KR102440197B1 - 반도체 기판 프로세싱 시스템들을 위한 진보된 인-시튜 입자 검출 시스템 - Google Patents

반도체 기판 프로세싱 시스템들을 위한 진보된 인-시튜 입자 검출 시스템 Download PDF

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린 장
쉐송 루
앤드류 브이. 리
파 지
장석 오
패트릭 엘. 스미스
쇼욘 자파리
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Abstract

인-시튜 입자 검출기를 갖는 FI 및 그 FI 내에서의 입자 검출을 위한 방법이 제공된다. 일 양상에서, FI는 팬, 기판 지지부, 입자 검출기, 및 배기 배출구를 포함한다. 팬, 기판 지지부, 및 입자 검출기는, 동작 시, 팬이 배기 배출구 쪽으로 그리고 기판 지지부 상의 기판을 지나게 공기를 지향시켜서 층류를 생성하도록 배열된다. 기판 지지부로부터 하류에 그리고 배기 배출구로부터 상류에 포지셔닝된 입자 검출기는, 입자들이 배출되기 전에, 공기를 분석하고, 입자 농도를 검출한다. 수집된 입자 검출 데이터는 FI 내의 다른 센서들로부터의 데이터와 조합될 수 있고, 그리고 입자 오염의 원인을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 입자 검출기는 또한, 로드-락 또는 버퍼 챔버를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 다른 시스템 컴포넌트들 내에 통합될 수 있고, 그에 따라, 그 다른 시스템 컴포넌트들 내의 입자 농도를 검출할 수 있다.

Description

반도체 기판 프로세싱 시스템들을 위한 진보된 인-시튜 입자 검출 시스템
[0001] 본원에서 개시되는 양상들은 반도체 제조를 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것으로, 더 구체적으로, 인-시튜(in-situ) 입자 검출을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
[0002] 반도체 제조에서, 깨끗하고 오염이 없는 프로세싱 환경은 전체 프로세스 수율을 최대화하는 것에 기여한다. 이는 기판 회로망 및 기하형상들이 나노미터(nm) 스케일로 축소됨에 따라 특히 그러한데, 이는 입자들이 결함들 및 수율 손실을 야기할 가능성이 더 높아지기 때문이다. 팩토리 인터페이스(factory interface; FI)를 포함하는 프로세싱 시스템 내의 프로세싱 환경들 각각에서의 입자 검출은 시스템에서 입자 오염물들을 감소 또는 제거하는 것을 돕는다. FI에 대한 종래의 입자 검출 방법들은 핸드헬드(handheld) 입자 검출 디바이스의 사용을 포함한다.
[0003] 핸드헬드 입자 검출 디바이스의 사용에 대한 하나의 문제는, FI가 개방될 때만, 예컨대, 초기 설치 시 또는 예방 유지보수(preventative maintenance) 동안에만 검출이 이루어진다는 것이다. 부가적으로, 입자 검출 판독들이 드물게 발생하기 때문에, 입자 오염의 원인을 식별하고 문제를 트러블슈팅(troubleshooting)하는 데 상당한 양의 시간이 걸리게 되며, 그 동안, 시스템이 다운(down)되고, FI 내의 다른 센서들이 동작하지 않을 수 있다.
[0004] 따라서, FI 내에서의 입자 모니터링을 위한 개선된 시스템들 및 방법들이 필요하다.
[0005] 인-시튜 입자 검출기를 갖는 FI 및 그 FI 내에서의 입자 검출을 위한 방법이 제공된다. 일 양상에서, FI는 팬, 기판 지지부, 입자 검출기, 및 배기 배출구를 포함한다. 팬, 기판 지지부, 및 입자 검출기는, 동작 시, 팬이 공기를 배기 배출구 쪽으로 그리고 기판 지지부 상의 기판을 지나게(over) 지향시켜서 층류(laminar flow)를 생성하도록 배열된다. 기판 지지부로부터 하류에 그리고 배기 배출구로부터 상류에 포지셔닝된 입자 검출기는, 입자들이 배출되기 전에, 공기를 분석하고, 입자 농도를 검출한다. 수집된 입자 검출 데이터는 FI 내의 다른 센서들로부터의 데이터와 조합될 수 있고, 그리고 더 효율적인 트러블슈팅을 위해 입자 오염의 원인을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 입자 검출기는 또한, 로드-락 또는 버퍼 챔버를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 다른 시스템 컴포넌트들 내에 통합되어, 그 다른 시스템 컴포넌트들 내의 입자 농도를 검출할 수 있다.
[0006] 일 양상에서, 팩토리 인터페이스가 개시된다. 팩토리 인터페이스는 팬; 팬으로부터 하류에 포지셔닝된 기판 지지부; 팩토리 인터페이스의 내측 표면에 커플링되고, 기판 지지부로부터 하류에 포지셔닝된 입자 검출기; 입자 검출기에 커플링되고, 팩토리 인터페이스 내의 일정 위치에 대해 개방된 입자 검출기 튜브; 및 입자 검출기로부터 하류에 포지셔닝된 배기 배출구를 포함한다.
[0007] 다른 양상에서, 입자 검출 시스템이 개시된다. 입자 시스템은, 팩토리 인터페이스에서 팬 및 기판 지지부로부터 하류에 포지셔닝된 입자 검출기; 입자 검출기에 연결된 서버 ― 서버는 팩토리 인터페이스에 포지셔닝된 하나 이상의 추가 센서들에 연결되고, 그리고 팩토리 인터페이스 내의 입자 검출기 및 하나 이상의 추가 센서들로부터 입자 농도 데이터를 수집하도록 구성됨 ―; 및 서버에 커플링된 네트워크를 포함하며, 네트워크는 입자 농도 데이터를 하나 이상의 장비 오퍼레이터들에게 통신하도록 구성된다.
[0008] 또 다른 양상에서, 반도체 제조 시스템 내에서의 인-시튜 입자 검출을 위한 방법이 개시된다. 방법은, 팩토리 인터페이스 도어를 통해 팩토리 인터페이스에 기판을 수용하는 단계; 팩토리 인터페이스로부터 로드-락 슬릿 도어를 통해 이송 챔버 또는 프로세스 챔버로 기판을 이송하는 단계; 이송 챔버 또는 프로세스 챔버로부터 로드-락 슬릿 도어를 통해 팩토리 인터페이스 내의 기판 지지부로 기판을 이송하는 단계; 및 팩토리 인터페이스로부터 로드-락 슬릿 도어를 통해 이송 챔버 또는 프로세스 챔버로, 그리고 이송 챔버 또는 프로세스 챔버로부터 로드-락 슬릿 도어를 통해 팩토리 인터페이스 내의 기판 지지부로 기판을 이송하는 동안, 팩토리 인터페이스에서 입자 농도를 연속적으로 모니터링하는 단계를 포함한다.
[0009] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 양상들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 양상들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 양상들을 도시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 양상들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1은 본 개시내용의 양상에 따른 기판 프로세싱 시스템이다.
[0011] 도 2는 본 개시내용의 양상에 따른, 인-시튜 입자 검출 능력들을 갖는 FI의 단면도이다.
[0012] 도 3은 본 개시내용의 양상에 따른, 반도체 제조 시스템의 FI 내에서의 연속적인 인-시튜 입자 검출의 프로세스 흐름이다.
[0013] 도 4는 시간 경과에 따라 FI에서 입자 검출기에 의해 검출된 입자 농도의 그래프이다.
[0014] 도 5는 본 개시내용의 양상에 따른 입자 검출 시스템이다.
[0015] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 양상의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 설명 없이 다른 양상들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0016] 인-시튜 입자 검출기를 갖는 FI 및 그 FI 내에서의 입자 검출을 위한 방법이 제공된다. 일 양상에서, FI는 팬, 기판 지지부, 입자 검출기, 및 배기 배출구를 포함한다. 팬, 기판 지지부, 및 입자 검출기는, 동작 시, 팬이 공기를 배기 배출구 쪽으로 그리고 기판 지지부 상의 기판을 지나게 지향시켜서 층류를 생성하도록 배열된다. 기판 지지부로부터 하류에 그리고 배기 배출구로부터 상류에 포지셔닝된 입자 검출기는, 입자들이 배출되기 전에, 공기를 분석하고, 입자 농도를 검출한다. 수집된 입자 검출 데이터는 FI 내의 다른 센서들로부터의 데이터와 조합될 수 있고, 그리고 더 효율적인 트러블슈팅을 위해 입자 오염의 원인을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 입자 검출기는 또한, 로드-락 또는 버퍼 챔버를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 다른 시스템 컴포넌트들 내에 통합되어, 그 다른 시스템 컴포넌트들 내의 입자 농도를 검출할 수 있다.
[0017] 도 1은 본 개시내용의 양상에 따른 기판 프로세싱 시스템(100)이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 FOUP(front opening unified pod)들(102)이 기판들을 공급하고, 그 기판들은 팩토리 인터페이스(103)로부터 로봇 암들(104)에 의해 수용되고, 그리고 기판 프로세싱 챔버들(108a 내지 108f) 중 하나 내에 배치되기 전에, 저압 홀딩 영역(106) 내에 배치된다. 제2 로봇 암(110)은 기판들을 저압 홀딩 영역(106)으로부터 기판 프로세싱 챔버들(108a 내지 108f)로 그리고 그 반대로 운송하기 위해 사용될 수 있다. 기판 프로세싱 챔버들(108a 내지 108f)은, 기판 상에 형성되는 막을 증착, 어닐링, 경화, 및/또는 에칭하기 위한 하나 이상의 시스템 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0018] 도 2는 인-시튜 입자 검출 능력들을 갖는 FI(203)의 단면도이다. FI(203)는 도 1에서의 FI(103) 대신 사용될 수 있다. FI(203)는 팬(210), 필터(220), 기판 지지부(230), 로드-락 슬릿 도어들(240a, 240b), FI 도어(250), 입자 검출기(260), 입자 검출기 튜브(270), 제1 기판 홀더 및 이펙터 로봇(280a), 제2 기판 홀더 및 이펙터 로봇(280b), 및 배기 배출구(290)를 포함한다. FI(203)는 선택적으로, 팬 속도 센서들 및/또는 압력 센서들을 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 센서들(미도시)을 더 포함한다. 전술된 컴포넌트들 각각은 일반적으로, 임의의 적합한 커플링 수단에 의해 FI(203)의 하나 이상의 벽들에 커플링된다. 예컨대, 입자 검출기(260)는, 특정 FI에 입자 검출기(260)를 커플링시키도록 제조된 브래킷(bracket)에 의해, FI(203)의 하나 이상의 벽들에 커플링될 수 있다. FI(203)는 또한, 추가적인 컴포넌트들, 이를테면, 기판 지지부(230) 아래에 있는 냉각 스테이션을 포함할 수 있다.
[0019] 도 2의 양상에서, 팬(210), 기판 지지부(230), 및 입자 검출기(260)는 수직 구성으로 배열된다. 더 구체적으로, 팬(210)은 FI(203)의 상부 부분에 배치되고, 그리고 공기를 팬(210) 아래에 포지셔닝된 개구(미도시)를 통해 필터(220)를 통하여 FI(203)의 하부 부분으로 하방으로 지향시키도록 구성되며, 기판 지지부(230)는 팬(210) 아래에 포지셔닝되고, 입자 검출기(260)는 기판 지지부(230) 아래에 포지셔닝된다. 기판 지지부(230)는 FI 내에서 수직 공기 흐름을 가능하게 하기 위해, 개구들이 사이에 있는 다중-블레이드 지지 구조를 포함한다. 입자 검출기(260)는 기판 지지부(230) 아래로 임의의 적합한 거리에 포지셔닝될 수 있고, 이를테면, 기판 지지부(230) 아래로 수 인치, 예컨대 약 1 인치 내지 약 24 인치, 이를테면 약 5 인치 내지 약 15 인치에 포지셔닝될 수 있다. 기판 지지부(230)는 또한, 제1 기판 홀더 및 이펙터 로봇(280a)과 제2 기판 홀더 및 이펙터 로봇(280b) 근처에 그리고 제1 기판 홀더 및 이펙터 로봇(280a)과 제2 기판 홀더 및 이펙터 로봇(280b) 사이에 포지셔닝된다. 도 2가 수직 구성을 도시하지만, 기판 지지부(230)가 팬(210)으로부터 하류에 포지셔닝되고 입자 검출기(260)가 기판 지지부(230)로부터 하류에 포지셔닝되는 다른 구성들, 이를테면 수평 구성이 또한 본원에서 고려된다. 다른 구성들은, 팬(210), 기판 지지부(230), 입자 검출기(260), 및 배기 배출구(290)의 상대적인 위치들이 적합한 결과들을 제공하는 어레인지먼트들을 포함한다.
[0020] 필터(220)는 FI(203) 내의 입자 오염을 방지하기 위한 제1 배리어로서 작용한다. 필터(220)는 일반적으로, FI(203) 내로의 입자들의 하방 지향 유동을 제한하도록 사이즈가 설정된 세공들을 갖는 임의의 적합한 필터, 예컨대 플라스틱 재료의 다공성 플레이트이다. 필터(220)는 팬(210)에 의해 하방으로 지향되는 공기 또는 다른 가스들로부터의 입자들의 제거를 가능하게 한다.
[0021] 입자 검출기(260)는 약 50 nm만큼 작은 입자들에서 최대 약 25 마이크로미터(μm)만큼 큰 입자들까지 검출하기 위한 원격 검출기이다. 입자 검출기(260)의 하나의 예는 산란 레이저 검출기(scattered laser detector)이다. 입자 검출기(260)는 일반적으로, FI(203) 내의 환경으로부터 입자 검출기(260) 내로 공기를 흡인하기 위한 펌프, 샘플 공기를 분석하기 위한 센서, 레이저, 및 산란된 레이저의 검출기를 포함한다. 입자 검출기(260)는 입자 검출기(260) 내로 공기를 도입하기 위한 적어도 하나의 입자 검출기 튜브(270)를 더 포함한다. 도 2가 단일 입자 검출기 튜브(270)를 도시하고 있지만, 입자 검출기(260)는 일반적으로, 임의의 적합한 구성으로 배치된 임의의 적합한 수의 입자 검출기 튜브들(270)을 포함한다. 도 2에 도시된 예에서, 입자 검출기 튜브는 입자 검출기(260)의 상부 표면으로부터 팬(210) 쪽으로 상방으로 연장된다. 레이저 및 검출기는 입자 검출기 튜브(270)의 하류에 포지셔닝된다. 일반적으로, 공기가 레이저에 의해 생성된 레이저 빔을 통과할 때, 입자들이 레이저 산란을 발생시킨다. 입자 검출기(260)는 입자 농도를 식별하기 위해, 산란된 레이저 방출물들을 분석한다. 추가적인 예들에서, 입자 검출기(260)는 다채널 시스템을 포함하고, 예컨대 6개의 채널들을 포함하며, 각각의 채널은 특정 사이즈 범위 내의 입자들을 검출하도록 구성된다. 채널들 각각의 입자 사이즈 범위들 중 일부는 다른 채널들과 오버래핑할 수 있다. 도 2의 양상이 하나의 입자 검출기(260)를 포함하지만, 다른 양상들은 팩토리 인터페이스 전체에 걸쳐 위치된 다수의 검출기들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 입자 검출기(260)가 일반적으로 임의의 적합한 입자 검출기라는 것이 고려된다.
[0022] 위에서 설명된 바와 같이, 도 2의 입자 검출기 튜브(270)는, 예로서, 임의의 길이의 직선 튜브이다. 일 양상에서, 튜브는, FI(203)를 통과하는 공기 스트림의 방향과 정렬되고 검출 민감도를 증가시키도록, 굴곡되지 않는다. 입자 검출기 튜브(270)는 튜브의 상단, 즉 입자 검출기(260)에 대해 원위에 있는 단부에 개구를 포함할 수 있고, 그리고/또는 FI(203) 내의 일정 위치 쪽으로 지향되는 튜브의 길이를 따르는 개구를 포함할 수 있다. 일 양상에서, 로드-락 슬릿 도어(240a 또는 240b)의 영역으로부터 유래하는 입자들을 모니터링하기 위해, 개구가 로드-락 슬릿 도어들(240a, 240b) 중 하나 쪽으로 지향된다. 다른 양상에서, Fi(203)의 상단으로부터 유래하는 입자들, 이를테면 필터(220)를 통과하는 입자들을 모니터링하기 위해, 개구가 기판 지지부(230) 아래에 있다. 또 다른 양상에서, FI 도어(250)로부터 유래하는 입자들을 모니터링하기 위해, 개구가 FI 도어(250) 쪽으로 지향된다. 하나의 입자 검출기 튜브(270)가 도시되어 있지만, 입자 검출기(260)는 복수의 입자 검출기 튜브들(270)을 포함할 수 있으며, 그 복수의 입자 검출기 튜브들(270)은 FI(203) 내의 상이한 위치들 내에 포지셔닝되고 그 상이한 위치들에 대해 개방되거나, 또는 그렇지 않으면, 그 상이한 위치들 쪽으로 지향된다.
[0023] 도 2의 예에서 위에서 논의된 바와 같이, 입자 검출기 튜브(270) 또는 복수의 입자 검출기 튜브들(270)은 일반적으로, 입자 검출기(260)에 연결된 단부와 입자 검출을 위한 포지션에 있는 개구 사이에서 실질적으로 직선적이다. 그러나, FI(203) 내의 상이한 위치들에 대해 개방되도록, 복수의 입자 검출기 튜브들은 각각의 위치에 도달하도록 다양한 굴곡부들 및 턴(turn)들을 포함할 수 있지만, 개구는 FI(203)를 통과하는 공기의 이동 방향과 정렬되도록 구성된 포지션에 유지될 것이다. 검출을 위한, FI(203) 내의 상이한 위치들은 일반적으로, 프로세스 및 하드웨어 고려사항들에 기초하여, FI(203) 내의 전체 입자 오염 및 이동을 가장 효과적으로 포착하는 데 사용될 수 있는 위치들이 되도록 선택된다.
[0024] 도 2에 도시된 예에서, 배기 배출구(290)는 복수의 홀들을 갖는 배플 플레이트를 포함하며, 그 복수의 홀들을 통해, 입자들이 가스 배출구를 통과하여 FI(203) 밖으로 지향된다. 배기 배출구의 플레이트-및-홀 구성은 그 배기 배출구를 통해 공기가 유동할 수 있게 하면서, 더 큰 오염물, 이를테면 깨지거나 또는 파손된 기판들이 바람직하지 않게 배기 시스템에 진입하지 못하게 이들을 포획한다.
[0025] 도 3은 반도체 제조 시스템, 이를테면 프로세싱 시스템(100)의 FI 내에서의 연속적인 인-시튜 입자 검출의 프로세스 흐름(300)이다. 프로세스 흐름(300)은, 동작(310)에서, FI 슬릿 도어를 통해 FI에 기판을 수용하는 것에 의해 시작된다. 동작(320)에서, 기판은 FI로부터 로드-락 슬릿 도어를 통해 반도체 제조 시스템 내의 이송 챔버 또는 프로세스 챔버로 이송된다. 다음으로, 동작(330)에서, 기판은 이송 챔버 또는 프로세스 챔버로부터 로드-락 슬릿 도어를 통해 FI 내의 기판 지지부로 이송된다. 더 구체적으로, 기판은, 기판의 프로세싱-후 냉각을 위해, 이송 챔버 또는 프로세스 챔버로부터 FI 내로 다시 이송된다. 흔히, 기판은, 프로세싱-후 냉각을 위해, FI 내의 기판 지지부 상에서 가장 긴 시간 기간을 소비한다. 동작(340)에서 나타낸 바와 같이, 기판 이송 동작들 동안, FI 내의 입자 농도가 연속적으로 모니터링된다. 연속적인 입자 모니터링은 입자들의 검출을 가능하게 하며, 그 입자들은 존재하고 있었거나 또는 슬릿 밸브 도어를 개방하는 것으로 인해 진입한 입자들, 또는 기판을 파지할 때 로봇 상에서 운반되어 온 입자들이다. 따라서, 냉각 동안 팬에 의해 기판으로부터 떨어져 날아간 입자들을 모니터링하는 것에 부가하여, 본 개시내용은 기판이 존재하지 않을 때 발생하는, 다른 시간들에서의 입자들을 모니터링하기 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다.
[0026] 동작 시, FI 내의 입자 농도를 연속적으로 모니터링하는 것은, 팬(210)을 통해 공기를 배기 배출구(290) 쪽으로 지향시켜서 층류를 생성함으로써 시작된다. 도 2의 수직 구성에서 도시된 바와 같이, 팬(210)은 공기를 하방으로, 기판 지지부(230) 및 입자 검출기(260)를 지나 배기 배출구(290) 쪽으로 지향시킨다. 다른 구성들에서, 팬(210)은 기판 지지부(230) 및 입자 검출기(260)를 지나게 수평 방향으로 공기를 지향시킬 수 있다. 환경 공기(예컨대, 제작 설비 내의 주변 환경으로부터 수용된 공기)는 먼저, 필터(220) 아래의 FI 내로 진입하기 전에 공기 스트림으로부터 임의의 입자들을 제거하기 위해, 필터(220)를 통과하게 지향된다. 기판이 기판 지지부(230) 상에 포지셔닝되어 있을 때, 기판의 표면 상의 입자들이 공기 스트림에 동반(entrain)되어 기판 표면으로부터 떨어질 것이다. 이어서, 공기 스트림이 배기 배출구(290) 쪽으로 지향될 때, 공기 스트림 및 동반된 입자들은 입자 검출기(260)를 지나게 지향된다. 공기 스트림은 튜브(270)에 의해 수용되고, 입자 검출기(260)에 의해 분석된다.
[0027] 도 4는 시간 경과에 따라 FI에서 입자 검출기에 의해 검출되는 입자 농도의 그래프(400)를 도시하는 슬라이드이다. Y 축은 입자 카운트 또는 농도에 대응하며, x 축은 시간에 대응하고, 그에 따라, 그래프(400)는 시간 기간에 걸친 FI 내의 입자 농도를 나타낸다. 데이터 라인(402)은 입자 검출기, 이를테면 도 2의 입자 검출기(260)에 의해 검출된 입자 농도를 나타낸다. 제1 시간 기간(404)에 걸쳐, 데이터 라인(402)은 선형이고, FI(203) 내의 입자 농도가 거의 없거나 또는 전혀 없는 것을 나타낸다. 다시 말하면, 제1 시간 기간(404)에 걸친 데이터 라인(402)은 FI(203)가 입자 오염이 거의 없이 또는 전혀 없이 동작되고 있다는 것을 나타낸다. 제2 시간 기간(406)에 걸쳐, 데이터 라인(402)의 피크들에 의해 나타낸 바와 같이, 입자 농도가 증가된다. FI(203) 내의 입자 농도는, 감소된 팬 속도, 압력 차이, FI 도어의 개방, 또는 불량한 밀봉을 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 다수의 이벤트들의 결과일 수 있다.
[0028] 입자 검출기(260)에 의해 수집된 데이터, 이를테면 도 4에 도시된 데이터는 시스템 모니터링 서버에 전달될 수 있고, 그리고 입자 오염의 원인을 식별하기 위해, 팩토리 인터페이스 내의 다른 센서들, 이를테면 팬 속도 및 압력 센서들에 의해 수집된 다른 데이터와 조합될 수 있다. 예컨대, 입자 검출기(260)로부터의 데이터가 시간 기간에 걸쳐 입자 농도가 증가된 것을 나타내는 경우, 서버는, 동일한 시간 기간에 걸쳐 팬 속도가 감소되어 입자 오염을 증가시켰는지를 확인하기 위해, 그 데이터를 센서, 이를테면 팬 속도 센서로부터 수집된 데이터와 비교한다. 이어서, 조합된 데이터는 입자 오염의 근본 원인을 신속하게 식별하기 위해 사용되어, 반도체 프로세싱 시스템을 효율적으로 트러블슈팅하기 위한 시간을 단축시킬 수 있다.
[0029] 부가하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 연속적으로 수집된 입자 검출 데이터는 입자 검출 시스템(500) 내에 통합될 수 있고, 그리고 장비 오퍼레이터들에게 입자 오염 경보들을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 입자 검출 시스템(500)은 FI(203) 내의 입자 검출기(260)를 포함하며, 그 입자 검출기(260)는 전력 소스(510) 및 서버(520)에 연결된다. 서버(520)는 일반적으로, 예컨대 장비 오퍼레이터들과 통신하기 위해 네트워크(530)에 연결된다. FI(203) 내부에서 입자 농도가 너무 높을 때 신속한 트러블슈팅을 가능하게 하는 것을 돕기 위해, 다른 FI 검출기들이 또한 입자 검출 시스템(500)에 연결될 수 있다. 예컨대, 일 양상에서, 하나 이상의 추가 검출기들이 FI(203)에 포지셔닝될 수 있고, 입자 검출 시스템(500)에 연결될 수 있다. 다른 양상에서, 하나 이상의 추가 검출기들이 제2 FI에 포지셔닝될 수 있고, 입자 검출 시스템(500)에 연결될 수 있다. 부가적으로, 추가적인 양상들에서, 입자 검출 시스템(500)은, FI(203) 내의 입자 농도가 미리 결정된 임계 값을 초과할 때, 네트워크(530)를 통해 경고 메시지들을 전송하도록 구성된다. 경고 메시지는 입자 오염의 심각도 또는 근본적인 문제를 표시할 수 있다. 입자 오염 심각도에 따라 상이한 경고들 및/또는 경고 메시지들이 활용될 수 있다는 것이 고려된다.
[0030] 연속적인 인-시튜 입자 검출을 위한 설명된 시스템들 및 방법들의 이익들은, 입자 검출 동안 감소 또는 제거된 시스템 다운타임, 및 입자 검출기에 의해 수집된 데이터가 다른 센서 데이터와 조합되어 FI에 대한 입자 오염의 원인을 식별하는 것으로 인해 증가된 트러블슈팅 효율을 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음). 부가하여, 본원에서 설명되는 시스템들 및 방법들은 프로세스 수율을 증가시키고, 기판 스크랩 레이트(scrap rate)를 감소시킨다.
[0031] 전술한 바가 FI 내에 입자 검출기를 포지셔닝하는 것을 고려하지만, 입자 검출기는 또한, 로드-락 또는 버퍼 챔버를 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 다른 시스템 컴포넌트들 내에 포함될 수 있다.
[0032] 전술한 바가 본 개시내용의 양상들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 양상들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (23)

  1. 팩토리 인터페이스로서,
    공기 흐름 방향으로 공기를 지향시키기 위한 팬(fan);
    상기 팬으로부터 상기 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 기판 지지부;
    상기 팩토리 인터페이스의 내측 표면에 커플링되고, 상기 기판 지지부로부터 상기 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 입자 검출기;
    상기 입자 검출기에 커플링되고, 상기 팩토리 인터페이스 내의 일정 위치에 대해 개방된 입자 검출기 튜브 ― 상기 입자 검출기 튜브는 상기 공기 흐름 방향과 정렬된 직선 튜브임 ―; 및
    상기 입자 검출기로부터 상기 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 배기 배출구
    를 포함하는,
    팩토리 인터페이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    하나 이상의 로드-락 슬릿 도어들을 더 포함하며,
    상기 입자 검출기는 상기 하나 이상의 로드-락 슬릿 도어들로부터 하류에 포지셔닝되는,
    팩토리 인터페이스.
  3. 제1 항에 있어서,
    제1 기판 홀더 및 이펙터 로봇, 및 제2 기판 홀더 및 이펙터 로봇을 더 포함하며,
    상기 입자 검출기는 상기 제1 기판 홀더 및 이펙터 로봇과 상기 제2 기판 홀더 및 이펙터 로봇 근처에 그리고 상기 제1 기판 홀더 및 이펙터 로봇과 상기 제2 기판 홀더 및 이펙터 로봇 사이에 포지셔닝되는,
    팩토리 인터페이스.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    복수의 입자 검출기 튜브들을 더 포함하며,
    상기 복수의 입자 검출기 튜브들 각각은 상기 팩토리 인터페이스 내에서, 각각의 상이한 위치의 입자 검출을 위해, 상기 상이한 위치에 대해 개방되는,
    팩토리 인터페이스.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 입자 검출기 튜브는 상기 입자 검출기 튜브의 축방향 길이를 따르는 개구를 포함하는,
    팩토리 인터페이스.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 개구는 상기 입자 검출기 튜브의 단부에 있으며, 상기 개구는 상기 기판 지지부 아래의 포지션에 배치되는,
    팩토리 인터페이스.
  8. 제7 항에 있어서,
    하나 이상의 로드-락 도어들을 더 포함하며,
    상기 개구는 상기 하나 이상의 로드-락 도어들에 인접한 포지션에 배치되는,
    팩토리 인터페이스.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 팩토리 인터페이스의 하나 이상의 벽들을 통하는 팩토리 인터페이스 도어를 더 포함하며,
    상기 개구는 상기 팩토리 인터페이스 도어에 인접한 포지션에 배치되는,
    팩토리 인터페이스.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 입자 검출기는 상기 팬과 상기 배기 배출구 사이에서 공기의 입자 농도를 검출하도록 구성되는,
    팩토리 인터페이스.
  11. 팩토리 인터페이스에서 팬 및 기판 지지부로부터 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 입자 검출기 ― 상기 팬은 공기를 상기 공기 흐름 방향으로 지향시키도록 구성되고, 상기 기판 지지부는 상기 팬으로부터 상기 공기 흐름 방향에서 하류에 위치되고, 상기 입자 검출기는:
    상기 팩토리 인터페이스 내의 하나 이상의 위치들의 입자 검출을 위하여 상기 하나 이상의 위치들에 대해 개방된 하나 이상의 입자 검출기 튜브들을 포함하고, 상기 하나 이상의 입자 검출기 튜브들은 상기 공기 흐름 방향과 정렬된 직선 튜브들임 ―;
    상기 입자 검출기에 연결된 서버 ― 상기 서버는 상기 팩토리 인터페이스에 포지셔닝된 하나 이상의 센서들에 연결되고, 그리고 상기 팩토리 인터페이스 내의 상기 입자 검출기 및 상기 하나 이상의 센서들로부터 입자 농도 데이터를 수집하도록 구성됨 ―; 및
    상기 서버에 커플링된 네트워크
    를 포함하며,
    상기 네트워크는 입자 농도 데이터, 및 상기 하나 이상의 센서들로부터의 데이터를 하나 이상의 장비 오퍼레이터들에게 통신하도록 구성되는,
    입자 검출 시스템.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    제2 팩토리 인터페이스에서 제2 기판 지지부로부터 하류에 포지셔닝된 제2 입자 검출기를 더 포함하며,
    상기 서버는 상기 제2 입자 검출기에 연결되는,
    입자 검출 시스템.
  14. 반도체 제조 시스템 내의 인-시튜 입자 검출을 위한 방법으로서,
    팩토리 인터페이스 슬릿 도어를 통해 팩토리 인터페이스에 기판을 수용하는 단계;
    상기 팩토리 인터페이스로부터 로드-락 슬릿 도어를 통해 이송 챔버 또는 프로세스 챔버로 상기 기판을 이송하는 단계;
    상기 이송 챔버 또는 상기 프로세스 챔버로부터 상기 로드-락 슬릿 도어를 통해 상기 팩토리 인터페이스 내의 기판 지지부로 상기 기판을 이송하는 단계; 및
    상기 팩토리 인터페이스로부터 상기 로드-락 슬릿 도어를 통해 상기 이송 챔버 또는 상기 프로세스 챔버로, 그리고 상기 이송 챔버 또는 상기 프로세스 챔버로부터 상기 로드-락 슬릿 도어를 통해 상기 팩토리 인터페이스 내의 상기 기판 지지부로 상기 기판을 이송하는 동안, 상기 팩토리 인터페이스에서 입자 농도를 연속적으로 모니터링하는 단계
    를 포함하고, 상기 팩토리 인터페이스에서 입자 농도를 연속적으로 모니터링하는 단계는:
    팬으로부터 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 상기 기판 지지부 및 상기 기판 지지부로부터 상기 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 입자 검출기 위의 상기 팬을 통해 공기를 상기 공기 흐름 방향으로 지향시키는 단계 ― 입자 검출기 튜브는 상기 입자 검출기에 커플링되고, 상기 팩토리 인터페이스 내의 일정 위치에 대해 개방되고, 상기 입자 검출기 튜브는 상기 공기 흐름 방향과 정렬된 직선 튜브임 ―; 및
    상기 입자 검출기를 사용하여 상기 공기의 입자 농도를 검출하는 단계
    를 포함하는,
    반도체 제조 시스템 내의 인-시튜 입자 검출을 위한 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 입자 검출기로부터 입자 농도 데이터를 수집하는 단계; 및
    상기 수집된 입자 농도 데이터를 경고 메시지의 형태로 장비 오퍼레이터에게 통신하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 경고 메시지는 상기 입자 농도의 심각도를 표시하는,
    반도체 제조 시스템 내의 인-시튜 입자 검출을 위한 방법.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 입자 검출기 튜브는 상기 입자 검출기의 상부 표면으로부터 상기 팬 쪽으로 상방으로 연장되는,
    팩토리 인터페이스.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 내측 표면은 상기 팩토리 인터페이스의 벽인,
    팩토리 인터페이스.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 입자 검출기는 상기 팩토리 인터페이스의 벽의 내측 표면에 커플링되는,
    입자 검출 시스템.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 입자 검출기는 상기 팩토리 인터페이스의 벽의 내측 표면에 커플링되는,
    반도체 제조 시스템 내의 인-시튜 입자 검출을 위한 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 공기는 층류(laminar flow)를 형성하기 위해 상기 팬을 통해 상기 공기 흐름 방향으로 지향되는,
    반도체 제조 시스템 내의 인-시튜 입자 검출을 위한 방법.
  21. 팩토리 인터페이스로서,
    공기 흐름 방향으로 공기를 지향시키기 위한 팬;
    상기 팬으로부터 상기 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 기판 지지부;
    상기 팩토리 인터페이스의 내측 표면에 커플링되고, 상기 기판 지지부로부터 상기 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 입자 검출기;
    상기 입자 검출기에 커플링되고, 상기 팩토리 인터페이스 내의 일정 위치에 대해 개방된 입자 검출기 튜브 ― 상기 입자 검출기 튜브는 상기 공기 흐름 방향과 정렬된 직선 튜브이고, 상기 입자 검출기 튜브는 상기 입자 검출기의 상부 표면으로부터 상기 팬 쪽으로 상방으로 연장됨 ―; 및
    상기 입자 검출기로부터 상기 공기 흐름 방향에서 하류에 포지셔닝된 배기 배출구
    를 포함하는,
    팩토리 인터페이스.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 입자 검출기는 상기 기판 지지부로부터 거리를 두고 배치되고, 상기 거리는 1인치 내지 24인치인,
    팩토리 인터페이스.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 입자 검출기 튜브는 하나 이상의 굴곡부(bend)들을 포함하는,
    팩토리 인터페이스.
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