KR20240046487A - 초임계 유체 계측용 라만 센서 - Google Patents

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KR20240046487A
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Abstract

장치는 하나 이상의 샘플 물질을 유지하도록 구성된 측정 챔버를 포함한다. 장치는 측정 챔버의 측면에 장착된 입구창을 포함한다. 장치는 입사광빔을 생성하도록 구성된 광원을 포함한다. 장치는 챔버로부터 비탄성적으로 산란된 광을 수집하고, 수집된 비탄성적으로 산란된 광에 기초하여 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 라만 피크의 강도를 측정하도록 구성된 라만 센서를 포함한다. 장치는 (i) 적어도 제1 물질의 라만 피크의 측정된 강도에 기초하여 제1 물질의 농도를 계산하고, (ii) 제1 물질의 계산된 농도에 기초하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정하고, (iii) 결정된 종점에 기초하여 웨이퍼 세정 공정을 종료하도록 구성되는 프로세서를 더 포함한다.

Description

초임계 유체 계측용 라만 센서
관련 특허 및 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 미국 특허 정규 출원 번호 17/445,570(출원일: 2021년 8월 20일)의 출원일의 우선권 및 이득을 주장하고, 이 출원은 전문이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
웨이퍼 세정 용액은 반도체 산업의 중요한 부분이다. 세정의 목적은 에칭과 같은, 다른 반도체 공정 단계의 잔여 부산물을 제거하는 것을 포함한다. 당업자는 또한 표면 입자 또는 원치 않은 막을 제거하기를 원할 수 있다. 일반적으로, 세정 공정은 SC-1/SC-2 액체(RCA 세정)와 같은 하나 또는 다수의 용매를 사용한 다음, 알코올/이소프로판올로 웨이퍼를 헹군다. 공정의 종료 시, 웨이퍼 표면으로부터 남아 있는 미량의 이소프로판올(IPA)을 제거하는 것이 또한 중요하다. 그렇지 않으면, 증발하는 IPA가 웨이퍼 표면 상의 도구 구조체에 모세관력을 가하여 붕괴를 유발할 수 있다. 개발된 방법은 표면 장력을 감소시키는 제제의 사용과 표면을 "습윤"시키는 세정제의 능력을 포함한다. 이상적으로, 당업자는 표면 장력이 0에 가까워지고 상전이를 거치는 일 없이 기체로 변하는 능력을 가진 제제를 선호할 것이다. 후자의 예는 초임계 이산화탄소(CO2)이다.
반도체 산업에서 웨이퍼 세정 용액의 개발로 인해 웨이퍼 표면으로부터 세정제를 제거하기 초임계 유체의 이용으로 이어졌다. 일반적으로 기체 CO2가 임계점 초과의 압력과 온도를 겪고 초임계 유체 상태(scCO2)로 변하는 챔버에, 웨이퍼가 배치된다. 대부분의 물질은 특정 온도 초과로 가열될 때 기체로 변한다. 마찬가지로, 기체는 특정 압력을 넘어 압축될 때 액체 및/또는 고체로 변한다. 그러나, 이산화탄소와 같은 일부 물질이 소위 임계점 초과의 압력과 온도를 겪을 때, 이들은 액체 또는 기체와는 현저하게 상이한 특성을 갖는 소위 초임계 유체로 변한다. 가장 중요하게, 초임계 유체는 급격한 상전이 없이 기체 또는 액체로 점진적으로 전이될 수 있다. scCO2는 또한 점도가 매우 낮으므로, 웨이퍼 구조에 최소한의 모세관력을 가한다.
scCO2는 세정제(예를 들어, 이소프로판올(IPA))를 용해하고 대체한다. scCO2의 IPA 용액은 배기 포트를 통해 제거될 수 있다. 세정 주기의 종료 시, 순수한 scCO2만 남게 되는 것이 선호된다. 이어서 CO2가 점진적으로 기체로 변하여 웨이퍼가 건조되고 바람직하게는 세정 부산물이 없을 때까지 챔버의 압력이 초임계점 미만으로 점진적으로 감소된다.
세정 챔버 배기구 내 세정제 잔여물의 존재를 실시간 현장 추적하기 위해서는 종점 방법 및 장치가 필요하다.
일부 실시형태에 따르면, 현장 세정 종점 검출을 위한 장치는 하나 이상의 샘플 물질을 유지하도록 구성된 측정 챔버를 포함한다. 장치는 측정 챔버의 측면에 장착된 입구창(entrance window)을 더 포함한다. 장치는 입사광빔을 생성하도록 구성된 광원을 더 포함하고, 입사광빔은 입구창을 통해 챔버로 향하게 되고, 입사광빔은 하나 이상의 샘플 물질에 의해 챔버의 내부에서 비탄성적으로 산란된다. 장치는 챔버로부터 비탄성적으로 산란된 광을 수집하고, 수집된 비탄성적으로 산란된 광에 기초하여 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 라만 피크의 강도를 측정하도록 구성된 라만 센서를 더 포함한다. 장치는 (i) 적어도 제1 물질의 라만 피크의 측정된 강도에 기초하여 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 농도를 계산하고, (ii) 제1 물질의 계산된 농도에 기초하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정하고, (iii) 결정된 종점에 기초하여 웨이퍼 세정 공정을 종료하도록 구성되는 프로세서를 더 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 현장 세정 종점 검출을 위한 방법은 웨이퍼 세정 공정 동안 광원에 의해, 측정 챔버의 입구창을 통해 입사광빔을 향하게 하는 단계로서, 측정 챔버는 하나 이상의 샘플 물질을 유지하고, 입사광빔은 하나 이상의 샘플 물질에 의해 챔버의 내부에서 비탄성적으로 산란되는, 단계를 포함한다. 방법은 라만 센서에 의해, 챔버로부터 비탄성적으로 산란된 광을 수집하는 단계를 더 포함한다. 방법은 라만 센서에 의해, 수집된 비탄성적으로 산란된 광에 기초하여 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 라만 피크의 강도를 측정하는 단계를 더 포함한다. 방법은 프로세서에 의해, 적어도 제1 물질의 라만 피크의 측정된 강도에 기초하여 제1 물질의 농도를 계산하는 단계를 더 포함한다. 방법은 프로세서에 의해, 제1 물질의 계산된 농도에 기초하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정하는 단계를 더 포함한다. 방법은 프로세서에 의해, 결정된 종점에 기초하여 웨이퍼 세정 공정을 종료하는 단계를 더 포함한다.
전술한 단락은 대강의 도입부로서 제공되었고, 다음의 청구범위의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 설명된 실시형태는, 추가의 이점과 함께, 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 것이다.
본 개시내용의 양상은 첨부 도면과 함께 읽을 때 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 산업의 표준 관행에 따르면, 다양한 특징부가 축척대로 도시되지 않은 것에 유의한다. 실제로, 다양한 특징부의 치수는 논의의 명료성을 위해 임의로 증가 또는 감소될 수 있다.
도 1은 일부 실시형태에 따른 세정 장치의 예시적인 블록도를 도시한다.
도 2는 일부 실시형태에 따른 예시적인 라만 센서를 도시한다.
도 3은 일부 실시형태에 따른 예시적인 라만 센서를 도시한다.
도 4는 일부 실시형태에 따른 예시적인 세정 장치를 도시한다.
도 5는 일부 실시형태에 따른 세정 장치의 예시적인 기계적 구조를 도시한다.
도 6은 일부 실시형태에 따른 IPA의 라만 피크의 예시적인 그래프를 도시한다.
도 7은 일부 실시형태에 따른 IPA 농도와 IPA의 라만 피크 간의 관계의 예시적인 그래프를 도시한다.
도 8은 일부 실시형태에 따른 웨이퍼 세정 공정의 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 9는 일부 실시형태에 따른 웨이퍼 세정 공정의 종점 검출의 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 10은 일부 실시형태에 따른 프로세서의 예시적인 도면을 도시한다.
다음의 개시내용은 제공된 주제의 다양한 특징부를 구현하기 위한 많은 상이한 실시형태 또는 예를 제공한다. 본 개시내용을 간소화하기 위해 컴포넌트 및 장치의 구체적인 예가 아래에 설명된다. 물론, 이들은 단지 예일 뿐 제한하려는 의도는 아니다. 또한, 본 개시내용은 다양한 예에서 참조 부호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이 반복은 단순함 및 명확성을 위한 것이고 그 자체가 논의되는 다양한 실시형태 및/또는 구성 간의 관계를 나타내지 않는다.
게다가, "밑에", "아래", "하부", "위에", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에 예시된 바와 같이 하나의 요소 또는 특징부와 다른 요소(들) 또는 특징부(들)의 관계를 설명하는 설명을 쉽게 하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 더하여, 사용되거나 작동되는 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다. 장치가 달리 배향될(90 도 회전되거나 다른 배향들에 있을) 수 있고 본 명세서에 사용되는 공간적으로 상대적인 기술어가 마찬가지로 이에 대응하여 해석될 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐 "하나의 실시형태" 또는 "실시형태"의 언급은, 실시형태와 관련하여 설명된 특정한 특징부, 구조, 물질 또는 특성이 적어도 하나의 실시형태에 포함된다는 것을 의미하지만, 이들이 모든 실시형태에 존재한다는 것을 나타내는 것은 아니다. 따라서, 명세서에 걸친 다양한 곳에서, "하나의 실시형태에서"라는 문구의 출현은 반드시 동일한 실시형태를 나타내는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징부, 구조, 물질 또는 특성은 하나 이상의 실시형태에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
기존의 센서는 CO2 유체의 상태의 추적을 허용한다. 그러나, 이 센서는 초임계 CO2 또는 유사한 유체 내 오염물질(예를 들어, IPA)의 농도에 대한 제한된 민감도를 갖는다. 종점 IPA 추적 센서 없이, 세정 도구는 충분한 마진이 확립될 때까지 챔버를 통해 CO2를 계속해서 펌핑하거나 IPA가 완전히 제거되기 전에 세정 공정이 중단되면 웨이퍼에 대한 손상을 무릅써야 한다. 게다가, 세정 공정이 너무 일찍 중단다면, 웨이퍼가 후속 세정 공정을 겪어서, 웨이퍼 처리량을 감소시킬 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시형태는 오염물질-특정 라만 산란 피크의 진폭을 추적하고 초임계 세정 챔버 배기구 내 오염물질(예를 들어, IPA)의 농도를 역계산하도록 설계된, 방법 및 세정 장치에 관한 것이다. 특히, 입구로부터 배기구까지 세정 챔버를 통해 유체가 계속 흐를 수 있다. scCO2는 일정 기간(예를 들어, 1 내지 2분)에 걸쳐서 IPA를 점진적으로 용해할 수 있고, scCO2 중 IPA의 용액은 배기구를 통해 챔버를 빠져나간다. 모든 유출되는 IPA 및 scCO2가 계측 모듈을 통과하도록 계측 모듈은 배기구 위치에 배치될 수 있다. 세정 장치는 scCO2의 흐름을 방해하는 일 없이 단일 광학 윈도우를 통해 인라인 원격 감지 능력을 제공하는 센서를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 세정 장치는 광학 윈도우를 통해 고압/고온 챔버 내부의 오염물질을 추적하는 원격-감지 라만 센서를 포함한다. 세정 장치는 고안정성 레이저 및 빔 정형 광학기기를 더 포함할 수 있다. 라만 센서는 개별적인 협대역 필터를 각각 가진 2개 이상의 감광성 검출기를 포함할 수 있으며, 그 중 적어도 하나는 관심 오염물질의 특정한 라만 피크의 진폭을 추적하기 위한 것이고, 적어도 하나는 배경을 추적하기 위한 것이다.
도 1은 세정 장치의 실시형태를 예시한다. 세정 장치는 챔버(102) 쪽으로 광(120A)을 향하게 하는 레이저 광원(100)을 포함할 수 있다. 챔버(102)는 세정 공정을 수행하기 위한 하나 이상의 웨이퍼를 포함할 수 있다. 광(120A)은 입구창을 통해 챔버(102)에 진입할 수 있다. 세정 장치는 챔버(102)를 나가는 광(120B)을 수집하는 라만 센서(106) 및 센서(104)를 더 포함할 수 있다. 이 광은 비탄성적으로 산란된 광일 수 있다. 광(120B)은 입구창을 통해 챔버(102)를 나갈 수 있다. 세정 장치는, 센서(104 및 106)로부터 정보를 수신하고, 센서(104 및 106)로부터 수신된 정보에 기초하여 기체 공급부(110)로부터 챔버(102)로의 기체의 흐름을 제어하는 프로세서(108)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 라만 센서(106)로부터 수신된 정보에 기초하여, 프로세서(108)는 웨이퍼 세정 공정의 종점을 검출하고 기체 공급부(110)를 제어하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 종료할 수 있다. 센서(104)는 굴절률 측정값으로부터 초임계 유체(super critical fluid: SCF)의 상을 결정할 수 있는 광센서일 수 있다. SCF 굴절률 센서의 예는 미국 특허 번호 10,837,902에 제공되고, 이의 전체 내용은 참조에 의해 본 명세서에 원용된다. 센서(104 및 106)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 프로세서(108)는 피드백을 세정 공정 제어 시스템에 제공할 수 있고 사이클 비용의 감소 및 환경 이득을 위해 세정 사이클 시간 및 CO2 소비를 최소화하는 동안 잔여물의 농도가 원하는 문턱값 미만으로 감소될 때 세정 공정이 완료되는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다.
일부 실시형태에서, 라만 센서는 협대역 필터를 각각 가진 2개의 광다이오드를 포함할 수 있다. 필터들 중 하나의 필터의 중심 파장이 조정되어 IPA와 같은 논의되는 오염물질의 라만 피크들 중 하나의 라만 피크의 파장과 매칭될 수 있다. 필터들 중 또 다른 필터의 중심 파장이 관심(예를 들어, IPA 및 CO2) 라만 피크로부터 먼 그리고 또한 당업자가 선택된 광원에 의한 광신호를 기대하지 못할 경우에 다른 파장으로부터 먼 파장으로 조정될 수 있다. 예시적인 여기 파장은 785㎚를 포함하고, 노치 필터는 수집 경로에서 785㎚ 광을 차단한다. 이 예에서, 제1 필터는 예를 들어, 839㎚ IPA 라만 피크 주위의 835 내지 843㎚의 범위의 파장을 투과시키도록 조정될 수 있고, 제2 필터는 예를 들어, 이 특정한 광원에 의한 배경광에 대한 820 내지 835㎚ 범위의 파장(도 6 참조)을 투과시키도록 조정될 수 있다. 다른 실시형태에서, 라만 센서는 협대역 필터(도 2 참조)를 각각 가진 3개의 광다이오드를 포함할 수 있다. 이 예에서, 하나의 필터가 839㎚의 IPA 라만 피크 파장으로 조정될 수 있고, 제2 필터가 820 내지 835㎚ 범위에 걸쳐 배경을 수집하도록 조정될 수 있고, 제3 필터가 873㎚의 CO2 라만 피크 중 하나를 수집하도록 조정될 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 세정 장치는 고압/고온 챔버의 윈도우를 통해 조명광을 전송하고, 동일한 윈도우를 통해 테스트 물질에 의해 산란되는 광을 수집하는 광학적 디자인을 포함한다. 이어서 산란된 광은 실질적으로 이색성 미러를 사용하여 조명광으로부터 분리된다. 이어서 산란된 광은 추가로 노치 필터에 의해 잔여 조명광을 필터링함으로써 광학적으로 처리된다. 이어서 필터링된 광은 2개 이상의 감광성 검출기를 사용하여 분석되며, 그 중 적어도 하나는 배경을 측정하는 검출기이고, 적어도 하나는 관심 오염물질의 라만 피크의 강도를 측정하는 검출기이다.
도 2는 라만 센서의 실시형태를 예시한다. 도 2에 예시된 바와 같이, 조명광은 광학 렌즈(204)를 사용하여 테스트 용적에 초점이 맞춰진다. 이 광학 렌즈(204)는, 산란된 라만광을 수집하고, 여기 파장광을 투과시키고 라만 피크 파장의 광을 반사시키는 이색성 미러(202)를 사용하여, 조명광으로부터 산란된 라만광을 분리시키도록 사용될 수 있다. 수집된 산란된 라만광은 또한 노치 필터(206)에 의해 필터링된다. 당업자라면 이해하는 바와 같이, 라만광은 비탄성적으로 산란된 광에 대응한다(예를 들어, 산란된 광자는 비-산란된 광자와 상이한 파장을 갖는다). 노치 필터(206)에 의해 필터링된 후, 수집된 산란된 광이 부가적인 대역-통과 필터인 "필터-BG"(310)를 통과하여 관심 배경 파장(들)을 선택할 수 있다. 배경광은 광다이오드 또는 유사한 감광성 검출기일 수 있는, 배경 검출기 "PD-BG"(314) 상에서 광학 렌즈(312)에 의해 초점이 맞춰질 수 있다.
노치 필터(206)에 의해 필터링된 후, 부가적인 이색성 미러(208)는 관심 물질(들)(예를 들어, IPA 및 CO2)에 대한 라만 피크와 다른 파장의 배경광을 분리시킨다. 예를 들어, 이색성 미러(208)를 통과한 후, 수집된 광이 부가적인 대역-통과 필터인 "필터-CO2"(218)를 통과하여 CO2의 라만 피크에 대응하는 파장을 선택할 수 있다. CO2광은 광다이오드 또는 유사한 감광성 검출기일 수 있는, CO2 검출기 "PD-CO2"(222) 상에서 광학 렌즈(220)에 의해 초점이 맞춰질 수 있다.
게다가, 라만 센서는 IPA광으로부터 CO2광을 분리시키는 이색성 미러(216)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 이색성 미러(216)를 통과한 후, 수집된 광은 부가적인 대역-통과 필터인 "필터-IPA"(224)를 통과하여 IPA의 라만 피크에 대응하는 파장을 선택할 수 있다. IPA광은 광다이오드 또는 유사한 감광성 검출기일 수 있는, 광다이오드 "PD-IPA"(228) 상에서 광학 렌즈(226)에 의해 초점이 맞춰질 수 있다. 일부 실시형태에서, 이색성 미러를 사용하는 대신, 당업자는 비-파장 민감성 빔-스플리터를 사용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 광다이오드(PD-CO2(214) 및 PD-IPA(228))는 CO2 및 IPA에 대한 라만 피크를 각각 기재한다. CO2에 대한 피크는 1286cm-1에서 발생할 수 있고, IPA에 대한 조명 파장으로부터의 이동은 819cm-1에서 발생할 수 있다.
도 3은 관심 물질(예를 들어, CO2 및 IPA)의 라만 피크를 기재하기 위해 프리즘-기반 분광계 장치를 포함하는 라만 센서의 또 다른 실시형태를 예시한다. 이 점에서, 초기 노치 필터(206)를 통과하는 광은 상이한 파장을 분리시키는 분산 프리즘(302)을 통과할 수 있다. 프리즘(302)은 라인 센서(306) 상에서 광에 초점을 맞추는 초점 광학기기를 포함할 수 있다. 라인 센서는 IPA 및 CO2와 같은 관심 분자에 대한 라만 피크를 포함하는, 높은-광-처리량 분광계로서 작동하는 멀티-픽셀 검출기일 수 있다.
도 4는 측정 챔버의 입구창(410)을 통해 광(402A)을 향하게 하는 광원(402)을 포함하는 세정 장치의 예시적인 구조를 예시한다. 광은 웨이퍼 상의 물질과 접촉하여 비탄성적으로 산란된 광(402B)을 생성할 수 있다. 비탄성적으로 산란된 광은 입구창(410)을 통해 측정 챔버를 떠날 수 있고 라만 센서(406) 및 광검출기(408)에 의해 수집될 수 있다. 측정 챔버는 굴절률 센서 검출기(412)를 더 포함할 수 있다. 향하는 광(402A)과 비탄성적으로 산란된 광 둘 다는 출구 윈도우를 통해 측정 챔버를 떠날 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 세정 장치의 예시적인 기계적 구조를 보여준다. 세정 장치의 기계적 구조는 측정 챔버(506)에 진입하기 전에 광학 구성(504)을 통해 광을 향하게 하는 광원(502)을 포함할 수 있다. 광학 구성(504)은 이색성 미러 및 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 측정 챔버(506)는 포트(508 및 510)를 포함할 수 있다. 이 포트들 중 하나의 포트가 기체 공급 라인에 연결될 수 있는 반면에, 다른 포트는 또 다른 라인에 연결되고 배기 포트로서 기능한다.
도 6은 IPA의 라만 피크의 강도가 IPA의 농도에 기초하여 변경되는 방식을 예시하는 예시적인 차트이다. 차트의 x축은 라만 이동(cm-1)을 예시한다. 차트의 y축은 분광계 신호 강도를 나타내는 임의 단위(a.u.)를 나타낸다. 도 6은 제1 농도(600)에서 IPA의 라만 피크의 예시적인 강도, 및 제1 농도의 50%인 제2 농도(602)에서 IPA의 라만 피크의 예시적인 강도를 예시한다. 도 6에 예시된 바와 같이, IPA의 농도가 50%만큼 감소될 때, IPA 라만 피크의 강도는 대략 50%만큼 감소된다.
일부 실시형태에서, 웨이퍼 세정 공정의 종점의 결정은 IPA의 라만 피크의 강도에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 실시형태에서, 웨이퍼 세정 공정의 종점의 결정은 IPA 라만 피크의 상대적인 피크 강도에 기초하여 결정될 수 있다. IPA 라만 피크의 상대적인 피크 강도는 다음의 매개변수를 사용하여 결정될 수 있다:
A: 관심 오염물질(예를 들어, IPA)의 라만 피크의 강도
B: 용매/세정제(예를 들어, SCF CO2)의 라만 피크의 강도
C: 배경광의 강도
그 다음에, 라만 피크 강도는 배경에 관하여 계산될 수 있다:
방정식 1: A' = A - C
방정식 2: B' = B - C
계산된 매개변수(A')는 IPA의 상대적인 피크 강도일 수 있고, (B')는 CO2의 상대적인 피크 강도일 수 있다. 그 다음에, IPA의 상대적인 피크 강도는 다음과 같이 결정될 수 있다:
방정식 3: D = A' - B',
(D)는 IPA의 상대적인 피크 강도이다.
또 다른 예에서, IPA의 상대적인 피크 강도는 다음과 같이 결정될 수 있다:
방정식 4: D = A'/B',
(D)는 IPA의 상대적인 피크 강도이다.
매개변수(A, B 및 C)는 방정식 1 내지 방정식 4의 계산을 수행하기 위해 라만 센서로부터 프로세서(108)(도 1)에 제공될 수 있다.
도 7은 IPA 라만 피크의 상대적인 피크 강도 대 측정 챔버의 IPA의 농도의 예시적인 차트를 예시한다. 도 7에 예시된 바와 같이, IPA 라만 피크의 상대적인 피크 강도는 측정 챔버의 IPA의 농도와 선형 상관성을 갖는다. 따라서, IPA 라만 피크의 상대적인 피크 강도의 결정 시, 당업자는 측정 챔버의 IPA의 농도를 결정할 수 있다. 일부 실시형태에서, IPA 라만 피크의 상대적인 피크 강도가 미리 결정된 문턱값 미만일 때, 웨이퍼 세정 공정의 종점이 결정될 수 있고, 웨이퍼 세정 공정이 종료될 수 있다.
도 8은 본 개시내용의 일부 실시형태에 따른, 초임계 CO2 유체에 기초한 웨이퍼 세정 사이클의 실시형태를 예시한다. 웨이퍼 세정 사이클 공정은, 초임계 CO2 유체가 공급 파이프에 유지되고 IPA로 덮인 웨이퍼가 처리 챔버에 진입하는 (800)에서 시작될 수 있다. 일부 실시형태에서, 웨이퍼는 복수의 미세구조체를 가질 수 있다. 미세구조체는 폭 및 높이를 가진 개구일 수 있다. IPA는 IPA 건조 공정과 같은, 선행 처리 단계로부터 개구에 포획될 수 있다. 공정은 단계(800)에서 단계(802)로 진행되는 데, 이때 초임계 CO2 유체가 입력 밸브를 통해 처리 챔버에 도입되고 초임계 CO2 유체가 웨이퍼의 상단면을 통해 흐르게 된다. 단계(804)에서, 더 많은 초임계 CO2 유체가 처리 챔버에 도입됨에 따라서, 초임계 CO2 유체는 개구에 포획되어 있는 IPA에 용해된다. 단계(806)에서, 웨이퍼 세정 공정이 계속됨에 따라서, IPA가 초임계 CO2 유체에 혼입되어 운반되게 된다. 단계(808)에서, 처리 시간이 지남에 따라서 대량의 초임계 CO2 유체는 남은 IPA를 대체한다. 단계(810)에서, 출구 밸브가 여전히 개방되어 있는 동안 입력 밸브가 폐쇄되고, 처리 챔버의 압력은 내려간다. 압력이 내려감에 따라서 초임계 CO2 유체는 기체로 전이되어 웨이퍼를 떠난다. 도 8에 예시된 공정은 단계(810) 후 종료될 수 있다.
도 9는 웨이퍼 세정 공정을 위한 종점 검출의 실시형태를 예시한다. 예를 들어, 도 9에 예시된 공정은 도 8에 예시된 공정 동안 임의의 시간에 수행될 수 있고, 도 8에 예시된 공정은 도 9에 예시된 공정에 기초하여 임의의 시간에 종료될 수 있다. 일부 실시형태에서, 도 9에 예시된 종점 검출 공정은 주기적인 간격(예를 들어, 10 ㎳ 내지 1초)으로 실행될 수 있다. 공정은 입사광빔이 웨이퍼 세정 공정 동안 측정 챔버의 입구창으로 향하게 되는, 단계(900)에서 시작될 수 있다. 광빔이 측정 챔버에 진입할 때, 광빔은 측정 챔버에 포함된 하나 이상의 샘플 물질(예를 들어, IPA 및 CO2)에 의해 비탄성적으로 산란된다. 공정은 측정 챔버로부터의 광이 수집되고 측정되는, 단계(902)로 진행된다. 광은 동일한 입구창을 통해 수집될 수 있고 입구창을 통해 광이 측정 챔버에 진입한다. 비탄성적으로 산란된 광은 라만 센서, 예컨대, 라만 센서(200)(도 2) 또는 라만 센서(300)(도 3)에 의해 수집될 수 있다. 예를 들어, 라만 센서는 측정 챔버로부터 비탄성적으로 산란된 광을 수집하고 수집된 광의 스펙트럼 분석을 수행하여 측정 챔버에 포함된 하나 이상의 물질의 라만 피크의 강도를 측정한다. 라만 센서는 위에서 논의된 매개변수 A(예를 들어, IPA의 라만 피크의 강도), 매개변수 B(예를 들어, CO2의 라만 피크의 강도), 및 매개변수 C(예를 들어, 배경광의 강도)를 출력할 수 있다.
공정은 물질의 농도가 계산되는 단계(904)로 진행될 수 있다. 농도는 프로세서(108)(도 1)에 의해 계산될 수 있다. 물질은 IPA와 같은 관심 오염물질일 수 있다. 일부 실시형태에서, IPA의 농도는 IPA의 라만 피크의 측정된 강도에 기초하여 결정된다. 다른 실시형태에서, 계산된 농도는 위에서 논의된 방정식 1 내지 방정식 4에 따라 결정된 IPA 라만 피크의 상대적인 피크 강도에 기초한다.
공정이 단계(904)에서 단계(906)로 진행되어 계산된 농도에 기초하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정한다. 예를 들어, 계산된 농도가 미리 결정된 문턱값 미만일 때, 웨이퍼 세정 공정의 종점이 결정될 수 있다. 공정은 웨이퍼 세정 공정의 종점이 결정되는 것에 응답하여 웨이퍼 세정 공정이 종료되는 단계(908)로 진행된다. 예를 들어, 웨이퍼 세정 공정의 종점이 결정되면, 프로세서(108)(도 1)는 웨이퍼 세정 공정이 종료되도록 측정 챔버로의 CO2의 공급을 제어할 수 있다. 도 9에 예시된 공정은 단계(908) 후 종료될 수 있다.
일부 실시형태에서, 프로세서(108)(도 1)는 하나 이상의 센서로부터 데이터를 수신하고 컴퓨터 코드를 실행시켜서 수신된 데이터를 처리하고 측정 챔버의 웨이퍼에서 수행되는 공정을 제어하도록 구성되는 독립형 프로세서, 예컨대, 마이크로컨트롤러일 수 있다. 다른 실시형태에서, 프로세서(108)는 워크스테이션 단자로서 작동하는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 예를 들어, 도 10은 개시된 주제의 특정한 실시형태를 구현하는 데 적합한 컴퓨터 시스템(1000)을 나타낸다.
컴퓨터 소프트웨어는 하나 이상의 컴퓨터 중앙 처리 장치(central processing unit: CPU)에 의해, 직접적으로 또는 해석, 마이크로-코드 실행 등을 통해 실행될 수 있는 명령어를 포함하는 코드를 생성하기 위해 조립, 편집, 연결 또는 유사한 메커니즘을 겪을 수 있는, 임의의 적합한 기계 코드 또는 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있다. 명령어는 예를 들어, 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버 등을 포함하는 다양한 유형의 컴퓨터 또는 컴퓨터의 컴포넌트에서 실행될 수 있다.
도 10에 도시된 컴퓨터 시스템(1000)을 위한 컴포넌트는 본질적으로 예시적이고 본 개시내용의 실시형태를 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 용도 또는 기능의 범위에 관한 임의의 제한을 제안하려고 의도되지 않는다. 컴포넌트의 구성이 컴퓨터 시스템(1000)의 예시적인 실시형태에 예시된 컴포넌트 중 임의의 하나 또는 조합과 관련된 임의의 의존 또는 요건을 갖는 것으로 해석되지 않아도 된다.
컴퓨터 시스템(1000)은 특정한 인간 인터페이스 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 인간 인터페이스 입력 디바이스는 예를 들어, 촉각 입력(예컨대: 키 누름, 밀어올림)을 통한 1명 이상의 인간 사용자에 의한 입력에 반응할 수 있다. 인간 인터페이스 입력 디바이스는 키보드(1001), 마우스(1002), 트랙패드(1003) 및 터치 스크린(1010) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1000)은 또한 특정한 인간 인터페이스 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 인간 인터페이스 출력 디바이스는 각각 터치-스크린 입력 능력이 있거나 없거나, 각각 촉각 피드백 능력이 있거나 없는 시각적 출력 디바이스(예컨대, CRT 스크린, LCD 스크린, 플라즈마 스크린, OLED 스크린을 포함하는 스크린(1010))를 포함할 수 있다-이 중 일부는 입체 출력과 같은 수단을 통해 2차원 시각적 출력 또는 3차원 이상의 출력을 출력할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1000)은 또한 인간 접근 가능한 저장 디바이스 및 이들의 연관된 매체, 예컨대, CD/DVD 등의 매체(1021)가 있는 CD/DVD ROM/RW(1020), 썸-드라이브(thumb-drive)(1022), 이동식 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(1023)를 포함하는 광학 매체, 레거시 자기 매체, 예컨대, 테이프 및 플로피 디스크(미도시), 특수 ROM/ASIC/PLD 기반 디바이스, 예컨대, 보안 동글(미도시) 등을 포함할 수 있다.
당업자는 또한 현재 개시된 주제와 관련하여 사용되는 바와 같은 용어 "컴퓨터 판독 가능한 매체"가 전송 매체, 반송파 또는 다른 일시적인 신호를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
컴퓨터 시스템(1000)은 또한 하나 이상의 통신 네트워크에 대한 인터페이스를 포함할 수 있다. 네트워크는 예를 들어, 무선, 유선, 광학적일 수 있다. 네트워크는 또한 지역, 광역, 대도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연 허용 등일 수 있다. 네트워크의 예는 이더넷, 무선 LAN, GSM, 3G, 4G, 5G, LTE 등을 포함하는 셀룰러 네트워크와 같은 근거리 통신망을 포함한다. 특정한 네트워크는 일반적으로 특정한 범용 데이터 포트 또는 주변 버스(1049)(예를 들어, 컴퓨터 시스템(1000)의 USB 포트와 같음)에 부착되는 외부 네트워크 인터페이스 어댑터를 필요로 하고; 다른 것들은 일반적으로 아래에 설명된 바와 같은 시스템 버스에 부착되어 컴퓨터 시스템(1000)의 코어에 통합된다(예를 들어, PC 컴퓨터 시스템에 대한 이더넷 인터페이스 또는 스마트폰 컴퓨터 시스템에 대한 셀룰러 네트워크 인터페이스). 이러한 네트워크 중 임의의 네트워크를 사용하여, 컴퓨터 시스템(1000)은 다른 개체와 통신할 수 있다. 이러한 통신은 예를 들어, 국부적 또는 광역 디지털 네트워크를 사용하는 다른 컴퓨터 시스템에 단방향, 수신 전용, 단방향 전송 전용(예를 들어, 특정한 CANbus 디바이스에 대한 CANbus) 또는 양방향일 수 있다. 특정한 프로토콜 및 프로토콜 스택은 위에서 설명된 바와 같은 네트워크 및 네트워크 인터페이스의 각각에서 사용될 수 있다.
전술한 인간 인터페이스 디바이스, 인간-접근 가능한 저장 디바이스 및 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 시스템(1000)의 코어(1040)에 부착될 수 있다. 코어(1040)는 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)(1041), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit: GPU)(1042), 필드 프로그래밍 가능 게이트 영역(Field Programmable Gate Area: FPGA) 형태의 특수 프로그래밍 가능 처리 장치(1043), 특정한 작업을 위한 하드웨어 가속기(1044) 등을 포함할 수 있다. 이 디바이스는 판독-전용 메모리(Read-only memory: ROM)(1045), 랜덤-액세스 메모리(Random-access memory: 1046), 내부 대용량 저장소(1047), 예컨대, 사용자가 접근 불가능한 내부 하드 드라이브, SSD 등과 함께 시스템 버스(1048)를 통해 연결될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템에서, 시스템 버스(1048)는 부가적인 CPU, GPU 등에 의한 확장을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 물리적 플러그 형태로 접근 가능할 수 있다. 주변 디바이스는 코어의 시스템 버스(1048)에 직접적으로 또는 주변 버스(1049)를 통해 부착될 수 있다. 주변 버스의 아키텍처는 PCI, USB 등을 포함한다.
CPU(1041), GPU(1042), FPGA(1043) 및 가속기(1044)는 결합하여 앞서 언급한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 특정한 명령어를 실행시킬 수 있다. 해당 컴퓨터 코드는 ROM(1045) 또는 RAM(1046)에 저장될 수 있다. 임시 데이터가 또한 RAM(1046)에 저장될 수 있는 반면, 영구 데이터는 예를 들어, 내부 대용량 저장소(1047)에 저장될 수 있다. 하나 이상의 CPU(1041), GPU(1042), 대용량 저장소(1047), ROM(1045), RAM(1046) 등과 밀접하게 연관될 수 있는, 캐시 메모리의 사용을 통해 메모리 디바이스 중 임의의 것에 대한 빠른 저장 및 검색이 가능해진다.
컴퓨터 판독 가능한 매체는 다양한 컴퓨터-구현 작동을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시내용의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성될 수 있는 것들일 수 있거나 컴퓨터 소프트웨어 분야에 기술을 가진 사람들에게 잘 알려져 있고 이용 가능한 종류의 것들일 수 있다.
비제한적인 예로서, 아키텍처(1000), 특히 코어(1040)를 가진 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 유형의(tangible) 컴퓨터-판독 가능한 매체에 내장된 소프트웨어를 실행시키는, 프로세서(들)(CPU, GPU, FPGA, 가속기 등을 포함함)의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터-판독 가능한 매체는 위에서 소개된 바와 같은 사용자-접근 가능한 대용량 저장소뿐만 아니라 코어-내부 대용량 저장소(1047) 또는 ROM(1045)과 같은 비일시적 특성을 갖는 코어(1040)의 특정한 저장소와 연관된 매체일 수 있다. 본 개시내용의 다양한 실시형태를 구현하는 소프트웨어는 이러한 디바이스에 저장되고 코어(1040)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터-판독 가능한 매체는 특별한 필요에 따라, 하나 이상의 메모리 디바이스 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(1040) 그리고 특히 내부의 프로세서(CPU, GPU, FPGA 등을 포함함)가 RAM(1046)에 저장된 데이터 구조를 획정하는 것 및 소프트웨어에 의해 획정된 공정에 따라 이러한 데이터 구조를 수정하는 것을 포함하여, 본 명세서에 설명된 특정한 공정 또는 특정한 공정의 특정한 부분을 실행하게 할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로서, 컴퓨터 시스템은 본 명세서에 설명된 특정한 공정 또는 특정한 공정의 특정한 부분을 실행하기 위해 소프트웨어 대신 또는 소프트웨어와 함께 작동할 수 있는, 회로(예를 들어: 가속기(1044))에 내장되거나 달리 구현된 논리의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 참조는 논리를 포함할 수 있고, 적절한 경우 그 반대의 경우일 수도 있다. 컴퓨터-판독 가능한 매체에 대한 언급은 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(예컨대, 집적 회로(integrated circuit: IC)), 실행을 위한 논리를 구현하는 회로 또는 적절한 경우 둘 다를 포함할 수 있다. 본 개시내용은 하드웨어와 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함한다.
전술한 내용은 당업자가 본 개시내용의 양상을 더 잘 이해할 수 있도록 여러 실시형태의 특징을 개괄적으로 설명한다. 당업자는 본 명세서에 소개된 실시형태와 동일한 목적을 수행하고/하거나 동일한 장점을 달성하기 위해 다른 공정 및 구조를 설계하거나 수정하기 위한 기초로서 본 개시내용을 손쉽게 사용할 수 있음을 인식해야 한다. 당업자는 또한 이러한 등가 구성이 본 개시내용의 정신 및 범위를 벗어나지 않으며, 본 개시내용의 정신 및 범위를 벗어나는 일 없이 본 명세서에서 다양한 변화, 대체 및 변경을 할 수 있다는 것을 인식해야 한다.
(1) 현장 세정 종점 검출을 위한 장치로서, 하나 이상의 샘플 물질을 유지하도록 구성된 측정 챔버; 측정 챔버의 측면에 장착된 입구창; 입사광빔을 생성하도록 구성된 광원으로서, 입사광빔은 입구창을 통해 챔버로 향하게 되고, 입사광빔은 하나 이상의 샘플 물질에 의해 챔버의 내부에서 비탄성적으로 산란되는, 광원; 챔버로부터 비탄성적으로 산란된 광을 수집하고, 수집된 비탄성적으로 산란된 광에 기초하여 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 라만 피크의 강도를 측정하도록 구성된 라만 센서; 및 (i) 적어도 제1 물질의 라만 피크의 측정된 강도에 기초하여 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 농도를 계산하고, (ii) 제1 물질의 계산된 농도에 기초하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정하고, (iii) 결정된 종점에 기초하여 웨이퍼 세정 공정을 종료하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 장치.
(2) 특징 (1)에 있어서, 라만 센서는 또한 하나 이상의 샘플 물질로부터 제2 물질의 라만 피크의 강도 및 배경광의 강도를 측정하도록 구성되는, 장치.
(3) 특징 (1) 또는 (2)에 있어서, 프로세서는 또한 제1 물질의 라만 피크의 강도에서 배경광의 강도를 뺌으로써 제1 물질의 제1 상대적인 강도를 결정하고, 제2 물질의 라만 피크의 강도에서 배경광의 강도를 뺌으로써 제2 물질의 제2 상대적인 강도를 결정하고, 제1 상대적인 강도 및 제2 상대적인 강도에 기초하여 샘플 라만 피크 상대적인 강도를 결정하도록 구성되는, 장치.
(4) 특징 (3)에 있어서, 샘플 라만 피크 상대적인 강도는 제1 상대적인 강도와 제2 상대적인 강도 간의 차인, 장치.
(5) 특징 (3)에 있어서, 샘플 라만 피크 상대적인 강도는 제1 상대적인 강도와 제2 상대적인 강도 간의 비인, 장치.
(6) 특징 (4) 또는 (5)에 있어서, 프로세서는 또한 결정된 샘플 라만 피크 상대적인 강도로부터 제1 물질의 농도를 계산하도록 구성되는, 장치.
(7) 특징 (4) 내지 특징 (6) 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 또한 샘플 라만 피크 상대적인 강도가 문턱값 이하라는 결정에 응답하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정하도록 구성되는, 장치.
(8) 특징 (1) 내지 특징 (7) 중 어느 하나에 있어서, 제1 물질은 이소프로판올(IPA)이고, 라만 센서는 IPA의 라만 피크를 검출하도록 구성된 제1 감광성 검출기를 포함하는, 장치.
(9) 특징 (2) 내지 특징 (8) 중 어느 하나에 있어서, 제2 물질은 이산화탄소이고, 라만 센서는 이산화탄소의 라만 피크를 검출하도록 구성된 제2 감광성 검출기를 포함하는, 장치.
(10) 특징 (2) 내지 특징 (9) 중 어느 하나에 있어서, 라만 센서는 배경광을 검출하도록 구성된 제3 감광성 검출기를 포함하는, 장치.
(11) 특징 (1) 내지 특징 (10) 중 어느 하나에 있어서, 라만 센서는 (i) 챔버로부터의 비탄성적으로 산란된 광을 복수의 파장으로 분리시키는 프리즘 및 (ii) 복수의 파장을 검출하는 라인 센서를 더 포함하는, 장치.
(12) 특징 (1) 내지 특징 (11) 중 어느 하나에 있어서, 챔버로부터 비탄성적으로 산란된 광을 수집하도록 구성된 초임계 유체(super critical fluid: SCF) 굴절률 센서를 더 포함하되, SCF 굴절률 센서는 측정 챔버의 SCF의 위상을 결정하도록 구성되는, 장치.
(13) 특징 (1) 내지 특징 (11) 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 샘플 물질은 이산화탄소를 포함하고, 이산화탄소는 초임계 상태하에 있는, 장치.
(14) 현장 세정 종점 검출을 위한 방법은 웨이퍼 세정 공정 동안 광원에 의해, 측정 챔버의 입구창을 통해 입사광빔을 향하게 하는 단계로서, 측정 챔버는 하나 이상의 샘플 물질을 유지하고, 입사광빔은 하나 이상의 샘플 물질에 의해 챔버의 내부에서 비탄성적으로 산란되는, 단계; 라만 센서에 의해, 챔버로부터 비탄성적으로 산란된 광을 수집하는 단계; 라만 센서에 의해, 수집된 비탄성적으로 산란된 광에 기초하여 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 라만 피크의 강도를 측정하는 단계; 프로세서에 의해, 적어도 제1 물질의 라만 피크의 측정된 강도에 기초하여 제1 물질의 농도를 계산하는 단계; 프로세서에 의해, 제1 물질의 계산된 농도에 기초하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정하는 단계; 및 프로세서에 의해, 결정된 종점에 기초하여 웨이퍼 세정 공정을 종료하는 단계를 포함한다.
(15) 특징 (14)에 있어서, 라만 센서에 의해, 하나 이상의 샘플 물질로부터 제2 물질의 라만 피크의 강도 및 배경광의 강도를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
(16) 특징 (15)에 있어서, 프로세서에 의해, 제1 물질의 라만 피크의 강도에서 배경광의 강도를 뺌으로써 제1 물질의 제1 상대적인 강도를 결정하는 단계; 프로세서에 의해, 제2 물질의 라만 피크의 강도에서 배경광의 강도를 뺌으로써 제2 물질의 제2 상대적인 강도를 결정하는 단계; 및 프로세서에 의해, 제1 상대적인 강도와 제2 상대적인 강도에 기초하여 샘플 라만 피크 상대적인 강도를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
(17) 특징 (16)에 있어서, 샘플 라만 피크 상대적인 강도는 제1 상대적인 강도와 제2 상대적인 강도 간의 차인, 방법.
(18) 특징 (16)에 있어서, 샘플 라만 피크 상대적인 강도는 제1 상대적인 강도와 제2 상대적인 강도 간의 비인, 방법.
(19) 특징 (16) 내지 특징 (18) 중 어느 하나에 있어서, 계산된 농도는 결정된 샘플 라만 피크 상대적인 강도로부터 결정되는, 방법.
(20) 특징 (16) 내지 특징 (19) 중 어느 하나에 있어서, 웨이퍼 세정 공정의 종점은 샘플 라만 피크 상대적인 강도가 문턱값 이하라는 결정에 응답하여 결정되는, 방법.

Claims (20)

  1. 현장 세정 종점 검출을 위한 장치로서,
    하나 이상의 샘플 물질을 유지하도록 구성된 측정 챔버;
    상기 측정 챔버의 측면에 장착된 입구창(entrance window);
    입사광빔을 생성하도록 구성된 광원으로서, 상기 입사광빔은 상기 입구창을 통해 상기 챔버로 향하게 되고, 상기 입사광빔은 상기 하나 이상의 샘플 물질에 의해 상기 챔버의 내부에서 비탄성적으로 산란되는, 광원;
    상기 챔버로부터 비탄성적으로 산란된 광을 수집하고, 수집된 비탄성적으로 산란된 광에 기초하여 상기 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 라만 피크의 강도를 측정하도록 구성된 라만 센서; 및
    (i) 적어도 상기 제1 물질의 라만 피크의 측정된 강도에 기초하여 상기 하나 이상의 샘플 물질로부터 상기 제1 물질의 농도를 계산하고, (ii) 상기 제1 물질의 계산된 농도에 기초하여 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정하고, (iii) 결정된 종점에 기초하여 상기 웨이퍼 세정 공정을 종료하도록 구성되는 프로세서
    를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 라만 센서는 또한 상기 하나 이상의 샘플 물질로부터 제2 물질의 라만 피크의 강도 및 배경광의 강도를 측정하도록 구성되는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프로세서는 또한,
    상기 제1 물질의 라만 피크의 강도에서 상기 배경광의 강도를 뺌으로써 상기 제1 물질의 제1 상대적인 강도를 결정하고,
    상기 제2 물질의 라만 피크의 강도에서 상기 배경광의 강도를 뺌으로써 상기 제2 물질의 제2 상대적인 강도를 결정하고,
    상기 제1 상대적인 강도 및 상기 제2 상대적인 강도에 기초하여 샘플 라만 피크 상대적인 강도를 결정하도록 구성되는, 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 샘플 라만 피크 상대적인 강도는 상기 제1 상대적인 강도와 상기 제2 상대적인 강도 간의 차인, 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 샘플 라만 피크 상대적인 강도는 상기 제1 상대적인 강도와 상기 제2 상대적인 강도 간의 비인, 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 프로세서는 또한 결정된 샘플 라만 피크 상대적인 강도로부터 상기 제1 물질의 농도를 계산하도록 구성되는, 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 프로세서는 또한 상기 샘플 라만 피크 상대적인 강도가 문턱값 이하라는 결정에 응답하여 상기 웨이퍼 세정 공정의 상기 종점을 결정하도록 구성되는, 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질은 이소프로판올(IPA)이고, 상기 라만 센서는 상기 IPA의 라만 피크를 검출하도록 구성된 제1 감광성 검출기를 포함하는, 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 제2 물질은 이산화탄소이고, 상기 라만 센서는 상기 이산화탄소의 라만 피크를 검출하도록 구성된 제2 감광성 검출기를 포함하는, 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 라만 센서는 상기 배경광을 검출하도록 구성된 제3 감광성 검출기를 포함하는, 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 라만 센서는 (i) 상기 챔버로부터의 상기 비탄성적으로 산란된 광을 복수의 파장으로 분리시키는 프리즘 및 (ii) 상기 복수의 파장을 검출하는 라인 센서를 더 포함하는, 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 챔버로부터 상기 비탄성적으로 산란된 광을 수집하도록 구성된 초임계 유체(super critical fluid: SCF) 굴절률 센서를 더 포함하되, 상기 SCF 굴절률 센서는 상기 측정 챔버의 SCF의 위상을 결정하도록 구성되는, 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플 물질은 이산화탄소를 포함하고, 상기 이산화탄소는 초임계 상태하에 있는, 장치.
  14. 현장 세정 종점 검출을 위한 방법으로서,
    웨이퍼 세정 공정 동안 광원에 의해, 측정 챔버의 입구창을 통해 입사광빔을 향하게 하는 단계로서, 상기 측정 챔버는 하나 이상의 샘플 물질을 유지하고, 상기 입사광빔은 상기 하나 이상의 샘플 물질에 의해 상기 챔버의 내부에서 비탄성적으로 산란되는, 단계;
    라만 센서에 의해, 상기 챔버로부터 상기 비탄성적으로 산란된 광을 수집하는 단계;
    상기 라만 센서에 의해, 수집된 비탄성적으로 산란된 광에 기초하여 상기 하나 이상의 샘플 물질로부터 제1 물질의 라만 피크의 강도를 측정하는 단계;
    프로세서에 의해, 적어도 상기 제1 물질의 라만 피크의 측정된 강도에 기초하여 상기 제1 물질의 농도를 계산하는 단계;
    상기 프로세서에 의해, 상기 제1 물질의 계산된 농도에 기초하여 상기 웨이퍼 세정 공정의 종점을 결정하는 단계; 및
    상기 프로세서에 의해, 결정된 종점에 기초하여 상기 웨이퍼 세정 공정을 종료하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 라만 센서에 의해, 상기 하나 이상의 샘플 물질로부터 제2 물질의 라만 피크의 강도 및 배경광의 강도를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서에 의해, 상기 제1 물질의 라만 피크의 강도에서 상기 배경광의 강도를 뺌으로써 상기 제1 물질의 제1 상대적인 강도를 결정하는 단계;
    상기 프로세서에 의해, 상기 제2 물질의 라만 피크의 강도에서 상기 배경광의 강도를 뺌으로써 상기 제2 물질의 제2 상대적인 강도를 결정하는 단계; 및
    상기 프로세서에 의해, 상기 제1 상대적인 강도와 상기 제2 상대적인 강도에 기초하여 샘플 라만 피크 상대적인 강도를 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 샘플 라만 피크 상대적인 강도는 상기 제1 상대적인 강도와 상기 제2 상대적인 강도 간의 차인, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 샘플 라만 피크 상대적인 강도는 상기 제1 상대적인 강도와 상기 제2 상대적인 강도 간의 비인, 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 계산된 농도는 결정된 샘플 라만 피크 상대적인 강도로부터 결정되는, 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 웨이퍼 세정 공정의 상기 종점은 상기 샘플 라만 피크 상대적인 강도가 문턱값 이하라는 결정에 응답하여 결정되는, 방법.
KR1020247002546A 2021-08-20 2022-07-18 초임계 유체 계측용 라만 센서 KR20240046487A (ko)

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