KR102542740B1 - 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 웨이퍼 표면에 존재하는 오염물 분석을 위해 웨이퍼를 샘플링하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치에 있어서, 웨이퍼가 로딩되는 스테이지부; 상기 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하도록 구성되는 공급부; 상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키도록 구성되는 이송부; 상기 이송부에 의해 이송된 샘플을 펌핑하는 펌프, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제1샘플루프, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제2샘플루프가 포함되는 인젝터부; 및 상기 제1샘플루프에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플을 농축시켜 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플이 미리 설정된 수치 이상의 농도가 되도록 제어하는 제어부가 포함되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 웨이퍼 표면의 샘플이 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 각각 보관되고, 제1샘플루프의 샘플 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 제2샘플루프의 샘플을 농축시켜 분석되도록 함으로써, 웨이퍼 표면 오염물 샘플링에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 구성되는 효과가 있다.
더욱 상세하게는, 웨이퍼 표면에 존재하는 오염물 분석을 위해 웨이퍼를 샘플링하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치에 있어서, 웨이퍼가 로딩되는 스테이지부; 상기 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하도록 구성되는 공급부; 상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키도록 구성되는 이송부; 상기 이송부에 의해 이송된 샘플을 펌핑하는 펌프, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제1샘플루프, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제2샘플루프가 포함되는 인젝터부; 및 상기 제1샘플루프에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플을 농축시켜 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플이 미리 설정된 수치 이상의 농도가 되도록 제어하는 제어부가 포함되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 웨이퍼 표면의 샘플이 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 각각 보관되고, 제1샘플루프의 샘플 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 제2샘플루프의 샘플을 농축시켜 분석되도록 함으로써, 웨이퍼 표면 오염물 샘플링에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 구성되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 웨이퍼 표면의 샘플이 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 각각 보관되고, 제1샘플루프의 샘플 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 제2샘플루프의 샘플을 농축시켜 분석되도록 함으로써, 웨이퍼 표면 오염물 샘플링에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 구성되는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에 관한 것이다.
가전, 모바일 기기 등 정보처리 속도의 향상 및 고도화에 따라 시간이 갈수록 반도체 회로가 고집적화되고 패턴이 미세화되고 있다. 종래에는 반도체 소자 생산 공정에서 대기질 관점으로 오염물질을 관리하였으나, 상술한 바와 같은 반도체 회로의 고집적화 및 미세화에 따라 극미량 농도의 오염물질도 반도체 디바이스의 성능 및 수율에 지대한 영향을 미치게 되었다.
이에 따라 웨이퍼 표면의 오염물질 모니터링은 반도체 디바이스 생산 공정에 있어서 매우 중요한 과제로 대두되고 있다.
특히, NH4+, Cl-와 같은 이온성분의 경우 공정 시 사용되는 케미컬로부터 웨이퍼 표면에 잔류하게 될 뿐만 아니라, 공기 중에서 오염되어 표면에 잔류하게 되기도 한다. 이러한 이온성 오염물질은 전도성을 가지고 있기 때문에 관리 수준 이상 존재시 더욱 심각한 영향을 미치기 때문에, 매우 낮은 농도 관리가 필요하다.
또한, 현재는 이러한 문제로 제품의 불량이 발생할 경우 불량이 발생한 이후에 원인 파악이 진행됨에 따라 원인 파악까지 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 따라서 하나의 원인으로 동일 다발적으로 발생됨에 따라 생산 수율이 극도로 저하되는 문제가 있다.
종래에는 이러한 이온성 오염물질을 분석하기 위해 작업자가 초순수를 이용하여 웨이퍼 표면을 샘플링하고 이를 회수하여 수동으로 분석하였다. 이러한 수동 방식은 작업자의 숙련 정도에 따라 신뢰도가 크게 차이나며, 웨이퍼의 핸들링 과정에서 또 다른 오염이 발생되고, 실시간 데이터 확보가 어렵다는 단점이 있다.
이와 관련된 기술 중 하나로, 대한민국 등록특허공보 10-2217638에는 웨이퍼 표면의 오염물 샘플링장치 및 방법이 개시되어 있다.
이러한 상기 종래의 웨이퍼 표면의 오염물 샘플링장치 및 방법은, 샘플링 스테이지와, 샘플링 노즐, 샘플링 용액 주입부, 오염물 이동부, 노즐 이송부 및 반전기를 포함하며, 상기 구성에 따라 해당 발명은 소수성 웨이퍼의 표면에 부착된 메탈 오염 물질 뿐 아니라 친수성 웨이퍼의 표면에 부착된 이온성 오염물질도 샘플링할 수 있고, 또한, 웨이퍼의 전면뿐만 아니라, 웨이퍼의 측면 및/또는 후면의 오염물질을 샘플링 및 포집하여 분석되도록 함으로써, 교차 오염을 방지하는 것을 특징으로 한다.
그러나 상기 종래기술은, 샘플을 추출하여 측정하기 전까지는 웨이퍼 표면에서 수집되는 오염 물질의 농도를 파악할 수 없으므로, 선 측정 후 판단으로 인해 농도가 낮을 경우 추가적인 샘플 추출 시간을 필요로 하는 문제가 있다.
또한 상기 종래기술은, 이러한 문제를 해결하기 위해 별도의 챔버를 마련하여 샘플을 저장하도록 하는 경우에는 챔버를 세정해야 하는 등의 번거로운 작업을 필요로 하는 문제가 있다.
본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 웨이퍼 표면의 샘플이 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 각각 보관되고, 제1샘플루프의 샘플 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 제2샘플루프의 샘플을 농축시켜 분석되도록 함으로써, 웨이퍼 표면 오염물 샘플링에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 구성되는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법을 제공하는 데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치에는, 웨이퍼 표면에 존재하는 오염물 분석을 위해 웨이퍼를 샘플링하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치에 있어서, 웨이퍼가 로딩되는 스테이지부; 상기 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하도록 구성되는 공급부; 상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키도록 구성되는 이송부; 상기 이송부에 의해 이송된 샘플을 펌핑하는 펌프, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제1샘플루프, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제2샘플루프가 포함되는 인젝터부; 및 상기 제1샘플루프에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플을 농축시켜 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플이 미리 설정된 수치 이상의 농도가 되도록 제어하는 제어부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 제1샘플루프에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 수치 이상의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플을 외부로 배출시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플을 외부로 배출시키도록 구성되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 상기 제2샘플루프를 세정시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 제1샘플루프의 샘플이 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되어 상기 제2샘플루프에 보관된 샘플을 농축시키도록 구성되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 상기 제2샘플루프의 샘플을 농축컬럼으로 이송시켜 농축이 진행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 농축컬럼으로 이동되어 농축된 샘플의 농도가 미리 설정된 수치 이상의 농도로 농축되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 용리부로 이동되어 분석이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에는, 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하는 샘플링용액공급단계; 상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키는 샘플이송단계; 이송된 샘플을 펌핑하여 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 충진하는 충진단계; 상기 제1샘플루프에 충진되어 보관되는 샘플의 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인지 판단하는 농도측정단계; 상기 농도측정단계에서 상기 제1샘플루프의 샘플 농도가 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프의 샘플을 농축시키는 농축단계; 및 상기 제2샘플루프의 농축된 샘플을 이송시켜 분석하도록 구성되는 제1분석단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
한편, 위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에는, 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하는 샘플링용액공급단계; 상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키는 샘플이송단계; 이송된 샘플을 펌핑하여 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 충진하는 충진단계; 상기 제1샘플루프에 충진되어 보관되는 샘플의 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인지 판단하는 농도측정단계; 상기 농도측정단계에서 상기 제1샘플루프의 샘플 농도가 미리 설정된 수치 이상인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프의 샘플을 외부로 배출시키는 배출단계; 및 상기 제1샘플루프의 샘플을 이송시켜 분석하도록 구성되는 제2분석단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에 의하면, 웨이퍼 표면의 샘플이 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 각각 보관되고, 제1샘플루프의 샘플 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 제2샘플루프의 샘플을 농축시켜 분석되도록 함으로써, 웨이퍼 표면 오염물 샘플링에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 구성되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 웨이퍼 표면의 샘플이 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 각각 보관되고, 제1샘플루프의 샘플 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 이상인 것으로 판단되는 경우, 제2샘플루프의 샘플을 외부로 배출시키고 제1샘플루프의 샘플을 이용하여 분석되도록 함으로써, 웨이퍼 표면 오염물 샘플링에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 구성되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 제2샘플루프의 샘플을 외부로 배출시키는 경우 클리닝 용액을 공급하여 제2샘플루프를 세정시킬 수 있도록 구성됨으로써, 별도로 세정 작업을 실시하는데에 필요한 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 제2샘플루프에 보관된 샘플을 농축시키도록 구성되는 경우, 클리닝 용액을 이용해 제2샘플루프의 샘플을 농축컬럼으로 이송시켜 농축되도록 함으로써 샘플의 이송이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 농축컬럼으로 이송되어 농축된 샘플의 농도가 미리 설정된 수치 이상의 농도로 농축되는 경우, 클리닝 용액을 이용해 농축컬럼의 샘플을 용리부로 이송시켜 분석이 이루어지도록 함으로써 샘플의 이송이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치의 실시 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치의 실시 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법을 나타내는 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
본 발명은 웨이퍼 표면의 샘플이 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 각각 보관되고, 제1샘플루프의 샘플 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 제2샘플루프의 샘플을 농축시켜 분석되도록 함으로써, 웨이퍼 표면 오염물 샘플링에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 구성되는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치의 실시 상태를 나타내는 도면이다.
첨부된 도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명의 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치에는 스테이지부(100), 공급부(200), 이송부(300), 인젝터부(400) 및 제어부(500)가 포함된다.
이러한 본 발명의 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치는 웨이퍼의 표면에 존재하는 오염물 분석을 위해 웨이퍼를 샘플링하는 것이다.
상기 스테이지부(100)는 웨이퍼가 로딩되는 것으로서, 내부를 밀폐시키도록 구성되는 챔버(110)의 내부에 구비될 수 있다.
이때, 상기 챔버(110)는 상기 챔버(110)의 내부로 불활성 기체나 오염성이 없는 고순도 가스(N2)를 유입시켜 가스 분위기가 조성되도록 하고 챔버(110) 내부의 압력을 대기압 또는 양압 상태로 유지시켜 외부로부터 오염물질이 유입되지 못하도록 구성될 수 있다.
더욱 상세하게, 상기 스테이지부(100)는 상기 챔버(110)의 내부에 구비된 상태에서 표면의 오염물을 샘플링하고자 하는 샘플링 대상인 웨이퍼가 로딩되도록 구성되는 것이다.
상기 스테이지부(100)는 상기 웨이퍼가 안착될 수 있도록 상면이 평평한 형상으로 형성되고, 중심축을 기준으로 회전되도록 구성되어 상기 웨이퍼가 안착된 상태에서 회전이 가능하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 웨이퍼는 이송 로봇에 의해 자동으로 이송되도록 구성되거나, 작업자에 의해 수작업으로 이송될 수 있다.
또한, 더욱 정확한 스캐닝이 이루어질 수 있도록 상기 스테이지부(100)에 웨이퍼가 로딩되기 전에 별도의 얼라이너(Aligner)에 의해 웨이퍼의 중심이 상기 스테이지부(100)의 중심과 일치되도록 정렬되는 것이 바람직할 것이다.
즉, 상기 스테이지부(100)는 중심이 회전축(130)에 연결될 수 있고, 상기 회전축(130)은 별도의 구동모터에 의해 구동되어 회전되도록 구성됨으로써, 샘플링 용액에 의해 용해된 상기 웨이퍼 표면의 오염물이 원심력에 의해 상기 웨이퍼의 가장자리에 배치된 회수콘(140)으로 회수되도록 구성될 수 있다.
한편, 이러한 상기 스테이지부(100)의 하부에는 석션기(120)가 연결되도록 구성될 수 있고, 상기 스테이지부(100)에는 상기 석션기(120)와 연결되는 진공홀이 형성될 수 있다.
즉, 상기 석션기(120)가 동작되는 경우 상기 진공홀을 통해 진공이 발생되도록 구성됨으로써 상기 스테이지부(100)에 로딩된 웨이퍼가 상기 스테이지부(100)에 고정되도록 구성될 수 있다.
또한 상기 석션기(120)는, 상기 웨이퍼를 고정시키도록 구성될 시에는 상기 진공홀을 통해 공기를 흡입하도록 구성되어 상기 웨이퍼가 상기 스테이지부(100)에 고정되도록 할 수 있고, 상기 웨이퍼의 샘플링이 완료된 이후에는 별도로 연결된 가스탱크로부터 상기 진공홀로 가스가 공급되어 토출되도록 구성됨으로써 상기 진공홀에 오염물이 침투하는 것을 방지하도록 구성되어 오염물질의 확산을 방지하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 가스탱크로부터 진공홀로 토출되는 가스는 N2와 같은 불활성 기체인 것이 바람직할 것이다.
상기 공급부(200)는 상기 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하여 상기 웨이퍼 표면의 오염 물질이 샘플링되도록 하는 것이다.
이러한 상기 공급부(200)에는, 상기 샘플링 용액을 공급하도록 구성되는 용액공급부와 연결되는 샘플노즐(210), 원형으로 형성되어 상기 샘플노즐(210)의 일단에 연결됨으로써 상기 웨이퍼의 표면으로 상기 샘플링 용액을 분사하도록 구성되는 노즐팁(220) 및 상기 샘플노즐(210)을 X축, Y축 및 Z축 중 어느 하나 또는 복수의 방향으로 이송시키도록 구성되는 노즐이송부재가 포함될 수 있다.
이때, 상기 노즐팁(220)의 형상은 상기 샘플링하고자 하는 웨이퍼의 재질 및 특성에 따라 얼마든지 변형되어 적용될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 표면의 오염 물질이 샘플링되도록 하는 샘플링 용액은 초순수용액(Ultra pure water) 등으로 구성될 수 있다.
상기 이송부(300)는 상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키도록 구성되는 것으로서, 실린지펌프 등으로 구성될 수 있다.
이러한 상기 이송부(300)는 클리닝 용액을 공급하여 상기 샘플을 이송시키도록 구성될 수 있으며, 이러한 상기 이송부(300)에 의한 샘플의 이송 방식은 실시 환경에 따라 얼마든지 변경되어 적용될 수 있다.
이때, 상기 샘플을 이송시키도록 구성되는 클리닝 용액은 초순수용액(Ultra pure water) 등으로 구성될 수 있다.
상기 인젝터부(400)에는 상기 이송부(300)에 의해 이송된 샘플을 펌핑하는 펌프(410), 상기 펌프(410)에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제1샘플루프(420), 상기 펌프(410)에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제2샘플루프(430)가 포함된다.
이때, 상기 인젝터부(400)는 음이온인젝터(401) 및 양이온인젝터(402)로 구성될 수 있고, 상기 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)는 상기 음이온인젝터(401) 및 양이온인젝터(402)에 각각 구비되도록 구성될 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 농축시켜 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플이 미리 설정된 수치 이상의 농도가 되도록 제어하는 것이다.
이러한 상기 제어부(500)는 본 발명의 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치의 전반적인 구동을 제어하도록 구성되는 것이다.
상기 제어부(500)는 상기 이송부(300)를 제어하여 상기 웨이퍼에서 샘플링된 샘플이 샘플라인(700)으로 이동되도록 제어할 수 있고, 이후 상기 샘플라인(700)으로 이동된 샘플이 상기 인젝터부(400)의 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)에 채워지도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 농도 수치와 비교하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(500)는 미리 10 ppb로 농도 수치를 설정해놓은 경우, 상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플을 분석하여 상기 샘플의 농도가 10ppb 미만인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 농축시켜 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플의 농도가 10ppb 이상이 되도록 제어할 수 있다.
이때 상기 제어부(500)는, 상기 제1샘플루프(420)의 샘플이 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되어 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 농축시키도록 구성되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 상기 제2샘플루프(430)의 샘플을 농축컬럼(440)으로 이송시켜 농축이 진행되도록 제어할 수 있다.
또한 상기 제어부(500)는, 상기 농축컬럼(440)으로 이동되어 농축된 샘플의 농도가 미리 설정된 수치 이상의 농도로 농축되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 용리부(600)로 이동되어 분석이 이루어지도록 제어할 수 있다.
한편 상기 제어부(500)는, 상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 수치 이상의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 외부로 배출시키도록 제어할 수 있다.
또한 상기 제어부(500)는, 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 외부로 배출시키도록 구성되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 상기 제2샘플루프(430)를 세정시키도록 제어할 수 있다.
즉 본 발명에 따른 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치는, 상기 웨이퍼의 표면에서 샘플링되는 샘플이 상기 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)에 함께 보관되도록 구성된 상태에서, 상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플의 농도를 분석하여 미리 설정된 수치 이상의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플은 외부로 배출시키면서 상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플을 농축컬럼(440)으로 이동시켜 이온 샘플링 용액과 함께 용리부(600)로 이동시켜 정성 분석 및 정량 분석이 이루어지도록 구성될 수 있고, 상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플의 농도를 분석하여 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 미리 설정된 수치 이상의 농도로 농축시키고 농축컬럼(440)으로 이동시켜 이온 샘플링 용액과 함께 용리부(600)로 이동시켜 정성분석 및 정량분석이 이루어지도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법을 나타내는 도면이다.
첨부된 도 3에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에는, 샘플링용액공급단계(S10), 샘플이송단계(S20), 충진단계(S30), 농도측정단계(S40), 농축단계(S50) 및 제1분석단계(S60)가 포함된다.
상기 샘플링용액공급단계(S10)는 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하는 단계이다.
이러한 상기 샘플링용액공급단계(S10)는 상기 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하여 상기 웨이퍼 표면의 오염 물질이 샘플링되도록 하는 단계이다.
상기 샘플링 용액의 공급은 상기 웨이퍼 표면의 오염 물질에 대한 샘플링 방식에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.
상기 샘플이송단계(S20)는 상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키는 단계이다.
이러한 상기 샘플이송단계(S20)는 후술되는 충진단계(S30)에서 샘플을 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)로 충진시키기 위해 상기 웨이퍼 표면에서 샘플링된 샘플을 샘플라인(700)으로 이송시키도록 구성되는 것이다.
상기 충진단계(S30)는 이송된 샘플을 펌핑하여 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)에 충진하는 단계이다.
이러한 상기 충진단계(S30)는 펌프(410)를 제어하여 상기 샘플라인(700)의 샘플을 상기 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)에 동시 충진시키도록 구성되는 것이다.
상기 농도측정단계(S40)는 상기 제1샘플루프(420)에 충진되어 보관되는 샘플의 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인지 판단하는 단계이다.
이러한 상기 농도측정단계(S40)는 후술되는 제1분석단계(S60)에서 정확한 분석이 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로서, 예를 들어, 제1분석단계(S60)에서 정확한 분석이 이루어지기 위한 샘플의 최저 농도가 10ppb으로 설정되는 경우, 상기 제1샘플루프(420)에 충진되어 보관되는 샘플이 10ppb 미만인지 판단하도록 구성되는 것이다.
상기 농축단계(S50)는 상기 농도측정단계(S40)에서 상기 제1샘플루프(420)의 샘플 농도가 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)의 샘플을 농축시키는 단계이다.
이러한 상기 농축단계(S50)는 상기 제1샘플루프(420)에 충진된 샘플과 제2샘플루프(430)에 충진된 샘플이 동일한 농도의 샘플이 충진되어 있는 상태에서 상기 제1샘플루프(420)의 샘플이 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단됨에 따라 상기 제2샘플루프(430)의 샘플 또한 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되므로, 상기 제2샘플루프(430)의 샘플은 분석 전에 농축하여 후술되는 제1분석단계(S60)에서 분석되도록 하는 것이다.
상기 제1분석단계(S60)는 상기 제2샘플루프(430)의 농축된 샘플을 이송시켜 분석하도록 구성되는 단계이다.
이러한 상기 제1분석단계(S60)는 상기 농축단계(S50)에서 농축된 샘플과 농축컬럼(440)의 이온 샘플링 용액을 함께 용리부(600)로 이동시켜 정성 분석 및 정량 분석하도록 구성되는 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법을 나타내는 도면이다.
첨부된 도 4에 따르면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에는, 샘플링용액공급단계(S10), 샘플이송단계(S20), 충진단계(S30), 농도측정단계(S40), 배출단계(S70) 및 제2분석단계(S80)가 포함된다.
상기 샘플링용액공급단계(S10)는 웨이퍼의 표면에 샘플링 용액을 공급하는 단계이다.
이러한 상기 샘플링용액공급단계(S10)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법의 샘플링용액공급단계(S10)와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 샘플이송단계(S20)는 상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키는 단계이다.
이러한 상기 샘플이송단계(S20)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법의 샘플이송단계(S20)와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 충진단계(S30)는 이송된 샘플을 펌핑하여 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)에 충진하는 단계이다.
이러한 상기 충진단계(S30)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법의 충진단계(S30)와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 농도측정단계(S40)는 상기 제1샘플루프(420)에 충진되어 보관되는 샘플의 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인지 판단하는 단계이다.
이러한 상기 농도측정단계(S40)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법의 농도측정단계(S40)와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 배출단계(S70)는 상기 농도측정단계(S40)에서 상기 제1샘플루프(420)의 샘플 농도가 미리 설정된 수치 이상인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)의 샘플을 외부로 배출시키는 단계이다.
이러한 상기 배출단계(S70)는 상기 제2샘플루프(430)의 샘플을 외부로 배출시킨 이후, 샘플링 용액을 공급하여 상기 제2샘플루프(430)를 세정시키도록 구성될 수 있다.
상기 제2분석단계(S80)는 상기 제1샘플루프(420)의 샘플을 이송시켜 분석하도록 구성되는 단계이다.
이러한 상기 제2분석단계(S80)는 상기 농도측정단계(S40)에서 상기 제1샘플루프(420)의 샘플 농도가 미리 설정된 수치 이상인 것으로 판단된 상기 제1샘플루프(420)의 샘플과 농축컬럼(440)의 이온 샘플링 용액을 함께 용리부(600)로 이동시켜 정성 분석 및 정량 분석이 이루어지도록 구성되는 것이다.
이상 본 발명에 의하면, 웨이퍼 표면의 샘플이 제1샘플루프 및 제2샘플루프에 각각 보관되고, 제1샘플루프의 샘플 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 제2샘플루프의 샘플을 농축시켜 분석되도록 함으로써, 웨이퍼 표면 오염물 샘플링에 소요되는 시간을 절약할 수 있도록 구성되는 효과가 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.
100 : 스테이지부
110 : 챔버 120 : 석션기
130 : 회전축 140 : 회수콘
200 : 공급부
210 : 샘플노즐 220 : 노즐팁
300 : 이송부
400 : 인젝터부
401 : 음이온인젝터 402 : 양이온인젝터
410 : 펌프 420 : 제1샘플루프
430 : 제2샘플루프 440 : 농축컬럼
500 : 제어부 600 : 용리부
700 : 샘플라인
110 : 챔버 120 : 석션기
130 : 회전축 140 : 회수콘
200 : 공급부
210 : 샘플노즐 220 : 노즐팁
300 : 이송부
400 : 인젝터부
401 : 음이온인젝터 402 : 양이온인젝터
410 : 펌프 420 : 제1샘플루프
430 : 제2샘플루프 440 : 농축컬럼
500 : 제어부 600 : 용리부
700 : 샘플라인
Claims (7)
- 웨이퍼 표면에 존재하는 오염물 분석을 위해 웨이퍼를 샘플링하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치에 있어서,
웨이퍼가 로딩되는 스테이지부(100);
상기 웨이퍼의 표면 중앙에 샘플링 용액을 공급하도록 구성되는 공급부(200);
상기 웨이퍼 표면의 샘플을 이송시키도록 구성되는 이송부(300);
상기 이송부(300)에 의해 이송된 샘플을 펌핑하는 펌프(410), 상기 펌프(410)에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제1샘플루프(420), 상기 펌프(410)에 의해 펌핑되는 샘플이 보관되는 제2샘플루프(430)가 포함되는 인젝터부(400); 및
상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 농축시켜 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플이 미리 설정된 수치 이상의 농도가 되도록 제어하는 제어부(500);
가 포함되되,
상기 스테이지부(100)는 회전축(130)에 연결되어 별도의 구동모터에 의해 회전되도록 구성됨으로써, 상기 스테이지부(100)에 로딩된 웨이퍼 표면의 샘플이 원심력에 의해 웨이퍼의 가장자리에 배치된 회수콘(140)으로 회수되어 상기 이송부(300)에 이송되도록 구성되고,
상기 스테이지부(100)에는 진공홀이 형성되며,
상기 진공홀에는, 상기 진공홀을 통해 진공을 발생시켜 상기 스테이지부(100)에 로딩되는 웨이퍼를 스테이지부(100)에 고정시키도록 하는 석션기(120) 및 상기 웨이퍼 표면의 샘플이 이송된 이후 상기 진공홀을 통해 가스를 공급하여 상기 웨이퍼 표면의 샘플이 진공홀로 유입되는 것을 방지하는 가스탱크가 연결되어 선택적으로 구동되도록 구성되고,
상기 웨이퍼의 중심이 상기 스테이지부(100)의 중심과 일치되도록 상기 웨이퍼를 스테이지부(100)의 중심에 정렬시키는 얼라이너(Aligner)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부(500)는,
상기 제1샘플루프(420)에 보관된 샘플을 분석하여 미리 설정된 수치 이상의 농도인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 외부로 배출시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제어부(500)는,
상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 외부로 배출시키도록 구성되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 상기 제2샘플루프(430)를 세정시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부(500)는,
상기 제1샘플루프(420)의 샘플이 미리 설정된 수치 미만의 농도인 것으로 판단되어 상기 제2샘플루프(430)에 보관된 샘플을 농축시키도록 구성되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 상기 제2샘플루프(430)의 샘플을 농축컬럼(440)으로 이송시켜 농축이 진행되도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 제어부(500)는,
상기 농축컬럼(440)으로 이동되어 농축된 샘플의 농도가 미리 설정된 수치 이상의 농도로 농축되는 경우, 클리닝 용액을 공급하여 용리부(600)로 이동되어 분석이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항으로 이루어지는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에 있어서,
얼라이너를 이용하여 웨이퍼를 스테이지부(100)의 중심에 정렬시킨 후 로딩하는 로딩단계(S3);
석션기(120)를 구동시켜 스테이지부(100)에 로딩된 웨이퍼를 스테이지부(100)에 고정시키는 고정단계(S5);
웨이퍼의 표면 중앙에 샘플링 용액을 공급하는 샘플링용액공급단계(S10);
상기 스테이지부(100)를 회전시켜 웨이퍼 표면의 샘플이 원심력에 의해 웨이퍼의 가장자리에 배치된 회수콘(140)으로 회수되도록 하는 샘플회수단계(S15);
상기 회수된 샘플을 이송시키는 샘플이송단계(S20);
가스탱크를 구동시켜 상기 웨이퍼 표면의 샘플이 진공홀로 유입되는 것을 방지하는 샘플유입방지단계(S25);
이송된 샘플을 펌핑하여 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)에 충진하는 충진단계(S30);
상기 제1샘플루프(420)에 충진되어 보관되는 샘플의 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인지 판단하는 농도측정단계(S40);
상기 농도측정단계(S40)에서 상기 제1샘플루프(420)의 샘플 농도가 미리 설정된 수치 미만인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)의 샘플을 농축시키는 농축단계(S50); 및
상기 제2샘플루프(430)의 농축된 샘플을 이송시켜 분석하도록 구성되는 제1분석단계(S60);
가 포함되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항으로 이루어지는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법에 있어서,
얼라이너를 이용하여 웨이퍼를 스테이지부(100)의 중심에 정렬시킨 후 로딩하는 로딩단계(S3);
석션기(120)를 구동시켜 스테이지부(100)에 로딩된 웨이퍼를 스테이지부(100)에 고정시키는 고정단계(S5);
웨이퍼의 표면 중앙에 샘플링 용액을 공급하는 샘플링용액공급단계(S10);
상기 스테이지부(100)를 회전시켜 웨이퍼 표면의 샘플이 원심력에 의해 웨이퍼의 가장자리에 배치된 회수콘(140)으로 회수되도록 하는 샘플회수단계(S15);
상기 회수된 샘플을 이송시키는 샘플이송단계(S20);
가스탱크를 구동시켜 상기 웨이퍼 표면의 샘플이 진공홀로 유입되는 것을 방지하는 샘플유입방지단계(S25);
이송된 샘플을 펌핑하여 제1샘플루프(420) 및 제2샘플루프(430)에 충진하는 충진단계(S30);
상기 제1샘플루프(420)에 충진되어 보관되는 샘플의 농도를 측정하여 미리 설정된 수치 미만인지 판단하는 농도측정단계(S40);
상기 농도측정단계(S40)에서 상기 제1샘플루프(420)의 샘플 농도가 미리 설정된 수치 이상인 것으로 판단되는 경우, 상기 제2샘플루프(430)의 샘플을 외부로 배출시키는 배출단계(S70); 및
상기 제1샘플루프(420)의 샘플을 이송시켜 분석하도록 구성되는 제2분석단계(S80);
가 포함되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220041269A KR102542740B1 (ko) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020220041269A KR102542740B1 (ko) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법 |
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| KR1020220041269A KR102542740B1 (ko) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 멀티 샘플루프가 구비되는 웨이퍼 표면 오염물 샘플링 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 샘플링 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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