KR101027612B1 - 선택적 분무 식각을 이용하는 증착 챔버 부분들의 세정방법 및 장치 - Google Patents

선택적 분무 식각을 이용하는 증착 챔버 부분들의 세정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에서, 전자 소자 제조 프로세스 챔버 부분을 세정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, a) 상기 부분에 산을 분무하는 단계; b) 상기 부분에 탈이온수를 분무하는 단계; 및 c) 상기 부분을 포타슘 수산화물로 처리하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들이 제공된다.

Description

선택적 분무 식각을 이용하는 증착 챔버 부분들의 세정 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR CLEANING DEPOSITION CHAMBER PARTS USING SELECTIVE SPRAY ETCH}
본 출원은 "TANTALUM/TANTALUM NITRIDE STRIPPING OF CHAMBER PARTS USING SELETIVE ETCHING"(Attorney Docket No. 12260/L)란 명칭으로 2007년 6월 28일자로 제출된 미국 가특허출원 일련번호 제60/946,983호에 대한 우선권을 청구하고, 이는 모든 목적들을 위해 그 전체가 참조로 본 발명에 포함된다.
2003년 7월 17일자로 제출된 공동 소유된 미국특허 제6,812,471호, "METHOD OF SURFACE TEXTURING"은 모든 목적들을 위해 그 전체가 참조로 본 발명에 포함된다.
2002년 3월 13일자로 제출된 공동 소유된 미국특허 제6,933,508호, "METHOD OF SURFACE TEXTURING"은 모든 목적들을 위해 그 전체가 참조로 본 발명에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 전자 소자 제조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 프로세스 챔버 성분들(components)의 세정에 관한 것이다.
반도체 평판 및 태양 전력판 제조 프로세스에서, 다양한 막들이 기판들의 표면들상에 증착된다. 기판들을 처리하는 과정에서, 막들을 증착하는데 사용되는 설비(및/또는 챔버들)가 증착된 막으로 비의도적으로(unintensionally) 코팅될 수도 있다. 종종, 인-시튜(in-situ) 세정 프로세스는 청정하고 일정한 챔버 환경을 유지하는데 사용될 수 있다. 그러나, 종종 인-시튜 세정이 불가능하거나, 보다 오래 동안 효과적이지 않는다. 이러한 시기에, 막으로 커버된 설비 컴포넌트들이 제거되고 세정될 필요가 있다.
일 실시예에서, 전자 소자 제조 프로세스 챔버 부분을 세정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, a) 상기 부분에 산(acid)을 분무(spraying)하는 단계; b) 상기 부분에 탈이온수(DI water)를 분무하는 단계; 및 c) 상기 부분을 포타슘 수산화물로 처리하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 전자 소자 제조 프로세스 챔버의 성분들을 위한 분무 세정 장치가 제공되며, 상기 장치는, a) 지지 부재; b) 상기 지지 부재에 부착된 분무 노즐(spray nozzle); c) 세정 화학제 공급부; 및 d) 상기 세정 화학제 공급부로부터 상기 분무 노즐로 세정 화학제를 전달하도록 구성된 도관(conduit)을 포함하고, 상기 지지 부재에 부착된 분무 노즐은 선형적으로 회전 및 이동하도록 구성되며, 다수의 방향들에서 세정 화학제의 분무를 전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분의 내부로 지향시키도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 전자 소자 제조 프로세스 챔버의 성분들을 위한 분무 세정 장치가 제공되며, 상기 장치는 a) 세정 탱크; b) 암(arm)에 접속된 다수의 분무 노즐들; c) 프로세스 챔버를 상기 탱크 내부에 홀딩하도록 구성된 장착 장치; 및 d) 상기 분무 노즐들에 접속된 세정 화학제 공급부를 포함하고, 상기 암은 상기 챔버 성분의 세정 화학제 분무를 다수의 방향들로 지향시키기 위해 상기 분무 노즐들을 이동시키도록 구성된다.
많은 다른 실시예들은 본 발명의 이러한 실시예들 및 다른 실시예들에 따라 제공된다. 본 발명의 다른 특징들과 실시예들은 이하의 상세한 설명, 첨부된 청구 범위 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 명백해질 것이다.
프로세스 챔버 성분들을 재조정(recondition)하기 위해, 성분들이 산 베스(acid bath)로 딥핑(dipped)되어 비의도적 코팅 또는 막을 제거할 수 있다. 그러나, 산 베스 딥은 바람직하지 않을 수 있는 격렬한 반응을 초래할 수 있다. 또한, 반응에 의해 많은 양의 열이 생성되어, 설비가 과열되지 않는 동작 온도로 프로세스 챔버를 냉각시키기 위해 냉각기가 필요할 수 있다.
부가적으로, 설비에 코팅되는 비의도적 코팅은 균일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 물리적 기상 증착(PVD) 챔버들의 경우에, 챔버의 최상부에 타겟 물질 또는 소스, 챔버의 내부 주위에서 타겟으로부터 기판으로 연장하는 차폐부들(shields), 및 바닥부의 기판이 존재할 수 있다. 타겟 또는 소스 근처의 차폐부들의 최상부는 기판 근처의 차폐부들의 바닥부보다 더 두껍고 더 조밀한 코팅이 누적될 수 있다. 딥핑 세정 프로세스가 사용될 때, 매우 빈번하게, 얇은 영역들이 과도-식각(over-etch)되는 동안 두꺼운 영역들의 막 누적부는 완전하게 세정되지 않을 수 있다. 과도-식각은 차폐부들을 손상시킬 수 있고, 향후에 비의도적인 코팅들이 처리되고 있는 기판내로 유입(shed)되게 할 수 있다. 기판으로 입자들의 유입은 기판에 결함들을 유발할 수 있고, 작용하지 않는 기판을 제공할 수 있다. 따라서, 반도체 소자, 평판 디스플레이 및 태양 전력판의 제조사들에게 오염물 제어는 주요한 문제이다.
상기한 예는 PVD 챔버의 차폐부들에 관한 것이지만, 다른 증착 프로세스들 (화학적 기상 증착(CVD) 및 전기도금을 포함하는)의 다른 챔버 성분들(예, 쉐도우 링, 콘택 링, 클램프 링, 기판 지지부, 사워헤드, 면판 등)에 비의도적 코팅이 누적될 수 있고, 이는 익스-시튜(ex-situ) 세정을 주기적으로 요구한다. 마찬가지로, 식각 프로세스들(예, 반응성 이온 식각, 스퍼터 식각 및 전기식각)은 익스-시튜 세정을 요구할 수 있는 챔버 성분들상의 식각 부산물 막들의 누적을 초래할 수도 있다.
본 발명은 처리 설비의 표면들로부터 코팅들을 세정하기 위한 방법들 및 장치들을 제공한다. 본 출원인은 부분에 세정 화학제를 딥핑하기 보다는, 부분에 세정 화학제를 분무함으로써, 처리 설비 부분들의 개선된 세정이 달성될 수 있다는 것을 발견하였다. 개선된 세정은 부분들 자체의 더 적은 세정 및 부분의 임의의 의도적 코팅의 더 적은 식각을 통해 달성될 수 있다. 세정 화학제를 부분에 분무한 이후, 부분은 예를 들어 탈이온수(DI water)로 압력 세척될 수 있고, 그 다음 포타슘 수산화물로 처리될 수 있다. 마지막으로, 상기 부분은 탈이온수(DI water)로 다시 세정될 수 있다.
도 1a-1e는 본 발명의 실시예들 중 하나에 따른 프로세스-막 코팅된 성분을 세정(또는 재생)하기 위한 방법의 개념도이다.
도 1a의 스타팅 지점은 챔버 성분(102)일 수 있다. 챔버 성분은 알루미늄, 스테인리스 스틸, 또는 세라믹으로 제조될 수 있다. 이러한 예의 목적들을 위해, 챔버 성분들은 알루미늄으로 제조될 수 있다.
전형적으로, 새로운 챔버 성분들(102)은 코팅(104)에 의해 의도적으로 커버 될 수 있다. 이는 "의도적 코팅(intensional coating)"으로서 지칭될 수 있다. 코팅은 예를 들어, 보호 층이거나, 플라즈마 환경과 호환될 수 있도록 하기 위해 적절한 전기 특성들을 성분에 제공하는 층일 수 있다. 또한, 코팅은 챔버내에서 기판들의 오염을 최소화시킬 수 있다. 하나의 의도적 코팅(104)은 예를 들어, 알루미늄, 구리, 니켈, 몰리브덴, 또는 아연으로 이루어진 트윈 와이어(twin wire) 아크 분무("TWAS") 코팅이다. 다른 의도적 코팅들이 사용될 수 있다. 이름이 제안하는 바와 같이, TWAS 코팅 프로세스는 전기 아크를 형성하는 2개의 와이어들을 포함할 수 있다. 아크 금속 와이어들로부터 발생하는 용융 금속은 압축 공기에 의해 분말화(atomize)되고 성분 상에 분무되어 코팅을 형성할 수 있다. 결과적으로, 의도적 코팅된 성분은 성분에 대한 PVD 물질들의 접착을 촉진시키는 거칠기(roughness)를 가질 수 있다. 이는 비의도적 코팅된 PVD 물질들이 기판의 표면을 오염시키고 갈라지게 하는(break off) 것을 방지하도록 도울 수 있다. 이전에 열거된 바와 같은 다른 성분들 또한 TWAS 프로세스들에 의해 코팅될 수 있다. 마찬가지로, 다른 프로세스 재료들(예, 이전에 논의된 바와 같은 CVD 막들과 식각 부산물 등과 같은)의 접착은 TWAS 또는 다른 의도적 코팅에 의해 개선될 수 있다.
그 다음 층은 누적된 프로세스 물질층 또는 비의도적 코팅(106)일 수 있다. 설비, 및/또는 설비상에서 실행되는 프로세스들에 따라, 비의도적 코팅 물질은 가변될 수 있다. PVD 설비에서 일반적으로 누적된 프로세스 막들은 구리(Cu), 루테늄(Ru), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 및/또는 티타늄 질화물(TiN), 티타늄 텅스텐(TiW) 및 탄탈(Ta) 및/또는 탄탈 질화물(TaN)을 포함할 수 있다. 식각 설비상의 비의도적 코팅들은 일반적으로 중합체이다. CVD 챔버들상의 비의도적 코팅들은 이산화 실리콘, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 탄소, 도핑된 실리콘 산화물들, 산화된 실리콘 탄소 막들(종종 SiCOH라 지칭됨)일 수 있다.
도 1b에서, 제 1 세정 또는 재생(reclaiming) 단계가 수행된다. 여기서, 의도적 코팅(104) 및 비의도적 코팅(106) 또는 막을 갖는 챔버 성분(102)은 세정 화학제 분무에 노출된다. 이러한 세정 화학제 분무는 의도적 코팅(104) 및/또는 챔버 성분 물질 자체와 비교해볼 때, 비의도적 코팅(106)을 우선적으로 제거 또는 식각할 수 있다. PVD 차폐 예를 계속하면, 비의도적 코팅(106)은 TaN/Ta일 수 있고, 의도적 층(104)은 알루미늄 챔버 성분(102)상의 TWAS 증착된 알루미늄 층일 수 있다. 세정 화학제에 성분을 딥핑하는 것과 대조적으로, 성분 상에 세정 화학제를 분무하면, 몇가지 장점들을 가질 수 있다. 먼저, 분무에 의해, 화학제의 방향이 보다 용이하게 제어될 수 있다. 따라서, 두꺼운 비의도적 코팅을 갖는 영역들(예, PVD 차폐부의 최상부와 같은)은 얇은 비의도적 코팅의 영역들보다 더 오랜 시간 동안 화학제에 노출될 수 있다. 따라서, 비의도적 코팅의 두꺼운 영역들은 비의도적 코팅의 얇은 영역들을 과도-식각함이 없이, 완전하게 또는 실질적으로 세정될 수 있다. 예를 들어, 얇은 비의도적 코팅을 제거하는데에는 단지 30분만 소요되는 반면에, 두꺼운 또는 조밀한 비의도적 코팅을 제거하는데에는 약 2시간이 소요될 수 있다. 부가적으로, 화학제의 분무는 화학제 베스로의 딥핑에 사용되는 것보다 더 적은 화학제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 분무 프로세스는 수 갤런(gallons)의 화학제(자동화된 분무 시스템을 통해 수집 및 재생될 수 있음)를 사용하는 반면에, 베스는 20 갤런의 화학제를 사용할 수 있다. 또한, 분무 프로세스는 딥핑 베스 프로세스보다 더 적은 열을 생성하고, 이에 따라 분무 프로세스가 더 안전할 수 있으며, 냉각기의 사용이 분무 시스템들에 요구되지 않을 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 비의도적 코팅이 누적되지 않는 챔버 성분의 부분들은 마스킹되어, 세정 화학제 분무가 챔버 성분 또는 의도적 코팅을 식각하지 않는다.
분무 화학제는 비의도적 막(106), 의도적 막(104) 및 기판(102)의 주체(identity)에 따라 가변될 수 있다. Al TWAS 층 및 TaN/Ta 비의도적 코팅을 갖는 PVD Al 차폐부의 예에서, 효과적인 화학제 선택비는 15:85 비율의 불화 수소(HF) 대 질산(HNO3), 또는 동일한 비율의 염화 수소(HCl) 대 질산(HNO3)일 수 있다. 질산은 비용적인 장점을 줄 수 있는 상업적 등급일 수 있다. 비율은 다소 가변될 수 있으며, Al 코팅 또는 성분으로부터 TaN/Ta의 선택적 스트립핑에 대해 20:80 비율의 동일한 구성성분들이 효과적일 수도 있다.
증착 챔버 세정의 당업자는 비의도적 코팅(106) 및 의도적 코팅(104)의 특성 및 기판(102)을 형성하는 재료를 기초로, 챔버 세정 분무 화학제를 선택할 수 있을 것이다.
스텝 1b의 프로세스의 종료 이후, 비의도적 코팅(106)의 전부는 아니지만 대부분이 두껍게 누적된 영역들(예, 소스/타겟 근처의 차폐부의 최상부)로부터 제거될 수 있는 동시에, 얇게 코팅된 영역들은 과도-식각되지 않을 수 있다.
스텝 1c에서, 성분은 탈이온수(DI water)에 의해 파워 세척되어 세정 화학제를 제거하고 남아 있는 비의도적 코팅(106)(예, TaN/Ta)의 일부를 제거한다. 압력 세정 단계의 압력은 500 내지 2000 p.s.i.로 폭넓게 가변될 수 있다. 그러나, 대부분의 애플리케이션들에 대해 1000 p.s.i.가 충분할 것으로 예상된다.
도 1d에서, 의도적 코팅(104)(예, TWAS Al)은 희석된 포타슘 수산화물(KOH) 혼합물에 의해 제거된다. 희석도는 약 6% KOH 내지 25% KOH까지 가변할 수 있다. KOH는 성분 상에 분무될 수 있거나, 성분이 KOH의 베스에 딥핑될 수 있다. 마찬가지로, 임의의 비의도적 코팅(106)이 챔버 성분(102)에 남아 있는 경우, KOH 스텝은 분해된 비의도적 코팅(106)을 언더컷팅(undercutting)할 것으로 예상된다. 그러한 언더컷팅은 임의의 남아 있는 분해된 비의도적 코팅(106)을 제거하도록 도울 수 있다. PVD 차폐부의 성분 크기에 대해, 희석 KOH 처리를 통해 의도적 코팅(104)을 제거하는데 약 60분 내지 90분이 걸릴 것으로 예상된다. 성분은 약 40 p.s.i.에서 탈이온수(DI water)로 세척된 다음, KOH 처리가 수행될 수 있다.
도 1e에서, 세정된 성분(예, PVD 차폐부)은 그리트-블래스팅(grit-blasting) 및 새로운 의도적 층(106)(PVD 차폐부의 예에서, TWAS Al)의 도포 준비가 되어, 성분이 프로세스 챔버에 재배치(re-installed)될 수 있다. 그리트-블래스팅 프로세스 및 의도적 층의 증착에 대한 세부사항들은 2003년 7월 17일자로 제출된 Popiolkokwski 외의 공동 소유된 미국특허 제6,812,471호, 및 2002년 3월 13일자로 제출된 Popiolkokwski 외의 미국특허 제6,933,508호에서 발견될 수 있으며, 이들은 모든 목적들을 위해 그 전체가 참조로 본 발명에 포함된다.
도 1a-1e는 본 발명의 세정 방법 및 성분의 표면상의 그 효과를 도시한다. 도 2는 본 발명의 세정 방법(200)의 일 실시예의 흐름도이다. 방법(200)은 단계(202)에서 시작된다. 단계(204)에서, 세정될 성분이 제공되고, 여기서 성분은 비의도적 코팅을 갖는다. 비의도적 코팅은 도 1a-1e의 층(106)에 대응된다. 세정 프로세스는 재생 프로세스 또는 스트립핑 프로세스로서 고려될 수도 있다. 또한, 성분은 성분상에 위치되지만 비의도적 코팅 아래에 위치되는 의도적 코팅을 가질 수도 있다. 의도적 코팅은 도 1a-1e를 참조로 논의된 바와 같은 층(104)에 대응된다.
도 2의 단계(206)에서, 비의도적 코팅을 갖는 성분은 세정 화학제로 분무된다. 세정 화학제는 선택적 화학제일 수 있고, 이에 따라 세정 화학제는 의도적 코팅(104)을 식각하는 것보다 더 빨리 비의도적 코팅(106)을 식각할 수 있다. 대안적으로, 의도적 코팅(104)이 존재하지 않는 경우, 선택적 화학제는 성분을 식각하는 것보다 더 빨리 비의도적 코팅을 식각할 수 있다. 사용되는 화학제는 도 1b와 연계하여 설명된 것과 동일하다. 단계(206) 이후, 누적된 층의 전부는 아니지만 대부분이 성분으로부터 제거될 것이다.
단계(208)에서, 성분은 고압 탈이온수(DI water)로 분무된다. 압력 세척은 단계(206)로부터 화학제들을 제거하고, 단계(206) 이후 남아 있는 임의의 비의도적 코팅 물질을 완화하고 제거할 수 있다.
단계(210)에서, 성분은 희석 KOH 혼합물에 노출된다. 혼합물 농도는 도 1d와 연계하여 설명된 바와 같다. 혼합물은 성분상에 분무되거나, 성분이 KOH의 베 스에 딥핑될 수 있다. 분무 방법이 사용되는 경우, KOH 처리는 동일한 장치에서 수행될 수 있다. 대안적으로, 성분은 분리된 장치로 이동되어 KOH 처리(분무 또는 베스)를 받을 수 있다. KOH 처리는 성분으로부터 의도적 코팅을 벗겨낼 수 있다. 성분이 의도적 코팅(도 1의 104)을 갖지 않는다면, 단계 4는 생략될 수 있다.
단계(212)에서, 성분은 탈이온수(DI water)로 세정된 다음, KOH로 처리될 수 있다.
마지막으로, 단계(214)에서, 새롭게 세정된 성분이 재조절(reconditioning)될 준비가 된다. 재조절 프로세스는 성분의 그리트-블래스팅, 및 새로운 의도적 코팅의 도포를 포함할 수 있다. 재조절 프로세스는 2003년 7월 17일자로 제출된 Popiolkokwski 외의 공동 소유된 미국특허 제6,812,471호, 및 2002년 3월 13일자로 제출된 Popiolkokwski 외의 미국특허 제6,933,508호에 보다 상세히 논의되어 있으며, 이들은 참조로 본 발명에 포함된다.
도 3은 성분에 세정 화학제가 분무되고 있는 동안, 챔버 성분의 온도를 제어하기 위한 본 발명의 방법(300)을 도시하는 흐름도이다. 그러한 분무 단계의 일 예는 도 2의 단계(206)일 수 있다. 방법은 단계(302)에서 시작된다. 단계(304)에서, 챔버 성분은 초기 유속(flow rate)에서 세정 화학제로 분무된다. 초기 유속은 오퍼레이터의 판단을 기초로 하거나, 유사한 세정 화학제들을 유사한 성분들에 분무한 이전의 경험을 기초로 할 수 있다.
단계(306)에서, 챔버 성분의 온도가 측정된다. 대안적으로, 세정 화학제의 온도는 세정 탱크로부터 배출됨에 따라 측정될 수 있다. 단계(308)에서, 측정된 온도는 타겟 온도 또는 온도 범위와 비교된다.
타겟 온도 또는 범위는 비의도적 코팅(106)의 식각률을 증가시키고 의도적 코팅(104) 및/또는 챔버 성분 물질(102)의 식각률을 감소시키도록 선택될 수 있다. 이를 규정하는 다른 방법은 타겟 온도 범위가 선택되어, 비의도적 코팅(106)의 허용가능한 높은 식각률, 및 의도적 코팅(104) 및/또는 챔버 성분 물질(102)의 허용가능한 낮은 식각률을 달성하는 것이다. 따라서, 임의의 주어진 세정 화학제에 대해, 2개의 곡선들이 유도될 수 있다: 하나는 온도에 대한 비의도적 코팅 식각률을 도시하고, 다른 하나는 온도에 대한 의도적 코팅 및/또는 챔버 성분 식각률을 도시한다. 그 다음, 비의도적 코팅(106), 의도적 코팅(104), 및 챔버 성분 물질(102)의 허용가능한 식각률들을 제공하도록 온도 범위가 선택될 수 있다.
단계(308)에서 측정 온도가 타겟 온도 범위보다 더 큰 것으로 결정되면, 방법은 단계(310)로 진행하여, 세정 화학제의 유속이 감소되며, 챔버 성분의 분무가 계속된다. 그 다음, 방법은 온도가 재측정되는 단계(306)으로 다시 진행한다.
단계(308)에서, 온도가 타겟 온도 범위보다 더 크지 않은 것으로 결정되면, 상기 방법은 단계(312)로 진행하여, 측정 온도가 타겟 온도 범위와 다시 비교된다. 단계(312)에서 측정 온도가 타겟 온도 범위보다 더 낮은 것으로 결정되면, 상기 방법은 단계(314)로 진행할 수 있다. 단계(314)에서, 세정 화학제의 유속은 증가되고, 챔버 성분의 분무는 계속된다. 상기 방법은 단계(314)로부터 단계(306)으로 다시 진행하여 온도가 재측정된다.
단계(312)에서, 측정 온도가 타겟 온도 범위내에 있다고 결정되면, 방법은 단계(316)으로 진행하여, 세정 화학제를 챔버 성분에 분무하는 단계가 종료되는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 챔버 성분에 세정 화학제를 분무하는 단계가 종료되는지 여부의 결정은 분무의 지속시간, 챔버 성분의 관측, 또는 챔버 성분에서 비의도적 코팅(106)의 전부 또는 대략적인 일부가 세정되었는지 여부를 결정하는 임의의 다른 적절한 방법을 기초로 할 수 있다.
단계(316)에서, 세정 화학제 분무 단계가 완료되지 않은 것으로 결정되면, 상기 방법은 단계(318)로 진행하여, 성분에 세정 화학제의 분무가 계속된다. 그 다음, 상기 방법은 단계(306)으로 진행하고, 단계(316)에서 세정 화학제 분무 단계가 완료되었다는 결정이 이루어지는 그러한 시점까지 상기 방법이 계속된다. 그러한 시점에서 상기 방법은 단계(320)로 진행하여 상기 방법이 종료될 수 있다.
도 3의 방법(300)은 도 2의 방법(200)의 단계(206)을 수행하는데 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 챔버 성분 분무 장치(400)의 개념도이다. 분무 장치(400)는 본 발명에서 기술된 임의의 분무 단계를 수행하는데 사용될 수 있다. 분무 장치(400)는 도 4에 도시된 것처럼 세정되는 성분(404)을 완전히 밀봉하는 탱크(402) 또는 그 유사물일 수 있다. 대안적으로, 장치는 상부에 증기 후드(fume hood)를 구비한 개방형 탱크일 수 있다. 탱크(402)는 챔버 성분(404)이 큰 성분인 경우 하나의 챔버 성분(404)을 한번에 세정하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 각각의 다수의 성분들이 탱크(402)내에 설치되기에 충분히 작고 다수의 성분들이 서로 간섭되지 않으면서 다수의 성분들이 효과적으로 분무될 수 있도록 하기에 충분히 작은 경우, 탱크(402)는 다수의 성분들을 동시에 세정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 분무 장치(400)는 성분 홀딩 장치들(406)을 포함할 수도 있다. 성분 홀딩 장치들(406)은 후크, 탭, 선반, 또는 챔버 성분을 홀딩하기에 적합한 임의의 장치들일 수 있다. 성분 홀딩 장치들(406)은 챔버 성분들을 세정하는데 사용되는 세정 화학제들에 대한 불침투성 또는 내성인 임의의 재료로 제조될 수 있다.
분무 장치(400)는 탱크(402)의 좌측 및 우측을 따라 위치된 것처럼 도 4에 도시된 분무 노즐들(408)을 포함할 수 있다. 분무 노즐들(408)은 탱크(402)의 임의의 내부 표면상에 위치될 수 있거나, 대안적으로 분무 노즐들(408)은 탱크(402)내에 서스펜딩될 수 있다. 분무 노즐들(408)은 세정 화학제 공급부들(410)에 접속될 수 있고, 세정 화학제 공급부들(410)은 세정 화학제 재생 도관(412)에 접속될 수 있다. 도관(412)은 단지 하나의 세정 화학제 공급부(410)에 접속된 것으로 도시되지만, 도시된 다른 세정 화학제 공급부(410)와 유사한 접속이 이루어질 수 있다. 하나 이상의 세정 화학제 공급부들(410)이 사용될 수 있다.
도관(412)은 펌프(414)에 접속될 수 있고, 펌프(414)는 도관(416) 및 배수로(418)에 접속될 수 있다. 또한, 분무 장치(400)는 챔버 성분(404)의 온도 및/또는 배수로(416)로 흐르는 임의의 세정 화학제의 온도를 측정하도록 구성될 수 있는 센서(420)를 포함할 수도 있다. 센서(420)는 신호 라인(422)을 통해 제어기(424)에 접속될 수 있다. 제어기(424)는 신호 라인(426)을 통해 노즐들(408)에 접속될 수 있다. 신호 라인(426)은 단일 노즐(408)에 접속되는 것으로 도시되지만, 단일 라인(426)은 임의의 모든 노즐들(408)에 접속될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
동작시, 챔버 성분(404)은 성분 홀딩 장치들(406)에 의해 제자리에 홀딩되거 나 서스펜딩될 수 있다. 챔버 성분(404)이 장착되면, 오퍼레이터 또는 제어기는 챔버 성분(404)에 대항하여 노즐들(408)로부터 분무 세정 화학제를 개시할 수 있다. 챔버 홀딩 장치들(406)은 챔버 성분(404)을 회전시킬 수 있는 회전 장치(미도시)에 접속되어, 챔버 성분(404)의 모든 측면들에 세정 화학제가 분무될 수 있다. 세정 화학제는 탱크(402)의 바닥부에 떨어지고 배수로(418)에 의해 수집되며, 배수로(418)로부터 세정 화학제가 펌프(414)에 의해 도관(416)을 통하여 펌핑될 수 있다. 세정 화학제는 도관(412)을 통해 세정 화학제 소스(410)로 직접 펌핑되거나, 세정 화학제 소스(410)로 복귀되기 이전에 먼저 필터링 및/또는 재조절될 수 있다.
분무 동작 동안, 챔버 성분(404)의 온도는 센서(420)에 의해 측정되고, 신호 라인(422)을 통해 제어기(424)로 리포팅될 수 있다. 챔버 성분(404)의 온도가 타겟 온도 또는 온도 범위를 초과하면, 제어기는 노즐들(408)로부터 세정 화학제의 유속의 감소를 명령할 수 있다. 유사하게, 챔버 성분(404)의 온도가 타겟 온도 또는 온도 범위 아래로 떨어지면, 제어기는 노즐들(408)로부터 세정 화학제의 유속의 증가를 명령할 수 있다. 상기에서 논의된 것처럼, 챔버 성분(404)의 온도는 직접적으로 측정될 수 있다. 또한, 챔버 성분(404)의 온도는 탱크(402)의 바닥부로 떨어지는 세정 화학제의 온도를 측정함으로써 간접적으로 측정될 수 있다.
세정 화학제의 유속을 간단히 증가시킴으로써 챔버 성분(404)의 온도가 허용가능한 온도 범위로 상승될 수 없는 경우, 세정 화학제는 세정 챔버(404)상에 분무되기 이전에 예열될 수 있다.
더 많은 양의 비의도적 코팅(106)을 갖는 챔버 성분(404)의 부분들상에 부가 적인 세정 화학제를 배치하기 위해, 및 더 적은 양의 비의도적 코팅(106)을 갖는 챔버 성분(404)의 부분들상에 더 적은 세정 화학제를 배치하기 위해, 노즐들(408)은 그룹으로 제어되거나 개별적으로 제어될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 분무 장치(500)의 개념도이다. 분무 장치(500)는 도 4의 분무 장치(400)와 실질적으로 유사하지만, 이하의 차이점들을 갖는다. 분무 장치(500)에서, 챔버 성분(404)은 성분 홀딩 장치들(406)에 의해 서스펜딩 및/또는 상승되지 않는다. 대신에, 챔버 성분(404)은 턴테이블(502)상에 배치될 수 있다. 턴테이블(502)은 챔버 성분(404)을 회전시키는데 사용될 수 있다.
동작시, 분무 장치(500)는 도 4의 분무 장치(4000와 유사하게 동작될 수 있지만, 이하의 차이점들을 갖는다. 도 5의 분무 장치(500)에서, 챔버 성분(404)은 성분 홀딩 장치들(406)로부터 서스펜딩되는 것이 아니라 턴테이블(502)상에 배치될 수 있다. 턴테이블(502)이 회전되어 챔버 성분(402)을 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 노즐들(408)로부터 분무될 수 있는 세정 화학제는 챔버 성분(404)의 모든 외부 부분들에 도달할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 분무 장치(600)의 개념도이다. 분무 장치(600)는 도 5의 분무 장치(500)와 실질적으로 유사하지만, 이하의 차이점들을 갖는다. 분무 장치(600)는 내부 분무 어셈블리(602)를 구비할 수 있다. 내부 분무 어셈블리(602)는 도관/지지 부재(606)를 통해 노즐(608)에 접속된 세정 화학제 소스(604)를 포함할 수 있다. 노즐(608)은 노즐(408)과 유사할 수 있다. 노즐(608)은 도관/지지 부재(606)상에 이동가능하게 및/또는 회전가능하게 장착될 수 있다. 부가적 으로 또는 대안적으로, 도관/지지 부재(606)는 노즐(608)을 수직으로 및/또는 회전식으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 단지 하나의 노즐(608)만이 도시되지만, 다수의 노즐들(608)이 사용되어 도관/지지 부재(606)에 부착될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
제어기(424)는 제어 라인(610)에 의해 세정 화학제 소스(604)에 접속될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같은 분무 장치(600)는 도 5의 분무 장치(500)를 기반으로 할 수 있지만, 도 4의 분무 장치(400)는 유사하게 변형될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 분무 장치(400)는 성분 홀딩 장치들(406)이 챔버 성분(404)을 회전시키는 동안, 챔버 성분(404)의 내부에 세정액을 분무하도록 구성된 내부 분무 어셈블리(602)를 포함하도록 변형될 수 있다.
동작시, 분무 장치(600)는 도 4의 분무 장치(400) 및 도 5의 분무 장치(500)와 유사하게 동작될 수 있고, 본 발명에서 기술된 부가적인 기능을 갖는다. 도 6의 분무 장치(600)는 노즐(608)을 통해 챔버 성분(404)의 내부 부분들상에 세정 화학제를 분무할 수 있다. 세정 화학제는 도관(606)을 통해 세정 화학제 소스(604)로부터 노즐(608)로 유동될 수 있다. 내부 분무 어셈블리(602)는 노즐들(408)과 무관하게 동작될 수 있다. 대안적으로, 내부 분무 어셈블리(602)는 노즐들(408)과 연계하여 동작될 수 있다.
분무 동작 동안, 노즐(608)이 회전되어, 챔버 성분(404)의 모든 내부 부분들에 세정 합성물이 분무될 수 있다. 노즐(608)의 회전은 도관/지지 부재(606)를 회 전시킴으로써 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 달성될 수 있다. 또한, 노즐(608)은 도관/지지 부재(606)를 상승 또는 하강시킴으로써, 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해, 수직 방향으로 이동될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 분무 장치(700)의 개념도이다. 분무 장치(700)는 도 4의 분무 장치(400)와 실질적으로 유사할 수 있고, 이하의 차이점들을 갖는다. 도 4의 분무 노즐들(408)은 탱크(402)의 내부 벽들상에 장착되는 반면에, 도 7의 노즐들(408)은 암(702)상에 장착될 수 있다. 암(702)은 탱크(402)의 바닥부 주위에서 동작되는 로봇 암(미도시) 또는 트랙(미도시)상에 장착될 수 있다. 따라서, 암(702)은 세정 화학제가 다수의 방향들로부터 챔버 성분(404)의 모든 외부 부분들에 도달할 수 있도록 하기 위해, 챔버 성분(404)의 둘레에서 이동될 수 있다. 또한, 분무 장치(700)는 도관(706)을 통해 암(702)에 접속될 수 있는 세정 화학제 소스(704)를 포함할 수도 있다. 도관(706)은 암(702)이 탱크(402)의 내부 둘레에서 이동될 수 있도록 하기 위해, 탄력성 호스(flexible hose)일 수 있다.
도 7에서, 암은 장치의 좌측상에 도시된다. 그러한 지점으로부터, 암은 장치의 일 측면으로부터 다른 측면으로 선형적으로 스위핑(sweep)하거나, 동일한 지점에 있는 동안 암이 회전할 수 있다. 더욱이, 암은 그 축들 중 하나에서 동시적으로 회전하는 동안 장치에 걸쳐서 선형적으로 스위핑할 수 있다. 또한, 이동식 암은 측면들과 더불어 장치의 최상부 또는 바닥부상에 배치될 수 있다. 고정식 및 이동식 노즐들의 조합이 장치내에 가능할 수도 있다. 상이한 노즐들 또는 노즐들의 세트가 독립적으로 제어될 수 있다. 독립적인 제어는 성분을 보다 효과적으로 세정하기 위해, 더 오랜 시간 동안 또는 더 빠른 화학제 유속으로, 노즐 또는 노즐들의 세트가 두껍게 누적된 영역들을 처리할 수 있도록 한다. 효과적인 세정은 과도-식각 없이 원치 않는 재료의 제거, 및 최단 시간의 세정을 포함한다. 부가적으로, 분무 장치는 장치의 바닥부로부터 분무된 화학제를 수집할 수 있고, 재생될 하나 이상의 펌프들(414)에 의해 분무된 화학제를 펌핑할 수 있다.
도면들은 탱크(402)의 바닥부를 평탄한 것으로 도시하지만, 경사질 수 있거나, 화학제의 수집을 돕도록 구성될 수 있다. 재생된 화학제는 프로세스에 즉각적으로 재활용되거나, 필터링(화학적 및/또는 기계적)되어 즉각적으로 재활용되거나, 재활용 이전에 처리를 위해 재생 스테이션으로 펌핑될 수 있다.
동작시, 도 7의 분무 장치(700)는 도 4의 분무 장치(400)와 유사하게 동작될 수 있지만, 이하의 차이점들을 갖는다. 도 4에서, 챔버 성분(404)이 회전되어, 노즐들(408)이 챔버 성분(404)의 외부의 모든 부분들에 도달할 수 있다. 도 7에서, 챔버 성분(404)은 암(702)에 장착될 수 있는 성분 홀딩 장치들(406)과 노즐들(408)에 의해, 고정된 상태로 유지될 수 있고, 챔버 성분(404)의 모든 외부 부분들에 도달하기 위해 측방향으로, 수직으로 및/또는 회전식으로 이동될 수 있다.
전술한 모든 실시예들에서, 노즐들(408)은 독립적으로 제어되어, 더 많거나 더 적은 비의도적 코팅(106)을 상부에 갖는 챔버 성분(404)의 부분들상에 더 많은 또는 더 적은 세정 화학제가 분무될 수 있다.
전술한 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들만을 개시한다. 본 발명의 범주내에 속하는 상기 개시된 장치 및 방법들의 변형들은 통상의 당업자에게 용 이하고 명백할 것이다.
도 1a-1e는 본 발명의 실시예들 중 하나에 따라 프로세스 막 코팅된 성분를 세정 또는 재생(reclaim)하기 위한 방법의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 세정 방법의 흐름도이다.
도 3은 세정 화학제 분무 동안 챔버 성분 온도를 제어하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 챔버 성분 분무 장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 챔버 성분 분무 장치의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 챔버 성분 분무 장치의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 챔버 성분 분무 장치의 개념도이다.

Claims (15)

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  9. 전자 소자 제조 프로세스 챔버의 성분들(components)에 대한 분무 세정 장치로서,
    전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분을 수용하도록 구성된(adapted) 탱크(tank);
    상기 탱크 내에 수용되고 전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분을 회전가능하게 지지하도록 구성된 턴테이블(turntable);
    상기 탱크 내로 연장하고, 상기 전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분의 내부로 추가적으로 연장하도록 구성된 지지 부재;
    상기 지지 부재에 부착된 분무 노즐(spray nozzle);
    세정 화학제(cleaning chemistry) 공급부; 및
    상기 세정 화학제 공급부로부터 상기 분무 노즐로 세정 화학제를 전달하도록 구성된 도관(conduit)
    을 포함하고, 상기 지지 부재에 부착된 상기 분무 노즐은 회전 및 선형적으로 이동하도록 구성되며 다수의 방향들에서 상기 전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분의 내부로 세정 화학제의 분무를 지향시키도록 구성되는,
    분무 세정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 챔버 성분의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서를 더 포함하는, 분무 세정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 챔버 성분의 온도를 미리 결정된 온도 범위와 비교하도록 구성되고 상기 분무 노즐에 의해 분무되는 세정 화학제의 유속을 변화시키도록 추가로 구성되는 제어기를 더 포함하는, 분무 세정 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 챔버 성분의 온도를 증가시키기 위해 상기 세정 화학제의 유속을 증가시키도록 구성되는, 분무 세정 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 챔버 성분의 온도를 감소시키기 위해 상기 세정 화학제의 유속을 감소시키도록 구성되는, 분무 세정 장치.
  14. 전자 소자 제조 프로세스 챔버의 성분들에 대한 분무 세정 장치로서,
    전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분을 수용하도록 구성된 세정 탱크;
    상기 탱크 내로 연장하고, 상기 전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분의 내부로 추가적으로 연장하도록 구성된 암(arm);
    상기 암에 연결된 다수의 분무 노즐들;
    상기 탱크 내부에 상기 전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분을 홀딩하도록 구성된 회전가능한 장착 장치;
    다수의 방향들에서 상기 전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분의 외부에 세정 화학제의 분무를 지향시키도록 구성되며, 상기 세정 탱크의 내부를 따라 배치되는 다수의 분무 노즐들; 및
    상기 분무 노즐들에 연결된 세정 화학제 공급부
    를 포함하고, 상기 암은 다수의 방향들에서 상기 전자 소자 제조 프로세스 챔버 성분의 내부에 세정 화학제의 분무를 지향시키기 위해 상기 분무 노즐들을 이동시키도록 구성되는,
    분무 세정 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 챔버 성분의 부분들이 보다 많은 양으로 세정될 막(film)으로 코팅되도록 영향을 주는(impact) 상기 세정 화학제의 양을 증가시키기 위해 그리고 상기 챔버 성분의 부분들이 보다 적은 양으로 세정될 막으로 코팅되도록 영향을 주는 상기 세정 화학제의 양을 감소시키기 위해, 각각의 상기 분무 노즐들로부터의 상기 세정 화학제의 분무를 지향시키도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 분무 세정 장치.
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