JP2009530821A - 軽減システムの改善された操作方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
一態様において、（１）望ましくない物質を有する流出物を生成する電子デバイス製造システムについての情報を提供し、流出物についての情報を提供するように適合されたインタフェースと、（２）流出物についての情報を受信し、流出物を受け、望ましくない物質を希釈するように適合された軽減システムとを有する装置が提供される。数多くのその他の態様が提供されている。
Description
本出願は、２００６年３月１６日に「軽減システムの改善された操作方法及び装置」の名称で出願された米国特許仮出願第６０／７８３，３３７号（代理人整理番号９１３７／Ｌ）、２００６年３月１６日に「電子デバイス製造システムの改善された操作方法及び装置」の名称で出願された米国特許仮出願第６０／７８３，３７０号「電子デバイス製造システムの改善された操作方法及び装置」（代理人整理番号９１３８／Ｌ）、２００７年２月１９日に「電子デバイス製造のためのハイブリッドライフサイクルインベントリー方法及び装置」の名称で出願された米国特許仮出願第６０／８９０，６０９号（代理人整理番号９１３７／Ｌ２）、及び２００６年３月１６日に「電子デバイス製造システムにおける圧力制御方法及び装置」の名称で出願された米国特許仮出願第６０／７８３，３７４号（代理人整理番号９１３８／Ｌ）に基づく優先権を主張する。これらの出願は引用により全体として全ての目的のため本明細書に一体化される。
本出願は、同一人に譲渡される、同時継続中の以下の米国特許出願に関連する。これらの出願は引用により全体として全ての目的のため本明細書に一体化される。
「電子デバイス製造システムの改善された操作方法及び装置」の名称で出願された米国特許出願（代理人整理番号９１３７／ＡＧＳ／ＩＢＳＳ）。
「電子デバイス製造システムにおける圧力制御方法及び装置」の名称で出願された米国特許出願（代理人整理番号９１３８／ＡＧＳ／ＩＢＳＳ）。
本発明は、概して、電子デバイス製造システムに関し、特に、軽減システムの改善された操作方法及び装置に関する。
電子デバイス製造ツールは、従来から、電子デバイスを製造するためのプロセス（例えば、化学気相蒸着、エピタキシャルシリコン成長、エッチング等）を行うように適合されたチャンバ又はその他好適な装置を利用している。かかるプロセスでは、プロセスの副生成物として、望ましくない化学物質を含む流出物が生成される。従来の電子デバイス製造システムでは、流出物を処理するのに軽減装置を用いる。
従来の軽減ユニット及びプロセスは、流出物を処理するのに様々な資源（例えば、試薬、水、電気等）を利用する。かかる軽減ユニットは、典型的に、軽減ユニットにより処理される流出物についての情報が非常に少ない。従って、従来の軽減ユニットは、資源を最大限に利用していない。資源を最大限に利用しないと、製造設備における望ましくない費用負担となる。更に、資源を最大限利用しない軽減ユニットには頻繁な保守が必要である。
従って、流出物を軽減する改善された方法及び装置が必要とされている。
本発明の一態様において、（１）望ましくない物質を有する流出物を生成する電子デバイス製造システムについての情報を分析し、流出物についての情報を提供するように適合されたインタフェースと、（２）流出物についての情報を受信し、流出物を受け、望ましくない物質を希釈するように適合された軽減システムとを含む装置が提供される。
本発明の他の態様において、情報を、軽減システムにより受ける工程を含む方法が提供される。情報は、望ましくない物質を有する流出物についてである。この方法は、流出物を受ける工程を更に含む。
本発明の他の構成及び態様は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面からより明らかとなる。
本発明は、電子デバイス製造中に生成される望ましくない物質の軽減を最適化する方法及び装置に関する。より具体的には、本発明は、電子デバイス製造ツールの流出物中の望ましくない物質を希釈又は排除するように適合された軽減システムの最適化に関する。
最適化された軽減システムは、軽減プロセス中、望ましくない物質を希釈又は排除する。軽減プロセスは、流出物中の異なる望ましくない物質について、異なるタイプ及び／又は量の資源を用いてもよい。望ましくない物質について、最適化された量及び／又はタイプの資源を利用することにより、最適化された軽減システムが、資源の使用を最低限とする。
軽減資源は、軽減すべき物質の量及び／又はタイプを認識することにより最適化される。従って、本発明の少なくとも１つの実施形態において、流出物から軽減すべき物質の量及び／又はタイプは、軽減プロセス（例えば、インサイチュ（ins situ）及び／又はリアルタイム）中に、且つ／又は後述する参照システムから予め得られた情報に基づいて、求められる。
例えば、望ましくない物質を希釈するのに必要な電力の量のみを用いることにより、従来用いられていたよりも利用する電力が少なくなり、それによって、軽減システムの操作コストが減じる。他の実施例によれば、軽減システムの定期保守の時間の延長や、望ましくない物質の高分解効率等がなされる。
流出物中の望ましくない物質のタイプ及び量は、電子デバイス製造ツールにより実施されるプロセスにより異なる。流出物中の望ましくない物質は、測定、予測等される。かかる情報を、情報を分析するのに適合されたインタフェース又は他の好適な装置に提供する。インタフェースは分析結果を軽減システムに提供し、軽減システムは、結果を利用して、軽減資源を最適に利用したり、軽減資源の使用を改善する。
軽減プロセスは、水、ＲＦ電力、温度、天然ガス等を用いて、流出物を軽減する。軽減プロセスの分解効率は、用いる資源の量に関係する。分解効率はまた、流出物のタイプ及び組成にも関係する。少なくとも１つの実施形態において、軽減システムは、流出物のタイプ及び組成についての情報を提供する（例えば、イン・サイチュ及び／又はリアルタイム及び／又は参照システムに基づいて）。軽減システムは、この情報を用いて、資源の使用を調整する。従って、所望の分解効率は、資源を乱用することなく達成できる。
図１は、本発明による、電子デバイス製造ツール、ポンプ、インタフェース及び軽減システムを有する電子デバイス製造システムを示す概略図である。電子デバイス製造システム１００は、電子デバイス製造ツール１０２、ポンプ１０４及び軽減システム１０６を含む。電子デバイス製造ツール１０２は、プロセスチャンバ１０８を有していてもよい。プロセスチャンバ１０８は、真空ライン１１０を介して、軽減システム１０６に結合されていてもよい。ポンプ１０４は、管１１２を介して軽減システム１０６に結合されていてもよい。プロセスチャンバ１０８はまた、流体ライン１１６を介して、化学分配ユニット１１４に結合されていてもよい。インタフェース１１８は、プロセスチャンバ１０８、化学分配ユニット１１４、ポンプ１０４及び軽減システム１０６に、信号ライン１２０を介して結合されていてもよい。軽減システム１０６は、電力／燃料供給部１２４、反応物質供給部１２６及び冷却供給部１２８に結合されたリアクタ１２２を含んでいてもよい。
電子デバイス製造ツール１０２は、プロセスを用いることにより、電子デバイスを製造（例えば、製作）するように適合されていてもよい。プロセスは、大気圧（例えば、１気圧（ａｔｍ）等）未満の圧力で、プロセスチャンバ１０８において実施される。例えば、プロセスの中には、約８〜７００ミリトル（ｍＴｏｒｒ）の圧力で実施されるものがある。ただし、他の圧力を用いてもよい。かかる圧力を達成するには、ポンプ１０４が、流出物（例えば、ガス、プラズマ等）をプロセスチャンバ１０８から除去する。流出物は、真空ライン１１０により運ばれる。
ポンプ１０４により除去されている流出物の化学前駆体（例えば、ＳｉＨ４、ＮＦ３、ＣＦ４、ＢＣｌ３等）は、様々な手段により、プロセスチャンバ１０８に添加される。例えば、化学前駆体は、化学分配ユニット１１４から、流体ライン１１６を介して、プロセスチャンバ１０８に流れる。更に、化学分配ユニット１１４は、化学分配ユニット１１４により提供される化学前駆体に関する情報(例えば、圧力、化学組成、流速)を、信号ライン１２０を介して提供するように適合されていてもよい。
インタフェース１１８は、電子デバイス製造システム１００からの情報を受信するように適合されている。例えば、インタフェース１１８は、プロセスチャンバ１０８の処理に関する情報を受信する。情報には、プロセス情報（例えば、プロセス工程時間、圧力、流体の流れ等）が含まれ、センサ、コントローラ又はその他好適な装置により提供される。インタフェース１１８は、かかる情報を用いて、追加の情報、例えば、流出物のパラメータを判断する。
１つ以上の実施形態において、インタフェース１１８はまた、プロセス関連パラメータの既知の挙動に関連する情報を含む１つ以上のデータベースから情報も受信する。前述した組み込まれた米国特許出願（代理人整理番号９１３７）に記載されている通り、データベースには、システムパラメータが長期にわたって正確に測定される電子デバイス製造システム１００と同様の設計を有する計装参照システム（図示せず）から導かれた情報が投入される。参照システムによりなされたパラメータ測定を用いて、長期にわたる１つ以上のパラメータの挙動を説明する関数（例えば、ベストフィットカーブ、正規分布等式）や、１つ以上の他のパラメータの関数を導く。これらの関数は、インタフェース１１８によりアクセス可能なデータベースにまとめることのできる定数を用いて記載することができる。インタフェース１１８は、データベース中の情報を用いて、電子デバイス製造システム１００の実際のパラメータを調整するのに所望の、且つ／又は最良の値を求める。
インタフェース１１８は、軽減システム１０６に、流出物に関する情報を提供する。かかる情報を利用して、軽減システム１０６のパラメータを調整する。流出物は、真空ライン１１０により、プロセスチャンバ１０８から、軽減システム１０６まで運ばれる。ポンプ１０４は、プロセスチャンバ１０８から流出物を除去し、流出物を軽減システム１０６へ移動する。軽減システム１０６は、電力／燃料供給部１２４、反応物質供給部１２６及び／又は冷却供給部１２８を用いて、流出物中の望ましくない物質を希釈するように適合されている。
一実施形態において、軽減システム１０６は、プラズマ軽減システムであってよい。例示のプラズマ軽減システムは、カリフォルニア州、サンノゼのメトロンテクノロジー社より入手可能なリトマスシステムである。ただし、他の軽減システムを用いてもよい。軽減システム１０６は、燃料／電力供給部１２４により供給される燃料／電力、反応物質供給部１２６により供給される反応物質（例えば、水、水蒸気、Ｏ２、Ｈ２等）及び冷却供給部１２８により供給される冷却水又は他の好適な流体を用いてもよい。軽減システム１０６は、プラズマを形成し、これを利用して、流出物中の望ましくない物質を希釈又は排除する。この詳細については後述する。
同一又は他の実施形態において、ポスト−ポンプ軽減システムが含まれていてもよい。例えば、軽減システム１０６は、電子デバイス製造システム１００に存在していなくてもよい。代わりに、ポスト−ポンプ軽減システムが、ポンプ１０４の下流に含まれている。或いは、ポストポンプ軽減システムは、軽減システム１０６に加えて用いられてもよい。流出物に関する情報が、ポストポンプ軽減システムに提供されてもよい。
図２は、本発明により、軽減システムを調整する方法を示すフローチャートである。方法２００は、工程２０２で始まる。続いて、工程２０４で、インタフェース又はその他好適な装置が、パラメータのセットについての情報を取得する。
工程２０４で、インタフェースは、電子デバイス製造システム、データベース、予測解、参照システム等から情報を取得する。情報は、電子デバイス製造システム１００により生成された流出物に関する。情報にはまた、軽減システム１０６のタイプも含まれ、電子デバイス製造システム１００により利用される。続いて、工程２０６を開始する。
工程２０６で、インタフェース１１８及び／又は軽減システム１０６は、工程２０４で取得した情報を分析して、少なくとも１つの所望の軽減パラメータ値を求める。例えば、インタフェースは情報を分析して、軽減システム１０６のタイプのために、軽減システム１０６のパラメータを調整する必要があるか判断する。例えば、ガス状化学物質（例えば、パーフロロカーボン（ＰＦＣ）、選択した有機化合物（ＶＯＣ）等）を希釈するプレ−ポンププラズマ軽減システム１０６のために、プラズマ電力を調整する。ガス状化学物質が希釈される量は、ガス状化学物質に印加されるプラズマ電力の量に比例する。例えば、ＰＦＣを大幅に解離させ、所望のレベルまで希釈させるには、ＰＦＣは、１分子当たり数十の電子を必要とする。
プラズマ電力を最適な量まで調整することにより、軽減プロセスを最適化する。過剰（例えば、最適より多い）量のプラズマ電力が、リアクタ１２２壁を望ましくなく損傷する恐れがある。より具体的には、リアクタ１２２壁に与える損傷は、プラズマ中に存在する１分子当たりの電子量に比例する。このように、最適量のプラズマ電力を提供することにより、リアクタ１２２を頻繁に交換しなくて済む。
他の実施形態において、工程２０６中に、他のタイプの軽減システム１０６に、調整を行ってもよい。例えば、ポスト−ポンププラズマ、触媒及び／又は燃焼軽減システム１０６を利用してもよい。ポスト−ポンププラズマ軽減システム１０６において、最適に調整されるパラメータとしては、電力、パージガスの流れ、反応物質及び冷却剤の流れが挙げられる。ポスト−ポンプ触媒軽減システム１０６について、調整されるパラメータとしては、パージガスの流れ、反応物質及び冷却剤の流れが挙げられる。ポスト−ポンプ燃焼触媒軽減システム１０６について、最適に調整されるパラメータとしては、燃料の流れ、パージガスの流れ、反応物質及び冷却剤の流れが挙げられる。
情報分析後、工程２０８で、軽減システムは、軽減パラメータを調整して、所望の軽減パラメータ値と整合する。例えば、流出物中のＰＦＣの量の増大のために、プラズマ電力を所望の量まで増大する。次に、方法２００は工程２１０で終了する。
図３は、本発明による例示の軽減プロセスを利用するプラズマ軽減システムにより用いられる分解効率とプラズマ電力の例示の関係を示す曲線である。軽減プロセスの分解効率３０２とプラズマ電力３０４の関係３００である。希釈されている望ましくない物質は、ＰＦＣである。所望の分解効率３０６は、水平点線で示されている。低ＰＦＣ流れ曲線３０８、中ＰＦＣ流れ曲線３１０及び高ＰＦＣ流れ曲線３１２は、軽減システム１０６を流れる流速での、分解効率３０２とプラズマ電力３０４間の関係３００を示すものである。低電力線３１４、中電力線３１６及び高電力線３１８は、ＰＦＣに印加されたプラズマ電力３０４の量を示している。
ＰＦＣの分解効率３０２は、ＰＦＣの流速に関係する。例えば、軽減システム１０６を流れる流速が早ければ早いほど、ＰＦＣの分解効率３０２は、所定のプラズマ電力３０４で低くなる。このように、プラズマ電力３０４を調整して、所望の分解効率３０６を達成する。所望の分解効率３０６は、約８５パーセントから約１００パーセントである。高ＰＦＣ流速のためには、高ＰＦＣ流れ曲線３１２を利用して、高ＰＦＣ流速について所望の分解効率３０６を達成するのに必要なプラズマ電力３０４の量を求める。高電力線３１８は、所望の分解効率３０６を達成するのに必要なプラズマ電力３０４の量を示している。このようにして、適切なレベルのプラズマ電力３０４を選択する。
他の実施形態において、これより高い、又は低いプラズマ電力３０４を選択してもよい。例えば、４つ以上のプラズマ電力３０４レベルを選択できる。より具体的には、プラズマ電力３０４の連続した範囲を選択することができる。或いは、低レベルのＰＦＣの流れで、プラズマ電力３０４のオン／オフには、１つの電力レベルを用いる。同様に、４つ以上の流速曲線を利用して、適切なレベルの電力を選択し、所望の分解効率３０６を達成することができる。例えば、プラズマ電力３０４と分解効率３０２の関係は、ＰＦＣ流速の連続した範囲にわたって定義できる。
図４は、本発明による例示の軽減プロセスを利用するプラズマ軽減システムにおける、分解効率と反応物質としての水流の例示の関係を示す曲線である。分解効率３０２と水流４０２の関係４００は、低ＰＦＣ流れ曲線４０４と高ＰＦＣ流れ曲線４０６により示される。水流低線４０８は、低ＰＦＣ流れ曲線４０４のピークを示す。水流高線４１０は、高ＰＦＣ流れ曲線４０６のピークを示す。
所望の分解効率３０６は、水４０２を適切なピーク水流まで調整することにより達成される。２つのＰＦＣ流れ曲線が図示されているが、本発明において、１つのみの曲線を利用することもできる。或いは、本発明において、ＰＦＣの流れの連続スペクトルを利用してもよい。本発明は、かかる関係を利用して、適切な水流を求めて、流出物中のＰＦＣを最良に希釈する。
更に、関係４００は、軽減プロセスの化学反応に関係していてもよい。例えば、四フッ化炭素（ＣＦ４）の軽減のためには、ＣＦ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４ＨＦという反応に従って、水素を、酸化水素（水）として供給する。完全な変換のためには、１部のＣＦ４には、２部の水が必要であることが上の反応から分かる。このように、水流は、ＣＦ４の流れの２倍である。ある実施形態においては、ＣＦ４又はその他ＰＦＣガスの流れの約７倍までの水流を用いてよい。
前述の記載は、本発明の例示の実施形態を開示しているに過ぎない。本発明の範囲内となる上記の開示された装置及び方法の修正は、当業者には容易に明白であろう。例えば、インタフェースが電子デバイス製造ツールに含まれていてもよく、軽減システムが、電子デバイス製造ツールと通信するように結合されて、流出物に関する情報を取得する。
従って、本発明を、その例示の実施形態に関して開示してきたが、他の実施形態も、特許請求の範囲により定義される本発明の思想及び範囲内にあり得ると考えられる。
Claims (15)
- 望ましくない物質を有する流出物を生成する電子デバイス製造システムについての情報を分析し、前記流出物についての情報を提供するように適合されたインタフェースと、
前記流出物についての情報を受信し、前記流出物を受け、前記望ましくない物質を希釈するように適合された軽減システムとを含む装置。 - 前記システム情報が、前記電子デバイス製造システムにより提供される情報を含む請求項１記載の装置。
- 前記システム情報が、予測解を含む請求項１記載の装置。
- 前記軽減システムが、前記流出物についての前記情報を利用して、前記望ましくない物質を希釈する請求項１記載の装置。
- 前記軽減システムが、プラズマ軽減システムである請求項１記載の装置。
- 前記軽減システムが、触媒軽減システムである請求項１記載の装置。
- 前記軽減システムが、燃焼軽減システムである請求項１記載の装置。
- 前記流出物が、プロセスチャンバにより生成される請求項１記載の装置。
- 前記流出物が、前記プロセスチャンバから、ポンプにより除去される請求項８記載の装置。
- 軽減システムにより情報を受信する工程であって、前記情報が、望ましくない物質を有する流出物についてのものである工程と、
前記流出物を受ける工程とを含む方法。 - 望ましくない物質に関する前記情報が、予測解を含む請求項１０記載の方法。
- 前記情報が、インタフェースにより提供される請求項１０記載の方法。
- 前記電子デバイス製造システムに関する操作情報を、前記インタフェースに提供する工程を含む請求項１２記載の方法。
- 前記望ましくない物質を、前記軽減システムにより希釈する工程を含む請求項１０記載の方法。
- 前記望ましくない物質を、前記軽減システムにより希釈する工程が、前記望ましくない物質を反応物質と反応させる工程を含む請求項１４記載の方法。
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