KR20180126599A - 반도체 프로세싱 장비의 30 nm 인-라인 lpc 테스팅 및 세정 - Google Patents
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Abstract
본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 장비를 분석 및 세정하는 30 nm 인-라인 액체 입자 카운트 테스팅 장비에 관한 것이다. 더 구체적으로, 설명된 구현들은, 유체들의 함유물들의 관측을 가능하게 하기 위해, 유체들을 희석, 분석, 및 개질하기 위한 시스템에 관한 것이다. 희석 샘플링 툴은, 세정 탱크에서 반도체 프로세싱 장비(이를테면, 라이너, 차폐부, 면판, 또는 샤워헤드)로부터의 입자들을 함유하는 추출 용액의 함유물들을 판독하기 위한 액체 입자 검출기와 커플링된다. 그러므로, 입자 검출기의 과포화를 감소시키는 정확한 액체 입자 판독들이 이루어질 수 있다.
Description
[0001]
본 개시내용의 구현들은 일반적으로 반도체 프로세싱 장비의 테스팅 및 세정에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 유체들의 함유물(content)들의 관측을 향상시키기 위해 유체들을 희석, 분석, 및 개질(modify)하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
[0002]
분석 기기 내의 유체를 이미징 및 광학 분석 영역으로 운반하기 위해 광학/유동 시스템이 이용될 수 있다. 액체 샘플은 통상적으로 챔버의 보어(bore) 내로 전달되며, 샘플은, 샘플의 속성 또는 특성들에 관한 분석 정보를 생성하기 위해 몇몇 방식으로 조사(interrogate)된다. 샘플은 정체되어 있거나 유동할 수 있다. 일부 어레인지먼트(arrangement)들에서, 광원이 챔버에 지향되어 챔버 내의 함유물들을 일루미네이팅(illuminate)할 수 있다. 산란된 광을 획득하는 것은, 샘플들, 특히 유체 샘플들의 함유물들을 검출하고 관측하기에 합당한 방식이었으며, 여전히 그러하다. 조사를 행함에 있어서, 함유물들이 효과적인 방식으로 식별될 수 있도록, 관찰 범위(viewing field) 내에 너무 많은 입자들이 있는 것을 피하는 것이 바람직하다. 관심 유체들은, 그들의 점성들 및 입자 또는 고체 밀도가 광범위하게 다를 수 있다. 낮은 레벨들의 고체들을 갖는 유체들은, 높은 레벨들의 고체들을 포함하는 유체들보다 함유물 정보가 더 용이하게 관측된다. 그럼에도 불구하고, 분석이 요구될 수 있는, 높은 고체 함유물들(high solids contents)이 로딩(load)된 유체들이 존재한다.
[0003]
다양한 관측 및 분석 툴들을 통해, 과중하게 로딩된 유체들의 함유물들을 검사하는 것이 가능하다. 불운하게도, 이러한 분석 툴들 또는 이러한 과중하게 로딩된 유체들은, 함유물들의 합당한 묘사(portrayal)를 제공받도록 유체를 충분히 컨디셔닝(condition)하기 위해서는 상당한 시간을 필요로 할 수 있으며, 평가 프로세스 그 자체가, 시간 소모적이고 비교적 많은 비용이 들 수 있다.
[0004]
반도체 프로세싱 기술에서, 세정 탱크 내부의 반도체 챔버 컴포넌트로부터의 추출 용액으로부터 액체 입자들을 측정함에 있어 부가적인 난제들이 남아 있다. 추출 용액은 종종, 일단 반도체 챔버 컴포넌트로부터 제거된 입자들과 결합되면, 30 nm보다 크거나 같은 입자들을 다량 함유하며, 이는, 추출 용액으로부터 직접 샘플링되는 경우, 액체 입자 카운트 검출기를 포화(saturate)시킬 수 있으며, 그에 따라, 부정확한 판독들이 유발된다.
[0005]
따라서, 필요한 것은, 높은 30+ nm 고체 함유물(high 30+ nm solids content)을 갖는 유체의 함유물들의 효율적이고 정확한 분석을 가능하게 하는 시스템 및 방법이다. 또한 당업계에 필요한 것은, 30+ nm 액체 입자들이 검출기를 포화시키지 않으면서 효율적이고 정확하게 검출 및 카운팅될 수 있도록 세정 탱크에 샘플을 희석시키기 위한 장치 및 방법이다.
[0006]
본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 장비를 분석 및 세정하는 30 nm 인-라인(in-line) 액체 입자 카운트 테스팅 장비에 관한 것이다. 더 구체적으로, 설명된 구현들은, 용액들의 함유물들의 관측을 가능하게 하기 위해, 용액들을 희석시키고, 분석하고, 그리고 개질하기 위한 시스템에 관한 것이다. 희석 샘플링 툴은, 세정 탱크에서 반도체 프로세싱 장비(이를테면, 라이너(liner), 차폐부, 면판(faceplate), 샤워헤드(showerhead) 등)로부터의 입자들을 함유하는 추출 용액의 함유물들을 판독하기 위한 액체 입자 검출기와 커플링된다. 그러므로, 입자 검출기의 과포화(oversaturation)의 감소에 기인하여 정확한 액체 입자 판독들이 획득될 수 있다.
[0007]
일 실시예에서, 액체 입자 카운팅 시스템이 개시된다. 액체 입자 카운팅 시스템은, 홀딩(holding) 탱크, 홀딩 탱크에 동작가능하게 연결되는 제1 펌프, 및 제1 펌프에 동작가능하게 연결되는 희석 시스템을 포함한다. 액체 입자 카운팅 시스템은 또한, 희석 시스템에 동작가능하게 연결되는 희석 소스, 희석 시스템에 대해 다운스트림(downstream)에 동작가능하게 연결되는 액체 입자 카운터, 및 액체 입자 카운터에 동작가능하게 연결되는 적어도 하나의 유량계(flow meter)를 포함한다.
[0008]
다른 실시예에서, 액체 입자 카운팅 시스템이 개시된다. 액체 입자 카운팅 시스템은 홀딩 탱크를 포함한다. 홀딩 탱크는, 홀딩 영역, 및 제1 벽에 의해 홀딩 영역으로부터 분리되는 초음파 분해기(sonicator)를 포함한다. 액체 입자 카운팅 시스템은, 제1 튜브에 의해 홀딩 영역에 대해 다운스트림에 커플링되는 제1 펌프, 제2 튜브에 의해 제1 펌프에 대해 다운스트림에 커플링되는 희석 시스템, 제3 튜브에 의해 희석 시스템에 대해 다운스트림에 커플링되는 희석 소스, 및 제4 튜브에 의해 희석 시스템에 대해 다운스트림에 커플링되는 액체 입자 카운터를 더 포함한다.
[0009]
또 다른 실시예에서, 반도체 컴포넌트의 액체 입자들을 카운팅하기 위한 방법이 개시된다. 방법은, 홀딩 탱크 내부에 반도체 컴포넌트를 침지(immerse)시키는 단계 ― 홀딩 탱크는 추출 용액을 포함함 ―, 및 입자 용액을 형성하기 위해, 다양한 레벨들의 초음파 처리(ultrasonication) 에너지를 홀딩 탱크에 전달하는 단계를 포함하며, 입자 용액은, 추출 용액, 및 반도체 컴포넌트로부터의 복수의 입자들을 포함한다. 방법은, 입자 용액을 희석 시스템으로 펌핑하는 단계, 희석된 용액을 형성하기 위해, 탈이온수(de-ionized water)로 입자 용액을 희석시키는 단계, 및 희석된 용액을 액체 입자 카운터로 이송하는 단계를 더 포함하며, 액체 입자 카운터는, 희석된 용액 내의 액체 입자들의 수를 실시간으로 결정한다. 방법은 또한, 희석된 용액을 유량계를 통해 이송하는 단계, 및 희석된 용액을 홀딩 탱크 내의 추출 용액과 결합시키는 단계를 포함한다.
[0010]
본 개시내용의 상기 인용된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 구현들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이러한 구현들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 구현들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 본 개시내용은 다른 균등하게 유효한 구현들을 허용할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
[0011] 도 1은 본원에 설명된 구현들에 따른 액체 입자 카운팅 시스템의 개략적인 측면도를 예시한다.
[0012] 도 2는 본원에 설명된 구현들에 따른, 반도체 컴포넌트의 액체 입자들을 카운팅하기 위한 방법의 동작들을 개략적으로 예시한다.
[0013] 도 3은 본원에 설명된 구현들에 따른, 0.1 마이크로미터 필터 여과(filtration) 시스템이 적용된 홀딩 탱크에서의 탈이온수의 액체 입자 카운터 베이스라인 실행(baseline run)에 대한 카운팅된 액체 입자들 대 시간의 데이터 플롯을 예시한다.
[0014] 이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 대해 공통된 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 피처들은, 추가의 언급 없이 다른 구현들에 유리하게 포함될 수 있음이 고려된다.
[0011] 도 1은 본원에 설명된 구현들에 따른 액체 입자 카운팅 시스템의 개략적인 측면도를 예시한다.
[0012] 도 2는 본원에 설명된 구현들에 따른, 반도체 컴포넌트의 액체 입자들을 카운팅하기 위한 방법의 동작들을 개략적으로 예시한다.
[0013] 도 3은 본원에 설명된 구현들에 따른, 0.1 마이크로미터 필터 여과(filtration) 시스템이 적용된 홀딩 탱크에서의 탈이온수의 액체 입자 카운터 베이스라인 실행(baseline run)에 대한 카운팅된 액체 입자들 대 시간의 데이터 플롯을 예시한다.
[0014] 이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 대해 공통된 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 피처들은, 추가의 언급 없이 다른 구현들에 유리하게 포함될 수 있음이 고려된다.
[0015]
본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 장비를 분석 및 세정하는 30 nm 인-라인 액체 입자 카운트 테스팅 장비에 관한 것이다. 더 구체적으로, 설명된 구현들은, 용액들의 함유물들의 관측을 가능하게 하기 위해, 용액들을 희석, 분석, 및 개질하기 위한 시스템에 관한 것이다. 희석 샘플링 툴은, 세정 탱크에서 반도체 프로세싱 장비(이를테면, 라이너, 차폐부, 면판, 샤워헤드 등)로부터의 입자들을 함유하는 추출 용액의 함유물들을 판독하기 위한 액체 입자 검출기와 커플링된다. 그러므로, 입자 검출기의 과포화를 감소시키는 정확한 액체 입자 판독들이 이루어질 수 있다.
[0016]
도 1은 일 구현에 따른 액체 입자 카운팅 시스템(100)을 개략적으로 예시한다. 액체 입자 카운팅 시스템(100)은, 용액의 관측들이 이루어질 수 있도록 용액의 희석, 분석, 및 개질을 허용한다. 액체 입자 카운팅 시스템(100)은 홀딩 탱크(102)를 포함한다. 홀딩 탱크(102)는, 폴리프로필렌 재료, 석영 재료, 폴리에틸렌 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료, 다른 적절한 재료들, 또는 이들의 혼합물들 및 조합들을 포함할 수 있다. 또한, 특정 구현들에서, 홀딩 탱크(102)는, 이를테면 리프트 테이블(도시되지 않음)에 의해 들어올려지거나 상승될 수 있다. 홀딩 탱크(102)는, 단지 예로서, 탈이온수와 같은 액체 용액을 내부에 홀딩하도록 구성될 수 있다.
[0017]
일부 구현들에서, 홀딩 탱크(102)는, 제1 홀딩 영역(104) 및 제2 홀딩 영역(106)을 포함할 수 있다. 제1 홀딩 영역(104)은, 위에서 설명된 바와 같이, 내부에 액체 용액을 홀딩하도록 구성될 수 있다. 제2 홀딩 영역(106)은, 제1 홀딩 영역(104)에 인접하게 배치되고 그리고 동일한 홀딩 탱크(102) 내에 배치될 수 있다. 일부 구현들에서, 제2 홀딩 영역(106)은 또한 액체 용액 재료를 홀딩하도록 구성될 수 있다. 제1 홀딩 영역(104) 및 제2 홀딩 영역(106)은 제1 벽(116)에 의해 분리될 수 있다. 제1 벽은, 폴리프로필렌 재료, 석영 재료, 폴리에틸렌 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료, 다른 적절한 재료들, 또는 이들의 혼합물들 및 조합들을 포함할 수 있다. 제1 벽(116)은, 에너지 또는 파(wave)들이 제1 벽(116)을 통해 전파되는 것을 허용할 수 있다. 제1 벽(116)은, 홀딩 탱크(102)의 길이만큼 또는 그 일부분만큼 연장될 수 있다.
[0018]
일부 실시예들에서, 반도체 프로세싱 장비 또는 그의 부품, 이를테면, 라이너, 차폐부, 면판, 샤워헤드 등이 제1 홀딩 영역(104) 내에 배치될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 사용된 반도체 프로세싱 장비가 세정 및/또는 분석을 위해 제1 홀딩 영역(104) 내에 배치될 수 있다. 제1 홀딩 영역(104)은, 추출 용액, 이를테면 탈이온수를 더 포함할 수 있다. 반도체 프로세싱 장비는, 추출 용액을 포함하는 제1 홀딩 영역(104) 내에, 반도체 프로세싱 장비가 추출 용액 내에 침지되도록 배치된다.
[0019]
제2 홀딩 영역(106)은, 내부에 배치되는 초음파 분해기(108)를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 초음파 분해기(108)는, 제2 홀딩 영역(106)의 측벽(110), 바닥부(112), 및/또는 리드(lid)(114)에 커플링될 수 있다. 다른 구현들에서, 초음파 분해기(108)는, 제2 홀딩 영역(106) 내의 액체 용액에, 이를테면, 추출 용액(예컨대, 탈이온수)에 배치될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 초음파 분해기(108)는 홀딩 탱크(102)에 접촉할 수 있다. 일부 구현들에서, 초음파 분해기(108)는 전력 소스에 동작가능하게 연결될 수 있다. 동작 시, 초음파 분해기(108)는, 액체 용액 내에서 교반(agitate), 진동, 쉐이킹(shake), 및/또는 초음파 분해를 행하여, 초음파 분해기(108)를 둘러싸는 영역을 교란시키고(disturb) 제2 홀딩 영역(106)과 제1 홀딩 영역(104) 사이의 제1 벽(116)을 통해 에너지 또는 파들이 전달되게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 초음파 분해기(108)는 액체 용액 내에 잠겨 있지 않을 수 있으며, 오히려, 교반을 제공하기 위해, 제1 벽(116) 및/또는 제2 홀딩 영역(106)의 측벽(110)에 커플링될 수 있다. 교반을 제공함으로써, 초음파 분해기(108)는, 제1 홀딩 영역(104) 내에 배치된 반도체 컴포넌트로부터의 입자들이 교란될 수 있게 하고, 그에 따라, 반도체 컴포넌트로부터의 입자들이 추출 용액에 도입되는 것을 허용함으로써, 입자 용액을 생성할 수 있다. 그러므로, 입자 용액은, 예컨대, 탈이온수, 및 반도체 컴포넌트로부터의 입자들을 포함할 수 있다. 입자 용액은, 그에 함유된 입자들을 정확히 카운팅하는 데 활용될 수 있다.
[0020]
일부 실시예들에서, 초음파 분해기(108)는, 제2 홀딩 영역(106)의 길이에 걸쳐 초음파 분해기(108)가 전후로 이동되기 위해, 리드 스크류(lead screw) 및 모터(도시되지 않음)에 부착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 초음파 분해기(108)는, 제2 홀딩 영역(106)의 길이에 걸쳐 초음파 분해기(108)가 전후로 이동되는 동안 상승 및 하강될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 초음파 분해기들(108)이 제2 홀딩 영역(106) 내에 배치될 수 있고, 동작 시, 제2 홀딩 영역(106) 내에서의 초음파 분해기의 이동을 시뮬레이팅하기 위해 초음파 분해기들을 턴 온(turn on) 및 턴 오프(turn off)시킴으로써 제어될 수 있다. 초음파 분해기(108)를 이동시키거나 또는 초음파 분해기(108)의 이동을 시뮬레이팅함으로써, 교반 동작 동안, 반도체 컴포넌트들 상의 입자들을 교란시키기 위한 에너지 또는 파들을 생성하는 것은, 바람직하지 않은 에너지 집중 또는 반도체 컴포넌트들 상의 고정된 위치로부터 반사되는 파를 방지할 수 있으며, 그에 따라, 교반 동작에 의해 야기되는 반도체 컴포넌트들의 미세-피팅(micro-pitting)이 감소되게 한다는 것이 밝혀졌다. 게다가, 초음파 분해기(108)를 이동시키거나 또는 초음파 분해기(108)의 이동을 시뮬레이팅함으로써, 통상적인 동작 프로세스에서와 같이, 교반 동작을 멈추고, 탱크를 개방하고, 그리고 글로브를 착용한 손을 넣어 반도체 컴포넌트를 방향전환(turn) 및 회전시키고, 그리고 그에 후속하여 교반 프로세스를 재개할 필요가 없다는 것이 밝혀졌다. 초음파 분해기(108)의 이동을 이용하여 교반 동작이 중단되지 않기 때문에, 프로세스 시간이 감소되고, 탱크 안에 손을 넣음으로써 입자 용액을 오염시킬 상황이 또한 크게 감소된다.
[0021]
액체 입자 카운팅 시스템(100)은 제1 펌프(118)를 더 포함한다. 제1 펌프(118)는, 홀딩 탱크(102)로부터 다운스트림에 배치될 수 있다. 제1 펌프(118)는 홀딩 탱크(102)에 동작가능하게 연결되며, 일부 구현들에서, 제1 펌프(118)는, 제1 튜브(120)에 의해 제1 홀딩 영역(104)에 동작가능하게 연결될 수 있다. 제1 펌프(118)는 연동(peristaltic) 펌프일 수 있다. 제1 펌프(118)는, 아래에 논의되는 희석 시스템(122)을 통해 제1 홀딩 영역(104)으로부터 입자 용액을 펌핑할 수 있다.
[0022]
본원에서 활용되는 바와 같이, "튜브"는, 액체 및/또는 재료들을 제1 위치로부터 제2 위치로 이송하기 위한 임의의 튜브형 또는 중공형(hollow) 장치를 포함할 수 있다. 단지 예로서, 튜브형은, 파이프, 튜브, 스트로(straw) 등을 포함할 수 있고 그리고 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 또한, 튜브형은 강성이거나 가요성일 수 있다.
[0023]
일부 구현들에서, 제1 튜브(120)는, 비닐 재료, 폴리머 재료, 퍼플루오로알콕시 재료, 나일론 재료, 또는 이들의 조합들 및 혼합물들을 포함한다. 제1 튜브(120)는, 클리어(clear) 재료, 불투명 재료, 반투명 재료, 또는 투명 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 튜브(120)를 통해 액체가 관찰가능(viewable)할 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 제1 튜브(120)는 용접가능할 수 있다.
[0024]
액체 입자 카운팅 시스템(100)은 또한 희석 시스템(122)을 포함한다. 희석 시스템(122)은, 제1 펌프(118)의 다운스트림에 배치될 수 있다. 희석 시스템(122)은 제1 펌프(118)에 동작가능하게 연결되며, 일부 구현들에서, 희석 시스템(122)은 제1 펌프(118)에 커플링된다. 희석 시스템(122)은 희석 비율을 제어할 수 있다. 희석 시스템(122)은, 제2 튜브(124)에 의해 제1 펌프(118)에 커플링될 수 있다. 제2 튜브(124)는, 비닐 재료, 폴리머 재료, 퍼플루오로알콕시 재료, 나일론 재료, 또는 이들의 조합들 및 혼합물들을 포함한다. 제2 튜브(124)는, 클리어 재료, 불투명 재료, 반투명 재료, 또는 투명 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제2 튜브(124)를 통해 액체가 관찰가능할 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 제2 튜브(124)는 용접가능할 수 있다.
[0025]
일부 구현들에서, 희석 시스템(122)은, FMT로부터 상업적으로 입수가능한 LiquiTrak® Precision Dilution System, 모델 6138일 수 있다.
[0026]
액체 입자 카운팅 시스템(100)은 희석 소스(126)를 더 포함한다. 희석 소스(126)는 희석 시스템(122)에 동작가능하게 연결된다. 일부 구현들에서, 희석 소스(126)는, 부가적인 희석 용액을 희석 시스템(122)에 직접 피딩(feed)한다. 희석 소스(126)는, 제3 튜브(128)에 의해 희석 시스템(122)에 커플링될 수 있다. 제3 튜브(128)는, 비닐 재료, 폴리머 재료, 퍼플루오로알콕시 재료, 나일론 재료, 또는 이들의 조합들 및 혼합물들을 포함한다. 제3 튜브(128)는, 클리어 재료, 불투명 재료, 반투명 재료, 또는 투명 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제3 튜브(128)를 통해 액체가 관찰가능할 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 제3 튜브(128)는 용접가능할 수 있다.
[0027]
일부 구현들에서, 희석 소스(126)는, 제1 펌프(118)로부터 희석 시스템(122)에 제공되는 추출 용액에 부가적인 희석 용액을 첨가한다. 일부 실시예들에서, 희석 용액은 부가적인 탈이온수를 포함할 수 있다. 그러므로, 희석 소스(126)는, 희석된 입자 용액을 생성하기 위해 희석 시스템(122)에 탈이온수를 제공할 수 있다. 희석된 입자 용액을 형성하기 위해 입자 용액에 부가적인 희석 용액을 결합시킴으로써, 아래에 논의되는 액체 입자 카운터(130)의 센서의 포화가 방지될 수 있다. 희석 소스(126)를 빠져나가 희석 시스템(122)에 진입하기 전 사이에, 희석 소스(126)로부터의 부가적인 희석 용액은 적어도 하나의 필터를 통과할 수 있다.
[0028]
희석 시스템(122)에 첨가할 희석 용액의 양을 결정하기 위해, 희석 팩터(D)가 활용될 수 있다. 희석 팩터(D)는 아래의 수학식 1에서 정의된다. Fd는 희석액(diluent) 경로를 통한 액체 유량(mL/min)을 표현하고, Fr은 아래에 논의되는 액체 입자 카운터(LPC; liquid particle counter)(130)를 통한 액체 유량(mL/min)을 표현하고, 그리고 Fs는 LPC 탱크로부터의 샘플 액체 유량(mL/min)을 표현한다.
[0029]
액체 입자 카운팅 시스템(100)은 액체 입자 카운터(130)를 더 포함할 수 있다. 액체 입자 카운터(130)는 희석 시스템(122)에 동작가능하게 연결되며, 일부 구현들에서, 액체 입자 카운터(130)는, 제4 튜브(132)에 의해 희석 시스템(122)에 커플링된다. 액체 입자 카운터(130)는 희석 시스템(122)의 다운스트림에 배치될 수 있다.
[0030]
제4 튜브(132)는, 비닐 재료, 폴리머 재료, 퍼플루오로알콕시 재료, 나일론 재료, 또는 이들의 조합들 및 혼합물들을 포함한다. 제4 튜브(132)는, 클리어 재료, 불투명 재료, 반투명 재료, 또는 투명 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제4 튜브(132)를 통해 액체가 관찰가능할 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 제4 튜브(132)는 용접가능할 수 있다.
[0031]
일부 구현들에서, 액체 입자 카운터(130)는, California 주 Fremont의 Lighthouse Worldwide Solutions로부터 상업적으로 입수가능한 NanoCount 30+ Liquid Particle Counter와 같은 LPC 검출기일 수 있다.
[0032]
액체 입자 카운팅 시스템(100)은 적어도 하나의 유량계(134)를 더 포함한다. 적어도 하나의 유량계(134)는 액체 입자 카운터(130)에 동작가능하게 연결되며, 일부 구현들에서, 적어도 하나의 유량계(134)는, 제5 튜브(136)에 의해 액체 입자 카운터(130)에 커플링된다. 적어도 하나의 유량계(134)는 액체 입자 카운터(130)의 다운스트림에 배치될 수 있다. 일부 구현들에서, 적어도 하나의 유량계(134)는 액체 입자 카운터(130) 내에 내장되고 그리고/또는 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0033]
제5 튜브(136)는, 비닐 재료, 폴리머 재료, 퍼플루오로알콕시 재료, 나일론 재료, 또는 이들의 조합들 및 혼합물들을 포함한다. 제5 튜브(136)는, 클리어 재료, 불투명 재료, 반투명 재료, 또는 투명 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 제5 튜브(136)를 통해 액체가 관찰가능할 수 있다. 또한, 일부 구현들에서, 제5 튜브(136)는 용접가능할 수 있다.
[0034]
적어도 하나의 유량계(134)는 추가로, 제6 튜브(138)에 의해 제1 홀딩 영역(104)에 동작가능하게 연결될 수 있다. 제6 튜브는, 유량계를 빠져나가는 희석된 추출 용액을 제1 홀딩 영역(104)으로 반환할 수 있다. 그러므로, 희석된 입자 용액이 재순환될 수 있다.
[0035]
일부 구현들에서, 제1 펌프(118), 희석 시스템(122), 액체 입자 카운터(130), 및/또는 적어도 하나의 유량계(134)는 들어올려질 수 있는데, 이를테면, 상승된 플랫폼 상에 배치될 수 있다.
[0036]
일부 실시예들에서, 희석된 입자 용액은 제1 홀딩 영역(104)으로 반환되지 않을 수 있다는 것이 고려된다. 그러므로, 일부 실시예들에서, 희석된 입자 용액은, 적어도 하나의 유량계(134)를 빠져나간 후, 폐기물 처리 영역으로 분배될 수 있다.
[0037]
또한, 일부 구현들에서, 액체 입자 카운팅 시스템(100)은 제2 펌프(150)를 더 포함할 수 있다. 제2 펌프(150)는, 제2 펌프(150)가 중력 피딩(gravity feed)되도록 홀딩 탱크(102) 아래에 배치될 수 있다. 제2 펌프(150)는, 적어도 하나의 입자 필터(152)를 통해 제1 홀딩 영역(104)으로부터 용액(희석된 입자 용액, 추출 용액, 및 아래에 논의된 필터링된 용액을 포함할 수 있음)을 펌핑할 수 있다. 일부 구현들에서, 용액은, 복수의 입자 필터들(152)을 통해 펌핑될 수 있다. 복수의 입자 필터들(152)은 직렬로 또는 병렬로 배열될 수 있고, 각각의 입자 필터(152)는, 자신을 통과하는 용액으로부터 입자들을 필터링할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 입자 필터들(152)은, 다양한 사이즈들의 입자들을 필터링하는 입자 필터들을 포함할 수 있다. 복수의 입자 필터들(152)은, 필터링된 용액이 제1 홀딩 영역(104)에서 재결합 및 디포지션(deposit)될 수 있도록, 복수의 입자 필터들(152)의 다운스트림에서 홀딩 탱크(102)의 제1 홀딩 영역(104)에 커플링될 수 있다. 일부 구현들에서, 제7 튜브(154)가 복수의 입자 필터들(152)의 출구를 제1 홀딩 영역(104)에 커플링시킬 수 있다.
[0038]
도 2는 일 실시예에 따른, 반도체 컴포넌트의 액체 입자들을 카운팅하기 위한 방법(200)의 동작들을 개략적으로 예시한다. 개시된 방법(200)을 활용하여, 예컨대, 라이너들, 차폐부들, 면판들, 샤워헤드들 등을 포함하는 다수의 상이한 반도체 컴포넌트들이 테스팅 및/또는 세정될 수 있다.
[0039]
동작(210)에서, 위에 논의된 홀딩 탱크(이를테면, 홀딩 탱크(102)) 내부에 반도체 컴포넌트가 침지된다. 반도체 컴포넌트는, 홀딩 탱크 내에 배치된 추출 용액, 이를테면, 탈이온수 추출 용액 내에 침지될 수 있다.
[0040]
동작(220)에서, 반도체 컴포넌트가 배치되는 홀딩 탱크의 영역에 다양한 레벨들의 에너지가 통과될 수 있다. 일부 실시예들에서, 입자 용액을 형성하기 위해, 다양한 레벨들의 초음파 처리 에너지가 홀딩 탱크에 전달될 수 있다. 에너지는, 반도체 컴포넌트 및/또는 추출 용액을 교반 및/또는 진동시켜, 반도체 컴포넌트로부터 입자들을 제거하거나 입자들을 느슨하게(loosen) 할 수 있다. 느슨해지거나 제거된 입자들은 추출 용액과 결합되어 입자 용액을 형성할 수 있다. 그러므로, 입자 용액은, 추출 용액과 반도체 컴포넌트로부터의 복수의 입자들의 결합을 포함할 수 있다.
[0041]
동작(230)에서, 홀딩 탱크로부터 희석 시스템으로 입자 용액이 펌핑된다. 입자 용액은, 아래에 논의된 바와 같이, 제1 튜브를 통해 연동 펌프에 의해 펌핑될 수 있다.
[0042]
동작(240)에서, 입자 용액은, 희석된 입자 용액을 형성하기 위해 탈이온수로 희석된다. 희석된 입자 용액을 형성하기 위해, 부가적인 추출 용액, 탈이온수, 또는 다른 희석 용액들이 희석 시스템 내의 입자 용액에 첨가될 수 있다.
[0043]
동작(250)에서, 희석된 입자 용액이 액체 입자 카운터로 이송된다. 액체 입자 카운터는 희석된 용액을 분석하여, 희석된 용액 내에 함유된, 반도체 컴포넌트로부터의 액체 입자들의 수를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액체 입자 카운터는, 자신 내부의 액체 입자들의 수를 실시간으로 결정할 수 있다.
[0044]
동작(260)에서, 희석된 입자 용액이 유량계로 그리고 그를 통해 이송된다. 유량계는, 시스템을 통한, 희석된 입자 용액의 유량을 측정하고, 그리고/또는 유량계를 통한, 희석된 입자 용액의 유동을 제어할 수 있다. 또한, 동작(270)에서, 희석된 입자 용액은, 홀딩 탱크에 홀딩된 추출 용액과 결합된다. 그러므로, 희석된 입자 용액은, 홀딩 탱크에 재-첨가됨으로써 재순환된다.
[0045]
도 3은, 0.1 마이크로미터 필터 여과 시스템을 이용하는 홀딩 탱크에서의 탈이온수의 액체 입자 카운터 베이스라인 실행에 대한 LPC 대 시간의 데이터 플롯(300)을 예시한다. 도시된 바와 같이, 카운팅된 액체 입자들의 안정적인 베이스라인이 달성되었다는 점에서, 예상치 못한 결과들이 달성되었다.
[0046]
테스팅이 수행되었고, 결과들은, 인-라인 30 nm LPC 검출기가 희석 샘플러(sampler)로서 정밀 희석 시스템을 통해 LPC 분석 탱크와 성공적으로 셋 업(set up)되었다는 것을 표시한다. 초음파 분해를 이용하여, 그리고 그 뿐만 아니라 초음파 분해를 이용하지 않고도, 안정적인 탈이온수 베이스라인이 달성되었다. 또한, 희석에 사용되는 탈이온수 소스는 30 nm 초과의 사이즈의 17 p/mL의 베이스라인 입자들을 갖는다. 또한, 연동 펌프가 더 높은 펌프 레이트로 입자들을 생성한다는 것이 결정되었으며, 그러므로, 최적 유량은, 약 0.11 ml/min 내지 약 0.27 ml/min, 예컨대, 약 0.18 ml/min 내지 약 0.23 ml/min인 것으로 결정되었다. 부가적으로, 희석 시스템의 작동 범위는 약 400x 내지 약 6000x인 것으로 결정되었다. LPC 판독들과 1/D(희석 비율) 사이의 선형 관계가 획득되었으며, 결과들은, 선형 관계가 수학적 계산과 일치함을 표시하였다. 또한, 2개의 세정실 컴포넌트들이 각각 본원에 개시된 시스템을 사용하여 테스팅되었고, 각각은 검출기 포화가 감소되었다는 점에서 성공적인 것으로 입증되었다.
[0047]
본 개시내용의 이점들은, 30 nm LPC 검출기를 세정 탱크의 추출 용액에 연결시키는 희석 샘플링 툴로서 활용될 수 있는 인-라인 희석 시스템을 포함한다. 이러한 시스템은, 추출 용액으로부터 직접 측정되기에는 입자량이 너무 높을 때의 검출기 포화 문제를 완화시키며, 실제 LPC 판독들이 획득되는 것을 허용한다.
[0048]
요약하면, 반도체 컴포넌트로부터의 추출 용액은 통상적으로 30+ nm 입자들을 다량 함유하며, 이는, 직접 샘플링될 경우 액체 입자 카운터(LPC) 검출기를 포화시킬 수 있어서, 그에 따라, 잘못된 판독들이 유발된다. 그러므로, 추출 용액을 희석시키기 위한 희석 시스템, 및 세정 탱크 내부에서 반도체 챔버 컴포넌트로부터의 추출 용액으로부터의 액체 입자들을 측정하기 위한 인-라인 검출기로서의 액체 입자 카운터가 개시된다. 본원에 설명된 구현들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 장비를 분석 및 세정하는 30 nm 인-라인 액체 입자 카운트 테스팅 장비에 관한 것이다. 더 구체적으로, 설명된 구현들은, 유체들의 함유물들의 관측을 가능하게 하기 위해, 유체들을 희석, 분석, 및 개질하기 위한 시스템에 관한 것이다. 희석 샘플링 툴은, 세정 탱크에서 반도체 프로세싱 장비(이를테면, 라이너, 차폐부, 면판, 샤워헤드)로부터의 입자들을 함유하는 추출 용액의 함유물들을 판독하기 위한 액체 입자 검출기와 커플링된다. 그러므로, 입자 검출기의 과포화를 감소시키는 정확한 액체 입자 판독들이 획득될 수 있다.
[0049]
전술한 내용들이 본 개시내용의 구현들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 구현들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (15)
- 액체 입자 카운팅 시스템으로서,
홀딩(holding) 탱크;
상기 홀딩 탱크에 동작가능하게 연결되는 제1 펌프;
상기 제1 펌프에 동작가능하게 연결되는 희석 시스템;
상기 희석 시스템에 대해 다운스트림(downstream)에 동작가능하게 연결되는 액체 입자 카운터; 및
상기 액체 입자 카운터에 동작가능하게 연결되는 적어도 하나의 유량계(flow meter)를 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 희석 시스템에 동작가능하게 연결되는 희석 소스; 및
상기 홀딩 탱크에 접촉되는 초음파 분해기(sonicator)를 더 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 홀딩 탱크는, 폴리프로필렌 재료, 석영 재료, 폴리에틸렌 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료, 또는 이들의 조합들을 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유량계는, 제6 튜브의 제1 단부에 동작가능하게 커플링되고 그리고 상기 홀딩 탱크에 동작가능하게 커플링되는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 펌프는 연동(peristaltic) 펌프인, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 홀딩 탱크에 동작가능하게 커플링되는 제2 펌프 ― 상기 제2 펌프는 중력 피딩(gravity feed)됨 ―; 및
상기 제2 펌프에 제1 단부에서 동작가능하게 커플링되고 그리고 상기 홀딩 탱크의 유입구(inlet)에 동작가능하게 커플링되는 적어도 하나의 입자 필터를 더 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 액체 입자 카운팅 시스템으로서,
홀딩 탱크 ― 상기 홀딩 탱크는,
제1 홀딩 영역,
제2 홀딩 영역, 및
상기 제2 홀딩 영역에 배치되는 초음파 분해기
를 포함하고,
상기 제2 홀딩 영역은 제1 벽에 의해 상기 제1 홀딩 영역으로부터 분리됨 ―;
제1 튜브에 의해 상기 제1 홀딩 영역에 대해 다운스트림에 커플링되는 제1 펌프;
제2 튜브에 의해 상기 제1 펌프에 대해 다운스트림에 커플링되는 희석 시스템;
제3 튜브에 의해 상기 희석 시스템에 커플링되는 희석 소스; 및
제4 튜브에 의해 상기 희석 시스템에 대해 다운스트림에 커플링되는 액체 입자 카운터를 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제1 벽은, 폴리프로필렌 재료, 석영 재료, 폴리에틸렌 재료, 또는 이들의 조합들을 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 홀딩 탱크는, 폴리프로필렌 재료, 석영 재료, 폴리에틸렌 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료, 또는 이들의 조합들을 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제1 펌프는 연동 펌프인, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제7항에 있어서,
제5 튜브에 의해 상기 액체 입자 카운터에 대해 다운스트림에 동작가능하게 연결되고 그리고 제6 튜브에 의해 상기 제1 홀딩 영역에 동작가능하게 연결되는 적어도 하나의 유량계를 더 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제1 튜브, 상기 제2 튜브, 상기 제3 튜브, 및 상기 제4 튜브는, 비닐 재료, 폴리머 재료, 퍼플루오로알콕시 재료, 나일론 재료, 또는 이들의 조합들 및 혼합물들을 포함하는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제1 홀딩 영역에 동작가능하게 커플링되는 제2 펌프; 및
제7 튜브에 의해 상기 제2 펌프에 제1 단부에서 동작가능하게 커플링되는 적어도 하나의 입자 필터를 더 포함하며,
상기 적어도 하나의 입자 필터는 제8 튜브의 유입구에 제2 단부에서 동작가능하게 커플링되고,
상기 제8 튜브는 상기 홀딩 탱크의 유입구에 배치되는 배출구(outlet)를 갖는, 액체 입자 카운팅 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 제2 펌프는 중력 피딩형 펌프이고, 그리고
상기 적어도 하나의 입자 필터는, 직렬로 또는 병렬로 연결되는 복수의 입자 필터들인, 액체 입자 카운팅 시스템. - 반도체 컴포넌트의 액체 입자들을 카운팅하기 위한 방법으로서,
홀딩 탱크 내부에 상기 반도체 컴포넌트를 침지(immerse)시키는 단계 ― 상기 홀딩 탱크는 추출 용액을 포함함 ―;
입자 용액을 형성하기 위해, 다양한 레벨들의 초음파 처리(ultrasonication) 에너지를 상기 홀딩 탱크에 전달하는 단계 ― 상기 입자 용액은, 상기 추출 용액, 및 상기 반도체 컴포넌트로부터의 복수의 입자들을 포함함 ―;
상기 입자 용액을 희석 시스템으로 펌핑하는 단계;
희석된 용액을 형성하기 위해, 탈이온수(de-ionized water)로 상기 입자 용액을 희석시키는 단계;
상기 희석된 용액을 액체 입자 카운터로 이송하는 단계 ― 상기 액체 입자 카운터는, 상기 희석된 용액 내의 액체 입자들의 수를 실시간으로 결정함 ―;
상기 희석된 용액을 유량계를 통해 이송하는 단계; 및
상기 희석된 용액을 상기 홀딩 탱크 내의 상기 추출 용액과 결합시키는 단계를 포함하는, 반도체 컴포넌트의 액체 입자들을 카운팅하기 위한 방법.
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