KR20230078795A - 도금 전 (preplating) 에지 건조 - Google Patents

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KR20230078795A KR1020237014863A KR20237014863A KR20230078795A KR 20230078795 A KR20230078795 A KR 20230078795A KR 1020237014863 A KR1020237014863 A KR 1020237014863A KR 20237014863 A KR20237014863 A KR 20237014863A KR 20230078795 A KR20230078795 A KR 20230078795A
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카리 소켈슨
스티븐 제이. 바닉
브라이언 버카루
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

기판 프로세싱 시스템의 챔버는 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더, 기판 위에 배치된 (arrange) 노즐로서, 사전-습윤 (pre-wet) 기간 동안 기판의 표면 상에 사전-습윤 액체를 주입하도록 구성된 노즐, 및 노즐의 방사상으로 외향으로 배치된 적어도 하나의 가스 주입기를 포함한다. 적어도 하나의 가스 주입기는 기판의 에지로부터 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 사전-습윤 기간에 후속하는 건조 기간 동안 기판의 에지를 향해 가스를 주입하도록 구성된다.

Description

도금 전 (preplating) 에지 건조
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들, 더 구체적으로 기판의 에지 상의 전착 (electrodeposition) 에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원 시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 기판 상에서 전기 도금 프로세스 (예를 들어, 전착 (electrodeposition)) 를 수행하도록 구성된 하나 이상의 프로세싱 챔버들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 전착 프로세스는 쓰루-레지스트 (through-resist), 쓰루-마스크 (through-mask), 및/또는 포토레지스트 패터닝된 전착을 포함할 수도 있다. 전착 프로세스들은 기판의 표면 (예를 들어, 기판의 표면 상의 전도성 베이스 또는 시드 층) 을 사전-습윤하기 (pre-wet) 위해 액체를 도포하는 것을 포함한다. 액체는 사전-습윤 프로세스 챔버에서 기판의 표면에 도포된다. 이어서 도금 용액이 (예를 들어, 전착 챔버에서) 습윤 표면에 도포된다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2020년 10월 1일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 63/086,507 호의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
기판 프로세싱 시스템의 챔버는 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더, 기판 위에 배치된 (arrange) 노즐로서, 사전-습윤 (pre-wet) 기간 동안 기판의 표면 상에 사전-습윤 액체를 주입하도록 구성된 노즐, 및 적어도 노즐의 방사상으로 외향으로 배치된 하나의 가스 주입기를 포함한다. 적어도 하나의 가스 주입기는 기판의 에지로부터 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 사전-습윤 기간에 후속하는 건조 기간 동안 기판의 에지를 향해 가스를 주입하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 적어도 하나의 가스 주입기는 기판의 내부로부터 사전-습윤 액체를 제거하지 않고 기판의 에지로부터 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 가스를 주입하도록 배치된다. 적어도 하나의 가스 주입기는 기판의 내부로부터 멀리 그리고 기판의 에지를 향해 방사상으로 외향으로 가스를 주입하도록 배치된다. 적어도 하나의 가스 주입기는 기판 홀더의 표면에 대해 예각으로 가스를 주입하도록 배치된다. 적어도 하나의 가스 주입기는 방위각으로 이격된 2 개 이상의 가스 주입기들을 포함한다. 기판 홀더는 사전-습윤 기간 및 건조 기간 중 적어도 하나 동안 회전하도록 구성된다. 적어도 하나의 가스 주입기는 건조 기간 동안 회전하도록 구성된 어셈블리 상에 장착된다.
다른 특징들에서, 적어도 하나의 가스 주입기는 제 1 포지션과 제 2 포지션 사이에서 이동하도록 구성된다. 적어도 하나의 가스 주입기는 사전-습윤 기간 동안 그리고 기판 홀더로 그리고 기판 홀더로부터 기판의 이송 동안 제 1 포지션으로 이동되고 그리고 건조 기간 동안 제 2 포지션으로 이동된다. 시스템은 챔버를 포함하고 건조 기간 동안 가스를 주입하기 위해 적어도 하나의 가스 주입기를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다. 적어도 하나의 가스 주입기는 기판의 에지로부터 기판의 내부를 향해 방사상으로 내향으로 가스를 주입하도록 배치된다.
기판 프로세싱 시스템에서 사전-습윤 프로세스를 구현하도록 구성된 챔버를 동작시키는 방법은 기판 홀더 상에 기판을 배치하는 단계, 기판 위에 배치된 노즐을 사용하여, 사전-습윤 기간 동안 기판의 표면 상에 사전-습윤 액체를 주입하는 단계, 및 노즐의 방사상으로 외향으로 배치된 적어도 하나의 가스 주입기를 사용하여, 기판의 에지로부터 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 사전-습윤 기간에 후속하는 건조 기간 동안 기판의 에지를 향해 가스를 주입하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 가스를 주입하는 단계는 기판의 내부로부터 사전-습윤 액체를 제거하지 않고 기판의 에지로부터 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 가스를 주입하는 단계를 포함한다. 가스를 주입하는 단계는 기판의 내부로부터 멀리 그리고 기판의 에지를 향해 방사상으로 외향으로 가스를 주입하는 단계를 포함한다. 가스를 주입하는 단계는 기판 홀더의 표면에 대해 예각으로 가스를 주입하는 단계를 포함한다. 가스를 주입하는 단계는 방위각으로 이격된 2 개 이상의 가스 주입기들을 사용하여 가스를 주입하는 단계를 포함한다.
방법은 사전-습윤 기간 및 건조 기간 중 적어도 하나 동안 기판 홀더를 회전시키는 단계를 더 포함한다. 방법은 건조 기간 동안 적어도 하나의 가스 주입기를 포함하는 어셈블리를 회전시키는 단계를 더 포함한다. 방법은 제 1 포지션과 제 2 포지션 사이에서 적어도 하나의 가스 주입기를 이동시키는 단계를 더 포함한다. 방법은 사전-습윤 기간 동안 그리고 기판 홀더로 그리고 기판 홀더로부터 기판의 이송 동안 적어도 하나의 가스 주입기를 제 1 포지션으로 이동시키는 단계 및 건조 기간 동안 적어도 하나의 가스 주입기를 제 2 포지션으로 이동시키는 단계를 더 포함한다. 방법은 건조 기간 동안 가스를 주입하기 위해 적어도 하나의 가스 주입기를 제어하도록 제어기를 사용하는 단계를 더 포함한다. 가스를 주입하는 단계는 기판의 에지로부터 기판의 내부를 향해 방사상으로 내향으로 가스를 주입하는 단계를 포함한다
기판 프로세싱 시스템의 챔버는 기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더, 사전-습윤 기간 동안 기판의 표면 상에 사전-습윤 액체를 주입하도록 구성된 기판 위에 배치된 노즐, 및 기판의 에지 둘레에 배치된 적어도 하나의 건조 패드를 포함한다. 적어도 하나의 건조 패드는 기판의 에지로부터 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 사전-습윤 기간에 후속하는 건조 기간 동안 기판의 에지와 콘택트하도록 구성된다.
본 개시의 추가 적용 가능 영역들은 상세한 기술 (description), 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1a는 본 개시에 따른 전착 (electrodeposition) 을 수행하도록 구성된 예시적인 기판 프로세싱 툴을 도시한다.
도 1b는 도 1a의 기판 프로세싱 툴의 예시적인 전착 어셈블리를 도시한다.
도 1c는 전기 도금 전에 건조된 예시적인 기판의 이미지이다.
도 1d는 전기 도금 전에 습윤된 예시적인 기판의 이미지이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시에 따른 기판의 표면에 사전-습윤 (pre-wet) 액체를 도포하고 기판의 에지를 건조하도록 구성된 예시적인 사전-습윤 챔버를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시에 따른 미리 결정된 건조 기간 전 그리고 미리 결정된 건조 기간에 후속하는 예시적인 기판을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시에 따른 미리 결정된 건조 기간 전 그리고 미리 결정된 건조 기간에 후속하는 또 다른 예시적인 기판을 도시한다.
도 5는 본 개시에 따른 기판의 에지를 건조하기 위한 예시적인 방법의 단계들을 예시한다.
도 6은 본 개시에 따른 도 5의 방법을 실행하는 제어기를 구현하도록 구성된 예시적인 컴퓨팅 시스템이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
전착 (electrodeposition) 동안, 전도성 베이스 또는 시드 층을 포함하는 기판은 전착 챔버에서 전도성 도금 용액에 노출된다. 일부 예들에서, 도금 용액은 산성이다. 전기적 콘택트는 기판의 콘택트 영역과 확립된다. 예를 들어, 콘택트 영역은 기판의 외측 에지에 대응한다. 전류는 도금 용액을 사용하여 기판의 도금을 용이하게 하도록 기판을 통해 콘택트 영역을 통해 전송된다.
전기적 콘택트들이 도금 용액에 노출된다면, 전착은 기판의 내부 영역에 대해 콘택트들 및 콘택트 영역 상에서 우선적으로 발생할 수도 있다. 따라서, 압축성 시일 (seal) (예를 들어, "립 시일 (lip seal)") 이 도금 용액으로부터 콘택트 영역을 시일링하도록 기판의 외측 에지 근방에 제공될 수도 있다. 임의의 도금 용액이 시일링된 콘택트 영역 내에 존재한다면, 시드 층과 콘택트 영역 사이의 전압 차는 시드 층의 부식 및 콘택트들 및/또는 콘택트 영역 상으로 도금의 증착을 유발할 수도 있다. 또한, 도금 용액이 산성이면, 시드 층은 화학적으로 에칭될 수도 있다. 시드 층의 부식 또는 에칭 및 콘택트 및/또는 콘택트 영역 상의 도금의 증착은 콘택트들의 저항들과 기판의 각각의 부분들 사이의 차의 변동들을 유발한다. 이들 변동들은 도금의 전착 시 불균일성을 유발한다.
일부 예들에서, 기판은 콘택트 영역을 인게이지하도록 (engage) 배치된 (arrange) 전기 콘택트들과 같은, 시일 및 다른 컴포넌트들을 포함하는 기판 홀더와 같은 어셈블리 내로 장착된다. 이 어셈블리는 전처리 및/또는 사전-습윤 (pre-wet), 전착, 린싱, 등을 수행하도록 구성된 각각의 스테이션들과 같은, 기판 프로세싱 툴의 스테이션들 (즉, 챔버들) 을 통해 이송된다. 챔버들 사이에서 전체 어셈블리를 이송하는 것은 복잡성과 전력 요건들을 증가시킨다. 다른 예들에서, 기판은 챔버들 사이에서 이송되고 챔버들 각각의, 각각의 기판 홀더들 내에 장착된다. 이들 예들에서, 시일의 유효성은 기판의 표면 상의 사전-습윤 액체 (예를 들어, 물) 가 콘택트 영역 내로 누설되게 할 수도 있는, 각각의 챔버들 내외로의 기판의 반복된 이송에 의해 절충될 (compromise) 수도 있다. 도금 용액은 사전-습윤 액체를 통해 콘택트 영역 내로 확산할 수도 있다. 예시적인 사전-습윤 챔버들은 2019년 5월 28일 허여된 미국 특허 제 10,301,738 호에 더 상세히 기술되고, 그 전체 개시는 본 명세서에 인용된다. 기판 상에 전착을 수행하기 위한 예시적인 기판 홀더 및 시일 어셈블리는 2019년 7월 30일 허여된 미국 특허 제 10,364,505 호에 더 상세히 기술되고, 그 전체 개시는 본 명세서에 인용된다.
본 개시에 따른 사전-습윤 및 전착 시스템들 및 방법들은 사전-습윤 액체를 도포하는 것에 후속하여 그리고 콘택트 영역을 시일링하고 도금 용액을 도포하는 것 전에 기판의 콘택트 영역 (즉, 에지) 을 건조하도록 구성된다. 콘택트 영역을 건조하는 것은 시일의 유효성을 개선하고 그리고 시일을 도포하는 것에 후속하여 도금 용액이 시일링된 콘택트 영역 내에서 액체로 확산하는 것을 방지한다. 따라서, 콘택트 영역에서 시드 층의 부식이 감소된다.
도 1a는 본 개시에 따른 전착을 수행하도록 구성된 예시적인 기판 프로세싱 툴 (100) 을 도시한다. 기판 프로세싱 툴 (100) 은 기판 상에서 각각의 프로세스를 수행하도록 각각 구성된 복수의 프로세싱 스테이션들 (즉, 챔버들) (104) 을 포함한다. 예를 들어, 프로세싱 스테이션들 (104) 중 적어도 일 프로세싱 스테이션 (예를 들어, 전착 챔버) 는 기판 상에 전착을 수행하도록 구성되고 그리고 프로세싱 스테이션들 (104) 중 적어도 일 프로세싱 스테이션 (예를 들어, 사전-습윤 챔버) 는 기판의 표면에 사전-습윤 액체를 도포하도록 구성된다. 일 실시 예에서, 사전-습윤 액체를 도포하도록 구성된 프로세싱 스테이션들 (104) 중 일 프로세싱 스테이션은 전착을 위해 기판을 프로세싱 스테이션들 (104) 중 또 다른 프로세싱 스테이션으로 이송하기 전에 기판의 에지를 건조하기 위한 건조 프로세스를 수행하도록 더 구성된다. 또 다른 실시 예에서, 기판의 사전-습윤 및 건조 프로세스는 프로세싱 스테이션들 (104) 중 상이한 스테이션들에서 수행된다.
도시된 바와 같이, 기판 프로세싱 툴 (100) 은 이송 볼륨 (108), 장비 프론트 엔드 모듈 (112), 및 하나 이상의 로딩 스테이션들 (116) 을 포함한다. 기판들은 로딩 스테이션들 (116) 중 하나를 통해 기판 프로세싱 툴 (100) 내로 로딩된다. 로봇 (120) 은 로딩 스테이션들 (116) 로부터, 장비 프론트 엔드 모듈 (112) 및 이송 볼륨 (108) 을 통해 프로세싱 스테이션들 (104) 중 일 프로세싱 스테이션 (예를 들어, 전처리 프로세싱 스테이션) 내로 기판들을 이송한다. 백 엔드 (back end) 모듈 (128) 의 로봇 (124) 은 프로세싱 스테이션들 (104) 사이에서 기판들을 이송한다.
이제 도 1b를 참조하면, 프로세싱 스테이션들 (104) 중 적어도 하나는 전착 어셈블리 (140) 를 포함하는 전착 챔버일 수도 있다. 전착 어셈블리 (140) 는 기판 (144) 상에서 전착을 수행하도록 구성된다. 기판 홀더 (148) 는 내부 볼륨 (152) 을 규정한다. 내부 볼륨 (152) 은 전기 도금 용액 (156) (예를 들어, 구리 전기 도금 용액) 을 담도록 구성된다. 기판 홀더 (148) 는 전기 도금 용액 (156) 과 콘택트하는 볼륨 (152) 위에 기판 (144) 을 지지하도록 구성된다. 예를 들어, 시일 (예를 들어, 립 시일) (160) 이 기판 홀더 (148) 상에 배치된다 (dispose). 기판 (144) 은 시일 (160) 상에 지지된다. 시일 (160) 은 볼륨 (152) 내에 전기 도금 용액 (156) 을 유지하도록 기판 (144) 의 표면에 대고 (against) 시일링한다.
하나 이상의 콘택트들 (예를 들어, 금속성, 전도성 콘택트들) (164) 은 기판 (144) 의 표면 영역 (168) (예를 들어, 콘택트 영역) 을 전기 도금 용액 (156) 및 시일 (160) 의 방사상으로 외부에 콘택트하도록 배치된다. 시일 (160) 은 표면 영역 (168) 내 전착을 방지하기 위해 전기 도금 용액 (156) 이 표면 영역 (168) 에 도달하는 것을 방지한다.
일부 예들에서, 표면 영역 (168) 은 전착 어셈블리 (140) 내에 기판 (144) 을 배치하기 전에 습윤될 수도 있다. 표면 영역 (168) 상의 그리고/또는 시일 (160) 과 기판 (144) 사이의 액체는 시일 (160) 의 유효성을 방해할 수도 있다. 따라서, 전기 도금 용액 (156) 은 시일 (160) 을 지나 표면 영역 (168) 상으로 스며들거나 확산할 수도 있다. 전기 도금 용액 (156) 은 표면 영역 (168) 상의 액체로 하여금 표면 영역 (168) 상에 시드 부식을 유발할 수도 있는, 산성이 되게 할 수도 있다. 전기 도금 용액 (156) 은 표면 영역 (168) 상의 액체로 하여금 표면 영역 (168) 상의 시드의 부식 및 콘택트들 (164) 상의 대응하는 도금을 유발할 수도 있는, 전도성이 되게 할 수도 있다.
도 1c는 전기 도금 전에 건조된 기판 (144) 의 일 예의 이미지이다. 구리 도금 (172) 은 시일 (160) 내에서 전기 도금 용액 (156) 에 노출된 영역에서 기판 (144) 상에 형성된다. 시일 (160) 의 위치는 (176) 으로 나타낸다. 반대로, 구리 도금 (172) 은 시일 (160) 외부의 표면 영역 (168) 상에 형성되지 않는다. 또한, 표면 영역 (168) 은 부식 또는 다른 손상이 없다.
도 1d는 전기 도금 전에 습윤된 기판 (144) 의 일 예의 이미지이다. 이 예에서, 구리 도금 (172) 은 시일 (160) 내의 전기 도금 용액 (156) 에 노출된 영역에서 기판 (144) 상에 형성된다. 그러나, 부식 (180) 은 시일 (160) 외부의 표면 영역 (168) 상에 존재한다. 또한, 심각한 부식 (184) 이 표면 영역 (168) 상에 존재한다. 즉, 기판 (144) 을 사전-습윤하는 것은 표면 영역 (168) 의 원치 않은 부식을 유발하는, 표면 영역 (168) 상으로 전기 도금 용액 (156) 의 누설 또는 확산을 용이하게 한다.
이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 개시에 따른 예시적인 사전-습윤 챔버 (200) 는 기판 (204) 의 표면 (예를 들어, 구리와 같은 전도성 시드 층) 에 사전-습윤 액체를 도포하고 기판 (204) 의 에지 (208) 를 건조하도록 구성된다. 사전-습윤 챔버 (200) 는 기판 (204) 을 지지하도록 구성된 기판 홀더 (예를 들어, 페데스탈 또는 척) (212) 를 포함한다.
챔버 (200) 는 매니폴드 또는 도관 (220) 과 유체로 연통하는 (in fluid communication) 하나 이상의 노즐들 (216) 을 포함한다. 도관 (220) 은 사전-습윤 기간 동안 (예를 들어, 유체 소스, 펌프 (P), 및 밸브 (V) 를 포함하는 유체 전달 시스템 (222) 으로부터) 사전-습윤 액체를 노즐 (216) 을 통해 챔버 (200) 로 공급하도록 배치된다. 일부 실시 예들에서, 노즐 (216) 은 기판 (204) 의 표면에 걸쳐 사전-습윤 액체를 분배하도록 팬 (fan) 또는 원뿔형 (conical) 스프레이 패턴 (224) 으로 사전-습윤 액체를 주입하도록 구성된다. 챔버 (200) 는 사전-습윤 액체를 주입하기 전에 (예를 들어, 제어기 (236) 에 의해 제공된 제어 신호들에 응답하여) 밸브 (228) 및 펌프 (232) 를 사용하여 (예를 들어, 진공으로) 펌핑 다운될 (pump down) 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 사전-습윤 액체의 도포 동안 그리고/또는 사전-습윤 액체의 도포에 후속하여, 기판 홀더 (212) 는 회전하도록 구성되고, 이는 기판 (204) 을 대응하게 회전시킨다. 기판 (204) 을 회전시키는 것은 기판 (204) 의 표면 상의 사전-습윤 액체의 분배를 용이하게 한다. 예를 들어, 챔버 (200) 는 제어기 (236) 에 응답하고 기판 홀더 (212) 를 회전시키도록 구성된 액추에이터 또는 모터 (238) 를 포함한다.
챔버 (200) 는 기판 (204) 의 에지 (208) 를 건조하도록 포지셔닝된 하나 이상의 가스 주입기들 (예를 들어, 제트들 또는 노즐들) (240) 을 포함한다. 예를 들어, 가스는 (예를 들어, 가스 소스 및 밸브 (V) 를 포함하는) 가스 전달 시스템 (242) 을 사용하여 가스 주입기들 (240) 에 공급된다. 가스 주입기들 (240) 은 노즐 (216) 의 방사상으로 외향으로 포지셔닝되고 기판 (204) 의 표면에 대해 예각으로 공기 또는 또 다른 가스 (예를 들어, 불활성 가스, 질소, 아르곤, 등) 를 주입하도록 배치된다. 예를 들어, 가스 주입기들 (240) 은 기판 (204) 의 표면에 대해 10 내지 80 도의 각도로 공기를 주입하도록 배치된다. 가스 주입기들 (240) 은 에지 (208) 를 건조하기 위해 기판 (204) 의 내부로부터 에지 (208) 를 향해 가스를 주입한다. 2 개의 가스 주입기들 (240) 이 도시되지만, 더 적은 수의 (예를 들어, 하나만) 또는 더 많은 (예를 들어, 3 개 이상의) 가스 주입기들 (240) 이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 2 개 이상의 가스 주입기들 (240) 은 기판 (204) 위에 균일하게 방위각으로 이격될 수도 있다.
도시된 바와 같이 가스 주입기들 (240) 이 기판 (204) 에 대해 방사상으로 외향으로 가스를 주입하도록 배치되지만, 또 다른 실시 예에서 가스는 기판 (204) 의 외측 주변부로부터 방사상으로 내향으로 주입될 수도 있다. 이 실시 예에서, 주입된 가스는 기판 (204) 의 에지 (208) 로부터 내부로 액체를 밀어낸다 (force). 이러한 방식으로, 기판 (204) 의 에지 (208) 는 건조되는 반면 기판 (204) 의 내부는 습윤으로 남아 있다.
가스 주입기들 (240) 은 미리 결정된 건조 기간 (예를 들어, 제어기 (236) 로부터의 명령들에 응답하여, 1 내지 10 초) 동안 연속적으로 또는 펄스 방식으로 가스를 주입한다. 미리 결정된 건조 기간은 기판 (204) 을 전착 챔버로 이송하기 전에 기판 (204) 의 표면의 내부가 건조되게 하지 않고 에지 (208) 가 건조되게 하는 충분한 시간을 허용하도록 선택된다. 기판 홀더 (212) 는 건조 기간 동안 기판 (204) 을 회전시키도록 회전될 수도 있다. 대안적으로, 다른 실시 예들에서, 가스 주입기들 (240) 은 기판 (204) 에 대해 회전하도록 구성된 어셈블리 (248) 상에 장착될 수도 있다. 일부 예들에서, 주입된 가스는 에지 (208) 의 건조를 용이하게 하도록 건조 기간 전에 가열될 수도 있다.
일 실시 예에서, 가스 주입기들 (240) 은 (예를 들어, 제어기 (236) 에 응답하여 액추에이터들 (248) 을 사용하여) 상승 및 하강되도록 구성될 수도 있다. 가스 주입기들 (240) 은 도 2a에서 제 2 (예를 들어, 하강된) 포지션 및 도 2b에서 제 1 (예를 들어, 상승된) 포지션에 도시된다. 예를 들어, 가스 주입기들 (240) 은 기판의 에지 (208) 를 건조하기 위해 하강된 포지션으로 그리고 기판 (204) 을 습윤하고, 기판 (204) 을 챔버 (200) 로 그리고 챔버 (200) 로부터 이송하는, 등 동안 상승된 포지션으로 이동될 수도 있다.
이제 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 예시적인 기판 (300) 은 미리 결정된 건조 기간 전 그리고 미리 결정된 건조 기간에 후속하여 도시된다. 도시된 바와 같이, 기판 (300) 의 표면은 포토레지스트 층 (304) 을 포함한다. 도 3a에서, 사전-습윤 액체 (308) 는 기판 (300) 및 포토레지스트 층 (304) 에 걸쳐 분배된다. 가스 주입기 (312) 는 도 2a 및 도 2b에 상기 기술된 바와 같이 건조 기간 동안 기판 (300) 의 에지 (316) 를 건조하기 위해 가스의 포커싱된 제트 (focused jet) 를 주입하도록 배치된다. 기판 (300) 은 도 3b에서 건조 기간에 후속하여 도시된다.
이제 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 또 다른 실시 예에서, 예시적인 기판 (400) 이 미리 결정된 건조 기간 전 그리고 미리 결정된 건조 기간에 후속하여 도시된다. 도시된 바와 같이, 기판 (400) 의 표면은 포토레지스트 층 (404) 을 포함한다. 도 4a에서, 사전-습윤 액체 (408) 는 기판 (400) 및 포토레지스트 층 (404) 에 걸쳐 분배된다. 도 3a 및 도 3b에서 상기 기술된 바와 같이 가스 주입기 (312) 를 사용하는 대신, 하나 이상의 건조 패드들 (412) 이 건조 기간 동안 기판 (400) 의 에지 (416) 를 건조하도록 배치된다. 하나의 건조 패드 (412) 만이 제공될 수도 있고 또는 건조 패드들 (412) 중 2 개 이상이 에지 (416) 위 기판 (400) 의 주변부 둘레에 배치될 수도 있다. 일 실시 예에서, 건조 패드들 (412) 은 에지 (416) 로부터 사전-습윤 액체 (408) 를 흡수하도록 구성된 흡수성 재료 (예를 들어, 스펀지) 를 포함한다. 다른 실시 예들에서, 건조 패드들 (412) 은 기판 (400) 이 회전될 때 에지 (416) 로부터 사전-습윤 액체 (408) 를 와이핑하거나 (wipe) 긁어 내도록 (scrape) 구성된 비흡수성 재료 (예를 들어, 비마모성 고무 또는 폴리머) 를 포함한다.
건조 패드들 (412) 은 사전-습윤 액체 (408) 의 도포에 후속하여 기판 (400) 의 에지 (416) 상으로 하강될 수도 있다. 예를 들어, 건조 패드들 (412) 은 건조 패드들 (412) 이 에지 (416) 와 콘택트할 때까지 기판 (400) 을 향해 하강되는 어셈블리 (420) 상에 배치될 수도 있다. 기판 (400) (또는, 또 다른 실시 예에서, 어셈블리 (420)) 은 건조 패드들 (412) 로 하여금 전체 에지 (416) 와 콘택트하게 하도록 회전된다. 기판 (400) 은 도 4b에서 건조 기간에 후속하여 도시된다.
이제 도 5를 참조하면, 본 개시에 따른 기판의 에지를 건조하기 위한 예시적인 방법 (500) 이 (504) 에서 시작된다. 예를 들어, 이하에 기술된 방법 (500) 의 단계들은 제어기, 예컨대 제어기 (236) 로부터의 명령들에 응답하여 수행된다. 즉, 제어기 (236) 는 방법 (500) 의 사전-습윤 프로세스 및 에지 건조 프로세스를 수행하기 위해 특정한 방식 및/또는 시퀀스로 챔버 (200) 의 컴포넌트들을 제어하도록 구성된다 (예를 들어, 구조적으로 구성되거나 프로그래밍된다). (508) 에서, 기판이 사전-습윤 챔버 내의 기판 홀더 상에 배치된다. (512) 에서, 선택 가능하게 (optionally) 챔버가 진공으로 펌핑 다운된다. (516) 에서, 선택 가능하게 방법 (500) 이 기판 홀더의 회전을 시작한다. (520) 에서, 사전-습윤 액체가 기판의 표면에 도포된다. (524) 에서, 선택 가능하게 챔버가 대기압으로 복귀된다.
(528) 에서, 가스 주입기들은 하강된 포지션으로 이동된다. (532) 에서, 가스 주입기들은 미리 결정된 건조 기간 동안 기판의 에지를 건조하기 위해 가스를 주입하도록 제어된다. 예를 들어, 건조 기간은 기판의 내부 영역으로부터 사전-습윤 액체를 제거하지 않고 기판의 에지를 건조하도록 선택된다. 일 예에서, 건조 기간은 3 분 미만이다. 또 다른 예에서, 건조 기간은 1 분 미만이다. 또 다른 예에서, 건조 기간은 1 내지 10 초이다. (536) 에서, 가스 주입기들은 상승된 포지션으로 이동된다. (540) 에서, (즉, 기판 홀더가 사전-습윤 액체의 도포 동안 그리고/또는 건조 기간 동안 회전되는 실시 예들에서) 선택 가능하게 기판 홀더들의 회전이 중단된다. (544) 에서, 기판은 사전-습윤 챔버로부터 그리고 전착을 수행하도록 구성된 챔버로 이송된다.
도 6은 도 2a 및 도 2b의 제어기 (236) 를 구현하도록 구성된 프로세서 (604) 및 메모리 (608) 를 포함하는 예시적인 컴퓨팅 시스템 (600) 을 도시한다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템 (600) 은 도 5의 방법 (500) 을 수행하도록 구성된다. 일 예에서, 프로세서 (604) 는 메모리 (608) 및/또는 비휘발성 스토리지 (612) 에 저장된 인스트럭션들을 실행하도록 구성된 특수 목적 프로세서이다. 메모리 (608) 는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리일 수도 있다. 비휘발성 스토리지 (612) 는 하나 이상의 하드 디스크 드라이브들, 반도체 스토리지 (예를 들어, 고체 상태 드라이브들), 등을 포함할 수도 있다.
컴퓨팅 시스템 (600) 은 사용자로부터 명령들 및 다른 입력을 수신하기 위한 키보드 또는 키패드, 터치스크린, 등과 같은 입력 디바이스들을 포함할 수도 있다. 디스플레이 (620) 는 정보 (예를 들어, 프로세스 파라미터들, 이미지들, 등) 를 디스플레이하도록 구성된다. 통신 인터페이스 (624) 는 센서들, 제어기들, 다른 프로세싱 툴들, 등과 같은 컴퓨팅 시스템 외부의 디바이스들과 컴퓨팅 시스템 (600) 사이의 유선 통신 및/또는 무선 통신을 제공할 수도 있다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용 예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구 시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 임의의 다른 실시 예들의 피처들로 및/또는 임의의 다른 실시 예들의 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 또 다른 실시 예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 관계 및 기능적 관계는, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)" 및 "배치된 (disposed)"과 같은, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현 예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱을 위한 플랫폼 또는 플랫폼들 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 과 같은, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에, 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자 장치 (electronics) 와 통합될 수도 있다. 전자 장치는 시스템들 또는 시스템의 서브 파트들 또는 다양한 컴포넌트들을 제어할 수도 있는 "제어기 (controller)"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정들, 진공 설정들, 전력 설정들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정들, RF 매칭 회로 설정들, 주파수 설정들, 플로우 레이트 설정들, 유체 전달 설정들, 포지션 및 동작 설정들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드 록들 내외로의 웨이퍼 이송들과 같은, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드포인트 측정들을 인에이블하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자 장치들로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 수행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기와 통신하는 또는 시스템과 통신하는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현 예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 팹 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 시스템에 프로세스 레시피들을 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정들의 입력 또는 프로그래밍을 가능하게 하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안 수행될 프로세싱 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공통 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 일 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 원격으로 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 (spin-rinse) 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, 물리적 기상 증착 (physical vapor deposition; PVD) 챔버 또는 모듈, 화학적 기상 증착 (chemical vapor deposition; CVD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 증착 (atomic layer deposition; ALD) 챔버 또는 모듈, 원자 층 에칭 (atomic layer etch; ALE) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈 및 반도체 웨이퍼들의 제작 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (20)

  1. 기판 프로세싱 시스템의 챔버에 있어서,
    기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더;
    상기 기판 위에 배치된 (arrange) 노즐로서, 상기 노즐은 사전-습윤 기간 동안 상기 기판의 표면 상에 사전-습윤 (pre-wet) 액체를 주입하도록 구성되는, 상기 노즐; 및
    상기 노즐의 방사상으로 외향으로 배치된 적어도 하나의 가스 주입기로서, 상기 적어도 하나의 가스 주입기는 상기 기판의 에지로부터 상기 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 상기 사전-습윤 기간에 후속하는 건조 기간 동안 상기 기판의 상기 에지를 향해 가스를 주입하도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 가스 주입기를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가스 주입기는 상기 기판의 내부로부터 상기 사전-습윤 액체를 제거하지 않고 상기 기판의 상기 에지로부터 상기 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 상기 가스를 주입하도록 배치되는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입기는 상기 기판의 내부로부터 멀리 그리고 상기 기판의 상기 에지를 향해 방사상으로 외향으로 상기 가스를 주입하도록 배치되는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입기는 상기 기판 홀더의 상기 표면에 대해 예각으로 상기 가스를 주입하도록 배치되는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입기는 방위각으로 이격된 2 개 이상의 가스 주입기들을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 홀더는 상기 사전-습윤 기간 및 상기 건조 기간 중 적어도 하나 동안 회전하도록 구성되는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입기는 상기 건조 기간 동안 회전하도록 구성된 어셈블리 상에 장착되는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입기는 제 1 포지션과 제 2 포지션 사이에서 이동하도록 구성되는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입기는 (i) 상기 사전-습윤 기간 동안 그리고 상기 기판 홀더로 그리고 상기 기판 홀더로부터 상기 기판의 이송 동안 상기 제 1 포지션으로 이동되고, 그리고 (ii) 상기 건조 기간 동안 상기 제 2 포지션으로 이동되는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  10. 제 1 항에 기재된 챔버를 포함하고, 그리고 상기 건조 기간 동안 상기 가스를 주입하기 위해 상기 적어도 하나의 가스 주입기를 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입기는 상기 기판의 에지로부터 상기 기판의 내부를 향해 방사상으로 내향으로 상기 가스를 주입하도록 배치되는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
  12. 기판 프로세싱 시스템에서 사전-습윤 프로세스를 구현하도록 구성된 챔버를 동작시키는 방법에 있어서,
    기판 홀더 상에 기판을 배치하는 단계;
    상기 기판 위에 배치된 노즐을 사용하여, 사전-습윤 기간 동안 상기 기판의 표면 상에 사전-습윤 액체를 주입하는 단계; 및
    상기 노즐의 방사상으로 외향으로 배치된 적어도 하나의 가스 주입기를 사용하여, 상기 기판의 에지로부터 상기 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 상기 사전-습윤 기간에 후속하는 건조 기간 동안 상기 기판의 상기 에지를 향해 가스를 주입하는 단계를 포함하는, 챔버 동작 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스를 주입하는 단계는 상기 기판의 내부로부터 상기 사전-습윤 액체를 제거하지 않고 상기 기판의 상기 에지로부터 상기 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 상기 가스를 주입하는 단계를 포함하는, 챔버 동작 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스를 주입하는 단계는 상기 기판의 내부로부터 멀리 그리고 상기 기판의 상기 에지를 향해 방사상으로 외향으로 상기 가스를 주입하는 단계를 포함하는, 챔버 동작 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스를 주입하는 단계는 상기 기판 홀더의 상기 표면에 대해 예각으로 상기 가스를 주입하는 단계를 포함하는, 챔버 동작 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스를 주입하는 단계는 방위각으로 이격된 2 개 이상의 가스 주입기들을 사용하여 상기 가스를 주입하는 단계를 포함하는, 챔버 동작 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 사전-습윤 기간 및 상기 건조 기간 중 적어도 하나 동안 상기 기판 홀더를 회전시키는 단계를 더 포함하는, 챔버 동작 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 건조 기간 동안 상기 적어도 하나의 가스 주입기를 포함하는 어셈블리를 회전시키는 단계를 더 포함하는, 챔버 동작 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 주입기를 제 1 포지션과 제 2 포지션 사이에서 이동시키는 단계를 더 포함하는, 챔버 동작 방법.
  20. 기판 프로세싱 시스템의 챔버에 있어서,
    기판을 지지하도록 구성된 기판 홀더;
    상기 기판 위에 배치된 (arrange) 노즐로서, 상기 노즐은 사전-습윤 기간 동안 상기 기판의 표면 상에 사전-습윤 액체를 주입하도록 구성되는, 상기 노즐; 및
    상기 기판의 에지 둘레에 배치된 적어도 하나의 건조 패드로서, 상기 적어도 하나의 건조 패드는 상기 기판의 상기 에지로부터 상기 사전-습윤 액체를 제거하기 위해 상기 사전-습윤 기간에 후속하는 건조 기간 동안 상기 기판의 상기 에지와 콘택트하도록 구성되는, 상기 적어도 하나의 건조 패드를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템의 챔버.
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