KR20220035986A - 공중 오염 및 공정 건전성의 인-라인 모니터링을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 공중 분자 오염(AMC) 모니터링 장치의 실시예를 기술한다. AMC 장치는 복수 개의 유입구 및 하나 이상의 유출구를 가지는 매니폴드를 포함한다. 샘플링 튜브 버스는 매니폴드에 유체 커플링되고, 샘플링 튜브 버스는 복수 개의 개별 샘플링 튜브를 포함하며, 각각의 개별 샘플링 튜브는 복수 개의 유입구 중 하나에 유체 커플링된다. 하나 이상의 분석기는, 복수 개의 개별 샘플링 튜브 중 하나 이상을 통해 상기 매니폴드 내로 도입된 유체를 분석하도록, 상기 매니폴드의 상기 하나 이상의 유출구 중 하나에 각각 유체 커플링된다. 제어 및 통신 시스템은 하나 이상의 분석기에 커플링된다. 다른 실시예들이 설명되고 청구된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017 년 4 월 25 일 출원된 미국 출원 번호 제 15/496,931 호 및 2016 년 4 월 29 일 출원된 미국 가출원 번호 제 62/329,791 호에 대한 특허 협력 조약(PCT) 제 8 조의 우선권을 주장한다.
개괄적으로 개시된 실시예들은 일반적으로 공중 오염 모니터링에 관한 것이고, 특히 비배타적으로 공중 오염 및 공정 건전성의 인-라인 모니터링을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체, 메모리, 및 다른 유사한 첨단 기술 산업(예를 들어, 디스플레이)의 공정이 발전함에 따라 공기 품질 및 공중 분자 오염(AMC)이 이들 분야에서 점점 많은 관심을 받아 오고 있다. 이러한 산업 분야에서, 무엇보다도 AMC가 제조 고장률에 대한 주요 원인으로서 인식되어 왔으며, 제조 공정 수율에 대한 AMC의 영향은 제조 기술이 더 작은 구성요소 크기를 다룰 수 있게 됨에 따라 악화된다. AMC에 오랜 동안 노출되는 것도 역시 사람의 건강에 대한 잠재적인 위험 요소로서 식별되어 왔다.
제조사들은 온-사이트 연속 모니터링 및 온-사이트 또는 오프라인 AMC 감지 장비를 사용하여 제어 설비 주변 청결도를 제어하는 데에 많은 노력을 기울여 오고 있다. 오염원과 예방 프로시저를 식별하여 설비의 주변 공기 내의 AMC를 감소시키기 위해서 세부적인 연구와 진행중인 개선예들이 도입되었다.
하지만, 설비 주변 공기 품질을 제어하기 위해서 많은 노력을 기울여 왔지만, 공정 장비 모듈 및 가동 캐리어(예를 들어, 반도체 산업에서 기판/웨이퍼 수송 컨테이너로서 사용되는 전방 개방 통합 포드(FOUP))와 같은 제조 장비 내의 청결도는 여전히 온전히 연구되지 않았다. 특정한 공정 장비 모듈 또는 가동 캐리어도 AMC에 기여할 수 있지만, 대부분의 경우 공정 장비 모듈 및 기판은 자신의 밀폐된 마이크로-환경을 가지는데, 이것은 온-사이트 설비 주변 모니터링이 공정 장비 모듈 또는 가동 캐리어와 연관된 AMC-관련 문제점을 파악할 수 없다는 것을 의미한다. 더욱이, 하나의 공정 장비 모듈 또는 하나의 가동 캐리어가 오염되면, AMC 교차-오염이 제조 라인에 걸쳐서 발생할 수 있고, 가동 캐리어는 다양한 위치로 오염을 퍼뜨리는 AMC 캐리어로서의 역할을 한다. 결과적으로, AMC가 하나의 가동 캐리어 또는 공정 장비 모듈 내에서 추후 발견되더라도, 오염원을 추적하는 것이 극히 어려워진다.
비한정적이고 비-망라적인 실시예들이 후속하는 도면을 참조하여 설명되는데, 여기에서 다르게 규정되지 않는 한 다양한 도면 전체를 통하여 유사한 참조 번호는 유사한 부재를 가리킨다.
도 1a 및 도 1b 는 반도체 제조를 위해 사용되는 제조 공정의 일 실시예의 도면이다.
도 2 는 반도체 제조에 사용되는 총 공중 분자 오염(Total Airborne Molecular Contamination; TAMC) 장치의 인-라인 모니터링 애플리케이션의 일 실시예를 예시하는 도면이다.
도 3a 는 TAMC 장치의 일 실시예의 블록도이다.
도 3b 내지 도 3d 는 도 3a 에 도시되는 TAMC 장치의 실시예에서 사용될 수 있는 매니폴드의 실시예들의 블록도이다.
도 4 는 TAMC 장치의 일 실시예를 사용하는 인-라인 모니터링 애플리케이션의 다른 실시예의 블록도이다.
도 5 는 TAMC 장치의 일 실시예를 사용하는 인-라인 모니터링 애플리케이션의 다른 실시예의 블록도이다.
도 6 은 TAMC 장치의 일 실시예를 사용하는 인-라인 모니터링 애플리케이션의 다른 실시예의 블록도이다.
도 7 은 TAMC 장치의 일 실시예를 사용하는 인-라인 모니터링 애플리케이션의 다른 실시예의 블록도이다.
도 8 은 TAMC 장치의 일 실시예를 사용하는 인-라인 모니터링 애플리케이션의 다른 실시예의 블록도이다.
도 9 는 TAMC 장치의 일 실시예를 사용하는 인-라인 모니터링 애플리케이션의 다른 실시예의 블록도이다.
도 1a 및 도 1b 는 반도체 제조를 위해 사용되는 제조 공정의 일 실시예의 도면이다.
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공중 오염 및 공정 건전성의 인-라인 모니터링을 위한 시스템 및 방법의 실시예들이 기술된다. 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 구체적인 세부사항 설명되는데, 하지만 당업자는 본 발명이 설명된 세부내용들 중 하나 이상이 없이 또는 다른 방법, 컴포넌트, 재료, 등과 함께 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 몇 가지 실례들에서, 주지된 구조, 재료, 커넥션, 또는 동작은 자세하게 도시되거나 설명되지 않는데, 하지만 그럼에도 불구하고 본 발명의 범위에 망라된다.
본 명세서 전체에서 "일 실시예" 또는 "하나의 실시예"라고 지칭하는 것은, 설명된 피쳐, 구조체, 또는 특성이 적어도 하나의 설명된 실시예 내에 포함될 수 있어서, "일 실시예에서" 또는 "하나의 실시예에서"의 표현이 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 더욱이, 특정 피쳐, 구조, 또는 특징은 임의의 적합한 방식으로 하나 이상의 실시예에서 통합될 수도 있다.
도 1a 및 도 1b 는 제조 라인(100)의 일 실시예를 예시한다. 제조 라인(100)은 예를 들면 반도체 제조에 사용될 수 있지만, 다른 실시예들에서는 다른 목적을 위하여 그리고 도시된 것과 다른 장비와 함께 사용될 수 있다.
제조 라인(100)은 엔클로저(102) 내에 위치설정되는데, 이것은 건물, 건물 내의 방 또는 베이, 또는 일부 다른 타입의 엔클로저일 수 있다. 하나 이상의 공정 장비 모듈(104)이 엔클로저(102) 내에 위치설정된다. 각각의 공정 장비 모듈(104)은 로드 포트(load port)를 포함하고, 해당 특정 공정 장비 모듈에 의해 수행되는 제조 단계에 관련된 상이한 기능들을 각각 수행하는 하나 이상의 챔버를 포함할 수 있다.
제조 공정은 일반적으로 많은 단계를 수반하고, 각각의 공정 장비 모듈은 전체 제조 공정의 단계들 중 일부만을 수행한다. 결과적으로, 제조 라인(100)에서 제조되는 물품 -반도체 제조 설비에서는 프로세서, 메모리, MEMS 칩, 광학 칩 등이 있는 반도체 웨이퍼 -은 공정의 모든 단계가 수행될 때까지 하나의 공정 장비 모듈로부터 다른 모듈로 이동되어야 한다. 제조되는 물품을 이동시키는 것은, 제조되는 물품을 흔히 밀봉된 마이크로 환경에서 내부에 운반하는 가동 캐리어(106)를 사용하여 달성된다. 도시된 것과 같은 반도체 설비 실시예에서, 가동 캐리어(106)는 전면-개방 통합 포드(FOUP), 웨이퍼 컨테이너, 또는 기판 컨테이너라고 불리는데 그 이유는 가동 캐리어가 반도체 웨이퍼를 수송하기 위하여 사용된다. 하지만 다른 실시예들에서, 다른 타입의 가동 캐리어가 사용될 수 있다.
수송 시스템은 각각의 가동 캐리어(106)를 하나의 공정 장비 모듈(104)의 로드 포트로부터 다른 모듈의 로드 포트로 운반하여, 가동 캐리어 내에서 운반되는 제조되는 물품 상에 상이한 단계들이 수행될 수 있게 한다. 도시된 실시예에서, 수송 시스템은 오버헤드 트랙-및-호이스트 시스템이다. 바퀴가 있고 전동화된 캐리지(110)가 트랙(108)을 따라 이동한다. 호이스트(112)가 각각의 바퀴가 있는 캐리지(110)에 탑재되어 가동 캐리어(106)를 z 방향으로 상승시키고 또한 이들을 y 방향(즉, 페이지로 들어가고 나오는 방향)으로 잠재적으로 이동시킴으로써, 가동 캐리어(106)가 다수의 캐리어를 수용할 수 있는 로드 포트 상에 배치될 수 있게 한다.
도 1b 에서 볼 수 있듯이, 트랙(108)은 설비(102)를 통과해서 휘어져서 가동 캐리어(106) -및 따라서 가동 캐리어 내에서 운반되는 제조되는 물품 -를 다수의 공정 장비 모듈로 운반한다; 예시된 실시예는 일곱 개의 처리 장비 모듈(P1-P7)을 가지지만, 다른 실시예는 다른 개수의 모듈을 가질 수 있다. 제조되는 물품이 특정 엔클로저(102) 내의 모든 공정 장비 모듈(104)을 통과해서 이동한 후, 수송 시스템은 가동 캐리어와 함께 엔클로저(102)를 빠져나온다.
엔클로저(102) 내의 설비 주변 공기 품질을 제어하기 위해서 많은 노력과 연구가 이루어져 왔지만, 공정 장비 모듈(104) 및 가동 캐리어(106) 내의 환경의 청결도는 온전하게 연구되지 않았다. 설비 주변 오염물 -즉, 환기 및 공기 조화와 같은 설비의 전체 공기 관리 시스템으로부터 나오는 오염물-에 추가하여, 공정 장비 모듈(104) 또는 가동 캐리어/FOUP(106)가 공중 분자 오염(Airborne Molecular Contamination; AMC)에 기여할 수 있다. 공정 장비 모듈(104) 및 가동 캐리어(106)가 자신의 내부 마이크로-환경이 있는 닫힌 챔버를 포함하기 때문에, 온-사이트 전체 설비 주변 모니터링은 공정 장비 모듈 또는 가동 캐리어와 연관된 AMC 문제점을 파악할 수 없다. 예를 들면, 하나의 공정 장비 모듈 또는 하나의 가동 캐리어가 오염되면, 교차-오염이 제조 라인에 걸쳐서 AMC를 확산시킬 수 있는데, 이러한 경우 가동 캐리어(106)는 AMC를 다양한 위치로 전파시키는 AMC 캐리어와 같은 역할을 한다. 하지만 AMC가 하나의 가동 캐리어 또는 공정 장비 모듈 내에서 추후 발견되더라도, 현존 전체 설비 주변 모니터링을 가지고 오염원을 추적하는 것은 어렵다.
대안적인 방법은 온-사이트 가동-캐리어-오직 AMC 모니터링 시스템을 설치하는 것이다. 이러한 시스템에서, 웨이퍼가 하나의 공정 장비 모듈 내에서 마감되고 다른 모듈로 수송되도록 가동 캐리어 내에 저장되면, 가동 캐리어는 자신의 정상 공정 시퀀스로부터 빠져나와서 내부의 공기를 분석하기 위해 온-사이트 AMC 가동 캐리어 모니터링 시스템으로 보내진다. 비록 이러한 AMC 모니터링 시스템이 온-사이트 모니터링 툴일 수 있지만, 가동 캐리어가 더 이상 정규 공정 시퀀스를 따르지 않기 때문에 이것은 사실상 오프-공정 모니터링 방법이다. 가동 캐리어가 분석될 정상 제조 시퀀스로부터 우회되기 때문에, 이러한 접근법은 정상 공정 시퀀스에서의 간섭에 기인한 추가적인 불확정성이 생기게 한다. 더욱이, 이러한 접근법에서, 온-사이트 가동-캐리어-오직 AMC 모니터링 시스템은 제한된 용량을 가지고 있고, 제한된 개수의 가동 캐리어만을 테스트할 수 있다(또한, 이러한 방식으로 공정 쓰루풋에 큰 영향을 주지 않을 것임). 모니터링 시스템이 자신의 스크리닝 용량을 키울 수 있는 경우에도, 가동 캐리어를 우회시켜야 할 필요성은 제조 공정에 여전히 추가적인 공정 시퀀스를 여전히 추가하고, 따라서 공정 쓰루풋이 느려지게 된다. 그러므로, 이러한 접근법은 가동 캐리어를 스크리닝하는 것으로 한정된다. 이것은 가동 캐리어 및 공정 장비 모듈 상에 인-라인 AMC 모니터링을 수행하는 목적을 달성할 수 없다.
도 2 는 공정 장비 모듈(202)에 유체 커플링된 총 공중 분자 오염(TAMC) 장치(226)를 사용하는 인-라인 모니터링 시스템(200)의 일 실시예를 도시한다. 도시된 실시예에서, 공정 장비 모듈(202)은 하나 이상의 가동 캐리어(206)(이러한 실시예에서는 FOUP)가 그 위에 로딩될 수 있는 로드 포트(204)를 포함한다; 예시된 실시예는 네 개의 가동 캐리어를 수용할 수 있는 로드 포트를 도시하지만, 다른 실시예들에서 로드 포트는 도시된 것과 다른 개수의 가동 캐리어를 수용할 수 있다. 공정 장비 모듈(202)은 로드 포트(204)에 추가하여 세 개의 챔버를 포함한다: 전면 인터페이스(208)가 로드 포트(204) 옆에 있고, 공정 로드 록 챔버(process load lock chamber; 210)가 전면 인터페이스(208) 옆에 있으며, 마지막으로, 관련된 제조 단계들이 제조되는 물품 상에 수행되는 공정 챔버(212)가 로드 록 챔버(210) 옆에 있다.
개별 샘플링 튜브는 공정 장비 모듈(202) 내의 각각의 챔버에 유체 커플링된다. 본 명세서에서 사용될 때, 컴포넌트들이 "유체 커플링된다"는 것은, 이들이 유체가 하나로부터 다른 것으로 흐를 수 있도록 커플링된다는 것을 의미한다. 개별 샘플링 튜브(216)는 공정 챔버(212)에 유체 커플링되고, 개별 샘플링 튜브(218)는 로드 록 챔버(210)에 유체 커플링되며, 개별 샘플링 튜브(220)는 전면 인터페이스(208)에 유체 커플링된다. 개별 샘플링 튜브(216, 218, 및 220)는 샘플링 튜브 버스(214)를 형성한다. 개별 샘플링 튜브(222)는 로드 포트(204)-또는, 좀 더 구체적으로는, 가동 캐리어(206)의 내부로 유체 커플링될 로드 포트(204) 내의 컴포넌트로 유체 커플링된다. 도시된 실시예에는 로드 포트(204)가 네 개의 가동 캐리어를 수용할 수 있기 때문에 네 개의 개별 샘플링 튜브(222)가 존재하지만, 다른 실시예들에서는 개별 샘플링 튜브의 개수는 로드 포트가 수용할 수 있는 가동 캐리어의 개수에 매칭될 수 있다. 그러면, 샘플링 튜브 버스(214) 및 개별 샘플링 튜브(222)는 TAMC(226)에 유체 커플링되는 다른 샘플링 튜브 버스(224)를 형성한다.
TAMC(226)는 원격 데이터/제어 서버(228)에 유선 또는 무선으로 통신하도록 커플링된다. 공정 장비 모듈(202)은 또한, 원격 데이터 제어 서버(228)에 유선 또는 무선으로 및/또는 TAMC(226)에 직접적으로 통신하도록 커플링된다. 원격 데이터 제어 서버(228)는 또한, 유선 또는 무선에 의해 공정 장비 모듈(202)에 직접적으로 통신하도록 커플링될 수 있다.
인-라인 모니터링 시스템(200)의 동작 시에, 가동 캐리어/FOUP는 로드 포트로 전달되어, 그들의 하단 공기 유입구 및 유출구가, N2 또는 청정 공기(XCDA)를 퍼지(purge)하여 공기/AMC를 가동 캐리어(206)의 내부로부터 로드 포트 아래의 배기 가스 유출구로 세척(flush)하게 하는 로드 포트의 짝을 이루는 유입구/유출구에 유체 커플링되게 한다. 일 실시예에서, 개별 샘플링 튜브(222)는 로드 포트 퍼지 시스템의 배기구(exhaust)에 연결될 수 있는데, 거기에서 튜브는 이제 각각의 가동 캐리어(206)로부터의 퍼지된 공기 청결도를 수집, 분석, 및 보고할 수 있다. 배기 가스 공기 청결도는 각각의 가동 캐리어 내의 마이크로-환경의 오염 수준을 나타내는데, 이것은 다른 위치에서의 그들의 이전의 공정의 청결도와 관련될 수 있다. 짧은 퍼지 공정 이후에, 가동 캐리어의 전면 도어가 개방되고 그 안의 웨이퍼들이 요구된 제조 단계에 대한 공정 장비 모듈의 다른 챔버 - 이러한 시퀀스에서는 전면 인터페이스(208), 로드 록(210), 및 공정 챔버(212) - 내로 전달된다.
가동 캐리어(206) 내의 AMC를 모니터링하는 것에 추가하여, 시스템(200)은 추가적으로 또는 동시에, 전면 인터페이스(FI) 챔버(208), 로드 록 챔버(210), 또는 공정 챔버(212)의 내부 안의 AMC를 모니터링할 수 있는데, 이것은 각각의 챔버의 청결도를 이해하기 위하여 TAMC 장치(226)에 의하여 샘플링되고 분석될 수 있다. 각각의 웨이퍼(통상적으로 하나의 FOUP 내의 25 개의 웨이퍼들)가 공정 장비 모듈(202)의 챔버 내에서 처리되도록 기다리는 동안, TAMC 장치(226)는 각각의 채널(즉, 각각의 개별 샘플링 튜브)로부터 수집된 공기의 샘플링 및 분석을 계속하여 AMC 레벨의 변화를 기록할 수 있다. 이러한 AMC 모니터링 공정은 현존하는 제조 프로시저를 변경하지 않고서 특정 공정 단계 및 위치에 대한인-라인 실시간 AMC 결과를 제공하는데, 그 이유는 이러한 시스템이 정상의 제조 공정 시퀀스를 방해하지 않으면서 대응하는 튜브 채널인-라인을 통해 특정한 타겟으로부터 공기 샘플을 직접적으로 수집할 수 있기 때문이다. 시스템(200)이 있으면, AMC 분석을 위하여 가동 캐리어/FOUP(206)을 그들의 정상 공정에서 빼낼 필요가 없다.
TAMC(226) 및 공정 장비 모듈(202) 중 하나 또는 양자 모두는, 언제 그리고 어떤 채널(즉, 개별 샘플링 튜브)을 샘플링하고 분석해야 할 지에 대한 명령을 수신할 수 있도록, 원격 데이터/제어 서버(228)와 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. 한편, TAMC(226)는 테스트 결과를 제조 공정 제어를 위한 피드백으로서 원격 서버(228)로 다시 보고할 수 있으며, 서버(228)는 이제 유선 또는 무선으로 공정 장비 모듈(202)에게 통신하여 제조 레시피의 수정과 같은 조절이 일어나게 할 수 있다. 다른 실시예에서, TAMC 장치(226)는 TAMC 장치에 의해 측정된 인-라인 AMC 결과에 기초하여 제조 공정을 제어하도록, 유선 또는 무선으로 공정 장비와 직접 통신하도록 프로그래밍될 수 있다. 로드 포트(204), 전면 인터페이스(208), 로드 록(210), 또는 공정 챔버(212)에서의 샘플링 및 분석은 시계열적이거나 병렬적일 수 있고, 이들은 TAMC 장치(226) 내에 사전-프로그래밍되거나 원격 데이터/제어 서버(228)로부터 전송된 명령으로서 달성될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c 는 모두 도 2 및 도 4 내지 도 9 에 도시된 바와 같은 공중 오염 및 공정 건전성 모니터링을 위한 인-라인 모니터링 시스템 및 방법에서 사용될 수 있는 TAMC 장치(300)의 실시예를 예시한다. 도 3a 는 AMC 검출 결과를 수집, 분석, 및 보고하기 위한 여러 디바이스의 조합을 포함하는 TAMC 장치(300)의 일 실시예의 블록도이다.
TAMC(300)는 고정식 또는 이동식일 수 있는 하우징(302) 내에 수용된다. 예를 들면, 하우징(302)은 고정식 또는 가동 캐비넷일 수 있고, 또는 일부 실시예들에서 하우징은 가동 캐리어(206)(예를 들어 도 9 참조)와 같은 가동 캐리어일 수 있다. TAMC(300)는 샘플링 튜브 버스(224)로부터 개별 샘플링 튜브에 유체 커플링되는 유입구를 가진 매니폴드(304)를 포함한다(도 3b 및 도 3c 참조). 매니폴드(304)는 튜브(306)를 통해 다양한 분석기에 유체 커플링되는 하나 이상의 유출구를 더 포함한다. 튜브(306)는, 매니폴드로부터의 출력이 임의의 분석기 또는 분석기들의 조합으로 선택적으로 지향될 수 있도록 밸브(307)를 포함한다. 튜브(306)는 모든 AMC 화합물에 대해 불활성이고 AMC 화합물을 유인하지도 않는다. 이들은 패시베이션되거나 코팅된 금속 튜브, 또는 불활성 플라스틱 튜브(예를 들어, PFA 또는 테프론)일 수 있다.
분석기(308-328)는 그들의 특정 검출 타입을 위한 센서 또는 센서 어레이를 포함할 수 있지만, 일부 실시예들에서는 이들은 가스 크로마토그래피, 사전-농축기, 트랩, 필터, 밸브 등을 포함하는 추가적 컴포넌트를 더 포함할 수 있다. 상이한 실시예들에서는 다양한 가스 분석기(VOC, 산, 염기 등), 입자 카운터, 습도 센서, 온도 센서, 이온 분석기가 사용될 수 있다. 무엇보다도, TAMC(300)의 실시예는 다음 타입의 분석기 중 하나 이상을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다:
IPA와 같은 특정(개별) 휘발성 유기 화합물(VOC)의 농도를 수집 및 분석하고 및/또는 VOC의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
특정(개별) 산 화합물(예를 들어, HF, H2SO4, HCL 등)의 농도를 수집 및 분석하고 및/또는 산의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
특정(개별) 염기 화합물(예를 들어, NH4OH, NaOH 등)의 농도를 수집 및 분석하고 및/또는 염기의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
특정(개별) 황화물의 농도를 수집 및 분석하고 및/또는 황화물의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
특정(개별) 아민 화합물의 농도를 수집 및 분석하고 및/또는 아민 화합물의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
공기 입자 또는 에어로졸 개수를 검출하기 위하여 매니폴드 장치에 연결된 분석기.
샘플 습도를 검출하기 위한 분석기.
샘플 온도를 검출하기 위한 분석기.
화학적 냉각제(예를 들어, 탄소 불화물(CxF)) 또는 건식 에칭 화학물질(예를 들어, CxFy)과 같은 불소 화합물을 검출하고, 및/또는 탄소 불화물과 같은 화학적 냉각제의 총 농도 또는 건식 에칭제의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
F-, Cl-, PO43-, NOx-, SO22-와 같이 특정(개별) 음이온(음으로 하전된 이온)의 농도를 수집 및 분석하고, 및/또는 음이온의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
NH4+와 같은 특정(개별) 양이온(양으로 하전된 이온)의 농도를 수집 및 분석하고, 및/또는 양이온의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
특정(개별) 금속 이온의 농도를 수집 및 분석하고 및/또는 금속 이온의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
특정(개별) 실리콘 도핑 이온의 농도를 수집 및 분석하고 및/또는 도펀트의 총 농도를 검출하기 위한 분석기.
분석기(308-328)들은 제어 및 통신 시스템(332)에 통신하도록 커플링되는데, 이것은 TAMC 장치(300) 내의 모든 분석기 및 장치의 동작을 통합한다. 제어 및 통신 시스템(332)은 분석기(308-328)로부터 수신된 데이터를 수신, 공정, 및/또는 해석하기 위하여 사용되고, 각각의 분석기 및 그 연관된 밸브(307)는 샘플 분석을 위해서 제어 및 통신 시스템에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 및 통신 시스템(332)의 하드웨어는 나열된 하드웨어가 요구된 기능을 수행하게 하는 명령을 가지는 소프트웨어와 함께 프로세서, 메모리, 저장소 등을 포함하는 범용 컴퓨터일 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서는, 제어 및 통신 시스템(332)은, 역시 요구된 기능을 수행하게 하는 명령을 포함하는 소프트웨어를 가지는 주문형 집적회로(ASIC)와 같은 특수-목적 컴퓨터일 수 있다.
제어 및 통신 시스템(332)은, 하나 이상의 공정 장비 모듈, 및/또는 각각의 TAMC로부터 데이터를 수집하고 각각의 TAMC 및 커플링된 공정 장비를 제어할 수 있는 원격 데이터/제어 서버(예를 들어 도 2 참조)에 유선 또는 무선으로 통신하도록 커플링될 수 있다. 따라서, TAMC 시스템은 실시간 테스트 결과 업데이트를 수신 및 송신하거나 서버로부터 동작 명령, 예컨대 인-라인 AMC 분석을 수행할 특정 샘플링 채널(즉, 특정 개별 샘플링 튜브)을 수신할 수 있다.
본 명세서에서 도시되고 논의되는 바와 같이(도 2 및 도 4 내지 도 9 참조), 하나 이상의 TAMC(300)는 다수의 가동 캐리어/FOUP, 하나 이상의 공정 장비 모듈 내의 다수의 챔버, 또는 가동 캐리어 및 공정 장비 모듈의 조합을 모니터링하기 위하여 사용될 수 있다. TAMC(300)를 사용하면, 정상 제조 공정을 방해하지 않는 직접적인-라인 모니터링 방법이 제공된다.
도 3b 는 TAMC 시스템(300)에서 사용될 수 있는 매니폴드(350)의 일 실시예를 예시한다. 매니폴드(350)는 3-웨이 밸브(356)를 통해 개별 샘플링 튜브(352)에 유체 커플링되는 하나 이상의 유입 튜브(354)를 포함한다. 예시된 실시예는 대응하는 밸브(356a-356e)가 있는 다섯 개의 개별 샘플링 튜브(352a-352e)를 가지지만, 다른 실시예는 다른 개수의 개별 샘플링 튜브 및 다른 개수의 밸브로 구성될 수 있고, 모든 샘플링 튜브가 반드시 밸브를 가져야 하는 것은 아니다.
도시된 실시예에서, 유입 튜브(354)는 오염물을 유입 튜브 내에 포획할 수 있는 죽은 공간을 제거하는 디자인을 가진다. 각각의 3-웨이 밸브(356)는 자신의 개별 샘플링 튜브를 위한 세척 포트(flush port)로서 사용될 수 있는 추가 포트를 가지지만, 다른 실시예들에서는 다른 타입의 밸브가 3-웨이 밸브(356) 대신에 사용될 수 있다.
버퍼 탱크(360)는 3-웨이 밸브(358)를 통해 유입 튜브(354)에 유체 커플링된다. 버퍼 탱크는 TAMC 시스템(300)이 큰 볼륨의 샘플을 짧은 시간 기간 동안에(예를 들어, 5 초 내에 20 리터) 수집하게 한다. 일부 상황들에서, AMC 오염 수준은 10 초 미만이 흐른 이후에 변할 수 있다. 밸브(358 및 270)(3-웨이 밸브 또는 스위치 밸브일 수 있음)가 버퍼 탱크(360)의 유입구 및 유출구에 배치된다; 이러한 밸브들은 공기 샘플링이 필요할 경우 열리고 공기 샘플이 수집되면 닫힌다. 또한, 버퍼 탱크(360)는 분석기가 추후에 오염 레벨을 측정하도록, 특정한 위치의 유출구로부터 순시 AMC를 수집할 수 있게 한다.
버퍼 탱크(360)는 압력 제어기(362) 및 밸브(364)를 통해 그 내부에 유체 커플링되는 청정 공기 유입구, 및 밸브(366)를 통해 버퍼 탱크(360)의 내부에 유체 커플링되는 청정 공기 유출구를 가진다. 청정 공기 유입구 및 청정 공기 유출구는 버퍼 탱크(360)의 내부를 세척하여 버퍼 탱크 또는 샘플링 튜브의 내부에 남아 있는 임의의 샘플을 세척하는 능력을 제공한다. 또한, 버퍼 탱크(360)는 밸브(374)에 의해 버퍼 탱크(360)의 내부에 유체 커플링되는 주변 공기 유입구(372)를 선택적으로 가질 수 있다.
선택적인 샘플링 펌프(368)는 밸브(370)를 통해 버퍼 탱크(360)의 내부에 유체 커플링될 수 있다. 샘플링 펌프(368)가 존재하면, 이것은 유입 튜브(354)에 수용된 샘플을 버퍼 탱크(360)의 내부로 도출하기 위해서 사용될 수 있다. 샘플링 펌프(368)는 버퍼 탱크(360) 내의 압력을 감소시켜서 로드 포트 배기구(load port exhaust), FI, 로드 록, 또는 공정 챔버의 유출구로부터 공기를 추출한다. 로드 포트 배기 가스, FI 챔버, 로드 록 챔버, 또는 공정 챔버, 및 따라서 개별 샘플링 튜브(352)로부터의 출력들이 양의 압력/흐름을 가지는 실시예들에서, 샘플링 펌프(368)는 필요하지 않을 수 있다.
많게는 N 개의 분석기를 포함할 수 있는 하나 이상의 분석기는 밸브(376)를 통해 버퍼 탱크(360)의 유출구에 유체 커플링될 수 있다; 이러한 분석기는 도 3a 에 도시되는 분석기(308-328)에 대응한다. 상이한 실시예들에서 사용될 수 있는 분석기의 타입들의 비-배타적 목록이 도 3a 와 연계해서 앞서서 제공되었다.
도 3c 는 TAMC(300)에서 사용될 수 있는 매니폴드(375)의 일 실시예를 예시한다. 매니폴드(375)는 거의 모든 관점에서 매니폴드(350)와 유사하다. 매니폴드들(375 및 350) 사이의 주된 차이점은, 일부 실례들에서 이것이 샘플이 버퍼 탱크(360) 내로 들어가기 전에 샘플을 분석하는 데에 유용할 수 있다는 점이다. 일부 분석기/센서는 고속 감지 응답 능력을 가지거나, 수집된 샘플을 공유하기 위해서 버퍼 탱크에 연결될 필요가 없는 내부 고속 샘플링 모듈을 포함한다. 이를 수용하기 위하여, 매니폴드(375)는 3-웨이 밸브(358)의 업스트림에서 튜브(354) 내에 유체 커플링된 다이버터(380)를 가진다. 다이버터(380)는 이제, 온도/습도 분석기(382) 또는 일부 다른 타입의 분석기(384)와 같은 하나 이상의 분석기에 유체 커플링된다. 이러한 실시예에서, 분석기/센서는 버퍼 탱크(360) 내에 수집된 샘플을 소모하지 않는다.
도 3d 는 매니폴드(390)의 다른 실시예를 도시한다. 매니폴드(390)는 거의 모든 관점에서 매니폴드들(350 및 370)과 유사하다. 주된 차이점은, 매니폴드(390)가 버퍼 탱크(360)를 포함하지 않는다는 것이다. 큰 샘플 볼륨을 수집 및 보존하기 위해서 버퍼 탱크가 필요하지 않는 실시예들에서, 버퍼 탱크(360)는 개개의 분석기에 유체 커플링되는 튜브(392)로 대체될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 튜브(392)는, 샘플 유체를 N 개의 개별 분석기 중 하나 이상으로 우회시키도록 튜브(392)에 직렬 연결된 여러 다이버터(예를 들어, 일 실시예에서는 다이버터(380)와 유사한 다이버터)를 사용하여 N 개의 분석기에 커플링될 수 있다.
도 4 는 TAMC(300)와 같은 TAMC 장치의 일 실시예를 사용하는 인-라인 모니터링 시스템(400)의 일 실시예에서를 예시한다. 모니터링 시스템(400)에서, 하나 이상의 공정 장비 모듈이 제조 설비 내에 위치설정된다. 예시된 실시예는 두 개의 공정 장비 모듈(402 및 404)을 가지지만, 다른 실시예는 도시된 것보다 많거나 적은 공정 장비 모듈을 포함할 수 있다. 수송 시스템은 이러한 실시예에서는 FOUP인 가동 캐리어를 하나의 공정 장비 모듈로부터 다른 모듈로 이동시킨다.
공정 장비 모듈(402)은 자신의 챔버들 중 하나 이상에 커플링된 샘플링 튜브 버스(408)를 가지고, 공정 장비 모듈(404)은 이와 유사하게 자신의 챔버들 중 하나 이상에 커플링된 샘플링 튜브 버스(410)를 가진다. 샘플링 튜브 버스(408 및 410)는 도면을 복잡하게 만들지 않기 위해서 간단한 형태로 도시되었지만, 일 실시예에서 샘플링 튜브 버스(408 및 410)는 도 2 에 도시된 바와 같이 공정 장비 모듈(402)에 유체 커플링된 개별 샘플링 튜브 및 튜브 버스를 각각 포함할 수 있다.
TAMC(406)는 이동될 수 있고 샘플링 튜브 버스(408 및 410)에 신속하게 연결되거나 그로부터 단절될 수 있다. 튜브 버스(408 및 410)에 신속하게 연결되거나 그로부터 단절될 수 있기 때문에, TAMC(406)는 공정 장비 모듈(402)과 공정 장비 모듈(404) 사이에서, 예를 들면 이것을 롤링 캐비넷(rolling cabinet) 내에 하우징함으로써 쉽게 이동될 수 있다. TAMC 장치(406)는 우선 특정 시간 기간 동안 공정 장비 모듈(402)에 유체 커플링되어, 공정 장비 청결도를 인-라인 모니터링하고 전달된 FOUP도 모니터링할 수 있다. 그러면, TAMC 시스템은, 자신의 청결도 및 전달된 FOUP 내의 청결도의 후속 AMC 모니터링을 위하여 이동되고 공정 장비 모듈(404)에 유체 커플링될 수 있다.
도 5 는 인-라인 모니터링 시스템(500)의 다른 실시예를 도시한다. 시스템(500)에서, 공정 장비 모듈 내의 특정 챔버들의 독립적 모니터링에 중점을 두기 위하여 다수의 TAMC가 공정 장비 모듈(502)에 연결될 수 있다.
도시된 실시예에서, 공정 장비 모듈(502)은 여러 챔버를 가진다; 전술된 바와 같이, 이것은 FOUP과 같은 하나 이상의 가동 캐리어가 맞춤될 수 있는 로드 포트를 가지고, 도시된 실시예에서 이것은 전면 인터페이스, 공정 로드 록 챔버, 및 공정 챔버도 가진다. 상이한 TAMC들은 공정 장비 모듈(502) 내의 상이한 챔버에 유체 커플링된다: 도시된 실시예에서 하나의 TAMC(504)는 로드 포트에 유체 커플링되고, 다른 TAMC(506)는 전면 인터페이스에 유체 커플링되며, 제 3 TAMC(508)는 로드 록 챔버 및 공정 챔버 양자 모두에 유체 커플링된다. 다른 실시예들에서, 유체 연결은 도시된 것과 다를 수 있다. 비록 도면에는 도시되지 않지만, TAMC(504-508), 및 공정 장비 모듈(502)은 서로, 중앙 서버로, 또는 서로 그리고 중앙 서버 양자 모두로 유선 또는 무선으로 도 2 에 도시된 바와 같이 통신하도록 커플링될 수 있다.
도 6 은인-라인 모니터링 시스템(600)의 다른 실시예를 도시한다. 시스템(600)은 복수 개의 공정 장비 모듈을 포함한다; 예시된 실시예는 L1 내지 L16 으로 명명된 16 개의 공정 장비 모듈을 가지지만, 다른 실시예는 도시된 것보다 많거나 적은 공정 장비 모듈을 가질 수 있다. 시스템은 두 개의 별개의 샘플링 튜브 버스(602 및 604)를 포함한다. 샘플링 튜브 버스(602)는 모든 공정 장비 모듈(L1-L16)에 유체 커플링된 하나 이상의 개별 샘플링 튜브를 가지고, 샘플링 튜브 버스(604)는 또한 모든 공정 장비 모듈(L1-L16)에 유체 커플링된 하나 이상의 개별 샘플링 튜브를 가진다.
시스템(600)의 상이한 실시예에서는 다양한 샘플링 튜브 버스 배치구성이 사용될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 샘플링 튜브 버스(602)는 자신의 모든 개별 샘플링 튜브가 하나의 타입의 공정 장비 모듈 챔버에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 샘플링 튜브 버스(604)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 다른 타입의 챔버에 커플링되게 할 수 있다. 예를 들면, 샘플링 튜브 버스(602)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 공정 장비 모듈(L1-L16)의 로드 포트에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 샘플링 튜브 버스(604)는 자신의 개별 샘플링 튜브를 공정 장비 모듈(L1-L16)의 공정 챔버에 커플링되게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 버스(602)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 각각의 공정 장비 모듈 상의 챔버들의 하나의 조합에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 버스(604)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 각각의 공정 장비 모듈 내의 챔버들의 다른 조합에 커플링되게 할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 버스(602 및 604) 양자 모두는 예를 들면 도 2 에 도시된 바와 같이 그들의 개별 샘플링 튜브 모두가 모든 공정 장비 모듈의 모든 챔버에 커플링되게 할 수 있다.
TAMC는 각각의 샘플링 튜브 버스에 유체 커플링되어 각각의 개별 샘플링 튜브로부터 수집된 샘플을 수집 및 분석한다: TAMC(606)는 샘플링 튜브 버스(602)에 커플링되고 TAMC(608)는 샘플링 튜브 버스(604)에 유체 커플링되므로, TAMC와 샘플링 튜브 버스 사이에는 일대일 대응성이 존재한다. 그러나, 다른 실시예들에서는 샘플링 튜브 버스(602 및 604)가 분리되고 도시된 것보다 더 많거나 적은 개수의 TAMC에 지향될 수 있다. 다른 예시된 실시예에서와 같이, TAMC(602-608) 및 개개의 공정 장비 모듈(L1-L16)은, 도 2 에 도시된 바와 같이, 서로 및/또는 중앙 원격 서버/제어 센터(610)로 유선 또는 무선으로 통신하도록 커플링될 수 있다. 공정 장비 모듈(L1-L16)과 서버(610) 사이의 통신 연결은 도면을 복잡하게 하지 않기 위해서 도시되지 않는다.
인-라인 모니터링 시스템(600)이 있으면, 동일한 공정 영역을 커버하기 위하여 상이한인-라인 TAMC 시스템의 조합이 사용될 수 있다. 하나 이상의 인-라인 TAMC 시스템이 유체 커플링되고 로드 포트 FOUP 배기 가스를 모니터링하는 것에 중점을 둘 수 있는 반면에, 다른 인-라인 TAMC 시스템은 유체 커플링되고 표적화된 공정 영역 내의 모든 장비의 FI 챔버를 모니터링하는 것에 중점을 둘 수 있다. 팹(fab) 내의 표적화된 공정 영역 내의 모든 로드 록 챔버 및/또는 공정 챔버에 대한 추가적인-라인 TAMC 시스템의 경우도 유사하다.
도 7 은인-라인 모니터링 시스템(700)의 다른 실시예를 도시한다. 시스템(700)은 복수 개의 공정 장비 모듈을 포함한다; 예시된 실시예는 L1 내지 L16 으로 명명된 16 개의 공정 장비 모듈을 가지지만, 다른 실시예는 도시된 것보다 많거나 적은 공정 장비 모듈을 가질 수 있다. 시스템은 두 개의 별개의 샘플링 튜브 버스(702 및 704)를 포함한다. 샘플링 튜브 버스(702)는 공정 장비 모듈의 서브세트-이러한 실시예에서는 모듈(L1-L4 및 L9-L12) - 의 챔버에 유체 커플링된 하나 이상의 개별 샘플링 튜브를 가지고, 샘플링 튜브 버스(704)도 역시 공정 장비 모듈의 상이한 서브세트 -이러한 실시예에서는 모듈(L5-L8 및 L13-L16)-의 챔버에 유체 커플링된 하나 이상의 개별 샘플링 튜브를 가진다.
시스템(700)의 상이한 실시예에서는 다양한 샘플링 튜브 버스 배치구성이 사용될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 샘플링 튜브 버스(702)는 자신의 모든 개별 샘플링 튜브가 하나의 타입의 공정 장비 모듈 챔버에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 샘플링 튜브 버스(704)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 다른 타입의 챔버에 커플링되게 할 수 있다. 예를 들면, 샘플링 튜브 버스(702)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 공정 장비 모듈(L1-L4 및 L9-L12)의 로드 포트에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 샘플링 튜브 버스(704)는 자신의 개별 샘플링 튜브를 공정 장비 모듈(L5-L8 및 L13-L16)의 공정 챔버에 커플링되게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 버스(702)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 자신의 서브세트 내의 각각의 공정 장비 모듈 상의 챔버들의 하나의 조합에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 버스(704)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 자신의 서브세트 내의 각각의 공정 장비 모듈 내의 챔버들의 다른 조합에 커플링되게 할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 버스(702 및 704) 양자 모두는 예를 들면 도 2 에 도시된 바와 같이 그들의 개별 샘플링 튜브 모두가 자신의 서브세트 내의 모든 공정 장비 모듈의 모든 챔버에 커플링되게 할 수 있다.
TAMC는 각각의 샘플링 튜브 버스에 유체 커플링되어 각각의 개별 샘플링 튜브로부터 수집된 샘플을 수집 및 분석한다: TAMC(706)는 샘플링 튜브 버스(702)에 커플링되고 TAMC(708)는 샘플링 튜브 버스(704)에 유체 커플링되지만, 다른 실시예들에서 샘플링 튜브 버스(702 및 704)는 분리되고 도시된 것보다 많거나 적은 개수의 TAMC에 지향될 수 있다. 다른 예시된 실시예에서와 같이, TAMC(702-708) 및 개개의 공정 장비 모듈(L1-L16)은, 도 2 에 도시된 바와 같이, 서로 및/또는 중앙 원격 서버/제어 센터(710)로 유선 또는 무선으로 통신하도록 커플링될 수 있다. 공정 장비 모듈(L1-L16)과 서버(710) 사이의 통신 연결은 도면을 복잡하게 하지 않기 위해서 도시되지 않는다.
인-라인 모니터링 시스템(700)이 있으면, TAMC(706 및 708)가 사용되고 확장된 매니폴드 디자인(즉, 더 많은 샘플링 채널)을 통해 다수의 공정 장비/모듈에 연결되어 제조 설비 내의 특정 공정 영역을 커버할 수 있다. 각각의 인-라인 TAMC는 특정한 양의 공정 장비(및 FOUP)에 대하여 FOUP 로드 포트 배기, FI, 로드 록, 또는 공정 챔버를 모니터링하도록 구성될 수 있다.
도 8 은인-라인 모니터링 시스템(800)의 다른 실시예를 도시한다. 시스템(800)은 복수 개의 공정 장비 모듈을 포함한다; 예시된 실시예는 L1 내지 L16 으로 명명된 16 개의 공정 장비 모듈을 가지지만, 다른 실시예는 도시된 것보다 많거나 적은 공정 장비 모듈을 가질 수 있다. 시스템은 두 개의 별개의 샘플링 튜브 버스(802 및 804)를 포함한다. 샘플링 튜브 버스(802)는 공정 장비 모듈의 서브세트-이러한 실시예에서는 모듈(L1-L4 및 L9-L12) - 의 챔버에 유체 커플링된 하나 이상의 개별 샘플링 튜브를 가지고, 샘플링 튜브 버스(804)도 역시 공정 장비 모듈의 상이한 서브세트 -이러한 실시예에서는 모듈(L5-L8 및 L13-L16)-의 챔버에 유체 커플링된 하나 이상의 개별 샘플링 튜브를 가진다.
시스템(800)의 상이한 실시예에서는 다양한 샘플링 튜브 버스 배치구성이 사용될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 샘플링 튜브 버스(802)는 자신의 모든 개별 샘플링 튜브가 하나의 타입의 공정 장비 모듈 챔버에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 샘플링 튜브 버스(804)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 다른 타입의 챔버에 커플링되게 할 수 있다. 예를 들면, 샘플링 튜브 버스(802)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 공정 장비 모듈(L1-L4 및 L9-L12)의 로드 포트에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 샘플링 튜브 버스(804)는 자신의 개별 샘플링 튜브를 공정 장비 모듈(L5-L8 및 L13-L16)의 공정 챔버에 커플링되게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 버스(802)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 자신의 서브세트 내의 각각의 공정 장비 모듈 상의 챔버들의 하나의 조합에 커플링되게 할 수 있는 반면에, 버스(804)는 자신의 개별 샘플링 튜브가 자신의 서브세트 내의 각각의 공정 장비 모듈 내의 챔버들의 다른 조합에 커플링되게 할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 버스(802 및 804) 양자 모두는 예를 들면 도 2 에 도시된 바와 같이 그들의 개별 샘플링 튜브 모두가 자신의 서브세트 내의 모든 공정 장비 모듈의 모든 챔버에 커플링되게 할 수 있다.
도시된 실시예에서, TAMC(806)는 상이한 시간에 각각의 샘플링 튜브 버스에 유체 커플링되어, 해당 버스 내의 각각의 개별 샘플링 튜브로부터 수집된 샘플을 수집 및 분석한다. 샘플링 튜브 버스(802 및 804)에 신속하게 연결되거나 그로부터 단절될 수 있기 때문에, TAMC(806)는 샘플링 튜브 버스들 사이에서, 예를 들면 이것을 롤링 캐비넷(rolling cabinet) 내에 하우징함으로써 쉽게 이동될 수 있다. TAMC(806)는 우선 샘플링 튜브 버스(802)에 커플링된다. 공정 장비 모듈의 해당 대응 서브세트의 모니터링이 완료되면, TAMC(806)는 샘플링 튜브 버스(802)로부터 커플링해제되고 샘플링 튜브 버스(804)에 유체 커플링된다. 다른 예시된 실시예에서와 같이, TAMC(806) 및 개개의 공정 장비 모듈(L1-L16)은, 도 2 에 도시된 바와 같이, 서로 및/또는 중앙 원격 서버/제어 센터(810)로 유선 또는 무선으로 통신하도록 커플링될 수 있다. 공정 장비 모듈(L1-L16)과 서버(810) 사이의 통신 연결은 도면을 복잡하게 하지 않기 위해서 도시되지 않는다.
인-라인 모니터링 시스템(800)이 있으면, 단일인-라인 TAMC 시스템이 확장된 매니폴드 디자인(즉, 더 많은 샘플링 채널)을 통해 다수의 공정 장비/모듈에 연결되어 제조 설비 내의 특정 공정 영역을 커버할 수 있다. 인-라인 TAMC는 위치 A로부터 B로 이동되어, 다수의 공정 장비가 있는 위치 B 영역 내에서의 AMC 모니터링을 커버할 수 있다. 다른 실시예에서, 확장된 매니폴드 디자인(즉, 더 많은 샘플링 채널)을 통해 다수의 공정 장비/모듈에 연결되어 제조 설비 내의 특정 공정 영역을 커버할 수 있는 단일인-라인 TAMC 시스템은 이동될 수 있다. 인-라인 TAMC는 위치 A로부터 B로 이동되어, 다수의 공정 장비가 있는 위치 B 영역 내에서의 AMC 모니터링을 커버할 수 있다.
도 9 는 인-라인 모니터링 시스템(900)의 다른 실시예를 도시한다. 모니터링 시스템(900)은 거의 모든 관점에서 도 2 에 도시되는 모니터링 시스템(200)과 유사하다: TAMC(226)와 실질적으로 202 인 공정 장비 모듈의 상이한 챔버들 사이의 유체 커플링은 실질적으로 동일하고, 및 TAMC(226), 공정 장비 모듈(202), 및 원격 데이터/제어 서버(228) 사이의 통신 커플링도 역시 실질적으로 동일하다.
시스템(900)과 시스템(200) 사이의 주된 차이점은, 가동 캐리어가 공정 장비 모듈(202)의 로드 포트(204)에 맞춤될 수 있기 때문에, 시스템(900)에서는 TAMC(226)가 가동 캐리어(904)가 분석을 위해 맞춤될 수 있는 자신의 로드 포트(902)를 포함한다는 점이다. 일 실시예에서, 로드 포트(902)는 가동 캐리어(904 및 206)가 분석을 위해 도킹될 수 있는 추가 위치를 제공한다. 다른 실시예에서, 로드 포트(902)는 TAMC(226)가 특수 목적 가동 캐리어(904)를 위한 베이스 스테이션으로서의 역할을 하게 한다. 예를 들어, 가동 캐리어(904)는, 더욱 상세한 TAMC 분석, FOUP 세정, 또는 인-FOUP 배터리 충전을 수행하기 위하여 FOUP 내에 배터리형 센서 또는 샘플링 콜렉터를 운반하는(FOUP이 보통 운반하는 반도체 웨이퍼 대신에) 특수 공정 건전성 모니터링 FOUP일 수 있다. 또한, 특수 목적 가동 캐리어/FOUP은 정규 공정 FOUP와 같은 로드 포트(204)로 전달될 수 있다. 또한, 로드 포트(902)는 내부에 웨이퍼가 있건 없건 간에, 표준 가동 캐리어 또는 공정 FOUP상에 직접적으로 AMC 분석을 수행하도록 사용될 수 있다.
요약서에서 설명된 것을 포함하여, 실시예들에 대한 위의 상세한 설명은 망라적인 것이라거나 본 발명을 기술된 형태로 제한하려는 의도가 아니다. 본 발명의 특정한 실시예와 본 발명에 대한 예들이 본 명세서에서 예시를 위하여 설명되기는 하지만, 앞선 상세한 설명을 통해 당업자들이 인식할 수 있는 것처럼 본 발명의 범위 내에 속하는 다양한 등가적 변형이 이루어질 수 있다. 직접 FOUP 도킹 및 분석을 위한 로드 포트 디자인을 가지는 인-라인 TAMC 시스템.
후속하는 청구항에서 사용되는 용어들은 본 발명을 상세한 설명 및 청구항에서 개시되는 특정 실시예로 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 본 발명의 범위는 후속하는 청구항에 의하여 전체적으로 결정되어야 하며, 청구항은 확립된 청구항 해석 법리에 따라서 해석되어야 한다.
Claims (24)
- 공중 분자 오염(airborne molecular contamination; AMC) 모니터링 장치로서,
매니폴드;
하나 이상의 분석기; 및
상기 하나 이상의 분석기에 커플링된 제어 및 통신 시스템을 포함하고,
상기 매니폴드는
샘플링 튜브 버스 내의 복수 개의 개별 샘플링 튜브에 유체 커플링된 유입 튜브로서, 각각의 개별 샘플링 튜브는 멀티-웨이 밸브에 의해 상기 유입 튜브에 유체 커플링된, 유입 튜브,
멀티-웨이 밸브를 통해 상기 유입 튜브에 유체 커플링된 버퍼 탱크, 및
각각의 유출 튜브가 상기 버퍼 탱크에 유체 커플링되며 멀티-웨이 밸브를 통해 분석기에 유체 커플링되는 복수의 유출 튜브를 포함하고,
상기 유입 튜브에 상기 개별 샘플링 튜브를 유체 커플링하고 상기 버퍼 탱크에 상기 유입 튜브를 유체 커플링하고 상기 분석기에 상기 유출 튜브를 유체 커플링하는 상기 멀티-웨이 밸브는, 상기 매니폴드가 세척(flush)될 수 있도록 구성되고,
상기 하나 이상의 분석기는 상기 복수 개의 개별 샘플링 튜브 중 하나 이상을 통해 상기 매니폴드 내로 도입된 유체를 분석하도록 상기 매니폴드의 상기 하나 이상의 유출구 중 하나에 각각 유체 커플링되는, AMC 모니터링 장치. - 제1항에 있어서,
각각의 개별 샘플링 튜브는 공정 장비 스테이션(process equipment station)의 챔버에 커플링되는, AMC 모니터링 장치. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 센서는, 개별 또는 총 휘발성 유기 화합물(VOC) 검출기, 산 화합물 검출기, 염기 화합물 검출기, 황화물 검출기, 아민 화합물 검출기, 공기 입자 또는 에어로졸 개수 검출기, 습도 검출기, 온도 검출기, 화학적 냉각제 검출기, 음이온 검출기, 양이온 검출기, 금속 이온 검출기, 또는 도핑 이온 검출기를 포함할 수 있는, AMC 모니터링 장치. - 제1항에 있어서,
상기 매니폴드는 상기 버퍼 탱크의 내부를 세척하도록 상기 버퍼 탱크에 커플링되는 청정 공기 유입부 및 청정 공기 유출부를 더 포함하는, AMC 모니터링 장치. - 제4항에 있어서,
상기 매니폴드는 상기 버퍼 탱크의 내부에 유체 커플링되는 펌프를 더 포함하는, AMC 모니터링 장치. - 제5항에 있어서,
상기 AMC 모니터링 장치는, 상기 버퍼 탱크에 커플링하는 상기 멀티-웨이 밸브의 업스트림에서 상기 유입 튜브에 커플링되는 하나 이상의 분석기를 더 포함하는, AMC 모니터링 장치. - 제6항에 있어서,
상기 멀티-웨이 밸브의 업스트림에서 상기 유입 튜브에 커플링되는 상기 하나 이상의 분석기는 온도 분석기 또는 습도 분석기를 포함하는, AMC 모니터링 장치. - 제1항에 있어서,
상기 AMC 모니터링 장치는, 상기 유입 튜브를 상기 버퍼 탱크에 커플링하는 상기 멀티-웨이 밸브에 유체 커플링되는 펌프를 더 포함하는, AMC 모니터링 장치. - 환경 모니터링 시스템으로서,
2개 이상의 샘플링 버스 - 각각의 샘플링 버스는 복수 개의 개별 샘플링 튜브를 포함하며 공정 장비 모듈에 대응하고, 샘플링 버스 내의 각각의 개별 샘플링 튜브는 대응하는 공정 장비 모듈의 하나 이상의 챔버에 유체 커플링되도록 구성됨 -;
상기 2개 이상의 샘플링 버스 중 하나에 유체 커플링 및 단절되도록 구성된 단일 공중 분자 오염(AMC) 장치 - 상기 공중 분자 오염 장치는
복수 개의 유입구 및 하나 이상의 유출구를 갖는 매니폴드로서, 상기 AMC 장치가 커플링된 샘플링 버스로부터의 각각의 개별 샘플링 튜브를 상기 매니폴드의 복수 개의 유입구 중 하나에 유체 커플링되도록 구성되는, 매니폴드,
상기 복수 개의 개별 샘플링 튜브 중 하나 이상을 통해 상기 매니폴드 내로 도입된 유체를 분석하도록, 상기 매니폴드의 하나 이상의 유출구 중 하나에 각각 유체 커플링된 하나 이상의 분석기, 및
상기 하나 이상의 분석기에 커플링된 제어 및 통신 시스템을 포함함 -; 및
제어 및 통신 시스템에 무선 또는 유선으로 통신하도록 커플링되는 원격 서버를 포함하고,
상기 단일 AMC 장치는 이동가능하여서, 하나의 샘플링 버스에 유체 커플링된 위치로부터 또 다른 샘플링 버스에 유체 커플링될 수 있는 위치로 이동할 수 있는, 환경 모니터링 시스템. - 제9항에 있어서,
각각의 공정 장비 모듈은 제조되는 물품을 운반하는 가동 캐리어를 수납하기 위한 로드 포트를 포함하고, 적어도 하나의 개별 샘플링 튜브는 상기 가동 캐리어가 상기 로드 포트 상에 배치되면 상기 가동 캐리어 내부의 환경을 샘플링하도록 각각의 로드 포트에 유체 커플링되는, 환경 모니터링 시스템. - 제10항에 있어서,
개별 샘플링 튜브는, 상기 공정 장비 모듈의 인터페이스 챔버, 록 로드 챔버, 및 공정 챔버 내의 환경을 샘플링하도록 각각의 챔버에 유체 커플링되도록 구성되는, 환경 모니터링 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 AMC 장치에 부착되고 상기 AMC 장치의 적어도 하나의 개별 샘플링 튜브에 유체 커플링된 로드 포트를 더 포함하는, 환경 모니터링 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 매니폴드는
멀티-웨이 밸브에 의해 상기 복수 개의 개별 샘플링 버스의 각각에 유체 커플링된 유입 튜브;
멀티-웨이 밸브를 통해 유입 튜브에 유체 커플링된 버퍼 탱크;
각각의 유출 튜브가 버퍼 탱크에 유체 커플링되고 멀티-웨이 밸브를 통해 분석기에 유체 커플링되는, 복수의 유출 튜브;
상기 버퍼 탱크의 내부를 세척하도록 상기 버퍼 탱크에 커플링되는 청정 공기 유입부 및 청정 공기 유출부를 포함하는, 환경 모니터링 시스템. - 환경 모니터링 시스템으로서,
2개 이상의 샘플링 버스 - 각각의 샘플링 버스는 복수 개의 개별 샘플링 튜브를 포함하며 공정 장비 모듈의 세트에 대응하고, 샘플링 버스 내의 각각의 개별 샘플링 튜브는 대응하는 공정 장비 모듈의 세트 내의 공정 장비 모듈의 챔버에 유체 커플링되도록 구성됨 -;
상기 2개 이상의 샘플링 버스 중 하나에 유체 커플링 및 단절되는 단일 공중 분자 오염(AMC) 장치 - 상기 공중 분자 오염 장치는
복수 개의 유입구 및 하나 이상의 유출구를 갖는 매니폴드로서, 상기 AMC 장치가 커플링된 샘플링 버스로부터의 각각의 개별 샘플링 튜브는 상기 매니폴드의 복수 개의 유입구 중 하나에 유체 커플링되는, 매니폴드,
상기 복수 개의 개별 샘플링 튜브 중 하나 이상을 통해 상기 매니폴드 내로 도입된 유체를 분석하도록, 상기 매니폴드의 하나 이상의 유출구 중 하나에 각각 유체 커플링된 하나 이상의 분석기, 및
상기 하나 이상의 분석기에 커플링된 제어 및 통신 시스템을 포함함 -; 및
제어 및 통신 시스템에 무선 또는 유선으로 통신하도록 커플링되는 원격 서버를 포함하고,
상기 단일 AMC 장치는 이동가능하여서, 하나의 샘플링 버스에 유체 커플링된 위치로부터 또 다른 샘플링 버스에 유체 커플링될 수 있는 위치로 이동할 수 있는, 환경 모니터링 시스템. - 제14항에 있어서,
각각의 공정 장비 모듈은 제조되는 물품을 운반하는 가동 캐리어를 수납하기 위한 로드 포트를 포함하고, 적어도 하나의 개별 샘플링 튜브는 상기 가동 캐리어가 상기 로드 포트 상에 배치되면 상기 가동 캐리어 내부의 환경을 샘플링하도록 각각의 로드 포트에 유체 커플링되는, 환경 모니터링 시스템. - 제15항에 있어서,
개별 샘플링 튜브는, 상기 공정 장비 모듈의 인터페이스 챔버, 록 로드 챔버, 및 공정 챔버 내의 환경을 샘플링하도록 각각의 챔버에 유체 커플링되도록 구성되는, 환경 모니터링 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 AMC 장치에 부착되고 상기 AMC 장치의 적어도 하나의 개별 샘플링 튜브에 유체 커플링된 로드 포트를 더 포함하는, 환경 모니터링 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제어 및 통신 시스템은, 원격 서버, 적어도 하나의 공정 장비 모듈, 또는 원격 서버와 적어도 하나의 공정 장비 모듈 모두에 무선 또는 유선으로 통신하도록 커플링되는, 환경 모니터링 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 매니폴드는
멀티-웨이 밸브에 의해 상기 복수 개의 개별 샘플링 버스의 각각에 유체 커플링된 유입 튜브;
멀티-웨이 밸브를 통해 유입 튜브에 유체 커플링된 버퍼 탱크;
각각의 유출 튜브가 버퍼 탱크에 유체 커플링되고 멀티-웨이 밸브를 통해 분석기에 유체 커플링되는, 복수의 유출 튜브;
상기 버퍼 탱크의 내부를 세척하도록 상기 버퍼 탱크에 커플링되는 청정 공기 유입부 및 청정 공기 유출부를 포함하는, 환경 모니터링 시스템. - 환경 모니터링 시스템으로서,
2개 이상의 샘플링 버스에 유체 커플링 및 단절되도록 구성된 단일 공중 분자 오염(AMC) 장치 - 상기 단일 공중 분자 오염 장치는
복수 개의 유입구 및 하나 이상의 유출구를 갖는 매니폴드로서, 상기 매니폴드의 각각의 유입구는 적어도 하나의 공정 장비 모듈의 하나 이상의 챔버에 유체 커플링된 복수 개의 개별 샘플링 튜브 중 하나에 멀티-웨이 밸브에 의해 유체 커플링되는, 매니폴드,
상기 복수 개의 개별 샘플링 튜브 중 하나 이상을 통해 상기 매니폴드 내로 도입된 유체를 분석하도록, 상기 매니폴드의 하나 이상의 유출구 중 하나에 각각 유체 커플링된 하나 이상의 분석기, 및
상기 하나 이상의 분석기에 커플링된 제어 및 통신 시스템을 포함함 -;
제어 및 통신 시스템에 무선 또는 유선으로 통신하도록 커플링되는 원격 서버; 및
상기 AMC 장치에 부착되고 상기 매니폴드의 적어도 하나의 유입구에 유체 커플링된 AMC 로드 포트 - 상기 로드 포트는 가동 캐리어를 수납할 수 있음 -
를 포함하는, 환경 모니터링 시스템. - 제20항에 있어서,
각각의 공정 장비 모듈은 제조되는 물품을 운반하는 가동 캐리어를 수납하기 위한 로드 포트를 포함하고, 적어도 하나의 개별 샘플링 튜브는 상기 가동 캐리어가 상기 로드 포트 상에 배치되면 상기 가동 캐리어 내부의 환경을 샘플링하도록 각각의 로드 포트에 유체 커플링되는, 환경 모니터링 시스템. - 제21항에 있어서,
개별 샘플링 튜브는, 상기 공정 장비 모듈의 인터페이스 챔버, 록 로드 챔버, 및 공정 챔버 내의 환경을 샘플링하도록 각각의 챔버에 유체 커플링되도록 구성되는, 환경 모니터링 시스템. - 제20항에 있어서,
상기 제어 및 통신 시스템은, 원격 서버, 적어도 하나의 공정 장비 모듈, 또는 원격 서버와 적어도 하나의 공정 장비 모듈 모두에 무선 또는 유선으로 통신하도록 커플링되는, 환경 모니터링 시스템. - 제20항에 있어서,
상기 매니폴드는
멀티-웨이 밸브에 의해 상기 복수 개의 개별 샘플링 버스의 각각에 유체 커플링된 유입 튜브;
멀티-웨이 밸브를 통해 유입 튜브에 유체 커플링된 버퍼 탱크;
각각의 유출 튜브가 버퍼 탱크에 유체 커플링되고 멀티-웨이 밸브를 통해 분석기에 유체 커플링되는, 복수의 유출 튜브;
상기 버퍼 탱크의 내부를 세척하도록 상기 버퍼 탱크에 커플링되는 청정 공기 유입부 및 청정 공기 유출부를 포함하는, 환경 모니터링 시스템.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |