KR20030075185A - 마이크로 전자 소자를 세정하는 방법 - Google Patents
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Abstract
마이크로 전자 소자의 제조 과정동안 물, 혼입된 용질, 및 미립자를 세정하고 제거하는 방법은
(a) 기판상에 물 및 혼입된 용질을 갖는, 부분적으로 제작된 집적회로, MEMs 소자, 또는 광전 소자를 제공하는 단계;
(b) 이산화탄소 및 필요에 따라 그러나 바람직하게는 세정 보조제를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계;
(c) 상기 기판의 표면부를 농축된 이산화탄소 건조 조성물에 침지하는 단계; 및
(d) 상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함한다.
Description
집적회로, 마이크로 전자 소자, 마이크로-기전복합 소자(MEMs)의 생산공정은, 화학물질의 캐리어로서 또는 공정 부산물의 제거를 용이하게 하기 위한 매질로서 물을 사용하는 여러 처리 단계를 포함한다. 보다 작은 피처 크기(feature size)와 보다 복합적인 마이크로 소자를 추구함에 따라 소재 및 공정의 발전이 이루어져 왔다. 몇몇 경우에는, 이러한 개발중인 공정에서 물을 사용하는 것이 문제가 되어 물의 해로운 효과와 물에 의해 이동되는 부산물이 관찰되었다. 액체 또는 초임계 상태의 고농도의 이산화탄소의 독특한 물리학적 특성은 이러한 문제를 어느 정도 방지한다는 점에서 특히 관심을 끌고 있다.
고농도의 CO2가 실제로 적용되는 그러한 공정의 하나는 표면장력의 억제 또는 모세관에 의해 유도되는 이미지 붕괴(capillary force induced image collapse)와 연관이 있다. 이것은 포토레지스트를 이용한 마이크로-리토그래피 이미지의 수성 현상 과정에서 특히 관심의 대상이 된다. 포토레지스트는 기판에 이미지를 옮기는데 사용되는 감광성 필름이다. 포토레지스트 코팅층은 기판 상에 형성되며, 그런 다음 포토레지스트층이 광마스크를 통해 또는 그 외의 기술을 통해 활성와 광원에 노출된다. 활성화 광원에 노출되면 포토레지스트 코팅층에 광유도성 화학적 변형이 이루어져 광마스크(또는 패턴 생성기)의 패턴이 포토레지스트가 코팅된 기판에 옮겨진다. 노광에 이어서, 포토레지스트는 현상되어 릴리프(relief) 이미지를 제공함으로써 기판의 선택적 프로세싱이 가능해진다(미국특허 6,042,997 참조).
포토레지스트는 포지티브-작용성(positive-acting) 또는 네거티브-작용성(negative-acting)일 수 있다. 네거티브 작용성 레지스트의 경우에는, 노출된 부위는 용해도가 감소하여 현상 시 웨이퍼상에 남아 있게 되는 반면에, 노출되지 않은 부위는 제거된다. 포지티브-작용성 레지스트의 경우에는, 노출된 부위는 용해도가 현상 용액에서 증가하여 현상 단계에서 제거되고, 노출되지 않은 부위는 영향을 받지 않게 된다. 포지티브 및 네거티브 작용성 레지스트 물질은 전형적으로 주어진 파장에서 UV 광에 노출 시 변형을 겪는 화학적 작용기를 포함한다. 폴리머의 극성의 증가 또는 감소가 현상 용액에서의 폴리머의 용해도를 변화시키기 위한 구동력이기 때문에, 상기 변형을 종종 "극성 전환(polarity switch)"이라고 한다. 이러한 변형은 광산 발생기(PAG's) 또는 광염기 발생기(PGB's)를 레지스트 조성물에 포함시킴으로써 촉진된다. 산 및 염기 모이어티는 전형적으로 적절한 광원에 노출된 다음 열에 노출 시 생성된다. 현상 용액은 전형적으로 수성이며, 후속 공정을 진행하기 전에 전형적으로 기판 상에서 건조된다.
이미지 레지스트 패턴 상에서 수성 건조 시 존재하는 모세관 힘은 레지스트의 변형과 패턴 붕괴를 유발할 수 있다. 이러한 문제는 특히 리쏘그래피 기술이 더 큰 종횡비(aspect ratio)를 갖는 더 작은 이미지 노드를 지향하기 때문에 심각해진다. 연구자들은 수성 건조와 연관된 붕괴 문제가 130-nm 기술 노드에 영향을 줄 것이며, 종횡비가 증가함에 따라 후속 기술에서 보다 심각해질 것이라고 보고하였다.
IBM 과 NTT 의 연구자들은 초임계 레지스트 건조(SRD)에서 이산화탄소를 사용하면 이미지 붕괴 및 필름 손상을 감소시킬 수 있다고 보고하였다(H. Namatsu,J. Vac. Sci. Technol. B 18(6), 3308-3312(2000); D. Goldfarb 등,J. Vac. Sci. Technol B. 18(6)3313-3317 (2000) 참조). 그러나, 표면장력의 부재, 도달 가능한 임계 온도, 및 CO2압력이 건조 공정의 긍정적 요소로서 간주되는 반면에, 초임계 상태에서 상대적으로 낮은 수용해도가 유체의 이동능을 증가시키기 위해 화학적 보조제의 사용을 필요로 하는 해결 과제로서 기재되어 있다. IBM과 NTT의 연구자들은 초임계 유체에 의한 건조공정(fluid aided drying)에서 소정의 계면활성제의 용도를 입증하였다. 그러나, 계면활성제는 "간접적 SRD"에서 헥산 프리-린스(pre-rinse)에 도입된다고 기재되어 있으며(상기 Goldfarb 등을 참조), 또는 특정 계면활성제만이 "직접적인 SRD"에서 이산화탄소에 도입된다고 한다. 직접적인 건조방법과 간접적인 건조방법 모두에서, 계면활성제 및 공용매의 선택은 레지스트 손상을 일으키는 적합성(compatibility) 문제에 의해 제한된다. 따라서, 이산화탄소를 사용하는 SRD의 새로운 접근방법이 필요하다.
초소형 전자 소자의 기판(예: 포토레지스트가 코팅된 반도체 웨이퍼, MEMS, 광전자 소자, 광자 소자(photonic device), 평판 디스플레이, 등) 상의 표면을 건조하는 것과 관련된 또 다른 문제는 수성 처리, 세정, 또는 린스 용액을 통상 건조 워터마크(drying watermark)라고 불리는 잔류물을 남겨두지 않고 완전히 제거하는 것이다. 이러한 워터마크는 상기 유체를 건조할 때, 수성 처리, 세정, 또는 건조 유체에서의 용질의 농도에서 기인한다. 많은 마이크로 전자 소자, 광학적 소자, 마이크로-광학적 소자, 또는 MEMS 소자에서는, 이러한 워터마크가 생산 수율 또는 소자의 궁극적인 성능수행에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 혼입된(entrained) 용질의 농축 및최종적인 침적을 제거하는, 표면으로부터 수성 유체를 제거(세정)하는 효과적인 방법이 필요하다.
MEMs 소자를 제조하는데 그러한 시도가 이루어졌다. 습식-처리 단계는 일반적으로 린스 및 건조단계로 완결된다. 증발에 의한 건조는 표면 및 다양한 마이크로-피처에 고인 낮은 농도의 용질을 갖는 물이 풀(pool)의 표면적을 최대화하는 지점으로 농축되도록 한다. 그 결과, 이러한 건조단계는 일단 용해된 용질 모티브(motive) 부분까지 또는 그에 근접하여 농축되도록 할 수 있다. 유기물질 또는 무기물질일 수 있는 침적된 물질로 인해 스틱션(stiction), 즉 모티브 부분의 고정이 이루어져, 작동될 수 없게 된다. 제조과정에서 "릴리즈 스틱션(release stiction)"이라는 것은 부착력, 반데르발스힘, 및 마찰력으로부터 유래된다고 여겨진다. 이러한 현상으로부터 발생된 힘은 MEMs 소자상의 모티브 부분을 완전히 무력하게 할 수 있다.
스틱션을 타파하기 위해, MEMs 소자의 제조자는 린스 공정에서 표면장력을 감소시키고 건조 단계를 촉진시키는, 짧은 체인의 알콜과 같은 용매를 사용한다. 그러나, 이런 공정만으로는 스틱션의 발생이 제거되지 않는다. 표면장력이 손상을 유발할 수 있는 마이크로 구조를 건조시키는데, 초임계 CO2가 제안되었다(Gregory T. Mulhern "Supercritical Carbon Dioxide Drying of Micro Structures" 참조). 그 중에서도 Texas Instrument사의 연구자들은 초임계 CO2가 평정단계(pacification step) 이전에 MEMs 소자로부터 유기 및 무기 오염물을 세정하여 스틱션을 제한하는데 사용될 수 있다는 것을 입증하였다(미국특허 6,024,801 참조).
초임계 CO2를 이용하는 이러한 기술은 물과 용질이 동시에 제거되어 특정 부위에서의 물과 용질의 농축을 피할 수 있는 건조 및 세정의 조합에 의해 스틱션을 제한하지 않는다. 건조, 세정, 및 표면 평정이 통합된 방법을 통해 릴리즈 스틱션을 차단할 수 있는 기술이 필요하다.
수성 습식-처리 공정과 관련된 건조와 세정의 시도의 한 예에서는 집적회로의 생산시 층간 금속배선공정(interlayer metalization)에 대해 깊은 바이어스(vias)를 형성시킨다. 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 방법에 의해 형성되는 이러한 바이어스는 잔류물을 세정하기 어려운, 전형적으로 큰 임계 종횡비를 갖는 기하학적 구조를 갖는다. 또한, 물과 같은 종래의 유체로 습식-처리단계와 린스를 하면 일단 용해된 용질은 증발건조시 남아있게 된다. 바이어스의 바닥에 침적된 이러한 용질은 금속배선공정 시 도전을 저하하여 기능적 수율을 낮출 수 있다.
습식 처리단계 후에 바이어스로부터 물을 제거(건조)하고 용해된 용질을 제거(세정)함으로써, 수율의 손실을 감소시키는 기술이 필요하다.
본 발명은 액체 또는 초임계 이산화탄소를 이용하여 반도체 기판, MEMs, 또는 광전 소자(optoelectronic device)와 같은 기판에서 물과 수성 용매를 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 다양한 위치에 존재하는 물과 거기에 형성된 패턴된 레지스트층을 갖는 기판을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 액상을 거치지 않고 CO2초임계 혼합물로부터 기체로의 전이 가능성을 나타내는 CO2시스템의 상평형도이다.
도 4는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치의 또 다른 구현예를 도식적으로 나타낸 것이다.
발명의 요약
본 발명의 제 1 측면은, 세정되어야 할 표면부를 갖는 기판을 제공하는 단계; 공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 세정 보조제와 이산화탄소를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계; 상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 조성물에 침지하는 단계; 및 상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 침지 단계 및 상기 제거 단계 중 적어도 어느 한 단계동안 상기 세정 조성물을 균질한 조성물로서 유지하는, 마이크로 전자 소자를 세정하는 방법이다. 본 발명의 방법에 의해 세정될 수 있는 소자의 예로는 마이크로 기전복합 소자(MEMs), 광전 소자, 및 레지스트-코팅된 기판이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 특정 구현예에서, 본 발명은 명세서에 개시되어 있는 레지스트-코팅된 기판(반도체 기판과 같은), MEMs 소자, 또는 광전 소자와 같은 마이크로 전자 소자로부터 물 및 공존하는 용질을 제거하기 위한 방법을 제공한다. 그러한 방법에서, 물의 세정/제거는 소자로부터 물을 "건조"하는 것이라고 말할 수도 있다.일반적으로, 상기 방법은 (a) 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼와 같은 이미지 피처 또는 패턴된 피처를 갖는 기판을 제공하는 단계; (b) 공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 건조 보조제와 이산화탄소를 포함하는, 농축된(예: 액체 또는 초임계) 이산화탄소 건조 조성물을 제공하는 단계; (c) 상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 조성물에 침지하는 단계; 및 (d) 상기 표면부로부터 상기 건조 조성물을 제거하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 다양한 특정 구현예에 대해 설명한다.
주기적인 상 조절.본 발명의 또 다른 측면은 용해성 물질, 미립자, 및/또는 오염물 등을 제거하기 위한, 마이크로 전자 소자를 세정하는 방법이다. 상기 방법은 세정되어야 할 표면부를 갖는 기판을 제공하는 단계; 이산화탄소 및 선택적이지만 바람직하게는 공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 세정 보조제를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계; 상기 표면 부위를 상기 농축된 이산화탄소 조성물에 침지하여 표면부를 세정하는 단계; 및 상기 표면 부위로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 침지/세정 단계는 그 단계의 일부 또는 전부동안 아래에 보다 상세하게 설명한 바와 같이, 바람직하게는 주기적인 상 조절을 수행하면서 수행된다.
수성 세정 시스템.본 발명의 또 다른 측면은, 세정되어야 할 표면부를 갖는 기판을 제공하는 단계; 이산화탄소와 물을 포함하는 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계를 포함한다. 선택적이지만 바람직하게는, 하나 이상의 세정 보조제가 상기 세정 조성물로 세정되어야할 물건의 세정을 촉진시키기에 충분한 양만큼 포함된다. 적절한 세정 보조제로는 예를 들어, 공용매, 계면활성제, 수용성 세정 보조제, 및 그들의 조합이 있다. 상기 방법의 다음 단계는 상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 조성물에 침지함으로써 물건을 세정하는 단계; 및 상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함한다.
미립자 세정.본 발명의 또 다른 측면은 마이크로 전자 소자로부터 고체 미립자를 세정/제거하는 방법이며, 상기 방법은 세정되어야 할 표면부를 갖는 기판을 제공하는 단계; 이산화탄소 및 선택적이지만 바람직하게는 공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 세정 보조제를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계; 고체 미립자 오염물을 제거하기에 충분한 시간동안 상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 조성물에 침지하는 단계; 및 상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함한다. 기판의 미립자 오염물은 예를 들어 기판의 화학적-기계적 평탄화(planarization) 작업 이후에 발견될 수 있다.
오염물의 재침적 제어.바람직한 한 구현예에서는, 공정 파라미터는 바람직하게는, 상기 침지 단계, 제거 단계, 또는 상기 두 단계동안, 레지스트 코팅, 패턴된 피처, 또는 소자 또는 회로의 기계, 전자, 또는 광학적 구성요소 상에 건조 보조제 또는 수성의 혼입된 용질이 실질적으로 침적됨이 없이, 건조 및 세정 조성물이 균질한 조성물로 유지되도록 조절된다.
이하, 본 발명을 도면 및 상세한 설명에서 보다 상세하게 설명할 것이다.
바람직한 구현예의 상세한 설명
본 발명의 방법에 의해 세정될 수 있는 장치의 예로는 마이크로 기전복합 소자(MEMs), 광전 소자, 및 레지스트-코팅된 기판이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 레지스트는 전형적으로는 폴리머 물질을 포함하며, 포지티브-작용성 레지스트 또는 네거티브-작용성 레지스트일 수 있다. 상기 레지스트는 건조 공정이 수행될 때에 패턴되거나 패턴되지 않을 수 있으며, 현상되거나 현상되지 않을 수 있다.
임의의 적절한 레지스트 조성물이 본 발명을 수행하는데 사용될 수 있으며, 그러한 예로는 미국특허 6,042,997; 5,866,304; 5,492,793; 5,443,690; 5,071,730; 4,980,264; 및 4,491,628에 기재된 것이 있으나 이에 한정되지는 않는다. 구체적으로, 본 발명자는 여기에 인용된 미국특허 참고문헌 모두 그 전체로서 참고로 본 명세서에 통합시키고자 한다.
상기 레지스트 조성물은 스피닝(spinning), 딥핑(dipping), 롤러 코팅, 또는 그 외의 종래 코팅방법과 같은 일반적으로 알려진 방법에 따라 액체 조성물로서 기판에 적용될 수 있다. 스핀 코팅 시, 코팅 용액의 고체 함량은, 사용되는 스피닝 기구, 용액의 점도, 스피너(spinner)의 속도, 및 스피닝을 위해 허용되는 시간에 기초하여 원하는 필름 두께를 제공하도록 조정될 수 있다.
레지스트 조성물은 포토레지스트로의 코팅과 관련된 공정에서 통상적으로 사용되는 기판에 적절히 적용된다. 예를 들어, 상기 조성물은 마이크로프로세서 및 그 이외의 집적 회로 성분을 생산하기 위하여, (이산화실리콘, 실리콘 니트라이드, 폴리실록산, 및/또는 금속 등과 같은 하나 이상의 층을 포함할 수 있는)실리콘 웨이퍼에 적용될 수 있다. 알루미늄-산화알루미늄, 갈륨 아르세나이드, 세라믹, 석영, 또는 구리 기판 또한 이용될 수 있다. 액정 디스플레이와 기타 다른 평판 디스플레이에 사용되는 기판, 예를 들어 유리 기판, 산화인듐주석(ITO)이 코팅된 기판 등이 또한 이용된다.
포토레지스트를 표면에 코팅한 다음, 바람직하게는 포토레지스트 코팅이 점성이 없어질 때까지 가열하여 용매를 제거함으로써 건조한다. 또 다른 방법으로는, 여기에 기재된 방법에 의해 건조될 수 있다. 그 후에는, 종래의 방법으로 이미지를 만든다. 레지스트 코팅층에 패턴된 이미지를 생성시키기 위하여 포토레지스트 시스템의 광활성 성분을 효과적으로 활성화하는데 노출은 충분하다.
노출 후, 조성물의 필름층을 베이킹할 수 있다. 그 후, 필름 레지스트층을 임의의 적절한 현상액(현상액의 선택은 부분적으로는 레지스트 물질로서 구체적으로 무엇을 선택하느냐에 의존할 것이다)에 접촉시킴으로써 상기 필름을 현상한다. 예를 들어, 현상액은 극성 현상액, 예를 들어 무기 알칼리(예: 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨)와 같은 수성 현상액; 에틸 아민, n-프로필 아민, 디에틸아민, 디-n-프로필아민, 트리에틸아민, 또는 메틸디에틸아민과 같은 다양한 아민 용액; 디에탄올아민 또는 트리에탄올아민과 같은 알콜아민; 피롤, 피리딘, 등과 같은 환상 아민이 있다. 일반적으로, 현상은 공지기술의 방법에 따른다. 현상 후, 레지스트는 선택적으로 린스(예를 들어, 수성 린스)된 다음 건조되며, 바람직하게는 여기에 기재된 건조 방법에 의한다.
기판상의 포토레지스트 코팅을 현상한 다음, 현상된 기판은 예를 들어, 레지스트가 제거된 기판 부위상에, 예를 들어 당해 기술분야에 공지된 방법에 따라 화학적으로 에칭 또는 침적시킴으로써, 레지스트가 제거된 부분에서 선택적으로 처리될 수 있다. 마이크로 전자 기판, 예를 들어 이산화실리콘 웨이퍼의 제조를 위한, 적절한 시각용액으로는 예를 들어, 플라즈마 흐름으로서 적용되는 CF4또는 CF4/CHF3식각제와 같은 염소 또는 불소계 식각제와 같은 기체 식각제가 있다.
본 발명을 실행하기 위해 사용되는 이산화탄소 세정 건조 조성물은 전형적으로
(a) 나머지 량, 전형적으로는 20, 30, 40, 50, 또는 60% 이상의 이산화탄소;
(b) 0, 0.01, 0.1, 0.5, 1, 또는 2 % 내지 5 또는 10 % 이상의 계면활성제;
(c) 0, 0.01, 0.1, 1, 또는 2 % 내지 30, 40, 또는 50 % 이상의 유기 공용매;
(d) 선택적이지만, 어떤 구체예에서 바람직하게는 0, 0.01, 또는 0.1 내지 2, 5, 또는 10 % 의 물; 및
(e) 물이 포함될 경우, 기판의 세정을 촉진시키기에 충분한 양의 수용성 화합물/세정 보조제를 포함한다.
바람직하게는, 하나 이상의 계면활성제 및/또는 공용매가 세정/건조 조성물에 포함되고(예: 0.01% 이상), 선택적으로는 계면활성제와 공용매 모두가 상기 조성물에 포함될 수 있다. 물은 특정한 세정용도와 기판의 특성에 따라 조성물에 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 여기에 기재된 %는 달리 표시되지 않았으면 중량% 이다.
세정/건조 조성물은 극저온의 액체를 포함한 액체 또는 초임계 유체로서 제공될 수 있다. 액체 및 초임계 이산화탄소는 모두 확립된 용법에 따라 본 명세서에서 "농축된" 이산화탄소라고 불린다.
유기 공용매는 하나의 화합물 또는 두 개 이상의 성분으로 된 혼합물일 수 있다. 유기 공용매는 알콜(디올, 트리올 등을 포함), 에테르, 아민, 케톤, 카보네이트, 또는 알칸, 또는 탄화수소(지방족 또는 방향족)이거나 이들을 포함할 수 있다. 유기 공용매는 상기한 바와 같은 알칸의 혼합물, 상기한 바와 같은 하나 이상의 알콜(0 또는 0.1 내지 5%의 C1 내지 C15 알콜(디올, 트리올 등을 포함)과 같은 부가적인 화합물과 조합한 하나 이상의 알칸 혼합물일 수 있다. 본 발명을 수행하기 위해 임의의 계면활성제를 사용할 수 있으며, 상기 계면활성제는 CO2-비친화기(예: 친유성기)에 결합된 CO2-친화기(PCT 출원 WO96/27704에 기재된 바와 같은)를 함유하는 계면활성제 및 CO2-친화기를 함유하지 않는 계면활성제(즉, 소수성(전형적으로는 친유성)기에 결합된 친수성기를 포함하는 계면활성제)를 모두를 포함한다. 단일 계면활성제를 사용하거나 계면활성제들의 조합을 사용할 수 있다. 수많은 계면활성제가 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있다(예를 들어 McCutcheon's Volume 1: Emulsifiers & Detergents(1995 North American Edition)(MC Publishing Co., 175 Rock Road, Glen Rock, N.J. 07452) 참조). 본발명을 수행하기 위해 사용될 수 있는 주요 계면활성제의 예로는 알콜, 알콜아미드, 알칸올아민, 알킬아릴 술포네이트, 알킬아릴 술폰산, 알킬벤젠, 아민 아세테이트, 아민 옥사이드, 아민, 술폰화 아민 및 아미드, 베타인 유도체, 블록 중합체, 카르복실화 알콜 또는 알킬페놀 에톡실레이트, 카르복실산 및 지방산, 디페닐 술포네이트 유도체, 에톡실화 알콜, 에톡실화 알킬페놀, 에톡실화 아민 및/또는 아미드, 에톡실화 지방산, 에톡실화 지방 에스테르 및 오일, 지방 에스테르, 플루오로카본계 계면활성제, 글리세롤 에스테르, 글리콜 에스테르, 헤테로시클릭형 물질, 이미다졸린 및 이미다졸린 유도체, 이세티오네이트(isethionate), 라놀린계 유도체, 레시틴 및 레시틴 유도체, 리그닌 및 리그닌 유도체, 말레 또는 숙신 안하이드라이드, 메틸 에스테르, 모노글리세라이드 및 그 유도체, 올레핀 술포네이트, 포스페이트 에스테르, 유기인 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리머(폴리사카라이드, 아크릴산, 및 아크릴아미드) 계면활성제, 프로폭실화 및 에톡실화 지방산 알콜 또는 알킬 페놀, 단백질계 계면활성제, 4급 계면활성제, 사르코신 유도체, 실리콘계 계면활성제, 비누, 소르비탄 유도체, 수크로오스 및 글루코오스 에스테르와 그 유도체, 오일 및 지방산의 술페이트 및 술포네이트, 에톡실화 알킬페놀의 술페이트 및 술포네이트, 알콜의 술페이트, 에톡실화 알콜의 술페이트, 지방 에스테르의 술페이트, 벤젠의 술포네이트, 큐멘, 톨루엔과 크실렌, 응축된 나프탈렌의 술포네이트, 도데실 및 트리데실벤젠의 술포네이트, 나프탈렌의 술포네이트와 알킬 나프탈렌, 석유의 술포네이트, 술포숙시나메이트, 술포숙시네이트 및 그 유도체, 타우레이트, 티오 및 머캅토 유도체, 트리데실 및 도데실 벤젠 술폰산 등이 있다.
도 1은 본 발명의 방법에 의해 건조될, 레지스트-코팅된 기판 물건 (10)을 나타낸다. 상기 물건은 기판 (11)을 포함하며, 그 기판은 실리콘 또는 그 이외에 상기한 바와 같은 어떠한 소재도 포함할 수 있으며 기판 그 자체가 그 위에 형성된 레지스트 코팅 (12)를 갖는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 건조에 의해 제거되어야 할 물방울 (14), (15)는 가장 상부의 표면과, 레지스트 코팅층에 형성되어 있는 트렌치에 존재한다.
도 2는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치를 도식적으로 나타낸다. 상기 장치는 액체 또는 초임계 이산화탄소를 수용하기에 적합한 밀폐된 건조 용기 (21)를 포함하며, 그 용기 내에는 코팅된 기판(10)(또는 세정되어야할 다른 마이크로 전자 소자)이 적절한 서포트(27) 상에 위치하고 있다. 상기 건조 용기는 도어(door), 교반 소자 또는 교반을 위한 그 이외의 수단, 관찰 창(view window), 압력을 증가시키거나 감소시키기 위해 건조 용기에 연결된 콤프레서, 열 교환기, 건조 용기의 내용물의 온도를 증가시키거나 감소시키기 위해 건조 용기에 연결된 히터 또는 쿨러 등을 포함할 수 있다.
이산화탄소 세정/건조 조성물 공급부 (22)는 적절한 파이핑에 의해 건조 용기에 연결된다. 세정/건조 조성물 공급부 (22)는 그 자체가 하나 이상의 저장 용기, 펌프, 밸브, 이산화탄소로 건조 보조제를 혼합하기 위한 파이핑 등을 포함할 수 있다. 상기 건조 용기는 세정되어야 할 물건 (10) 보다 높은 수준 (28)까지 세정/건조 조성물로 채워질 수 있다.
공정 조건을 조절하기 위해 이용되는 특정 기술 또는 그러한 기술의 조합에따라, 상기 시스템은 건조 용기 (21)에 연결된, 제 2 기체, 제 2 물질, 및/또는 부가적인 이산화탄소의 공급부 (24)를 포함한다.
필요할 경우, 현상액 공급부 (25)가 기판의 현상과 건조 모두가 동일한 용기 (21)에서 수행되도록 건조 용기에 연결될 수 있다.
바람직하게는, 수용된 조성물을 배출시키기 위해 배출 시스템 (26)이 용기 (21)에 연결된다. 배출 시스템 그 자체는 적절한 펌프, 밸브, 콤프레서 등을 포함할 수 있고(그러한 구성요소 중 일부는 상기 공급요소와 연결되어 여러 기능을 수행할 수 있다), 이산화탄소와 같은 성분을 증발시키고 선택적으로는 재순환시키기 위한 스틸을 포함할 수 있으며, 재활용을 위한 구성 요소를 공급하기 위해 다양한 조성물 또는 성분을 재활용하기 위한 적절한 파이핑, 밸브 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용된 건조 조성물을 증발시킴으로써 이산화탄소가 재순환되어 건조조성물의 일부로서 또는 부가적인 이산화탄소 공급원으로서 재사용 되도록 할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 방법은
(a) 레지스트 코팅된 실리콘 웨이퍼와 같은 이미지 피처 또는 패턴된 피처를 가지며 상기 레지스트 코팅층상에 물을 갖는 기판을 제공하는 단계;
(b) 공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 건조 보조제 및 이산화탄소를 포함하는, 농축된(예: 액체 또는 초임계) 이산화탄소 건조 조성물을 제공하는 단계;
(c) 상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 조성물에 침지하는 단계; 및
(d) 상기 표면부로부터 건조 조성물을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 레지스트 코팅층 상에 건조 보조제 또는 오염물의 실질적인 침적 또는 재침적 없이, 건조 조성물이 침지 단계, 제거 단계, 또는 침지 단계 및 제거 단계 동안 균질한 조성물로 유지되도록 상기 공정 파라미터를 조절할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제공 단계는 이산화탄소를 보조제와 혼합하여 균질한 용액을 생성시킴으로써 수행되고, 상기 침지 단계는 상기 건조 조성물을 균질한 용액으로 유지하면서 수행된다. 그러한 혼합은 건조 조성물 공급부 (22)에서 교반, 압력하 주입 등과 같은 적절한 수단에 의해 수행될 수 있다.
제거 단계는 바람직하게는 건조 조성물을 균질한 용액으로 유지하면서 수행된다. 일반적으로, 이것은 건조 조성물이 건조 용기로부터 배출될 때 건조 조성물의 비등을 억제함으로써 이루어진다. 용기로부터 액체 CO2가 배출될 때, 액체는 포화된 증기압이라 불리는, CO2증기와 평형인 상태에 도달한다. 포화상태를 유지하기 위해, 액체가 바람직하게는 용기의 최하부로부터 벤팅되거나 펌핑됨으로써 용기로부터 제거되기 때문에, 증기상의 부피를 증가시키기 위해 액체상을 비등시켜 증기를 생성시킨다. 액체/기체 및 액체/기체 계면에서 이루어질 수 있는 이러한 비등은 CO2보다 더 낮은 증기압을 갖는 보조제(공용매와 계면활성제를 포함)와 용질 오염물을 계면에서 농축시킨다. 농축된 보조제, 침적된 오염물, 및 액체/고체 계면상에 비등에 의해 생성된 계면 스트레스는 레지스트 피처, MEMs, 또는 그 이외의 패턴된 마이크로 소자에 손상을 줄 수 있다. 이미지화되고 현상된 레지스트의 경우, 3 보다 더 큰 종횡비와 130nm 보다 작은 크기를 갖는 피처는 손상을 받기 쉽다. 그러한 손상을 예방하기 위한 제어 방법은 다음과 같다.
예를 들어, 건조 조성물이 액체 건조 조성물일 경우, 제거 단계는 밀폐된 챔버를 드레이닝 단계에서 상기 건조 조성물의 비등을 억제하기에 충분한 양의, 공급부 (24)로부터의 제 2 압축 기체(예: 헬륨, 질소, 공기, 그들의 혼합물)로 가압함으로써 수행될 수 있다. 제 2 기체는 바람직하게는 CO2보다 더 큰 포화 증기압을 갖는 건조 조성물에서 실질적으로 혼합 가능한 것이다. 제 2 기체는 그 자체가 건조 조성물을 용기로부터 밀어내는데 사용될 수 있고, 또는 제 2 기체가 건조 조성물의 배출 동안 세정 용기에 형성된 기체-액체 계면에서 과압(over-pressurization)을 유지하면서, 건조 조성물이 용기로부터 펌핑되거나 또는 배출될 수 있다.
또 다른 방법으로는, 건조 조성물이 액상일 경우, 배출 단계는 액체-기체 평형에 의한 비등 없이 제 2의 챔버 또는 저장 용기에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 시나리오에서, 건조 챔버 (21)은 기체 라인 (32)(최상부)와 액체 라인 (33)에 의해 저장 용기 (31)에 연결된다. 각각의 라인은 용기 (21)과 (31)을 서로 분리 또는 유리시키기 위해 밸브 (34), (35)를 포함한다. 배출 단계동안, 저장 용기 (31)은 세정/건조 용기 (21)의 포화된 증기압 또는 그 이상의 포화된 압력 하에서 액체 CO2조성물을 함유한다. 배출은 우선 용기 (21)과 (31) 사이에 있는 가스 라인 (32)을 개방한 다음, 액체-라인 (33)을 개방함으로써 이루어질 수 있다. (21)이 (31)보다 충분히 높게 위치해 있다면 중력 및/또는 펌핑에 의해, 액체는 세정 용기 (21)로부터 저장 용기 (31)로 흐른다. 상기 액체 이동은 레지스트 피처 또는 다른 소자 피처에 잠재적인 손상을 주지 않고 비등을 막는다.
건조 조성물이 초임계 건조 조성물일 경우, 기체-액체 계면이 존재하지 않을 것이다. 이런 경우에는, 상기 제거 단계는 우선 초임계 유체가 용기로부터 제거될 수 있는 액체 건조 조성물로 전환되도록, 제 2 물질(예: 상기한 바와 같은 공용매 또는 제 2 기체)을 초임계 건조 조성물에 부가함으로써 수행될 수 있다. 제 2 기체가 초임계 유체를 액체로 변화시키는데 사용된다면, 상기 제 2 기체는 CO2보다 높은 포화 증기압 및/또는 CO2보다 더 높은 임계압과 임계온도를 갖는 것으로부터 선택되어야 한다. 그러한 예로는 질소, 아르곤, 헬륨, 산소, 및 그들의 혼합이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또 다른 방법으로는, 상기 건조 조성물이 초임계 상태일 경우, 동시에 순수한 초임계 CO2를 부가하고 보조제 함유 초임계 CO2를 제거함으로써 보조제 함유 유체를 배출 단계 전에 충분히 희석할 수 있다. 충분한 유체 전환가 이루어지고 보조제 농도가 효과적으로 최소화된 후에, 액체 상태를 거치지 않고 기체 상태로의 직접적인 전환이 이루어질 때까지 유체를 초임계 상태로 유지하면서 초임계 유체를 건조 용기로부터 벤팅시킨다. 이것은 배출/벤팅 단계동안 용기의 압력이 혼합물의 임계 압력(Pc)보다 낮을 때까지 유체의 온도를 혼합물의 임계 온도(Tc)보다 높게 유지함으로써 이루어진다. 도 3은 액체 상태를 거치지 않고 CO2초임계 혼합물로부터 기체로의 전이 가능성을 나타내는 CO2시스템의 상평형도를 나타낸다. 초임계 유체의 팽창과 그로 인한 남아 있는 기체의 팽창은 흡열반응이기 때문에, 유체 또는 기체를 임계 온도보다 높은 온도로 유지함으로써 초임계 유체의 액체 또는 고체로의 응축을 피하기 위해서는 시스템에 열이 부가될 필요가 있다. 초임계상으로부터 기체상으로의 직접적인 전이를 수행함으로써, 액체의 비등을 피하게 되며, 그로 인해 액체/고체 계면에서 수축되는 액체 메니스커스에 의해 유발되는 계면 스트레스와 마이크로 소자상의 용질의 원치 않는 침적을 피할 수 있게 된다.
또 다른 구현예에서, 제거 단계는 공급부 (24)로부터의 부가적인 이산화탄소로 건조 조성물을 희석함으로써 수행되며, 그 희석 단계동안 건조 조성물은 배출 시스템 (23)에 의해 용기로부터 제거된다. 더 많은 양의 이산화탄소가 그러한 기술에 필요하기 때문에, 이산화탄소를 공급부 (22) 또는 공급부 (24)로 돌려보내어 재활용하기 위하여 적절한 파이핑과 밸브가 함께 구비된, 배출된 이산화탄소를 증류시키기 위한 스틸을 사용하는 것이 바람직하다.
또 다른 구현예에서는, 건조 챔버에서 액체 및 기체 CO2를 치환하여 증기상의 제 2의 기체가 우세해지도록 CO2기체의 포화점보다 높은 압력범위에서 제 2 기체를 사용한다. 더 낮은 압축열을 갖는 제 2 기체는 챔버로부터 시스템으로의 열손실이 더 적은 주위 압력으로 벤팅될 수 있다. 더 작은 Joule-Thomson 계수, (μ)로 표현된 바와 같이, 고압으로부터 대기 조건으로의 기체의 팽창은 기판 또는 기판에 근접한 부분에서 온도에 더 작은 변화를 일으킨다(μCO2>μx, 여기서 X = 제2 기체).
μ = (dT/dP)H
이 구현예에서, 급격한 압력의 순환이 작업 처리량을 높이기 위해 필요할 때, 제 2 기체는 열적 충격을 피하는데 유용하다. 실리콘 웨이퍼와 같은 기판은 온도가 현저히 증감할 경우 갈라지거나 손상될 수 있다. 기체의 팽창으로 인한 챔버 및 용기의 냉각은 또한 귀중한 처리 시간을 더 필요로 하며 온도 조절을 위해 실질적인 열의 투입을 필요로 한다. 제 2 기체의 사용은 열의 손실 및 열의 투입을 최소화하여 순환 시간 및 에너지 필요량을 현저히 줄일 수 있다.
주기적인 상 조절.전술한 바와 같이, 한 구현예에서 세정 단계는 바람직하게는 주기적인 상 조절(CPM) 또는 세정 조성물의 상을 주기적으로 조절/변화시키면서(즉, 주기적으로 세정 조성물을 액체에서 기체로, 액체에서 초임계 유체로, 초임계 유체에서 기체로, 초임계 유체에서 액체 등으로과 변화시키는 것) 수행된다. CPM은 레지스트, 레지스트 잔류물, 유기 잔류물, 미립자 물질 등에 (1) 증진된 물리적 작용 및 (2) 증진된 화학적 작용을 일으키는, CO2가 농후한 상/세정 조성물의 공정 제어를 이용한다. 1)과 관련하여, 액체 및 초임계 CO2는 유기 폴리머를 가소화 함으로써 CO2가 분자 수준, 분자간, 및 분자내 결합 상호작용으로 벌크상을 투과한다. CPM 과정에서, 유체의 밀도는 높거나 낮게 조절되기 때문에, 이산화탄소 매스는 폴리머 벌크 상으로부터 안팎으로 확산된다. 이러한 방법은 팽창, 수축, 얇은 층으로 갈라지는 현상(delamination), 잠재적 용해, 및 폴리머 물질의 표면으로부터의 궁극적인 제거를 촉진하는, 벌크 폴리머 상에 기계적인 스트레스 및 변형을 일으킨다. 농후 이산화탄소 세정은 공용매, 계면활성제, 반응물, 및 때로는 물을 사용하여 증진되기 때문에, 농후한 상은 또한 이러한 물질들의 훌륭한 캐리어가 되어야 한다. 2)와 관련하여, CPM은 A) 연속상, B) 기판의 표면, 및 C) 레지스트 잔류물과 같은 제거되어야 할 물질의 벌크상에 화학적 보조제의 분배를 조절하는데 이용된다.
많은 유기 물질은 연속상 밀도로서 나타낸 온도 (T) 및 압력 (P) 범위 조건 하에서 액체 및/또는 초임계 CO2에 용해 가능하다. 이러한 범위에서의 물질의 용해도는 또한 농도 의존적이다. 극성이 높고 증기압이 낮은 물질과 함께 물 및 무기물질은 전형적으로 액체 및 초임계 CO2에서 불용성이다. 그러나, CO2-친화 특성을 갖는 계면활성제는 농후 CO2에서 이러한 물질을 분산시키고 유화시키는데 매우 유용한 것으로 나타났다. 또한, 플루오르화 또는 실록산계 성분을 함유하지 않는 종래의 계면활성제는 CO2가 소정의 공용매 조절제와 조합될 때 유용한 것으로 밝혀졌다. CPM 동안, 연속상의 밀도가 조절될 때, 용해되고, 분산되거나 유화되는 화학적 보조제는 연속상과 기판의 표면 사이에 분배된다. 또한, 폴리머 및 다공성 잔류물이 있는 벌크상의 CO2및 보조제는 CPM의 결과 서로 다른 속도로 벌크 물질에서 확산되어 벌크상의 보조제를 농축시킨다. 이러한 벌크상에서의 농축 효과는 동역학적으로 잔류물의 팽윤과 용해를 증진시킨다. 예를 들어, 농후 CO2에서 팽윤 및 용해를억제하는 극성 수소결합 작용기를 함유하는 유기 폴리머 잔류물의 경우를 고려해 보라. 벌크 폴리머의 팽윤과 궁극적으로는 기판으로부터 물질의 제거를 증진시키기 위해, 수용성 수소결합 공용매를 CO2와 함께 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 물질의 팽윤과 용해 또는 분산은 CO2중의 보조제의 농도에 의해 동역학적으로 제한된다. CPM에서 (T) 및 (P)의 조건은 연속상과 웨이퍼 표면 사이 및 벌크상에서의 잔류물의 분리가 유발되도록 조절될 수 있다. 이 방법은 분자 수준에서 잔류물 상에서 보조제의 국소적인 농축을 증가시킨다. 이러한 농축 효과는 농후 CO2중의 보조제의 용액, 분산제, 또는 유제에서 동역학적인 이점을 나타낸다.
요약하면, 농후한 상의 이산화탄소 및 화학적 보조제에 의한 CPM은 마이크로 전자 기판을 제조하는 동안 직면할 수 있는 레지스트, 레지스트 잔류물, 미립자, 및 유기 물질에 대한 물리적 작용 및 화학적 작용을 증진시킴으로써 이들 물질의 제거를 증진시킨다.
예시적인 웨이퍼 세정동안의 주기적 상 조절.집적회로를 제조하는 동안, 반도체 웨이퍼는 도 4에 나타낸 바와 같은 다음 단계에서 에칭 단계 후에 농후 이산화탄소를 사용하여 세정된다. 농후 이산화탄소는 압력 용기 (I) (50)에 300 내지 5000 psi와 -20℃ 내지 100℃의 온도 조건 하에서 저장되며, 상기 용기는 또한 고압 용기라고도 한다. 웨이퍼는 세정 챔버 (Ⅲ)(51)에 자동방법 또는 수동방법으로 로딩되며, 거기에서 상기 웨이퍼는 플랫폼이 회전할 수 있도록 척과 밀봉된 축(미도시)에 연결된 플랫폼 (Ⅵ) (52)에 고정되어 있다. 농후 이산화탄소 및 화학적보조제의 흐름을 분산시키고 웨이퍼의 표면 상에 실질적인 흐름 작용을 이끌기 위해 디자인된 스프레이 바(X)가 플랫폼 상에 놓여진 웨이퍼 위에 위치한다. 세정 챔버 (Ⅲ)는 밸브 (i) (55)를 통해 벌크 저장 탱크 (Ⅶ) (54)로부터 또는 밸브 (a) (56)을 통해 압력 용기 (I) (50)으로부터 깨끗한 이산화탄소에 의해 -20℃ 내지 100℃ 온도에서 300psi 내지 5000psi의 압력으로 가압된다. 농후 CO2의 온도는 열교환기 (Ⅱ) (60)을 사용하여 조절될 수 있다. 부가적으로, 챔버 (Ⅲ) (51)에서의 처리상의 온도는 챔버의 내부 또는 외부에 있는 열교환기를 이용하여 조절될 수 있다. 농후 CO2를 부가하는 동안 또는 농후 CO2의 부가 전에, 필요로 하는 고도로 필터된 화학적 보조제가 보조제 부가 모듈 (Ⅵ) (61)로부터 밸브 (b) (62)를 통해서 세정 챔버 (Ⅲ) (51)에 부가된다. 보조제 부가 모듈은 세정 챔버로의 보조제를 저장하고, 여과하고, 혼합하며, 순서대로 또는 동시에 칙량하는 역할을 한다. 세정 공정동안, 농후 CO2상은 필요에 따라 세정 챔버로부터 고체 분리 필터 (Ⅷ) (64) 및 밸브 (f) (65)를 통한 펌프 (Ⅶ) (63)을 사용하여 밸브 (e) (66)을 통해서 스프레이 바(X)(53)을 통해 챔버로 다시 돌아가서 순환된다. 상기 순환동안, 웨이퍼는 0 내지 3000 rpm의 속도로 회전될 수 있다. 또한 세정 단계동안, 상기 시스템의 밀도는 주기적으로 조절된다. 이것은 다음 순서로 이루어질 수 있다. 농후 CO2를 함유하는 압력 용기(I) (50), 즉 고압 용기는 세정 챔버 (Ⅲ) (51)의 압력보다 현저히 더 높은(50 내지 2000psi 더 높은) 압력으로 유지된다. 저압 용기인 압력 용기 (V) (70)은 세정 챔버 (Ⅲ) (51)보다 현저히 더 낮은 (50 내지 3000psi 더 낮은)압력으로 유지되며, 독립적인 용기의 온도는 대략 동일하다. 주기적인 공정에서, 우선 밸브 (a) (56)을 개방하여 (I)와 (Ⅲ) 사이의 물질의 흐름을 허여한 다음 차단시킨다. 그런 다음, 밸브 (d) (71)을 개방시켜 (Ⅲ)과 (Ⅴ) 사이의 물질의 흐름을 허여한다. 그리고 나서, CO2와 제거된 폐기물로부터 화학적 보조제를 분리하는 역할을 하는 필터 또는 그 이외의 분리기와 같은 분리기/어베이트먼트(abatement) 모듈 (Ⅳ) (73)으로 밸브 (g) (72)를 개방시킨다. 상기 어베이트먼트 모듈은 또한 제거된 CO2매스가 매스 흐름 사이클을 완결하는 밸브 (h) (74)를 통해 탱크 (I)에 부가되도록 허여한다. 또 다른 방법으로는, 챔버 (Ⅲ)에서보다 용기 (I)에서 더 높은 압력을 재확립하기 위해, CO2매스가 벌크 저장소로부터 압력 용기(I)에 부가될 수 있다. 이러한 매스 사이클은 주어진 세정 사이클에서 복수 번(1 내지 500번) 반복되어 주기적인 상 조절이 이루어진다(CPM). 세정 챔버(Ⅲ)에서의 농후 CO2순환은 필요에 따라 펌프 (Ⅶ)과 밸브 (e) 및 (f)를 사용함으로써 CPM 동안 증폭될 수 있다. 상기 세정단계 동안, 또 다른 방법으로서 CPM은 개방된 밸브 (c) (81)이 구비된 가변성의 부피 챔버 (Ⅳ) (80)을 이용하여 이루어질 수 있다. 이러한 시나라오에서, 부피 (Ⅳ)는 주어진 세정 사이클에서 1 내지 500배 사이에서 주기적으로 증가 및 감소된다. 이러한 CPM 시나리오에서, 유체는 임의로 세정 챔버(Ⅲ)를 통해서 펌프 (Ⅶ)와 밸브 (e) 및 (f)를 사용하여 순환될 수 있다. 웨이퍼의 표면에서 오염물을 제거하기에 충분한 기간 후에, 밸브(a)를 통해 탱크 (I)로부터의 순수한 농후 CO2상의 부가에 의해 농후 CO2혼합물이 밸브 (d)를 통해 시스템으로부터 용기 (V)로 흘려보내 진다. 이러한 린스 공정은 모든 보조제와 폐기물이 챔버로부터 제거될 때까지 계속된다. 농후 CO2는 세정 챔버 (Ⅲ)로부터 폐기물 또는 에베이트먼트 시스템으로 벤팅된다.
전달될 수용성 화합물.상기한 바와 같이, 세정 시스템에서 물을 이용하는 구현예에서 세정을 촉진시키기 위해 전달될 수용성 화합물의 예로는 산(HF, HF/NH4F("BOE"-완충화된 옥사이드 부식액 또는 "BHF"-완충화된 HF로서 알려져 있슴), H2SO4, HCl, HBr, H3PO4, HNO3, CH3CO2H, H2S2O8, KCN, KI 등이 있으나 이에 한정되지는 않음); 반응물(H2O2, NH4F, 및 NH4F2, SiCl4, SiHCl3, Si(C2H5O)4, Br, I, EDTA, 계면활성제, (NH4)2SO4, O3, H2, SO3, N2O, NO, NO2, F2, Cl2, Br2등이 있으나 이에 한정되지는 않음); 알칼리 또는 염기(NH4OH, KOH, NaOH 등이 있으나 이에 한정되지는 않음); 약염기 및 이온쌍(콜린 (CH3)3N+(CH2CH2OH·OH), 3급 아민 등이 있으나 이에 한정되지는 않음) 및 이들의 조합이 있으나 이에 한정되지는 않는다.
마이크로 전자 소자의 이산화탄소 세정 후에 오염물을 제어하는 방법.이온 이식, '라인의 뒤쪽 끝'(BEOL) 세정 공정, '라인의 앞쪽 끝'(FEOL) 세정 공정, 및 CMP 후 처리공정 후에 마이크로 전자 기판의 표면 피처로부터 제거된 오염물이 특징 및 조성에 있어 급격한 변화가 있다. 따라서, 세정 단계는 이러한 오염물을적절한 화학반응 및 용매를 이용하여 기판로부터 그들을 이온화, 용해, 팽윤, 분산, 유화, 또는 증발시켜야 한다. 그와 같이, 다양한 물과 용매-기초 시스템과 건조 세정 공정이 광범위한 폐기물질을 처리(제거)하기 위해 존재한다.
그러나, 모든 세정 공정에 공통적으로 기질로부터 첨가물과 모든 오염물을 완전히 제거하여 기판을, 유기물질, 무기물질, 금속물질, 또는 합성 폐기물이 없거나, 실질적으로 없거나, 본질적으로 없는 상태로(예: 공정이 완결된 후에 잔존하는 오염물의 양은 세정 공정 전의 오염물의 양에 대하여 5%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, 0.01%, 0.005%, 0.001% 미만)할 필요가 있다. 종종 워터마크라고 불리는, 습식 세정공정의 잔류물에서 종종 볼 수 있는 이러한 이물질은 집적 회로 및 그 이외의 마이크로 전자 소자의 최종 성능에 현저하고 불리하게 영향을 미칠 수 있다. 이것은 전통적으로 습식-세정 및 용매 기초 세정에서 린스 단계시 다량의 매우 순수한 물 및/또는 용매를 사용함으로써 최소화될 수 있다. 이러한 방법에서, 유체의 흐름은 물질의 재침착이 최소화되도록 오염물질을 기판로부터 쓸어 내는 방식으로 이루어진다. 이러한 린스의 실행은 소자의 피처 크기가 계속해서 감소됨에 따라 증가되는 많은 양의 수성 및 용매-기초 폐기물 흐름의 증가를 유발한다. IPA 드라이어와 같은 증기-상 드라이어가 또한 일반적으로 사용되어 워터마크 또는 물-스팟의 발생을 최소화한다.
액체 및 초임계 CO2-기초 세정 및 건조 공정은 마이크로 전자 기판을 제조하기 위해 제안되었다. 세정 단계동안 또는 그 이후에 마이크로 전자 소자의 표면상및 표면에 오염물의 재침적을 효과적으로 제거하는 처리방법이 필요하다. 여기에 개시한 방법은 패턴된 흐름 및 폐기물 시나리오로 인한 린스 유체의 과도한 사용을 최소화하면서 이러한 작업을 수행한다. 도 5에 본 발명의 구현예의 개괄적인 설명을 위한 기본적인 공정 도면을 나타내었다.
이산화탄소 세정단계동안 챔버에서 사용되는 유체는 초임계 상태 또는 액체 상태일 수 있다. 더욱이, 액체 CO2조성물은 포화된 액체 CO2(액체 및 기체가 일정부분 공존하는 상태)라고 불리는 포화점에 있을 수 있거나 압축된 상태(액체 메니스커스가 없는 상태)일 수 있다. 본 발명의 목적을 위해 각각의 시나리오를 구분하여 기재할 것이다.
세정 보조제와 오염물의 재침적을 피하고 린스 부피를 최소화하는, 세정 챔버로부터 초임계 CO
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조성물 및 오염물을 제거하는 방법.
CO2를 이용한 세정 단계는 오염물의 정량적인 제거를 가능하게 하거나 촉진시키기 위해, 공용매, 계면활성제, 반응물, 물, 및 이들을 조합을 포함한 다양한 화학적 보조제를 사용할 수 있다. 이러한 물질들은 이산화탄소 연속상에 현탁, 용해, 분산, 또는 유화될 수 있다. 액체뿐만 아니라 초임계 CO2에서의 현탁제, 분산제, 유화제, 및 용액의 안정성은 대개 CO2유체의 밀도의 함수이다. 일반적으로 말하면, CO2연속상의 밀도가 감소함에 따라, 현탁제, 분산제, 또는 유제의 안정성 또한 감소한다. 세정 챔버의 배출 또는 벤팅을 통한 CO2매스의 제거로 인해 유체 밀도의 점진적인 감소 내지 급격한 감소가 이루어지기 때문에, 이러한 공정은 기판상에 오염물의 경우에는 재침적, 보조제의 경우에는 침적이라고 불리는, 바람직하지 않은 물질의 붕괴를 일으킬 수 있다. 종래의 세정 방법과 같이, CO2의 경우 최소한의 재침적이 일어나도록, 매우 순수한 다량의 유체를 사용하여 벤팅 단계 전에 보조제와 오염물의 혼합물을 희석할 수 있다. 이것은 필요한 유체 부피 및 처리 사이클 시간의 관점에서 유익하지 않을 수 있다.
본 발명은 상기 문제들을 도 5에 나타낸 바와 같이 회피할 수 있다. 린스 단계 또는 린스 단계 이후에 소정 양의 오염물 및/또는 보조제를 함유하는 초임계 처리 유체를, 기판 상으로 물질의 침적 또는 재침적이 일어나지 않게 제거한다. 챔버 I (50)은 세정 챔버를 나타낸다. 압력 용기 Ⅱ (51)은 세정 후 유체를 처리하기 위한 저장 탱크를 나타낸다. 그것은 필요할 경우 어베이트먼트 또는 재활용 시스템과 통합될 수 있다. 서브시스템 Ⅲ (52)는 이산화탄소보다 더 큰 포화 증기압을 갖는 제 2 기체이거나 초임계상 또는 기체상의 가열된 이산화탄소일 수 있는, 깨끗한(즉, 바람직한 수준의 청정/기판상에 오염물의 재침적 결여를 이룰 정도로 충분히 깨끗한) 기체 또는 초임계 성분의 소스를 나타낸다. 제 2 기체의 예로는 헬륨, 질소, 아르곤, 및 산소, 또는 이들의 혼합물이 있다. 본 발명에서, 오염된 초임계 유체는 처리 챔버 (I)의 압력보다 높은 압력에서 밸브 (b) (53)을 통해 시스템 Ⅲ (52)로부터 제 2 기체를 제공함으로써 처리 챔버로부터 제거된다. 제 2 기체와 초임계 유체와의 신속한 혼합은 연속상을 액체 조성물로 전환시킬 것이다.밸브 (b)의 개방과 거의 동시에, 밸브 (c) (54)가 챔버 (I)과 용기 (Ⅱ) 사이에서 개방되어 플러그 흐름(plug flow) 또는 배출 방식으로 CO2와 오염물을 제거할 것이다. 밸브 (b)는 계속 개방되어 있어 모든 유체가 챔버 (I)로부터 밀려날 때까지 챔버 (I)에 제 2 기체의 연속적인 흐름을 제공할 것이며, 모든 유체가 챔버 (I)에서 빠져나올 때, 밸브 (b)와 (c)를 닫는다. 이러한 작업을 통해서, 용기 (Ⅱ)의 압력은 챔버 (I)보다 더 낮은 압력으로 유지된다.
또 다른 방법에서는, 시스템 (Ⅲ)이 챔버 (I)에 챔버 (I)의 처리유체보다 높은 압력과 온도의 가열된 초임계 CO2소스를 제공할 수 있다. 이상적으로는, 시스템 (Ⅲ)으로부터 부가된 초임계 CO2는 챔버 (I)보다 더 낮은 밀도를 갖는다. 이러한 경우에는, 챔버 (I)의 매스의 용기 (Ⅱ)로의 급속한 흐름에 의해 다양한 밀도를 갖는 CO2유체의 혼합이 이루어진다. 이러한 급속한 흐름(플러싱, flushing)은 CO2와 오염물의 혼합물을 세정 챔버로부터 제거한다. 상기 방법은 최종적인 급속한 흐름으로서 이용되며, 그 이후에는 벤트가 이루어지거나 최종적인 벤트 이전에 일련의 보충과 배출 과정을 결합할 수 있다.
세정 보조제와 오염물의 재침적을 피하고 린스 부피를 최소화하는, 세정 챔버로부터 액체 CO
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조성물 및 오염물을 제거하는 방법.
헬륨이나 질소, 또는 기체나 초임계의 CO2를 이용하는 다음 과정에 의해, 액체 CO2조성물은, 보조제의 침적이나 오염물의 재침적 없이 세정 챔버로부터 제거될수 있다. 제 1 의 경우에는, 챔버 (I)보다 높은 압력의 제 2 기체를 함유하는 시스템 (Ⅲ)으로의 밸브 (b)를 우선 개방시킴으로써, 액체 조성물이 챔버 (I)로부터 제거된다. 거의 동시에 또는 직후에, 챔버 (I)과 용기 (Ⅱ) 사이의 밸브 (c) (54)를 개방하여 챔버 (I)로부터의 액체 조성물의 플러그 흐름을 허여한다. (I)에서 액체를 완전히 제거한 후에, 밸브 (c) (54) 및 (b) (53)을 폐쇄한다. 이러한 공정은 벤팅 전 또는, 보충 및 배출(drain) 단계의 과정에서, 최종적인 제거 배출 단계로서 사용될 수 있다. 또 다른 방법으로는, 가열된 기체 CO2또는 초임계 CO2는 동일한 처리단계를 사용하여 시스템 (Ⅲ)으로부터 제공된다. 또 다른 방법에서는, 가열된 기체 CO2또는 초임계 CO2가 동일한 처리 단계를 이용하여 시스템 (Ⅲ)로부터 제공된다. 기체 CO2의 경우에는, 그 기체의 압력 및 온도가 제거되어야 할 챔버 내의 처리 기체의 압력 및 온도보다 높아야 한다. 초임계 CO2가 시스템 (Ⅲ)에 의해 제공될 경우에는, 그 유체의 밀도가 챔버 (I)의 액체보다 작다면, 그 유체는 챔버 (I)의 유체보다 높은 온도 및 압력으로 제공된다. 기체 또는 초임계 CO2가 액체로의 응축되어 매스가 (Ⅲ)으로부터 (Ⅰ)로, (Ⅱ)로 신속하게 흐르게 되는 것은 배출 플러시 단계동안 표면 린스 작용을 제공함으로써 상기 단계에 이득이 된다. 또한, 이러한 공정은 벤팅 전에 또는 최종적인 벤트 전에 일련의 보충과 배출 단계에서 최종적인 제거 또는 플러시 단계로서 이용될 수 있다.
또 다른 방법에서는, 세정 챔버가 포화된 증기압의 액체 CO2조성물을 사용한다면, 유체 조성물이 다음 단계에서 배출되어 기판 표면상에 물질이 침적되는 것을 막을 수 있다. 이러한 경우에는, 배출 또는 플러싱 단계 전에 포화된 증기압의 액체 CO2가 용기 (Ⅱ)에서 유지된다. 그 액체 조성물은 (Ⅰ)의 증기상과 (Ⅱ)의 증기상을 연결하는 밸브 (e) (55)를 우선 개방시킨 다음, (I)의 액상과 (Ⅱ)의 증기상을 연결하는 밸브 (c) (54)를 개방함으로써 배출된다. 중력에 의해, 이것은 챔버 (I)의 액체를 끓이지 않고 (I)로부터의 액체의 흐름을 허여한다. 액체의 비등은 혼입된 물질이 표면으로 침적되지 않도록 하기 위해 억제된다. 증기 통로(즉, 증기의 흐름을 허여하는 증기측 소통 경로)가 바람직하게는 두 개의 챔버 사이에 제공된다. 다시 한번, 이러한 작업은 챔버 벤팅 전에, 또는 최종 벤팅 전에 일련의 보충 및 배출 시 최종적인 제거 또는 배출 단계로서 사용될 수 있다.
본 발명을 다음의 비제한적 실시예에서 보다 상세히 설명한다.
비교예 A
액체 이산화탄소에 의한 코팅된 웨이퍼의 처리
이소프로판올(IPA)와 같은 CO2-혼합 가능한, 친수성 용매를 폴리(히드록시스티렌)(PHS)로 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어있는 고압 용기에 부가하였다. 액체 CO2를 고압 용기에 부가하였다. 액체 CO2/IPA(2 부피%의 IPA) 혼합물의 메니스커즈 수준이 웨이퍼의 표면 위로 올라갈 때, 웨이퍼의 손상이 관찰되었다. 상기 시스템을 15분 동안 혼합한 후에, 액체 CO2/IPA 혼합물을 고압 용기의 최하부로부터 배출시켰다. IPA가 액체/기체/웨이퍼 계면에서 비등할 때, 웨이퍼에 대한 더 많은 손상이 관찰되었다.
실시예 1
액체 이산화탄소에 의한 코팅된 웨이퍼의 처리
PHS 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어 있는 고압 용기에 그 웨이퍼가 완전히 액체 CO2에 잠길 때까지 액체 CO2를 부가하였다. 액체 CO2와 2 부피%의 IPA(또는 임의의 CO2와 혼합 가능한 친수성 용매, 또는 임의의 친수성/CO2-친화성 계면활성제)를 함유하는 혼합물을 액체 CO2에 잠겨 있는 PHS 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어 있는 고압 용기에 부가하였다. 웨이퍼에 어떠한 손상도 관찰되지 않았다.상기 시스템을 15분 동안 혼합하였다. 여전히, 웨이퍼 상에 어떠한 손상도 관찰되지 않았다. 제 2의 기체(헬륨 또는 질소)를 고압 용기의 최상부에 부가하였다. 액체 CO2/IPA 혼합물을 액체/기체/웨이퍼 계면에서의 비등을 억제하는 제 2 기체의 압력 하에 배출하였다. 상기 시스템에서 제 2 기체가 배출된 후에도 웨이퍼에 아무런 손상이 존재하지 않았다. 상기 시스템을 순수한 액체 CO2로 세정한 다음, 상기한 바와 같이 배출시켰다. 웨이퍼 상에 손상이 없었다.
실시예 2
액체 이산화탄소에 의한 코팅된 웨이퍼의 처리
PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어 있는 고압 용기에 그 웨이퍼가 액체 CO2에 완전히 잠길 때까지 포화된 증기압의 액체 CO2를 부가하였다. 액체 CO2와 2 부피%의 IPA(또는 임의의 CO2와 혼합 가능한 친수성 용매, 또는 임의의 친수성/CO2-친화성 계면활성제)를 함유하는 혼합물을 액체 CO2에 잠겨 있는 PHS 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어 있는 고압 용기에 부가하였다. 웨이퍼에 어떠한 손상도 관찰되지 않았다. 액체 CO2혼합물을 고압 용기로부터 포화된 증기압의 액체 CO2를 대부분 함유하는 또 다른 고압 용기로 배출시켰으며, 그러한 배출은 상기 양쪽 용기 모두의 증기측(vapor side)를 연결하는 밸브를 우선 개방시킨 다음 양쪽 용기 모두의 액체측을 연결하는 밸브를 개방시킴으로써 수행되었다. 제 1 용기는 실질적으로 제 2 용기의 상부에 위치하여 완전한 배출을 허여할 수 있기 때문에 상기 액체를 중력의 힘으로 배출시켰다. 아무런 손상도 관찰되지 않았다. 순수한 액체 CO2를 웨이퍼 조각이 들어 있는 용기에 린스로서 부가하였고, 그 이후에 그 액체를 전술한 방법대로 배출시켰다. 또한, 아무런 손상도 관찰되지 않았다.
실시예 3
액체 및 초임계 CO
2
에 의한 코팅된 웨이퍼의 처리
PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어 있는 고압 용기에 그 웨이퍼가 완전히 액체 CO2에 잠길 때까지 액체 CO2를 부가하였다. 액체 CO2와 2 부피%의 IPA(또는 임의의 CO2와 혼합 가능한 친수성 용매, 또는 물의 CO2전달 능력을 향상시키는 계면활성제)를 함유하는 혼합물을 액체 CO2에 잠겨 있는 PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어 있는 고압 용기에 부가하였다. 웨이퍼에 어떠한 손상도 관찰되지 않았다. 실질적인 대부분의 물을 웨이퍼의 표면으로부터 제거하기에 충분한 시간 후에, 상기 액체 혼합물을 순수한 액체 CO2로 희석하여 건조 챔버에서 약 5번의 액체의 변환(5 liquid turnover)을 수행하였다. 그런 다음, 액체 CO2에 열을 가하여 초임계 유체로의 전환을 일으켰다. 그리고 나서, 웨이퍼를 함유하는 챔버를 배출시키고 유체 및 기체의 온도를 CO2의 임계온도보다 넘게 유지함으로써 액체 상태를 거치지 않도록 하여 벤팅하였다. 아무런 손상 없이 웨이퍼를 챔버로부터 제거하였다.
실시예 4
초임계 이산화탄소에 의한 코팅된 웨이퍼의 처리
초임계 CO2를 PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어 있는 고압 용기에 부가하였다. 초임계 CO2와 2 부피%의 IPA(또는 임의의 CO2와 혼합 가능한 친수성 용매, 또는 임의의 물의 CO2전달 능력을 향상시키는 친수성 용매 또는 계면활성제)를 함유하는 혼합물을 PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각 및 초임계 CO2를 함유하는 고압 용기에 부가하였다. 웨이퍼에 어떠한 손상도 관찰되지 않았다. 상기 시스템을 15분동안 혼합하였다. 웨이퍼에 아무런 손상도 존재하지 않았다. 상기 시스템이 임계치 아래로 될 때까지 그리고 액체 메니스커즈가 형성될 때까지, 제 2 기체(헬륨 또는 질소)를 고압 용기의 최상부에 부가하였다. 액체 CO2/IPA 혼합물을 액체/기체/물 계면에서의 비등을 억제하는 제 2 기체의 압력 하에서 배출하였다. 상기 시스템을 순수한 액체 CO2로 린스하고 상기한 바와 같이 배출시켰다. 웨이퍼에 아무런 손상도 존재하지 않았다.
비교예 B
액체 이산화탄소에 의한 코팅된 웨이퍼로부터의 물의 용매화
물방울을 PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼의 상부에 떨어뜨렸다. 물방울을 함유하는 웨이퍼를 고압 관찰 셀(high-pressur view cell)에 위치시켰다. 순수한 액체 CO2를 고압 용기에 부가하였다. 상기 시스템을 15분동안 혼합하였다. 관찰 셀 상의 사파이어 창을 통해 시각적으로 관찰 시, 상기 액체 CO2는 물방울 전체를 용매화하지 않은 것으로 나타났다.
실시예 5
액체 이산화탄소 및 공용매에 의한 코팅된 웨이퍼의 물의 용매화
물방울을 PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼의 상부에 떨어뜨렸다. 물방울을 함유하는 웨이퍼를 고압 관찰 셀에 위치시켰다. 액체 CO2를 PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각이 들어 있는 고압 용기에 웨이퍼가 완전히 액체 CO2에 잠길 때까지 부가하였다. 액체 CO2와 2 부피%의 IPA(또는 임의의 CO2와 혼합 가능한 친수성 용매)를 함유하는 혼합물을 PHS로 코팅된 실리콘 웨이퍼 조각을 액체 CO2중에 함유하는 고압 용기에 부가하였다. 웨이퍼에 어떠한 손상도 관찰되지 않았다. 상기 시스템을 15분동안 혼합하였다. 물방울이 완전히 용매화 되었다. 웨이퍼에 아무런 손상도 존재하지 않았다. 제 2 기체(헬륨 또는 질소)를 고압 용기의 최상부에 부가하였다. 액체 CO2/IPA 혼합물을 액체/기체/물 계면에서의 비등을 억제하는 제 2 기체의 압력 하에서 배출하였다. 상기 시스템을 제 2 기체로 배출시킨 후에 웨이퍼에 아무런 손상도 존재하지 않았다. 상기 시스템을 순수한 액체 CO2로 린스한 다음 상기한 바와 같이 배출시켰다. 웨이퍼에 아무런 손상도 존재하지 않았다.
실시예 6
액체 및 초임계 이산화탄소와 공용매에 의한 코팅된 웨이퍼로부터의 물의 용매화
수성 현상 후(post development)의 공정에서와 같이, 물에 젖은 모든 5" PHS로 코팅된 웨이퍼를 프로토타입(prototype) 건조 챔버에 위치시켰다. 상기 챔버를 액체 이산화탄소로 채웠다. 상기 프로토타입 시스템은 액체 CO2와 2 부피%의 IPA(또는 임의의 CO2와 혼합 가능한 친수성 용매 또는 물의 CO2운반능력을 향상시키는 계면활성제)를 함유하는 제 2의 고압용기를 함유하였다. 상기 혼합된 액체 CO2/IPA를 펌프를 사용하여 제 2 고압용기로부터 건조 챔버에 부가하였다. 상기 시스템을 15분동안 혼합하였다. 액체 CO2/IPA 혼합물을 순수한 액체 CO2로 5번의 플러싱하여(5 liquid turnover) IPA의 농도가 그 이전의 몇분의 일의 농도로 떨어지도록 하였다. CO2플러싱동안 메니스커스의 형성이 이루어지지 않았다. CO2플러싱 후에, 액체 CO2를 35℃로 가열하여 액체상으로부터 초임계 상으로 전이시켰다. 그런 다음, 유체 즉 기체를 CO2의 임계 온도보다 높은 온도로 유지하기 위해 열을 부가했을 때, 초임계 CO2를 용기로부터 배출시키고/벤팅시켰다. 챔버를 완전히 벤팅시켰을 때, 상기 웨이퍼를 건조된, 손상되지 않은 상태로 제거하였다.
실시예 7
CO
2
및 화학적 보조제를 이용한, 이미지가 생성되고 수성으로 현상된 레지스트-코팅된 웨이퍼의 물의 건조
PHS 포토레지스트 및 PAG로 코팅된 5-인치 실리콘 웨이퍼에 이미지를 생성시키고, 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(0.238N)를 사용하여 현상시키고, 탈이온수로 세정하였다. 그리고 나서, 상기 젖은 웨이퍼를 고압 건조 챔버로 이동시키고, 그 건조 챔버에 포화된 증기압의 액체 CO2를 소량 부가하였다. 웨이퍼의 표면 및 레지스트 패턴의 피처로부터 물을 분리시키고 제거하기 위해, 친수성/CO2-친화성 계면활성제와 미리 혼합된 포화된 증기압의 부가적인 액체 CO2를 부가하여 챔버를 통해 순환시켰다. 짧은 시간이 흐른 뒤, 우선 두 개의 용기 사이의 증기측 소통을 허여한 다음, 건조 용기의 바닥과 제 2 저장 용기의 최하부를 연결하는 밸브를 개방시킴으로써, 상기 액체를 소량의 액체 CO2를 함유하는 제 2 저장 용기로 배출시켰다. 제 2의 저장 용기를 건조 용기 보다 충분히 아래에 위치시켰기 때문에 대부분의 액체가 건조 챔버로부터 배출되었다. 그런 다음, 상기 배출 후에 상기 건조 챔버를 린스로서의 순수한 액체 CO2로 채웠다. 이러한 공정을 반복하여 보조제의 농도가 효과적으로 0이 된 것을 확인하였다. 건조 챔버에 남아 있는 소량의 액체 CO2를 임계 온도, 35℃보다 높은 온도로 가열하고, 유체/기체의 온도를 임계 온도보다 높게 유지함으로써 액체 메니스커스의 형성을 피하면서 CO2를 벤팅하였다. 그 다음, 이미지가 생성되고, 현상되고, 건조된 웨이퍼를 빛과 습도의 부재 하에서 저장한 다음, 주사전자현미경을 이용하여 분석하였다. 그 결과 마이크로그래프는 120-nm보다 작은 선/공간 패턴을 나타내는 현상된 피처가 CO2건조 처리에 의해 구조적으로 영향을 받지 않고 변함이 없음을 보여주었다.
실시예 8
MEMs의 물 및 오염물의 제거
일련의 정전 작동기를 함유하는 MEMs 소자의 제조시, 불소산을 사용하고, 기판 표면에 평행한 일련의 피봇 플레이트(pivoting plate)를 노출시킴으로써 희생 산화물층을 제거한다. 이후의 린스 단계 후에, 상기 소자를 고압의 CO2-기초 건조 챔버로 옮겨서, 거기에 포화된 증기압의 액체 CO2혼합물을 부가한다. 상기 액체 CO2는 CO2-친화성/친수성 계면활성제를 함유하며, 그 계면활성제는 CO2에 미리 혼합되어 균질한 조성물로 된다. 한 주기의 순환 후에, 액체 CO2, 계면활성제, 물, 및 혼입된 용질이 고정된 압력 하에서 용기로부터 제거될 때, 순수한 액체 CO2를 챔버에 부가한다. 그리고 나서, 챔버에 남아 있는 액체 CO2를, 유체를 초임계 상태로 전환시키는 임계 온도보다 높은 온도로 가열한다. 그런 다음, 상기 처리 챔버에 있는 초임계 유체를 저장 탱크로 벤팅시키며, 이는 유체/기체 혼합물의 온도를 CO2의 임계 온도보다 높게 유지하는 것을 보증하는 역할을 한다. 이것으로 인해 배출/벤팅 단계동안 액체 상태, 액체 메니스커즈, 및 관련된 표면장력을 피하게 된다. MEMs 소자의 SEM 분석은 피봇 플레이트가 모두 릴리즈 스틱션(release stiction)의 증거 없이 기판 표면에 실질적으로 평행하다는 것을 보여준다.
실시예 9
CMP 후의 세정
연마 슬러리, 연마 잔류물, 및 미립자를 다음 처리단계를 이용하여 CPM 후에 제거한다. 금속 또는 유전 표면을 갖는 반도체 웨이퍼인 기판을 압력 용기에 로딩한다. 고도의 순수한 CO2-친화성-b-친수성 계면활성제를 함유하는 액체 CO2유제 중의 과산화수소 수용액(수중 30% 농도)을 1,200 psi와 실온에서 도입한다. 주기적인 상 조절을 이용하여 웨이퍼의 표면 상에 유제를 응축시킨 다음 재유화시킨다. 이것은 세정 챔버의 유효 부피를 증가시켜 실온에서의 1200psi로부터 약 15℃에서의 790psi로 압력을 감소시킴으로써 수행된다. 부피는 자동화된 가변성의 부피 실린더 및 적절한 밸브를 이용하여 증가시킨다. 액체 CO2밀도가 감소될 때, 짧은 시간 동안 수성 세정 용액이 웨이퍼의 표면 상에 응축된다. 그리고 나서, 압력을 용기 부피의 감소에 의해 증가시켜 세정 챔버에서의 압력을 1200 psi로 회복시킨다. 상기 사이클을 20번 반복한다. 그리고 나서, 제 1 용액을 고순도의 CO2-친화성-b-친수성 계면활성제를 갖는 CO2유제 중의 수성 플로오라이드로 구성된 제 2 세정 용액에 의해 대체시킨다. 그리고 나서, 압력을 상기와 같이 20번 주기적으로 조절한다. 그런 다음, 고순도의 계면활성제를 갖는, 1800psi 및 40℃의 초임계 CO2를 용기를 통해서 흘려 보내 남아 있는 미립자의 제거를 촉진시킨다. 그 다음, 초임계 CO2린스를 용기에 순수한 CO2를 부가함으로써 종결시킨다. 상기 시스템을 마지막으로 벤팅시키고 기판을 제거한다.
실시예 10
연마 슬러리, 연마 잔류물, 및 미립자를 CMP 후에 다음 처리 단계를 이용하여 제거한다. 금속 또는 유전 표면을 갖는 반도체 웨이퍼인 기판을 압력 용기에 로딩한다. 고도의 순수한 CO2-친화성-b-친수성 계면활성제를 함유하는 액체 CO2유제 중의 과산화수소 수용액을 1,200 psi와 실온에서 도입한다. 세정 용기에 연결된 가변성 부피 챔버를 이용하여 수성 세정 용액을 짧은 시간동안 웨이퍼의 표면에 응축시킨다. 그런 다음 압력을 용기 부피의 감소에 의해 증가시켜 압력을 원래의 값으로 복귀시킨다. 상기 사이클을 20번 반복한다. 제 1 용액을 고순도의 CO2-친화성-b-친수성 계면활성제를 갖는 CO2유제 중의 수성 플로오라이드로 구성된 제 2 세정 용액에 의해 용기로부터 대체시킨다. 그리고 나서, 압력을 상기와 같이 20번 가변성의 부피 챔버를 이용하여 조절한다. 그런 다음, 소량의 CO2-용해서 킬레이팅제(에티렌디아민테트라아세트산)를 함유하는 초임계 CO2를 용기를 통해서 흘려 보내어 남아 있는 금속이온의 제거를 촉진시킨다. 그 다음, 고순도의 계면활성제를 갖는 초임계 CO2를 용기를 통해 흘려 보내어 남아 있는 미립자의 제거를 촉진시킨다. 그 다음, 초임계 CO2린스를 용기에 순수한 CO2를 부가함으로써 종결시킨다. 상기 시스템을 마지막으로 벤팅시키고 기판을 제거한다.
실시예 11
이온 주입을 위해 기판을 패턴하는데 포토레지스트를 사용하였다. 이러한 공정을 위해 사용되는 포토레지스트는 다음 단계에서 제거된다. 이온 주입 후, 반도체인 기판을 압력 용기에 로딩한다. 초임계 CO2를 3,000psi와 35℃에서 용기에 부가한다. 초임계 CO2가 용기를 통해 순환할 때, 트리에탄올아민, N-메틸-2-피롤리돈, CO2-친화성 및 친수성 성분 모두를 함유하는 계면활성제, 및 물로 구성된 공용매 혼합물을 부가한다. 그 혼합물 조성의 중량비는 7:2:1:1 이고, 부가되는 보조제의 총농도는 유체 시스템의 2.5 %w/v 이다. 상기 용기의 압력은 세정 챔버에서 처리되는 유체의 팽창을 유발하는 가변성의 부피 챔버 및 밸브를 이용하여 감소시키며, 그럼으로써 보조제 혼합물의 농축 혼합물을 기판의 표면에 응축시킨다. 그 혼합물의 온도가 팽창 과정에서 Tc아래로 떨어지면 액체 CO2의 전이를 유발한다. 가변성 부피 챔버 및 내부 히터를 사용하여 상기 시스템에 압력을 다시 가하고 유체 혼합물의 온도를 다시 Tc위로 올린다. 이러한 사이클을 20번 반복한 다음 순수한 초임계 CO2린스를 한다. 상기 시스템을 마지막으로 벤팅시키고 기판을 제거한다.
실시예 12
반응성 이온 에칭 후에 다음 처리 단계를 이용하여 폴리머 포토레지스트 및 레지스트 잔류물을 테스트 웨이퍼 소자로부터 제거한다. 초임계 CO2, 및 CO2-친화성 부분 및 친유성 부분을 모두 구비한 고순도의 계면활성제 중의 아민(트리에틸아민)를 3,000 psi, 60℃의 용기에 부가한다(2% w/v 아민, 1% w/v 계면활성제). 상기 유체 혼합물을 용기를 통해 순환시킨다. 유체 혼합물의 압력은 1,500 psi로 급속히 감소하며, 그럼으로써 보조제를 기판의 표면에 응축시킨다. 그런 다음, 압력을 3,000 psi로 증가시켜 모든 화학적 보조제를 재분산시킨다. 상기 사이클을 가변성 부피 챔버를 이용하여 20번 반복한다. 내부 히터를 이용하여 챔버에 열을 가하여 온도를 가능한한 60℃ 가까이로 유지한다. 그 다음, 챔버 최하단에 있는 밸브를 폐기물 용기쪽으로 개방시킬 때, 3500 psi의 헬륨 기체를 세정 챔버에 가하였다. 처리 유체를 신속하게 챔버로부터 흘려보내 압축된 순수한 헬륨 기체로 대체되도록 하였다. 헬륨을 벤팅시킨 후에, 세정 용기를 순수한 초임계 CO2로 린스하였다. 공용매(총 3% w/v 의 2,4-펜탄디온) 및 고순도의 계면활성제(1% w/v)으로 구성된 제 2의 세정 용액을 3000 psi와 60℃의 CO2를 함유하는 세정 용기에 부가하였다. 유체의 온도는 내부 히터를 이용하여 60℃ 가까이로 유지하면서, 상기 시스템의 압력은 상기한 바와 같이 20회 조절한다. 상기한 바와 같이 헬륨을 제 2 기체로 이용하여 세정 유체를 배출시켰다. 최종적으로, 순수한 초임계 CO2린스를 완결하고, 시스템을 제 2 기체로서 헬륨을 이용하여 배출시킨 다음 벤팅시켜 기판을 제거하였다. 전술한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이지, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 다음 청구항에 의해 한정되며, 청구항의 균등물 또한 본 발명에 포함된다.
Claims (120)
- 세정될 표면 부를 갖는 기판을 제공하는 단계;공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 세정 보조제 및 이산화탄소를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계;상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 조성물에 침지하는 단계; 및상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 침지 단계 및 상기 제거 단계 중 적어도 어느 한 단계동안 상기 세정 조성물을 균질한 조성물로서 유지하는, 마이크로 전자 소자를 세정하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 마이크로 기전복합 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 광전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 레지스트-코팅된 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이산화탄소는 초임계 이산화탄소인 것을 특징으로하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 공용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 공용매는 알칸, 알콜, 또는 그들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 계면활성제는 CO2-친화기를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 계면활성제는 CO2-친화기를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제공단계는 상기 이산화탄소를 상기 보조제와 혼합하여 균질한 용액을 생성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 침지 단계는 상기 세정 조성물을 균질한 용액으로 유지하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 세정 조성물을 균질한 용액으로 유지하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세정 조성물은 액체 세정 조성물이고, 상기 침지 단계와 제거 단계는 밀폐된 챔버 내에서 이루어지며, 상기 제거 단계는 상기 건조 조성물의 비등을 억제하기에 충분한 양의 제 2 압축 기체로 상기 밀폐된 챔버를 가압함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 압축 기체는 헬륨, 질소, 및 공기로 구성된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 14 항에 있어서, CO2보다 더 낮은 압축열을 가진 제 2 압축 기체가, 상기 제거 단계에서 사용되어 액체 및 기체 CO2를 대체함으로써 대부분의 상기 제 2 기체가 증기 상태로 남아있게 하고, 이후의 벤팅(venting) 시 열적 충격을 억제하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세정 조성물은 초임계 세정 조성물이고, 상기 침지 단계와 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 이루어지며, 상기 제거 단계는 초임계 세정 조성물이 액체 세정 조성물로 전환되도록 제 2 물질을 상기 초임계 세정 조성물에 부가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 세정 조성물을 부가적인 이산화탄소로 희석함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세정 단계는 액체 상태의 상기 건조 조성물에 의해 개시되고, 소정 시간 경과 후 상기 조성물을 순수한 액체 CO2로 희석한 다음, 가열하여 초임계 유체를 생성하고, 그 후에는 유체와 기체의 온도를 CO2의 임계온도보다 높은 온도로 유지하면서 상기 초임계 유체를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세정은 상기 소자로부터 물을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 기판의 표면부에 형성된 레지스트 코팅층과 상기 레지스트 코팅층상에 물을 갖는 기판을 제공하는 단계;공용매, 계면활성제, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 건조 보조제 및 이산화탄소를 포함하는, 농축된 이산화탄소 건조 조성물을 제공하는 단계;상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 건조 조성물에 침지하는 단계; 및상기 표면부로부터 상기 건조 조성물을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 건조 조성물을 상기 침지 단계와 상기 제거 단계동안 균질한 조성물로 유지하는, 레지스트-코팅된 기판로부터 물을 제거하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 기판은 반도체 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 레지스트는 폴리머 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 레지스트는 포지티브-작용성 레지스트와 네거티브-작용성 레지스트로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 레지스트는 패턴이 형성된 레지스트인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 이산화탄소는 액체 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 이산화탄소는 초임계 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 건조 보조제는 공용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 28 항에 있어서, 상기 공용매는 알칸, 알콜, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 건조 보조제는 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 30 항에 있어서, 상기 계면활성제는 CO2-친화기를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 30 항에 있어서, 상기 계면활성제는 CO2-친화기를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 제공단계는 상기 이산화탄소를 상기 보조제와 혼합하여 균질한 용액을 생성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 33 항에 있어서, 상기 침지 단계는 상기 건조 조성물을 균질한 용액으로 유지하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 33 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 건조 조성물을 균질한 용액으로 유지하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 31 항에 있어서, 상기 건조 조성물은 액체 건조 조성물이고, 상기 침지 단계와 제거 단계는 밀폐된 챔버 내에서 이루어지며, 상기 제거 단계는 상기 밀폐된 챔버에 상기 건조 조성물의 비등을 억제하기에 충분한 양의 제 2 압축 기체로 압력을 가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 36 항에 있어서, 상기 제 2 압축 기체는 헬륨, 질소, 및 공기로 구성된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 36 항에 있어서, 상기 제 2 압축 기체는 CO2보다 더 낮은 압축열을 가지며, 상기 제거 단계에서 사용되어 액체 및 기체 CO2를 분리시킴으로써 대부분의 상기 제 2 기체가 증기 상태로 남아있게 하고, 이후의 벤팅(venting) 시 열적 충격을 억제하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 건조 조성물은 초임계 건조 조성물이고, 상기 침지 단계와 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 이루어지며, 상기 제거 단계는 초임계 건조 조성물이 액체 건조 조성물로 전환되도록 제 2 물질을 상기 초임계 건조 조성물에 부가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 건조 조성물을 부가적인 이산화탄소로 희석함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 건조 단계는 액체 상태의 상기 건조 조성물로 개시하고, 어느 일정 시간 후에 상기 조성물을 순수한 액체 CO2로 희석한 다음, 가열하여 초임계 유체를 생성하고, 그 후에는 유체와 기체의 온도가 CO2의 임계온도보다 높은 온도로 유지하면서 건조 챔버에서 상기 유체를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 건조 단계는, 상기 건조 단계에 사용되는 동일한챔버에 수성 현상액 및 순수한 물을 통합하는 현상 단계 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 세정되어야 할 표면부를 갖는 기판을 제공하는 단계;공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는세정 보조제 및 이산화탄소를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계;상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물에 침지하는 단계; 및상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함하고, 상기 침지 단계 중 적어도 일부동안 상기 세정 조성물의 상을 주기적으로 조절하는, 마이크로 전자 소자로부터 오염물을 세정하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 초임계 유체이고, 상기 조절 단계는 깨끗한 제 2 기체를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 제 2 기체의 압력 하에 상기 초임계 유체를 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 초임계 유체이고, 상기 조절 단계는 깨끗한 가열된 초임계 CO2를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 가열된 초임계 CO2의 압력 하에 상기 초임계 유체를 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 액체이고, 상기 조절 단계는 깨끗한 제 2 기체를 상기 액체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 제 2 기체의 압력 하에 상기 액체 세정 조성물을 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 액체이고, 상기 억제 단계는 깨끗한 가열된 기체 또는 초임계 CO2를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 가열된 기체 또는 초임계 CO2의 압력 하에 상기 액체 세정 조성물을 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 농축된 세정 조성물은 액체이고 포화된 증기압 하에 있으며, 상기 제거 단계는 상기 액체를 상기 세정 챔버와 수용 용기 사이의 증기측 통로(vapor side communication)로 배출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 세정 조성물을 상기 침지 단계 및 상기 제거 단계중 적어도 어느 하나의 단계동안 균질한 조성물로서 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 마이크로 기전복합 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 광전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 마이크로 전자소자는 레지스트-코팅된 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 이산화탄소는 초임계 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 공용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 제공 단계는 상기 이산화탄소를 상기 보조제와 혼합하여 균질한 용액을 생성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 세정 조성물은 액체 세정 조성물이고, 상기 침지 단계 및 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 수행되고, 상기 제거 단계는 상기 밀폐된 챔버에 상기 건조 조성물의 비등을 억제하기에 충분한 양의 제 2 압축 기체로 압력을 가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 세정 조성물은 초임계 세정 조성물이고, 상기 침지 단계 및 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 수행되고, 상기 제거 단계는 상기 초임계 세정 조성물이 액체 세정 조성물로 전환되도록 제 2의 물질을 상기 초임계 조성물에 부가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 세정 조성물을 부가적인 이산화탄소로 희석함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 세정 단계는 액체 상태의 상기 건조 조성물로 개시하고, 어느 일정 시간 후에 상기 조성물을 순수한 액체 CO2로 희석한 다음, 가열하여 초임계 유체를 생성하고, 그 후에는 유체와 기체의 온도를 CO2의 임계온도보다 높은 온도로 유지하면서 상기 초임계 유체를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43 항에 있어서, 상기 세정 단계는 상기 소자로부터 물을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 세정되어야 할 표면부를 갖는 기판을 제공하는 단계;이산화탄소, 물, 및 수용성 세정 보조제를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계;상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물에 침지하는 단계; 및상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함하는, 마이크로 전자소자로부터 오염물을 세정하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 초임계 유체이고, 상기 조절 단계는 깨끗한 제 2 기체를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 초임계 유체를 상기 제 2 기체의 압력 하에 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 초임계 유체이고, 상기 억제 단계는 깨끗한 가열된 초임계 CO2를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 가열된 초임계 CO2의 압력 하에 상기 초임계 유체를 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 액체이고, 상기 억제 단계는 깨끗한 제 2 기체를 상기 액체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 제 2 기체의 압력 하에 상기 액체 세정 조성물을 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 액체이고, 상기 억제 단계는 깨끗한 가열된 기체 또는 초임계 CO2를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 가열된 기체 또는 초임계 CO2의 압력 하에 상기 액체 세정 조성물을 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 농축된 세정 조성물은 액체이고 포화된 증기압 하에 있으며, 상기 제거 단계는 상기 액체를 상기 세정 챔버와 수용 용기 사이의 증기측 통로(vapor side communication)로 배출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 세정 조성물을 상기 침지 단계 및 상기 제거 단계 중 적어도 어느 하나의 단계동안 균질한 조성물로서 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 마이크로 기전복합 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 광전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 마이크로 전자소자는 레지스트-코팅된 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 이산화탄소는 초임계 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 산을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 염기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 제공 단계는 상기 이산화탄소를 상기 보조제와 혼합하여 균질한 용액을 생성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 세정 조성물은 액체 세정 조성물이고, 상기 침지 단계 및 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 수행되고, 상기 제거 단계는 상기 밀폐된 챔버에 상기 건조 조성물의 비등을 억제하기에 충분한 양의 제 2 압축 기체로 압력을 가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 세정 조성물은 초임계 세정 조성물이고, 상기 침지 단계 및 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 수행되고, 상기 제거 단계는 상기 초임계 세정 조성물이 액체 세정 조성물로 전환되도록 제 2의 물질을 상기 초임계 조성물에 부가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 세정 조성물을 부가적인 이산화탄소로 희석함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 세정 단계는 액체 상태의 상기 건조 조성물로 개시하고, 어느 일정 시간 후에 상기 조성물을 순수한 액체 CO2로 희석한 다음, 가열하여 초임계 유체를 생성하고, 그 후에는 유체와 기체의 온도가 CO2의 임계온도보다 높은 온도로 유지하면서 상기 초임계 유체를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 세정 단계는 상기 소자로부터 물을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 62 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 표면부 상에 오염물이 재침적되는 것을 억제하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 고체 미립자가 세정되어야 할 표면부를 갖는 기판을 제공하는 단계;공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는세정 보조제 및 이산화탄소를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계;상기 고체 미립자의 적어도 일부를 상기 표면부로부터 제거하기에 충분한 시간동안, 상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물에 침지하는 단계; 및상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함하는, 마이크로 전자소자로부터 고체 미립자 오염물을 제거하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 초임계 유체이고, 상기 제거 단계는 깨끗한 제 2 기체를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 초임계 유체를 상기 제 2 기체의 압력 하에 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 초임계 유체이고, 상기 제거 단계는 깨끗한 가열된 초임계 CO2를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 가열된 초임계 CO2의 압력 하에 상기 초임계 유체를 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 액체이고, 상기 제거 단계는 깨끗한 제 2 기체를 상기 액체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 제 2 기체의 압력 하에 상기 액체 세정 조성물을 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 액체이고, 상기 제거 단계는 깨끗한 가열된 기체 또는 초임계 CO2를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 가열된 기체 또는 초임계 CO2의 압력 하에 상기 액체 세정 조성물을 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 농축된 세정 조성물은 액체이고 포화된 증기압 하에 있으며, 상기 제거 단계는 상기 액체를 상기 세정 챔버와 수용 용기 사이의 증기측 통로(vapor side communication)로 배출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 세정 조성물을 상기 침지 단계 및 상기 제거 단계 중 적어도 어느 하나의 단계동안 균질한 조성물로서 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 마이크로 기전복합 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 광전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 마이크로 전자소자는 레지스트-코팅된 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 이산화탄소는 초임계 이산화탄소인 것을 특징으로하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 공용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 제공 단계는 상기 이산화탄소를 상기 보조제와 혼합하여 균질한 용액을 생성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 세정 조성물은 액체 세정 조성물이고, 상기 침지 단계 및 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 수행되고, 상기 제거 단계는 상기 밀폐된 챔버에 상기 건조 조성물의 비등을 억제하기에 충분한 양의 제 2 압축 기체로 압력을 가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 세정 조성물은 초임계 세정 조성물이고, 상기 침지 단계 및 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 수행되고, 상기 제거 단계는 상기 초임계 세정 조성물이 액체 세정 조성물로 전환되도록 제 2의 물질을 상기 초임계 조성물에 부가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 세정 조성물을 부가적인 이산화탄소로 희석함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 세정 단계는 액체 상태의 상기 건조 조성물로 개시하고, 어느 일정 시간 후에 상기 조성물을 순수한 액체 CO2로 희석한 다음, 가열하여 초임계 유체를 생성시키고, 그 후에는 유체와 기체의 온도가 CO2의 임계온도보다 높은 온도로 유지하면서 상기 초임계 유체를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 세정 단계는 상기 소자로부터 물을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 82 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 표면부 상에 오염물이 재침적되는 것을 억제하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 세정되어야 할 표면부를 갖는 기판을 제공하는 단계;공용매, 계면활성제, 및 그들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는 세정 보조제 및 이산화탄소를 포함하는, 농축된 이산화탄소 세정 조성물을 제공하는 단계;상기 표면부를 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물에 침지하는 단계; 및상기 표면부로부터 상기 세정 조성물을 제거하는 단계를 포함하는, 마이크로 전자소자로부터 오염물을 세정하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 초임계 유체이고, 상기 억제 단계는 깨끗한 제 2 기체를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 제 2 기체의 압력 하에 상기 초임계 유체를 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 초임계 유체이고, 상기 억제 단계는 깨끗한 가열된 초임계 CO2를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 가열된 초임계 CO2의 압력 하에 상기 초임계 유체를 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 액체이고, 상기 억제 단계는 깨끗한 제 2 기체를 상기 액체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 제 2 기체의 압력 하에 상기 액체 세정 조성물을 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 농축된 이산화탄소 세정 조성물은 액체이고, 상기억제 단계는 깨끗한 가열된 기체 또는 초임계 CO2를 상기 초임계 유체 세정 조성물에 도입하는 단계 및 상기 가열된 기체 또는 초임계 CO2의 압력 하에 상기 액체 세정 조성물을 상기 표면부로부터 제거하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 농축된 세정 조성물은 액체이고 포화된 증기압 하에 있으며, 상기 제거 단계는 상기 액체를 상기 세정 챔버와 수용 용기 사이의 증기측 통로로 배출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 세정 조성물을 상기 침지 단계 및 상기 제거 단계 중 적어도 어느 하나의 단계동안 균질한 조성물로서 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 마이크로 기전복합 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 마이크로 전자 소자는 광전 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 마이크로 전자소자는 레지스트-코팅된 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 이산화탄소는 초임계 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 공용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 세정 보조제는 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 제공 단계는 상기 이산화탄소를 상기 보조제와 혼합하여 균질한 용액을 생성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 세정 조성물은 액체 세정 조성물이고, 상기 침지 단계 및 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 수행되고, 상기 제거 단계는 상기 밀폐된 챔버에 상기 건조 조성물의 비등을 억제하기에 충분한 양의 제 2 압축 기체로 압력을 가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 세정 조성물은 초임계 세정 조성물이고, 상기 침지 단계 및 제거 단계는 밀폐된 챔버에서 수행되고, 상기 제거 단계는 상기 초임계 세정 조성물이 액체 세정 조성물로 전환되도록 제 2의 물질을 상기 초임계 조성물에 부가함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 제거 단계는 상기 세정 조성물을 부가적인 이산화탄소로 희석함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 세정 단계는 액체 상태의 상기 건조 조성물로 개시하고, 어느 일정 시간 후에 상기 조성물을 순수한 액체 CO2로 희석한 다음, 가열하여 초임계 유체를 생성시키고, 그 후에는 유체와 기체의 온도가 CO2의 임계온도보다 높은 온도로 유지하면서 상기 초임계 유체를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 102 항에 있어서, 상기 세정 단계는 상기 소자로부터 물을 제거하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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