KR20160132138A - 입자 감소를 위한 로드 록 조립체 및 방법 - Google Patents

입자 감소를 위한 로드 록 조립체 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160132138A
KR20160132138A KR1020120017907A KR20120017907A KR20160132138A KR 20160132138 A KR20160132138 A KR 20160132138A KR 1020120017907 A KR1020120017907 A KR 1020120017907A KR 20120017907 A KR20120017907 A KR 20120017907A KR 20160132138 A KR20160132138 A KR 20160132138A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
load lock
wafer
loadlock
gas
torr
Prior art date
Application number
KR1020120017907A
Other languages
English (en)
Inventor
비라야 에스. 팬디트
에머리 와이. 쿠어
Original Assignee
노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 filed Critical 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드
Publication of KR20160132138A publication Critical patent/KR20160132138A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046—Dry cleaning only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67201—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the load-lock chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

공정 시스템으로부터 이동될 때, 저장 부분에 저장되기 전에, 로드 록에서 웨이퍼가 실질적으로 방전된다. 이러한 방전은 웨이퍼로부터 일부 정전하 입자를 분리하는 데 도움이 된다. 또한 벤팅 및/또는 퍼징 사이클 동안 입자는 로드 록 내부의 교류(turbulence)를 생성함으로써 제거될 수 있다. 이들 입자 제거 동작은 전체 공정 처리량에 유의미한 영향을 미치지 않고 수행될 수 있다.

Description

입자 감소를 위한 로드 록 조립체 및 방법{LOAD LOCK ASSEMBLY AND METHOD FOR PARTICLE REDUCTION}
관련 출원의 상호참조
이 출원은 2012년09월02일자 미국 특허 출원 제13/369,618호 "LOAD LOCK ASSEMBLY AND METHOD FOR PARTICLE REDUCTION"(Attorney Docket No. NOVLP290US/NVLS003465)와, 2011년02월22일자 미국 가특허출원 제61/445,282호 "LOAD LOCK ASSEMBLY AND METHOD FOR PARTICLE REDUCTION"(Attorney Docket No. NOVLP290P2US/NVLS003465P2)를 기초로 우선권 주장하며, 상기 미국 출원들은 본원에서 참조로서 포함된다.
발명의 기술분야
본 발명은 로드 록(load lock)을 이용해 웨이퍼를 이송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 구체적으로, 저압 환경에서 고압 환경으로 기판 웨이퍼를 이송하는 동안, 가령, 기판 웨이퍼를 공정 모듈(process module)에서 저장 모듈(storage module)로 이송하는 동안, 상기 기판 웨이퍼를 세정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
많은 반도체 공정 작업이 매우 낮은 압력에서 수행된다. 일반적으로, 다양한 이송 시스템(가령, 로드 록)을 이용해 웨이퍼가 모듈 안팎으로 전달되는 동안 이러한 작업에서 사용되는 공정 모듈은 저압에서 계속 유지된다. 이러한 방식은 두 개의 압력 환경, 가령, 공정 시스템 내부의 저압 환경과 시스템 외부의 대기압 환경을 효과적으로 분리한다. 이 방식은 각각의 웨이퍼, 또는 웨이퍼 세트를 처리한 후 공정 모듈을 계속 진공 상태로 만들어야 하는 일정하고 부담스러운 필요성을 없앤다. 덧붙여, 하나 이상의 공정 시스템이, 전체 시스템이 공유하는 저압 환경에서, 대응하는 핸들링 및 다른 유형의 시스템과 함께 배열될 수 있으며, 이러한 저압 환경으로부터 이동되기 전에, 상기 저압 환경 내에서 웨이퍼가 몇 가지 서로 다른 작업의 대상이 될 수 있다.
웨이퍼 공정은 작은 입자를 많이 발생시킬 수 있으며, 상기 작은 입자는 웨이퍼에 정전기에 의해 및/또는 중력에 의해 부착된다. 웨이퍼가 반도체 및 유전체 물질을 포함하는 것이 일반적이기 때문에, 전기 전하를 축적하고 보유하는 경향을 가진다. 입자는 웨이퍼의 전면과 후면 모두에 부착될 수 있다. 이러한 입자의 존재가 웨이퍼에게 해롭고 부정적일 수 있다. 예를 들어, 입자는 형성된 집적 회로 내에 의도치 않고, 매우 바람직하지 않은 단락(short)을 형성할 수 있다. 더 일반적으로, 입자는 후속 웨이퍼 공정을 방해한다. 공정 또는 핸들링 동안 후면에 부착된 입자가 아래 위치하는 또 다른 웨이퍼 상으로 떨어질 수 있고, 앞서 나열된 문제를 초래할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 카세트형 유닛(cassette-like unit), 예를 들어, 하나의 웨이퍼가 다른 웨이퍼 바로 위에 위치하는 FOUP(Front Opening Unified Pod)에 저장되는 것이 일반적이다. 하나의 웨이퍼의 하부면을 오염시키는 입자가, 그 아래 위치하는 웨이퍼의 앞면에 떨어질 수 있다. 보통, 웨이퍼는 변부 주변에서만 지지되며, 이는 하나의 웨이퍼의 앞면을 그 위에 놓인 웨이퍼의 뒷면에 직접 노출되게 한다.
웨이퍼는 공정 동안 정전기적으로 대전되는데, 구체적으로 물리 기상 증착(PVD) 공정 동안 플라스마와 접촉함으로써, 정전기적으로 대전된다. 웨이퍼가 공정 챔버로부터 이동되어 FOUP에 위치할 때에도 일부 전하가 유지된다. 따라서 웨이퍼의 후면과 그 아래 위치하는 웨이퍼의 전면에 작은 입자가 많이 유지된다. 웨이퍼가 FOUP에 저장되는 동안 방전됨에 따라, 입자가 아래 위치하는 웨이퍼 상으로 떨어질 수 있다. 이 공정은 때때로 "샤워링(showering)"이라고 지칭된다.
웨이퍼를 하나의 압력 환경에서 또 다른 압력 환경으로 이송(가령, 공정 모듈의 저압 환경에서 저장 모듈의 대기 환경으로 이송)하는 동안, 웨이퍼로부터 입자를 제거하기 위한 웨이퍼 세정 방법 및 이와 연계된 장치가 제공된다. 로드 록 또는 그 밖의 다른 임의의 이송 시스템을 이용해 이러한 이송 및/또는 입자 제거가 수행될 수 있다. 정전기적으로 대전된 웨이퍼를 방전시킴으로써, 및/또는 로드 록에 추가 가스 교류를 제공함으로써 세정이 이뤄진다. 이송은 벤팅(venting) 및/또는 퍼징(purging) 사이클을 포함할 수 있다. 웨이퍼 방전은 웨이퍼를, 로드 록에 제공되는 전도성 지지 콘의 한 세트 상에 위치시키는 과정을 포함할 수 있다. 그 후 이온화된 가스가 로드 록 내부로 도입될 수 있다. 벤팅 사이클 동안 추가 펌핑 및 벤팅 서브-사이클이 사용되어, 로드 록에서의 체류 시간(residence time)을 증가, 추가 교류를 제공, 및/또는 웨이퍼를 추가 방전시킬 수 있다. 특정 실시예에서, 웨이퍼 제거 동안 웨이퍼 방전을 벤팅 및 퍼징 사이클과 결합하는 것은, 종래의 로드 록 공정에서 사용되는 것 이상의 별도의 단계를 이용하지 않는다. 따라서 공정 처리량은 실질적으로 영향받지 않는다. 덧붙여, 제안된 벤팅 및 가압 사이클 동안 로드 록에서 생성되는 교류가 웨이퍼 표면에서 입자를 제거하는 데, 추가로 도움이 된다.
세정 방법은 웨이퍼를 로드 록에 제공하는 것으로 시작할 수 있다. 로드 록에서, 웨이퍼는, 웨이퍼로부터 적어도 일부 전하를 인출하는 데 도움이 되는 전도성 지지 콘의 세트 상에 위치할 수 있다. 웨이퍼가 로드 록 내에 위치한 후, 로드 록은 폐쇄되고, 이온화된 가스가 웨이퍼의 표면 위로 공급되어, 웨이퍼를 추가로 방전할 수 있다. 벤팅 및 퍼징 사이클 동안 이온화된 가스가 제공될 수 있고, 이는, 앞서 언급된 바와 같이, 웨이퍼를 방전시키는 것에 추가로 가스에 의해 생성된 교류에 의해 웨이퍼의 표면에서 입자를 떨어뜨리는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 공기 또는 질소가 이온화기를 통해 로드 록 내로 공급될 수 있다. 웨이퍼의 한 표면 또는 양 표면 위에 이온화된 가스의 균일한 흐름을 제공하기 위해, 이온화된 가스가 샤워 헤드를 통해 분사될 수 있다.
하나의 특정 실시예에서, 세정 방법은 웨이퍼를 로드 록 내로 제공하는 단계, 로드 록의 이송 포트를 폐쇄하는 단계, 로드 록 내부 압력을 제 1 압력 수준으로 증가시키기 위해 벤팅 가스를 이용해 로드 록을 벤팅하는 단계를 포함한다. 그 후, 이온화된 가스 및/또는 벤팅 가스가 로드 록 내로 공급될 수 있다. 로드 록 내부 압력이 제 2 압력 수준에 도달할 때까지, 한 가지 가스, 또는 두 가지 가스 모두 로드 록으로 공급될 수 있다. 제 2 압력 수준은 로드 록의 또 다른 이송 포트에서의 환경의 압력에 대응할 수 있다. 특정 실시예에서, 제 2 압력 수준은 저장 모듈의 주위 압력보다 낮거나 동일하다. 이온화된 가스는 질소, 공기, 및 그 밖의 다른 유사한 가스의 이온을 포함할 수 있고, 벤팅 가스는 헬륨일 수 있다. 또한 세정 방법은 대기 포트를 개방하는 단계와, 이온화된 가스 및 퍼징 가스를 로드 록으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 퍼징 가스의 한 예가 아르곤이다. 벤팅 가스 유량과 이온화된 가스 유량의 비가 약 0.1 내지 10이다. 이와 동일한 또는 또 다른 실시예에서, 퍼징 가스 유량과 이온화된 가스 유량의 비는 약 0.1 내지 10이다.
로드 록은, 웨이퍼의 전면 및/또는 후면 상에서의 이온화된 가스의 실질적으로 균일한 분포를 제공하는 샤워 헤드 또는 또 다른 유형의 전달 포트를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 동일한 전달 포트가 이온화된 가스를 양 표면에 분포시킨다. 또 다른 실시예에서, 2개의 전달 포트가 사용되며, 이들 전달 포트의 각각의 전달 포트는 이온화된 가스를 웨이퍼의 하나의 지정 표면으로 전달한다. 샤워 헤드 또는 전달 포트는 더 사용되어, 웨이퍼 표면 주변에 교류를 생성하여 입자 제거를 추가로 보조할 수 있다. 또 다른 가스, 가령, 벤팅 가스 및 퍼징 가스가 샤워 헤드 또는 전달 포트를 통해 공급될 수 있다.
상기 방법은 웨이퍼를 로드 록으로부터 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이퍼는 이동 시점에서 약 1나노-쿨롱 이하의 총 절대 전하량을 가진다. 남아 있는 웨이퍼 전하는 양성 또는 음성일 수 있다. 또한, 앞서 언급된 바와 같이, 웨이퍼가 로드 록에서 전도성 지지 콘의 한 세트에 위치할 수 있다. 특정 실시예에서, 전도성 지지 콘은 정전기 방전 세라믹을 포함한다.
하나의 실시예에서, 로드 록은 제 1 압력 수준(약 0.01Torr 내지 760Torr일 수 있음)까지로 벤팅된다. 특정 실시예에서, 제 1 압력 수준은 약 1Torr 내지 50Torr이다. 또는, 제 1 압력 수준은 약 100Torr 내지 700Torr일 수 있다. 그 후, 이온화된 가스가 벤팅 가스와 함께 로드 록으로 도입되고, 로드 록은 계속 벤팅될 수 있다. 하나의 대안적 실시예에서, 로드 록은 이온화된 가스만 이용해 추가로 벤팅될 수 있다. 그 후, 로드 록은 제 2 압력 수준까지로 펌핑될 수 있으며, 하나의 실시예에서, 제 2 압력 수준은 0.01Torr 내지 760Torr일 수 있다. 특정 실시예에서, 제 2 압력 수준은 약 1Torr 내지 50Torr이다. 또는, 제 2 압력 수준이 약 100Torr 내지 700Torr일 수 있다.
제 1 압력 수준에 도달하면, 로드 록이 약 1 내지 10초 동안 이 수준으로 유지될 수 있다. 이와 마찬가지로, 로드 록은 약 1 내지 10초 동안 제 2 압력 수준으로 유지될 수 있다. 특정 실시예에서, 이온화된 가스와 퍼징 가스를 이용해 약 1 내지 10초 동안 로드 록이 퍼징될 수 있다. 대안적 실시예에서, 로드 록이 퍼징 가스만 이용해, 또는 이온화된 가스만 이용해, 퍼징될 수 있다.
하나의 실시예에서, 로드 록 시스템이 이송 포트를 통해 공정 챔버와 일체되도록 구성된 로드 록을 포함할 수 있다. 상기 로드 록 시스템은 또한 전도성 기판 지지 콘, 진공 라인, 가압된 가스 라인, 퍼지 가스 라인, 및 이온화기 라인을 통해 로드 록 내부에 위치하는 기판 웨이퍼로 이온을 전달하도록 구성된 이온화 시스템을 포함할 수 있다. 이온화기 라인은 기판으로 전달되는 이온과 접촉하는 비-전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이온화기 라인용으로 중합체 관(polymer tubing)이 사용될 수 있다. 로드 록 시스템은 제어기를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어기는 앞서 나열된 다양한 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령(program instruction)을 포함한다. 예를 들어, 프로그램 명령은 기판 웨이퍼를 로드 록 내로 제공하는 동작, 이송 포트를 폐쇄하는 동작, 및 가압 가스를 로드 록으로 공급함으로써 로드 록 내부 압력을 제 1 압력 수준까지로 증가시키는 동작 등의 등작을 제어할 수 있다. 또한 프로그램 명령은 로드 록 내부의 압력이 저장 모듈의 주위 압력보다 낮은 동안, 이온화된 가스와 가압된 가스를 로드 록 내로 공급하는 동작 등의 동작도 제어할 수 있다.
도 1은 특정 실시예에 따르는, 로드 록, 공정 모듈, 내부 및 외부 웨이퍼 핸들링 모듈, 및 웨이퍼 캐리어를 포함하는 전체 반도체 공정 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 특정 실시예에 따르는, 이송 포트, 가스 라인, 및 라인 연결부를 포함하는 로드 록의 투시도이다.
도 3a은 특정 실시예에 따르는, 로드 록 내부의 냉각 판의 지지 콘 상에 위치하는 웨이퍼의 개략적 평면도이다.
도 3b는 특정 실시예에 따르는, 로드 록 내부의 냉각 판의 지지 콘 상에 위치하는 웨이퍼의 개략적 측면도이다.
도 4는 특정 실시예에 따르는, 웨이퍼 표면 주변의 이온화된 가스 흐름을 도시하는 가스 라인과 샤워 헤드를 포함하는 로드 록 시스템의 다이어그램이다.
도 5는 특정 실시예에 따르는, 로드 록을 갖는 공정 시스템 내에서 수행되는 웨이퍼 공정 및 핸들링 동작의 순서도이다.
도 6은 특정 실시예에 따르는, 공정 시스템에서 웨이퍼를 제거하는 동안의 웨이퍼 세정 방법의 순서도이다.
도 7a-c는 벤팅 사이클과 퍼징 사이클을 수행하는 서로 다른 실시예에 대한 시간의 흐름에 따른 로드 록 내부 압력의 도표를 도시한다.
도 8은 서로 다른 공정 조건에서 수행되는, 로드 록을 통해 공정 시스템으로부터 웨이퍼를 제거한 후의 총 웨이퍼 전하량의 도표이다.
서문
다음의 기재에서, 본원의 개념을 완전히 이해하기 위해 많은 구체적인 세부사항이 제공된다. 본원의 개념은 이들 구체적 세부사항 중 일부 또는 전부 없이도, 실현될 수 있다. 다른 예에서, 설명되는 개념을 불필요하게 흐리지 않기 위해, 잘 알려진 공정 작업은 상세히 기재되지 않았다. 특정 실시예와 연계되어 일부 개념이 기재될 것이지만, 이들 실시예로 한정하려는 의도는 없음을 이해할 것이다.
본원의 목적에 있어서, 일반적으로, 용어 "저압(low pressure)"은 시스템의 한 측에서의 압력보다 낮은 다른 한 측에서의 압력을 일컫는다. 예를 들어, 공정 모듈 내부 압력이 저압이라고 지칭될 수 있으며, 공정 모듈 외부의 주위 압력(ambient pressure)보다 낮은 값을 갖는 것이 일반적이다. 용어 "대기압(atmospheric pressure)"이 공정 모듈의 외부의 압력, 가령, 주위 압력이라고 정의된다. 일반적으로 외부의 압력 값은 모듈의 내부의 압력 값보다 높다. 특정 실시예에서, "대기압"의 값이 주위 압력을 나타내지 않고, 일부 중간 챔버에서 사용되는 임의의 중간 압력일 수 있다. 용어 "펌핑(pumping)" 및 "진공화(vacuuming)"가 로드 록(load lock) 내부의 압력의 감소를 일컫는다. 용어 "벤팅(venting)"은 로드 록 내부의 압력을 증가시키는 것에 대응하며, 이는 가스 중 하나 이상을 공급함으로써 이뤄질 수 있다. 일반적으로 용어 "백본(backbone)"은 공정 시스템의 저압 측에서 공정 챔버들 간에, 또는 챔버와 로드 록 간에 웨이퍼를 이동시키기 위한 하나 이상의 로봇과 로봇 암을 지칭한다.
일반적으로, 로드 록은 2개의 서로 다른 압력 수준 간에 웨이퍼를 이송시키도록 사용될 수 있다. 그러나 고압 환경이 주위 압력에 대응하는지의 여부에 관계없이, 저압 환경과 고압 환경 간의 임의의 웨이퍼 이송이 그 범위에 속한다. 예를 들어, 초저압 수준(가령, 약 1-1000 나노토르(nanoTorr))으로 유지되는 증착 챔버에서, 대기압에 비해 낮지만 증착 챔버보다 높은 압력 수준으로 유지되는 백본 영역으로 웨이퍼를 이송시키기 위해, 로드 록 및 세정 방법이 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 백본 영역이 약 0.1 내지 0.5mTorr의 압력 수준으로 유지된다. 로드 록이 아닌 장치(이송 시스템이라고 지칭될 수 있음)를 이용해 이러한 이송이 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, 복수의 로드 록 및/또는 그 밖의 다른 유형의 이송 시스템이 하나의 공정 시스템에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 이송 시스템이 대기 측과 저압 측 간의 이송을 위해 사용될 수 있는 동안, 또 하나의 이송 시스템이 저압 측 내 상이한 압력 수준들 간 이송을 위해 사용될 수 있다.
장치 예시들
도 1은 특정 실시예에 따르는 반도체 공정 시스템(100)을 도시한다. 상기 웨이퍼는 웨이퍼-저장 모듈(102), 가령, FOUP에서 공급될 수 있다. 외부 웨이퍼 핸들링 시스템(104)은 로봇 암을 포함하며, 웨이퍼를 웨이퍼 저장 모듈(102)로부터 이동시키고, 상기 웨이퍼를 대기 포트(atmospheric port)를 통해 로드 록(106) 중 하나 또는 둘 모두로 적재하도록 사용될 수 있다. 상기 웨이퍼 저장 모듈(102), 웨이퍼 핸들링 시스템(104), 및 그 밖의 다른 관련 구성요소가 반도체 공정 시스템(100)의 대기 측에 제공된다. 반도체 공정 시스템(100)은 2개의 로드 록(106)을 갖는 것으로 도시된다. 그러나 시스템에서 임의의 개수의 로드 록이 사용될 수 있다. 또한 외부 웨이퍼 핸들링 시스템(104)이 사용되어, 그들의 대기 포트를 통해 처리된 웨이퍼를 하나 또는 둘 모두의 로드 록(106)으로부터 이동시키고, 이들 처리된 웨이퍼를 웨이퍼 저장 모듈(102) 내로 위치시킬 수 있다.
반도체 공정 시스템(100)은, 시스템의 한 부분이 한 압력 수준으로 동작하는 동안 다른 한 부분이 이와 상이한 압력 수준으로 동작한다는 고립 원칙(isolation principle)을 바탕으로 한다. 시스템의 한 측이 저압 측이라고 지칭될 수 있으며, 다른 측이 고압 측이라고 지칭될 수 있다. 공정은 종종 대기압보다 낮은 압력 수준에서 수행되기 때문에, 저압 측은 종종 공정 환경(processing environment)에 대응하고, 반면에 고압 측은 대기 환경에 대응하며, 대기 측이라고 지칭될 수도 있다. 통상의 실시예에서, 저압 측은 약 10-9Torr(1nanoTorr) 내지 5×10-4Torr(0.5mTorr)에서 동작할 수 있다. 저압 측의 압력은 공정 요건에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 약 0.5mTorr의 로드 록으로부터 이동되어, 공정 모듈들 중 하나로 이송될 수 있다.
저압 측은 다양한 공정 모듈(110)과 내부 웨이퍼 핸들링 모듈(108)을 포함할 수 있다. 공정 모듈(110)의 일부 예에, 물리 기상 증착(PVD) 챔버, 화학 기상 증착(CVD) 챔버, 원자 층 증착(ALD) 챔버, 탈기 모듈(degas module), 선-세정 모듈(pre-clean module), 반응성 선-세정(RPC) 모듈, 냉각 모듈이 포함된다. 저압 측에 있는 그 밖의 다른 유형의 모듈이 추가적인 로드 록, 또는 이송 시스템 및 백본 시스템을 포함할 수 있다. 도 1의 예시가 2개의 공정 모듈(110)과 하나의 내부 웨이퍼 핸들링 모듈(108)만 포함하지만, 공정 시스템(100)은 임의의 개수의 이러한 모듈 및 이러한 모듈의 조합을 가질 수 있다. 백본이라고도 일컬어질 수 있는 내부 웨이퍼 핸들링 모듈(108)은, 다양한 공정 모듈(110) 및 로드 록(106) 간에 웨이퍼를 이송하기 위해 사용된다. 공정 시스템(100)의 대기 측이 웨이퍼 저장 모듈(102), 외부 웨이퍼 핸들링 모듈(104), 및 그 밖의 다른 모듈과 설비 구성요소를 포함할 수 있다.
그 밖의 다른 반도체 웨이퍼 공정 시스템이 또한 범위에 속한다. 예를 들어, 하나 이상의 다중 스테이션 반응기가 이송 챔버로 연결될 수 있고, 상기 이송 챔버는 하나 이상의 로드 록으로 연결된다. 적합한 반도체 공정 툴은, 예를 들어, 캘리포니아 산호세에 소재하는 노벨러스 시스템즈(Novellus Systems)가 생산한 수정된 Novellus Sequel, Inova, Altus, Speed, 및 Vector system을 포함한다. 상기 반응기는 다중-스테이션 반응기일 필요는 없고, 단일 스테이션 반응기일 수 있다. 마찬가지로, 로드 록은 복수의 이온화기가 장착된 복수의 웨이퍼 로드 록(가령, 이온화기가 장착된 이중 웨이퍼 로드 록)일 수 있다.
로드 록(106)은 웨이퍼 이송의 상태에 따라, 저압 측 또는 대기 측의 일부분일 수 있다. 사실상 로드 록(106)이 전체 반도체 공정 시스템(100)의 두 측 사이의 유일한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 로드 록(106)의 대기 포트(atmospheric port)가 개방되고 이송 포트가 폐쇄될 때, 로드 록(106)이 대기압에 있는다. 일부 경우, 이러한 상태는, 퍼징(purging) 사이클 동안, 그리고 외부 웨이퍼 핸들링 시스템(104)을 이용한 웨이퍼의 적재/하역(loading/unloading) 동안, 발생한다. 또는, 이송 포트가 개방되고 대기 포트가 폐쇄될 때, 로드 록(106)이 저압 측과 연통된다. 예를 들어, 이러한 상태는, 내부 웨이퍼 핸들링 모듈(108)에 의한 웨이퍼의 적재/하역 동안, 발생한다. 마지막으로, 두 포트 모두 폐쇄되고 로드 록(106)은 벤팅(venting) 또는 펌핑(pumping) 사이클을 겪을 수 있다. 이들 사이클 동안 로드 록 내부의 압력은, 이들 사이클에 의해 나타내어지는 전이 단계(transition phase) 동안 저압 측의 저압 수준과 대기 측의 고압 수준 사이일 수 있다. 그러나 특정 실시예에서, 이들 전이 단계 동안 로드 록 내부의 압력은, 적어도 일부 시간 동안 저압 측의 저압 수준과 실질적으로 동일하거나, 심지어 더 낮을 수 있다. 이 실시예나 그 밖의 다른 실시예에서, 이러한 전이 단계 동안 로드 록 내부의 압력은, 적어도 일부 시간 동안, 고압 측(가령, 대기 측)의 고압 수준과 실질적으로 동일하거나, 더 높을 수 있다.
반도체 공정 시스템(100)은, 시스템(100)의 다양한 모듈로부터 피드백 신호를 수신하고, 상기 모듈이나 그 밖의 다른 모듈로 제어 신호를 공급하기 위한 시스템 제어기(114)를 포함할 수 있다. 시스템 제어기(114)는 로드 록(106)의 동작, 가령, 사이클의 타이밍, 압력 수준, 가스 도입(introducing)의 타이밍, 가스의 유량, 펌핑, 및 그 밖의 다른 많은 공정 변수를 제어할 수 있다. 특정 실시예에서, 시스템 제어기(114)는 그 밖의 다른 모듈(가령, 외부 웨이퍼 핸들링 모듈(104) 및 내부 웨이퍼 핸들링 모듈(108))과 관련된 로드 록(106)의 동작을 동기화할 수 있다. 더 구체적인 실시예에서, 시스템 제어기(114)는 로드 록(106)의 가스 라인 및/또는 진공 라인의 밸브 및 유량계의 동작을 제어할 수 있다. 또한 시스템 제어기는 이온화기의 동작 및/또는 웨이퍼 이송 및 대기 포트의 개방과 폐쇄도 제어할 수 있다. 시스템 제어기(14)는 다양한 공정 모듈의 동작, 가령 백본 모듈의 동작을 담당하는 전체 시스템 제어기의 일부일 수 있다.
도시된 실시예에서, 시스템 제어기(114)는 이하에서 더 기재될 다양한 동작 동안의 공정 조건을 제어하기 위해 사용된다. 이러한 동작의 일부 예는 기판 웨이퍼를 로드 록으로 제공하는 것, 로드 록의 이송 포트를 폐쇄하는 것, 가압 가스(pressurizing gas)를 이용해 로드 록 내부 압력을 제 1 압력 수준으로 증가시키고 이온화 가스를 첨가함으로써 로드 록을 벤팅(venting)하는 것, 로드 록을 펌핑하는 것, 대기 포트를 개방하는 것, 및 웨이퍼를 이동시키는 것을 포함한다.
상기 시스템 제어기(114)는 하나 이상의 메모리 장치와 하나 이상의 프로세서를 포함하는 것이 일반적일 것이다. 프로세서는 중앙 처리 유닛(CPU) 또는 컴퓨터, 아날로그 및/또는 디지털 입/출력 연결, 스테퍼 모터(stepper motor) 제어기 판, 및 그 밖의 다른 이와 유사한 구성요소들을 포함할 수 있다. 적절한 제어 동작을 구현하기 위한 명령(instruction)이 프로세서에서 실행된다. 이들 명령은 제어기와 연계된 메모리 장치에 저장되거나, 네트워크를 통해 제공될 수 있다.
특정 실시예에서, 시스템 제어기(114)는 반도체 공정 시스템(100)의 모든 또는 대부분의 활동을 제어한다. 예를 들어, 시스템 제어기(114)는, 하나 또는 둘 모두의 로드 록(106)을 통해 시스템(100) 외부로 기판을 이송하는 것과 연계된 반도체 공정 시스템(100)의 모든 또는 대부분의 활동을 제어할 수 있다. 상기 시스템 제어기(114)는, 공정 단계의 타이밍, 압력 수준, 가스 유량, 및 이하에서 더 설명될 특정 동작의 그 밖의 다른 파라미터를 제어하기 위한 명령 세트를 포함하는 시스템 제어 소프트웨어를 실행한다. 일부 실시예에서, 제어기와 연계되는 메모리 장치에 저장되는 그 밖의 다른 컴퓨터 프로그램, 스크립트, 또는 루틴이 사용될 수 있다.
통상적으로, 시스템 제어기(114)와 연계된 사용자 인터페이스가 존재한다. 상기 사용자 인터페이스는 디스플레이 스크린, 공정 조건을 디스플레이하기 위한 그래픽 소프트웨어, 및 사용 입력 장치(가령, 포인팅 장치, 키보드, 터치 스크린, 마이크로폰, 및 그 밖의 다른 이와 유사한 구성요소)를 포함할 수 있다.
앞서 언급된 동작을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는 임의의 종래의 컴퓨터 판독형 프로그래밍 언어로 써질 수 있는데, 가령, 어셈블리어, C, C++, 파스칼, 포트란 등으로 써질 수 있다. 프로그램에서 식별된 작업을 수행하기 위해, 프로세서에 의해 컴파일링된 객체 코드 또는 스크립트가 실행된다.
시스템 제어기(114)의 아날로그 및/또는 디지털 입력 연결에 의해, 공정을 모니터링하기 위한 신호가 제공될 수 있다. 공정을 제어하기 위한 신호가 공정 시스템의 아날로그 및 디지털 출력 연결에서 출력된다.
임의의 유형의 로드 록(106)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 들어오는 웨이퍼와 나가는 웨이퍼 모두의 동시 핸들링을 가능하게 하는 구획/사이클 로드 록(partiioned/cycle load lock)이 사용될 수 있다. 도 2는 로드 록(200)의 일례의 단순화된 투시도를 나타낸다. 로드 록(200)은, 로드 록(200)의 설치와 서비스를 위해 분해될 수 있는 본체 또는 챔버(202)를 포함한다. 예를 들어, 챔버(202)는 탈착식 뚜껑(removable lid) 및/또는 탈착식 바닥, 액세스 포트(access port), 및/또는 그 밖의 다른 액세스 특징부를 포함할 수 있다. 로드 록(200)은 자신 내부의 웨이퍼의 존재 여부(필요한 경우, 상태도)를 검사하기 위한 관찰 창(viewing window, 204)을 포함할 수 있다. 상기 로드 록(200)은 웨이퍼를 로드 록(200) 내부로, 그리고 외부로 이송하기 위한 2개의 포트를 갖는 것이 일반적이다. 이들 포트는 이송 포트(transfer port, 20) 및 대기 포트(atmospheric port, 206)라고 지칭될 수 있다. 이송 포트(208)는 저압 측(가령, 공정 모듈들 간에 웨이퍼를 이동시키는 내부 웨이퍼 핸들링 시스템) 쪽으로 개방된다. 대기 포트(206)는 대기 측(가령, 외부 웨이퍼 핸들링 시스템) 쪽으로 개방된다. 또한 로드 록(200)은 복수의 유입 및 유출 라인(201a-c)을 포함하며, 상기 라인에 의해, 이온화된, 벤팅, 퍼징, 및 그 밖의 다른 유형의 가스가 제공되고, 펌핑 사이클 동안 가스가 제거된다(즉, 진공 펌프 라인). 임의의 개수의 라인이 로드 록으로 연결될 수 있다. 덧붙이자면, 라인(210a-c) 각각은 복수의 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 동일한 라인이 다양한 가스를 전달하고 로드 록을 진공화하기 위해 사용될 수 있다. 그 밖의 다른 배관 구성이 또한 사용될 수 있다. 상기 라인(210a-c)에, 끼움부재(fitting), 삽입부재(insert), 가공된 표면, 및 이와 유사한, 로드 록 라인(210a-c)을 외부 라인(가령, 설비 라인(facility line) 및 그 밖의 다른 기기 및 공정 시스템 모듈의 라인)과 연결하기 위한 것을 포함하는 포트(212a-c)가 구비될 수 있다. 상기 포트(212a-c)는 라인과 이 라인(다른 라인일 수도 있음)에 부착된 구성요소 간에 무누출 연결(leak free connection)을 제공한다. 덧붙여, 어떠한 중간 라인 없이, 포트(212a-c)가 로드 록의 챔버(202)로 직접 부착될 수 있다. 예를 들어, 이러한 연결은 나사산, 볼트 홀, 부착된 플랜지(flange), 및 그 밖의 다른 이와 유사한 구성요소를 이용해 로드 록 챔버를 관통하는 홀(hole)을 포함할 수 있다. 도 2는 로드 록의 한 가지 구성만 도시한다. 또 다른 유형의 로드 록도 사용될 수 있다.
도 3a 및 3b는 특정 실시예에 따르는 통상의 로드 록(300)의 복수의 내부 요소를 도시한다. 상기 로드 록은 지지 콘(support cone, 306) 세트를 지지하는 냉각 판(cooling plate, 304)을 포함한다. 통상적으로, 상기 냉각 판(304)은 스테인리스 강, 알루미늄, 또는 그 밖의 다른 열 및 전기 전도성 물질로 만들어진다. 지지 콘(306)과 냉각 판(304) 간의 전기 전도성을 보장하기 위해, 지지 콘(306)이 냉각 판(304)에 부착된다. 웨이퍼(302)의 크기, 그 밖의 다른 공정 및 기기 요건에 따라 지지 콘(306)의 개수가 달라질 수 있다. 예를 들어, 단일 300-㎜ 웨이퍼를 이송하기 위해 사용되는 로드 록은 5개 또는 6개의 지지 콘을 가질 수 있다. 지지 콘(306)은 웨이퍼(302)로부터 정전하를 인출(drain)하기 위한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 콘(306)은 전도성 세라믹(가령, 중국 광저우 시에 소재하는 XT Xing Technologies GZ Co Ltd의 103 내지 1012 Ohm-㎝의 체적 저항률을 갖는 Cerastat)을 포함할 수 있다.
전도성 지지 콘(306)은 냉각 판(304)을 통해 로드 록(300)의 본체(301)로 접지될 수 있다. 웨이퍼(302)가 지지 콘(306)과 전기적으로 접촉하고, 일부 전하를 인출한다. 웨이퍼는 대부분 반도체 물질로 만들어지고, 따라서 빠른 방전을 위해, 접촉 표면이 더 넓고, 접촉점이 더 많을수록 바람직하다. 그러나 접촉 표면이 넓고, 접촉점이 많을수록, 웨이퍼 표면이 손상될 위험이 증가하고, 웨이퍼를 정렬할 때 어려움이 존재할 수 있다.
지지 콘(306)의 형태, 위치, 및 크기는, 웨이퍼(302)의 정렬을 촉진시키고, 웨이퍼(302)를 냉각 판(304)에 더 가까이 배치하도록 설정될 수 있다. 지지 콘(306)의 형태가 웨이퍼(302)와 접촉 면적을 결정할 수 있다. 예를 들어, 접촉 면적이 더 클수록, 웨이퍼(302)의 더 빠른 방전에 유리할 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 콘(306)의 크기가, 로봇 암이 웨이퍼(302)와 냉각 판(304) 사이에 닿는 것을 가능하게 하지 않는다. 따라서 웨이퍼(302)를 상승된 위치로 일시적으로 지지하는 수단이 필요할 수 있다. 하나의 실시예에서, 이러한 수단은 냉각 판(304) 내 홀에 대해 상하로 움직이는 승강 핀(lift pin, 308)을 포함한다. 일반적으로 상기 승강 핀(308)은 스테인리스 강으로 만들어지고, 1 내지 4㎜의 길이를 가진다. 특정 실시예에서, 6 내지 10개의 승강 핀이 사용된다. 로봇 암이 바닥에서부터 웨이퍼(302)를 지지하고, 상기 웨이퍼(302)를 로드 록(300) 내부로 가져간다. 그 후, 로봇 암은 웨이퍼(302)를 승강 핀(308) 상으로 내리고, 로드 록(300) 외부로 인입(retract)된다. 또는, 승강 핀(308)이 위로 확장되고, 웨이퍼(302)를 로봇 암으로부터 들어올릴 수 있으며, 이로써, 로드 록(300)으로부터 암이 인입될 수 있다. 또한 이러한 동작 동안 승강 핀(308)이 웨이퍼(302)로부터 정전하를 제거하는 데 도움이 될 수 있다. 그러나 작은 접촉점, 웨이퍼(302)의 후면의 높은 저향률, 및 이 동작의 짧은 지속시간이 승강 핀(308)을 통해 인출될 수 있는 전하량을 제한한다.
도 4는 특정 실시예에 따르는 로드 록 시스템(400)의 개념적 단면도이다. 로드 록 시스템(400)은, 웨이퍼(404)를 고정하기 위한 웨이퍼 지지대(406)를 담는 로드 록 챔버(402)를 포함한다. 때때로 로드 록 챔버(402)는 로드 록이라고 지칭된다. 앞서 지시된 바와 같이, 웨이퍼 지지대(406)는 냉각 판, 지지 콘, 핀, 및 그 밖의 다른 요소를 포함할 수 있다. 또한, 웨이퍼(404)는 항상 로드 록 챔버(402) 내에 존재하는 것이 아닐 수 있음을 이해해야 한다. 로드 록 챔버(402)는 약 10L 내지 200L의 체적을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 로드 록 챔버(402)는 약 20L 내지 30L의 체적을 가진다.
로드 록 챔버(402)는 복수의 가스 공급기 및 이에 부착된 진공 라인을 가질 수 있다. 상기 라인은 로드 록 챔버(402)의 바닥이나 측벽에 부착될 수 있다. 이들 라인은 로드 록 챔버(402) 내부에서 뻗어있는 내부 노즐, 분배 장치, 및/또는 샤워 헤드를 가질 수 있다. 하나의 실시예에서, 로드 록 시스템(400)은 상기 로드 록 챔버(402)에 부착되는 벤팅 가스 라인(venting gas line), 퍼징 가스 라인(purging gas line), 이온화된 가스 라인, 및 진공 라인을 가질 수 있다. 이들 가스 중 일부의 공급 및 그 밖의 다른 기능이 라인들 중 하나에 의해 수행될 수 있다. 덧붙이자면, 둘 이상의 라인이 동일한 구성요소, 가령, 필터, 밸브, 및 이와 유사한 것을 공유할 수 있다. 기본 배관도에서, 벤팅 가스 라인은 벤팅 라인 유입구(418)와, 벤팅 라인 필터(416)와, 벤팅 라인 질량 유량계(414)를 포함할 수 있다. 이 라인은 또한, 벤팅 라인 밸브(412)와, 로드 록 챔버(402)에 부착될 수 있는 벤팅 라인 전달 포트(410)를 포함할 수 있다. 덧붙이자면, 라인은 벤팅 가스를, 로드 록 챔버(402) 내부의 라인으로부터 전달하기 위한 분배 장치를 가질 수 있다. 벤팅 라인 유입구(418)는 벤팅 가스 공급기로 연결되고, 상기 벤팅 가스 공급기는 공용 설비 공급기 또는 지정 가압 탱크일 수 있다. 벤팅 가스는 헬륨, 공기, 질소, 아르곤, 또는 이들의 혼합기일 수 있다. 로드 록 챔버(402)가 약 5 내지 15초 내에 특정 지정 초기 저압에서부터 대기압에 도달하도록, 벤팅 가스의 유량이 정해질 수 있다. 예를 들어, 약 25L의 내부 체적을 갖는 로드 록 챔버는 약 8초 내에 약 5mTorr에서 약 760Torr로 벤팅될 수 있다. 벤팅 가스의 분배가 고르지 않고, 버스트(burst) 또는 가변 유량을 갖는 서브-사이클을 이용하기 때문에, 벤팅 사이클 동안 로드 록 내 교류(turbulence)가 증가될 수 있다. 또한 이러한 방식은 퍼징 가스 라인과 이온화된 가스 라인에, 그리고 그 밖의 다른 작업에 적용될 수 있다.
퍼징 가스 라인은 퍼징 라인 유입구(428), 벤팅 라인 필터(426), 및 퍼징 라인 질량 유량계(424)를 포함할 수 있다. 또한 상기 퍼징 가스 라인은 퍼징 라인 밸브(422)와, 로드 록 챔버(402)에 부착될 수 있는 퍼징 라인 전달 포트(420)도 포함할 수 있다. 덧붙이자면, 이 라인은 로드 록 챔버(402) 내부 벤팅 가스를 위한 분배 장치를 더 포함할 수 있다. 퍼징 가스는 아르곤, 공기, 질소, 또는 이들의 혼합기일 수 있다. 퍼징 가스의 유량은 통상 27L 로드 록에 대해 약 15-40slm(standard liters per minute)일 수 있다. 유량은 로드 록의 크기에 따라 달라질 수 있음을 이해해야 한다. 로드 록 챔버(402)가 이미 대기압일 때, 퍼징 가스가 공급된다. 따라서 퍼징 동안 로드 록 챔버(402)의 가압을 피하기 위해, 대기 포트(408)가 개방되어, 퍼징 가스, 및 그 밖의 다른 퍼징 동안 사용되는 임의의 가스가 로드 록(442)을 빠져나갈 수 있다.
이온화된 가스 라인은 이온화된 라인 유입구(438)와, 이온화된 라인 필터(436)와, 이온화된 라인 질량 유량계(434)와, 이온화기(433)와, 이온화된 라인 밸브(432)와, 이온화된 라인 전달 포트(430)를 포함할 수 있으며, 상기 이온화된 라인 전달 포트(430)는 로드 록 챔버(402)에 부착되며, 로드 록 챔버(402) 내부 가스를 벤팅하기 위한 분배 시스템을 포함한다. 예를 들어, 이온화된 라인 전달 포트(430)는, 이온화된 가스가 웨이퍼(404)의 전면과 후면 모두 위에 분배되도록 웨이퍼의 측에 위치하는 샤워 헤드를 포함할 수 있다. 가령, SMC IZN10-1107-82, SMC IZN10-11P07, 및 MKS 인라인 모델 4210un 등의 다양한 이온화기가 이온화된 가스 라인에서 사용될 수 있다. 이온화된 가스 라인으로 공급되는 가스는 공기, 질소, 아르곤, 헬륨, 또는 이들의 혼합기일 수 있다. 이온화기(433)의 효과는 이온화기(433) 내부의 가스의 압력에 따라 달라질 수 있으며, 따라서 이온화기(433)를, 로드 록 챔버(402)로 뻗어 있는 밸브(432) 앞에, 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 덧붙여, 웨이퍼 표면 위로 흐르기 전에 이온화된 가스가 방전되는 것(즉, 전하를 잃는 것)을 방지하기 위해, 이온화기(433)와 웨이퍼(404) 사이의 이온화된 라인 전달 포트(430)의 내부 표면을 절연하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 절연 물질, 가령, 폴리머, 세라믹, 또는 심지어 애노다이징된 금속(anodized metal)으로 표면이 코팅될 수 있다.
공정 예시들
도 5는 특정 실시예에 따르는, 다양한 웨이퍼 핸들링 동작을 포함하는 공정(500)의 순서도이다. 공정(500)은 동작(502) 동안 웨이퍼를 대기 측(atmospheric side)으로 적재하는 것으로 시작할 수 있다. 상기 웨이퍼는 FOUP 또는 그 밖의 다른 임의의 유형의 웨이퍼 저장 모듈로 제공될 수 있다. 그 후, 동작(504) 동안 웨이퍼는 로드 록을 통과하여 저압 측(low pressure side)으로 전달된다. 로드 록 설계에 따라, 로드 록을 통해 복수의 웨이퍼가 동시에 이송될 수 있다. 덧붙여, 저압 측으로 이송하기 위한 동작과 저압 측 밖으로 이송하기 위한 동작이 동시에 수행될 수 있다. 이러한 변형예는 주로 로드 록의 설계 및 공정 요건에 따라 달라진다. 저압 측으로의 이송(504)은 외부 웨이퍼 핸들링 시스템을 이용해 웨이퍼를 로드 록 내로 이송하는 과정과, 대기 포트를 폐쇄하는 과정과, 압력이 공정 시스템의 저압 측의 압력 수준과 동일하거나 그 이하로 강하할 때까지 로드 록 밖으로 공기를 펌핑하는 과정을 포함하는 것이 일반적이다. 로드 록은 약 0.01mTorr 내지 10mTorr의 압력 수준 이하까지로 진공화되는 것이 보통이다. 로드 록을 약 1Torr 이하로 진공화하는 데 약 6-10초가 걸리고, 약 0.1Torr 이하로 진공화하는 데 약 10-40초가 걸릴 수 있다. 그 후, 이송 포트가 개방되고, 상기 이송 포트를 통해 웨이퍼가 로드 록으로부터 이동된다.
그 후, 동작(506)에서 웨이퍼가 공정 모듈들 중 하나 이상에서 처리될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼가 장벽 막 증착을 위해 PVD 모듈 내로 이송되고, 그 후, 종자 층 증착을 위해 또 다른 PVD 모듈 내로 이송될 수 있다. 저압 측에서의 처리 및 핸들링 동안, 웨이퍼는 상당한 정전하를 축적하는 경향을 가진다. 이에 덧붙여, 동작(506) 동안 많은 입자가 발생하고, 정전기력과 중력에 의해 웨이퍼의 전면과 후면에 부착될 수 있다. 그 후, 동작(508)에서 상기 웨이퍼는 저압 측에서부터 로드 록을 통과해 대기 측으로 이송된다. 이 마지막 동작(508)은 이하에서 도 6을 참고해 더 설명된다.
공정(600)은 로드 록을 이용해 기판 웨이퍼를 저압 환경(가령, 앞서 나열된 압력 수준들 중 하나를 갖는 준-진공 환경)에서 대기 환경으로 이송하면서 이 기판 웨이퍼를 세정하기 위한 다양한 작업을 포함할 수 있다. 이 공정(600)은 동작(602)에서 나타나는 것처럼, 로드 록과 저압 측 간 압력을 균일화(equalize)하는 것으로 시작할 수 있다. 이 로드 록을 통한 마지막 이송이 저압 측에서 발생했는지, 또는 대기 압 측에서 발생했는지에 따라, 로드 록은 두 가지 상태 중 하나(즉, 저압 측의 압력, 또는 대기 측의 압력)일 수 있다. 특정 실시예에서, 이 압력 수준은 마지막 이송이 발생한 측의 압력에 가깝다. 따라서 등화 동작은 로드 록의 펌핑 또는 벤팅을 포함할 수 있다.
공정(600)은 이송 포트를 개방하는 동작(604)으로 진행될 수 있다. 이송 포트는 로드 록과 공정 시스템의 저압 측 사이의 밀봉된 문이며, 웨이퍼가 내부 웹 핸들링 모듈의 로봇 암에 실려 통과할 정도로 충분히 크다. 그 후, 동작(606)에서 로봇 암은 웨이퍼를 로드 록 내로 운반하고, 지지 콘 위에 위치시킨다. 로봇 암이 웨이퍼와 냉각 판 사이를 이동할 수 있도록, 지지 콘은 웨이퍼를 냉각 판 위만큼 높이 지지할 수 있을 정도로 충분히 길지 않은 것이 일반적이다. 따라서 동작(608)에서 나타나는 것처럼, 웨이퍼는 우선, 승강 핀(lift pin) 상에 위치할 수 있다. 하나의 실시예에서, 이 동작 동안 승강 핀에 의해 웨이퍼가 로봇 암으로부터 들어 올려지도록 승강 핀이 상승된다. 또 다른 실시예에서, 로봇 암이 웨이퍼를 승강 핀의 끝(tip)으로 내려놓는다. 그 후, 동작(610) 동안 로봇 암이 로드 록으로부터 인입하고, 동작(614) 동안 이송 포트가 폐쇄되어, 공정 시스템의 전압 측으로부터 로드 록을 밀봉한다. 이송 포트 폐쇄는, 로봇 암을 로드 록으로부터 인입시키는 동작과 이온화된 및/또는 가압된 가스를 로드 록으로 도입시키는 동작 사이의 임의의 시점에서 발생할 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다. 일부 실시예에서, 동작(612)에서 도시된 바와 같이, 승강 핀이 하강되고 웨이퍼가 지지 콘 상에 놓인다. 지지 콘은 웨이퍼와 전기 접촉하고, 이로써, 축적된 정전하들 중 일부가 상기 콘을 통해 인출될 수 있다. 덧붙여, 콘의 설계는 웨이퍼를 시스템의 나머지 부분에 대해(더 구체적으로, 외부 및 내부 웨이퍼 핸들링 모듈의 로봇 암에 대해) 정렬하도록 사용될 수 있다.
웨이퍼가 콘 상에 위치하면, 동작(616) 동안 벤팅 사이클이 개시된다. 상기 벤팅 사이클은 벤팅 가스 및/또는 이온화된 가스를 로드 록으로 도입시켜 로드 록 내 압력을 증가시키는 과정을 포함할 수 있다. 벤팅 사이클은 또한, 진공 라인을 통해 로드 록 밖으로 가스를 진공화(vacumming)하는 과정을 포함할 수 있다. 전체적으로, 로드 록은 자신의 초기 압력(저압 측의 압력)에서 최종 압력(대기 측의 압력)이 된다. 벤팅 사이클은, 펌핑, 벤팅, 및 특정 수준의 균일 압력 유지를 포함하는 다양한 단계/서브-사이클을 포함할 수 있다. 벤팅 사이클의 세부사항은 도 7A-C의 맥락에서 더 설명된다.
동작(616) 동안의 벤팅 사이클의 완료 후, 동작(618)에서 로드 록의 대기 포트가 개방될 수 있고, 퍼징 사이클이 수행된다. 일반적으로, 개방된 대기 포트를 이용해 균일 압력에서 퍼징 사이클이 수행되지만, 퍼징 사이클의 일부 주기 동안 대기 포트가 폐쇄될 수도 있고, 압력이 대기압 수준에서 벗어날 수 있다. 예를 들어, 더 높은 농도의 이온화된 가스를 갖고 방전을 촉진하여, 입자 제거를 위한 추가적인 교류(turbulence)를 야기하기 위해, 로드 록이 약간 가압될 수 있다. 퍼징 사이클 동안, 퍼징 가스와 이온화된 가스 모두 로드 록을 통과해 흐를 수 있다. 하나의 실시예에서, 퍼징 가스와 이온화된 가스 모두 전체 퍼징 사이클에서 흐른다. 또는, 퍼징 사이클이 복수 개의 서브-사이클로 나뉠 수 있으며, 여기서 가스들 중 하나가 끊길 수 있다. 벤팅 사이클의 추가적인 세부사항이 도 7a-c의 맥락에서 더 설명된다.
그 후, 동작(620) 동안 승강 핀에 의해 웨이퍼가 지지 콘으로부터 승강될 수 있다. 하나의 실시예에서, 이 시점에서 퍼징 사이클이 완료되고, 다스가 더 이상 로드 록을 통해 흐르지 않는다. 하나의 대안적 실시예에서, 퍼징 및/또는 이온화 가스가 동작(620 및 622)의 전체 또는 일부분 동안 계속 흐른다. 승강 핀 상의 웨이퍼를 올림으로써, 냉각 판과 웨이퍼 사이에 충분한 갭이 제공되어, 동작(622)에서, 외부 웨이퍼 핸들링 시스템의 로봇 암이 그 사이에 들어올 수 있고, 승강 핀으로부터 웨이퍼를 들어올리고, 로드 록에서 웨이퍼를 이동시킬 수 있다. 도 6에 제시된 동작들 중 일부는, 이들 동작에서 사용되는 기기의 특정 구성에 따라 달라질 수 있는 선택사항이다.
도 7a-c는 특정 실시예에 따르는, 벤팅 및 퍼징 사이클 동안 시간에 따른 로드 록 내부의 압력 수준의 도표이다. 이 도시는 세정 방법의 더 나은 이해를 촉진하기 위해 제공되며, 한정하려는 것이 아니다. 일반적으로, 벤팅 사이클은, 로드 록 내부의 압력이 증가하거나(벤팅 단계), 감소하거나(펌핑 단계), 일정하게 유지되는(유지 단계) 복수의 단계(또는 서브-사이클)를 포함할 수 있다. 각각의 단계의 종료 부분에서의 압력 수준은, 저압 측의 저압과 고압 측의 고압(대기 측의 대기압) 사이일 수 있다. 그러나 또한 압력은 이 범위 이하이고, 이상일 수 있으며, 보통, 기기 설계에 따라서만 제한된다.
도 7a는 벤팅 및 퍼징 사이클의 일례를 도시한다. 단계 1A에서, 웨이퍼가 로드 록 내로 도입되고, 이송 포트가 폐쇄된다. 단계 1A 동안의 압력이, 공정 시스템의 저압 측의 압력과 실질적으로 동일하고, 비교적 일정하다. 그 후, 이송 포트가 폐쇄되고, 로드 록이 벤팅된다. 단계 2A는 전체 벤팅 사이클을 나타낸다. 이 단계 동안 벤팅 가스 및/또는 이온화된 가스가 로드 록으로 도입된다. 특정 실시예에서, 이 단계에서는 벤팅 가스만 도입된다. 또 다른 실시예에서, 이 단계에서는 이온화된 가스만 도입된다. 또 다른 실시예에서, 전체 단계 동안, 벤팅 가스와 이온화된 가스 모두 도입되는데, 동시에, 또는 이들 두 방식(scheme)의 다양한 조합에 따라 순차적으로 도입될 수 있다. 또한 상기 단계 중 어느 때라도, 가스가 도입되고 차단될 수 있다. 예를 들어, 단계 2A는 로드 록이 제 1 압력 수준이 될 때까지 벤팅 가스만 도입되는 것으로 시작할 수 있다. 이 시점에서, 이온화된 가스는 벤팅 가스와 함께 로드 록으로 도입된다. 제 1 압력 수준은 약 0.01Torr 내지 760Torr일 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 제 1 압력 수준은 약 1Torr 내지 50Torr이다. 또 다른 특정 실시예에서, 제 1 압력 수준은 약 100Torr 내지 700Torr이다. 이 실시예에 따르는 벤팅 사이클의 지속시간은 1 내지 30초일 수 있다. 덧붙이자면, 제 1 압력 수준에 도달하면 벤팅 가스가 끊길 수 있고, 이온화된 가스만 사용되어, 단계 2A를 완료할 수 있다. 이온환된 가스와 벤팅 가스를 도입하는 순서는 뒤바뀔 수도 있음이 자명하다.
벤팅 사이클이 완료되면, 로드 록 내부의 압력이 대기압과 거의 동일하다. 이 시점에서, 퍼징 단계(단계 3A)가 개시된다. 대기 포트가 개방되고, 퍼지 가스 및 이온화된 가스 중 하나 또는 둘 모두가 로드 록 내로 도입된다. 대기 포트가 개방될 때, 로드 록 내부의 압력이 실질적으로 일정하게 유지된다. 전체 퍼지 사이클에 걸쳐서 가스들 중 하나만 공급될 수 있다. 또는, 전체 사이클에 걸쳐 두 가스 모두 공급될 수 있다. 이에 추가로, 단계 3A 동안 가스들 중 하나 또는 둘 모두가 도입되거나 차단될 수 있다. 예를 들어, 이온화된 가스만 이용해 퍼징이 개시될 수 있고, 특정 시간이 경과된 후에야 퍼징 가스가 도입될 수 있다. 그 후, 사이클이 끝날 때까지, 이온화된 가스와 퍼징 가스 모두 공급될 수 있다. 또는, 퍼징 가스가 도입될 때 이온화된 가스가 끊길 수 있다. 이온화된 가스와 퍼징 가스가 도입되는 순서는 역시 뒤바뀔 수 있음이 자명하다. 단계 3A의 지속시간은 5 내지 40초일 수 있다. 벤팅 및 퍼징 사이클 동안 웨이퍼를 방전하는 것에 추가로, 가스 흐름이 웨이퍼의 표면 주변에 약간의 교류(turbulence)를 야기할 수 있고, 표면으로부터 입자를 기계적으로 제거하는 데 도움이 될 수 있다. 가스 흐름이 웨이퍼 표면 상에 남아 있는 입자에, 중력/마찰력 및 정전기력을 극복할 수 있는 공기역학적 견인력(aerodynamic drag force)을 가하고, 웨이퍼의 표면으로부터 입자를 "날려 버린다(blow)".
그 후, 단계 4A에서 가스가 차단될 수 있고, 이송 포트를 통해 웨이퍼가 로드 록으로부터 이동될 수 있다. 대안적 실시예에서, 웨이퍼가 로드 록으로부터 완전히 이동될 때까지 가스가 계속 공급된다.
도 7b는 벤팅 사이클이 중간 펌핑 단계를 포함하는 벤팅 사이클과 퍼징 사이클의 조합을 도시한다. 웨이퍼 적재 단계(단계 1B) 및 초기 벤팅 단계(단계 2B)가 각각의 단계 1A 및 2A와 동일하고, 본원에서 기재된 모든 설명적 실시예를 포함한다. 그러나 단계 2B의 종료 부분에서의 로드 록의 압력이 대기 측 압력에 도달할 필요는 없으며, 기기 능력에 따라, 저압과 대기압 사이의 임의의 압력이거나, 이 범위 이상, 또는 이하의 임의의 압력일 수 있다. 한 가지 특정 실시예에서, 단계 2B의 종료 부분에서의 압력 수준은 약 100 내지 760Torr이다. 단계 2B의 지속시간은 약 2 내지 20초일 수 있다. 그 후, 단계 3B가 로드 록을 임의의 중간 압력(즉, 제 2 압력 수준)까지로 펌핑하는 단계를 포함한다. 제 2 압력 수준은 약 0.01Torr 내지 760Torr일 수 있다. 한 가지 특정 실시예에서, 제 2 압력 수준은 약 1Torr 내지 50Torr이다. 또 다른 특정 실시예에서, 제 2 압력 수준은 약 100Torr 내지 700Torr이다. 그 후, 단계 4B에서 로드 록이 다시 대기 측 압력 수준으로 벤팅된다. 단계 4B는 단계 2B의 모든 설명적 실시예를 포함할 수 있다. 예를 들어, 벤팅 가스와 이온화된 가스 중 하나 또는 둘 모두가 사용될 수 있고, 사이클의 시작 부분에서, 또는 그 밖의 다른 임의의 중간 단계에서 가스가 도입되거나 차단될 수 있다.
도 7B에 도시된 것 중 마지막 두 단계는 퍼징 사이클 단계(단계 5B)와 로드 록으로부터 웨이퍼를 이동하는 단계(단계 6B)이고, 이들은 각각, 단계 3A와 단계 4A와 동일할 수 있다.
도 7C는 벤팅 사이클과 퍼징 사이클의 또 다른 조합을 도시한다. 상기 벤팅 사이클은 벤팅 및 펌핑 단계와, 압력이 일정하게 유지되는 중간 유지 단계를 갖는 것으로 보인다. 웨이퍼의 적재(단계 1C) 및 로드 록의 초기 벤팅(단계 2C)이, 각각 단계 1B와 단계 2B에 대해 기재된 모든 설명적 예를 포함할 수 있다. 그러나 중간 압력 수준에 도달할 때 로드 록의 중간 펌핑을 대신하여, 특정 시간 주기 동안 로드 록이 이 압력으로 유지된다(단계 3C). 이 시간 주기의 지속시간은 약 1 내지 10초일 수 있다. 이 유지 단계(단계 3C)의 종료 부분에서, 그 후 단계 4C에서 로드 록이 또 다른 중간 압력 수준(즉, 제 2 압력 수준)까지로 펌핑된다. 그 후, 마찬가지로, 로드 록은 한 시간 주기 동안 이 압력 수준으로 유지된다(단계 5C). 이 두 번째 주기의 지속시간은 약 1 내지 10초일 수 있다. 그 후, 4B와 유사한 방식으로 로드 록이 대략 대기압까지로 벤팅된다(단계 6C). 그 중 마지막 두 단계가 퍼징 사이클 단계(단계 7C) 및 로드 록으로부터 웨이퍼를 이동시키는 단계(단계 8C)이며, 이들은 각각 단계 3A 및 단계 4A와 동일할 수 있다.
실험의 결과
도 8은 로드 록 및 특정 공정 조건을 이용해, 공정 시스템으로부터 웨이퍼가 이동된 후 남아 있는 웨이퍼 전하량의 도표이다. 웨이퍼가 로드 록으로부터 이동되자마자 남아 있는 전하량이 측정되었다. 가장 왼쪽 막대(802)는, 로드 록에서 웨이퍼를 지지하기 위해 비전도성 콘이 사용된 시험적 실행을 나타낸다. 이 시험적 실행에서 이온화된 가스는 사용되지 않았다. 시험 결과는, 웨이퍼가 약 18.6나노-쿨롱의 남아 있는 전하량을 가짐을 나타낸다. 막대(804)는 전도성 콘을 갖는 로드 록에서 시험된 웨이퍼의 전하량을 나타낸다. 적어도 웨이퍼의 후면과 전기적으로 접촉함으로써, 이들 전도성 지지부를 추가하고, 일부 전하를 효과적으로 제거하는 것이 웨이퍼의 전하량을 약 7나노-쿨롱까지로 실질적으로 감소시켰다. 웨이퍼와 판 사이에 전기적 접촉을 이루기 위해 냉각 판(즉, 페데스털)에 랜덤하게 배치되는 10 내지 20개의 스테인리스 강 와셔를 이용해 벤치마크 시험이 실시되었다. 이 시험의 결과가 막대(806)에 의해 나타난다. 첫 번째 시험에 대한 웨이퍼의 총 전하량이 14.67 나노-쿨롱까지로 감소되었다. 이는, 웨이퍼 및 스테인리스 강 와셔를 통해 방전이 특수 설계된 전도성 콘을 이용하는 것만큼 효과적이지 않음을 나타낸다. 이들 결과는, 웨이퍼의 적재와 하역 동안 승강 핀이 판의 충분한 방전을 제공하지 않음을 이해하는 데 뒷받침이 된다. 마지막 두 개의 막대(808 및 810)가 이온화된 가스를 로드 록으로 추가하여 수행된 시험적 실행에 대응한다. 두 실행 모두에서 전도성 콘도 사용되었다. 여러 다른 유형의 이온화기를 이용해 이온화된 가스가 생산되었다. 그러나 이들 이온화기의 차이에 의해 야기되는 전하량 차이는, 이들 시험에서의 전체 개선량에 비해 유의미하지 않았다(즉, 0.2나노-쿨롱의 남아 있는 전하량 및 1.3나노-쿨롱의 남아 있는 전하량). 이온화된 가스는 질소를 기반으로 했고, 전체 주기 동안 공급되었다. 두 시험 모두에서 이온화된 가스의 유량은 이들 시험에서의 벤팅 및 퍼징 가스의 유량과 거의 동일했다.
입자 오염에 미치는 이온화기와 전도성 콘의 영향을 비교하기 위해 추가적인 시험이 실시되었고, 이는 시험 후 기판에 남아 있는 0.2㎛ 이상으로 측정된 입자 수를 카운팅하는 것을 토대로 하였다. 절연 콘이 사용되고 이온화기가 꺼질 때, 평균 입자 카운트는 약 10이었다. 그 후, 공정 조건이 변경되었다. 질소로부터 생성된 이온화된 가스를 공급하기 위해 이온화기가 사용되었다. 로드 록의 측방 창을 통해 이온화된 가스가 공급되었다. 상기 창에 스테인리스 강 유입 튜브가 구비되었다. 웨이퍼가 5개의 전도성 Cerastat 콘 상에 위치되었다. 이들 공정 조건을 이용해, 입자 카운트는 실질적으로 평균 5 이하까지로 떨어졌다. 이들 결과는, 이온화된 가스가 로드 록 챔버로 공급되는 개선된 세정 방법을 이용하고, 웨이퍼를 저압 측에서 공정 챔버의 대기 측으로 이송할 때 웨이퍼를 전도성 콘 상으로 배치시킴으로써 상당한 개선이 있음을 나타낸다.
추가 실시예
본원에서 기재되는 장치/공정은 (예를 들어, 반도체 장치, 디스플레이, LED, 광기전 패널 등의 조립 또는 제조용으로) 리소그래피 패터닝 툴 또는 공정과 함께 사용될 수 있다. 통상적으로, 필수는 아니지만, 이러한 툴/공정은 공통의 제조 설비에서 다 함께 사용 또는 실시될 것이다. 필름의 리소그래피 패터닝은 다음의 단계들 중 일부 또는 전부를 포함하는 것이 일반적이다(각각의 단계는 복수의 가능한 툴을 이용해 활성화됨): (1) 포토레지스트를 작업부재에 도포(즉, 스핀-온이나 분사 툴을 이용해 기판에 도포)하는 단계, (2) 고온 판 또는 노, 또는 UV 경화 툴을 이용해 포토레지스트를 경화하는 단계, (3) 웨이퍼 스테퍼 등의 툴을 이용해 포토레지스트를 가시광, UV 광, X-선 광에 노출시키는 단계, (4) 레지스트를 선택적으로 제거하고, 이로써 습식 벤치(wet bench) 등의 툴을 이용해 이를 패터닝하기 위해 레지스트를 현상하는 단계, (5) 건식 또는 플라스마-보조 에칭 툴을 이용함으로써, 레지스트 패턴을 그 아래 위치하는 필름 또는 작업부재로 전사하는 단계, 및 (6) RF 또는 마이크로파 플라스마 레지스트 스트리퍼 등의 툴을 이용해 레지스트를 제거하는 단계.
결론
앞서 언급된 개념들이 명확한 이해를 위해 일부 세부사항을 들어 기재되었지만, 첨부된 청구범위의 범위내에서 특정 변형 및 수정이 실시될 수 있음이 자명하다. 공정, 시스템 및 장치를 구현하는 많은 대안적 방법이 존재함을 알아야 한다. 따라서 본 발명의 실시예는 설명을 위한 것이지 제한을 위한 것이 아니다.

Claims (27)

  1. 로드 록(load lock)을 이용해, 기판 웨이퍼를 공정 모듈의 준-진공 환경으로부터 저장 모듈의 대기 환경(atmospheric environment)으로 이송하는 동안, 상기 기판 웨이퍼를 세정하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    (a) 기판 웨이퍼를 로드 록으로 제공하는 단계,
    (b) 로드 록의 이송 포트를 폐쇄하는 단계,
    (c) 가압 가스를 로드 록에 공급함으로써, 로드 록 내부 압력을 제 1 압력 수준으로 증가시키는 단계,
    (d) 로드 록 내부 압력이 저장 모듈의 주위 압력(ambient pressure)보다 낮거나 동일한 동안, 이온화된 가스와 가압 가스를 로드 록 내부로 공급하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가압 가스는 헬륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 이온화된 가스는 질소의 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    로드 록의 대기 포트(atmospheric port)를 개방하고, 이온화된 가스와 퍼징 가스(purging gas)를 로드 록 내부로 공급하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 퍼징 가스는 아르곤을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 이온화된 가스의 유량에 대한 퍼징 가스의 유량의 비는 약 0.1 내지 10인 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 이온화된 가스 및 퍼징 가스를 로드 록으로 공급하는 단계는 약 1 내지 10초 동안 계속되는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 이온화된 가스의 유량에 대한 가압 가스의 유량의 비는 약 0.1 내지 10인 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 이온화된 가스 및 가압 가스를 로드 록 내부로 공급하는 단계는, 기판 웨이퍼의 상부면과 하부면으로의 이온화된 가스와 가압 가스의 균일한 분포를 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 제 1 압력 수준은 약 0.01Torr 내지 760Torr인 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 제 1 압력 수준은 약 1Torr 내지 50Torr인 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 제 1 압력 수준은 약 100Torr 내지 700Torr인 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    로드 록 내부 압력을 제 1 압력 수준으로 증가시킨 후, 약 1 내지 10초 동안 로드 록 내부 압력을 제 1 압력 수준으로 유지하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    로드 록 내부 압력을 제 1 압력 수준으로 증가시킨 단계 후, 상기 로드 록 내부 압력을 제 2 압력 수준으로 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 2 압력 수준은 약 0.01Torr 내지 760Torr인 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 제 2 압력 수준은 약 1Torr 내지 50Torr인 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 제 2 압력 수준은 약 100Torr 내지 700Torr인 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    로드 록 내부 압력을 제 2 압력 수준으로 감소시킨 후, 약 1 내지 10초 동안 로드 록 내부의 압력을 상기 제 2 압력 수준으로 유지하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은
    대기 포트(atmospheric port)를 통해 로드 록으로부터 웨이퍼를 이동시키는 단계
    를 더 포함하며, 기판 웨이퍼는 이동 시점에서 약 1나노-쿨롱 이하의 총 전하량을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  20. 제 1 항에 있어서, 기판 웨이퍼를 로드 록으로 제공하는 단계는 기판 웨이퍼를 전도성 기판 지지 콘 상에 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    기판 웨이퍼에 포토레지스트를 도포하는 단계,
    상기 포토레지스트를 빛에 노출시키는 단계,
    포토레지스트를 패터닝하여 패턴을 생성하고, 상기 패턴을 기판 웨이퍼로 전사하는 단계,
    기판 웨이퍼에서 포토레지스트를 선택적으로 제거하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 웨이퍼를 세정하는 방법.
  22. 기판 웨이퍼를 세정하기 위한 로드 록 시스템에 있어서, 상기 로드 록 시스템은
    (a) 이송 포트를 통해 공정 챔버와 일체되도록 구성된 로드 록(load lock),
    (b) 기판 웨이퍼를 지지하고 상기 기판 웨이퍼와 접촉하기 위한 전도성 기판 지지 콘,
    (c) 진공 라인 포트,
    (d) 가압된 가스 라인 포트,
    (e) 퍼지 가스 라인 포트,
    (d) 이온화기 라인을 통해 이온을, 로드 록 내부에 위치하는 기판 웨이퍼로 전달하도록 구성된 이온화기 시스템
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드 록 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    이온화된 가스와 가압된 가스를 기판 웨이퍼의 상부면과 하부면에 균일하게 분포하도록 구성된 샤워 헤드
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드 록 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 이온화기 라인은 기판 웨이퍼로 전달되는 이온과 접촉하는 비전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드 록 시스템.
  25. 제 22 항에 있어서, 전도성 기판 지지 콘은 전도성 세라믹 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드 록 시스템.
  26. 제 22 항에 있어서, 상기 로드 록 시스템은 제어기를 더 포함하며, 상기 제어기는
    (a) 기판 웨이퍼를 로드 록으로 제공하고,
    (b) 로드 록의 이송 포트를 폐쇄하며,
    (c) 가압 가스를 로드 록 내로 공급함으로써, 로드 록 내부 압력을 제 1 압력 수준으로 증가시키고,
    (d) 로드 록 내부 압력이 저장 모듈의 주위 압력(ambient pressure)보다 낮은 동안 이온화된 가스와 가압된 가스를 로드 록 내로 공급하기
    위한 프로그램 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드 록 시스템.
  27. 제 22 항에 있어서, 상기 로드 록 시스템은 스테퍼(stepper)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드 록 시스템.
KR1020120017907A 2011-02-22 2012-02-22 입자 감소를 위한 로드 록 조립체 및 방법 KR20160132138A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161445282P 2011-02-22 2011-02-22
US61/445,282 2011-02-22
US13/369,618 US20120211029A1 (en) 2011-02-22 2012-02-09 Load lock assembly and method for particle reduction
US13/369,618 2012-02-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160132138A true KR20160132138A (ko) 2016-11-17

Family

ID=46651722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120017907A KR20160132138A (ko) 2011-02-22 2012-02-22 입자 감소를 위한 로드 록 조립체 및 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120211029A1 (ko)
KR (1) KR20160132138A (ko)
TW (1) TWI579943B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210092389A (ko) * 2020-01-16 2021-07-26 코스텍시스템(주) 포토 이오나이저를 이용한 정전기 발생 방지 로드락 챔버
WO2024091395A1 (en) * 2022-10-26 2024-05-02 Applied Materials, Inc. Apparatus, systems, and methods of using a transfer chamber

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100317198A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Novellus Systems, Inc. Remote plasma processing of interface surfaces
US20160035563A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Apparatus and method for processing semiconductor wafers
JP6602894B2 (ja) * 2015-05-15 2019-11-06 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ロードロックチャンバ、ロードロックチャンバを有する真空処理システム及びロードロックチャンバを排気する方法
JP6957576B2 (ja) * 2015-05-15 2021-11-02 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ロードロックチャンバ、ロードロックチャンバを有する真空処理システム及びロードロックチャンバを排気する方法
JP6572854B2 (ja) * 2016-09-09 2019-09-11 株式会社ダイフク 容器収納設備
FR3076760B1 (fr) * 2018-01-15 2020-02-07 Chanel Parfums Beaute Procede de post-traitement d'une piece obtenue par fabrication additive a partir d'une poudre d'un materiau plastique
US10950485B2 (en) * 2019-04-17 2021-03-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor processing apparatus and method utilizing electrostatic discharge (ESD) prevention layer
DE102019125819A1 (de) 2019-04-17 2020-10-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Halbleiterverarbeitungsvorrichtung und verfahren unter einsatz einer elektrostatischen entladungs-(esd)- verhinderungsschicht
US20220375773A1 (en) * 2019-10-08 2022-11-24 Lam Research Corporation Autoclean for load locks in substrate processing systems
US11647577B2 (en) 2020-02-13 2023-05-09 Applied Materials, Inc. Ionized gas vent to reduce on wafer static charge and particles
US11666951B2 (en) * 2020-07-10 2023-06-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer handler cleaning tool
US20220112594A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-14 Applied Materials, Inc. Device for sealing a vacuum chamber, vacuum processing system, and method of monitoring a load lock seal
TW202230583A (zh) * 2020-12-22 2022-08-01 日商東京威力科創股份有限公司 基板處理系統及微粒去除方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5551982A (en) * 1994-03-31 1996-09-03 Applied Materials, Inc. Semiconductor wafer process chamber with susceptor back coating
US6374833B1 (en) * 1999-05-05 2002-04-23 Mosel Vitelic, Inc. Method of in situ reactive gas plasma treatment
US20020144706A1 (en) * 2001-04-10 2002-10-10 Davis Matthew F. Remote plasma cleaning of pumpstack components of a reactor chamber
JP4121269B2 (ja) * 2001-11-27 2008-07-23 日本エー・エス・エム株式会社 セルフクリーニングを実行するプラズマｃｖｄ装置及び方法
JP2004241420A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 処理装置
US7374696B2 (en) * 2003-02-14 2008-05-20 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for removing a halogen-containing residue
US20050284572A1 (en) * 2004-06-29 2005-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Heating system for load-lock chamber
KR100648261B1 (ko) * 2004-08-16 2006-11-23 삼성전자주식회사 웨이퍼 퓸을 효과적으로 제거할 수 있는 로드락 모듈
US8057633B2 (en) * 2006-03-28 2011-11-15 Tokyo Electron Limited Post-etch treatment system for removing residue on a substrate
US20080067368A1 (en) * 2006-04-19 2008-03-20 Mks Instruments Inc Ionizing system for vacuum process and metrology equipment
US7381969B2 (en) * 2006-04-24 2008-06-03 Axcelis Technologies, Inc. Load lock control
US7655571B2 (en) * 2006-10-26 2010-02-02 Applied Materials, Inc. Integrated method and apparatus for efficient removal of halogen residues from etched substrates
US20080206023A1 (en) * 2007-02-27 2008-08-28 Smith John M Semiconductor substrate processing apparatus with horizontally clustered vertical stacks

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210092389A (ko) * 2020-01-16 2021-07-26 코스텍시스템(주) 포토 이오나이저를 이용한 정전기 발생 방지 로드락 챔버
WO2024091395A1 (en) * 2022-10-26 2024-05-02 Applied Materials, Inc. Apparatus, systems, and methods of using a transfer chamber

Also Published As

Publication number Publication date
TWI579943B (zh) 2017-04-21
TW201243977A (en) 2012-11-01
US20120211029A1 (en) 2012-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160132138A (ko) 입자 감소를 위한 로드 록 조립체 및 방법
KR100610019B1 (ko) 플라즈마 분배장치 및 이를 구비하는 건식 스트리핑 장치
US10522371B2 (en) Systems and methods for improved semiconductor etching and component protection
US10504754B2 (en) Systems and methods for improved semiconductor etching and component protection
JP6215871B2 (ja) ガス導入開口を備えた基板支持体
KR20140076495A (ko) 정전 척의 개질 방법 및 플라즈마 처리 장치
WO2017090505A1 (ja) 基板液処理装置、基板液処理方法および記憶媒体
JP2013179287A (ja) 基板収容容器のパージ方法
CN109712906B (zh) 具有清洗功能的晶圆存储装置及半导体生产设备
US11443960B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR20130105317A (ko) 반도체 제조 툴을 위한 밸브 퍼지 어셈블리
KR20140034106A (ko) 증착 챔버들을 세정하기 위한 방법들 및 장치
JP5329099B2 (ja) プラズマ処理装置及びその運転方法
US20060011213A1 (en) Substrate transfer device and cleaning method thereof and substrate processing system and cleaning method thereof
KR100745153B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 방법
TW202044405A (zh) 清潔處理方法及電漿處理裝置
JP2004304123A (ja) 処理装置および処理方法
KR101939905B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20060046505A (ko) 플라즈마 처리 방법 및 후처리방법
KR102031304B1 (ko) 식각과 애싱 공정이 가능한 기판 처리 챔버, 이를 이용한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법
US20130299464A1 (en) Methods and Apparatus for Ex Situ Seasoning of Electronic Device Manufacturing Process Components
KR20150116003A (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 설비, 그리고 기판 처리 방법
KR20190022946A (ko) 처리액 공급 유닛 및 기판 처리 장치
KR20240104846A (ko) 웨이퍼 증착 설비 및 이를 이용한 웨이퍼 제전 방법
KR101433769B1 (ko) 베벨식각을 위한 반도체 제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application