KR20100051099A - 전자 소자 제조 프로세스 컴포넌트들의 익스시튜 시즈닝을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

전자 소자 제조 프로세스 컴포넌트들의 익스시튜 시즈닝을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

일 양상으로서, 전자 소자 제조 설비의 성능을 개선하는 방법이 제공되며, 방법은 제조 설비를 이용하여 수행되는 전자 소자 제조 컴포넌트 시즈닝 단계들의 수를 감소시키는 단계를 포함하고, 이에 따라 전자 소자 제조 시스템 정지 시간량이 감소된다. 몇가지 다른 양상들이 제공된다.

Description

전자 소자 제조 프로세스 컴포넌트들의 익스시튜 시즈닝을 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR EX SITU SEASONING OF ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING PROCESS COMPONENTS}
본 출원은 "METHODS AND APPARATUS FOR CONDITIONING PLASMA PROCESSING COMPONENTS"(Attorney Docket No. 12632/L)란 명칭으로 2007년 8월 10일자로 제출된 미국 가특허출원 일련번호 제60/955,281호를 우선권으로 청구하며, 이는 모든 목적들을 위해 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 전자 소자 제조에 사용되는 설비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전자 소자 제조 설비 컴포넌트(component)들을 컨디셔닝(conditioning)하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
예를 들어 반도체 소자들, 전자 디스플레이들, 및 태양 전지들을 포함하는 전자 소자들의 제조는 전형적으로 많은 프로세스들을 포함할 수 있고, 프로세스들은 전자 소자 제조 시스템들에서 수행될 수 있다. 이러한 프로세스들은 증착, 화학 처리, 식각(etching), 연마(polishing), 이온 주입, 에피택셜(epitaxial) 결정 성장, 산화, 포토리소그래피, 확산, 금속배선(metallization), 및 세정 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다.
전자 소자 제조 시스템들은 전형적으로 구매하여 서비스하고 유지보수하기에 고가의 시스템들일 수 있다. 전형적인 전자 소자 제조 설비 또는 팹(fab)은 많은 이러한 시스템들을 가질 수 있어서, 자본 집약적인(capital intensive) 설비를 초래한다. 그러나, 시스템들이 전자 소자들을 제조하고 작동(operational)하는 동안에, 이러한 시스템들 및 이에 따른 설비는 상당한 수익이 될 수 있다(profitable). 전자 소자 제조 시스템이 유지보수(maintenance)를 위해 사용 정지될 때(종종 "유지보수를 위한 정지(down for maintenance)"로 지칭됨), 시스템이 다시 제조 서비스로 복구될 수 있을 때까지, 설비는 자본 장비(capital equipment)의 수익이 될 수 있는 부분(profitable piece)의 생산(output)에 손해를 볼 수 있고, 설비의 작동 비용은 증가하는 반면 그 수익성(profitability)은 감소할 수 있다. 시스템이 더 오래 정지될수록, 설비의 수익은 더 적어질 수 있다. 따라서, 팹 오퍼레이터(fab operator)는 전형적으로 시스템이 가능한 빨리 서비스를 다시 수행하길 원할 것이다.
전자 소자 제조 시스템들이 유지보수를 위해 정지되는 시간을 감소시키고 전자 소자 제조 설비들의 성능을 증가시키기 위한 방법들 및 장치가 바람직하다.
일 양상으로서, 전자 소자 제조 설비의 성능을 개선하기 위한 방법이 제공되고, 방법은 제조 장비를 이용하여 수행되는 전자 소자 제조 컴포넌트 시즈닝(seasoning) 단계들의 수를 감소시키는 단계를 포함하며, 이에 따라 전자 소자 제조 시스템 정지 시간량이 감소된다.
다른 양상으로서, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법이 제공되고, 방법은 컴포넌트가 전자 소자 제조 시스템 내에 설치되기 이전에 컴포넌트를 시즈닝하는 단계를 포함한다.
또 다른 양상으로서, 오리피스(orifice)를 갖는 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법이 제공되며, 방법은 컴포넌트를 플라즈마에 노출시키는 단계; 및 오리피스를 통하여 플라즈마를 가압(forcing)하는 단계를 포함한다.
또 다른 양상으로서, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 시스템이 제공되고, 시스템은 시즈닝 챔버; 시즈닝 챔버에 연결된 가스 공급부; 시즈닝 챔버 내부에서 컴포넌트를 지지하도록 구성된(adapted) 고정물(fixture); 고정물에 연결된 진공 펌프; 및 시즈닝 챔버 내부에 플라즈마를 생성하도록 구성된 상부 전극 및 하부 전극을 포함하며, 상기 고정물은 컴포넌트의 오리피스를 통하여 플라즈마를 끌어당기도록(draw) 추가로 구성된다.
본 발명의 이러한 양상들 및 다른 양상들에 따라 많은 다른 양상들이 제공된다. 본 발명의 다른 특징들 및 양상들은 이하의 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 명백해질 것이다.
도 1은 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트의 인시튜 시즈닝을 위한 종래기술의 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 익스시튜 시즈닝하기 위한 본 발명의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 2a는 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 익스시튜 시즈닝하기 위한 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 3은 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 익스시튜 시즈닝하기 위한 본 발명의 장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 익스시튜 시즈닝의 개념도이다.
앞서 상술된 것처럼, 전자 소자들의 제조는 전형적으로 많은 프로세스들을 포함할 수 있고, 프로세스들은 전자 소자 제조 시스템들에서 수행될 수 있다. 전자 소자 제조 시스템들은 프로세스 챔버들을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 이러한 전자 소자 제조 시스템들을 구성하는 많은 컴포넌트들은 마모되거나 그렇치 않으면 시간에 따라 바람직하지 않은 또는 유용하지 않게 되는 경향이 있을 수 있고, 교체 및/또는 개조(refurbishment)를 요구할 수 있다. 새로운 또는 개조된 컴포넌트들이 전자 소자 제조 시스템들 내에 설치될 때, 많은 새로운 컴포넌트들은 몇몇 형태의 시즈닝 또는 컨디셔닝을 요구할 수 있으며, 이는 그렇치 않을 경우 새롭게 설치된 컴포넌트들을 포함하는 시스템들을 이용하여 제조되는 전자 소자들이 요구된 사양(specification)들 내에서 제조되지 않을 수 있기 때문이다(예, 전자 소자들이 너무 많은 결함들을 포함할 수 있음).
이하의 상세한 설명은 본 발명의 보다 넓은 개념을 나타내기 위해, 플라즈마 프로세스 컴포넌트들의 익스시튜 시즈닝의 특정 예를 이용한다: 전자 소자 제조 설비의 성능 및/또는 용량은 설비의 제조 시스템들의 작동 상태에 관한 보다 많은 예측가능성(predictability)을 설비 오퍼레이터에게 제공함으로써 개선될 수 있다. 이러한 예측가능성은 선택된 시즈닝 및/또는 컨디셔닝 단계들을 제조 설비 및 제조 장치로부터 제조 설비 외부에 위치될 수 있는 비제조 장치(nonproduction machinery)로 재배치(relocation)함으로써 제공될 수 있다. 따라서, 이하의 설명은 제조 설비 및 제조 설비의 제조 장치로부터 비제조 시즈닝 장비로 플라즈마 프로세스 시즈닝 단계들을 이동(remove)시키는 것에 집중될 수 있지만, 본 발명의 넓은 개념은 화학적 기계적 연마, 화학적 증착, 이온 주입, 에피택셜 결정 성장, 산화, 포토리소그래피, 확산, 금속배선, 및 세정 등과 같은 전자 소자 제조 설비에서 발생하는 많은 또는 모든 상이한 프로세스들에 유용할 수 있다.
몇가지 프로세스들은 프로세스 동안 플라즈마를 사용하고 본 명세서에서 플라즈마 프로세스들로서 지칭된다. 시간에 따라, 플라즈마 프로세스에 사용되는 장비는 저하(deteriorate)될 수 있고, 장비의 컴포넌트는 새로운 또는 개조된 컴포넌트로 교체될 필요가 있을 수 있다. 플라즈마 프로세스 장비에서 새로운 또는 개조된 컴포넌트의 설치와 연관된 문제는 새로운 컴포넌트가 장비에 설치된 이후, 새로운 또는 개조된 컴포넌트가 플라즈마 처리 동안 입자들을 발산(shed)할 수 있다는 점이다. 입자들이 처리되고 있는 웨이퍼 상에 놓이면, 웨이퍼는 수용불가능하게 손상되거나 사양(specification)이 저하될 수 있고 폐기될 필요가 있을 수 있다. 웨이퍼는 개당 약 $2,500의 매우 고가의 물품들일 수 있고, 이들을 손상 및 폐기시키는 것이 수용불가능할 수 있다.
새로운 컴포넌트들에 의해 야기될 수 있는 손상을 방지하기 위한 공지된 방법은 설치된 컴포넌트를 "인시튜(in situ)" 시즈닝으로서 공지된 프로세스로 시즈닝 또는 컨디셔닝하는 것이다. 인시튜 시즈닝은 전형적으로 제조 프로세스 장비에서 수행된다. 인시튜 시즈닝 프로세스는 100 RF 시간(예, 무선 주파수 에너지로 형성되는 플라즈마로의 노출 시간) 이상 동안 플라즈마 프로세스 장비에서 새로운 또는 개조된 컴포넌트들 플라즈마에 노출시키는 것을 요구할 수 있다. 새로운 또는 개조된 컴포넌트를 포함하는 프로세스 장비가 사양 내에서 실행될 수 있다는 것이 테스트로 결정되거나 경험상 암시될 때까지, 인시튜 시즈닝 프로세스는 계속될 수 있다. 이는 플라즈마 프로세스 장비 내에서 테스트 웨이퍼 상에 놓이는 입자들의 수가 사양 내에 있다는 것을 의미할 수 있다. 테스트 웨이퍼들은 제조 웨이퍼들의 손상을 방지하기 위해 인시튜 시즈닝 프로세스 동안 사용될 수 있다. 인시튜 시즈닝 프로세스가 웨이퍼들의 손상 또는 파괴를 감소 또는 최소화하도록 작용할 수 있지만, 인시튜 시즈닝 프로세스는 단점들을 갖는다. 예를 들어, 인시튜 시즈닝 프로세스는 이러한 기간 동안 제품이 제조되지 않기 때문에 "정지 시간(down time)"으로서 고려될 수 있다. 정지 시간은 팹에서 전자 소자 제조 시스템이 제품을 제조할 수 없는 시간으로서 정의될 수 있다. 그러한 정지 시간은 설비의 제조 생산을 감소시킬 수 있고 작동 비용(COO)을 증가시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않을 수 있다. 따라서 전자 소자 제조 설비의 정지 시간을 감소시키기 위한 방법들이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 전자 소자 제조 시스템 정지 시간은 제조 플라즈마 프로세스 장비 내에 컴포넌트를 설치하기 이전에 새로운 또는 개조된 컴포넌트를 시즈닝(종종 사전-시즈닝(pre-seasoning)으로서 지칭됨)하는 방법에 의해 감소될 수 있다. 이러한 실시예에서, 시즈닝은 비제조 시즈닝 챔버에서 수행될 수 있다. 비제조 시즈닝 챔버 내에서, 또는 팹에서 제품을 제조하기 위해 사용되는 프로세스 챔버 외부의 임의의 장소에서, 컴포넌트의 시즈닝은 본 명세서에서 "익스시튜(ex situ)" 시즈닝으로서 지칭된다.
익스시튜 시즈닝의 장점들 중 하나는 컴포넌트의 인시튜 시즈닝에 대한 필요성을 감소 또는 제거할 수 있다는 것이다. 컴포넌트의 인시튜 시즈닝에 대한 필요성의 감소 또는 제거는 설비의 제조 생산의 증가 및 설비의 작동 비용의 대응하는 감소를 야기할 수 있다. 익스시튜 시즈닝의 다른 장점은 팹의 오퍼레이터에게 예측가능성을 제공할 수 있다는 것이다. 그러한 예측가능성은 익스시튜 시즈닝된 컴포넌트가 전자 소자 제조 시스템 내에 설치될 수 있고 전자 소자 제조 시스템이 다시 제조할 수 있도록 하기 위해 추가적인 시즈닝이나 감소된 공지된 수의 시즈닝 사이클들이 요구되지 않을 수 있다는 인식(knowledge)일 수 있다. 몇몇 경우들에서, 수행되는 익스시튜 시즈닝에 기초하여 보다 적은 인시튜 시즈닝 단계들이 요구된다. 플라즈마 프로세스의 범주에서, 시즈닝 사이클은 프로세스 챔버 내에 테스트 웨이퍼를 삽입함으로써 시작되어, 새롭게 설치된 컴포넌트 및 테스트 웨이퍼를 플라즈마에 노출시키고, 프로세스 챔버로부터 테스트 웨이퍼를 이동(remove)시키는 것으로 정의될 수 있다.
익스시튜 시즈닝의 다른 장점은 제조 프로세스 설비가 인시튜 시즈닝 컴포넌트들에 사용되고 있지 않기 때문에 마모 및 찢어짐(tear)을 받지 않을 수 있다는 점일 수 있다.
익스시튜 시즈닝의 또 다른 장점은 인시튜 시즈닝된 컴포넌트의 성능과 비교해볼 때 익스시튜 시즈닝이 컴포넌트의 개선된 성능을 제공할 수 있다는 점일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 홀들 또는 오리피스들, 및/또는 정면(front side)(전자 소자 제조 시스템에 사용되는 동안 웨이퍼 및 플라즈마로 향함), 및 후면(처리 동안 넌(non)-플라즈마 가스로 향함)을 갖는 챔버 컴포넌트들은 홀들, 및/또는 컴포넌트의 정면 및 후면 둘다를 시즈닝 프로세스 동안 시즈닝 플라즈마에 노출시키도록 구성된 고정물 및 시즈닝 챔버를 이용하여 익스시튜 시즈닝될 수 있다. 그러한 컴포넌트들의 인시튜 시즈닝 동안, 홀들 및/또는 후면들은 전형적으로 컴포넌트의 정면만큼 빨리 시즈닝되지 않고, 본 발명에 따라 익스시튜 시즈닝된 컴포넌트보다 훨씬 더 많은 제조 웨이퍼 사이클들 동안 입자들을 계속해서 발산할 수 있다.
도 1은 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트의 인시튜 시즈닝을 위한 종래기술의 방법(100)을 도시하는 흐름도이다. 플라즈마 처리에 사용되는 컴포넌트들은 미리 결정된 예방적인 유지보수 스케쥴로 인해 또는 컴포넌트의 성능이 저하되었기 때문에 교체될 수 있다. 성능 저하는 생성되는 증가된 입자들의 수(입자들은 "애더(adder)들" 및 "FM"("Foreign Material"의 줄임말)을 포함하는 다양한 명칭들로 지칭됨), 불충분한 프로세스 균일성, 처리된 기판들 상의 금속 오염, 또는 플라즈마 처리 동안 전기적 아크(arcing)에 의해 입증될 수 있다. 성능 저하는 다른 방식들로 발생할 수 있다. 애더들, 균일성, 또는 금속 오염의 수용가능한 레벨들은 전자 소자 제조자의 신원(identity), 제조되는 제품의 특성 및 제조되는 기판의 크기에 기초하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 애더들의 경우에, 300mm 기판들을 이용하는 프로세서들의 소자 제조자는 0.15 미크론 이상 크기의 10보다 더 적은 애더들을 요구하는 것이 가능할 수 있다. 다른 예에서, 균일성의 경우에, 소자 제조자는 특정 프로세스가 기판에 걸쳐서 95% 균일(또는 달리 말하면 5% 미만의 불균일)하게 되도록 요구할 수 있다. 대안적으로, 불균일 요건은 기판에 걸쳐서 2% 미만 불균일만큼 엄격할 수 있다.
플라즈마 장비는 반응성 이온 식각기(RIE) 또는 스퍼터 식각기들과 같은 식각 장비를 포함할 수 있다. 플라즈마 장비는 또한 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(PECVD), 고밀도 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(HDP-CVD), 및 셀프-이온화(Self-Ionized) 플라즈마 물리적 기상 증착(SiP-PVD)을 포함하는 다양한 실시예들의 물리적 화학 기상 증착(PVD) 장비와 같은 증착 장비를 포함할 수 있다. 다른 플라즈마 장비가 포함될 수 있다. 플라즈마 장비가 다양한 수의 컴포넌트들을 포함할 수 있지만, 가장 일반적으로 교체되는 컴포넌트들은 장비 타입에 따라, 샤워헤드들, 서셉터(susceptor)들, 및 다양한 주변(perimeter) 링들/차폐부들(shields)을 포함할 수 있다.
종래기술의 방법(100)은 단계(102)에서 시작한다. 단계(104)에서, 시즈닝되지 않은 컴포넌트가 전자 소자 제조 시스템 내에 설치된다. 단계(106)에서, 컴포넌트는 인시튜 시즈닝된다.
앞서 설명된 것처럼, 인시튜 시즈닝(샤워헤드가 장비에 설치된 이후 샤워헤드를 시즈닝함을 의미)은 100 RF 시간들 동안 수행될 수 있다. RF 시간들은 플라즈마가 생성되어 컴포넌트와 접촉될 때 사용되는 무선 주파수(RF) 에너지에 장비 또는 컴포넌트가 노출된 시간들의 수(number of hours)일 수 있다. 인시튜 시즈닝을 수행할 때, 기판, 전형적으로 테스트 기판은 프로세스 챔버에 로딩될 수 있고, 챔버 타입에 적절한 플라즈마 시즈닝 프로세스가 시작될 수 있다. 프로세스는 3분 내지 4분 동안 지속된 다음, 기판이 이동되고 제 2 기판이 챔버 내에 삽입될 수 있다. 플라즈마 시즈닝 프로세스는 제 2 기판에 대해 반복될 수 있다. 사이클은 3,000 웨이퍼 사이클들 만큼 오래 동안 또는 100 RF 시간 이상이 축적될 때까지 계속될 수 있다. 경과된 총 시간은 전형적으로 RF 시간들이 기판들의 로딩 및 언로딩을 포함하지 않기 때문에 RF 시간들의 수보다 더 클 수 있다.
단계(108)에서, 컴포넌트가 충분히 시즈닝되었는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 컴포넌트가 충분히 시즈닝되지 않은 것으로 결정되면, 단계(106)에서 인시튜 시즈닝이 계속될 수 있다. 단계(108)에서 컴포넌트가 충분히 시즈닝된 것으로 결정되면, 단계(110)에서 인시튜 시즈닝 방법(100)이 종료된다. 단계(108)는 생략될 수 있고, 대신에 단계(110)로 진행하기 이전에 미리 결정된 수의 웨이퍼 또는 시즈닝 사이클들이 수행될 수 있다.
시즈닝이 정지 시간을 증가시킬 수 있지만, 새롭게 설치된 컴포넌트들에 의해 발생할 수 있는 입자들의 발산을 감소 또는 방지하기 위해 사용하기 이전에 컴포넌트를 시즈닝하는 것은 여전히 바람직할 수 있다(컴포넌트들은 새로운 또는 개조된 것일 수 있다는 점을 유의한다).
본 발명은 익스시튜 시즈닝된 또는 사전-시즈닝된 컴포넌트들을 전자 소자 제조 팹에 제공함으로써 상당한 정지 시간 문제를 해결할 수 있다. 새로운 컴포넌트의 시즈닝을 팹 내의 전자 소자 제조 시스템으로부터 제조 설비 내의 비제조 시즈닝 시스템으로 이동(shift)시킴으로써, 전자 소자 제조자는 익스시튜 시즈닝된 컴포넌트를 설치할 수 있고, 연장된 정지 시간을 겪을 필요 없이 제품 제조를 시작할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트의 익스시튜 시즈닝을 위한 방법(200)을 도시하는 흐름도이다.
방법(200)은 단계(202)에서 시작된다. 단계(204)에서, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트는 익스시튜 시즈닝된다. 앞서 설명된 것처럼, 이는 전자 소자들의 제조에 사용하기 위해 나중에 컴포넌트가 설치되는 프로세스 챔버 이외의 챔버 내에서 컴포넌트가 시즈닝될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 컴포넌트는 컴포넌트 제조자의 설비 또는 개조자(refurbisher)의 설비에 위치될 수 있는 비제조 시즈닝 챔버 내에서 시즈닝될 수 있다. 컴포넌트를 익스시튜 시즈닝하는 것은 몇가지 이유들 때문에 바람직할 수 있으며, 그 이유들은 시즈닝 프로세스가 팹에서 수행될 필요가 있는 임의의 인시튜 시즈닝을 감소 또는 제거할 수 있고, 또한 인시튜로 사용가능할 수 없는 바람직한 시즈닝 수단(recipe)이 익스시튜로 사용가능할 수 있다는 점을 포함한다. 시즈닝 방법은 하나 이상의 시간 기간들 동안 하나 이상의 시퀀스들, 순서들, 및/또는 조합들로 특정한 화학적 조성의 하나 이상의 플라즈마에 컴포넌트를 노출시키는 규칙(prescription)을 포함할 수 있다.
단계(204)는 컴포넌트가 충분히 시즈닝될 때까지 경험상으로 결정된 미리 결정된 시간 기간 동안 계속될 수 있다. 대안적으로, 도시되지 않은 단계에서, 단계(204)에서 시즈닝되고 있는 컴포넌트는 미리 결정된 표준을 충족시키도록 충분히 시즈닝되었는지 여부를 결정하기 위해 선택된 기준에 대하여 평가될 수 있다. 그러한 선택된 기준의 예들은 마이크로-표면 형태(morphology)/프로파일; 표면 거칠기(roughness); 표면 입자 및/또는 오염 레벨들 및 기판 이동 레이트(removal rate)를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 미리 결정된 표준은 컴포넌트가 인시튜 시즈닝 없이 서비스될 수 있다는 것, 또는 공지된 제한된 양의 인시튜 시즈닝으로 서비스될 수 있다는 것일 수 있다. 예를 들어, 표준은 컴포넌트가 25, 15, 또는 10 이하의 시즈닝 또는 웨이퍼 사이클들로 제조 서비스되도록 배치될 준비가 된 것일 수 있다. 방법(200)은 익스시튜 시즈닝된 컴포넌트가 전자 소자 제조 시스템 내에 설치되는 단계(206)에서 계속된다. 컴포넌트가 전자 소자 제조 시스템 내에 설치되면, 예를 들어 인시튜 시즈닝과 같은 추가적인 시즈닝이 단계(208)에서 수행될 수 있다. 방법(200)은 단계(210)에서 종료된다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트의 익스시튜 시즈닝을 위한 방법(200A)을 도시하는 흐름도이다. 방법(200A)은 방법(200A)에서, 전자 소자 제조 시스템 내에 컴포넌트가 설치된 이후 시스템이 컴포넌트의 임의의 추가적인 시즈닝 없이 서비스될 수 있다는 점을 제외하고는, 도 2의 방법(200)과 유사할 수 있다.
앞서 언급된 것처럼, 본 발명의 방법들의 다른 장점은 팹의 오퍼레이터에게 예측가능성 및 개선된 성능을 제공할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 컴포넌트의 인시튜 시즈닝은 3000 이상의 웨이퍼 또는 시즈닝 사이클들까지 수행될 수 있고 10 이하의 웨이퍼당 입자들의 성능 레벨을 달성할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 약 20 미만 또는 약 10 미만의 웨이퍼 또는 시즈닝 사이클들로 시즈닝 사이클들의 수를 감소시키고 약 1 미만의 웨이퍼당 입자의 성능 레벨을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트들의 제조시에 팹 오퍼레이터들에게 그러한 예측가능성 및 개선된 성능을 제공할 수 있다는 것은 매우 유용할 수 있다.
익스시튜 시즈닝의 다른 장점은 제조 플라즈마 처리 챔버에서 가능하지 않을 수 있는 시즈닝 구성들, 방법들 및 수단들이 비제조 익스시튜 시즈닝 챔버에서 사용될 수 있다는 점이다. 예를 들어, 앞서 설명된 것처럼, 홀들 또는 오리피스들을 갖는 챔버 컴포넌트들, 및 정면과 후면을 갖는 챔버 컴포넌트들은 시즈닝에 관련된 부가적인 기술적 과제들을 나타낸다. 예를 들어 샤워헤드들의 경우에, 입자 발산이 샤워헤드의 홀들의 패턴과 매칭된다는 것이 발견되었다. 마찬가지로, 예를 들어 리프트 핀들, 스크류(screw)들 등과 같은 홀들을 포함할 수 있는 다른 컴포넌트들은 또한 홀 패턴을 반영(mirror)하는 패턴의 입자 발산을 나타낼 수 있다. 제조 플라즈마 처리 챔버에서, 오리피스를 형성하는 내부 표면들이 시즈닝되도록 하기 위해 수용불가능하게 긴 시간이 걸릴 수 있다. 유사하게, 컴포넌트의 후면이 제조 플라즈마 처리 챔버에서 시즈닝되는 레이트(rate)는 또한 수용불가능하게 느릴 수도 있다. 본 발명은 홀들, 및/또는 정면들과 후면들을 포함하는 시즈닝 컴포넌트들을 위한 실시예들을 제공한다.
도 3은 다른 것들 중에서 홀들 및/또는 정면들과 후면들을 포함하는 컴포넌트들을 시즈닝하기 위한 본 발명의 일 실시예로서, 고정물(300)의 개념도이다. 고정물(300)은 도 4에 도시되고 이하에서 설명되는 바와 같은 익스시튜 사전-시즈닝 시스템에 컴포넌트를 홀딩하기 위해 사용될 수 있다. 고정물은 예를 들어 알루미늄, 스테인리스 스틸, 또는 전극으로서 작용할 수 있는 임의의 다른 플라즈마 처리 융화성(compatible) 물질과 같은, 임의의 적절한 금속으로 제조될 수 있다. 고정물의 형상은 사전-시즈닝되는 컴포넌트의 형상과 상보적(complement)이거나 똑같을 수 있다(mimic). 예를 들어, 컴포넌트가 원형이고 약 16인치의 직경을 갖는 SiC 플레이트인 경우, 고정물은 SiC 플레이트와 유사하거나 또는 SiC 플레이트보다 약간 더 작은 직경을 갖는 원통일 수 있다. 고정물은 컴포넌트가 놓일 수 있는 립(lip)을 가질 수 있다. 립(302)은 컴포넌트를 지지하기에 충분히 넓을 수 있고, 고정물(304)의 내부와 컴포넌트 사이에 진공의 생성을 허용할 수 있다. 그러나, 립(302)은 시즈닝 프로세스를 방해하는 것을 방지하기 위해 시즈닝되는 컴포넌트의 임의의 오리피스들을 커버하지 않을 수 있다. 대형 컴포넌트들에 대해, 고정물은 추가적인 지지를 위한 적어도 하나의 스트럿(strut)(미도시됨)을 포함할 수 있다. 고정물의 높이(306)는 1인치 미만에서 약 10인치까지 변화될 수 있다. 높이는 오리피스 및/또는 후면 시즈닝을 손상시키지 않으면서 볼륨을 최소화하기 위해 최적화될 수 있다. 고정물은 적어도 하나의 진공 포트 연결부(connection)(308)를 포함할 수 있다. 도면은 중심 바닥부에 진공 포트 연결부를 도시한다. 그러나, 이는 단지 예의 목적들을 위한 것으로서, 진공 포트 연결부의 위치는 모든 오리피스들이 충분히 시즈닝되게 제공되도록 변화될 수 있다. 부가적으로, 매우 대형 컴포넌트들의 경우(예, 평판 디스플레이 제조에 사용되는 컴포넌트들) 등에서와 같이, 몇개의 펌프들 또는 진공 포트들이 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 익스시튜 시즈닝 시스템의 일 실시예인 시스템(400)이 도시된다. 시스템(400)은 다수의 챔버 벽들(402)을 포함하는 플라즈마 시즈닝 시스템일 수 있다. 도 4의 시스템의 형상은 정사각형 또는 직사각형 박스이다. 그러나, 변화하는 형상들의 컴포넌트들을 수용하기 위한, 펌핑 볼륨을 최소화하기 위한, 또는 다른 처리 유닛들과 시스템을 통합하기 위한, 다른 형상들이 가능할 수 있다. 시스템(400)은 또한 제 1 및 제 2 전극을 포함할 수 있다. 제 1 전극(404)은 시스템의 벽들(402)에 의해 형성될 수 있고 접지로 진행할 수 있다. 제 2 전극(406)은 고정물(408)(도 3을 참조하여 보다 상세히 설명됨)에 의해 형성될 수 있다. 제 2 전극(406)(예, 고정물(408))은 RF 핫(hot)일 수 있다. 다른 구성들의 전극들이 사용될 수 있다. 고정물은 다수의 레그들(legs)(410)에 의해 지지될 수 있다. 레그들(410)은 세라믹 또는 임의의 적절한 절연 물질로 제조될 수 있다. 진공 펌프 라인(412)은 고정물을 챔버 벽들(402) 외부의 진공 펌프(미도시됨)에 부착할 수 있다. 시스템(400)은 적어도 하나의 가스 공급 라인(414)을 포함할 수 있다. 시스템(400)은 플라즈마를 관찰하기 위한 하나 이상의 윈도우들(416)을 가질 수 있다. 시스템(400)은 또한 리드(lid) 또는 슬릿 밸브와 같은, 컴포넌트가 시스템을 진입 또는 출입하도록 허용하기 위한 도어(418) 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 도시되진 않지만, 시스템은 컴포넌트들의 로봇식 핸들러(handler)들에 사용하기 위한 리프트 핀들 또는 다른 메커니즘들을 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
작동시에, 컴포넌트(420)는 고정물(408) 상에서 예를 들어 정면 위(front side up)와 같이 표면 위(face up)에 위치될 수 있다. 고정물(408)에 전력을 인가함으로서 공급 라인(414)을 통하여 하나 이상의 가스들이 유동되어 플라즈마가 타격(struck)될 수 있다. 플라즈마는 컴포넌트와 고정물을 둘러쌀 수 있고 이 때 고정물(408)에 연결된 진공 펌프 라인(412)으로 컴포넌트의 오리피스들을 통하여 당겨질 수 있다. 정면(face-side)으로부터 컴포넌트의 후면으로 오리피스들을 통하여 플라즈마를 당기면 컴포넌트의 후면 및 오리피스들이 사전-시즈닝될 수 있다. 컴포넌트의 후면 및 오리피스들을 시즈닝하는 것은 그러한 배열에서 플라즈마 및 펌프가 전형적으로 컴포넌트의 동일한 측면 상에 있을 수 있기 때문에 인시튜 시즈닝에서는 가능하지 않을 수 있다. 따라서, 인시튜 시즈닝 동안에는 오리피스들을 통하여 컴포넌트의 후면으로 플라즈마가 당겨지지 않을 수 있다.
전술한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들만을 개시한다. 본 발명의 범주 내에 속하는 앞서 개시된 장치 및 방법들의 변형들은 통상의 당업자에게 용이하게 명백해질 것이다. 몇몇 실시예들에서, 본 발명의 장치 및 방법들은 반도체 소자 처리 및/또는 전자 소자 제조에 적용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 익스시튜 시즈닝/컨디셔닝은 화학 기계적 연마, 화학적 증착, 이온 주입, 에피택셜 결정 성장, 산화, 포토리소그래피, 확산, 금속배선, 및 세정 등과 같은 플라즈마 프로세스들 이외의 프로세스들에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 본 발명의 예시적인 실시예들과 연계하여 개시되었지만, 다른 실시예들이 이하의 청구범위에 의해 규정되는 바와 같은 본 발명의 사상과 범주 내에 속할 수 있다는 점을 이해해야 한다.

Claims (15)

  1. 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝(seasoning)하기 위한 방법으로서,
    상기 컴포넌트가 상기 전자 소자 제조 시스템 내에 설치(install)되기 이전에 상기 컴포넌트를 시즈닝하는 단계
    를 포함하는 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴포넌트를 시즈닝한 이후, 상기 컴포넌트를 상기 전자 소자 제조 시스템 내에 설치하는 단계를 더 포함하는, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컴포넌트를 상기 전자 소자 제조 시스템 내에 설치한 이후, 상기 컴포넌트를 추가적으로 시즈닝하는 단계를 더 포함하는, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴포넌트를 상기 전자 소자 제조 시스템 내에 설치하기 이전에, 익스시튜(ex situ) 시즈닝된 상기 컴포넌트가 미리 결정된 품질 표준을 충족시키는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 품질 표준은 익스시튜 시즈닝된 상기 컴포넌트가 서비스되기 이전에 익스시튜 시즈닝된 상기 컴포넌트에 수행(undergo)되도록 요구되는 인시튜(in situ) 시즈닝 사이클들의 최대수를 포함하는, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 소자 제조 시스템은 화학 기계적 연마(polishing), 화학적 증착, 이온 주입, 에피택셜(epitaxial) 결정 성장, 플라즈마, 산화, 포토리소그래피, 확산, 금속배선(metallization), 및 세정 시스템들로 이루어진 그룹에서 선택되는, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법.
  7. 오리피스(orifice)를 갖는 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법으로서,
    상기 컴포넌트를 플라즈마에 노출시키는 단계; 및
    상기 오리피스를 통하여 상기 플라즈마를 가압(forcing)하는 단계
    를 포함하는 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컴포넌트와의 밀봉부(seal)를 형성하도록 구성되는(adapted) 고정물(fixture)에 상기 컴포넌트를 장착하고 상기 고정물 내의 압력을 감소시켜서 상기 플라즈마가 상기 오리피스를 통하여 끌어당겨지도록(drawn) 하는 단계를 더 포함하는, 전자 소자 제조 시스템 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 방법.
  9. 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 시스템으로서,
    시즈닝 챔버;
    상기 시즈닝 챔버에 연결된 가스 공급부;
    상기 시즈닝 챔버의 내부에서 상기 컴포넌트를 지지하도록 구성된 고정물;
    상기 고정물에 연결된 진공 펌프; 및
    상기 시즈닝 챔버의 내부에 플라즈마를 생성하도록 구성된 상부 전극 및 하부 전극
    을 포함하고, 상기 고정물은 상기 컴포넌트의 오리피스를 통하여 상기 플라즈마를 끌어당기도록 추가로 구성되는,
    전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상부 전극은 상기 시즈닝 챔버의 벽을 포함하는, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 하부 전극은 상기 고정물을 포함하는, 전자 소자 제조 시스템의 컴포넌트를 시즈닝하기 위한 시스템.
  12. 전자 소자 제조 설비의 성능(performance)을 개선하는 방법으로서,
    제조 설비를 이용하여 수행되는 전자 소자 제조 컴포넌트 시즈닝 단계들의 수를 감소시키는 단계
    를 포함하고, 이에 따라 전자 소자 제조 시스템 정지시간(downtime) 양이 감소되는,
    전자 소자 제조 설비의 성능을 개선하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 소자 제조 컴포넌트 시즈닝 단계들의 수를 감소시키는 단계는,
    상기 전자 소자 제조 설비 외부에서 상기 감소된 수의 전자 소자 제조 컴포넌트 시즈닝 단계들의 밸런스(balance)를 수행하는 단계
    를 더 포함하는, 전자 소자 제조 설비의 성능을 개선하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    사전-시즈닝된(pre-seansoned) 전자 소자 제조 컴포넌트를 제조 장비 내에 설치하는 단계를 더 포함하는, 전자 소자 제조 설비의 성능을 개선하는 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 설비의 전자 소자 제조 시스템 정지시간을 감소시키기 위해 사전-시즈닝된 전자 소자 제조 컴포넌트들을 사용함으로써 상기 전자 소자 제조 설비의 제조 용량(capacity)의 예측가능성(predictability) 및 성능을 증가시키는 단계를 더 포함하는, 전자 소자 제조 설비의 성능을 개선하는 방법.
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