KR20040002900A

KR20040002900A - 메가존 시스템

Info

Publication number: KR20040002900A
Application number: KR10-2003-7013102A
Authority: KR
Inventors: 이즈마일 카시코우시; 리챠드 노바크; 데니스 네메쓰; 김 첸
Original assignee: 아크리온 엘엘씨
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2004-01-07
Also published as: JP2004535662A; US20030111092A1; US6532974B2; EP1385642A1; US6626189B2; EP1385642A4; WO2002081106A1; US20020144708A1

Abstract

반도체 웨이퍼로부터 포토레지스트를 스트리핑하기 위한 프로세스 탱크 및 방법이 제시된다. 일 실시예에서, 본 발명은 뚜껑(32)을 구비한 프로세스 탱크에 엣지를 가지는 하나 이상의 웨이퍼(40)를 배치하는 단계, 상기 뚜껑(32)을 폐쇄하는 단계, 상기 웨이퍼(40)의 엣지 아래 예비 결정된 레벨까지 프로세스 액체로 프로세스 탱크를 충전하는 단계, 및 상기 프로세스 탱크내에 프로세스 액체의 안개를 형성하도록 상기 프로세스 액체에 음향 에너지를 인가하는 단계를 포함하는 직접 회로를 처리하는 방법이 제시된다. 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버(31)에 하나 이상의 웨이퍼(40)를 지지하는 수단(41), 프로세스 액체로 상기 챔버를 충전하는 수단, 상기 챔버(31)를 폐쇄하는 뚜껑(32), 상기 프로세스 액체가 상기 프로세싱 챔버(31)에 지지된 웨이퍼 아래 예비 결정된 레벨로 상기 챔버를 충전할 때 상기 챔버로의 프로세스 액체의 공급을 중단하도록 적용된 액체 레벨 센서, 및 상기 프로세스 챔버(31)에 상기 프로세스 액체의 안개를 형성하도록 상기 챔버(31)에 위치된 프로세스 액체에 음향 에너지(49)를 공급하도록 적용된 음향 에너지 공급원을 포함하는, 프로세싱 챔버(31)를 가지는 프로세스 탱크가 제시된다.

Description

메가존 시스템{MEGAZONE SYSTEM}

반도체 마이크로전자 장치의 제조에서 청결한 기판 표면의 중요성이 상당한 기간 동안 인정되어 왔다. 시간에 걸쳐, VLSI 및 ULSI 실리콘 회로 기술이 발전하여 왔으며, 클리닝 프로세스(cleaning process)는 점차적으로 제조 프로세스에서 매우 중요한 단계가 되어 왔다. 제조 프로세스에서 유지되는 50% 이상의 생산 손실은 나트륨 이온, 금속, 및 입자와 같은 제품 오염 추적 불순물(workpiece contaminant Trace impurities)의 직접적인 결과인데, 이들이 고온 프로세싱 동안 반도체 표면에 존재하는 경우 분무되어 반도체 제품으로 확산되어 제품에 형성된 장치의 전기적 특징을 변경하기 때문에 매우 유해하였다. 유사한 요구조건이 평형 패널 디스플레이, 하드 디스크 매체, CD 글래스, 및 다른 이 같은 제품의 제조에서와 같은, 전자 산업에서의 이 같은 다른 제품에 존재한다.

반도체 제품, 및 다른 전자 제품의 클리닝은 제조 프로세스의 많은 중간 단계에서 발생한다. 제품의 클리닝은 종종 예를 들면 포토레지스트 스트리핑(photoresist stripping) 및/또는 애싱(ashing) 후에 결정적이다. 애시된포토레지스트 또는 포토레지스트/스트리퍼의 완전한 제거는 후속하는 공정의 보전성(integrity)을 보장하는 것이 필요하다.

제품으로부터 포토레지스트의 실제적인 스트리핑은 접적 회로 생산, 다른 제품 타입의 생산에 중요한 또 다른 제조 프로세스이다. 실질적인 대부분의 포토레지스트는 반도체 제품으로부터 제거되거나 분리되는 것은 스트리핑 프로세스 동안이다. 스트리핑 작용제가 완전하게 효과적이지 않은 경우, 포토레지스트는 표면에 본딩되어 남아있게 된다. 이 같이 본딩된 포토레지스트는 후속하는 클리닝 작업 동안 제거하기가 매우 어려우며 따라서 제품을 추가적으로 프로세싱하는 성능에 타격을 받게 된다.

다양한 기술이 반도체 제품으로부터 포토레지스트를 스트리핑하기 위해 사용된다. 상승된 압력에서 황산 및 과산화 수소의 혼합물이 통상적으로 이용된다. 그러나, 이 같은 혼합물은 알루미늄 또는 구리와 같은 금속이 증착된 웨이퍼로부터 포토레지스트를 스트리핑하기에 부적절하다. 이는 이 같은 용액이 금속 뿐만 아니라 포토레지스트에도 침범한다는 사실 때문이다. 용매 화학물은 금속 층이 증착된 후 종종 사용된다. 다른 경우, 제한된 배쓰 수명(limited bath life), 고가의 화학물, 및 높은 폐기 처리 미용이 다른 스트립 화학물을 사용하게 한다.

플라즈마 스트리핑 시스템은 다른 실시예를 제공하며 금속 포토레지스트 층 전, 후 둘다를 스트리핑하기 위해 사용된다. 그러나, 이러한 스트리핑 기술은 반도체 제품 표면에 발생된 높은 분자 온도 때문에 이상적인 용액을 제공하지 않는다. 부가적으로, 포토레지스트가 순수한 탄화 수소가 아니기 때문에(즉, 일반적으로, 포토레지스트는 산소 및 탄소가 아닌 요소를 포함한다), 잉여 성분은 플라스마 스트립 후 남아 있을 수 있다. 이 때, 이 같은 잉여 성분은 후속하는 습식 클리닝에서 제거되어야 한다.

오존은 수년 동안 반도체 산업에서 다양한 분야에 사용되어 왔다. 종종 오존은 탈이온수를 용해하여 효과적인 처리 용액을 형성한다. 이 같은 용액의 매력적인 특징은 낮은 비용, 반복가능한 프로세싱, 아래놓이는 장치 층으로의 최소 침범, 및 처분되기 전에 처리되어야 하는 폐기 스트림의 제거를 포함한다. 이 같은 용액을 사용하는 주요 단점은 긴 프로세스 시간 및 유동 처리량으로 변환되는 낮은 반응 속도이다.

물에 용해된 오존을 이용하는 포토레지스트 스트립은 수용가능한 프로세스 온도로 실행가능한 프로세스를 달성하는데 다소 성공적이다. 그러나, 모든 가스와 같이, 오존은 수용액에서 제한된 용해도를 갖는다. 대기 근처의 온도에서, 오존 포화는 약 20ppm에서 발생된다. 물에서의 오존 용해도는 감소하는 온도에서 0 ℃에 도달하는 온도에서 100ppm을 약간 넘는 최대치로 급격하게 증가하고 60℃에 도달하는 온도에서 거의 제로로 떨어진다. 오존 농도가 증가하는 동안 운동 반응 속도가 증가하고, 온도의 감소와 동시에 운동 반응 속도가 억제된다.

오존 및 탈이온수를 이용하여 포토레지스트를 스트리핑하고 및/또는 반도체 제품을 클리닝하는 기술은 1995년 11월 7일 발행되고 발명의 명칭이 "유체에서 반도체 웨이퍼의 처리를 위한 방법 및 장치(Process and Apparatus for the Treatment of Semiconductor Wafer in a Wafer)"인 미국 특허 제 5,464,480호에 제시되어 있다. 미국 특허 제 5,464,480호는 낮은 온도의 탈이온수가 낮은 온도의 물을 통화하여 오존을 버블링함으로써 오존 처리되기 위한 것을 제시하고 있다. 반도체 웨이퍼는 예를 들면, 웨이퍼를 클리닝하고, 포토레지스트를 스트리핑하는 등 배쓰에 웨이퍼를 침지시킴으로써 배치처리된다. 그러나, 오존을 이용하여 웨이퍼를 스트리핑하는 이러한 방법은 탈이온수의 낮은 온도 때문에 느린 반응 속도를 갖는다.

스트리핑 분야에서 오존을 이용하는 가능성 때문에, 웨이퍼를 스트리핑하도록 오존 처리된 웨이퍼를 이용하는 다른 종래 기술이 개발되었다. 하나의 방법은 오존이 많은 대기에 웨이퍼를 배치하는 단계, 웨이퍼의 표면을 가열하는 단계, 및 가열된 웨이퍼 표면에 차가운 탈이온수를 분무하는 단계를 포함한다. 그러나, 웨이퍼 표면으로부터 포토레지스트를 스트리핑하기 위해 오존을 이용하는 종래의 방법과 같이, 이 방법은 여전히 바람직하지 않은 느린 프로세스 속도를 갖는다. 이는 충분한 오존이 포토레지스트와 반응하여 제거하도록 웨이퍼의 표면에 도달하지 않기 때문이다. 이는 용해된 오존의 충분한 레벨을 가지지 않는 탈이온수의 결과로서 발생된다.

오존을 이용하여 웨이퍼로부터 포토레지스트를 스트립하기 위해 개발되는 또 다른 방법은 안개 발생(mist generation)의 개념과 상술된 분무 방법과 결합시키는 것이다. 이러한 방법을 수행하는데 있어서, 웨이퍼는 프로세스 탱크에 배치된다. 오존 처리된 탈이온수는 그때 프로세스 탱크에 공급되어 탱크의 바닥부를 충전한다. 이와 같이, 웨이퍼가 오존 처리된 탈이온수에 침지되지 않고 액체 표면 위에매달린다. 히터가 프로세스 탱크에 연결되어 열을 이온화된 탈이온수에 전달할 수 있다. 히터가 이온 처리된 탈이온수로 충분한 열을 제공할 때, 오존 처리된 탈이온수의 안개가 프로세스 챔버 내에 형성된다. 안개가 매우 작은 방울의 이온화된 탈이온수로 이루어지고, 액체 위의 프로세스 탱크의 용적이 오존이 많은 대기로 충전되기 때문에, 작은 이온 처리된 탈이온수가 웨이퍼 표면에 접촉하기 전에 작은 이온 처리된 탈이온수 방울이 용적 당 더 많은 오존을 흡수한다. 이와 같이, 이러한 작은 방울이 웨이퍼 표면과 접촉할 때, 작은 방울은 포토레지스트를 스트립하는데 더 효과적이 되어, 프로세싱 비율을 더 빠르게 한다. 그러나, 이러한 스트리핑 프로세스 비율은 여전히 최적 보다는 작다. 부가적으로, 이러한 방법을 수행하기 위해 사용된 장치는 적절한 가열 요소를 구입하여 설치하는데 관련된 비용 때문에 비용이 많이 들 수 있다. 이러한 방법 및 프로세스 탱크가 갖는 또 다른 문제점은 웨이퍼가 탱크에 위치되어 수평 위치에 있는 동안 스트리핑 프로세스에 처리되는 것이다. 이는 포토레지스트의 제거를 방해하여 프로세스 시간을 증가시킨다.

마지막으로, 포토레지스트를 스트립하기 위해 오존 처리된 웨이퍼를 이용하는 방법 및 많은 이러한 종래 기술은 클리닝 단계, 린싱(rinsing) 단계, 및 건조 단계와 같은 부가적인 웨이퍼 처리 단계를 수행하기 위해 이용될 수 있다. 이와 같이, 부가적인 프로세스 탱크가 구입되어야 한다.

따라서, 더 빠른 프로세스 속도 및 더 저렴한 설비를 초래하는 오존을 이용하는 반도체 웨이퍼로부터 포토레지스트를 스트리핑하는 방법 및 장치에 대한 요구가 있었다. 부가적으로, 동일한 프로세스 탱크에서, 포토레지스트 스트리핑 및 린싱 및/또는 건조와 같은 다른 필요한 프로세싱 단계를 수행할 수 있는 장치에 대한 요구가 있었다.

본 발명은 실리콘 웨이퍼를 스트리핑하고 클리닝하기 위해 이용되는 기판을 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 프로세스 탱크, 메가소닉 프로세스 탱크의 일 실시예의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 방법의 일실시예를 나타내는 흐름도로서, 증가된 공정 속도 및 감소된 설비 비용으로 웨이퍼로부터 포토레지스트를 스트리핑하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 본 발명에 따라 메가존 포르세스 탱크에 있는 웨이퍼를 적절히 지지할 수 있는 특별히 설계된 웨이퍼 캐리어이다.

이러한 문제점 및 다른 문제점은 본 발명에 의해 해결되는데, 하나의 양태는 집적 회로로부터 포토레지스트를 스트리핑하기 위한 방법으로서, 뚜껑을 구비한 프로세스 탱크에 엣지를 가지는 하나 이상의 웨이퍼를 배치하는 단계, 뚜껑을 덮는 단계, 웨이퍼의 엣지 아래 예비 결정된 레벨로 프로세스 액체로 프로세스 탱크를 충전하는 단계, 및 프로세스 탱크에 프로세스 액체의 안개를 형성하도록 프로세스 액체에 음향 에너지(acoustical energy)를 인가하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 이 방법은 웨이퍼에 음향 에너지를 인가하는 단계를 더 포함한다. 웨이퍼에 인가되는 음향 에너지가 프로세스 액체에 인가되는 것과 동일한 음향 에너지인 것이 바람직하다. 이러한 실시예에서, 프로세스 액체에 인가되는 음향 에너지는 프로세스 액체 및 웨이퍼를 가로질러 통과한다. 이러한 음향 에너지는 프로세스 탱크의 바닥부에 위치된 메가소닉 변환기에 의해 발생된다.

본 발명의 방법을 수행하는데 있어서, 웨이퍼가 프로세스 탱크에 배치되고 실질적인 수직 위치로 프로세스 탱크에 지지되는 것이 바람직하다.

프로세스 액체를 웨이퍼에 분무하는 단계와, 프로세스 가스로 프로세스 탱크의 잉여 용적을 충전하는 단계를 더 포함하는 것이 스트리핑 방법에 대해 바람직하다. 프로세스 가스가 프로세스 탱크의 잉여 용적을 충전할 때 프로세스 탱크가 가압되는 것이 바람직하다. 더욱이, 프로세스 액체가 액체 및 용해 가스를 포함하는다중 액체 혼합물인 것도 바람직하며, 용해 가스는 프로세스 가스와 동일하다. 바람직하게는, 프로세스 액체가 이온 처리된 탈이온수이며 프로세스 가스는 오존이다.

본 발명의 방법은 또한 상술된 스트리핑 단계에 후속하여 웨이퍼를 린싱 및 건조하는 단계를 포함한다. 린싱 프로세스에서, 스트리핑하기 위한 상술된 방법이 다음 단계 즉, 웨이퍼를 담그기 위해 프로세스 탱크로 프로세스 액체의 공급을 다시 시작하는 단계, 전체 프로세스 탱크를 충전하는 단계 및 프로세스 탱크를 과유동시키는 단계를 즉시 후속시키는 것이 바람직하다. 예비 결정된 시간 후, 이러한 린싱 프로세스가 프로세스 액체의 공급을 중단하는 단계, 및 프로세스 액체 및 웨이퍼로 음향 에너지의 적용을 중단하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 이러한 린싱 단계는 프로세스 탱크가 완전히 충전되어 프로세스 액체로 과유동될 때, 프로세스 탱크로 화학물을 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 웨이퍼를 건조하기 위해, 린싱 단계는 프로세스 탱크를 배수시키는 단계, 및 시간의 예비 결정된 기간 동안 웨이퍼에 고온의 건조 가스를 취입하는 단계를 포함하는 건조 방법이 뒤따른다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 프로세싱 챔버에 하나 이상의 웨이퍼를 지지하기 위한 수단, 프로세스 액체로 챔버를 충전시키는 수단, 챔버를 페쇄시키는 뚜껑, 프로세스 액체가 프로세싱 챔버에 지지된 웨이퍼 아래 예비 결정된 레벨로 챔버를 충전시킬 때 챔버로 프로세스 액체의 공급을 중단시키도록 적용된 액체 레벨 센서, 및 프로세싱 챔버에 있는 프로세스 액체의 안개를 형성하도록 챔버내에 위치된 프로세스 액체로 음향 에너지를 공급하기 위한 음향 에너지 공급원을 포함하는 프로세싱 챔버를 가지는 프로세싱 탱크이다.

바람직하게는, 음향 에너지 공급원은 챔버에 위치하여 프로세스 액체에 음향 에너지를 공급할 때, 음향 에너지가 액체를 통과하고 웨이퍼의 표면을 가로지른다. 이 실시예에서, 음향 에너지의 공급원은 프로세싱 챔버의 바닥부에 위치하는 메가소닉 변환기일 수 있다.

또한, 바람직하게는, 프로세스 탱크는 웨이퍼가 프로세싱 챔버에 지지될 때 웨이퍼의 표면에 프로세스 액체를 분무하는 수단을 포함한다. 웨이퍼 지지 수단이 실질적인 수직 위치로 웨이퍼를 지지하는 것이 부가적으로 바람직하다.

프로세스 탱크가 프로세스 가스를 프로세싱 챔버로 공급하는 수단을 포함하는 것이 더 바람직하며, 프로세스 가스 공급 수단은 프로세스 액체의 예비 결정된 레벨 위에 위치한다. 이러한 실시예에서, 프로세스 가스 공급 수단은 농도 센서 및 압력 조절기를 포함할 수 있다. 프로세스 가스가 챔버에 있을 때 압력하에 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 챔버를 감압하기 위한 수단이 챔버로 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 챔버를 감압하기 위한 수단은 적절히 조절된 압력 조절기일 수 있다.

바람직하게는, 프로세스 탱크는 재순환 위어(re-circuration weir)를 포함하는데, 재순환 위어는 프로세싱 챔버내로 역으로 과유동된 프로세스 액체를 재순환시킨다. 또한, 바람직하게는, 프로세스 탱크는 프로세스 탱크를 배수시키는 수단을 포함한다.

또한 프로세스 액체로 챔버를 충전하기 위한 수단은 혼합기 및 농도 센서를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱이, 프로세스 탱크는 스트리핑, 클리닝, 건조, 화학적 에칭, 및 린싱을 포함하는 다양한 반도체 프로세싱 단계를 수행하도록 적용될 수 있다. 마지막으로, 프로세스 탱크는 온도 센서를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도로서, 증가된 공정 속도 및 감소된 설비 비용으로 웨이퍼로부터 포토레지스트(photoresist)를 스트리링하는 방법을 나타낸다. 도 2의 방법은 도 1에 도시된 메가존 프로세스 탱크(megazone process tank)에 대하여 아래 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 메가존 프로세스 탱크(30)가 도시되어 있다. 메가존 프로세스 탱크(30)는 프로세싱 챔버(31)와 뚜껑(32)을 포함한다. 탱크 벽(34)은 프로세싱 챔버(31)를 형성한다. 탱크 벽(34)은 원형 코너를 구비한 PVDF로 구성되고 8분의 3 인치의 최소 두께를 가진다.

프로세싱 챔버(31)는 프로세싱 챔버(31)의 바닥부(33)위 수직 위치에서 다수의 웨이퍼(40)를 수용 및 지지한다. 웨이퍼(40)는 다양한 방법에 의해 프로세싱 챔버(31)에서 지지될 수 있다. 예를 들면, 최소 접촉으로 웨이퍼(40)와 결합 및 지지하는 구조물이 프로세싱 챔버(31)에 형성 또는 위치할 수 있다. 이와 달리, 프로세싱 챔버(31)의 벽(34)은, 웨이퍼 캐리어가 프로세싱 챔버로 낮아질 때, 웨이퍼 캐리어와 결합하거나 매달리도록 변형될 수 있다. 그러나, 벽(34)이 웨이퍼 캐리어를 지지하게 되는 정확한 수단은 사용되는 웨이퍼 캐리어의 크기 및 프로세스 탱크에서 수행되는 프로세스의 유체 유동 조건에 따라 다양하게 변화될 것이다. 도시된 실시예에서, 웨이퍼(40)는 특별히 설계된 웨이퍼 캐리어(41)(도 3)를 수용하여 지지하도록 프로세싱 챔버(31)를 적용함으로써 지지된다. 웨이퍼 캐리어(41)는 최소 접촉 및 최소 유체 유동 방해로 다수의 웨이퍼를 지지하도록 설계되어 있다.

도 3을 참조하면, 핸들(42)이 벽(34)의 상부와 접촉하여 결합할 때 까지 웨이퍼 캐리어(41)는 프로세싱 챔버(31)내로 웨이퍼 캐리어를 낮춤으로써 프로세싱 챔버(31)에 의해 지지될 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼(40)는 프로세싱 챔버(31)로 충분히 낮아져, 수직으로 지지되어, 바닥부(33)상에 위치한다. 이 결과, 도 2의 단계(200)가 완료된다. 웨이퍼 캐리어(41)가 계류중인 미국 특허 출원(출원 번호는 아직 할당되지 않았음)의 주요 구성이라는 것에 주목하여야 한다.

도 1을 다시 참조하면, 웨이퍼가 프로세싱 챔버(31)에 배치되고, 뚜껑(32)이덮혀지고 도 4의 단계(410)가 완료된다. 탱크 뚜껑(32)이 덮혀질 때, 탱크 뚜껑(32)은 프로세싱 챔버(31)내의 오존이 누출되지 않도록 설계되어 있다. 그러나, 기밀은 요구되지 않는다. 뚜껑(32)은 적절히 프로그래밍된 프로세서를 가지는 PC에 전기적으로 연결되는 리드 제어기(35)에 부착된다. 이와 같이, 뚜껑(32)의 개방 및 폐쇄는 자동화될 수 있으며, 폐쇄 및 개방 시간은 조작자에 의해 입력되는 변수에 의해 제어된다.

메가존 탱크(30)는 프로세스 액체 공급 라인(36)을 더 포함한다. 프로세스 액체 공급 라인(36)은 일 단부에 있는 프로세싱 챔버(31)와 타 단부에 있는 혼합기(37)에 유체적으로 연결되어 있다. 이와 같이, 유체 연결이 형성되어, 원하는 프로세스 액체가 필요할 때 혼합기(37)로부터 프로세싱 챔버(31)로 이송될 수 있다. 메가존 프로세스 탱크(30)의 유체 라인을 통과하는 방향은 화살표에 의해 표시되는 유동이다.

혼합기(37)는 또한 탈이온수 공급 라인(38) 및 화학물 공급 라인(39)에 유체적으로 연결된다. 탈이온수 공급 라인(38)은 DIW 저장부로부터 혼합기(37)로 탈이온수를 이송한다. 탈이온수가 다양한 방식으로 혼합기(37)로 유입되기 전에 이온 처리되는 것이 가능하다. 이는 재순환 라인(44)이 DIW 저장부 및 재순환 위어(45)를 유체적으로 연결하는 경우 발생될 수 있다. 이는 아래 상세하게 설명된다. 혼합기(37)로 유입되기 전에 탈이온수가 이온 처리 될 수 있는 제 2 방법은 혼합기(37) 앞에 탈이온수 공급 라인(38)으로 이온 가스 공급 라인을 유체적으로 연결하고 탈이온수 스트림에 오존 가스를 용해시키는 것이다.

화학물 공급 라인(39)은 또한 혼합기(37)로 유체적으로 연결되고 혼합기(37)로 다양한 웨이퍼 프로세싱 화학물을 이송하기 위해 이용될 수 있다. 이 같은 화학물의 예는 수산화 암모늄, 산성 수산화물(hydrochloric acid), 염산, 과산화수소, 스탠다드 클린 1(standard clean 1) 및 스탠다드 클린 2이다. 이와 같이, 메가존 프로세스 탱크(30)는 실제로 임의의 프로세싱 단계를 수행하도록 이용될 수 있다.

조작자가 원하는 경우, 화학물 공급 라인(39) 및 탈이온수 공급 라인(38)은 동시에 각각의 유체를 공급할 수 있다. 이는 수행되는 제조 프로세스 단계에 의해 알 수 있다. 조작자는 화학물 공급 라인(39) 및 탈이온수 공급 라인(38)에 위치된 매스 유동 제어 시스템에 전기적으로 연결되고 적절히 프로그래밍된 프로세서를 가지는 PC 인터페이스로 입력되는 변수에 의해 유동이 제어된다. 이러한 타입의 제어 및 이러한 시스템을 연결하는 방법은 종래 기술에 널리 알려져 있다.

혼합기(37)는 프로세스 액체 공급 라인(36)으로 다중 유체 혼합물을 출력하도록 화학물 공급 라인(39)에 의해 공급된 화학물과 라인(38)에 의해 공급된 이온 처리된 탈이온수를 혼합할 수 있다. 액체 공급 라인(36)에는 농도 센서(46)가 구비되어 있다. 농도 센서(46)는 다중 유체 혼합물이 이용되는 경우 프로세스 액체 공급 라인(46)을 통과하는 다중 유체 혼합물을 구성하는 유체의 농도 레벨을 측정할 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "유체"는 가스 및 유체 양쪽을 포함한다. 농도 센서(46)는 다중 유체 혼합물이 통과할 때 다중 유체 혼합물의 전도율을 측정함으로써 다중 유체 혼합물의 성분 유체의 농도 레벨을 결정한다. 농도센서(46)는 화학물이 탈이온수 스트림으로 주입되는 단계가 수행되는 경우 화학물에 대한 탈이온수의 비율을 모니터링 및 제어하기 위해 사용된다.

본 발명의 방법에 따라 웨이퍼(40)로부터 포토레지스트를 스트리핑하는 방법에 대해 다시 논의하면, 웨이퍼(40)가 프로세스 챔버(31)에 위치설정되고 뚜껑(32)이 전술된 바와 같이 덮힐 때, 탈이온수는 프로세스 액체 입력 라인(36)을 경유하여 프로세싱 챔버(31)에 공급된다. 탈이온수가 프로세싱 챔버(31)로 공급될 때, 액체 레벨 센서(48)가 탈이온수가 예비 결정된 레벨에 도달하였음을 감지할 때까지 탈이온수는 챔버(31)의 바닥부에 충전된다. 액체 레벨 센서(48)는 플로트 센서일 수 있다. 메가소닉 변환기(49)가 손상의 결과로서 액체 위로 가스 상태와 영구적으로 음향적으로 불일치하지 않고 작동될 수 있는, 충분한 용적의 탈이온수로 메가소닉 변환기가 덮히도록 예비 결정된 레벨이 설정되어야 한다. 정확한 용적 조건은 메가소닉 변환기(49)에 의해 공급되어지는 음향 에너지의 주파수 및 크기에 의해 알 수 있으며 어떠한 특정 분야에 대해 종래 기술의 음향 에너지의 주파수 및 크기에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 부가적으로, 예비 결정된 레벨은 충분히 낮아서 웨이퍼(40)가 탈이온수 액체에 전혀 침지되지 않아야 한다. 이는 웨이퍼(40)가 챔버(31)에서 충분히 높은 위치에 있는 것을 보장함으로써 이루어진다. 탈이온수가 에비 결정된 레벨로 프로세싱 챔버(31)를 충전할 때, 액체 레벨 센서(48)는 적절히 프로그래밍된 프로세서로 라인(36)을 통한 탈이온수 공급을 중단하라는 신호를 송신한다. 이 프로세서는 라인(38)에 위치된 매스 유동 제어기(도시안됨)와 통신함으로써 탱크로 탈이온수(DIW) 유동을 중단한다. 이와 같이, 도2의 단계(220)는 완료된다.

DIW가 예비 결정된 레벨에 도달할 때, 메가소닉 변환기 어레이(49)가 작동된다. 반도체 웨이퍼 프로세싱에서 메가소닉 변환기의 이용은 본 기술분야에서 널리 알려져 있다. 메가소닉 변환기(49)는 탱크의 바닥부에 위치된 DIW로 음향 에너지를 방출한다. 프로세싱 챔버(31)의 바닥부(31)에 위치된 메가소닉 변환기(49)를 가짐으로써, 방출된 음향 에너지는 DIW를 통과하여 웨이퍼(40)와 접촉한다. 웨이퍼와의 접촉이 발생할 때, 메가소닉 프랜스듀서(49)는 충분한 에너지를 DIW로 전달하여 DIW의 작은 방울이 액체 표면으로부터 떨어져 나와 프로세싱 챔버(31)에 안개를 형성하도록 한다. 부가적으로, DIW를 통과하여 웨이퍼(40)와 접촉하는 음향 에너지는 웨이퍼(40)로 부가적인 운동 에너지를 전달한다. 이 에너지는 웨이퍼에 포토레지스트를 유지하는 본드를 파괴하여 웨이퍼(40)상의 포토레지스트를 벗기는 것을 용이하게 한다. 이와 같이 도 2의 단계(240)가 완료된다. 메가소닉 변환기(49)는 메가소닉 변환기(50)에 의해 제어되는 시간의 예비 결정된 기간 동안 작동된다. 메가소닉 제어기(50)는 적절히 프로그래밍된 프로세서일 수 있다.

종래 기술에서 사용되는 히터 대신 DIW 안개를 형성하도록 메가소닉 변환기(49)를 이용함으로써, 두 개의 장점이 발생된다. 첫번째, 메가소닉 변환기(49)가 웨이퍼(40)로 음향 에너지를 인가하여 스트리핑 비율이 증가된다. 두번째로, 모든 프로세스 탱크가 다른 프로세스 단계에 사용하기 위해 설치된 변환기를 이미 가지고 있기 때문에, 부가적으로 설비가 필요없다. 따라서, 히터와 관련된 특별 비용이 제거된다.

음향 에너지를 인가함과 동시에 DIW 액체에 의해 점유되지 않은 챔버(31)의 용적은 프로세스 가스 유입 라인(47)을 통해 오존 가스를 충전한다. 프로세스 가스 유입 라인(47)은 압력 조절기(51) 및 가스 농도 센서(52)를 포함한다. 압력 조절기(51) 및 가스 농도 센서(52)는 적절히 프로그래밍된 프로세서에 결합되어 조작자가 프로세싱 챔버(31)로의 오존의 유동율을 제어하는 것을 허용한다. 오존은 프로세싱 챔버에 공급되어 증가된 압력하에 있도록 한다. 오존의 증가된 압력은 DIW 안개로 오존 가스의 비율 및 확산 양을 증가시킨다. 이와 같이, 종가된 오존 농도의 이러한 DIW는 웨이퍼(40)와 접촉되어, 포토레지스트를 증가된 레벨로 스트리핑한다. 이와 같이, 도 2의 단계(230)가 완료된다. 더욱이, 프로세스 가스 라인(47)은 이산화탄소, 오존, 질소, 염소, 암모니아, 또는 불소 등과 같은 요구되는 소정의 가스를 반도체 웨이퍼를 처리하기 위해 이송할 수 있다. 이와 같이, 메가존 탱크(30)는 모든 소정의 웨이퍼 프로세싱 단계를 완료하기 위해 사용될 수 있다.

또한, 음향 에너지를 인가함과 동시에, 분무기(53)가 작동된다. 분무기(53)는 라인(38)을 공급하는 DIW 저장부로 유체적으로 연결된다. 작동될 때, 분무기(53)는 웨이퍼(40)에 DIW를 분무하고, 도 2의 단계(250)가 완료된다. 이러한 분무는 스트리핑 프로세스 비율을 더 증가시킨다. 실질적인 수직 위치에 웨이퍼(40)를 가짐으로써, DIW는 웨이퍼 표면을 흘러 내린다. 이와 같이, 유동하는 DIW의 운동 에너지는 더 빠른 비율로 포토레지스트를 스트리핑한다. 부가적으로, 프로세싱 챔버를 상술된 바와 같이 가압 오존으로 충전시키면서, 분무기(53)로부터의 DIW를 포함하여, 웨이퍼(40)가 접촉하는 모든 DIW에 있는 오존의 농도 레벨을 증가시킨다.

웨이퍼(40)가 포토레지스트를 적절히 스트리핑할 때, 배수 밸브(54)는 개방될 수 있어, 챔버(31)의 바닥부에 있는 DIW 및 포토레지스트 입자가 배수 라인(55)을 통해 프로세싱 영역으로 배출되도록 한다. 이 때, 압력 해제 밸브(56)가 개방될 수 있어, 가압된 오존이 압력 해제 라인(57)을 통하여 배출되어, 프로세싱 챔버(31)의 압력이 정상으로 역으로 복귀된다.

바람직하게는, 배수 밸브(54)가 이 때 개방되지 않는다. 대신 스트리핑 단계가 완료된 후, DIW 라인(38)이 작동된다. 이와 같이, DIW는 프로세싱 챔버(31)에 다시 한번 공급되어, 린싱 단계를 수행한다.

스트리핑 단계가 완료될 때, 메가존 탱크(30)는 웨이퍼를 린싱, 클리닝, 및 건조하기 위해 이용될 수 있다. 웨이퍼(40)를 린싱하는 중, DIW는 프로세싱 챔버(31)내로 라인(36)을 통하여 라인(38)에 의해 연속적으로 공급된다. 오존은 또한 라인(47)을 통하여 연속적으로 공곱되어 오존이 챔버(31)를 충전할 때 DIW 물을 오존 처리한다. 결국, 웨이퍼(40)는 오존 처리된 DIW에 완전히 잠겨, 재순환 위어(45)로 과유동될 때 까지 오존 처리된 DIW가 프로세싱 챔버(31)를 충전한다. 메가소닉 변환기(49)는 웨이퍼의 린싱 및 클리닝을 용이하게 하도록 전시간동안 작동된다. 재순환 위어(45)는 과유동 오존 처리된 DIW를 막아 재순환 라인(44)으로 과유동 오존 처리된 DIW를 보낸다. 재순환 라인(44)은 오존 처리된 DIW를 DIW 저장부로 역으로 이송한다. 이와 같이, DIW 저장부가 공급 분무기(35) 또는라인(38)으로 다시 이용될 때, DIW가 오존 처리된다. 이는 오존 농도 레벨을 더 증가시키고 메가소닉 시스템이 이용될 때 스트리핑 비율을 더 증가시킨다.

더욱이, 오존 처리된 DIW가 상술된 바와 같이 린싱 단계 동안 프로세싱 챔버(31)로 공급될 때, 화학물 라인(39)은 DIW 유동으로 클리닝 화학물의 원하는 양을 주입할 수 있다. 화학물의 정확한 양 및 본질은 프로세스 조건 및 프로세싱되는 웨이퍼(40)에 의해 알 수 있다.

린싱/클리닝 단계가 완료되면, 프로세싱 챔버(31)는 웨이퍼를 건조시키기 위해 이용될 수 있다. 챔버(31)는 배수 밸브(54)를 개방함으로써 제어된 비율로 1차적으로 배수한다. 그리고나서 고온의 질소 가스는 프로세스 가스 유입 라인(47)을 경유하여 프로세싱 챔버(31)로 펌핑된다. 이는 웨이퍼(40)의 건조를 촉진하게 된다.

마지막으로, 포로세싱 챔버(31) 어딘가에 온도 센서를 부착하는 것이 가능하다. 온도 센서를 프로세서에 결합함으로써, 최적 온도가 DIW에서 오존 용해도 및/또는 스트리핑 프로세스를 최대로 유지할 수 있다. 이는 프로세서를 메가존 시스템에 내에 적절히 위치된 가열 또는 냉각 요소에 결합함으로써 수행된다.

전술된 설명은 본 발명의 단지 전형적인 실시예를 공개 및 설명하고 있다. 본 기술분야의 기술자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 본 발명의 사상 또는 필수적인 특징으로부터 이탈하지 않고 다른 특정한 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 공개는 다음의 청구범위에 제시되는, 본 발명의 범위를 예시하는 것으로 의도되며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 특히, 여기서 청구된방법 및 장치는 집적 회로의 제조에 제한되지 않으며 어떠한 평형 기판에 대해서도 이용될 수 있다.

Claims

뚜껑을 구비한 프로세스 탱크에 엣지를 가지는 하나 이상의 엣지를 배치하는 단계,

상기 뚜껑을 폐쇄하는 단계,

상기 웨이퍼의 엣지 아래 예비 결정된 레벨까지 프로세스 액체로 프로세스 탱크를 충전하는 단계, 및

상기 프로세스 탱크내에 프로세스 액체의 안개를 형성하도록 상기 프로세스 액체에 음향 에너지를 인가하는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 웨이퍼에 음향 에너지를 인가하는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 웨이퍼에 인가되는 음향 에너지는 상기 프로세스 액체에 인가되는 음향 에너지와 동일한,

기판 처리 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 프로세스 액체에 인가되는 음향 에너지는 상기 프로세스 액체를 통과하고 상기 웨이퍼를 가로지르는,

기판 처리 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 음향 에너지가 상기 프로세스 탱크의 바닥부에 위치된 메가소닉 변환기에 의해 발생되는,

기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 웨이퍼가 실질적인 수직 위치로 상기 프로세스 탱크내에 배치되는,

기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 프로세스 액체를 상기 웨이퍼에 분무하는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 프로세스 탱크의 잉여 용적을 프로세스 가스로 충전하는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 프로세스 탱크가 가압되는,

기판 처리 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 프로세스 액체는 액체 및 용해 가스를 포함하는 다중 유체 혼합물이며, 상기 용해 가스는 상기 프로세스 가스와 동일한,

기판 처리 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 프로세스 액체는 오존 처리된 탈이온수이며, 상기 프로세스 가스는 오존인,

기판 처리 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 프로세스 탱크에 상기 프로세스 액체를 공급하여 상기 웨이퍼를 잠기도록 하는 단계, 상기 전체 프로세스 탱크를 충전하는 단계, 및 청구항 2의 방법이예비 결정된 시간 동안 수행된 후 상기 프로세스 탱크를 과유동시키는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
제 12 항에 있어서,

예비 결정된 시간 후 프로세스 액체의 공급을 중단하는 단계, 및

상기 프로세스 액체와 상기 웨이퍼로 음향 에너지의 인가를 중단하는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 프로세스 탱크가 상기 프로세스 액체로 완전히 충전되어 과유동될 때, 상기 프로세스 탱크내로 화학물을 주입하는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 프로세스 탱크를 배수시키는 단계, 및

예비 결정된 시간 동안 상기 웨이퍼에 고온의 건조 가스를 취입하는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
뚜껑을 구비한 프로세스 탱크에 엣지를 가지는 하나 이상의 웨이퍼를 배치하는 단계로서, 상기 웨이퍼는 실질적으로 수직 위치에 있는 단계,

상기 웨이퍼의 엣지 아래 예비 결정된 레벨로 이온 처리된 탈이온수로 상기 프로세스 탱크를 충전하는 단계,

상기 뚜껑을 폐쇄하는 단계,

오존으로 상기 프로세스 탱크의 잉여 용적을 충전하는 단계로서, 상기 오존은 압력 하에 있는 단계,

상기 프로세스 탱크에 상기 오존 처리된 탈이온수의 안개를 형성하도록 상기 오존 처리된 탈이온수에 메가소닉 에너지를 공급하는 단계로서, 상기 메가소닉 에너지는 상기 오존 처리된 탈이온수를 통과하여 상기 웨이퍼를 가로지르는 단계,

상기 웨이퍼 표면 상에 상기 오존 처리된 탈이온수를 분무하는 단계를 포함하는,

기판 처리 방법.
상기 프로세싱 챔버에 하나 이상의 웨이퍼를 지지하는 수단,

프로세스 액체로 상기 챔버를 충전하는 수단,

상기 챔버를 폐쇄하는 뚜껑,

상기 프로세스 액체가 상기 프로세싱 챔버에 지지된 웨이퍼 아래 예비 결정된 레벨로 상기 챔버를 충전할 때 상기 챔버로의 프로세스 액체의 공급을 중단하도록 적용된 액체 레벨 센서, 및

상기 프로세스 챔버에 상기 프로세스 액체의 안개를 형성하도록 상기 챔버에 위치된 프로세스 액체에 음향 에너지를 공급하도록 적용된 음향 에너지 공급원을 포함하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

상기 음향 에너지 공급원은 상기 챔버에 위치하여 상기 프로세스 액체로 음향 에너지를 공급할 때 상기 음향 에너지가 상기 프로세스 액체를 관통하여 상기 웨이퍼의 표면을 가로지르는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 18 항에 있어서,

상기 음향 에너지의 공급원은 상기 프로세싱 챔버의 바닥부에 위치하는 메가소닉 변환기인,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

상기 웨이퍼가 상기 프로세싱 챔버에 지지될 때 상기 웨이퍼의 표면에 상기 프로세스 액체를 분무하는 수단을 포함하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

상기 웨이퍼 지지 수단은 실질적인 수직 위치로 상기 웨이퍼를 지지하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

상기 프로세싱 챔버로 프로세스 가스를 공급하는 수단을 포함하며, 상기 프로세스 가스 공급 수단은 상기 예비 결정된 레벨 위에 위치하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 22 항에 있어서,

상기 프로세스 가스 공급 수단은 농도 센서와 압력 조절기를 포함하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 22 항에 있어서,

상기 프로세스 가스는 상기 챔버에 있을 때 압력 하에 있는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 24 항에 있어서,

상기 챔버를 감압하는 수단을 포함하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 25 항에 있어서,

상기 챔버를 감압하는 수단은 압력 조절기인,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

재순환 위어를 포함하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 27 항에 있어서,

상기 재순환 위어는 상기 프로세스 챔버로 과유동된 프로세스 액체를 역으로 순환시키도록 적용되는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

상기 프로세싱 챔버를 배수시키는 수단을 포함하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

상기 챔버를 프로세스 액체로 충전하는 수단은 혼합기 및 농도 센서를 포함하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

상기 프로세스 탱크는 스트리핑, 클리닝, 건조, 화학적 에칭 및 린싱을 포함하는 다양한 반도체 프로세싱 단계를 수행하도록 적용되는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.
제 17 항에 있어서,

온도 센서를 포함하는,

프로세싱 챔버를 가지는 프로세스 탱크.