KR101107415B1 - 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

웨이퍼(W)로부터 막(66) 제거 시에, 처리액 순환 시스템(73, 73')에 배출되는 막 파편량(66a)을 저감시켜, 필터(80) 세척 또는 필터(80) 교체의 빈도를 줄이기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은, 기판 처리 시스템(1)의 공정 챔버(46) 내에서 막(66)이 위에 형성되어 있는 웨이퍼(W)를 처리액(64)에 노출시키는 것을 포함하고, 이 경우 웨이퍼(W)는 제1 속도(608a, 908a, 1208a)로 회전하거나 회전하지 않으며, 처리액(64)은 공정 챔버(46)로부터 처리액 순환 시스템(73)에 배출된다. 후속하여, 처리액(64, 64a, 64b)에의 웨이퍼(W)의 노출을 중지하고, 제1 속도(608a, 908a, 1208a)보다 고속인 제2 속도(608b, 908b, 1208b)에서 웨이퍼(W)를 회전시켜 그 웨이퍼(W)로부터 원심력에 의해 막(66)의 파편(66a)을 제거한다. 다음에, 웨이퍼(W)를 같거나 상이한 처리액(64, 64a, 64b)에 노출시키고, 그 처리액(64, 64a, 64b)은 공정 챔버(46)로부터 처리액 배액관(78)에 배출된다.

Description

기판 세정 방법 및 기판 세정 장치{SUBSTRATE CLEANING METHOD AND SUBSTRATE APPARATUS}
본 발명은 기판 세정 방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는, 기판으로부터 막을 제거함에 있어서 그 막 제거에 사용된 처리액 속에 있는 막 파편량을 최소화하여 필터 세척 또는 필터 교체의 빈도를 줄이기 위한 막 제거 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 시 반도체 기판(예컨대, 웨이퍼)에 다양한 세정 공정을 행하는 기판 처리 시스템은 종종 추가 기판 처리를 위해 통상 고가의 처리액을 회수하여 재사용하도록 구성된 처리액 회수 시스템을 포함한다. 처리액 회수 시스템은 보통, 추가 기판 처리 전에 처리액으로부터 막 파편(film fragment) 및 기타 불순물을 제거하는 하나 이상의 필터를 포함한다.
예컨대, 패터닝된 레지스트막을 기판으로부터 용해하고 제거하기 위해서 유기 용매를 함유한 처리액에 기판 상의 패터닝된 레지스트막을 노출시킬 경우에는, 패터닝된 레지스트막이 부분적으로만 그 처리액에 용해될 수 있지만, 기판에서 분리되어 처리액에 부유하게 되는 막 파편을 형성할 수 있다. 다음에, 처리액과 막 파편은 그 막 파편과 기타 불순물을 처리액으로부터 제거하는 처리액 회수 시스템을 통과한다.
그러나, 종래의 기판 처리 시스템에서 세정되는 웨이퍼수가 통상 많고 처리액에 부유하게 되는 막 파편량이 종종 많기 때문에, 처리액 회수 시스템에서 처리액을 여과하는데 사용된 하나 이상의 필터가 빨리 막히게 됨에 따라, 하나 이상의 필터를 통과하는 처리액의 흐름이 지체된다. 이에 하나 이상의 필터를 빈번하게 세척 또는 교체해야 하므로, 웨이퍼 처리가 중단되고, 결과적으로 웨이퍼 수율이 저하되며 기판 처리 시스템을 운용하는 비용이 상승하게 된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 처리액을 이용하여 웨이퍼로부터 막을 제거하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 처리액 순환 시스템에 배출되는 막 파편량을 저감시켜 필터 세척 또는 필터 교체의 빈도를 줄인다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 방법은, 상기 기판 처리 시스템의 처리 챔버 내에서 웨이퍼를 처리액 공급 시스템으로부터 공급되는 제1 처리 액체에 노출시키는 공정으로서, 상기 웨이퍼는 제1 속도로 회전하고, 상기 제1 처리 액체는 처리 챔버로부터 제1 처리 액체 순환 시스템으로 배출되는 것인 공정 (a)와, 상기 제1 처리 액체에의 웨이퍼의 노출을 중단하고, 상기 웨이퍼를 상기 제1 속도보다 고속인 제2 속도로 회전시키는 공정 (b)와, 상기 처리 챔버로부터의 배출을, 상기 제1 처리 액체 순환 시스템으로부터 처리 액체 폐액관으로 변경하는 공정 (c)와, 상기 웨이퍼를 상기 제1 처리 액체 또는 제2 처리 액체에 노출시키는 공정으로서, 상기 제1 처리 액체 또는 상기 제2 처리 액체는 각각 상기 처리 챔버로부터 처리 액체 폐액관으로 배출되는 것인 공정 (d)를 포함하고, 상기 막의 잔해물은 상기 웨이퍼가 상기 제2 속도로 회전할 때에 제거되며, 상기 제1 처리 액체 순환 시스템은 그 일단이 처리 챔버에 연결되고 그 타단이 처리액 공급 시스템에 연결되어서, 처리 챔버에서 배출된 제1 처리 액체를 처리액 공급 시스템으로 순환시킨다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 방법은, 상기 웨이퍼를 상기 제1 처리 액체에 노출시키고, 그 처리 액체를 상기 처리 챔버로부터 상기 제1 처리 액체 순환 시스템으로 배출하는 공정 (e)를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 방법에 있어서, 상기 공정 (c)는 상기 웨이퍼가 상기 제2 처리 액체에 노출되기 전에 실시되고, 및/또는 상기 막의 박리 레벨의 검토에 기초하여 결정되는 소정 기간 동안 실시된다.
본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시형태를 예시하며, 전술한 본 발명의 실시형태의 개괄적인 설명 및 후술하는 구체적인 설명과 함께, 본 발명의 실시형태를 설명하는 데 도움이 된다.
도 1은 기판 처리 시스템의 평면도이다.
도 2는 기판 처리 시스템의 측면도이다.
도 3은 기판 처리 유닛의 평면도이다.
도 4a는 기판 처리 시스템에서 처리액의 순환에 대한 간략화한 회선도이다.
도 4b는 기판 처리 시스템에서 제1 및 제2 처리액의 순환에 대한 간략화한 회선도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들에 대응하는 개략적인 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하기 위한 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들의 공정 흐름도이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들에 대응하는 개략적인 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하기 위한 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들의 공정 흐름도이다.
도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들에 대응하는 개략적인 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하기 위한 타이밍도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들의 공정 흐름도이다.
기판 세정 공정에서 웨이퍼로부터 막을 제거하는 기판 처리 시스템을 이용하여, 본 발명의 실시형태에 대해 후술한다. 용어 "기판"과 "웨이퍼"는, 예컨대 다양한 재료들의 확산 및 증착에 의해, 마이크로회로가 위에 구성되는 실리콘 결정 또는 유리 재료 등의 박층의 재료를 나타내는 것이며 본 명세서에서는 호환 가능하게 사용된다. 막은 예컨대 레지스트막, 하드 마스크막, 유전막, 또는 이들의 혼합막을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4는, 각각 1회에 단일 웨이퍼를 처리하도록 구성되어 있는 4개의 기판 처리 유닛을 포함하는 기판 처리 시스템을 도시하고 있다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 단일 기판 처리 시스템에 한정되지 않으며, 복수의 기판(예컨대, 25개 이상의 웨이퍼)을 동시에 처리하도록 구성된 배치(batch) 기판 처리 시스템도 이용될 수 있다. 배치 기판 처리 시스템의 예는 미국 특허 제6,990,988호에 개시되어 있다. 일례로, 배치 기판 처리 시스템은 일본 아카사카에 소재하는 Tokyo Electron Limited로부터 입수 가능한 TEL PR300Z일 수 있으며, 이것은 BEOL(Back End Of Line) 처리를 위해 12인치 웨이퍼로부터 포토레지스트를 박리하는데 주로 이용된다.
도 1은 웨이퍼(W) 상에서 막 제거/세정 공정을 수행하는 처리 유닛(2)과, 그 처리 유닛(2)에 대하여 웨이퍼(W)를 적재/적하하는 적재/적하 유닛(3)을 포함하는 기판 처리 시스템(1)의 평면도이고, 도 2는 측면도이다.
적재/적하 유닛(3)은 웨이퍼 컨테이너[캐리어(C)]가 탑재되는 마운트(6)를 포함하는 인/아웃 포트부(4)를 포함한다. 캐리어(C)는 복수(예컨대 25개)의 웨이퍼(W)를 수용할 수 있다. 캐리어(C)에서는 각 웨이퍼(W)가 서로 미리 정해진 수직 간격을 가지면서 수평으로 배치된다. 적재/적하 유닛(3)은 캐리어(C)와 처리 유닛(2) 사이에서 웨이퍼(W)를 운반하는 기판 운반 시스템(7)을 포함하는 기판 운반 인터페이스 유닛(5)을 더 포함한다.
웨이퍼(W)는 각 캐리어(C)의 측면에 마련된 리드(lid)를 통해 각 캐리어(C)에 적재된다. 미리 정해진 수직 간격으로 웨이퍼(W)를 유지하는 선반대(shelf plate)(도시 생략)가 각 캐리어(C) 내부에 설치되어, 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 복수의 웨이퍼 슬롯을 형성한다. 웨이퍼(W)는 마이크로회로가 작성되는 웨이퍼 표면이 위를 향하도록 각각의 웨이퍼 슬롯 내에 유지된다.
도 1에서는 3개의 캐리어(C)가 인/아웃 포트부(4)의 마운트(6) 상에 탑재되어 수평면에 대해 Y 방향으로 배열되어 있다. 캐리어(C)에는 인/아웃 포트부(4)와 기판 운반 인터페이스 유닛(5)의 사이에서 구획벽(8)을 향하도록 수직 커버(도시 생략)가 탑재된다. 개구부(9)는 캐리어(C)의 탑재 위치에 대응하는 위치에서 구획벽(8)에 형성된다. 개구부(9)를 개폐하는 개폐 기구(10)는 그 개구부(9) 근방에 위치하는 셔터 또는 기타 수단에 의해 작동된다. 개폐 기구(10)는 개구부(9)의 개폐와 동시에 캐리어(C)의 수직 커버도 개폐할 수 있다. 개구부(9)를 개방하여 기판 운반 인터페이스 유닛(5)에 의해 웨이퍼(W)를 캐리어(C) 내에 공급할 경우, 기판 운반 시스템(7)은 웨이퍼(W)를 운반하기 위해 기판 운반 인터페이스 유닛(5)을 캐리어(C)에 연결한다.
기판 운반 인터페이스 유닛(5) 내의 기판 운반 시스템(7)은 Y 및 Z 방향으로 병진(竝進) 이동하고 X-Y 평면에서 각도 세타(θ)로 회전할 수 있다. 기판 운반 시스템(7)은 웨이퍼(W)를 회수하기 위해 X 방향으로 병진 이동할 수 있는 운반 아암(11)을 구비한다. 캐리어(C)가 마운트(6) 상에 배치되는 경우, 운반 아암(11)은 캐리어(C) 내에서 각각 상이한 높이에 위치한 모든 웨이퍼 슬롯에 접근할 수 있다. 또한, 운반 아암(11)은 상부 및 하부 기판 운반 유닛(16, 17)에 접근할 수 있다. 그래서, 운반 아암(11)은 인/아웃 포트부(4)에서 처리 유닛(2)으로 그리고 처리 유닛(2)에서 인/아웃 포트부(4)로 웨이퍼(W)를 운반하도록 구성되어 있다.
처리 유닛(2)은 중앙 기판 운반 시스템(18)과, 기판 운반 유닛(16, 17)과, 기판 처리 유닛(12, 13, 14, 15)과, 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 3개의 가열 유닛(도시 생략)과 웨이퍼(W)를 냉각하기 위한 1개의 냉각 유닛(도시 생략)을 포함하는 가열/냉각 유닛(19)을 포함한다. 중앙 기판 운반 시스템(18)은 기판 운반 유닛(16, 17)과, 기판 처리 유닛(12, 13, 14, 15) 및 가열/냉각 유닛(19)에 연결된다.
처리 유닛(2)은 기판 처리 시스템(1)을 작동시키는 전기 전원(도시 생략)을 포함하는 전기적 유닛(23)과, 기판 처리 시스템(1)의 다양한 구성 요소 및 그 기판 처리 시스템(1) 전체의 작동 제어를 위한 기계적 제어 유닛(24)과, 웨이퍼(W) 처리 시에 기판 처리 유닛(12, 13, 14, 15)에 사용되는 미리 정해진 처리액(예컨대, 막 제거를 위한 세정액 또는 추가 린스를 위한 린스액)을 저장하는 처리액 저장 유닛(25)을 포함한다. 전기적 유닛(23)은 메인 전기 전원(도시 생략)에 연결된다. 처리 유닛(2)의 상부에 위치한 팬 필터 유닛(FFU: Fan Filter Uint)(26)은 중앙 기판 운반 시스템(18)을 비롯한 처리 유닛(2)의 각 유닛에 청정 공기의 하향 흐름을 제공한다.
전기적 유닛(23), 처리액 저장 유닛(25) 및 기계적 제어 유닛(24)은 처리 유닛(2)의 외벽에 배치되어 처리 유닛(2)으로부터의 제거가 용이하며, 기판 운반 유 닛(16, 17), 중앙 기판 운반 시스템(18), 및 가열/냉각 유닛(19)의 유지보수(maintenance)가 용이하다.
기판 운반 유닛(16, 17)은, 기판 운반 인터페이스 유닛(5)에 대하여 웨이퍼(W)를 운반하며, 웨이퍼(W)를 2개의 기판 운반 유닛(16, 17)에 수직으로 쌓도록 구성되어 있다. 예컨대, (하부)기판 운반 유닛(17)은 인/아웃 포트부(4)로부터 처리 유닛(2)으로 운반될 웨이퍼(W)를 수용하는 데에 이용될 수 있고, (상부)기판 운반 유닛(16)은 처리 유닛(2)으로부터 인/아웃 포트부(4)로 운반될 웨이퍼(W)를 수용하는 데에 이용될 수 있다.
팬 필터 유닛(FFU)(26)으로부터의 청정 공기의 하향 흐름의 일부는 기판 운반 유닛들(16, 17) 간의 공간을 통과하고 기판 운반 유닛(16) 상의 공간을 통과하여 기판 운반 인터페이스 유닛(5)에 흐른다. 이에, 기판 운반 인터페이스 유닛(5)으로부터 처리 유닛(2)으로의 입자 및 기타 오염물질의 도입을 최소화할 수 있어 처리 유닛(2) 내에 청정 환경이 유지된다.
중앙 기판 운반 시스템(18)은 회전 구동 모터(도시 생략)에 의해 회전할 수 있는 원통 지지대(30)와, 그 원통 지지대(30) 내부에서 Z 방향을 따라 상하로 이동 가능한 기판 운반체(31)를 포함한다. 기판 운반체(31)는 원통 지지대(30)의 회전에 의해 그 원통 지지대(30) 내에서 회전할 수 있다. 기판 운반체(31)는, 상이한 높이에 배치되어 있으며 독립적으로 신장 또는 수축이 가능한 3개의 운반 아암(34, 35, 36)을 구비한다.
가열/냉각 유닛(19)은 웨이퍼(W) 냉각에 전용된 하나의 냉각 유닛과, 웨이 퍼(W) 가열[또는 다른 식으로 서냉(slow cooling)]에 전용된 3개의 가열 유닛을 포함한다. 한편, 가열/냉각 유닛(19)은 기판 운반 유닛(16)의 상부에 위치할 수도 있으므로, 도 1에 도시한 가열/냉각 유닛(19)이 차지하는 공간을 다른 용도로 이용할 수도 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 유닛(12, 13, 14, 15)은 2가지 수직 레벨로 배치되어 있으며, 각각의 레벨은 2개의 기판 처리 유닛을 포함한다. 기판 처리 유닛(12, 13)과 기판 처리 유닛(14, 15)은 기판 처리 유닛(12, 13) 사이의 구획(41)에 관해 대칭적이다. 기판 처리 유닛(12, 13, 14, 15)은 처리 유닛(2) 내에서의 그들의 위치 외에는 동일할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시형태를 예시하기 위하여 기판 처리 유닛(12)에 대해서 설명한다.
도 3은 기판 처리 유닛(12)의 평면도이다. 기판 처리 유닛(12)은 외부 챔버(45)와, 그 외부 챔버(45) 내부의 웨이퍼(W) 처리를 위한 공정 챔버(46)를 포함한다. 또, 외부 챔버(45)는 공정 챔버(46)에서 웨이퍼(W)에 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 시스템(47)을 포함한다. 외부 챔버(45)에는 개구부(50)가 형성되고, 외부 챔버 기계 셔터(51)는 개폐 기구(도시 생략)를 이용하여 개구부(50)를 개폐한다. 개구부(50)를 통해 웨이퍼(W)를 기판 처리 유닛(12)에 적재할 경우, 공정 챔버 기계 셔터(53)에 의해 개구부(52)가 개방되어 운반 아암(34, 35, 36) 중 하나에 의해 웨이퍼(W)를 공정 챔버(46)에 운반할 수 있다. 공정 챔버 기계 셔터(53)는 외부 챔버 기계 셔터(51)와 공통된 개폐 기구에 의해 개방될 수 있다. 개구부(55)는 구동 기구(도시 생략)에 의해 개폐되는 처리액 공급 셔터(56)에 의해 공정 챔 버(46)에 형성된다.
처리액 공급 시스템(47)은 웨이퍼(W)의 상부면에 도포되는 처리액을 제공한다. 처리액은, 예컨대 웨이퍼(W)의 노출면 상의 레지스트막을 적어도 부분적으로 용해하기 위한 세정액, 또는 웨이퍼(W)를 추가 세정하기 위한 린스액을 포함할 수 있다. 처리액 공급 시스템(47)은 처리액 공급 노즐(60)과, 그 처리액 공급 노즐(60)을 지지하는 아암(61)과, 아암(61)의 일단을 회전 가능하게 지지하는 회전 수단(62)을 포함한다. 이에, 처리액 공급 노즐(60)은, 공정 챔버(46) 외부의 대기 위치와, 처리액 공급 노즐(60)이 웨이퍼(W) 위에 처리액을 공급하는 공급 위치와의 사이에서 아암(61)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 또한, 처리액 공급 노즐(60)은 공정 챔버(46) 내의 웨이퍼(W) 위에서, 즉 웨이퍼(W)의 중심에서 웨이퍼(W)의 가장자리로 이동할 수 있다.
공정 챔버(46)에는 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 지지하도록 회전 가능 척(71)이 설치되어 있다. 지지핀(도시 생략)은 웨이퍼(W)의 후면에서 웨이퍼(W)의 가장자리를 지지하기 위해 복수의 위치에서 회전 가능 척(71)의 상부에 설치되어 있고, 웨이퍼(W)의 가장자리를 유지하기 위해 유지 부재(72)가 설치되어 있다. 도 3에 도시한 예시적인 실시형태에서는 3개의 유지 부재(72)가 도시되어 있다.
도 4a는 본 발명의 실시형태에 따른, 시스템(1) 등의 기판 처리 시스템에서의 처리액의 순환에 대한 간략화한 회선도를 나타내고 있다. 처리액은 기판 처리 유닛(12) 내의 공정 챔버(46)를 통과한다. 기판 처리 유닛(12)은, 웨이퍼(W)가 처리액에 노출된 다음에, 공정 챔버(46)로부터 배출된 처리액을 수용하고, 여과 및 순환시키도록 구성된 처리액 순환 시스템(73)을 구비한다. 처리액 순환 시스템(73)의 일단은 공정 챔버(46)로부터 처리액을 배출하는 처리액 배출로(74)에 연결되어 있다. 처리액 순환 시스템(73)의 타단은 처리액 공급 시스템(47)의 처리액 공급 노즐(60)에 연결되어 있다. 린스액 서플라이(90)는 탈이온수(DIW)를 린스액으로서 공급하기 위해 설치된 것이며, 처리액 공급 노즐(60)에 연결된다. 린스액 서플라이(90)는 린스액 공급원(92)에 연결된다. 린스 공정 시에 DIW의 흐름을 제어하기 위해 밸브(93)가 린스액 서플라이(90)에 삽입되어 있다.
처리액 순환로(75)와 처리액 배액관(78)은 공정 챔버(46)로부터 배출된 처리액의 흐름을 처리액 배액관(78) 또는 처리액 순환로(75) 중 하나로 제어하도록 구성되어 있는 밸브(79)에 의해 처리액 배출로(74)에 연결된다. 본 발명의 실시형태들에 따르면, 기판 세정 공정의 적어도 일부 동안, 밸브(79)가 처리액 배출로(74)로부터의 처리액을 처리액 순환로(75)로 향하게 한 후에, 미리 정해진 시간에, 밸브(79)는 처리액 순환로(75)에서의 막 파편 및 기타 불순물을 함유하는 처리액의 흐름을 최소화하기 위해 처리액을 배액관(78)으로 향하게 한다.
처리액 순환로(75)는 공정 챔버(46)로부터 그 처리액 순환로(75)를 경유해 회수된 처리액을 저장하기 위한 처리액 컨테이너(76)에 대해 밸브(79)를 연결하는 라인(75a)을 포함한다. 처리액 컨테이너(76)의 바닥면(105)은 기울어져 있다. 초음파 진동을 그 바닥면(105)에 인가하기 위해 진동기(106)가 바닥면(105)의 후면에 연결되어 있다. 처리액 컨테이너(76)로부터의 처리액을 배액하는 배액로(107)가 그 기울어진 바닥면(105)의 최저점 근방에 배치된다. 배액로(107)는 밸브(108)를 통해 처리액 컨테이너(76)의 측면에 연결된다. 이러한 셋업에 의해, 처리액 컨테이너(76)의 내부를 세정하기 전에, 처리액 컨테이너(76)로부터의 처리액을 배액로(107)를 통해 배액할 수 있다. 처리액 컨테이너(76)의 벽에 위치한 스프레이 노즐(109)은 처리액 컨테이너(76)의 내부를 세정하기 위해 설치된 것이다. 진동기(106)는 그 바닥면(105) 위에 침전되고 가라앉은 막 파편 및 기타 불순물을 방출하기 위해 바닥면(105)에 초음파 진동을 인가한다. 스프레이 노즐(109)은 물을 분사하여 처리액 컨테이너(76)의 내부를 세정한 다음, 이소프로필 알코올(IPA) 증기를 분사하여 처리액 컨테이너(76)의 내부를 건조시킬 수 있다. 처리액 컨테이너(76)에 분사된 물은 배액로(107)를 통해 배액될 수 있다.
펌프(77)는 처리액 순환 시스템(73)을 통과하는 처리액으로부터 대형 막 파편을 제거하기 위해 처리액 컨테이너(76)로부터의 처리액 흐름을 라인(75b)을 통해 제1 (조대) 필터(80)에 제공한다. 한번 여과된 처리액은 라인(75d)을 통과하여, 제1 필터(80)보다 더 미세한 제2 (미세) 필터(81)에 흐른다. 일례로, 제1 필터(80)는 세공 크기가 50 미크론(미크론 10=10-6 m)일 수 있으며, 제2 필터는 세공 크기가 0.1 미크론일 수 있다. 제1 필터(80)는 처리액으로부터 대형 막 파편을 제거하고, 제2 필터(81)는 그 처리액으로부터 남아있는 임의의 소형 막 파편 및 기타 불순물을 실질적으로 제거한다. 제1 필터(80)를 설치하여 제2 필터(81)의 세척/교체 빈도를 줄인다. 일례로, 처리액 순환로(75)에 제1 필터(80)를 설치함으로써 제2 필터(81)의 교체 빈도가 약 2/3만큼 감소하는 것을 관찰하였다. 2회 여과된/정제된 처리액이 라인(75f)을 통과해 처리액 공급 노즐(60)에 흐르고 다시 웨이퍼(W) 또는 후속 웨이퍼(W)에 도포된다. 도 4a에는 도시하지 않지만, 처리액 순환 시스템(73)은 하나 이상의 압력 제어 장치, 하나 이상의 흐름 제어 장치, 추가 밸브, 및 하나 이상의 흐름 센서를 포함할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 실시형태에 따른, 시스템(1) 등의 기판 처리 시스템에서의 제1 및 제2 처리액의 순환에 대한 간략화한 회선도를 나타내고 있다. 도 4b의 회선도는 도 4a의 회선도와 유사하지만, 웨이퍼(W)가 처리액에 노출된 다음에, 공정 챔버(46)로부터 처리액 배출로(74)를 경유해 배출된 2가지 처리액을 개별적으로 수용하고, 여과 및 순환시키도록 각각 구성되어 있는 제1 및 제2 처리액 순환 시스템(73, 73')을 포함한다. 제1 및 제2 처리액 순환 시스템(73, 73')의 일단은 공정 챔버(46)로부터의 처리액을 배출하도록 구성된 처리액 배출로(74)에 연결되어 있다.
제1 및 제2 처리액 순환로(75, 75')와 처리액 배액관(78)은, 공정 챔버(46)로부터 배출된 처리액의 흐름을 처리액 배액관(78)으로, 또는 제1 및 제2 처리액 순환로(75, 75') 중 어느 하나로 제어하도록 구성되어 있는 밸브(79')에 의해 처리액 배출로(74)에 연결된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 기판 세정 공정의 적어도 일부 동안, 밸브(79')가 처리액 배출로(74)로부터의 제1 처리액을 제1 처리액 순환로(75)으로 향하게 한 후에, 미리 정해진 시간에, 밸브(79')는 제1 처리액 순환로(75)에서의 막 파편 및 기타 불순물을 함유하는 처리액의 흐름을 최소화하기 위하여 처리액을 처리액 배액관(78)으로 향하게 한다. 후속하여, 밸브(79')는 제2 처리액을 제2 처리액 순환 시스템(73') 또는 처리액 배액관(78) 중 어느 하나로 향하게 할 수 있다.
제1 처리액 순환로(75)와 유사하거나 동일하게, 제2 처리액 순환로(75')는 라인(75a')을 통해, 공정 챔버(46)로부터 제2 처리액 순환로(75')를 경유해 회수된 제2 처리액을 저장하기 위한 처리액 컨테이너(76')에 연결된다. 처리액 컨테이너(76')의 바닥면(105')은 기울어져 있다. 초음파 진동을 바닥면(105')에 인가하기 위해 진동기(106')가 바닥면(105')의 후면에 연결되어 있다. 처리액 컨테이너(76')로부터의 제2 처리액을 배액하는 배액로(107')가 그 기울어진 바닥면(105')의 최저점 근방에 배치된다. 배액로(107')는 밸브(108')를 통해 처리액 컨테이너(76')의 측면에 연결되어 있다. 이러한 셋업에 의해, 처리액 컨테이너(76')의 내부를 세정하기 전에, 처리액 컨테이너(76')로부터의 제2 처리액을 배액로(107')를 통해 배액할 수 있다. 처리액 컨테이너(76')의 벽에 위치한 스프레이 노즐(109')은 처리액 컨테이너(76')의 내부를 세정하기 위해 설치된 것이다. 진동기(106')는 바닥면(105') 위에 침전되고 가라앉은 막 파편 및 기타 불순물을 방출하기 위해 바닥면(105')에 초음파 진동을 인가한다. 스프레이 노즐(109')은 물을 분사하여 처리액 컨테이너(76')의 내부를 세정한 다음, IPA의 증기를 분사하여 처리액 컨테이너(76')의 내부를 건조시킬 수 있다. 처리액 컨테이너(76')에 분사된 물과 IPA는 배액로(107')를 통해 배액될 수 있다.
펌프(77')는 제2 처리액 순환 시스템(73')을 통과하는 제2 처리액으로부터 대형 막 파편을 제거하기 위해 처리액 컨테이너(76')로부터의 처리액 흐름을 라인(75b')을 통해 제1 (조대) 필터(80')에 제공한다. 한번 여과된 제2 처리액은 라인(75d')을 통해, 제1 필터(80')보다 더 미세한 제2 (미세) 필터(81')에 흐른다. 제1 필터(80')는 제2 처리액으로부터 대형 막 파편을 제거하고, 제2 필터(81')는 제2 처리액으로부터 남아있는 임의의 소형 막 파편 및 기타 불순물을 실질적으로 제거한다. 이어서 2회 여과된/정제된 제2 처리액은 라인(75f')을 통과하여 처리액 공급 노즐(60)에 흐르고, 다시 웨이퍼(W) 또는 후속 웨이퍼(W)에 도포된다.
도 4a와 도 4b에 대해 전술한 바와 같이, 처리액 순환 시스템에서 처리액으로부터 막 파편 및 기타 불순물을 제거하기 위해 복수의 필터를 사용할 수 있다. 그러나, 공정 챔버(46)로부터 배출된 처리액은, 피처리 웨이퍼(W)의 수가 많고 웨이퍼의 표면적이 넓기 때문에 대량의 막 파편을 함유할 수 있다. 이 때문에, 적어도 하나의 필터가 급속히 막히게 되어 그 적어도 하나의 필터를 빈번하게 세척 또는 교체해야 한다. 이러한 문제를 완화시키기 위해, 하나 이상의 필터의 현장(in-situ) 세척을 비롯한 다양한 방법들이 제안되어 있다. 하나 이상의 필터의 현장 세척을 위한 방법 및 시스템이 미국 특허 제6,861,371호에 개시되어 있다. 현장 필터 세척의 한가지 결점은 필터 세척 시 웨이퍼 처리의 중단이며, 이 때문에 웨이퍼 수율이 저하되고 기판 처리 시스템을 운용하는 비용이 상승하게 된다.
본 발명의 실시형태들은 한가지 이상의 처리액 속에 있는 막 파편 및 기타 불순물 양을 저감시킴으로써 필터 세척/교체 이벤트 사이의 시간을 늘리기 위한 방법을 제공한다. 구체적으로, 기판 처리 시에, 처리액의 일부와 함께, 대부분의 막 파편 및 기타 불순물을 처리액 순환 시스템이 아니라 처리액 배액관에 배출하여 필 터 세척/교체 빈도를 줄이는 것이다.
이제 도 4a, 도 5a 내지 도 5e, 도 6 그리고 도 7를 참조하여, 본 발명의 실시형태를 예시한다. 도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들에 대응하는 단면도들을 개략적으로 나타내고 있다. 도 6은 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하기 위한 타이밍도이다. 도 7은 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들의 공정 흐름도이다.
공정 흐름(700)의 단계 702에서, 막(66)이 위에 형성되어 있는 웨이퍼(W)를 기판 처리 시스템의 공정 챔버, 예컨대 도 1 내지 도 3에 도시한 기판 처리 시스템(1)의 공정 챔버(46) 안에 제공한다.
단계 704에서는, 웨이퍼(W)에서 막(66) 제거를 시작하기 위해, 시간(602a) 동안, 처리액 공급 노즐(60)로부터의 유기 용매 등의 처리액(64)에 웨이퍼(W)를 노출시킨다. 이 단계가 도 5a에 개략적으로 도시되어 있다. 시간(602a) 동안 웨이퍼(W)는 제1 속도(608a)로 회전하고, 시간(604a) 동안 처리액(64)은 공정 챔버(46)로부터 처리액 순환 시스템(73)에 배출된다. 웨이퍼(W)가 처리액(64)에 노출될 때, 막(66)이 부분적으로 용해되어 막 파편(66a)을 형성할 수 있다. 이 단계가 도 5b에 개략적으로 도시되어 있다. 일례로, 플라즈마 노광(경화) 마스크 및 포토레지스트는 천천히 에칭되거나 처리액(64)에 절대 에칭되지 않는다. 시간(602a 및/또는 604a)의 길이는 예컨대 약 10초 및 약 30초 사이에 있을 수 있다. 제1 속도(608a)는 예컨대 분당 약 30 회전수(RMP) 미만일 수도, 약 10 RPM일 수도 있다. 한편, 웨 이퍼(W)는 시간(602a) 동안 회전하지 않을 수도 있고 제1 속도(608a)는 0 RPM일 수도 있다.
단계 706에서는, 처리액(64)에의 웨이퍼(W)의 노출이 중지되고, 웨이퍼(W)는 제1 속도(608a)보다 고속인 제2 속도(608b)로 회전하여 그 웨이퍼(W)로부터 원심력에 의해 막 파편(66a)이 제거된다. 이 단계가 도 5c에 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 공정 챔버(46)로부터의 액 배출이 처리액 순환 시스템(73)에서 처리액 배액관(78)으로 변경된다. 처리액 배액관(78)으로의 액 배출은 시간(606) 동안 수행된다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 처리액(64)에의 노출은, 막(66)이 파편화되기 시작할 때 그러나 상당량의 막 파편(66a)이 웨이퍼(W)로부터 분리되어 공정 챔버(46)으로부터 처리액 순환 시스템(73)에 배출되기 전에 중지될 수 있다. 예컨대, 미리 정해진 시간은 시간(602a)의 길이를 변경하기 위해 막 파편화 레벨을 검사하는 것을 포함할 수 있는 실험을 통해 결정될 수 있다. 막 파편화 레벨은 공정 챔버(46)에서 웨이퍼(W)를 제거하고 주사 전자 현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 등의 현미경에 의해 막(66)과 막 파편(66a)을 조사하여 검사될 수 있다.
계속 단계 706을 참조하면, 제2 속도(608b)는 예컨대 약 100 RPM과 약 2000 RPM 사이에 있을 수도 있고, 약 800 RPM일 수도 있다. 제2 속도(608b)는 웨이퍼(W)로부터 막 파편(66a)의 원심력에 의한 제거를 최적화하기 위해 실험을 통해 선택될 수 있다.
단계 708에서, 웨이퍼(W)는 시간(602b) 동안 처리액(64)에 노출되고, 처리액(64)은 시간(606)의 남은 시간 동안 공정 챔버(46)로부터 처리액 배액관(78)에 배출된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 처리액(64)과 함께, 이전 단계 706에서 웨이퍼(W)로부터 분리된 상당량의 막 파편(66a)이 단계 708에서 처리액 배액관(78)에 배출됨에 따라, 처리액 순환 시스템(73)에 배출되는 막 파편량(66a)을 최소화할 수 있다. 따라서, 처리액 컨테이너(76)와 필터(80, 81)에 축적될 수 있는 막 파편(66a) 및 기타 불순물의 양이 적어진다. 이에, 하나 이상의 필터의 세척 또는 교체가 덜 빈번해지고 웨이퍼 처리가 덜 중단된다.
더욱이, 도 6에 도시하는 바와 같이, 시간(602b) 동안, 처리액(64)의 일부를 회수하기 위해 공정 챔버로부터의 방출이 처리액 배액관(78)에서 처리액 순환 시스템(73)으로 변경될 수 있다. 도 5d와 도 6에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)는 시간(602b)의 제1 부분 동안 제2 속도(608b)보다 저속인 제3 속도(608c)로 회전한다. 그 후에, 웨이퍼(W)는 시간(602b)의 제2 부분 동안 제1 속도(608a)로 회전한다. 이 단계가 도 5e에 개략적으로 도시되어 있다. 제3 속도(608c)는 예컨대 약 100 RPM과 약 800 RPM 사이에 있을 수도 있고 약 200 RPM일 수도 있다.
도 6에 도시하는 실시형태에 따르면, 시간(602a 및 602b) 동안 기판이 노출된 처리액은 동일한 처리액, 예컨대 유기 용매를 함유하거나 유기 용매로 이루어진다.
도 6에서 시간(604a)의 종료가 시간(602a)의 종료와 일치하는 것으로 도시하고 있지만, 본 발명의 실시형태들에 이것이 요구되지 않는다. 일례로, 처리액 순환 시스템(73)에서 처리액(64)을 더 많이 회수하기 위하여 시간(604a)이 시간(602a)의 종료 후에 끝날 수도 있다. 일반적으로, 본 발명의 다른 실시형태들에서는 처리액이 처리액 순환 시스템에 배출되는 시간은 웨이퍼(W)가 처리액에 노출되는 시간보다 더 늦게 끝날 수 있다.
단계 708에서 웨이퍼(W)가 처리액(64)에 노출된 후, 처리액 잔여물 및 기타 불순물이 웨이퍼(W) 위에 존재할 수 있다. 그렇기 때문에, 웨이퍼(W)를 추가로 린스하고 건조시키기 위해 예컨대 각종 DIW에의 노출, 알코올(예컨대, IPA)에의 노출, 및/또는 N2 가스에의 노출과 같은 추가 처리 단계들을 수행할 수 있다.
이제 도 4a, 도 8a 내지 도 8e, 도 9 그리고 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시형태를 예시한다. 도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들에 대응하는 단면도들을 개략적으로 나타낸다. 도 9는 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하기 위한 타이밍도이다. 도 10은 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들의 공정 흐름도이다.
공정 흐름(1000)의 단계 1002에서, 막(66)이 위에 형성되어 있는 웨이퍼(W)를 기판 처리 시스템의 공정 챔버, 예컨대 도 1 내지 도 3에 도시한 기판 처리 시스템(1)의 공정 챔버(46) 안에 제공한다.
단계 1004에서는, 웨이퍼(W)에서 막(66) 제거를 시작하기 위해 시간(902a) 동안 처리액 공급 노즐(60)로부터 유기 용매 등의 제1 처리액(64a)에 웨이퍼(W)를 노출시킨다. 이 단계가 도 8a에 개략적으로 도시되어 있다. 시간(902a) 동안 웨이 퍼(W)는 제1 속도(908a)로 회전하고, 시간(904a) 동안 제1 처리액(64a)은 공정 챔버(46)로부터 처리액 순환 시스템(73)에 배출된다. 웨이퍼(W)가 제1 처리액(64a)에 노출될 때, 막(66)이 부분적으로 용해되어 막 파편(66a)을 형성할 수 있다. 이 단계가 도 8b에 개략적으로 도시되어 있다. 시간(902a 및/또는 904a)의 길이는 예컨대 약 10초와 약 30초 사이에 있을 수 있다. 제1 속도(908a)는 예컨대 약 30 RPM 미만일 수도 있고 약 10 RPM일 수도 있다. 한편, 웨이퍼(W)는 시간(902a) 동안 회전하지 않을 수도 있고 제1 속도(908a)는 O RPM일 수도 있다.
단계 1006에서, 제1 처리액(64a)에의 웨이퍼(W)의 노출이 중지되고, 웨이퍼(W)는 제1 속도(908a)보다 고속인 제2 속도(908b)로 회전하여 그 웨이퍼(W)로부터 원심력에 의해 막 파편(66a)이 제거된다. 이 단계가 도 8c에 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 공정 챔버(46)로부터의 액 배출이 처리액 순환 시스템(73)에서 처리액 배액관(78)으로 변경된다. 처리액 배액관(78)으로의 액 배출은 시간(906) 동안 수행된다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 처리액(64a)에의 노출은, 막이 파편화되기 시작할 때 그러나 상당량의 막 파편(66a)이 웨이퍼(W)로부터 분리되어 공정 챔버(46)으로부터 처리액 재순환 시스템(73)에 배출되기 전에 중지될 수 있다.
계속 단계 1006을 참조하면, 제2 속도(908b)는 예컨대 약 100 RPM과 약 2000 RPM 사이에 있을 수도 있고 약 800 RPM일 수도 있다. 제2 속도(908b)는 웨이퍼(W)로부터 막 파편(66a)의 원심력에 의한 제거를 최적화하기 위해 실험을 통해 선택될 수 있다.
단계 1008에서, 웨이퍼(W)는 시간(905) 동안 제2 처리액(64b)에 노출되고, 처리액(64b)은 시간(906)의 남은 시간 동안 공정 챔버(46)로부터 처리액 배액관(78)에 배출된다. 제2 처리액(64b)은 예컨대 DIW, 알코올 등의 린스액이나, 제1 처리액(64a)과 다른 종류나 다른 농도의 유기 용매일 수도 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 단계 1008에서는 제2 처리액(64b)과 함께, 이전 단계 1006에서 웨이퍼(W)로부터 분리된 상당량의 막 파편(66a)이 처리액 배액관(78)에 배출됨에 따라, 처리액 순환 시스템(73)에 배출되는 막 파편량(66a)을 최소화할 수 있다. 따라서, 처리액 컨테이너(79)와 필터(80, 81)에 축적될 수 있는 막 파편량(66a)이 적어진다. 도 8d와 도 9에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)는 시간(905) 동안 제2 속도(908b)보다 저속인 제3 속도(908c)로 회전한다. 제3 속도(908c)는 예컨대 약 100 RPM과 약 800 RPM 사이에 있을 수도 있고 약 200 RPM일 수도 있다.
단계 1010에서, 웨이퍼(W)는 시간(902b) 동안 제1 처리액(64a)에 다시 노출되고, 제1 처리액(64a)은 시간(904b) 동안 공정 챔버(46)로부터 처리액 순환 시스템(73)에 배출된다. 이 단계가 도 8e에 개략적으로 도시되어 있다. 웨이퍼(W)는 예컨대 30 RPM 또는 0 RPM 미만일 수 있는 제1 속도(908a)로 다시 회전한다.
단계 1010에서 웨이퍼(W)가 제1 처리액(64a)에 노출된 후, 제1 및 제2 처리액 잔여물 및 기타 불순물이 웨이퍼(W) 위에 존재할 수 있다. 그렇기 때문에, 웨이퍼(W)를 추가 린스하고 건조시키기 위해 예컨대 각종 DIW에의 노출, 알코올(예컨대, IPA)에의 노출, 및/또는 N2 가스에의 노출과 같은 추가 처리 단계들을 수행할 수 있다.
이제 도 4b, 도 11a 내지 도 11e, 도 12 그리고 도 13을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시형태를 예시한다. 도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들에 대응하는 단면도들을 개략적으로 나타낸다. 도 12는 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하기 위한 타이밍도이다. 도 13은 본 발명의 실시형태에 따라 웨이퍼로부터 막을 제거하는데 이용된 처리 단계들의 공정 흐름도이다.
공정 흐름(1300)의 단계 1302에서, 막(66)이 위에 형성되어 있는 웨이퍼(W)를 기판 처리 시스템의 공정 챔버, 예컨대 도 1 내지 도 3에 도시한 기판 처리 시스템(1)의 공정 챔버(46) 안에 제공한다.
단계 1304에서, 웨이퍼(W)에서 막(66) 제거를 시작하기 위해 시간(1202) 동안 처리액 공급 노즐(60)로부터 유기 용매 등의 제1 처리액(64a)에 웨이퍼(W)를 노출시킨다. 이 단계가 도 11a에 개략적으로 도시되어 있다. 시간(1204) 동안 웨이퍼(W)는 제1 속도(1208a)로 회전하고, 제1 처리액(64a)은 공정 챔버(46)로부터 처리액 순환 시스템(73)에 배출된다. 웨이퍼(W)가 제1 처리액(64a)에 노출될 때, 막(66)이 부분적으로 용해되어 막 파편(66a)을 형성할 수 있다. 이 단계가 도 11b에 개략적으로 도시되어 있다. 시간(1202 및/또는 1204)의 길이는 예컨대 약 10초와 약 30초 사이에 있을 수 있다. 제1 속도(1208a)는 예컨대 약 30 RPM 미만일 수도 있고 약 10 RPM일 수도 있다. 한편, 웨이퍼(W)는 시간(1202) 동안 회전하지 않을 수도 있고 제1 속도(1208a)는 O RPM일 수도 있다.
단계 1306에서, 제1 처리액(64a)에의 웨이퍼(W)의 노출이 중지되고, 웨이퍼(W)는 제1 속도(1208a)보다 고속인 제2 속도(1208b)로 회전하여 그 웨이퍼(W)로부터 원심력에 의해 막 파편(66a)이 제거된다. 이 단계가 도 11c에 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 공정 챔버(46)로부터의 액 배출이 제1 처리액 순환 시스템(73)에서 처리액 배액관(78)으로 변경된다. 처리액 배액관(78)으로의 액 배출은 시간(1206) 동안 수행된다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 처리액(64a)에의 노출은 막(66)이 파편화되기 시작할 때 그러나 상당량의 막 파편(66a)이 웨이퍼(W)로부터 분리되어 공정 챔버(46)으로부터 처리액 순환 시스템(73)에 배출되기 전에 중지될 수 있다.
계속 단계 1306을 참조하면, 제2 속도(1208b)는 예컨대 약 100 RPM과 약 2000 RPM 사이에 있을 수도 있고 약 800 RPM일 수도 있다. 제2 속도(1208b)는 웨이퍼(W)로부터 막 파편(66a)의 원심력에 의한 제거를 최적화하기 위해 실험을 통해 선택될 수 있다.
단계 1308에서, 웨이퍼(W)는 시간(1205) 동안 제2 처리액(64b)에 노출되고, 제2 처리액(64b)은 시간(1205)의 제1 부분 동안 공정 챔버(46)로부터 처리액 배액관(78)에 배출된다. 단계 1008과 마찬가지로, 제2 처리액(64b)은 예컨대 린스액으로서 DIW, 알코올, 또는 제1 처리액(64a)과 종류나 농도가 다른 유기 용매일 수도 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 단계 1308에서는 제2 처리액(64b)과 함께, 이전 단계 1306에서 웨이퍼(W)로부터 분리된 상당량의 막 파편(66a)이 처리액 배액관(78)에 배출됨에 따라, 제1 및 제2 처리액 순환 시스템(73, 73')에 배출되는 막 파편량(66a)을 최소화할 수 있다. 따라서, 처리액 컨테이너(76, 76')에 그리고 필터(80, 80', 81, 81')에 축적될 수 있는 막 파편량(66a)이 적어진다. 도 11d와 도 12에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)는 시간(1205)의 제1 부분 동안 제2 속도(1208b)보다 저속인 제3 속도(1208c)로 회전한다. 제3 속도(1208c)는 예컨대 약 100 RPM과 약 800 RPM 사이에 있을 수도 있고 약 200 RPM일 수도 있다.
단계 1310에서, 웨이퍼(W)는 시간(1205)의 제2 부분 동안 제2 처리액(64b)에 계속 노출되지만, 이제 제2 처리액(64b)은 시간(1207) 동안 공정 챔버(46)로부터 제2 처리액 순환 시스템(73')에 배출된다. 시간(1207) 동안, 웨이퍼(W)는 예컨대 30 RPM 또는 0 RPM 미만일 수 있는 제1 속도(1208a)로 다시 회전한다.
단계 1310에서 웨이퍼(W)가 제2 처리액(64b)에 노출된 후, 제1 및 제2 처리액 잔여물 및 기타 불순물이 웨이퍼(W) 위에 여전히 존재할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)를 추가로 린스하고 건조시키기 위해 추가 처리 단계들은 예컨대 각종 DIW에의 노출, 알코올(예컨대, IPA)에의 노출, 및/또는 N2 가스에의 노출을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에 대해 예시하면서 본 발명을 설명하였으며, 그 실시형태들에 대해 상당히 구체적으로 설명하였으나, 이하의 청구의 범위의 범주를 그러한 상세한 예에 한정하거나 어떤 식으로도 제한해서는 안 된다. 추가 장점 및 변형예가 당업자에게 용이하게 발상될 것이다. 넓은 범위에서 본 발명은 그러한 상세한 구체예에 한정되지 않고, 도시하고 설명한 대표적인 장치와 방법 및 예시한 예 에 한정되지 않는다. 따라서, 일반적인 발명의 원리의 범주에서 벗어나는 일 없이 그러한 상세한 설명으로부터의 일탈이 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 기판 처리 시스템 내에서 웨이퍼의 막을 제거하는 방법에 있어서,
    상기 기판 처리 시스템의 처리 챔버 내에서 웨이퍼를 처리액 공급 시스템으로부터 공급되는 제1 처리 액체에 노출시키는 공정으로서, 상기 웨이퍼는 제1 속도로 회전하고, 상기 제1 처리 액체는 처리 챔버로부터 제1 처리 액체 순환 시스템으로 배출되는 것인 공정 (a)와,
    상기 제1 처리 액체에의 웨이퍼의 노출을 중단하고, 상기 웨이퍼를 상기 제1 속도보다 고속인 제2 속도로 회전시키는 공정 (b)와,
    상기 처리 챔버로부터의 배출을, 상기 제1 처리 액체 순환 시스템으로부터 처리 액체 폐액관으로 변경하는 공정 (c)와,
    상기 웨이퍼를 상기 제1 처리 액체 또는 제2 처리 액체에 노출시키는 공정으로서, 상기 제1 처리 액체 또는 상기 제2 처리 액체는 각각 상기 처리 챔버로부터 처리 액체 폐액관으로 배출되는 것인 공정 (d)
    를 포함하고,
    상기 막의 잔해물은 상기 웨이퍼가 상기 제2 속도로 회전할 때에 제거되며,
    상기 제1 처리 액체 순환 시스템은 그 일단이 처리 챔버에 연결되고 그 타단이 처리액 공급 시스템에 연결되어서, 처리 챔버에서 배출된 제1 처리 액체를 처리액 공급 시스템으로 순환시키는 것인 막 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 상기 제1 처리 액체에 노출시키고, 그 처리 액체를 상기 처리 챔버로부터 상기 제1 처리 액체 순환 시스템으로 배출하는 공정 (e)를 더 포함하는 막 제거 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 공정 (e)는 상기 웨이퍼를 상기 제2 속도보다 저속도로 회전시키는 공정을 더 포함하는 것인 막 제거 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공정 (c)는 상기 웨이퍼가 상기 제2 처리 액체에 노출되기 전에 실시되는 것인 막 제거 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공정 (c)는 상기 막의 박리 레벨의 검토에 기초하여 결정되는 소정 기간 동안 실시되는 것인 막 제거 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 막은 레지스트막, 마스크, 유전막, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 막 제거 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 처리 액체와 상기 제2 처리 액체 중 적어도 하나는 유기 용매를 포함하는 것인 막 제거 방법.
  8. 처리 액체를 이용하여 기판 표면에 형성된 막을 제거하는 막 제거 장치에 있어서,
    처리실과,
    상기 기판 표면을 위쪽을 향한 자세로 유지하는 기판 유지 수단과,
    상기 기판 표면에 대향하는 위치에 배치된 처리 액체를 공급하는 노즐과,
    상기 기판 유지 수단을 적어도 제1 속도 또는 상기 제1 속도 이상의 속도인 제2 속도로 회전시키는 회전 기구와,
    상기 처리실에의 접속이 가능하고, 상기 노즐로부터 공급되는 처리 액체를 회수 및 순환시킴으로써, 재차 상기 노즐로부터 공급하는 것을 가능하게 하는 처리 액체 순환 회수 기구와,
    상기 처리실에의 접속이 가능하고, 상기 노즐로부터 공급되는 처리 액체를 폐기하는 처리 액체 폐기 기구와,
    상기 기판 유지 수단이 상기 제1 속도로 회전할 때에는 상기 처리 액체 순환 회수 기구가 상기 처리실과 접속되며, 상기 기판 유지 수단이 상기 제2 속도로 회전하고 상기 노즐로부터 상기 처리 액체가 공급될 때에는 상기 처리 액체 폐기 기구가 상기 처리실과 접속되도록, 상기 처리실에의 접속을 변경하는 제어 장치
    를 포함하는 막 제거 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어 장치는 미리 정해진 시간 경과 후에 상기 접속을 전환하는 것인 막 제거 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 미리 정해진 시간은 상기 막의 박리 레벨의 검토에 기초하여 정해지는 것인 막 제거 장치.
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