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KR20210014776A - 선형 마랑고니 건조기에서의 일회용 린스 - Google Patents

선형 마랑고니 건조기에서의 일회용 린스 Download PDF

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KR20210014776A
KR20210014776A KR1020217003350A KR20217003350A KR20210014776A KR 20210014776 A KR20210014776 A KR 20210014776A KR 1020217003350 A KR1020217003350 A KR 1020217003350A KR 20217003350 A KR20217003350 A KR 20217003350A KR 20210014776 A KR20210014776 A KR 20210014776A
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브라이언 제이. 브라운
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

CMP-후 세정 장치에서 습윤 기판들을 건조하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 DIW와 같은 린싱 용액의 폭포 또는 얕은 저장소를 제공하고, 그를 통해 기판이 리프트될 수 있다. 마랑고니 프로세스에서와 같이 기판 상의 린싱 용액 계면에서 용매 증기가 제공될 수 있다. 특정 실시예들에서, 기판이 리프트될 때 통과하게 되는 용액의 용적이 감소되고, 이는 기판에 대한 입자 재부착의 감소나 제거를 제공할 수 있다.

Description

선형 마랑고니 건조기에서의 일회용 린스{SINGLE USE RINSE IN A LINEAR MARANGONI DRIER}
본 명세서에 설명된 실시예들은 일반적으로 화학 기계적 폴리싱-후(post chemical mechanical polishing) 세정 장치에서의 습윤 기판들의 건조에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 명세서에 설명된 실시예들은 화학 기계적 폴리싱-후 세정 장치를 위한 기판 건조기에 관한 것이다.
반도체 디바이스 기하형상들이 계속해서 감소함에 따라, 초청정 처리(ultra clean processing)의 중요성이 증가한다. 전통적으로, 화학 기계적 폴리싱(CMP)-후 세정은, 기판 상에 수율에 악영향을 미칠 수 있는 어떠한 입자들 또는 잔류물도 남기지 않으면서 기판을 세정하고 완전히 건조하기 위해 수행되는 습식 프로세스이다. 습윤 기판을 건조하는 프로세스에서, 건조 이전에 기판 상에 존재하는 용액에서의 임의의 입자들이 기판에 재부착되고, 건조 이후에 기판 상에 남아있을 수 있다.
마랑고니 건조(Marangoni drying)로 알려져 있는 방법은 기판에 배스 유체(bath fluid)를 실질적으로 남기지 않는 방식으로 배스 유체가 기판으로부터 유동하게 하는 표면 장력 경사(surface tension gradient)를 생성하며, 그에 따라 기판 상의 스트리킹(streaking), 스포팅(spotting) 및 잔류물 마크(residue marks)를 회피할 수 있다. 마랑고니 건조 동안, 기판이 배스로부터 리프트될 때 또는 배스 유체가 기판을 지나 배수될 때 형성되는 유체 메니스커스(fluid meniscus)에는 배스 유체와 혼합가능한 용매(즉, 이소프로필 알코올(IPA: isopropyl alcohol) 증기)가 도입된다. 용매 증기는 유체의 표면을 따라 흡수된다. 흡수된 증기의 농도는 메니스커스의 첨단(tip)에서 더 높다. 흡수된 증기의 더 높은 농도는 표면 장력이 배스 유체의 벌크에서보다 메니스커스의 첨단에서 더 낮게 하고, 이는 배스 유체가 건조 메니스커스로부터 벌크 배스 유체를 향하여 유동하게 한다. 이러한 유동은 "마랑고니" 유동으로서 알려져 있고, 기판 상에 스트리킹, 스포팅 또는 배스 잔류물을 남기지 않으면서 기판 건조를 달성하기 위해 이용될 수 있다.
마랑고니 프로세스에서, 위에서 설명된 용액을 갖는 배스와 같은 유체의 탱크 및 그에 후속하는(즉, 별개의 탱크 내에서의, 또는 세정 탱크 유체를 교체하는 것에 의한) 린싱 배스를 이용한 수성 세정은, 일반적으로 기판이 큰 용적의 배스를 통해 이동될 것을 요구한다. 이와 같이, 세정 프로세스의 특정 부분들 동안 전체 기판이 탱크에 침지될 수 있다. 탱크에 도입되는 입자들은 탱크에 축적되고 기판 상에 재부착될 수 있다. 입자 재부착의 문제점은 탱크 내에 유체 유동을 생성함으로써 감소될 수 있다. 그러나, 탱크를 통해 기판을 이동시키기 위해 이용되는 장치들은 기판에 대한 입자들의 재부착을 감소시키는 데에 필요한 최적의 유체 유동을 막을 수 있다.
따라서, 관련 기술분야에서는 CMP-후 건조 프로세스에서 기판에 대한 입자들의 재부착을 방지하기 위한 장치가 필요하다.
일 실시예에서, 기판을 린싱 및 건조하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 반도체 기판을 수용하도록 구성된 용적을 정의하는 바디; 및 용적에서 린스 유체의 폭포(waterfall)를 제공하도록 위치된 하나 이상의 린스 유체 부재를 포함할 수 있다. 하나 이상의 린스 유체 부재 아래에서 린싱 유체를 제공하도록 복수의 습윤 스프레이 부재(wetting spray members)가 위치될 수 있고, 하나 이상의 린스 유체 부재 위에서 건조제를 제공하도록 복수의 용매 스프레이 부재(solvent spray members)가 위치될 수 있다.
다른 실시예에서, 기판을 린싱 및 건조하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 반도체 기판을 수용하도록 구성된 용적을 정의하는 바디를 포함할 수 있다. 저장소 부재는 바디에 연결될 수 있고, 이 저장소 부재를 통해 배치된 기판 통로를 가질 수 있다. 기판 통로는 저장소 부재에서의 유체가 기판 통로를 통해 용적의 하측 부분으로 유동하는 것을 허용할 수 있다. 하나 이상의 린스 유체 부재 아래에서 린싱 유체를 제공하도록 복수의 습윤 스프레이 부재가 위치될 수 있고, 하나 이상의 린스 유체 부재 위에서 건조제를 제공하도록 복수의 용매 스프레이 부재가 위치될 수 있다.
위에서 언급된 본 개시물의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 개시물의 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 그들 중 일부는 첨부 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 본 개시물은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 개시물의 전형적인 실시예들만을 도시하며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 유의해야 한다.
도 1은 본 명세서에 설명된 특정 실시예들에 따른 린싱 및 건조 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 단면선 A-A를 따라 절취한 린스 유체 부재의 단면도이다.
도 3은 본 명세서에 설명된 특정 실시예들에 따른 린싱 및 건조 장치의 개략적인 단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에 공통인 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 이용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가 언급 없이도 다른 실시예들에서 유익하게 통합될 수 있을 것으로 고려된다.
본 명세서에 제공된 실시예들은 CMP-후(post CMP) 세정 장치에서의 습윤 기판들의 건조에 관한 것이다. 이 장치는 탈이온수(DIW: deionized water)와 같은 린싱 용액의 폭포 또는 얕은 저장소를 제공하고, 그를 통해 기판이 리프트될 수 있다. 마랑고니 프로세스에서와 같이 기판 상의 린싱 용액 계면에서 용매 증기가 제공될 수 있다. 특정 실시예들에서, 기판이 리프트될 때 통과하게 되는 용액의 용적이 감소되고, 이는 기판에 대한 입자 재부착의 감소나 제거를 제공할 수 있다.
도 1은 본 명세서에 설명된 특정 실시예들에 따른 린싱 및 건조 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 장치(100)는 CMP-후 세정 및 건조 프로세스에서 기판들을 세정하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 프로세스에서, CMP 프로세스로부터 기인하는 입자들이 기판(102)으로부터 제거될 수 있다. 기판(102)으로부터 입자들을 제거하는 것은 일반적으로 전체 디바이스 수율을 증가시키고, 디바이스 성능을 개선한다.
장치(100)는 바디(104), 하나 이상의 린스 유체 부재(110, 112), 복수의 습윤 스프레이 부재(116, 118), 및 복수의 용매 스프레이 부재(120, 122)를 포함한다. 바디(104)는 용적(109)을 갖는 챔버를 형성할 수 있고, 이러한 용적을 통하여 기판(102)이 리프트될 수 있다. 바디(104)는, 알루미늄, 스테인리스 스틸 및 이들의 합금들, 또는 다양한 폴리머 재료들과 같이, 린싱 및 건조 프로세스에 적합한 재료들로 이루어질 수 있다. 바디(104)는, 200㎜ 기판, 300㎜ 기판, 450㎜ 기판 또는 다른 기판과 같은 기판(102)을 수용하도록 크기가 정해지는 용적(109)을 정의하는 복수의 측벽(162, 164)을 갖는다. 측벽들(162, 164)은 경로(160)에 실질적으로 평행할 수 있고, 이 경로를 따라 기판(102)이 용적(109) 내에서 이동한다. 예를 들어, 제1 측벽(164)은 기판(102)의 디바이스측(device side)(101)에 실질적으로 평행하고 디바이스측(101)에 대향하며, 제2 측벽(162)은 기판(102)의 후면측(backside)(103)에 실질적으로 평행하고 후면측(103)에 대향한다. 바디(104)의 저부 부분은 린싱 프로세스 동안 이용되는 유체를 수집하도록 되어 있을 수 있는, 탱크 또는 팬과 같은 유체 수집 부재(106)를 포함할 수 있다. 유체 수집 부재(106)는 이용된 린스 유체를 장치(100)로부터 제거하기 위해 배수구(drain)(108)에 연결될 수 있다.
복수의 습윤 스프레이 부재(116, 118)는 유체 수집 부재(106)와 하나 이상의 린스 유체 부재(110, 112) 사이에서 측벽들(162, 164)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제1의 복수의 습윤 스프레이 부재(118)는 제1 측벽(164)에 연결될 수 있고, 제2의 복수의 습윤 스프레이 부재(116)는 스프레이 부재들(118)에 대향하여 제2 측벽(162)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제1의 복수의 습윤 스프레이 부재(118)는 린스 유체 소스(114)로부터 기판(102)의 디바이스측(101)으로 린스 유체를 제공하도록 되어 있을 수 있다. 제2의 복수의 습윤 스프레이 부재(116)는 린스 유체 소스(114)로부터 기판의 후면측(103)으로 린스 유체를 제공하도록 되어 있을 수 있다. 린스 유체는, DIW 또는 기판(102)으로부터 입자들을 제거하도록 되어 있는 다른 적합한 유체와 같이, 기판(102)을 린싱하도록 되어 있는 유체일 수 있다. 특정 실시예들에서, 린스 유체는, 기판(102)의 조기 건조(premature drying)를 방지하기 위해서, 기판(102)의 표면 상에 존재하는 계면 활성제(surfactant), 기판(102)에 부착되는 입자들, 또는 기판(102) 표면의 제타 전위(zeta potential)(동전위(electrokinetic potential))를 변경하도록 되어 있는 희석 화학물질(dilute chemistry)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 희석 테트라메틸암모늄 수산화물(dilute tetramethylammonium hydroxide) 또는 희석 암모늄 수산화물, 용해된 이산화탄소(탄산), 및 다양한 이온성 및 비이온성 계면 활성제가 습윤 스프레이 부재들(116, 118)에 의해 제공되는 린스 유체로서 이용될 수 있다. 기판(102)의 제타 전위를 변경하도록 되어 있는 린스 유체를 이용하는 것은 장치(100)에 의해 처리되는 소수성(hydrophobic) 기판들의 조기 건조를 방지하는 데에 특히 효과적일 수 있다고 고려된다.
습윤 스프레이 부재들(116, 118)은 다양한 수직 또는 수평 배향들, 또는 이들의 조합들과 같은 다양한 배향들로 측벽들(162, 164)을 따라 배치될 수 있다. 제1 및 제2의 복수의 습윤 스프레이 부재(118, 116)는 스프레이 메커니즘들, 예컨대 측벽들(162, 164)을 따라 수직으로 연장되는 단일의 선형 노즐, 또는 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 습윤 스프레이 부재들(116, 118)은 복수의 습윤 스프레이 부재(116, 118)가 기판(102) 상에 린스 유체를 스프레이하고 있을 때 기판(102)의 완전한 커버리지를 제공하기 위해 연속적인 스프레이를 제공하도록 되어 있을 수 있다. 예를 들어, 습윤 스프레이 부재들(116, 118)은 기판(102)의 전체 원형 평면 영역에 커버리지를 제공하도록 되어 있을 수 있다. 도 1에서는 각각이 3개의 스프레이 부재를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 제1 및 제2의 복수의 습윤 스프레이 부재(116, 118)는 임의의 편리한 개수의 스프레이 부재들을 가질 수 있다고 고려된다.
습윤 스프레이 부재들(116, 118)은 기판(102)의 디바이스측(101) 및 후면측(103) 둘 다에 린스 유체를 스프레이하도록 되어 있을 수 있다. 하나 이상의 린스 유체 부재(110, 112) 사이의 개구(105)를 통과하기 이전에 기판(102)을 습윤시키는 것은, 복수의 습윤 스프레이 부재(116, 118)에 의해 제공된 린스 유체가 추가의 린싱을 위해 기판(102)의 표면들을 준비하는 것을 허용한다. 습윤 표면들을 갖는 기판(102)은 하나 이상의 린스 유체 부재(110, 112)에 의해 제공되는 린스 유체를 더 잘 수용할 수 있을 것으로 여겨진다. 위에서 설명된 바와 같이, 린스 유체 부재들(110, 112)에 의해 제공되는 DIW로 린싱되기 이전에 기판(102)의 조기 건조를 방지하기 위해서 기판(102) 표면의 제타 전위를 변경하도록 되어 있는 희석 화학물질이 소수성 기판에 제공될 수 있다.
하나 이상의 린스 유체 부재(110, 112)는 복수의 습윤 스프레이 부재(116, 118) 위의 영역에서 바디(104)에 연결될 수 있다. 제1 린스 유체 부재(112)는 기판(102)의 디바이스측(101)에 대향하는 제1 측벽(164)에 연결될 수 있다. 제2 린스 유체 부재(110)는 기판(102)의 후면측(103)에 대향하는 제2 측벽(162)에 연결될 수 있다. 제1 린스 유체 부재(112) 및 제2 린스 유체 부재(110)는 서로의 반대편에 배치되고, 서로 대향할 수 있다.
린스 유체 부재들(110, 112)은 트레이(tray) 또는 트로프(trough)와 같은 유체 이송 부재를 포함할 수 있다. 린스 유체 부재들(110, 112)은 기판(102)의 직경보다 더 큰 폭을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 기판(102)의 어느 한 쪽에 단일의 린스 유체 부재가 위치될 수 있다. 기판(102)에 단일의 린스 유체 유동 또는 복수의 린스 유체 유동을 제공하도록 되어 있을 수 있는 복수의 린스 유체 부재가 기판(102)의 한쪽에 위치될 수 있다고 고려된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 린스 유체 부재들(110, 112)은, 밀폐된 도관(enclosed conduit)(178)을 형성하는 저부 부분(172), 측벽들(174) 및 최상부 부분(176)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 최상부 부분(176)은 선택적일 수 있고, 이는 도관(178)이 위쪽으로 개방되게 할 수 있다.
동작 시에, 린스 유체는 린스 유체 부재들(110, 112)의 도관(178)을 통해 린스 유체 소스(114)로부터 유동한다. 린스 유체 부재들(110, 112)은, 린스 유체 부재들(110, 112)을 빠져나오는 린스 유체를 기판(102)의 디바이스측(101) 및 후면측(103)에 대하여 유체 이동 경로들(126, 128)을 따라 지향시키기 위해 기판(102)에 인접 배치된 개방 단부를 갖는다. 린스 유체 부재들(110, 112)의 개방 단부들은 기판(102)으로부터 거리를 두고 충분히 이격될 수 있고, 그에 의해, 유체 이동 경로들(126, 128) 각각은 기판(102)에 접촉하기 이전에 폭포를 형성할 수 있고, 이 폭포는 기판(102)의 디바이스측(101) 및 후면측(103)을 가로질러 대체로 하향 유동으로 린스 유체를 이동시킨다. 린스 유체 소스(114)는 린스 유체 부재들(110, 112)을 통해 린스 유체를 연속적으로 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 린스 유체는 기판(102)을 린싱하기 위해 1회 이용된다. 린스 유체의 연속적인 폭포형 유동은 기판(102) 상의 입자 재부착에 대한 가능성을 감소시키는 것으로 여겨진다. 또한, 폭포형 유동은, 린스 유체가 기판(102)에 접촉하여 마랑고니 건조 프로세스를 수행하기 위한 메니스커스를 생성하는 계면에서 정밀하게 제어될 수 있다.
린스 유체 부재들(110, 112)은, 제1 린스 유체 부재(112) 및 제2 린스 유체 부재(110)가 실질적으로 단일의 수평 평면 내에 배치되도록 바디(104)에 연결될 수 있다. 따라서, 린스 유체 부재들(110, 112)로부터 제공되는 린스 유체는 기판(102)의 디바이스측(101) 및 후면측(103) 둘 다에서의 실질적으로 동일한 높이에서 기판에 접촉할 수 있다. 린스 유체 부재들(110, 112)은 각각의 린스 유체 부재가 자신의 고유 수평 평면을 점유하도록 바디(104)에 또한 연결될 수 있다. 린스 유체 부재들(110, 112)은, 린스 유체 부재들(110, 112) 사이의 개구(105)를 통한 기판(102)의 통과를 허용하기 위해서 서로의 맞은편에서 이격되어 바디(104)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 개구(105)는 약 10㎜ 내지 약 50㎜의 폭을 가질 수 있다. 유체 소스(114)는 린스 유체 부재들(110, 112)을 통해 제공되는 린스 유체의 양 또는 압력을 제어하도록 되어 있는 펌프(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 린스 유체는 기판(102)이 개구(105)를 통해 이동하고 있을 때 기판(102)에 접촉하기에 적합한 유량으로 제공될 수 있다고 고려된다.
용매 스프레이 부재들(120, 122)은 린스 유체 부재들(110, 112) 위의 영역에서 바디(104)에 연결될 수 있다. 추가의 용매 스프레이 부재(122)는 기판(102)의 디바이스측(101)에 대향하는 바디(104)의 제1 측벽(164)에 연결될 수 있다. 다른 용매 스프레이 부재(120)는 기판(102)의 후면측(103)에 대향하는 바디(104)의 제2 측벽(162)에 연결될 수 있다. 용매 스프레이 부재들(120, 122)은 서로 대향할 수 있다. 용매 스프레이 부재들(120, 122)은 바디(104)의 천장(119)에 또한 연결될 수 있다. 용매 스프레이 부재들(120, 122)은 린스 유체가 기판(102)에 접촉하는 개구(105)에서의 영역 위에 위치될 수 있다. 용매 스프레이 부재들(120, 122)은, 린스 유체가 기판(102)에 접촉하여 지향되는 개구(105)를 가로질러 기판(102)이 상승될 때, 기판(102)의 디바이스측(101) 및 후면측(103) 둘 다에 걸쳐 연속적인 증기 스프레이를 제공하도록 되어 있을 수 있다.
용매 스프레이 부재들(120, 122)은, 기판(102)이 개구(105)에서의 린스 유체 계면으로부터 상승될 때 형성되는 메니스커스에 증기를 스프레이하도록 위치될 수 있다. 용매 스프레이 부재들(120, 122)은 기판(102)이 이동할 때 통과하는 통로를 둘러싸는 단일의 선형 노즐, 또는 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 용매 스프레이 부재들(120, 122)은 한 줄의 구멍들이 내부에 형성되어 있는 스테인리스 스틸 또는 석영 튜브를 포함한다. 예를 들어, 튜브는 114개의 균일하게 이격된 구멍을 가질 수 있고, 각각의 구멍은 기판(102)에 인접한 튜브를 따라 균일하게 이격된 약 0.005 인치 내지 0.007 인치의 직경을 갖는다.
용매 스프레이 부재들(120, 122) 각각은, IPA 증기, 3M으로부터 입수가능한 Novec™ 유체, 또는 다른 적합한 유체들과 같은 건조제를 기판(102)의 경로(160)에 대해 원하는 각도로 지향시키도록 배향될 수 있다. 증기 유동은 유동 검출기(도시되지 않음)의 도움을 받고서 또는 이러한 도움을 받지 않고서 지향될 수 있고, 유동의 각도는 건조될 기판(102) 상에 노출된 재료에 따라 달라질 수 있다. 기판(102) 상의 표면 장력 경사의 존재는 린스 유체가 낮은 표면 장력의 영역들로부터 멀어지도록 유동하게 할 수 있다. 표면 장력 경사는 액체/증기 계면에서 생성될 수 있다. 기판(102) 상의 유체 메니스커스에 공급되는 증기는 하향 린스 유체 유동을 초래하는 마랑고니 힘을 생성한다. 따라서, 메니스커스 위의 기판(102)의 부분이 건조될 수 있다. 기판(102)이 경로(160)를 따라 리프트될 때, 기판(102)은 용매 스프레이 부재들(120, 122)에 의해 제공되는 증기 스프레이를 향하여 리프트되고, 그에 의해 전체 기판(102)을 건조시킨다.
용적(109)으로부터 증기들 및 다른 가스들을 배기하기 위해 다양한 배기 매니폴드들(도시되지 않음)이 용적(109)에 또한 연결될 수 있다. 특정 실시예들에서, 질소 또는 다른 불활성 가스들이 질소 블랭킷을 생성하기 위해 IPA와 함께 유동될 수 있다. 질소는 기판(102) 표면에 질소를 제공하기 위해 메니스커스에 지향된 용매 스프레이 부재들(120, 122)을 통해 유동될 수 있다. 질소 유동은 IPA 증기 유량을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 질소 유동은, IPA 증기가 용적(109)을 빠져나가는 것을 방지하기 위해서 언로딩 포트(135) 부근에 또는 언로딩 포트 내부에 위치된 장치(도시되지 않음)로부터 제공될 수 있다. 이송 로봇(도시되지 않음)은 하나 이상의 건조된 기판을 수용하고, 팩토리 인터페이스에 배치된 카세트에 세정 및 건조 기판들을 적재하기 위해 기판 핸들링 메커니즘들에 기판들을 이송하도록 되어 있다.
바디(104)는 로딩 포트(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있고, 이 로딩 포트는 기판(102)이 용적(109)에 진입하기 위해 통과할 수 있는 위치일 수 있다. 로딩 포트는 임의의 편리한 위치에서 바디(104)를 통해, 예컨대 바디(104)의 측벽을 통해 또는 바디(104)의 최상부 벽 또는 리드(lid)를 통해 배치될 수 있다. 언로딩 포트(135)는 선택적으로 로딩 포트로서 이용될 수 있다. 습식 푸셔(wet pusher)와 같은 가이드(124)가 용적(109)에 배치되고/되거나 바디(104)에 연결될 수 있고, 기판(102)이 용매 스프레이 부재들(120, 122)을 빠져나오는 증기에 완전히 노출되도록, 용적(109)을 통해 수직으로 기판(102)을 리프트하도록 되어 있을 수 있다. 가이드(124)는 린싱 프로세스 동안 기판(102)의 에지가 배치될 수 있는 V 또는 U 형상 슬롯과 같은 슬롯을 포함할 수 있다. 대안적으로, 가이드(124)는, 가이드(124)와 기판(102)의 접촉을 최소화하기 위해서 기판(102) 에지가 놓일 수 있는 경사형 표면(beveled surface)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가이드(124)는 실질적으로 수직 경로(160)를 따라 용적(109)을 통해 기판(102)을 리프트하도록 되어 있을 수 있다. 특정 실시예들에서, 경로(160)는 도 1에 도시된 수직 배향으로부터 벗어나고 기울어질 수 있다. 가이드(124)는 수직 또는 다른 원하는 배향으로 기판(102)을 또한 보유할 수 있다.
기판(102)은 리프팅 속도 프로파일을 갖고서 가이드(124)에 의해 언로딩 포트(135)를 향하여 용적(109)을 통해 수직으로 상향 이동될 수 있다. 예를 들어, 기판(102)이 복수의 습윤 스프레이 부재(116, 118)에 인접해 있는 동안, 리프팅 속도는 약 10㎜/sec의 제1 속도로 진행할 수 있다. 메니스커스가 형성될 수 있는 개구(105)에 기판(102)의 선단 에지가 도달할 때, 속도는 약 5㎜/sec 이하로 느려질 수 있다. 전체 기판(102)이 개구(105)를 통과하고 건조된 이후에, 가이드(124)는 기판(102)을 언로딩 포트(135)를 통해 출력 챔버(130)에 이송하기 위해서 약 10㎜/sec의 속도로 속도를 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 명세서에 설명된 특정 실시예들에 따른 다른 린싱 및 건조 장치(150)의 개략적인 단면도이다. 도 1에 도시된 장치(100)와 관련하여 설명된 장치(150)의 동일한 피쳐들은 간결함을 위해 더 논의되지 않을 것이다. 복수의 습윤 스프레이 부재(116, 118)는 저장소 부재(140) 아래에서 바디(104)에 연결될 수 있고, 복수의 용매 스프레이 부재(120, 122)는 저장소 부재(140) 위에서 바디(104)에 연결될 수 있다.
저장소 부재(140)는 베드(bed)(148), 위어(weir)(146) 및 용적들(142, 144)을 포함한다. 저장소 부재(140)는 기판(102)의 통과를 허용하기 위해 베드(148)에 배치된 기판 통로(115)를 또한 가질 수 있다. 린스 유체 소스(114)는 용적들(142, 144)에 린스 유체를 제공하기 위해 저장소 부재(140)에 연결될 수 있다. 위어(146)는 저장소 부재(140)의 용적들(142, 144)을 정의하기 위해 베드(148)로부터 소정 거리만큼 연장될 수 있다. 저장소 부재(140)의 깊이는 약 0.10 인치 내지 약 5.0 인치, 예컨대 약 0.25 인치 내지 약 2.0 인치일 수 있다. 린스 유체 소스(114)에 의해 용적들(142, 144)에 제공되는 DIW와 같은 린스 유체는 용적들(142, 144)을 대체로 채우고, 린스 유체가 유체 이동 경로(129)를 따라 위어(146) 위로 유동하고 또한 경로(126, 128)를 따라 기판(102)과 접촉하게 되는 양으로 제공될 수 있다. 베드(148)에 연결된 것으로 도시되어 있지만, 린스 유체 소스(114)는 용적들(142, 144)에 린스 유체를 제공하기 위해 임의의 편리한 위치에서 저장소 부재(140)에 연결될 수 있다. 린스 유체 소스(114)로부터 제공되는 린스 유체는 린스 유체의 대부분이 유체 이동 경로(129)를 따라 유동하도록 제공될 수 있다. 저장소 부재(140) 내의 유체 유동은, 기판(102)에 재부착될 수 있는 입자들이 용적들(142, 144) 내에 모이는 것을 방지하기 위해서 용적들(142, 144) 내의 린스 유체의 높은 턴오버를 제공한다.
기판(102) 후면측(103)에 대향하는 용적(142)은 기판(102)의 후면측(103)을 린싱하도록 되어 있을 수 있는 한편, 기판(102)의 디바이스측(101)에 대향하는 용적(144)은 기판(102)의 디바이스측(101)을 린싱하도록 되어 있을 수 있다. 용적들(142, 144)은 단일의 연속적인 용적을 포함할 수 있거나, 또는 복수의 별개의 용적을 포함할 수 있다. 바디(104) 및 위어(146)로부터 용적(109)으로 측방향으로 내측으로 연장되는 베드(148)가 용적들(142, 144)을 위한 구조를 제공할 수 있다. 베드(148)는 제1 측벽(164)으로부터 제1 거리만큼 연장되고, 제2 측벽(162)으로부터 제2 거리만큼 연장될 수 있다. 제1 및 제2 거리는 실질적으로 동일할 수 있고, 기판 통로(115)는 베드(148)를 통해 배치될 수 있다. 기판 통로(115)는, 기판(102)의 통과를 허용하고, 적은 양의 린스 유체가 유체 이동 경로들(126, 128)을 따라 기판(102) 표면들을 가로질러 유동하는 것을 허용하도록 크기가 정해질 수 있다. 그러나, 기판 통로(115)를 통해 유동하는 린스 유체의 양은 기판 통로(115)의 크기 및 기판 통로(115)를 통해 이동하는 기판(102)의 존재에 의해 최소화될 수 있다. 기판 통로(115)는 약 2㎜ 내지 약 10㎜의 폭을 가질 수 있다. 유체 이동 경로들(126, 128)을 따라 유동하는 린스 유체는 유체 수집 부재(106)에 의해 수집될 수 있다. 유체 수집 부재(106)는 유체 이동 경로(129)를 따라 이동하는 린스 유체를 수집하도록 또한 되어 있을 수 있다. 이와 같이, 유체 수집 부재(106)의 일부는 위어(146) 위로 유동하는 린스 유체를 수집하기 위해 바디(104)를 넘어 외측으로 연장될 수 있다.
린스 유체는, 린스 유체가 유체 경로들(126, 128)을 따라, 그리고 유체 이동 경로(129)를 따라 위어(146) 위로 지속적으로 유동하도록 용적들(142, 144)에 유지될 수 있다. 유체 경로들(126, 128)을 따라 유동하는 린스 유체는 전체 기판(102)의 폭을 가로질러 기판 통로(115)를 통해 유동할 수 있다. 기판(102)에 접촉한 이후에, 유체 경로들(126, 128)을 따른 린스 유체는, 용적(109)에 수집된 린스 유체가 실질적으로 남아있지 않도록 용적(109)을 통해 유체 수집 부재(106)로 유동할 수 있다. 복수의 용매 스프레이 부재(120, 122)는 마랑고니 프로세스를 수행하도록 되어 있는 영역에서 바디(104)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 용매 스프레이 부재(120, 122)는, 린스 유체를 포함하는 저장소 부재(140)의 용적들(142, 144)로부터 기판이 상승될 때 기판(102) 상에 형성되는 메니스커스에서 용매를 제공하도록 되어 있을 수 있다. 베드(148) 및 위어(146)에 의해 형성되는 용적들(142, 144)의 토포그래피는, 유체 유동을 거의 또는 전혀 나타내지 않는 용적들(142, 144) 내의 영역들과 같은 유동 데드 존들을 감소시키도록 되어 있을 수 있다고 고려된다. 예를 들어, 용적들(142, 144) 내의 입자들의 수집을 촉진할 수 있는 가이드들 또는 노즐들과 같은 장치들이 용적들(142, 144)에 존재하지 않을 수 있다. 이와 같이, 기판(102)에 대한 입자들의 재부착은 기판(102)이 건조되기 이전에 감소되거나 제거될 수 있다.
전술한 것은 본 개시물의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시물의 다른 실시예들 및 추가 실시예들은 그것의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 고안될 수 있으며, 그것의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 비-침지 기판 건조 장치로서,
    용적을 정의하는 바디 - 상기 바디는 서로 실질적으로 평행하게 배치된 제1 측벽 및 제2 측벽을 가짐 -;
    복수의 린스 유체 부재 - 상기 복수의 린스 유체 부재는:
    상기 바디의 상기 제1 측벽에 결합되고, 상기 제1 측벽으로부터 상기 용적으로 연장하는 제1 도관; 및
    상기 바디의 상기 제2 측벽에 결합되고, 상기 제1 도관에 대향하여 상기 제2 측벽으로부터 상기 용적으로 연장하는 제2 도관;
    을 포함함 -;
    상기 제1 및 제2 측벽들에 결합되고 서로 대향하는 복수의 습윤 스프레이 부재 - 상기 복수의 습윤 스프레이 부재는 상기 복수의 린스 유체 부재 아래에 위치됨 -; 및
    상기 복수의 린스 유체 부재 위에 위치된 복수의 용매 스프레이 부재
    를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용적에 배치되고, 상기 용적 내에서의 기판의 높이를 제어하도록 되어 있는 가이드 부재를 더 포함하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도관 및 상기 제2 도관은 공통의 수평 평면에 배치되는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이에 기판을 통과시키도록 되어 있는 가이드 부재를 더 포함하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용적에 탈이온수를 제공하도록 구성된 린스 유체 소스를 더 포함하는 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 복수의 습윤 스프레이 부재 중 적어도 2개의 부재 사이에 상기 기판을 통과시키도록 되어 있는, 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 용매 스프레이 부재들 중 적어도 2개의 부재 사이에 상기 기판을 통과시키도록 되어 있는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 바디는, 상기 복수의 린스 유체 부재에 의해 제공되는 린스 유체를 상기 용적으로부터 지속적으로 제거하도록 구성된 배수구를 더 포함하는, 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 기판이 유체 수집 부재 내에 수집된 린스 유체 위에서 침지되지 않고 남아 있도록 하는 방식으로 상기 바디에 결합되는, 장치.
  10. 비-침지 기판 건조 장치로서,
    용적을 정의하는 바디;
    복수의 린스 유체 부재 - 상기 복수의 린스 유체 부재는:
    상기 바디의 제1 측벽에 결합되고, 상기 제1 측벽으로부터 상기 용적으로 연장하는 제1 도관; 및
    상기 바디의 제2 측벽에 결합되고, 상기 제1 도관에 대향하여 상기 제2 측벽으로부터 상기 용적으로 연장하는 제2 도관;
    을 포함하고, 상기 제1 도관 및 상기 제2 도관 각각은 평행한 최상부 부분과 저부 부분, 및 평행한 측벽들을 포함하며, 상기 제1 도관 및 상기 제2 도관 각각은 상기 최상부 부분 및 상기 저부 부분에 의해 정의되는 폭을 가짐 -;
    상기 복수의 린스 유체 부재 아래의 영역을 가로지르는 커버리지에 대해 린싱 유체를 제공하도록 위치된 복수의 노즐;
    상기 바디에 결합된 천장; 및
    상기 천장에 결합되고 상기 복수의 린스 유체 부재 위에 위치된 복수의 용매 스프레이 부재
    를 포함하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 용적에 배치되고, 상기 용적 내에서의 기판의 높이를 제어하도록 되어 있는 가이드 부재를 더 포함하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이에 상기 기판을 통과시키도록 되어 있는, 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 용적에 탈이온수를 제공하도록 구성된 린스 유체 소스를 더 포함하는 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 복수의 노즐 중 적어도 2개의 노즐 사이에 상기 기판을 통과하도록 되어 있는, 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 복수의 용매 스프레이 부재 중 적어도 2개의 부재 사이에 상기 기판을 통과하도록 되어 있는, 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 도관 및 상기 제2 도관은 공통의 수평 평면에 배치되는, 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 노즐은 기판 표면의 제타 전위를 변경하도록 되어 있는 유체를 제공하도록 구성된, 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 바디는, 상기 복수의 린스 유체 부재에 의해 제공되는 린스 유체를 상기 용적으로부터 지속적으로 제거하도록 구성된 배수구를 더 포함하는, 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 기판이 유체 수집 부재 내에 수집된 린스 유체 위에서 침지되지 않고 남아 있도록 하는 방식으로 상기 바디에 결합되는, 장치.
  20. 비-침지 기판 건조 장치로서,
    용적을 정의하는 바디 - 상기 바디는 서로 실질적으로 평행하게 배치된 제1 측벽 및 제2 측벽을 가짐 -;
    상기 용적 내에서 린스 유체의 하향 폭포 유동을 제공하도록 위치된 복수의 린스 유체 부재 - 상기 복수의 린스 유체 부재는:
    상기 바디의 상기 제1 측벽에 결합되고, 상기 제1 측벽으로부터 상기 용적으로 연장하는 제1 도관; 및
    상기 바디의 상기 제2 측벽에 결합되고, 상기 제1 도관에 대향하여 상기 제2 측벽으로부터 상기 용적으로 연장하는 제2 도관;
    을 포함하고, 상기 제1 도관 및 상기 제2 도관 각각은 평행한 최상부 부분과 저부 부분, 및 평행한 측벽들을 포함하며, 상기 제1 도관 및 상기 제2 도관은 공통 평면에 배치됨 -;
    상기 복수의 린스 유체 부재 아래의 기판 영역을 가로지르는 커버리지에 대해 린싱 유체를 제공하도록 위치된 복수의 노즐;
    상기 복수의 린스 유체 부재 위에서 건조제를 제공하도록 위치된 복수의 용매 스프레이 부재; 및
    상기 용적에 배치되고, 상기 바디의 상기 측벽들에 평행한 축을 따라 기판의 높이를 제어하도록 되어 있는 가이드 부재
    를 포함하는, 장치.
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