KR20080032645A - 캡처 기판을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20080032645A
KR20080032645A KR1020087005114A KR20087005114A KR20080032645A KR 20080032645 A KR20080032645 A KR 20080032645A KR 1020087005114 A KR1020087005114 A KR 1020087005114A KR 20087005114 A KR20087005114 A KR 20087005114A KR 20080032645 A KR20080032645 A KR 20080032645A
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다니엘 제이알. 알바레즈
트로이 비. 스코긴스
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 전자공학 처리 환경 내의 분자종을 검출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 캡처 기판을 처리 환경에 노출시킨다. 캡처 기판은 전자공학 처리를 받는 전자 기판의 표면적과 다른 표면적을 갖는다. 분자종은 환경으로부터 캡처 기판으로 이송된다. 분자종의 특성이 식별되어, 분자종을 검출한다. 다른 방법은 전자공학 처리 환경으로부터 분자종을 제거하도록 캡처 기판을 이용하거나, 2개의 프로세스 환경 또는 2개의 중간 프로세스 단계 사이에서 작동하는 이송 용기 내의 분자종의 존재를 판단하도록 캡처 기판을 사용한다. 이러한 방법을 실행하기 위한 시스템이 또한 개시되어 있다.
분자종, 환경, 전자 기판, 캡처 기판, 실리콘 웨이퍼

Description

캡처 기판을 위한 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHODS FOR CAPTURE SUBSTRATES}
[관련 출원]
본 출원은 2005년 8월 2일자로 출원된 미국 가출원 제60/704,792호의 우선권을 주장한다. 상기 출원의 전체 교시는 참조 문헌으로서 본 명세서에 통합되어 있다.
분자 오염의 존재에 관한 실시간 정보는 전자공학 제조시 중요성이 증가하고 있다. 증가하는 비용과 장치의 처리 시간으로 인해, 중간 단계의 완료시 처리된 기판의 상태에 관한 정확한 정보가 유리할 것이다. 오염물은 몇몇 후속 단계가 오염의 시초점을 지나 수행될 때까지 그 존재를 나타내지 않을 수도 있기 때문에, 단순한 기판의 전체 형태와는 대조적으로 분자종 정보에 대한 필요성이 특히 중요하다. 또한, 분자종은 장치 구성요소 크기가 계속 작아짐에 따라 점점 더 낮은 오염 레벨에서 검출될 필요가 있다. 전자공학 처리를 받는 장치는 중간 프로세스들 사이의 장치의 이송 중에 특히 오염되기 쉽다. 전방 개방 통합형 포드와 같은 이송 용기는 용기의 구조체의 누설 또는 가스 제거(off-gassing)로 인해 내부로 이송되는 재료에 오염물을 무심코 주입할 수도 있다.
본 발명의 실시예는 환경을 정화시키고 그리고/또는 환경 내의 분자종(molecular species)의 존재를 식별하도록 캡처 기판(capture substrate)을 이용하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이러한 실시예는 환경이 전자공학 제조시 이용되는 이송 용기 내에 존재할 때 특히 유리하고, 실시간 장치 제조 중에 개별 처리 단계들 내의 그리고 개별 처리 단계들 사이의 오염물인 분자종의 정화 및/또는 식별을 잠정적으로 가능케 한다. 가상의 작업 공구 환경(tool environment) 내의 오염에 관한 전체 정보를 얻기 위해 모델 실험에 사용되고 있는 위트니스 웨이퍼(witness wafer)와는 달리, 본 명세서에 개시된 본 발명의 몇몇 실시예는 실제 프로세스가 수행되고 있을 때 실시간 정보를 분석하여 프로세스 오염을 판단하는 것을 가능케 한다.
본 발명의 일 실시예는 전자 기판의 전자공학 처리를 위해 환경 내의 분자종을 검출하는 방법에 관한 것이다. 전자 기판과 다른 표면적을 갖는 캡처 기판이 분자종을 갖는 전자공학 처리 환경에 노출된다. 분자종은 캡처 기판으로 이송된다. 이송된 분자종의 특성이 후속적으로 식별되어, 분자종을 검출한다.
캡처 기판은 실리콘, 낮은 k 유전체(low k dielectric), 구리, 또는 전자공학 처리를 받는 전자 기판의 표면 특성을 닮은 표면을 포함한다. 분자종은 오염물일 수도 있다. 환경은 유동하는 유체 또는 실질적으로 정지 상태로 있는 유체를 포함할 수도 있다. 환경은 이송 용기, 양호하게는 전방 개방 통합형 포드(front opening unified pod; FOUP) 내에 존재할 수도 있다. FOUP는 적어도 26개의 웨이퍼형 기판을 보유하도록 구성된다. FOUP는 전자공학 처리를 받는 25개의 웨이퍼과 캡처 기판을 포함할 수도 있다. 전자 기판은 양호하게는 실리콘 웨이퍼이고, 더 양호하게는 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼이다. 캡처 기판은 전자 기판과 다른 표면적을 갖고, 예컨대, 캡처 기판은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 10배인 표면적을 가질 수도 있다. 양호하게는, 캡처 기판은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 25배인 표면적을 갖는다. 더 양호하게는, 캡처 기판은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 100배인 표면적을 갖는다. 캡처 기판으로의 분자종의 이송은 또한 분자종의 환경을 정화시킬 수도 있다. 분자종의 특성은 캡처 기판으로부터 분자종을 탈착함으로써 부분적으로 식별될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예는 전자 기판의 전자공학 처리를 위해 환경으로부터 분자종을 제거하는 방법에 관한 것이다. 전자 기판과 다른 표면적을 갖는 캡처 기판이 분자종을 갖는 전자공학 처리 환경에 노출된다. 분자종은 캡처 기판으로 이송되어, 환경으로부터 분자종을 제거한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 전자 기판의 전자공학 처리를 위해 환경 내의 종(species)의 존재를 진단하기 위한 시스템이 제공한다. 시스템은 환경을 둘러싸는 이송 용기와, 이송 용기 내에 포함된 캡처 기판을 포함한다. 캡처 기판은 전자 기판과 다른 표면적을 갖는다. 시스템은 기판이 열 탈착 장치에 장착될 때 캡처 기판으로부터 분자종을 제거하도록 구성된, 소형 환경(minienvironment) 내에 위치되는 열 탈착 장치를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 2개의 소형 환경 사이에서 작동하는 이송 용기 내의 분자종의 존재를 판단하는 방법이 제공된다. 캡처 기판은 제1 소형 환경으로부터 이송 용기 내로 적재되고, 용기는 또한 제1 소형 환경으로부터의 적어도 하나의 전자 기판을 보유한다. 이송 용기는 제1 소형 환경으로부터 제2 소형 환경으로 운송된다. 캡처 기판은 적어도 하나의 분자종의 존재를 판단하도록 제거되고 분석된다. 선택적으로, 분자종은 캡처 기판으로부터 후속적으로 제거되고, 다른 소형 환경으로의 후속적인 이송 동안 이송 용기 내에 재이용된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 전자공학 제조 프로세스에서 작동하는 이송 용기 내의 분자종의 존재를 판단하는 방법에 관한 것이다. 적어도 하나의 처리 단계가 복수의 단계를 이용하는 전자공학 처리 프로세스에서 완료된다. 이송 용기는 캡처 기판과 함께 적재되고, 이전의 처리 단계 동안 처리된 적어도 하나의 전자 기판을 보유한다. 이송 용기는 후속적인 처리 단계를 수행하도록 소정의 위치로 이송된다. 캡처 기판이 제거되고 분자종의 존재에 대해 분석된다. 본 방법은 후속적인 프로세스 단계가 완료될 때 반복될 수도 있다.
본 발명의 상술한 목적과 다른 목적, 구성요소 및 이점은 유사한 도면부호가 다른 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 나타내는 첨부한 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 양호한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면은 반드시 축척될 필요는 없지만, 그 대신 본 발명의 원리를 예시할 때 강조되는 부분이 도시되어 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따라 공구 환경과, 로봇 및 탈착 유닛을 갖춘 소 형 환경과, 2개의 프로세스 사이에 처리된 기판을 이송하는 전방 개방 통합형 포드를 포함하는 전자공학 처리 패브(fab)에 이용되는 복수의 프로세스의 개략도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따라 26개의 웨이퍼형 기판을 보유하는 전방 개방 통합형 포드의 개략도이다.
도3은 캡처 기판으로 이송된 분자종을 분석/식별하도록 본 발명의 실시예와 함께 사용되는 탈착 유닛을 도시한다.
본 발명의 실시예는 환경을 정화시키고 그리고/또는 환경 내의 분자종의 존재를 식별하도록 캡처 기판을 이용하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이러한 실시예는 환경이 전자공학 제조제작 처리 내에 있을 때 특히 유리하다. 이러한 환경은 (예컨대, 체적에 기초하여 100ppm 이하의 하나 이상의 분자종을 갖는) 지정 레벨 미만인 하나 이상의 특정한 분자종의 농도를 갖는 것을 특징으로 할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 환경 내의 분자종을 검출하는 방법이 제공된다. 캡처 기판이 전자 기판을 제조하거나 처리하는데 사용되는 환경에 노출된다. 환경은 검출될 분자종을 포함한다. 환경은 전자 기판의 제조 또는 처리시에 포함되는 환경일 수 있다. 전자 기판은 환경 내에 존재하거나 또는 없을 수 있다. 예컨대, 캡처 기판은 전자 기판이 존재하거나 또는 없을 때 분자종(예컨대, 오염물)을 검출 또는 제거하도록 공구 환경 내에 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자 기판은 전자 장치일 수 있다. 양호한 실시예에서, 전자 기판은 실리콘 웨이퍼이다. 더 양호하게는, 전자 기판은 미처리된 단결정 실 리콘 웨이퍼이다. 분자종은 환경으로부터 캡처 기판으로 이송된다. 후속적으로, 캡처 기판으로 이송되는 분자종의 특성이 식별되어, 분자종을 검출한다.
이러한 실시예는 다단계 처리 환경 내의 오염원을 식별하여, 추가적인 하류부 오염을 방지하는데 도움이 될 수도 있다. 공구 환경 내에서 오염된 기판의 배치(batch)를 처리하는 것이 공구 환경의 오염을 유발할 수도 있다. 처리되는 후속하는 기판의 배치도 또한 이어서 오염될 수도 있다. 캡처 기판을 이용하여 오염의 특성을 식별함으로써, 이송 용기 내의 재료는 공구 환경을 오염시키기 전에 제거될 수도 있다. 또한, 오염된 기판은 값비싼 하류부 처리 단계를 거치기 전에 잠정적으로 제거될 수 있다. 이러한 계획에서, 오염은 기판이 분석되기 전에 임의의 프로세스 영역 내에서 유발될 수도 있다.
캡처 기판을 환경에 노출시키는 단계는 통상 캡처 기판의 표면의 적어도 일부분을 환경과 접촉시키는 단계를 포함한다. 그러나, 캡처 기판은 또한 환경으로 완전히 둘러싸이거나, 임의의 다른 방법으로 노출될 수도 있다. 특정한 시간 제한이 반드시 노출에 대해 지정될 필요는 없지만, 본 발명의 몇몇 실시예에서 이러한 노출은 적어도 하나의 분자종의 이송을 허용하기에 충분한 만큼이다.
본 발명의 일 실시예에서, 캡처 기판은 처리 또는 제조되는 전자 기판보다 큰 표면적을 갖는다. 양호하게는, 전자 기판은 실리콘 웨이퍼이다. 보다 양호하게는, 전자 기판은 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼이다. 일 실시예에서, 캡처 기판은 처리 또는 제조되는 실리콘 웨이퍼보다 큰 표면적을 갖는다. 양호하게는, 캡처 기판은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 10배인 표면적을 갖는다. 더 양호 하게는, 캡처 기판은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 25배인 표면적을 갖는다. 보다 더 양호하게는, 캡처 기판은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 100배인 표면적을 갖는다. 다른 특정 실시예에서, 캡처 기판은 처리 또는 제조되는 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼보다 큰 표면적을 갖는다. 양호하게는, 캡처 기판은 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 10배인 표면적을 갖는다. 더 양호하게는, 캡처 기판은 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 25배인 표면적을 갖는다. 보다 더 양호하게는, 캡처 기판은 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 100배인 표면적을 갖는다. 당업자는 용도와 존재하는 분자종의 유형에 기초하여 캡처 기판의 표면적을 조절할 수 있다. 예컨대, 캡처 기판이 x개의 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼의 존재시에 사용될 때, 미처리된 단결정 웨이퍼의 표면적의 x배의 표면적을 갖는 실리콘 웨이퍼가 캡처 기판으로서 사용될 수 있다. 캡처 기판은 조합된 x개의 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼와 같은 캡처 용량을 갖게 될 것이며, 실리콘 표면에 바인딩(bind)되는 분자 오염물을 위한 싱크로서 기능할 것이다.
비록 캡처 기판이 전자 기판의 표면적과는 다른 표면적을 가질지라도, 캡처 기판의 크기는 제조 프로세스에서 사용되는 장비(들) 및 용기(들)의 치수에 기초하여 편의상 전자 기판과 같아지는 것이 양호하다.
고표면적 캡처 기판은 표준 방법에 의해 생성될 수 있다. 예컨대, 다공성 실리콘 웨이퍼가 고표면적을 달성하도록 에칭되어 캡처 기판으로서 사용될 수 있다. 에칭 절차와 필요 장비는 당해 기술 분야에 주지되어 있다.
생성된 표면적은 표준 표면적 측정 기술[예컨대, 랭뮤어 등온선 방법(Langmuir isotherm method) 또는 브루나우어(Brunauer), 엠메트(Emmett), 텔러(Teller)(BET) 방법]으로 측정될 수 있다. 전자 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼, 미처리된 실리콘 표면)에 비해 캡처 기판의 늘어난 표면적은 분자종(예컨대, 오염물)이 존재할 수도 있는 추가의 장소를 허용하여, 분자종을 흡착하고, 분자종을 바인딩하거나, 분자종과 결합되는 캡처 기판의 능력을 향상시킨다.
고표면적 캡처 기판은 유리하게는 분자종을 보유하기 위한 고포텐셜(high potential) 이송 영역을 제공한다. 예컨대, 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼가 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면적의 25배인 실리콘 표면적을 갖는 캡처 기판에 직면하는 경우, 캡처 기판은 기본적으로 미처리된 웨이퍼에 비해 전체 캡처 용량의 측면에서 25개의 미처리된 실리콘 웨이퍼처럼 기능한다. 따라서, 캡처 웨이퍼는 실리콘 표면에 결합되는 분자 오염물을 위한 싱크로서 기능할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 캡처 기판의 표면적은 또한 처리되는 전자 기판의 표면적보다 작을 수 있다. 캡처 기판은 환경 내의 특정한 분자종[예컨대, 오염물(들)]에 맞춰질 수 있다. 캡처 기판은 분자종에 대한 높은 캡처 용량을 가짐으로써 전자공학 처리를 받는 전자 기판보다 분자종을 캡처하는데 있어서 더 효과적인 재료(들)를 포함하도록 설계될 수 있다. 따라서, 캡처 기판은 분자종에 대한 높은 캡처 용량을 여전히 유지하면서 전자 기판보다 작은 표면적을 가질 수 있다. 예컨대, 금속 또는 금속 산화물 코팅을 포함하는 캡처 기판이 암모니아 또는 기저 가스와 산 가스를 검출하거나 제거하는데 사용될 수 있다. 탄소질 매체의 코팅 또는 탄소 나 노튜브가 탄화 수소 및 내화성 가스를 검출하거나 캡처하는데 사용될 수 있다. 당업자는 분자종과 선택된 캡처 기판의 성질에 따라 캡처 기판의 원하는 표면적을 용이하게 결정할 수 있다.
용도에 유리한 적어도 하나의 표면 특성을 갖는 캡처 기판이 양호하게는 이용된다. 본 발명에 따르면, 표면 특성은 표면의 재료 조성을 나타낼 수 있다. 표면 특성은 또한 표면이 환경 내에서 분자종과 상호작용하는 방식을 나타낼 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 캡처 기판은 전자공학 처리를 받는 기판의 표면 특성을 닮은 표면을 갖는다. 예컨대, 실리콘 웨이퍼 처리 환경에서, 실리콘 표면의 품질 제어는 표면상의 특정한 분자종의 존재 또는 부재를 식별하는데 영향을 끼친다. 따라서, 이러한 상황에 있어서의 적절한 캡처 기판은 실리콘 기판의 표면 특성을 어느 정도까지 닮도록 실리콘 웨이퍼 또는 실리콘을 포함하는 몇몇 유형의 기판이다. 다른 예에서, 캡처 기판은 구리를 포함하는 표면을 갖는다. 구체적으로, 캡처 기판의 실리콘 표면상의 구리의 존재는 시간 의존성 헤이즈(haze)의 형성을 촉진하여, 산 또는 다른 오염물종으로부터의 오염 표시자로서 기능할 수도 있다[뮨터, 엔.(Muenter, N.) 등의 "실리콘 웨이퍼 상의 시간 의존성 헤이즈 형성(Formation of Time-Dependent Haze on Silicon Wafers)", Solid State Phenomena, Vol. 92 (2003년) 109 내지 112쪽) 참조]. 캡처 기판의 다른 유형의 표면 특성(예컨대, 낮은 k 유전체 재료 표면 특성)도 또한 맞춤될 수 있다.
캡처 기판의 다른 유형의 표면은 같은 환경 내에서 처리되는 임의의 다른 기판의 특성에 관계없이, 특정한 유형의 분자종 또는 오염물(또는 분자종의 세트)을 견인하도록 맞춤되는 표면을 포함한다. 이러한 실시예에서, 캡처 기판은 하나 이상의 특정한 분자종의 존재를 식별하는 것을 도와주는 기능을 하고 그리고/또는 분자종을 위한 싱크로서 기능할 수도 있다.
캡처 기판은 다양한 전자공학 제조 프로세스 환경에서 이용될 수도 있다. 환경의 예는 다양한 프로세스 사이에서 동작하는 장치 및 기판을 이송하는데 사용되는 이송 용기 또는 다양한 프로세스의 특정 챔버 내에 포함된 환경을 포함한다. 특정한 환경은 환경(예컨대, 정화 가스가 용기를 통해 유동하는 전방 개방 통합형 포드)을 통해 유동하는 가스를 갖거나, 환경은 실질적으로 정지 상태일 수도 있다.
몇몇 예시적인 실시예에서, 전자공학 제조 패브는 통상 다양한 기능(예컨대, 기판 에칭, 마스크 도포, 필름 성장, 층 제거, 구성요소 형성 등)을 수행하도록 일련의 프로세스를 포함한다. 도1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 가상 패브의 다양한 기능은 복수의 프로세스(110, 120)에서 수행되고, 도1의 타원체(101, 102)는 전체 제조 패브 중 2개의 인접한 중간 프로세스를 단지 도시하고 있음을 나타낸다. 각각의 프로세스(110, 120)는 공구 환경(115, 125)과, 대응하는 소형 환경(111, 121)을 포함한다. 마이크로환경으로도 공지된 소형 환경은 통상 프로세스 장비 주위에 조립되는 인클로저이다. 소형 환경은 통상, 기판이 존재하고 담당 및 전체 패브 환경으로부터 기판이 분리되는 생산 공구 내의 통합형, 제어식 환경이다. 하나 이상의 이송 용기(130)가 포트(114, 124)를 통해 소형 환경(111, 121)에 연결될 수도 있다. 따라서, 캡처 기판은 개별 환경으로부터 하나 이상의 분자종을 검출하거나 제거하도록 공구 환경(115, 125), 소형 환경(111, 121) 및 이송 용기(130) 내 에 이용될 수도 있다.
본 발명의 특정한 실시예에서, 캡처 기판은 이송 용기 내의 환경에 노출된다. 전자공학 처리시 이용되는 이송 용기는 표준 기계식 인터페이스 포드(standard mechanical interface pod; SMIF pod), 전방 개방 통합형 포드(FOUP), 전방 개방 선적 박스(front opening shipping box; FOSB), 스토커(stocker), 격리 포드(isolation pod), 및 웨이퍼 및/또는 전자 기판을 운송하기 위한 다른 용기를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 이송 용기는 통상 기판, 장치 또는 프로세스 단계 사이의 기판과 장치의 중간 제품을 이송하는데 이용된다. 이송 용기는 또한 최종 제품을 원격지로 운송하거나, 미처리된 실리콘 웨이퍼와 같은 원재료를 패브의 시작 프로세스로 운송하는데 사용될 수도 있다.
FOUP와 같은 특정한 이송 용기는 분자종이 용기의 인클로저 내로 누설될 수도 있기 때문에 오염되기 쉬울 수도 있는 비밀폐식으로 밀봉된(non-hermetically sealed) 용기이다. 또한, 이송 용기는 또한 용기 인클로저 내로의 잠정적인 오염물을 가스 제거시키는 플라스틱 또는 엘라스토머의 사용을 포함할 수도 있다. 처리되고 있는 전자 기판 또는 장치(예컨대, 실리콘 웨이퍼)를 또한 보유하는 이송 용기 내에 캡처 기판을 이용하는 것은 상술한 바와 같이 하류부 처리 중에 구체화되는 손상된 장치의 형성을 유발할 수 있는 분자종의 존재 식별을 가능케 한다.
예컨대, 도1에 개략적으로 도시된 바와 같이, FOUP(130)에는 공구 환경(115)에서 처리되는 실리콘 웨이퍼가 적재된다. 웨이퍼는 소형 환경(111)에서 동작하는 로봇(113)에 의해 FOUP(130) 내로 적재된다. 캡처 기판도 또한 FOUP(130) 내로 적 재된다. FOUP(130)가 폐쇄되고 추가적인 처리를 위해 다음 프로세스(120)로 운송된다(140). 운송 중에, FOUP는 다음 프로세스까지 그리고 소형 환경이 FOUP의 내용물을 수용할 준비가 될 때까지 많은 시간 동안 캡처 기판 및 웨이퍼를 보유할 수도 있다. 따라서, FOUP 내의 웨이퍼가 노출되는 오염은 다음 공구 환경(125)에 웨이퍼를 노출시키기 전에, 웨이퍼가 FOUP 또는 소형 환경(121) 내에 보유되는 동안 캡처 기판을 검사함으로써 검출될 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예는 26개 이상의 웨이퍼형 기판을 보유하도록 구성된 FOUP를 이용한다. 통상적인 FOUP는 운송을 위해 25개의 실리콘 웨이퍼를 보유한다. 도2에 도시된 바와 같이, FOUP(200)는 인클로저(230)와, 도어(240)를 포함한다. FOUP 인클로저(230)는 26개의 웨이퍼형 기판을 보유하도록 고정구(201, 202, 225, 226)를 포함한다. 통상, 전자공학 처리를 받는 25개의 실리콘 웨이퍼는 FOUP의 25개의 보유 스폿 내에 보유된다. 26번째 보유 스폿은 캡처 기판을 위해 남겨 진다. 캡처 기판과 같은 별도의 웨이퍼형 기판을 위한 장소가 추가되어 있음을 보여주는 웨이퍼의 밀집된 패킹이 통상적인 FOUP의 크기를 실질적으로 변경시키지 않고 달성될 수 있다. 26개의 웨이퍼 FOUP는 캡처 기판으로 하여금 25개의 웨이퍼를 보유하는 FOUP에 기초하는 패브 처리에서의 통상적인 계획을 변경시키지 않고 진단/정화 목적을 위해 FOUP에 통합될 수 있게 한다.
환경으로부터 캡처 기판으로의 적어도 하나의 분자종의 이송은 이송 기구에 제한되지 않고 수행된다. 예컨대, 환경은 환경으로부터 캡처 기판으로의 분자종의 이송이 [환경 내의 가스 분자의 평균 자유 경로의 정도의 또는 평균 자유 경로보다 작은 크기 특징을 갖는 기판의 경우에는 피키안(Fickian) 또는 논피키안(non-Fickian)] 확산에 의해 주로 수행될 수 있도록 기본적으로 정지 상태로 있을 수도 있다. 다르게는, 환경은 농도 그래디언트 이외의 몇몇 다른 구동력에 의해 이송되는 분자종을 가질 수도 있다(예컨대, 세정 가스가 캡처 기판을 포함하는 FOUP 인클로저를 통해 유동할 수도 있다). 또한, 분자종의 이송은 운송된 분자종과 캡처 기판 사이의 상호작용에 대해 제한을 가하지 않는다. 따라서, 이송시, 분자종은 바인딩되고, 흡착되거나, 다르게는 캡처 기판과 물리적으로 결합될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 이송된 분자종은 캡처 기판, 양호하게는 기판 표면에 흡착된다. 관련된 실시예에서, 캡처 기판은 (예컨대, 기판이 촉매로서 기능하는 경우) 분자종의 적어도 일부와 함께 반응이 일어나도록, 이송된 분자종과 상호 작용할 수도 있다.
환경으로부터 캡처 기판으로 이송되는 분자종의 특성을 식별하는 것은 당업자에게 공지된 임의의 기술을 사용하여 수행될 수도 있다. 예컨대, 캡처 기판으로부터의 분자종의 탈착이 열원을 사용하여 수행된 후, 탈착된 재료의 후속적인 분석이 뒤따를 수도 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 탈착 유닛(300)은 캡처 기판상의 분자종을 식별하는데 사용된다. 유닛(300)은 공기 또는 질소 입구(350)와, 유입 가스용 확산기(340)를 포함한다. 유닛(300)은 분자종을 탈착시키도록 기판을 가열하는 기판 히터(360)를 포함한다. 분자종 식별은 가스 분석용 그래디언트 마이크로칩 어레이(gradient microchip array)로 탈착된 종을 분석하도록 컴퓨터(330)에 후킹된(hooked) 카미나 이-노우즈(Kamina e-nose; 320)(웹사이트 www.specs.com/products/Kamina/Kamina.htm 참조)를 사용하여 수행된다. 분광 방 법과 같은 다른 식별 기술이 종의 분자 정체를 특성화하도록 이용될 수도 있다. 또한, 탈착이 식별 단계의 일부로서 반드시 사용될 필요는 없다.
본 발명의 다른 실시예에서, 전자공학 제조 환경에 노출되는 본 명세서에 기술한 바와 같은 캡처 기판의 사용은 또한 환경으로부터 분자종을 제거하여, 환경을 정화시킨다. 더 구체적으로, 환경으로부터 캡처 기판으로의 하나 이상의 분자종의 이송은 환경으로부터 분자종을 제거하여, 환경을 또한 정화시킨다. 환경은 하나 이상의 분자종에 대하여 특정한 농도 레벨까지 정화될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 분자종을 식별하지는 여부에 관계없이 전자공학 처리 환경으로부터 분자종을 제거하는 방법에 관한 것일 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 환경이 캡처 기판에 노출된다. 이로 인해, 환경으로부터 캡처 기판으로의 분자종의 이송이 환경으로부터 분자종을 제거한다. 따라서, 캡처 기판은 몇몇 경우에 정화기로서 기능할 수도 있다. 상술된 실시예는 본 명세서에 기술된 임의의 환경 및 임의의 캡처 기판을 이용할 수도 있다.
본 발명의 관련된 실시예는 환경(예컨대, 전자공학 제조 환경) 내에서 분자종의 존재를 진단하고 그리고/또는 분자종의 존재를 정화시키는 시스템에 관한 것이다. 시스템은 환경을 포함하는 이송 용기와, 이송 용기 내에 포함된 캡처 기판을 포함한다. 구체적으로, 이송 용기는 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼보다 큰 표면적을 가질 수도 있다. 그러나, 캡처 기판 및 이송 용기는 캡처 기판 또는 이송 용기에 관해 본 명세서에서 기술된 임의의 특징을 이용할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에는 적어도 2개의 소형 환경 사이에서 작동하는 이송 용기 내의 분자종의 존재를 판단하는 방법에 관한 것이다. 예로서, 비제한적인 실시예가 도1에 개략적으로 도시되어 있다. 가상 패브의 다양한 기능은 복수의 프로세스(110, 120)에서 수행되고, 도1의 타원체(101, 102)는 전체 제조 패브 중 2개의 인접한 중간 프로세스를 단지 도시하고 있음을 나타낸다. 각각의 프로세스(110, 120)는 공구 환경(115, 125)과, 소형 환경(111, 121)을 포함한다. 각각의 소형 환경(111, 121)은 처리되는 장치를 조작하기 위한 로봇(113, 123)을 포함한다. 예컨대, 로봇은 웨이퍼를 FOUP에서 소형 환경 내로 그리고 처리용 공구 내로 적재시킬 수도 있다. 이러한 프로세스의 완료시, 웨이퍼는 다음 프로세스 공구에 이송되도록 공구로부터 배출되어 FOUP와 같은 이송 용기 내에 위치될 수 있다. 캡처 기판은 이송 용기 내에 포함된다. 도1에 도시된 프로세스(110, 120)에 있어서, 각각의 소형 환경(111, 121)은 탈착 유닛(112, 122)(예컨대, 도3에 도시된 유닛)을 포함한다. 따라서, 재료가 2개의 프로세스(110, 120) 사이에서 이송될 때, 처리되고 있는 기판을 이송하는데 사용된 FOUP(130) 내에 존재하는 캡처 기판은 FOUP(130)의 이송(140) 중에 FOUP 환경을 오염시킬 수도 있는 분자종(예컨대, 오염물)의 존재를 판단하도록 분석될 수 있다.
따라서, 이송 용기 내의 실제 처리된 재료의 잠정적인 오염에 관한 실시간 정보가 얻어져, 공구의 하류부 오염을 방지하거나 사전 결함이 있는 웨이퍼 또는 장치에 대하여 값비싼 프로세스를 수행하는 것에 대한 지출을 방지할 수도 있다. 본 명세서에 기술된 임의의 캡처 기판 또는 이송 용기가 이러한 실시예와 함께 사용될 수도 있다.
관련된 실시예에서, 분석된 캡처 기판은 캡처 기판이 FOUP 환경에 노출된 후 실질적으로 제거되는 분자종을 가질 수도 있다. 캡처 기판은 이어서 2개의 다른 프로세스 사이의 후속적인 이송시에 재사용될 수도 있다. 이는 동일한 캡처 기판으로 하여금 프로세스들 사이의 이송 동안 내내 걸쳐 사용될 수 있게 한다.
본 발명은 본 발명의 양호한 실시예를 참조하여 도시되고 기술되었지만, 당업자는 형태 및 세부 사항에 있어서의 다양한 변형이 첨부된 청구의 범위에 포함된 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (65)

  1. 전자 기판의 전자공학 처리를 위해 환경으로부터 분자종을 제거하는 방법이며,
    전자 기판과 동일한 표면적을 갖지 않는 캡처 기판을 제공하는 단계와,
    환경에 캡처 기판을 노출시키는 단계와,
    환경으로부터 캡처 기판으로 분자종을 이송하여, 환경으로부터 분자종을 제거하는 단계를 포함하는 분자종 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서, 전자 기판은 실리콘 웨이퍼인 분자종 제거 방법.
  3. 제2항에 있어서, 실리콘 웨이퍼는 전자공학 처리를 받는 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼인 분자종 제거 방법.
  4. 제2항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼보다 큰 분자종 제거 방법.
  5. 제4항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 10배인 분자종 제거 방법.
  6. 제4항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 25배인 분자종 제거 방법.
  7. 제4항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 100배인 분자종 제거 방법.
  8. 제1항에 있어서, 캡처 기판은 실리콘을 포함하는 분자종 제거 방법.
  9. 제1항에 있어서, 캡처 기판은 낮은 k 유전체를 포함하는 분자종 제거 방법.
  10. 제1항에 있어서, 캡처 기판은 구리를 포함하고, 캡처 기판을 노출시키는 단계는 환경에 구리를 노출시키는 단계를 포함하는 분자종 제거 방법.
  11. 제1항에 있어서, 캡처 기판은 전자 기판의 표면 특성을 닮은 표면을 갖는 분자종 제거 방법.
  12. 제1항에 있어서, 환경은 이송 용기 내에 존재하는 분자종 제거 방법.
  13. 제12항에 있어서, 환경은 전방 개방 통합형 포드 내에 존재하는 분자종 제거 방법.
  14. 제13항에 있어서, 전방 개방 통합형 포드는 적어도 26개의 웨이퍼형 기판을 보유하도록 구성되는 분자종 제거 방법.
  15. 제1항에 있어서, 분자종은 오염물인 분자종 제거 방법.
  16. 제15항에 있어서, 분자종을 이송하는 단계는, 분자종을 이송하여 오염물의 환경을 정화시키는 분자종 제거 방법.
  17. 제1항에 있어서, 환경은 유동하는 유체를 포함하는 분자종 제거 방법.
  18. 제1항에 있어서, 환경은 실질적으로 정지 상태로 있는 분자종 제거 방법.
  19. 제1항에 있어서, 캡처 기판으로 이송된 분자종의 특성을 식별하여, 분자종을 검출하는 단계를 더 포함하는 분자종 제거 방법.
  20. 제19항에 있어서, 분자종의 특성을 식별하는 단계는, 캡처 기판으로부터 분자종을 탈착시키는 단계를 포함하는 분자종 제거 방법.
  21. 전자 기판의 전자공학 처리를 위해 환경 내의 분자종을 검출 및 제거하는 방 법이며,
    전자 기판과 동일한 표면적을 갖지 않는 캡처 기판을 제공하는 단계와,
    환경에 캡처 기판을 노출시키는 단계와,
    환경으로부터 캡처 기판으로 분자종을 이송하는 단계와,
    캡처 기판으로 이송된 분자종의 특성을 식별하여, 분자종을 검출하는 단계를 포함하는 분자종 검출 및 제거 방법.
  22. 제21항에 있어서, 분자종의 특성을 식별하는 단계는, 캡처 기판으로부터 분자종을 탈착시키는 단계를 포함하는 분자종 검출 및 제거 방법.
  23. 제21항에 있어서, 전자 기판은 실리콘 웨이퍼인 분자종 검출 및 제거 방법.
  24. 제23항에 있어서, 실리콘 웨이퍼는 전자공학 처리를 받는 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼인 분자종 검출 및 제거 방법.
  25. 제23항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼보다 큰 분자종 검출 및 제거 방법.
  26. 제23항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 10배인 분자종 검출 및 제거 방법.
  27. 제23항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 25배인 분자종 검출 제거 방법.
  28. 제23항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 100배인 분자종 검출 및 제거 방법.
  29. 제21항에 있어서, 캡처 기판은 실리콘을 포함하는 분자종 검출 및 제거 방법.
  30. 제21항에 있어서, 캡처 기판은 낮은 k 유전체를 포함하는 분자종 검출 및 제거 방법.
  31. 제21항에 있어서, 캡처 기판은 구리를 포함하고, 캡처 기판을 노출시키는 단계는, 환경에 구리를 노출시키는 단계를 포함하는 분자종 검출 및 제거 방법.
  32. 제21항에 있어서, 캡처 기판은 전자 기판의 표면 특성을 닮은 표면을 갖는 분자종 검출 및 제거 방법.
  33. 제21항에 있어서, 환경은 이송 용기 내에 존재하는 분자종 검출 및 제거 방 법.
  34. 제33항에 있어서, 환경은 전방 개방 통합형 포드 내에 존재하는 분자종 검출 및 제거 방법.
  35. 제33항에 있어서, 전방 개방 통합형 포드는 적어도 26개의 웨이퍼형 기판을 보유하도록 구성되는 분자종 검출 및 제거 방법.
  36. 제21항에 있어서, 분자종은 오염물인 분자종 검출 및 제거 방법.
  37. 제36항에 있어서, 분자종을 이송하는 단계는, 분자종을 이송하여 오염물의 환경을 정화시키는 분자종 검출 및 제거 방법.
  38. 제21항에 있어서, 환경은 유동하는 유체를 포함하는 분자종 검출 및 제거 방법.
  39. 제21항에 있어서, 환경은 실질적으로 정지 상태로 있는 분자종 검출 및 제거 방법.
  40. 전자 기판의 전자공학 제조를 위해 환경 내의 분자종의 존재를 진단하는 시 스템이며,
    환경을 둘러싸는 이송 용기와,
    이송 용기 내에 포함되고, 전자 기판과 동일한 표면적을 갖지 않는 캡처 기판을 포함하는 분자종의 존재 진단 시스템.
  41. 제40항에 있어서, 소형 환경 내에 위치되는 열 탈착 장치를 더 포함하고,
    열 탈착 장치는 캡처 기판이 열 탈착 장치에 장착될 때 캡처 기판으로부터 적어도 하나의 분자종을 제거하도록 구성되는 분자종의 존재 진단 시스템.
  42. 제40항에 있어서, 전자 기판은 실리콘 웨이퍼인 분자종의 존재 진단 시스템.
  43. 제42항에 있어서, 실리콘 웨이퍼는 전자공학 처리를 받는 미처리된 단결정 실리콘 웨이퍼인 분자종의 존재 진단 시스템.
  44. 제42항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼보다 큰 분자종의 존재 진단 시스템.
  45. 제42항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 10배인 분자종의 존재 진단 시스템.
  46. 제42항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 25배인 분자종의 존재 진단 시스템.
  47. 제42항에 있어서, 캡처 기판의 표면적은 실리콘 웨이퍼의 표면적의 적어도 약 100배인 분자종의 존재 진단 시스템.
  48. 제40항에 있어서, 캡처 기판은 실리콘을 포함하는 분자종의 존재 진단 시스템.
  49. 제40항에 있어서, 캡처 기판은 낮은 k 유전체를 포함하는 분자종의 존재 진단 시스템.
  50. 제40항에 있어서, 캡처 기판은 구리를 포함하는 분자종의 존재 진단 시스템.
  51. 제40항에 있어서, 캡처 기판은 전자 기판의 표면 특성을 닮은 표면을 갖는 분자종의 존재 진단 시스템.
  52. 제40항에 있어서, 이송 용기는 전방 개방 통합형 포드인 분자종의 존재 진단 시스템.
  53. 제52항에 있어서, 전방 개방 통합형 포드는 적어도 26개의 웨이퍼형 기판을 보유하도록 구성되는 분자종의 존재 진단 시스템.
  54. 제52항에 있어서, 전방 개방 통합형 포드는 전자공학 처리를 받는 1개 내지 25개의 웨이퍼를 보유하는 분자종의 존재 진단 시스템.
  55. 적어도 2개의 소형 환경 사이에서 작동하는 이송 용기 내의 분자종의 존재를 판단하는 방법이며,
    a) 제1 소형 환경으로부터 이송 용기 내로 캡처 기판을 적재하는 단계로서, 이송 용기는 또한 제1 소형 환경으로부터 적재된 적어도 하나의 전자 기판을 보유하는 단계와,
    b) 제1 소형 환경으로부터 제2 소형 환경으로 이송 용기를 운송하는 단계와,
    c) 이송 용기로부터 캡처 기판을 제거하는 단계와,
    d) 분자종의 존재를 판단하도록 캡처 기판을 분석하는 단계를 포함하는 분자종의 존재 판단 방법.
  56. 제55항에 있어서,
    e) 캡처 기판으로부터 적어도 하나의 분자종의 존재를 실질적으로 제거하는 단계와,
    f) 제2 소형 환경으로부터 이송 용기 내로 캡처 기판을 적재하는 단계로서, 이송 용기는 또한 제2 소형 환경으로부터 적재된 적어도 하나의 전자 기판을 보유하는 단계와,
    g) 제2 소형 환경으로부터 제3 소형 환경으로 이송 용기를 운송하는 단계와,
    h) 이송 용기로부터 캡처 기판을 제거하는 단계와,
    i) 적어도 하나의 분자종의 존재에 대해 캡처 기판을 분석하는 단계를 더 포함하는 분자종의 존재 판단 방법.
  57. 제55항에 있어서, 전자 기판은 실리콘 웨이퍼이고, 캡처 기판은 실리콘 웨이퍼보다 큰 표면적을 갖는 실리콘 표면을 포함하는 분자종의 존재 판단 방법.
  58. 제55항에 있어서, 이송 용기는 전방 개방 통합형 포드인 분자종의 존재 판단 방법.
  59. 제58항에 있어서, 전방 개방 통합형 포드는 적어도 26개의 웨이퍼형 기판을 보유하도록 구성되는 분자종의 존재 판단 방법.
  60. 제55항에 있어서, 캡처 기판을 분석하는 단계는, 캡처 기판으로부터 적어도 하나의 분자종을 탈착시키는 단계를 포함하는 분자종의 존재 판단 방법.
  61. 전자공학 제조 프로세스에서 작동하는 이송 용기 내의 분자종의 존재를 판단 하는 방법이며,
    a) 복수의 단계를 갖는 전자공학 제조 프로세스에서 적어도 하나의 처리 단계를 완료하는 단계와,
    b) 이송 용기 내로 캡처 기판을 적재하는 단계로서, 이송 용기는 또한 적어도 하나의 처리 단계 중에 처리된 적어도 하나의 전자 기판을 보유하는 단계와,
    c) 후속하는 처리 단계를 수행하도록 소정의 위치로 이송 용기를 운송하는 단계와,
    d) 이송 용기로부터 캡처 기판 및 적어도 하나의 전자 기판을 제거하는 단계와,
    e) 분자종의 존재를 판단하도록 캡처 기판을 분석하는 단계와,
    f) 적어도 하나의 추가적인 처리 단계를 선택적으로 완료하고 단계 b), c), d) 및 e)를 반복하는 단계를 포함하는 분자종의 존재 판단 방법.
  62. 제61항에 있어서, 전자 기판은 실리콘 웨이퍼이고, 캡처 기판은 실리콘 웨이퍼보다 큰 표면적을 갖는 실리콘 표면을 포함하는 분자종의 존재 판단 방법.
  63. 제61항에 있어서, 이송 용기는 전방 개방 통합형 포드인 분자종의 존재 판단 방법.
  64. 제63항에 있어서, 전방 개방 통합형 포드는 적어도 26개의 웨이퍼형 기판을 보유하도록 구성되는 분자종의 존재 판단 방법.
  65. 제61항에 있어서, 캡처 기판을 분석하는 단계는, 캡처 기판으로부터 적어도 하나의 분자종을 탈착시키는 단계를 포함하는 분자종의 존재 판단 방법.
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