉치게 된다. 이처럼, 기체 분자들이 서로 약하게 뭉친 덩어리를 클러스터(90)라고 한다. 이 클러스터(90)는 물질의 세 가지 상태, 즉 기체, 액체, 고체 상태와는 다른 상태이다.
클러스터(90)는 분자 혹은 원자 몇 개로 구성되어 있기도 하고, 수 만개가 모여서 하나의 집합체를 형성하기도 한다. 이들 집합체는 구의 모양을 이루고 있고, 이러한 뭉침을 형성하는 힘은 반 데르 발스(Van der waals)력이다.
이렇게 약하게 뭉쳐 있는 기체 클러스터(90)는 시료 표면(42a)에 충돌하여 시료 표면(42a)에 붙어 있는 파티클 혹은 유기물 찌꺼기(100)에 운동량을 전달하고 자신은 다시 기체 분자로 분해된다. 운동량을 전달받은 파티클 및 유기물 찌꺼기(100)는 시료 표면(42a)으로부터 이격된다. 이때, 특히 시료 표면(42a)과 열팽창계수가 틀린 유기물 찌꺼기들은 국부적으로 냉각되면서 시료 표면(42a)과 분리가 촉진된다.
분리된 유기물 찌꺼기와 파티클(100)은 중력의 작용과 압력차이로 인하여, 클러스터를 형성하고 있다가 분해된 기체 분자와 함께 진공 펌프의 배출 포트(59)를 통하여 배출된다.
본 발명에서 사용되는 클러스터(90)는 앞서 언급한 것처럼 이온화되지 않은 중성의 상태이다. 세정하고자 하는 시료 표면의 상태에 따라 클러스터가 시료에 닿는 순간의 속도를 조절하기 위해서 노즐 입력단과 출력단의 압력을 조절하여 특히 충격에 취약한 시료의 표면에 손상을 주는 것을 방지한다.
클러스터를 형성하기 위한 조건은, 노즐로 입력되는 가스의 압력을 약 5 psig 내지 약 140 psig의 범위로 하고, 진공챔버(40)의 압력은 약 200 mTorr 내지 0.1 mTorr의 범위를 유지시키는 것이 바람직하다.
한편, 노즐(53)로부터 분사된 클러스터(90)의 충돌로 세정효과가 발생하는 영역이 시료의 면적에 비하여 좁은 경우에는, 시료의 전 영역에 걸쳐서 세정이 가능하도록 도 2의 왕복 및 회동장치(58)를 구동시켜 척(56)을 왕복운동하거나 회동하는 것에 의하여 시료를 왕복운동 및 회동시킨다. 이처럼, 노즐 조립체(52)는 고정되어 있더라도, 시료(60)가 왕복 및 회전운동을 할 수 있으므로, 시료(42)의 전표면에 걸쳐서 세정이 가능하다.
한편, 위에서는 노즐 조립체(52)가 고정된 상태에서 시료(42)가 왕복운동 및 회전운동을 하는 경우를 보이고 설명하였지만, 그 역 또한 가능하다. 즉, 노즐(53)과 시료(42)의 상대적인 위치 변위에 따라 시료 표면의 전영역에 걸친 세정공정을 수행할 수 있다.
그런데, 웨이퍼를 사용하는 반도체 공정에서, 웨이퍼의 사이즈를 증가시키는 추세에 있으므로, 도 2에서 도시한 것처럼, 단일 노즐을 사용하는 경우 세정에 걸리는 시간이 길어질 수 있다. 그러므로, 세정시간을 단축시키기 위하여 도 5와 같이 다수개의 노즐 조립체(52)들이 시료의 길이 방향을 따라 배열된다.
한 번의 분사로 시료의 직경에 해당하는 세정이 수행되고, 시료를 잡고있는척(56)을 노즐 조립체(52)의 배치 방향에 수직으로 움직여서 나머지 부분의 세정이 수행된다.
아울러, 세정의 효과는 짧은 시간에 클러스터를 시료표면에 충돌시키는 횟수가 증가할수록 높아지므로, 노즐 조립체(52)을 수평이동시키는 것보다는 시료(42)를 회전시키는 것이 짧은 시간에 클러스터를 시료에 충돌시키는 횟수를 증가시킬 수 있으므로, 노즐을 고정한 상태에서 시료를 회전시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기한 실시예들에서는 반도체 웨이퍼에 본원발명의 세정장치 및 세정방법이 적용되는 경우를 보이고 설명하였지만, 다이아몬드나 여타 다른 시료의 표면 세정에도 본 발명의 장치와 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 세정장치는, 클러스트를 이온화시키기 않고 중성의 상태로 분사하므로, 이온화장치 및 가속장치가 필요없게 되어, 장치의 구성이 단순하다. 즉, 장치의 제조원가를 낮출수 있다.
또한, 본 발명의 세정방법은, 노즐로부터 분사된 클러스터를 이온화하거나 가속하지 않고, 중성의 상태로 분사하므로, 시료의 표면에 손상을 주지않고서 효과적으로 파티클이나 유기물 찌꺼기를 제거할 수 있다.
아울러, 에어로졸을 이용하는 방법과는 달리 클러스터를 냉각할 필요가 없으므로, 세정공정이 간단하다.
여기에서는, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 통상의 지식을 가진 자에 의하여 변형과 변경이 가능할 것이다. 따라서, 이하 특허청구범위는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 한 그러한 모든 변형과 변경을 포함하는 것으로 간주된다.

Claims (13)

  1. 시료를 제 1 압력을 갖는 진공 챔버에 설치하는 단계;
    상기 진공 챔버의 소정 부분에 설치되어 반경이 제 1 길이까지 감소하다가 제 2 길이까지 다시 증가하는 모래시계 형상의 노즐로 상기 제 1 압력에 비해 높은 제 2 압력을 갖는 소정 가스를 공급하여 단열 팽창시킴과 동시에, 상기 노즐로부터 분사되는 가스와 상기 진공 챔버의 압력 차이에 의하여 소정 속도를 갖는 중성의 클러스터를 형성하는 단계;
    상기 클러스트를 시료표면에 대하여 소정의 각도로 조사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식세정방법.
  2. 삭제
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 압력은 5 내지 140 psig의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식 세정방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 압력은 200 mTorr 내지 0.01 mTorr의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식 세정방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 가스는 아르곤, 질소, 및 이산화탄소로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식 세정방법.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 노즐은 다수개이고, 상기 시료의 길이 방향을 따라 적어도 한 줄로 배열되는 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식 세정방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 클러스터의 조사동안 상기 시료를 회전시키는 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식 세정방법.
  10. 표면세정을 위한 시료가 장착되며, 진공 펌프가 장착되어 있는 진공 챔버;와;
    상기 진공 챔버내에 설치되고, 반경이 제 1 길이까지 감소하다가 제 2 길이까지 다시 증가하는 모래시계 형상을 갖으며, 입력되는 가스를 진공 챔버의 압력 차이에 의하여 소정 속도를 갖는 중성의 클러스터로 변화시켜 상기 진공 챔버내의 시료로 조사하기 위한 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식 세정장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 노즐은 다수개이고, 상기 시료의 길이 방향을 따라 적어도 한 줄로 배열되는 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식 세정장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 챔버는,
    상기 시료를 고정하기 위한 척; 및
    상기 척을 왕복운동하거나 회전운동하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 클러스터를 이용한 건식 세정장치.
KR1019990051172A 1999-11-17 1999-11-17 클러스터를 이용한 건식 세정 장치 및 방법 KR100349948B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990051172A KR100349948B1 (ko) 1999-11-17 1999-11-17 클러스터를 이용한 건식 세정 장치 및 방법
JP2000149661A JP2001137797A (ja) 1999-11-17 2000-05-22 クラスタを利用した乾式洗浄装置及びその方法
US09/668,305 US6449873B1 (en) 1999-11-17 2000-09-25 Apparatus and method for dry cleaning of substrates using clusters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990051172A KR100349948B1 (ko) 1999-11-17 1999-11-17 클러스터를 이용한 건식 세정 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010047111A KR20010047111A (ko) 2001-06-15
KR100349948B1 true KR100349948B1 (ko) 2002-08-22

Family

ID=19620576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990051172A KR100349948B1 (ko) 1999-11-17 1999-11-17 클러스터를 이용한 건식 세정 장치 및 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6449873B1 (ko)
JP (1) JP2001137797A (ko)
KR (1) KR100349948B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100474594B1 (ko) * 2002-08-28 2005-03-10 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 세정방법
KR101419632B1 (ko) * 2010-03-09 2014-07-15 이와타니 산교 가부시키가이샤 기판의 세정 방법 및 반도체 제조 장치

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100385432B1 (ko) * 2000-09-19 2003-05-27 주식회사 케이씨텍 표면 세정용 에어로졸 생성 시스템
US8192555B2 (en) * 2002-12-31 2012-06-05 Micron Technology, Inc. Non-chemical, non-optical edge bead removal process
US7651952B2 (en) * 2007-12-19 2010-01-26 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Aerodynamic shapes for wafer structures to reduce damage caused by cleaning processes
WO2010021265A1 (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 岩谷産業株式会社 クラスタ噴射式加工方法、半導体素子、微小電気機械素子、及び、光学部品
JP5490563B2 (ja) * 2010-02-19 2014-05-14 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法及び基板洗浄装置
JP5623104B2 (ja) * 2010-03-18 2014-11-12 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
JP2011198933A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Tokyo Electron Ltd レジスト除去装置及びレジスト除去方法
JP2012211951A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスク関連基板の洗浄方法及び洗浄装置
JP5815967B2 (ja) * 2011-03-31 2015-11-17 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置及び真空処理システム
JP5776397B2 (ja) * 2011-07-19 2015-09-09 東京エレクトロン株式会社 洗浄方法、処理装置及び記憶媒体
JP5984424B2 (ja) * 2012-02-27 2016-09-06 国立大学法人京都大学 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び真空処理装置
JP5945178B2 (ja) * 2012-07-04 2016-07-05 東京エレクトロン株式会社 ガスクラスター照射機構およびそれを用いた基板処理装置、ならびにガスクラスター照射方法
JP6048043B2 (ja) * 2012-09-28 2016-12-21 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び真空処理システム
JP2015026745A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法及び基板洗浄装置
JP6311236B2 (ja) * 2013-08-20 2018-04-18 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄装置
US10020217B2 (en) 2014-10-06 2018-07-10 Tel Fsi, Inc. Systems and methods for treating substrates with cryogenic fluid mixtures
US10625280B2 (en) 2014-10-06 2020-04-21 Tel Fsi, Inc. Apparatus for spraying cryogenic fluids
US10014191B2 (en) 2014-10-06 2018-07-03 Tel Fsi, Inc. Systems and methods for treating substrates with cryogenic fluid mixtures
JP6596340B2 (ja) 2016-01-21 2019-10-23 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法および基板洗浄装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04354865A (ja) * 1991-05-31 1992-12-09 Res Dev Corp Of Japan 超低速クラスターイオンビームによる表面処理方法
JPH0629276A (ja) * 1992-07-08 1994-02-04 Seiko Epson Corp 乾燥装置および洗浄装置
JPH08293483A (ja) * 1994-09-06 1996-11-05 Res Dev Corp Of Japan ガスクラスターイオンビームによる固体表面の 平坦化方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5062898A (en) 1990-06-05 1991-11-05 Air Products And Chemicals, Inc. Surface cleaning using a cryogenic aerosol
US5294261A (en) 1992-11-02 1994-03-15 Air Products And Chemicals, Inc. Surface cleaning using an argon or nitrogen aerosol
US5512106A (en) 1993-01-27 1996-04-30 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Surface cleaning with argon
US5814194A (en) 1994-10-20 1998-09-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Substrate surface treatment method
US5931721A (en) 1994-11-07 1999-08-03 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Aerosol surface processing
US5810942A (en) 1996-09-11 1998-09-22 Fsi International, Inc. Aerodynamic aerosol chamber
US5853962A (en) 1996-10-04 1998-12-29 Eco-Snow Systems, Inc. Photoresist and redeposition removal using carbon dioxide jet spray
JP3183214B2 (ja) * 1997-05-26 2001-07-09 日本電気株式会社 洗浄方法および洗浄装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04354865A (ja) * 1991-05-31 1992-12-09 Res Dev Corp Of Japan 超低速クラスターイオンビームによる表面処理方法
JPH0629276A (ja) * 1992-07-08 1994-02-04 Seiko Epson Corp 乾燥装置および洗浄装置
JPH08293483A (ja) * 1994-09-06 1996-11-05 Res Dev Corp Of Japan ガスクラスターイオンビームによる固体表面の 平坦化方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100474594B1 (ko) * 2002-08-28 2005-03-10 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 세정방법
KR101419632B1 (ko) * 2010-03-09 2014-07-15 이와타니 산교 가부시키가이샤 기판의 세정 방법 및 반도체 제조 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001137797A (ja) 2001-05-22
KR20010047111A (ko) 2001-06-15
US6449873B1 (en) 2002-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100349948B1 (ko) 클러스터를 이용한 건식 세정 장치 및 방법
US5931721A (en) Aerosol surface processing
US9960056B2 (en) Substrate cleaning method, substrate cleaning apparatus and vacuum processing system
US7101260B2 (en) Methods for resist stripping and other processes for cleaning surfaces substantially free of contaminants
JP3183214B2 (ja) 洗浄方法および洗浄装置
KR101671555B1 (ko) 기판 세정 장치 및 진공 처리 시스템
US5967156A (en) Processing a surface
US7134941B2 (en) Methods for residue removal and corrosion prevention in a post-metal etch process
US7040961B2 (en) Methods for resist stripping and cleaning surfaces substantially free of contaminants
US9209010B2 (en) Substrate cleaning method and substrate cleaning device
US20180025904A1 (en) Systems and Methods for Treating Substrates with Cryogenic Fluid Mixtures
US5849135A (en) Particulate contamination removal from wafers using plasmas and mechanical agitation
US10014191B2 (en) Systems and methods for treating substrates with cryogenic fluid mixtures
US8062432B2 (en) Cleaning method for turbo molecular pump
US6949145B2 (en) Vapor-assisted cryogenic cleaning
US7297286B2 (en) Methods for resist stripping and other processes for cleaning surfaces substantially free of contaminants
US6488779B1 (en) Method and apparatus for cleaning substrates
WO2012058548A1 (en) Integrated substrate cleaning system and method
US20050127038A1 (en) Methods for resist stripping and other processes for cleaning surfaces substantially free of contaminants
US20060105683A1 (en) Nozzle design for generating fluid streams useful in the manufacture of microelectronic devices
US20020096195A1 (en) Method and apparatus for critical flow particle removal
US20100167552A1 (en) Methods for particle removal during integrated circuit device fabrication
JP2003073832A (ja) 薄膜形成装置の治具類洗浄における堆積膜の除去方法
KR20210018509A (ko) 세라믹 코팅을 컨디셔닝하기 위한 방법
JP2002012971A (ja) イオン注入装置および成膜並びに洗浄方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120807

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130731

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140801

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160801

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee