KR20120073278A - 샤워헤드 세정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 일반적으로 챔버 컴포넌트 부분의 현장외 세정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 실시예에서, 세정 화학물질 내에서 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 세정 공정 동안 세정 되어야 할 하나 이상의 컴포넌트 부분들을 지지하기 위한 세정 용기 어셈블리를 포함하는 젖은 벤치 셋-업 및 상기 세정 공정 동안 하나 이상의 세정 화학물질들을 상기 세정 용기 어셈블리에 공급하기 위한 상기 세정 용기 어셈블리과 분리가능하게 커플링된 분리형 세정 카트를 포함한다.

Description

샤워헤드 세정을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SHOWERHEAD CLEANING}
본 발명은 챔버 컴포넌트의 현장외(ex-situ) 세정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 실시예들은 일반적으로 반도체 프로세싱 챔버에서 사용되는 챔버 컴포넌트의 현장외 세정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
마이크로전자 집적 회로들의 제조에서의 반도체 웨이퍼들의 플라즈마 프로세싱은 유전체 에칭, 메탈 에칭, 화학적 기상 증착 및 다른 프로세스들에서 사용된다. 반도체 기판 프로세싱에서 점점 작아지는 피쳐 크기들 및 라인폭들을 향한 경향은 높은 정밀도로 반도체 기판 상에 마스킹, 에칭, 및 재료를 증착하는 것에 대한 프리미엄을 가져왔다.
전형적으로, 에칭은 지지 부재에 의해 지원되는 기판 위에 낮은 압력 프로세싱 영역에 공급되는 동작 가스(working gas)에 무선 주파수(RF) 전력을 적용하는 것에 의해 달성된다. 결과인 전기장은 동작가스를 플라즈마로 여기시키는 프로세싱 영역 내의 반응 존(zone)을 생성한다. 지지 부재는 편향되어 플라즈마 내의 이온들을 지지 부재 상에서 지지되는 기판을 향해 이끈다. 이온들은 기판에 인접한 플라즈마의 경계층을 향해 이동하고 경계층을 떠나면서 가속화된다. 가속화된 이온들은 기판의 표면으로부터 물질을 제거 또는 에칭하기 위해 요구되는 에너지를 생성한다. 가속화된 이온들이 프로세싱 챔버 내의 다른 컴포넌트들을 에칭할 수 있으므로, 플라즈마가 기판 위의 프로세싱 영역에 한정되어야 하는 것이 중요하다. 에칭 가스는 전형적으로 챔버의 최상부 근처에 위치한 샤워헤드를 통하여 이동한다. 불소-계 화학물질들은 일반적으로 에칭 프로세스들 중에 사용된다.
그러나, 불소의 사용은, 에칭 프로세스에 이익이나, 반응하여 샤워헤드의 좁은 채널들 내 및 에칭 챔버 내에서 통상적으로 사용되는 물질인 알루미늄으로 만들어진 다른 표면들 상에 증착물들을 형성한다. 이 방식으로 형성된 불화 알루미늄 증착물들은 일반적으로 거친 표면 토포그래피을 갖는다. 불화 알루미늄 증착물들의 거친 표면은 종종 샤워헤드의 채널들을 막는다. 부가적으로, 가스 채널들 내의 불화 알루미늄 증착물들은 분진 오염의 소스가 된다. 현재의 세정 방법은 샤워헤드 상의 증착물들을 적절히 세정하는데 실패하거나 큰 시스템 휴지기간을 필요로 하고, 나아가 증가한 전체 생산 비용을 초래한다.
그러므로, 챔버 유지 및 세정을 위한 훨씬 적은 휴지기간을 제공하는 샤워헤드들과 같은 챔버 컴포넌트들을 세정하기 위한 개선된 장치 및 프로세스에 대한 수요가 있다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 챔버 컴포넌트 부분의 현장외 세정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 실시예에서, 세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 세정 프로세스 동안 세정 되어야 할 하나 이상의 컴포넌트 부분들을 홀딩하기(holding) 위한 세정 용기 어셈블리를 포함하는 습식 벤치 셋-업; 및 상기 세정 프로세스 동안 하나 이상의 세정 화학물질들을 상기 세정 용기 어셈블리에 공급하기 위한 상기 세정 용기 어셈블리와 분리가능하게 결합된(coupled) 분리형 세정 카트를 포함한다.
다른 실시예에서, 세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 습식 벤치 셋-업 및 분리형 세정 카트를 포함한다. 습식 벤치 셋-업은 세정 프로세스 동안 세정 되어야 할 하나 이상의 컴포넌트 부분들을 홀딩하기 위한 세정 용기 어셈블리를 포함하고, 상기 세정 용기 어셈블리는 외부 세정 수조; 외부 세정 수조에 의해 외접된 제1 세정 수조; 및 상기 외부 세정 수조에 의해 외접된 제2 세정 수조를 포함한다. 분리형 세정 카트는 세정 프로세스 동안 하나 이상의 세정 화학물질들을 세정 용기 어셈블리에 공급하기 위한 세정 용기 어셈블리와 분리가능하게 결합되어 있다.
또 다른 실시예에서, 세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 방법이 제공된다. 그 방법은 세정 프로세스 동안 세정 되어야 할 하나 이상의 컴포넌트 부분들을 홀딩하기 위한 세정 용기 어셈블리를 제공하는 단계 및 세정 프로세스 동안 하나 이상의 세정 화학물질들을 세정 용기 어셈블리에 공급하기 위한 세정 용기와 분리가능하게 연결된 분리형 세정 카트를 제공하는 단계를 포함한다. 세정 용기 어셈블리는 외부 세정 수조, 외부 세정 수조에 외접한 제1 세정 수조, 외부 세정 수조에 외접한 제2 세정 수조, 및 제1 세정 수조 및 제2 세정 수조 아래에 외부 세정 수조 내에 위치한 트랜스듀서를 포함한다. 분리형 세정 카트는 세정 프로세스 동안 퍼지 가스로 사용될 수 있는 질소(N2)와 같은 불활성 기체를 공급하기 위한 불활성 가스 모듈, 세정 프로세스 동안 탈이온수를 공급하기 위한 탈이온(DI) 급수 모듈, 제1 세정 용액을 제1 세정 수조에 공급하기 위한 제1 세정 용액 공급 탱크 및 제2 세정 용액을 제2 세정 수조에 공급하기 위한 제2 세정 용액 공급 탱크를 포함한다. 제1 컴포넌트 부분은 제1 세정 수조 내에 위치한다. 제 2 컴포넌트 부분은 제 2 세정 수조 내에 위치한다. 제1 세정 용액은 제1 세정 용액 공급 탱크로부터 제1 세정 수조로 흐른다. 제2 세정 용액은 제2 세정 용액 공급 탱크로부터 제2 세정 수조로 흐른다. 트랜스듀서는 제1 세정 용액 및 상기 제2 세정 용액을 휘젓기 위해 온/오프 사이클링되어 컴포넌트 부분들을 세정하고 DI 수는 DI 급수 모듈로부터 제1 세정 수조 및 제2 세정 수조로 흘러 제1 세정 수조로부터의 제1 세정 용액 및 제2 세정 수조로부터의 제2 세정 용액을 퍼지한다.
그러므로 본 발명의 위에 인용된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에 간략히 요약된 본 발명의 더 구체적인 설명이 실시예들에 대한 참조에 의해 포함될 수 있고, 이들 중 몇몇은 첨부된 도면들에서 예시된다. 그러나 본 발명은 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 수용할 수 있기 때문에 첨부된 도면들은 단지 이 발명의 전형적인 실시예들만을 예시하고, 따라서 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주하여서는 안되는 것이 주의되어야 한다.
도 1은 여기에 설명된 실시예들에 따른 세정 시스템의 일 실시예의 개략 측면도이며;
도 2는 여기에 설명된 실시예들에 따른 습식 벤치 셋-업의 일 실시예의 개략 측면도이며;
도 3은 여기에 설명된 실시예들에 따른 분리형 세정 카트의 일 실시예의 개략 측면도이며;
도 4는 여기에 설명된 실시예들에 따른 세정 시스템의 다른 실시예의 개략 측면도이며;
명확성을 위해, 도면들 사이에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 나타내기 위해 적용가능한 곳에, 동일한 참조 숫자들이 사용되었다. 추가의 언급 없이 일 실시예의 특징들이 다른 실시예들에 통합될 수 있음이 고려된다.
여기에 설명된 실시예들은 일반적으로 챔버 컴포넌트 부분들의 현장외 세정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 여기에 설명된 실시예들에 따른 챔버 컴포넌트 부분들의 현장외 세정을 위한 세정 시스템(100)의 개략 측면도이다. 일 실시예에서, 하나 이상의 챔버 컴포넌트 부분들은 반도체 프로세싱 챔버에서 사용된다. 일 실시예에서, 챔버 컴포넌트 부분들은 하나 이상의 샤워헤드들을 포함한다. 챔버 컴포넌트 부분들은 실리콘 카바이드 페이스 플레이트 및 알루미늄 베이스(base)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 챔버 컴포넌트 부분은 구리를 포함한다. 일 실시예에서, 세정 시스템(100)은 세정 프로세스 동안 세정 되어야 하는 컴포넌트 부분들을 홀딩하기 위한 세정 용기 어셈블리(210)를 포함하는 습식 벤치 셋-업(200) 및 세정 프로세스 동안 선택된 세정 화학물질을 세정 용기 어셈블리(210)에 공급하기 위한 습식 벤치 셋-업과 분리가능하게 결합한 분리형 세정 카트(300)를 포함한다. 분리형 세정 카트(300)는 세정 프로세스에 앞서 그리고 세정 프로세스 동안 세정 용기 어셈블리(210)와 분리가능하게 결합될 수 있고 이동가능하며, 세정이 일어나지 않을 때 세정 용기 어셈블리(210)로부터 제거될 수 있다. 따라서, 분리형 세정 카트(300)는 상이한 위치들에서 상이한 세정 용기들을 서비스하도록 사용될 수 있다. 분리형 세정 카트(300) 및 습식 벤치 셋-업(200) 모두는 도 2 및 도 3을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 2는 여기에 설명된 실시예들에 따른 습식 벤치 셋업(200)의 일 실시예의 개략 측면도이다. 습식 벤치 셋-업(200)은 습식 벤치(202) 및 세정 용기 어셈블리(210)을 포함한다. 습식 벤치(202)는 세정 용기 어셈블리(210)를 위한 지지부를 제공한다. 습식 벤치(202)는 세정 용기 어셈블리(210)를 오버플로우하는 임의의 세정 화학물질들을 위한 오버플로우 수조로서 또한 제공될 수 있다. 습식 벤치(202)는 가스들 및/또는 분진들을 생성하는 세정 프로세스에서 사용될 때 퓨움 후드(fume hood)로서 또한 기능할 수 있다. 비록 습식 벤치(202) 내에 도시되지 않았지만, 특정 실시예들에서, 세정 용기 어셈블리(210)는 습식 벤치(202) 없이 독립형의 방식(fashion)에서 사용된다. 예를 들어, 퓸(fume)들의 적재에 대해 염려가 적은 잘 환기된 지역들에서이다.
습식 벤치(202)는 프로세싱 동안 세정 용기 어셈블리(210)을 홀딩 및 세정 용기 어셈블리(210)에서 오버플로우 할 수 있는 임의의 용액들을 포획을 모두 하기 위한 오버플로우 수조(206)를 형성하는 프레임(204)을 포함한다. 오버플로우 수조(206)는 세정 동안 오버플로우 수조(206)에 의해 포획된 임의의 용액들을 제거하기 위한 싱크 드레인 라인(208)과 유동적으로 결합한다.
세정 용기 어셈블리(210)는 세정 수조(215)를 지지하기 위해 세정 되어야 하는 컴포넌트 부분, 외부 세정 수조(214) 내에 위치한 트랜스듀서(216), 및 외부 세정 수조(214) 내에 위치한 지지부(218)를 홀드하는 세정 수조(215)를 외접하는 외부 세정 수조(214)를 포함한다.
도 2에서 원기둥으로 도시되었으나, 외부 세정 수조(214) 및/또는 세정 수조(215)는 임의의 모양, 예를 들어, 정사각형 또는 직사각형일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일 실시예에서, 외부 세정 수조(214) 및/또는 세정 수조(215)는 폴리비닐 디플루오리드(PVDF) 또는 프로세스 및 세정 화학물질들과 호환가능한 임의의 다른 물질들을 포함할 수 있다.
트랜스듀서(216)는 컴포넌트 부분(220)이 세정 수조(215) 내에 위치한 세정 영역으로 울트라소닉(ultrasonic) 또는 메가소닉(megasonic) 에너지 중 어느 하나를 제공하기 위해 구성된다. 예를 들어, 트랜스듀서(216)는 압전 작동기들(piezoelectric actuators), 또는 원하는 진폭의 울트라소닉 또는 메가소닉 주파수들에서 진동들을 발생시킬 수 있는 임의의 다른 적당한 메커니즘을 이용하여 구현될 수 있다. 트랜스듀서(216)는 도 2에 도시된 바와 같이 울트라소닉 에너지를 컴포넌트 부분이 위치한 세정 영역으로 향하게 하도록 지향된 단일 트랜스듀서 또는 다수의 트랜스듀서들의 어레이를 포함할 수 있다. 트랜스듀서(216)가 에너지를 세정 수조(215) 내의 세정 용액으로 향하게 할 때, 어쿠스틱 스트리밍, 즉, 마이크로 버블들의 스트림들이, 세정 용액 내에서 유도될 수 있다. 어쿠스틱 스트리밍은 프로세스되는 중인 컴포넌트 부분(220)으로부터 오염들의 제거를 돕고 세정 용액 내에서 제거된 파티클들이 움직이도록 유지시켜 제거된 파티클들이 컴포넌트 부분 표면에 재접착되는 것을 막는다. 트랜스듀서(216)는 울트라소닉 또는 메가소닉 에너지가 컴포넌트 부분(220)의 에지에 수직한 방향으로 또는 수직으부터 각도를 갖는 방향으로 향하게 하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(216)는 세정 되어야 하는 컴포넌트 부분(220)의 직경과 길이가 대략 같도록 측정된다(dimensioned). 트랜스듀서(216)는 RF 전력 공급(222)과 결합될 수 있다.
오직 하나의 트랜스듀서(216)만이 도시되었으나, 다수의 트랜스듀서들이 특정일 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 부가적인 트랜스듀서들은 컴포넌트 부분(220)의 측면을 따라 수직 방향으로 배치되어 울트라소닉 또는 메가소닉 에너지를 측면으로부터 컴포넌트 부분(220)을 향해 보낼 수 있다. 트랜스듀서(216)는 외부 세정 수조(214)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(216)는 오버플로우 수조(206) 내에 배치되어 울트라소닉 또는 메가소닉 에너지를 컴포넌트 부분(220) 방향으로 보낼 수 있다. 비록 트랜스듀서(216)가 원통형으로 도시되었지만, 임의의 모양의 트랜스듀서가 여기 설명된 실시예들과 함께 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
또한 습식 벤치 셋-업(220)은 세정 용액들을 습식 벤치 셋-업으로 전달하고 재활용 및 재사용을 위해 사용된 세정 용액들을 분리형 세정 카트(300)로 돌려주기 위한 하나 이상의 용액 전달 라인들(382a, 384, 386a, 및 388a)을 포함한다. 용액 전달 라인들은 예를 들어 “퀵 커넥트”(390)로 도시된 커넥트 피팅들 및 디스커넥트 커플링들을 이용하는 분리형 세정 카트(300) 상의 대응하는 용액 전달 라인들(382b, 386b, 및 388b)와 짝이 되도록 구성된다.
도 3은 여기에 설명된 실시예들에 따라 용액 흐름 회로 개략도를 도시하는 분리형 세정 카트(300)의 개략적인 측면도이다. 일 실시예에서, 분리형 세정 카트(300)는 세정 프로세스를 제어하기 위한 시스템 제어기(310) 및 세정 용액을 공급하고 재활용하기 위한 세정 용액 공급 모듈(320)을 포함한다. 일 실시예에서, 시스템 제어기(310)는 분리형 세정 카트(300)로부터 분리되어 있다.
일반적으로, 시스템 제어기(310)는 세정 시스템(100) 내에서 발견되는 하나 이상의 제어기 컴포넌트들을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 제어기(310)는 전체 세정 시스템(100)의 제어 및 자동화를 돕기 위해 일반적으로 설계되고 중앙 처리 장치(CPU)(미도시됨), 메모리(미도시됨), 및 지원 회로들(또는 I/O)(미도시됨)을 전형적으로 포함한다. CPU는 다양한 시스템 기능들, 기판 이동, 챔버 프로세스들, 및 지원 하드웨어(예를 들어, 센서들, 로봇들, 모터들, 램프들 등)를 제어하기 위한 산업 설정들 내에서 사용되는 컴퓨터 프로세서들의 임의의 형태 중 하나일 수 있고, 프로세스들(예를 들어, 기판 지원 온도, 전력 공급 변수들, 챔버 프로세스 시간, 프로세싱 온도, I/O 신호들, 트랜스듀서 전력 등)을 모니터할 수 있다. 메모리는, 국지적으로 또는 원격으로, CPU와 연결되어 있고, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 디지털 저장장치의 임의의 다른 형태와 같은 쉽사게 이용할 수 있는 메모리 중 하나 이상이 될 수 있다. 소프트웨어 명령들 및 데이터는 코딩되어 CPU를 지시하기 위한 메모리 내에 저장될 수 있다. 지원 회로들은 통상적인 방식으로 프로세서를 지원하기 위하여 CPU에 또한 연결될 수 있다. 지원 회로들은 캐쉬, 전력 공급들, 클락 회로들, 입/출력 회로망, 서브시스템들, 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 시스템 제어기(310)에 의해 판독가능한 프로그램(또는 컴퓨터 명령들)은 기판상에 어떤 태스크들이 수행가능한지 결정한다. 바람직하게, 프로그램은 세정 시스템(100) 내에서 수행되는 다양한 챔버 프로세스 레시피 단계들 및 다양한 프로세스 레시피 태스크들을 따라 기판의 이동, 지원, 및/또는 포지셔닝의 실행 및 제어, 모니터링에 관한 태스크들을 실행하기 위한 코드를 포함하는 시스템 제어기(310)에 의해 판독가능한 소프트웨어이다. 일 실시예에서, 시스템 제어기(310)는 세정 시스템(100)의 하나 이상의 모듈들을 국지적으로 제어하기 위해 사용되는 다수의 프로그램가능 논리 제어기(PLC)들을 또한 포함한다.
일 실시예에서, 시스템 제어기(310)는 다음 중 적어도 하나로부터 선택된 제어기 컴포넌트들을 포함한다 : 포토메그헬릭 미터(312), 분리형 세정 카트 내의 누설을 검출하기 위한 누설 알람(314), 전체 세정 시스템(100)을 제어하기 위한 프로그램가능 논리 제어기(316), 및 인-라인 열 제어기(318). 일 실시예에서, 누설 알람(314)은 카트(300)의 바닥 내의 용액의 존재를 검출하기 위한 카트 플리넘(PLENUM) 누설 센서와 전기적으로 결합되어 있다. 일 실시예에서, 시스템 제어기(310)는 통신 라인(380)을 통해 트랜스듀서(216)와 결합되고 트랜스듀서(216)에 공급되는 전력을 제어한다.
일 실시예에서, 세정 용액 공급 모듈(320)은 세정 프로세스 동안 퍼지 가스로 사용될 수 있는 질소(N2)와 같은 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 모듈(324), 세정 프로세스 동안 탈이온수를 공급하기 위한 DI 급수 모듈(326), 및 세정 용액을 공급하고 사용된 세정 용액을 재활용하기 위한 세정 용액 공급 모듈(328)을 포함한다.
불활성 가스 모듈(324)에 관하여, 위에서 설명한 대로, 질소의 사용은 예시적이며 임의의 적합한 캐리어 가스/퍼지 가스는 현재 시스템과 함께 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 불활성 가스는 질소 가스 소스(330)로부터 메인 질소 가스 공급 라인(332)에 공급된다. 일 실시예에서, 질소 가스 소스는 시설 질소 공급을 포함한다. 일 실시예에서, 질소 소스는 분리형 세정 카트(300)와 결합된 휴대용 소스가 될 수 있다. 일 실시예에서, 질소 공급 라인(332)은 질소 가스로부터 오염 물질들을 필터링하기 위한 수동 차단(shutoff) 밸브(미도시됨) 및 필터(미도시됨)를 포함한다. 공기 작동형 밸브일 수 있는 양방향 밸브(334)는 질소 공급 라인(332)과 또한 결합되어 있다. 양방향 밸브가 열려 있는 경우, 질소 가스는 공급 라인(324)을 통해 외부 세정 수조(214)로 흐른다. 질소는 세정 시스템 내에서 여러개의 상이한 어플리케이션들 내에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 질소 라인(336)은 질소를 공급하여, 증기 생성 단계 동안 액체 IPA를 통해 가열된 질소를 유입하는데 사용되고, 제1 IPA 증기 생성기로 도달한다. 질소 공급 라인(332)은 간략함을 위해 자세히 설명되지 않는 추가 밸브들, 압력 조절기들, 압력 트랜스듀서들, 및 압력 표시기들을 또한 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 질소 가스는 유체 공급 라인(384)을 통해 외부 세정 수조(214)에 공급될 수 있다.
DI 급수 모듈(326)에 관하여, DI 물의 사용은 예시적이며 세정에 적합한 모든 유체는 현재 세정 시스템(100)과 함께 사용될 수 있다. 일 실시예에서, DI 물은 DI 급수 모듈(326)로부터 주요 DI 급수 라인(339)으로 공급된다. 일 실시예에서, DI 물 소스는 시설 DI 공급을 포함한다. 일 실시예에서, DI 물 소스는 분리형 세정 카트(300)와 결합한 휴대용 소스가 될 수 있다. 일 실시예에서, DI 급수 라인(339)은 수동 차단 밸브(340) 및 세정 프로세스에서 도움을 위해 원하는 온도로 DI 물을 가열하는 히터(342)를 포함한다. 히터(342)는 온도 제어를 위한 열제어기(318)와 전기적 통신에 있을 수 있다. DI 급수 라인(339)은 외부 세정 수조(214)로 DI 물의 흐름을 제어하기 위해 사용되는 공기 작동 밸브일 수 있는 양방향 밸브(344)를 더 포함한다. 양방향 밸브(344)가 열려 있는 경우, DI 물은 외부 세정 수조(214)로 흐른다. 양방향 밸브(344)가 닫혀 있고 양방향 밸브(334)가 열려 있는 경우, 질소 퍼지 가스는 외부 세정 수조(214)내로 흐른다. DI 급수 라인(339)은 간략함을 위해 자세히 설명되지 않는 추가적인 밸브들, 압력 조절기들, 압력 트랜스듀서들, 및 압력 표시기들을 또한 포함할 수 있다. 일 실시예에서, DI 물은 공급 라인(386)을 통해 외부 세정 수조(214)로 흐를 수 있다.
세정 유체 공급 모듈(328)은 세정 유체 저장을 위한 세정 유체 공급 탱크(346), 사용된 세정 유체를 필터링하기 위한 필터 시스템(348), 및 세정 용액을 세정 용액 공급 모듈(328)의 안과 밖으로 펌핑하기 위한 펌프 시스템(350)을 포함한다. 세정 유체는 탈이온수(DIW), 하나 이상의 용매들, 표준 세정 1(SC1)과 같은 세정 화학물질, 선택적 증착 제거 시약(SDR), 계면활성제들, 산들, 염기들, 또는 컴포넌트 부분들로부터 오염물질들 및/또는 입자들을 제거하기 위해 유용한 임의의 다른 화학물질들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 세정 유체 공급 탱크(346)는 공급 라인(360)을 통하여 세정 유체 공급장치(358)와 결합되어 있다. 일 실시예에서, 세정 유체 공급 라인(360)은 세정 유체 공급 탱크(346)로 세정 유체의 흐름을 제어하기 위한 수동 차단 밸브(362)를 포함한다. 세정 유체 공급 라인(360)은 간결함을 위해 자세히 설명되지 않는 추가 밸브들, 압력 조절기들, 압력 트랜스듀서들, 및 압력 표시기들을 또한 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 세정 유체 공급 탱크(346)는 공급 라인(388)을 통해 외부 세정 수조(214)와 결합한다.
일 실시예에서, 세정 유체 공급 탱크(346)는 세정 유체 공급 탱크(346)로부터 세정 유체를 제거하기 위한 세정 유체 공급 드레인(366)과 결합된다. 세정 유체 공급 드레인(366)을 통해 세정 유체의 흐름은 수동 차단 밸브(368)에 의해 제어된다.
세정 유체 공급 탱크(346)는 세정 유체 공급 탱크(346) 내의 프로세싱 유체의 레벨을 검출하기 위한 다수의 유체 레벨 센서들을 또한 포함할 수 있다. 일 실시예에서 다수의 유체 센서들은 유체 공급이 낮은 경우 펌프 시스템(350)이 꺼져야 한다고 지시하는 제1 유체 센서(352)를 포함할 수 있다. 세정 유체의 레벨이 낮은 경우, 제1 유체 레벨 센서(352)는 더 많은 세정 유체를 세정 유체 공급 탱크(346)로 전달하기 위해 피드백 루프에서 세정 유체 공급장치(358)에 신호를 보내도록 사용될 수 있다. 제2 유체 레벨 센서(354)는 세정 유체 공급 탱크(346)가 가득하고 펌프(350)가 켜져야 함을 나타낸다. 제3 유체 센서(356)는 세정 유체 공급 탱크(346)가 넘쳤고 펌프(350)이 꺼져야 함을 나타낸다. 도 2의 실시예에서 하나의 유체 레벨 센서(234)가 도시되지만, 임의의 수의 유체 레벨 센서들(234)이 외부 세정 수조(214) 위에 포함될 수 있다.
사용된 청소 유체는 새로워진 세정 용액을 생산하기 위해 사용된 세정 용액으로부터 입자들 및 다른 오염 물질들이 제거될 수 있는 필터 시스템(348)으로 외부 세정 수조(214)에서 반환될 수 있다. 일 실시예에서, 사용된 세정 유체는 유체 재활용 라인(382)을 통해 오버플로우 수조로부터 반환될 수 있다. 재활용 라인(382)도 간결함을 위해 자세히 설명되지 않는 추가 밸브들, 압력 조절기들, 압력 트랜스듀서들, 및 압력 표시기들을 또한 포함할 수 있다. 여과 후 새로워진 세정 용액은 세방향 밸브(370)를 통해 세정 용액 공급 탱크(346)로 다시 재순환될 수 있다. 일 실시예에서, 세 방향 밸브(370)는 세정 시스템(100)을 플러싱(flush)하기 위해 세정 시스템을 통해 유체를 순환하도록 펌프 시스템(350)과 함께 또한 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 공기 동작되는 밸브일 수 있는 양방향 밸브(372)는 펌프 시스템(350)의 입력을 통해 DI 물을 빨아들이도록 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 양방향 밸브(374)는 DI 물을 펌프하여 배수하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 컴포넌트 부분(220)은 세정 수조(215) 내에 위치한 지지부(218) 상에 위치한다. 세정 사이클은 세정 유체를 세정 수조(215)로 유입하는 것으로 시작된다. 세정 유체가 세정 수조(215)에 있는 동안, 트랜스듀서(216)는 온/오프 사이클되어 세정 유체를 휘젓게 된다. 세정 유체는 탱크로 흐르는 DI 물에 의해 세정 수조(215)로부터 퍼지(purge)될 수 있다. 질소 가스는 퍼지 프로세스에서 또한 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 세정/퍼지 주기는 열여섯 번 또는 샤워헤드가 원하는 청결도를 달성할 때까지 반복된다.
도 4는 여기 설명된 실시예들에 따른 세정 시스템(400)의 다른 실시예의 개략 측면도이다. 세정 시스템(400)은 세정 시스템(100)과 유사한데, 세정 시스템(400)이 상이한 세정 수조들 내의 다수의 컴포넌트 부분들을 동시에 또는 순차적으로 세정하는데 적응된다는 점은 다르다. 세정 시스템(400)은 또한 상이한 세정 화학물질들을 각각의 세정 수조에 공급하는 능력을 가진다. 일 실시예에서, 이것은 세정 유체 공급 모듈(320) 내에 유체 전달 시스템을 복제하는 것에 의해 달성된다. 추가적인 세정 유체 공급 모듈들은 세정 유체 공급 모듈에 더해져 세정 유체들을 추가적 세정 수조들에 공급할 수 있다. 추가적 하드웨어는 도 3에 도시된 하드웨어와 동일한 구성으로 설정될 수 있다. 그러나, 추가적 세정 유체 전달 시스템들은 일반적으로 세정 유체 공급 모듈(320)의 초기 유체 전달 시스템과 병렬적이다. 이 구성을 통해 상이한 세정 화학물질들이 세정 시스템(400)의 세정 수조들 중 임의의 하나 이상에 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 세정 시스템(400)은 세정 프로세스 동안 세정 되어야 할 다수의 컴포넌트 부분들(420a, 420b)을 홀딩하기 위한 세정 용기 어셈블리(210)와 유사한 세정 용기 어셈블리(410)를 포함하는 습식 벤치 셋업(200)과 유사한 습식 벤치 셋업(404) 및 세정 공정 동안 선택된 세정 화학물질을 세정 용기 어셈블리(410)에 공급하기 위한 분리형 세정 카트(430)를 포함한다. 분리형 세정 카트(430)는 이동식이며 세정 프로세스 동안 또는 이에 앞서 세정 용기 어셈블리(410)에 분리가능하게 결합될 수 있고 세정이 진행되지 않을 때 세정 용기 어셈블리(410)에서 제거될 수 있다. 따라서 분리형 세정 카트(430)는 상이한 위치들에서 상이한 세정 용기들을 서비스하도록 사용될 수 있다.
세정 용기 어셈블리(410)는 외부 세정 수조(214)와 유사한 외부 세정 수조(414), 외부 세정 수조(414) 내에 위치한 트랜스듀서(216)와 유사한 트랜스듀서(416), 및 각각의 세정 수조(415a, 415b) 내에서 세정 되어야 하는 제1 컴포넌트 부분(420a) 및 제2 컴포넌트 부분(420b)을 지원하기 위해 외부 세정 수조(414) 내에 위치한 제1 세정 수조(415a) 및 제2 세정 수조(415b)를 포함한다.
습식 벤치 셋-업(404)은 또한 세정 유체들을 세정 용기 어셈블리(410)에 전달하고 사용한 세정 유체들을 재활용하고 재사용하기 위해 분리형 세정 카트(400)로 반환하기 위한 유체 전달 라인들(440a, 442a, 444a, 446a, 및 448a)을 포함한다. 세정 전달 라인들은 예를 들어, 커넥트 피팅들 및 디스커넥트 커플링들을 사용하여 분리형 세정 카트(430) 상에서 대응하는 유체 전달 라인들(440b, 442b, 444b, 446b, 및 448b)과 짝을 이루도록 구성된다. 유체 전달 라인들(440a, 442a, 444a, 446a, 448a, 440b, 442b, 444b, 446b, 및 448b)은 전술한 유체 전달 라인(382a, 384, 386a, 388a, 382b, 386b, 및 388b)과 유사하다. 다섯 개의 유체 전달 라인들이 묘사되었지만 임의의 수의 유체 전달 라인들이 사용될 수 있다.
분리형 세정 카트(430)는 세정 프로세스를 제어하기 위한 시스템 제어기(310) 및 세정 유체를 세정 용기 어셈블리(410)에 공급하고 세정 용기 어셈블리(410)로부터 전달된 사용된 세정 유체를 재활용하기 위한 세정 유체 공급 모듈(450)을 포함한다. 세정 유체 공급 모듈(450)은 세정 유체 공급 모듈(320)과 유사하다.
세정 유체 공급 모듈(450)은 세정 유체를 제1 세정 수조(415a)에 공급하기 위한 제1 세정 유체 공급 탱크(452a) 및 세정 유체를 제2 세정 수조(415b)에 공급하기 위한 제2 세정 유체 공급 탱크(452b)를 포함한다. 각 세정 유체 공급 탱크(452a, 452b) 내의 세정 유체는 탈이온수(DIW), 하나 이상의 용매들, 표준 클린 1(SC-1)과 같은 세정 화학물, 선택적 증착 제거 시약(SDR), 계면활성제들, 산들, 염기들, 또는 컴포넌트 부분으로부터 오염물질 및/또는 입자들을 제거하는데 유용한 임의의 다른 화학물질을 포함할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 상이한 세정 유체들은 세정 수조들(415a, 415b) 각각에 동시에 공급될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 동일한 세정 유체는 각각의 세정 수조들(415a, 415b)에 동시에 공급될 수 있다.
세정 유체 공급 모듈(450)은 가열된 DI 물을 제1 세정 수조(415a) 및 제2 세정 수조(415b) 각각에 공급하기 위한 가열된 DI 급수 탱크(456)를 더 포함할 수 있다. 세정 유체 공급 모듈(450)은 시스템 제어기(310)에 의해 모니터링될 수 있는 다양한 세정 유체들의 흐름을 제어하기 위한 펌프들(460a, 460b, 460c 및 460d)를 더 포함한다.
세정 시스템(100) 및 세정 시스템(400)은 간략함을 위해 자세히 설명되지 않는 압력 조절기들, 압력 트랜스듀서들, 압력 표시기들, 밸브들, 펌프들 및 공급 라인들을 또한 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
단일 세정 플랫폼을 위한 다수의 세정 화학 기능은 반도체 프로세싱 및 청결도가 바람직한 다른 프로세싱 영역들에서 몇 가지 이점들을 가진다. 예를 들어, 단일 분리형 세정 카트를 이용하여 상이한 화학물질을 동시에 제공할 수 있는 능력은 상이한 재료들을 포함하는 컴포넌트 부분들의 동시 세정을 허용한다. 분리형 세정 카트의 휴대성은 단일 분리형 세정 카트를 사용하여 상이한 위치들에서 상이한 세정 용기들을 서비스하는 기능을 제공한다. 다수의 컴포넌트 부분들을 동시에 프로세싱하는 기능은 챔버 다운타임의 감소 및 대응하는 소유비용의 감소로 이어진다.
전술한 내용이 본 발명의 실시예들을 나타내지만, 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 발명의 기본적 범위에서 벗어남이 없이 고안될 수 있고, 발명의 범위는 그에 따르는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (14)

  1. 세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템으로서,
    세정 프로세스 동안 세정 되어야 할 하나 이상의 컴포넌트 부분들을 홀딩하기(holding) 위한 세정 용기 어셈블리를 포함하는 습식 벤치 셋-업(wet bench set-up); 및
    상기 세정 프로세스 동안 하나 이상의 세정 화학물질들을 상기 세정 용기 어셈블리에 공급하기 위한 상기 세정 용기 어셈블리와 분리가능하게 결합된(coupled with) 분리형 세정 카트
    를 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컴포넌트 부분은 샤워헤드인,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 습식 벤치 셋-업은,
    프로세스 동안 상기 세정 용기 어셈블리로부터 오버플로우(overflow)할 수 있는 임의의 용액들을 포획하고 상기 세정 용기 어셈블리를 홀딩하기 위한 오버플로우 수조를 형성하는 프레임; 및
    세정하는 동안 상기 오버플로우 수조에 의해 포획된 임의의 용액들을 제거하기 위한 싱크 드레인 라인(sink drain line)
    을 더 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세정 용기 어셈블리는,
    세정되어야 하는 제1 컴포넌트 부분을 지지하기 위한 제1 세정 수조;
    상기 제1 세정 수조 아래에 포지셔닝된 트랜스듀서;
    세정되어야 하는 상기 컴포넌트 부분을 지원하기 위한 상기 세정 수조 내에 포지셔닝된 지지부;
    를 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 세정 용기 어셈블리는 세정 되어야 하는 제2 컴포넌트 부분을 지지하기 위한 제2 세정 수조를 더 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 분리형 세정 카트는,
    상기 세정 프로세스를 제어하기 위한 시스템 제어기; 및
    상기 세정 용기 어셈블리에 세정 용액을 공급하고 재활용하기 위한 세정 용액 공급 모듈
    을 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 세정 용액 공급 모듈은,
    상기 세정 프로세스 동안 퍼지(purge) 가스로서 사용될 수 있는 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 모듈;
    상기 세정 프로세스 동안 탈이온(DI) 수를 공급하기 위한 탈이온 급수 모듈; 및
    상기 제1 세정 수조에 세정 용액을 공급하기 위한 제1 세정 용액 공급 탱크
    를 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 세정 용액 공급 모듈은,
    상기 제2 세정 수조에 세정 용액을 공급하기 위한 제2 세정 용액 공급 탱크를 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 시스템 제어기는,
    포토메그헬릭(PhotoMeghelic) 미터, 상기 분리형 세정 카트 내의 누출들을 검출하기 위한 누출 알람, 상기 전체 세정 시스템을 제어하기 위한 프로그램가능 논리 제어기, 및 인-라인 열 제어기 중 적어도 하나를 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 시스템.
  10. 세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 방법으로서,
    세정 프로세스 동안 세정 되어야 하는 하나 이상의 컴포넌트 부분을 홀딩하기 위한 세정 용기 어셈블리를 제공하는 단계 ― 상기 세정 용기 어셈블리는 외부 세정 수조; 상기 외부 세정 수조에 의해 외접된 제1 세정 수조; 상기 외부 세정 수조에 의해 외접된 제2 세정 수조; 및 상기 제1 세정 수조 및 상기 제2 세정 수조 아래에 상기 외부 세정 수조 내에 포지셔닝된 트랜스듀서를 포함함 ―;
    상기 세정공정 동안 상기 세정 용기 어셈블리에 하나 이상의 세정 화학물질들을 공급하기 위한 상기 세정 용기와 분리가능하게 결합된 분리형 세정 카트를 제공하는 단계 ― 상기 분리형 세정 카트는 상기 세정 프로세스 동안 퍼지 가스로 사용될 수 있는 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 모듈; 탈이온(DI) 급수 모듈; 상기 제1 세정 수조를 위한 제1 세정 용액 공급 탱크; 및 상기 제2 세정 수조를 위한 제2 세정 용액 공급 탱크를 포함함 ―;
    상기 제1 세정 수조의 제1 컴포넌트 부분을 포지셔닝 하는 단계;
    상기 제2 세정 수조의 제2 컴포넌트 부분을 포지셔닝 하는 단계;
    제1 세정 용액을 상기 제1 세정 용액 공급 탱크로부터 상기 제1 세정 수조로 유입시키는 단계;
    제2 세정 용액을 상기 제2 세정 용액 공급 탱크로부터 상기 제2 세정 수조로 유입시키는 단계;
    상기 제1 세정 용액 및 상기 제2 세정 용액을 휘젓기 위해 상기 트랜스듀서를 온/오프 사이클링하는 단계;
    상기 제1 세정 수조로부터의 상기 제1 세정 용액 및 상기 제2 세정 수조로부터의 상기 제2 세정 용액을 퍼지하기 위해 DI 수를 상기 DI 급수 모듈로부터 상기 제1 세정 수조 및 상기 제2 세정 수조로 유입시키는 단계;
    를 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    제1 세정 용액을 상기 제1 세정 용액 공급 탱크로부터 상기 제1 세정 수조로 유입시키는 단계 및 제2 세정 용액을 상기 제2 세정 용액 공급 탱크로부터 상기 제2 세정 수조로 유입시키는 단계가 동시에 일어나는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    제1 세정 용액을 상기 제1 세정 용액 공급 탱크로부터 상기 제1 세정 수조로 유입시키는 단계 및 제2 세정 용액을 상기 제2 세정 용액 공급 탱크로부터 상기 제2 세정 수조로 유입시키는 단계가 순차적으로 일어나는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 세정 용액 및 상기 제2 세정 용액은 상이한 화학물질들인,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 세정 카트를 상기 세정 용기로부터 분리하는 단계;
    상기 세정 카트를 제2 세정 용기 어셈블리로 이동시키는 단계; 및
    상기 세정 카트를 상기 제2 세정 용기 어셈블리에 부착시키는 단계
    를 더 포함하는,
    세정 화학물질로 컴포넌트 부분들을 세정하기 위한 방법.
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