KR102394219B1 - 기판에 디스펜싱된 액체들의 온도들을 제어하는 사용 현장 혼합 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

기판을 처리하는 액체 디스펜싱 시스템이 제공되고 흐름 제어기, 압력 조절기, 혼합 노드, 액체 혼합기, 온도 센서, N 개의 디스펜서들 및 시스템 제어기를 포함한다. 플로우 제어기는 제 1 액체를 수용하고 제 1 액체의 플로우 레이트를 제어한다. 압력 조절기는 제 2 액체를 수용하고 제 2 액체의 압력을 제어한다. 혼합 노드는 제 1 혼합물을 제공하도록 플로우 제어기 및 압력 조절기에 의해 방출된 (output) 제 1 액체 및 제 2 액체를 혼합한다. 액체 혼합기는 제 2 혼합물을 제공하도록 제 1 혼합물과 제 3 액체를 혼합한다. 온도 센서는 제 2 혼합물의 온도를 측정한다. N 개의 디스펜서들이 기판에 제 2 혼합물을 디스펜싱한다. 시스템 제어기는 측정된 온도에 기초하여 그리고 제 2 액체의 플로우 레이트의 측정치에 독립적으로 플로우 레이트를 조정함으로써 제 1 온도와 제 2 온도 사이이도록 측정된 온도를 제어한다.

Description

기판에 디스펜싱된 액체들의 온도들을 제어하는 사용 현장 혼합 시스템들 및 방법들{POINT-OF-USE MIXING SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING TEMPERATURES OF LIQUIDS DISPENSED AT SUBSTRATE}
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들에 관한 것이고, 보다 구체적으로 온도 제어 및 기판에서 디스펜싱된 유체들의 혼합에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 설명은 일반적으로 본 개시의 맥락을 제공하기 위한 것이다. 본 발명자들의 성과로서 본 배경기술 섹션에 기술되는 정도의 성과 및 출원시 종래 기술로서 인정되지 않을 수도 있는 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
PoU (point-of-use) 혼합 시스템이 스핀 척에 의해 회전되는 기판 상에 액체들을 디스펜싱하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 기판은 반도체 웨이퍼를 포함한다. 액체들은 기판 상에 디스펜싱되는 혼합물을 제공하도록 조합된다. PoU 혼합 시스템은 액체들의 플로우 레이트들 및 따라서 결과적인 혼합물 내 액체들의 농도 레벨들을 제어하는 LFC들 (liquid flow controllers) 을 포함한다. LFC는 공급되는 액체 각각에 대해 제공된다.
특정한 애플리케이션들에서, PoU 혼합 시스템은 제 1 혼합물 및 제 2 혼합물을 형성하도록 액체들을 조합한다. 제 1 혼합물은 기판의 상단측 상에 디스펜싱된다. 제 2 혼합물은 기판의 하단측 상에 디스펜싱된다. 제 1 혼합물 및 제 2 혼합물은 동일한 타입들의 액체들을 포함할 수도 있지만, 제 1 혼합물과 제 2 혼합물이 혼합되고 개별적으로 공급되기 때문에 제 1 혼합물은 제 2 혼합물로부터 구별된다. 제 1 혼합물은 2 이상의 액체들의 제 1 세트를 혼합함으로써 형성된다. 제 2 혼합물은 2 이상의 액체들의 제 2 세트를 혼합함으로써 형성된다. LFC들 각각은 플로우 미터 및 밸브를 포함한다. 플로우 미터들은 공급되는 액체들의 각각의 플로우 레이트들을 측정한다. 액체들의 플로우 레이트들은 제 1 혼합물 및 제 2 혼합물을 제공하기 위해 액체들을 혼합하기 전에 측정된다. 밸브들은 측정된 플로우 레이트들에 기초하여 제어된다.
혼합물들은 캐리어 액체들 및 스파이크 액체를 포함할 수도 있다. 캐리어 액체들은 고온의 DIW (deionized water) 및 저온 DIW를 포함할 수도 있다. 스파이크 액체는 농축된 산을 포함할 수도 있다. 동일한 타입의 액체들이 혼합물들을 형성하도록 조합되지만, 제 1 혼합물에 사용된 LFC는 제 2 혼합물에 사용된 LFC와 상이하다. 따라서, 혼합물들의 농도들은 상이할 수도 있다. 상이한 농도들은 PoU 혼합 시스템의 에러들, 예컨대 LFC들 내 동작의 에러들로 인해 발생할 수 있다.
PoU 혼합 시스템은 혼합물들의 온도들의 제한된 제어를 갖는다. 혼합물의 온도 및/또는 농도가 변화할 때, 캐리어 액체들의 온도들은 혼합물들의 변화들을 보상하도록 조정되어야 한다. PoU 혼합 시스템은 캐리어 액체들의 온도들을 조정하기 위해 긴 응답 시간을 갖는다. 혼합물 내 변화가 검출되는 시간으로부터 캐리어 액체들의 온도들이 조정되고 미리 결정된 설정 점들과 매칭하는 시간까지 긴 조정 지연 기간이 있다.
이에 더하여, PoU 혼합 시스템에 의해 디스펜싱된 액체 양 및 혼합물들의 농도 레벨들은 스파이크 액체를 형성하도록 조합된 화학물질들의 LFC들에서 배압들에 영향을 준다. 배압들의 변화들은 혼합물들을 제공하도록 조합되는 액체들의 플로우 레이트들의 제어에 영향을 준다. 액체들의 플로우 레이트들 및 혼합물들의 농도 레벨들은 LFC들을 포함하는 폐쇄된 피드백 루프들에 의해 제어된다. 결함을 방지하기 위해, 리던던트 플로우 미터가 혼합물들의 유체 채넉 각각에 사용될 수도 있다. LFC들 중 하나가 대응하는 플로우 레이트를 올바르게 제어하지 못한다면, 리던던트 플로우 미터가 플로우 레이트를 제어하도록 사용된다. 리던던트 플로우 미터들은 시스템 비용들을 상승시킨다.
기판을 처리하는 액체 디스펜싱 시스템이 제공되고 시스템은 제 1 흐름 제어기, 압력 조절기, 제 1 혼합 노드, 액체 혼합기, 온도 센서, N 개의 디스펜서들 및 시스템 제어기를 포함하고, 여기서 N은 1 이상의 정수이다. 플로우 제어기는 제 1 온도의 제 1 액체를 수용하고 제 1 액체의 플로우 레이트를 제어한다. 압력 조절기는 제 2 온도의 제 2 액체를 수용하고 제 2 액체의 압력을 제어하고, 여기서 제 2 온도는 제 1 온도와 상이하다. 제 1 혼합 노드는 제 1 혼합물을 제공하도록 제 1 플로우 제어기 방출된 (output) 제 1 액체와 압력 조절기에 의해 방출된 제 2 액체를 혼합한다. 액체 혼합기는 제 2 혼합물을 제공하도록 제 1 혼합물과 제 3 액체를 혼합한다. 온도 센서는 제 2 혼합물의 측정된 온도에 기초하여 온도 신호를 생성한다. N 개의 디스펜서들 각각은 기판에 제 2 혼합물을 디스펜싱하는 액체 플로우 제어기를 포함한다. 시스템 제어기는 측정된 온도에 기초하여 그리고 제 2 액체의 플로우 레이트의 측정치에 독립적으로 제 1 플로우 제어기의 플로우 레이트를 조정함으로써 제 1 온도와 제 2 온도 사이의 미리 결정된 온도로 측정된 온도를 제어한다.
다른 특징들에서, 기판을 처리하기 위한 액체 디스펜싱 방법이 제공된다. 방법은, 제 1 플로우 제어기에서 제 1 온도의 제 1 액체를 수용하고 상기 제 1 액체의 플로우 레이트를 제어하는 단계; 제 2 온도 및 미리 결정된 압력의 제 2 액체를 공급하는 단계로서, 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도와 상이한, 상기 제 2 액체를 공급하는 단계; 및 제 1 혼합물을 제공하기 위해 제 1 혼합 노드에서 상기 제 1 플로우 제어기에 의해 출력된 상기 제 1 액체와 상기 제 2 액체를 혼합하는 단계를 포함한다. 방법은 제 2 혼합물을 제공하기 위해 상기 제 1 혼합물과 제 3 액체를 혼합하는 단계; 상기 제 2 혼합물의 측정된 온도에 기초하여 온도 신호를 생성하는 단계; 및 N 개의 디스펜서들을 통해 상기 제 2 혼합물을 상기 기판에서 디스펜싱하는 단계로서, 여기서 N은 1 이상의 정수이고, 그리고 상기 N 개의 디스펜서들 각각은 상기 제 2 혼합물을 디스펜싱하기 위한 액체 플로우 제어기를 포함하는, 상기 제 2 혼합물을 상기 기판에서 디스펜싱하는 단계를 더 포함한다. 방법은 상기 측정된 온도에 기초하여 그리고 상기 제 2 액체의 플로우 레이트의 측정치에 독립적으로 상기 제 1 플로우 제어기의 상기 플로우 레이트를 조정함으로써 상기 제 1 온도와 상기 제 2 온도 사이의 미리 결정된 온도로 상기 측정된 온도를 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 추가 적용가능 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시를 목적으로 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않았다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 예시적인 PoU 혼합 시스템의 기능적 블록 및 개략도이다.
도 2는 예시적인 LFC의 기능적 블록 및 개략도이다.
도 3은 본 개시에 따른 액체 공급 밸브들 및 단일 디스펜싱 모드와 듀얼 디스펜싱 모드 간의 변화를 위한 밸브를 포함하는 또 다른 예시적인 PoU 혼합 시스템의 기능적 블록 및 개략도이다.
도 4는 본 개시에 따른 스파이크 혼합물의 복수의 화학물질들을 위한 액체 공급 경로들을 포함하는 또 다른 예시적인 PoU 혼합 시스템의 기능적 블록 및 개략도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 PoU 혼합 시스템을 동작시키는 예시적인 방법을 예시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하도록 재사용될 수도 있다.
본 개시에 따른 PoU 혼합 시스템들 및 방법들은 단일 결과적인 혼합물을 제공하기 위해 제 1 캐리어 액체, 제 2 캐리어 액체, 및 스파이크 액체를 혼합한다. 결과적인 혼합물은 기판의 일 측면 또는 양 측면 상에 디스펜싱될 수 있다. 이하에 더 기술될 바와 같이, 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트는 결과적인 혼합물의 온도에 기초하여 제어된다. 제 2 캐리어 액체는 미리 결정된 압력 및 온도로 공급된다.
이하에 기술된 도 1 내지 도 4에서, 실선 연결 라인들은 유체 채널들을 나타내고 대시된 연결 라인들은 전기 신호들을 나타낸다.
도 1은 액체 소스들 (12, 14, 16), LFC들 (18, 20, 22, 24), 시스템 제어기 (26), 압력 센서 (28) 및 온도 센서 (30) 를 포함하는 PoU 혼합 시스템 (10) 을 도시한다. 액체 소스들 (12, 14) 은 유체 채널들 (34, 36) 이 만나는 노드 (32) 에서 혼합되는 캐리어 액체들을 제공한다. 캐리어 액체들을 혼합하는 것은 액체 소스 (16) 에 의해 제공된 스파이크 액체와 혼합되는 캐리어 액체 혼합물을 제공한다. 캐리어 액체 혼합물은 결과적인 혼합물을 제공하기 위해 노드 (38) 에서 스파이크 액체와 혼합된다. 노드들 (32 및 38) 은 혼합 노드들로서 지칭될 수도 있다. 노드 (38) 는 노드 (32) 로부터 다운스트림이고 유체 채널 (39) 을 통해 노드 (32) 의 출력을 수신한다. 결과적인 혼합물은 기판 (40) 의 제 1 (또는 상단) 측면 및 제 2 (또는 하단) 측면에서 디스펜싱된다. 기판 (40) 의 하나 이상의 측면들 상으로 디스펜싱된 결과적인 혼합물의 온도들 및 플로우 레이트들은 시스템 제어기 (26), 온도 센서 (30), 및 LFC들 (18, 20, 22, 24) 을 통해 제어된다. 예로서, 결과적인 혼합물의 온도는 25 내지 80 ℃일 수도 있다.
액체 소스 (12) 는 제 1 캐리어 액체 (예를 들어, DIW) 를 유체 채널 (52) 을 통해 LFC (18) 로 공급하는 펌프 (50) 를 포함할 수도 있다. LFC (18) 는 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트를 조정한다. 액체 소스 (14) 는 제 2 캐리어 액체 (예를 들어, DIW) 를 압력 조절기 (55) 로 공급하는 펌프 (54) 를 포함할 수도 있고, 압력 조절기 (55) 는 제 2 캐리어 액체를 유체 채널 (36) 로 방출한다. 압력 조절기 (55) 는 제 2 캐리어 액체의 압력을 미리 결정된 압력으로 조절한다. 일 실시예에서, 제 1 캐리어 액체는 저온 DIW이고 제 2 캐리어 액체는 고온 DIW이다. 제 2 캐리어 액체의 온도는 제 1 캐리어 액체의 온도보다 높다. 제 1 캐리어 액체의 온도는 결과적인 혼합물의 온도보다 낮다. 제 2 캐리어 액체의 예시적인 온도는 80 ℃이다. 또 다른 실시예에서, 제 1 캐리어 액체는 고온 DIW이고 제 2 캐리어 액체는 저온 DIW이다. LFC는 노드 (32) 로 제공된 제 2 캐리어 액체의 플로우 레이트를 조정하도록 사용되지 않는다.
재순환 채널 (56) 은 유체 채널 (36) 로부터 액체 소스 (14) 로 다시 제 2 캐리어 액체의 일부를 리턴할 수도 있다. 재순환 채널 (56) 은 노드 (58) 에서 유체 채널 (36) 로 연결된다. 일 실시예에서, 재순환 채널 (56) 은 제 2 캐리어 액체를 순환시키고 제 2 캐리어 액체가 노드 (32) 및 유체 채널 (36) 및/또는 LFC들 (22, 24) 을 통해 흐르지 않을 때 유휴 기간들 동안 유체 채널 (36) 및 노드 (58) 의 제 2 캐리어 액체의 냉각을 방지하도록 제공된다.
액체 소스 (16) 는 스파이크 액체 (예를 들어, 농축된 산) 를 유체 채널 (62) 을 통해 LFC (20) 로 공급하는 펌프 (60) 를 포함할 수도 있다. LFC (20) 는 유체 채널 (64) 을 통해 노드 (38) 로 제공된 스파이크 액체의 플로우 레이트를 조정한다. 노드 (38) 에 의해 방출된 결과적인 혼합물은 결과적인 혼합물의 일부분들이 유체 채널들 (68, 70) 각각을 통해 LFC들 (22, 24) 로 제공되는 노드 (66) 로 제공된다.
LFC들 (22, 24) 은 기판 (40) 의 반대되는 측면들 상으로 디스펜싱되는 부분들의 플로우 레이트들을 조정한다. 이는 기판 (40) 의 측면들에서 디스펜싱된 결과적인 혼합물의 플로우 레이트들의 정확하고 독립적인 제어를 제공한다. 예로서, 기판 (40) 에서 결과적인 혼합물의 부분들을 디스펜싱하기 위한 노즐들 (72, 74) 이 도시된다. 노즐들 (72, 74) 은 LFC들 (22, 24) 로부터 유체 채널들 (76, 78) 각각을 통해 결과적인 혼합물의 부분들을 수용한다. LFC (22), 유체 채널 (76) 및 노즐 (72) 이 제 1 디스펜서를 제공한다. LFC (24), 유체 채널 (78) 및 노즐 (74) 이 제 2 디스펜서를 제공한다. PoU 혼합 시스템 (10) 은 액체 디스펜싱 시스템으로 지칭될 수도 있고 임의의 수의 디스펜서들을 포함할 수도 있다. 2 개의 노즐들이 도시되지만, 하나 이상의 노즐들이 기판 (40) 의 측면 각각에 포함될 수도 있다. 일부 예들에서, 기판 (40) 은 스핀 척 (80) 에 의해 그리고 챔버 (82) 내에 인게이지되고 회전될 수도 있다. 일부 예들에서, 스핀 척은, 전체가 참조로서 본 명세서에 참조로서 인용된, 공동으로 양도된 미국 특허 제 6,536,454 호 또는 제 8,490,634 호에 기술된 스핀 척을 포함한다.
압력 센서 (28) 는 캐리어 액체 혼합물의 압력을 검출한다. 예로서, 시스템 제어기 (26) 는 압력에 기초하여 신호를 생성하고 액체 소스 (14) 에 있는 캐리어 액체 제어기 (90) 로 신호를 송신한다. 캐리어 액체 제어기 (90) 는 펌프 (54) 및/또는 압력 조절기 (55) 를 통해 제 2 캐리어 액체의 압력을 조정한다. 펌프 (54) 및 압력 조절기 (55) 는 압력 센서 (28) 에 의해 검출된 압력에 기초하여 캐리어 액체 제어기 (90) 로부터 제어 신호들을 수신할 수도 있다. 압력 센서 (28) 는 유체 채널 (36) 내 압력을 제어하도록 사용되고, 이는 LFC들 (18, 20, 22, 24) 로 하여금 제 2 캐리어 액체의 안정한 미리 결정된 조건들 (예를 들어, 유지된 미리 결정된 온도, 플로우 레이트 및 농도 값들) 에 기초하여 동작되게 인에이블한다. 일정한 조건들은 제 1 캐리어 액체, 화학물질들/스파이크 액체들 및 결과적인 혼합물의 온도들, 플로우 레이트들 및 농도 설정점들에 독립적이다. 제 2 캐리어 액체의 조건들이 시스템 제어기 (26) 의 동작들에 독립적으로 캐리어 액체 제어기 (90) 에 의해 개별적으로 제어되기 때문이다.
온도 센서 (30) 는 결과적인 혼합물의 온도를 검출한다. 온도에 기초하여, 시스템 제어기 (26) 는 LFC (18) 를 통해 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트 및/또는 LFC (20) 를 통해 스파이크 액체의 플로우 레이트를 조정한다. 온도 센서 (30) 는 결과적인 혼합물의 정확한 온도 제어 (예를 들어, 25 내지 60 ℃에서 0.5 ℃ 이내) 및 고속 응답 시간 (예를 들어, 5 초 미만) 을 제공하도록 사용된다.
일 실시예에서, 제 1 캐리어 액체 및 스파이크 액체는 온도 제어되지 않고 미리 결정된 압력으로 액체 소스들 (12, 16) 에 의해 제공된다. 제 2 캐리어 액체의 압력 및 온도는 미리 결정된 값들로 제어된다. 제 2 캐리어 액체의 온도는 캐리어 액체 제어기 (90) 에 의해 제어될 수도 있다. 히터 및 온도 센서 (미도시) 가 캐리어 액체 저장부 (92) 내에 위치될 수도 있다. 캐리어 액체 제어기 (90) 는 캐리어 액체 저장부 (92) 내 캐리어 액체의 온도에 기초하여 히터의 동작을 제어할 수도 있다. 이 실시예에서, 제 2 캐리어 액체의 온도 및 압력의 제어는 제 2 액체 소스 (14) 에서 일어난다. 이 온도 및 압력의 제어는 결과적인 혼합물의 정밀한 플로우 레이트, 온도 및 농도 제어를 가능하게 한다. 제 2 캐리어 액체가 고온인 일부 예들에서, 고온 블렌딩 정확도는 제 2 캐리어 액체의 온도를 제어함으로써 그리고 제 2 캐리어 액체를 제 2 캐리어 액체 저장부 (92) 로 다시 순환시킴으로써 지지된다.
도 2는 도 1의 LFC들 (18, 20, 22, 24) 중 어느 하나를 대체할 수도 있는 예시적인 LFC (100) 를 도시한다. LFC (100) 는 플로우 미터 (102) 및 조절 밸브 (104) 를 포함할 수도 있다. 플로우 미터 (102) 는 조절 밸브 (104) 로부터 업스트림에 있을 수도 있다. 플로우 미터 (102) 는 유체 채널 (106) 을 통해 LFC (100) 에서 수용된 유체의 플로우 레이트를 검출할 수도 있다. 이어서 시스템 제어기 (26) 는 검출된 플로우 레이트에 기초하여 조절 밸브 (104) 를 제어할 수도 있다. LFC (100) 는 유체 채널 (108) 로 조정된 플로우 레이트로 수용된 유체를 방출한다. 플로우 미터 (102) 는 LFC (100) 의 고 턴 다운 비 (turn down ratio) (예를 들어, 1:80) 를 달성하기 위해 2 ㎜/분의 플로우 레이트를 측정할 수도 있다.
도 3은 도 1의 PoU 혼합 시스템 (10) 과 유사하게 구성된 또 다른 PoU 혼합 시스템 (200) 을 도시한다. PoU 혼합 시스템 (200) 은 액체 소스들 (12, 14, 16), LFC들 (18, 20, 22, 24), 시스템 제어기 (26), 및 센서들 (28, 30) 을 포함한다. PoU 혼합 시스템 (200) 은 챔버 (82) 내 노즐들 (72, 74) 및 스핀 척 (80) 과 함께 사용될 수도 있다. PoU 혼합 시스템 (200) 은 밸브들 (202, 204, 206, 208) 을 더 포함한다. 시스템 제어기 (26) 는 제 1 밸브 (202) 를 통해, LFC (18) 로부터 노드 (32) 로 제 1 캐리어 액체의 플로우를 제어한다. 시스템 제어기 (26) 는 제 2 밸브 (204) 를 통해, 액체 소스 (14) 로부터 노드 (32) 로 제 2 캐리어 액체의 플로우를 제어한다. 시스템 제어기 (26) 는 제 3 밸브 (206) 를 통해, LFC (20) 로부터 노드 (38) 로 스파이크 액체의 플로우를 제어한다. 시스템 제어기 (26) 는 제 4 밸브 (208) 를 통해, 노드 (66) 로부터 LFC (24) 로 결과적인 혼합물의 일부의 플로우를 제어한다. 밸브 (208) 는 단일 측면 디스펜싱 모드와 듀얼 측면 디스펜싱 모드 사이의 전이에 사용될 수도 있다. 단일 측면 디스펜싱 모드 동안, 밸브 (208) 는 결과적인 혼합물이 기판 (40) 의 상단측으로만 제공되도록 폐쇄될 수도 있다. 듀얼 측면 디스펜싱 모드 동안, 밸브 (208) 는 결과적인 혼합물이 기판 (40) 의 양 측면에 제공되도록 개방될 수도 있다.
LFC들 (22, 24) 및 밸브 (208) 는 기판 (40) 상에 적용된 액체의 총량 및 액체의 플로우 레이트를 제어한다. 액체의 총량이 예를 들어, 기판 (40) 의 상단측에만 또는 기판 (40) 의 양 측면 상에 적용될 수도 있다. 액체의 총량 및 액체의 플로우 레이트들은 PoU 혼합 시스템 (200) 의 사용자로부터 수용된 입력들에 기초하여 설정될 수도 있다. 시스템 제어기 (26) 는 사용자 인터페이스 (220) 를 통해 사용자로부터의 입력들을 수용할 수도 있다.
도 4는 스파이크 혼합물을 제공하기 위해 공급될 복수의 화학물질들을 위한 사용자로부터의 액체 공급 경로들을 포함하는 또 다른 PoU 혼합 시스템 (300) 을 도시한다. PoU 혼합 시스템 (300) 은 도 3의 PoU 혼합 시스템과 유사하게 구성된 액체 디스펜싱 시스템이다. PoU 혼합 시스템 (300) 은 액체 소스들 (12, 14, 16), LFC들 (18, 20, 22, 24), 시스템 제어기 (26), 센서들 (28, 30), 및 밸브들 (202, 204, 206, 208) 을 포함한다. PoU 혼합 시스템 (300) 은 챔버 (82) 내 노즐들 (72, 74) 및 스핀 척 (80) 과 함께 사용될 수도 있다.
PoU 혼합 시스템 (300) 은 하나 이상의 부가적인 액체 소스들 (302, 304) (N 개의 액체 소스들이 포함될 수도 있고, N은 1 이상의 정수임), 하나 이상의 부가적인 LFC들 (306, 308), 및 하나 이상의 부가적인 밸브들 (310, 312) 을 더 포함한다. LFC들 (20, 306, 308) 은 도 2의 LFC (100) 와 같이 구성될 수도 있고 액체 소스들 (16, 302, 304) 로부터 각각 수신된 화학물질들의 플로우 레이트들을 제어할 수도 있다. 밸브들 (206, 310, 312) 은 LFC들 (20, 306, 308) 로부터 매니폴드 (316) 의 노드들 (311, 313, 315) 로부터 화학물질들의 플로우를 제어한다. 화학물질들은 하나 이상의 스파이크 액체들을 포함할 수도 있고 그리고/또는 스파이크 액체를 제공하도록 혼합될 수도 있다. 화학물질들은 스파이크 액체가 캐리어 액체 혼합물과 혼합되기 전에 스파이크 액체를 형성하도록 혼합될 수도 있다. LFC들 (20, 306, 308) 및 매니폴드 (316) 는 액체 혼합기로서 수행하고 결과적인 혼합물을 제공하도록 화학물질들 및/또는 스파이크 액체(들)를 캐리어 액체 혼합물과 혼합할 수도 있다. 온도 센서 (30) 는 매니폴드 (316) 로부터 다운스트림에 있고 기판 상에 디스펜싱되는 매니폴드 (316) 로부터 결과적인 혼합물의 온도를 검출한다.
LFC들 (20, 306, 308), 밸브들 (206, 310, 312), 및 매니폴드 (316) 는 통합된 혼합 어셈블리에 포함될 수도 있다. LFC들 (20, 306, 308) 및 밸브들 (206, 310, 312) 은 액체 소스들 (16, 302, 304) 로부터 수용된 화학물질들의 하나 이상의 혼합비를 제어한다. 혼합비는 2 이상의 화학물질들의 2 이상의 플로우 레이트들 간 비례적 관계(들)를 참조한다. 예시적인 혼합비는 1:1:5이고, 혼합비의 값 각각은 화학물질들 중 하나 각각의 플로우 레이트를 나타낸다. 혼합비들은 사용자 인터페이스 (220) 를 통해 수용된 입력들에 기초하여 설정될 수도 있다. 혼합비들은 사용자 인터페이스 (220) 를 통해 수용된 체적비들로서 제공될 수도 있다. 시스템 제어기 (26) 는 LFC들 (20, 306, 308) 에 대한 플로우 레이트 설정점들로 체적 비들을 변환할 수도 있다.
예로서, 3 개의 액체 소스들 (예를 들어, 액체 소스들 (16, 302, 304)) 은 3 개의 LFC들 (예를 들어, LFC들 (20, 306, 308)) 에 3 개의 화학물질들을 제공할 수도 있다. 3 개의 화학물질들은 암모늄 하이드록사이드 NH4OH, 과산화수소 H2O2, 및 DIW를 포함할 수도 있다. 3 개의 화학물질들의 액체 플로우 레이트들은 각각 500 ㎖/분, 500 ㎖/분, 및 2500 ㎖/분일 수도 있다. 이는 1:1:5 혼합비의 예이다. 일 실시예에서, 혼합비는 1:1:5 내지 1:1:400의 범위일 수도 있다. 제 3 화학물질의 플로우 레이트가 상승함에 따라, 대응하는 스파이크 액체 혼합물의 온도가 상승할 수도 있다. 혼합비 범위는 압력 제어된 제 2 캐리어 액체 및 화학물질들의 플로우 레이트 제어로 인해 제공된다. 이는 100 ㎖/분보다 낮은 화학물질들의 저 플로우 레이트들에서 고 정확도를 제공한다.
일 실시예에서, PoU 혼합 시스템 (300) 은 제 1 (또는 저온) 캐리어 액체 및 화학물질들이 LFC들 (18, 20, 306, 308) 을 통해 주입되는 압력 제어된, 고온, 주 유체 채널로서 제 2 캐리어 액체의 유체 채널을 사용한다. 결과적인 혼합물의 일정하고 안정한 압력이 LFC들 (22, 24) 을 통해 기판 (40) 의 측면들에 제공된다. 도시된 바와 같이, 제 2 캐리어 액체를 위한 LFC가 포함되지 않는다. 주 유체 채널은 주 유체 라인을 통과되는 액체들의 미리 결정된 플로우 레이트 (예를 들어, 3.5 L/분) 에 대해 오버사이징 (oversized) (예를 들어, ½" 내경) 될 수도 있다. 제 2 액체 소스 (14) 는 주 유체 채널 (설치된 컴포넌트들 상에서 플로우 종속 압력 손실에도 불구하고) 내부의 압력을 효과적으로 제어한다. 압력 손실들은 오버사이징된 주 유체 채널로 인해 최소화된다. 제 2 액체 소스 (14) 의 캐리어 액체 제어기 (90) (도 2에 도시됨) 는 배압 제어기로서 수행되고 주 유체 채널로 주입되거나 주 유체 채널로부터 디스펜싱되는 유체로 인한 압력의 변화들을 인식한다. 캐리어 액체 제어기 (90) 는 설정점 압력으로 압력을 조정한다. 이 압력 조정은 주 유체 채널로 주입되거나 주 유체 채널로부터 디스펜싱되는 유체에 독립적으로 LFC들 (18, 20, 22, 24, 306, 308) 에 대해 예측가능하고 안정한 압력들을 제공한다. 압력 조정은 또한 LFC들 (20, 306, 208) 의 화학물질들 및/또는 플로우 레이트들의 고 턴 다운 비 및 결과적인 혼합물의 큰 온도 동작 범위를 인에이블한다.
결과적인 혼합물의 온도는 제 1 캐리어 액체의 온도들 및 LFC들 (20, 306, 308) 에 의해 수용된 화학물질들의 온도들에 독립적으로 정확하게 제어된다. 이는 저온 캐리어 액체가 결과적인 액체의 설정점 온도보다 낮고 고온 캐리어 액체가 결과적인 액체의 설정점 온도보다 높다면 참으로 유지된다. 일 실시예에서, 제 1 캐리어 액체는 저온 캐리어 액체이고 제 2 캐리어 액체는 고온 캐리어 액체이다. 또 다른 실시예에서, 제 1 캐리어 액체는 고온 캐리어 액체이고 제 2 캐리어 액체는 저온 캐리어 액체이다. 제 1 캐리어 액체 및 화학물질들의 온도는 검출되지 않을 수도 있다.
도 1 및 도 3 및 도 4의 상기 기술된 PoU 혼합 시스템들 (10, 200, 300) 은 기판의 양 측면들로 제공되는 결과적인 혼합물을 생성하기 위해 유체들을 혼합하도록 동일한 유체 채널 및/또는 매니폴드를 사용한다. 동일한 유체 채널들 및 캐리어 액체 소스들은 기판의 양 측면들로 제공되는 결과적인 혼합물을 위한 캐리어 액체들을 제공하도록 사용된다. 그 결과, 기판의 제 1 측면에 제공된 결과적인 혼합물의 제 1 부분의 농도 레벨 및 온도는 기판의 제 2 측면에 제공된 결과적인 혼합물의 제 2 부분의 농도 레벨 및 온도와 동일하거나 무시될 정도로 상이하다.
도 1 및 도 3 및 도 4의 PoU 혼합 시스템들 (10, 200, 300) 의 동작들은 도 5의 방법에 대해 이하에 더 기술된다. PoU 혼합 시스템을 동작시키는 예시적인 방법은 도 5에 예시되었다. 이하의 동작들이 도 1 내지 도 4의 구현예들에 대해 주로 기술되지만, 동작들은 본 개시의 다른 구현예들에 적용하도록 수정될 수도 있다. 동작들은 반복적으로 수행될 수도 있다.
방법은 400에서 시작될 수도 있다. 402에서, 제 1 캐리어 액체가 제 1 액체 소스 (12) 로부터 공급된다. 404에서, 제 2 캐리어 액체가 제 2 액체 소스 (14) 로부터 공급된다. 제 2 캐리어 액체는 미리 결정된 압력 및 미리 결정된 온도로 공급된다. 제 2 액체 소스 (14) 는 일정한 압력 및 일정한 온도로 제 2 캐리어 액체를 유지할 수도 있다.
406에서, 하나 이상의 화학물질들이 하나 이상의 액체 소스들 (예를 들어, 액체 소스들 (16, 302, 304)) 로부터 공급된다. 화학물질들은 하나 이상의 스파이크 액체들을 포함할 수도 있다. 408에서, 캐리어 액체 혼합물을 제공하도록 제 1 캐리어 액체 (예를 들어 저온 DIW) 가 제 2 캐리어 액체 (예를 들어 따뜻한 DIW) 와 혼합된다. 이는 노드 (32) 에서 일어날 수도 있다. 노드 (32) 는 제 1 캐리어 액체와 제 2 캐리어 액체를 조합함으로써 제 1 혼합기로서 수행된다.
410에서, 결과적인 혼합물을 제공하도록 캐리어 액체 혼합물이 하나 이상의 화학물질들과 혼합된다. 일 실시예에서, 화학물질들은 스파이크 액체를 제공하도록 혼합되고, 스파이크 액체는 결과적인 혼합물을 제공하도록 캐리어 액체 혼합물과 혼합된다. 언급된 혼합은 노드 (38) 에서 및/또는 매니폴드 (316) 에서 일어날 수도 있다. 노드 (38) 및 매니폴드 (316) 는 하나 이상의 화학물질들과 캐리어 액체 혼합물을 조합함으로써 제 2 혼합기로서 수행된다.
412에서, 온도 센서 (30) 는 결과적인 혼합물의 온도를 검출한다. 414에서, LFC들 (22, 24) 의 플로우 미터들이 기판 (40) 의 측면들에서 디스펜싱되는 결과적인 혼합물의 부분들의 플로우 레이트들 D1, D2, ..., DM을 검출하고, 여기서 M은 1 이상의 정수이다. 예로서, 플로우 레이트 D1는 기판 (40) 의 상단 측에 제공된 결과적인 혼합물의 일부의 플로우 레이트일 수도 있다. 플로우 레이트 D2는 기판 (40) 의 하단 측에 제공된 결과적인 혼합물의 일부의 플로우 레이트일 수도 있다. 플로우 레이트들은 기판 (40) 의 측면 각각에 디스펜싱된 결과적인 혼합물의 임의의 수의 부분들에 대해 결정될 수도 있다. 단일 측면 디스펜싱 모드에서 동작한다면, 기판 (40) 의 일측면에 공급된 결과적인 혼합물의 하나 이상의 부분들의 하나 이상의 플로우 레이트들이 검출된다. 하나 이상의 노즐들이 기판 (40) 의 측면 상의 하나 이상의 지점들에서 결과적인 혼합물의 하나 이상의 부분들을 디스펜싱할 수도 있다. 듀얼 측면 디스펜싱 모드에서 동작한다면, 기판의 측면들 상의 노즐들에 각각 공급된 결과적인 혼합물의 부분들의 플로우 레이트들이 결정된다.
416에서, 시스템 제어기 (26) 는 하나 이상의 부분들의 검출된 플로우 레이트들 및 대응하는 미리 결정된 설정점들에 기초하여 LFC들 (22, 24) 을 통한 결과적인 혼합물의 하나 이상의 부분들의 플로우 레이트들을 조정한다.
418에서, 시스템 제어기 (26) 는 결과적인 혼합물의 하나 이상의 부분들의 플로우 레이트들 D1, D2, ..., DM의 합 및 미리 결정된 농도 값 c에 기초하여 스파이크 액체/혼합물의 플로우 레이트 S1을 계산할 수도 있다. 농도 값 c는 플로우 레이트 S1을 결과적인 혼합물의 부분들의 플로우 레이트들 D1, D2, ..., DM과 관련시킨다. 스파이크 액체/혼합물의 플로우 레이트 S1은 (i) 하나의 화학물질만이 제공된다면, 단일 스파이크 액체의 총 플로우 레이트, 또는 (ii) 2 이상의 화학물질들의 혼합물의 플로우 레이트를 지칭할 수도 있다. 스파이크 액체/혼합물의 플로우 레이트 S1은 식 1을 사용하여 결정될 수도 있다.
Figure 112018014811839-pat00001
제 2 캐리어 액체의 플로우 레이트 C2가 결정되지 않을 수도 있고, 식 2로 나타낼 수도 있다 (여기서 C1은 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트).
Figure 112018014811839-pat00002
플로우 레이트 C2는 식 2의 제어되지 않은 부분을 밸런싱하는 것을 제공하고 플로우 레이트들 D1, D2, ..., DM, 및 C1이 제어된다. C2의 플로우 레이트 및 배압은 공급된 입력 액체의 양 (즉 캐리어 액체들 및 화학물질들/스파이크 액체들의 양) 이 방출된 액체의 양 (즉 결과적인 혼합물의 양) 이 같기 때문에 자동으로 조정된다.
420에서, 시스템 제어기 (26) 는 본 명세서에 개시된 알고리즘, 표, 시스템 모델들 및/또는 하나 이상의 파라미터들에 기초하여 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트를 조정한다. LFC (18) 및/또는 밸브 (202) 는 결과적인 혼합물의 온도에 기초하여 제 1 캐리어 액체의 플로우를 제어한다. 제 1 캐리어 액체는 캐리어 액체 혼합물의 설정점 온도를 달성하기 위해 제 2 캐리어 액체로 주입된다. 설정점 온도는 사용자 인터페이스 (220) 를 통한 입력으로서 수신될 수도 있다.
일 실시예에서, 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트는 결과적인 혼합물의 온도 및 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트를 온도와 관련시키는 알고리즘, 식, 및/또는 표에 기초하여 조정된다. 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트는 결과적인 혼합물에 대한 미리 결정된 온도 설정점에 기초하여 조정될 수도 있다. 알고리즘은 플로우 종속 온도 손실들을 고려할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트는: 결과적인 혼합물의 부분들의 플로우 레이트들에 대한 사용자 입력들 및/또는설정점들, 화학물질들/스파이크 액체들의 플로우 레이트들, 결과적인 혼합물의 타깃 온도; 및/또는 하나 이상의 측정된 파라미터들에 기초하여 조정된다.
측정된 파라미터들은 제 1 캐리어 액체의 온도, 제 2 캐리어 액체의 온도, 화학물질들/스파이크 액체들의 온도들, 제 1 캐리어 액체의 플로우 레이트 C1, 결과적인 혼합물의 부분들의 플로우 레이트들 D1, D2, ..., DM, 및/또는 화학물질들/스파이크 액체들의 플로우 레이트들을 포함할 수도 있다. 부가적인 온도 센서들이 제 1 캐리어 액체, 제 2 캐리어 액체, 및 화학물질들/스파이크 액체들의 온도들을 검출하도록 포함될 수도 있다. 일 실시예에서, 제 1 캐리어 액체, 제 2 캐리어 액체, 및 화학물질들/스파이크 액체들의 온도들은 결과적인 혼합물의 온도 및 플로우 레이트들 C1, C2, 및 D1, D2, ..., DM에 기초하여 추정된다. 측정된 파라미터들은 캐리어 액체 혼합물의 플로우 레이트를 포함할 수도 있다. LFC 및/또는 플로우 미터가 상기 기술된 바와 같이 매니폴드 (316) 에 의해 수용되는 캐리어 액체 혼합물의 플로우 레이트를 측정하도록 연결될 수도 있다.
422에서, 시스템 제어기 (26) 는 예를 들어, 매니폴드 (316) 에 의해 수용된 유입 플로우들의 합 (예를 들어, 캐리어 액체 혼합물의 플로우 레이트와 화학물질들의 플로우 레이트들의 합) 을 매니폴드 (316) 로부터 방출된 디스펜싱 플로우들의 합 (예를 들어, 결과적인 혼합물의 부분들의 플로우 레이트들의 합) 과 비교한다. 유입부 플로우들의 합이 유출부 플로우들의 합과 매칭하지 않고 그리고/또는 유입부 플로우들의 합이 유출부 플로우들의 합으로부터 미리 결정된 범위보다 크면, 시스템 제어기 (26) 는 결함이 존재한다고 결정할 수도 있다. 결함은 LFC들 (18, 20, 22, 24, 306, 308) 중 하나와 연관될 수도 있다. 결함은 사용자 인터페이스 (220) 를 통해 사용자에게 지시될 수도 있다. 이러한 방식으로 결함을 검출하는 것은 인라인 농도 모니터 및/또는 리던던트 플로우 미터들의 사용을 필요로 하지 않는다. 결함이 존재한다면, 동작 424가 수행될 수도 있고; 그렇지 않으면 방법은 도시된 바와 같이 422에서 종료될 수도 있고 또는 태스크 402로 리턴한다. 424에서, 시스템을 유휴 상태에 놓거나 기판 (40) 에서 액체들의 추가 디스펜싱을 방지하는 것과 같은 대책이 수행될 수도 있다.
상기 기술된 방법은 시스템 제어기 (26) 로 하여금 결과적인 혼합물에 대해 광범위한 온도에 걸친 제어를 갖게 한다. 온도 범위는 제 1 캐리어 액체, 제 2 캐리어 액체, 및 화학물질들/스파이크 액체들의 온도들, 플로우 레이트들, 및 압력들에 의해 제한된다. 온도 범위는 또한 시스템 컴포넌트들을 통한 분위기로의 온도 손실들로 제한된다. 결과적인 혼합물의 온도는 저온 (또는 제 1) 캐리어 액체와 고온 (또는 제 2) 캐리어 액체 사이의 관계에 기초한다. 예를 들어, 고온의 결과적인 혼합물이 요구된다면, 저온 (또는 제 1) 캐리어 액체의 플로우가 낮을 수도 있고 결국 고온 (또는 제 2) 캐리어 액체의 플로우는 높다. 다른 한편으로, 저온 결과적인 혼합물이 요구된다면, 저온 캐리어 액체의 플로우가 높고 결국 고온 캐리어 액체의 플로우는 낮다.
상기 기술된 예들은 기판에 디스펜싱되는 결과적인 혼합물의 온도 및 플로우 레이트들을 제어하기 위해 사용되는 온도 센서 및 LFC들을 포함한다. 제 2 캐리어 액체의 압력 및 온도는 정확하게 제어될 수도 있고, 미리 결정된 온도에 있는 주 유체 채널에 공급될 수도 있다. 주 유체 채널에서 정확하게 제어된 압력으로 인해, 기판에서 제 1 캐리어 액체 및 스파이크 액체의 화학물질들의 주입 및 결과적인 혼합물의 디스펜싱은 정밀하고 예측가능하다. 이는 제 1 캐리어 액체 및 화학물질들의 큰 턴 다운 비를 인에이블한다. 부가적으로, 시스템들은 미리 결정된 동작 온도 범위 (예를 들어, 25 내지 80 ℃) 내에서 결과적인 혼합물의 정밀한 온도 제어를 인에이블하는, 온도 및 압력과 같은 파라미터들의 검출로 인해 피드백 제어 시스템들로서 동작한다.
전술한 기술은 본질적으로 단순히 예시적이고 어떠한 방법으로도 개시, 이들의 애플리케이션 또는 용도들을 제한하도록 의도되지 않는다. 개시의 광범위한 교시가 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시는 특정한 예들을 포함하지만, 다른 수정 사항들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들을 연구함으로써 명백해질 것이기 때문에, 본 개시의 진정한 범위는 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법 내의 하나 이상의 단계들이 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기에 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시예에 대하여 기술된 임의의 하나 이상의 이들 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 임의의 다른 실시예들의 피처들로 및/또는 임의의 다른 실시예들의 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시예들의 또 다른 실시예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "접속된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)", 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 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 엘리먼트가 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 명세서에서 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 의미하도록 해석되지 않아야 한다.
일부 구현예들에서, 제어기는 상술한 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부일 수 있다. 이러한 시스템들은, 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (기판 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치에 통합될 수도 있다. 전자장치들은 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부품들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴들 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 기판 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그램될 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 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSP), ASIC (application specific integrated circuit) 으로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 기판 상에서 또는 반도체 기판에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 산화물들, 실리콘, 이산화 실리콘, 표면들, 회로들, 및/또는 기판의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현예들에서, 시스템에 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 이와 달리 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 기판 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 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 통해서 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안에 수행될 프로세스 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정한, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 이 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성된 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제어기는 예를 들어 서로 네트워킹되어서 함께 공통 목적을 위해서, 예를 들어 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들을 위해서 협력하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는, (예를 들어, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 수 있다.
제한 없이, 예시적인 시스템들은 반도체 기판들의 제조 및/또는 제작에 사용될 수도 있거나 연관될 수도 있는 스핀 린스 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈 및 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/로 기판들의 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 (15)

  1. 기판을 처리하기 위한 액체 디스펜싱 시스템에 있어서,
    제 1 온도의 제 1 액체를 수용하고 상기 제 1 액체의 플로우 레이트를 제어하기 위한 제 1 플로우 제어기;
    제 2 온도의 제 2 액체를 수용하고 상기 제 2 액체의 압력을 미리 결정된 압력으로 제어하기 위한 압력 조절기로서, 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도와 상이한, 상기 압력 조절기;
    제 1 혼합물을 제공하기 위해 상기 제 1 플로우 제어기에 의해 방출된 상기 제 1 액체와 상기 압력 조절기에 의해 방출된 상기 제 2 액체를 혼합하는 제 1 혼합 노드;
    제 2 혼합물을 제공하기 위해 상기 제 1 혼합물과 제 3 액체를 혼합하는 액체 혼합기;
    상기 제 2 혼합물의 측정된 온도에 기초하여 온도 신호를 생성하기 위한 온도 센서;
    상기 제 2 혼합물을 상기 기판에서 디스펜싱하기 위한 액체 플로우 제어기를 각각 포함하는 N 개의 디스펜서들로서, 여기서 N은 1 이상의 정수인, 상기 디스펜서들; 및
    상기 측정된 온도에 기초하여 그리고 상기 제 2 액체의 플로우 레이트의 측정치에 독립적으로 상기 제 1 플로우 제어기의 상기 플로우 레이트를 조정함으로써 상기 제 1 온도와 상기 제 2 온도 사이의 미리 결정된 온도로 상기 측정된 온도를 제어하기 위한 시스템 제어기를 포함하는, 액체 디스펜싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템 제어기는 N 개의 디스펜싱 플로우 제어기들의 플로우 레이트들에 기초하여 상기 측정된 온도를 더 제어하는, 액체 디스펜싱 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 혼합기는,
    M 개의 액체들을 수용하고 상기 M 개의 액체들의 M 개의 플로우 레이트들을 제어하기 위한 M 개의 플로우 제어기들로서, 여기서 M은 1 이상의 정수이고, 그리고 상기 M 개의 액체들 중 하나는 상기 제 3 액체를 포함하는, 상기 M 개의 플로우 제어기; 및
    상기 제 2 혼합물을 제공하도록 상기 제 1 혼합물과 상기 M 개의 플로우 제어기들의 M 개의 출력들 중 하나 이상을 혼합하기 위한 제 2 혼합 노드를 포함하는, 액체 디스펜싱 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시스템 제어기는 상기 M 개의 액체들에 대응하는 미리 결정된 농도 값 및 상기 N 개의 디스펜서들의 N 개의 디스펜싱 플로우 제어기들의 플로우 레이트들의 합에 기초하여 상기 M 개의 플로우 제어기들의 상기 M 개의 플로우 레이트들을 제어하도록 구성되는, 액체 디스펜싱 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 M 개의 플로우 제어기들과 상기 액체 혼합기 사이에 배치된 M 개의 밸브들을 더 포함하는, 액체 디스펜싱 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템 제어기는 상기 제 1 온도 및 상기 제 2 온도의 측정값들에 독립적으로 상기 측정된 온도를 제어하도록 구성되는, 액체 디스펜싱 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플로우 제어기와 상기 제 1 혼합 노드 사이에 배치된 밸브를 더 포함하는, 액체 디스펜싱 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 조절기와 상기 제 1 혼합 노드 사이에 배치된 밸브를 더 포함하는, 액체 디스펜싱 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 혼합기와 상기 N 개의 디스펜서들 중 두번째 디스펜서 사이에 배치된 밸브를 더 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰, 액체 디스펜싱 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플로우 제어기는,
    밸브; 및
    (i) 상기 제 1 액체의 상기 플로우 레이트를 검출하고, 그리고 (ii) 상기 제 1 액체의 상기 플로우 레이트에 기초하여, 상기 제 1 액체의 상기 플로우 레이트를 조정하도록 상기 밸브를 제어하도록 구성된 플로우 미터를 포함하는, 액체 디스펜싱 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액체는 물을 포함하고,
    상기 제 2 액체는 물을 포함하고, 그리고
    상기 제 3 액체는 농축된 산을 포함하는, 액체 디스펜싱 시스템.
  12. 제 1 항에 기재된 상기 액체 디스펜싱 시스템; 및
    상기 기판이 스핀 척에 의해 지지되는 동안 회전되고 그리고 상기 기판이 상기 N 개의 디스펜서들 중 적어도 하나로부터 상기 제 2 혼합물에 의해 처리되는 동안, 상기 기판과 인게이지하도록 구성된 상기 스핀 척을 포함하는, 시스템.
  13. 기판을 처리하기 위한 액체 디스펜싱 방법에 있어서,
    제 1 플로우 제어기에서 제 1 온도의 제 1 액체를 수용하고 상기 제 1 액체의 플로우 레이트를 제어하는 단계;
    제 2 온도 및 미리 결정된 압력의 제 2 액체를 공급하는 단계로서, 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도와 상이한, 상기 제 2 액체를 공급하는 단계;
    제 1 혼합물을 제공하기 위해 제 1 혼합 노드에서 상기 제 1 플로우 제어기에 의해 방출된 상기 제 1 액체와 상기 제 2 액체를 혼합하는 단계;
    제 2 혼합물을 제공하기 위해 상기 제 1 혼합물과 제 3 액체를 혼합하는 단계;
    상기 제 2 혼합물의 측정된 온도에 기초하여 온도 신호를 생성하는 단계;
    N 개의 디스펜서들을 통해 상기 제 2 혼합물을 상기 기판에서 디스펜싱하는 단계로서, 여기서 N은 1 이상의 정수이고, 그리고 상기 N 개의 디스펜서들 각각은 상기 제 2 혼합물을 디스펜싱하기 위한 액체 플로우 제어기를 포함하는, 상기 제 2 혼합물을 상기 기판에서 디스펜싱하는 단계; 및
    상기 측정된 온도에 기초하여 그리고 상기 제 2 액체의 플로우 레이트의 측정치에 독립적으로 상기 제 1 플로우 제어기의 상기 플로우 레이트를 조정함으로써 상기 제 1 온도와 상기 제 2 온도 사이의 미리 결정된 온도로 상기 측정된 온도를 제어하는 단계를 포함하는, 액체 디스펜싱 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 N 개의 디스펜싱 플로우 제어기들의 플로우 레이트들에 기초하여 상기 측정된 온도를 제어하는 단계를 더 포함하는, 액체 디스펜싱 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    M 개의 플로우 제어기들에서 M 개의 액체들을 수용하고 상기 M 개의 액체들의 M 개의 플로우 레이트들을 제어하는 단계로서, 여기서 M은 1 이상의 정수이고, 그리고 상기 M 개의 액체들 중 하나는 상기 제 3 액체를 포함하는, 상기 M 개의 액체들을 수용하고 M 개의 플로우 레이트들을 제어하는 단계; 및
    상기 제 2 혼합물을 제공하도록 제 2 혼합 노드를 통해 상기 제 1 혼합물과 상기 M 개의 플로우 제어기들의 M 개의 출력들 중 하나 이상을 혼합하는 단계를 더 포함하는, 액체 디스펜싱 방법.
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