KR101216927B1 - 침착 공정에서 부산물의 휘발성을 유지시키는 방법 및 장치 - Google Patents
침착 공정에서 부산물의 휘발성을 유지시키는 방법 및 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101216927B1 KR101216927B1 KR1020040118147A KR20040118147A KR101216927B1 KR 101216927 B1 KR101216927 B1 KR 101216927B1 KR 1020040118147 A KR1020040118147 A KR 1020040118147A KR 20040118147 A KR20040118147 A KR 20040118147A KR 101216927 B1 KR101216927 B1 KR 101216927B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fluorine
- delete delete
- foreline
- reaction chamber
- backing pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3244—Gas supply means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32816—Pressure
- H01J37/32834—Exhausting
- H01J37/32844—Treating effluent gases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
본 발명은 불소-함유 유동 스트림을 침착 공정으로 도입하여 공정 부산물의 휘발성을 유지하고, 부산물 형성 및/또는 방해를 감소 또는 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 첨부된 도면을 참고함에 의해 보다 잘 이해될 수 있고, 본 발명의 목적, 특징 및 장점이 당업자에게 자명하게 될 것이다. 이해와 간결함을 용이하게 하기 위해, 예시된 것들 사이에서 구성 요소가 동일한 경우 도면 내의 구성 요소에서는 공통의 번호를 사용한다.
도 1은 플라즈마 발생기를 통해 NF3/C2F6/SF6/ClF3/F
2로부터 시스템으로 불소가 공급되는 본 발명의 한 실시양태의 개략도이다.
도 2는 불소 발생기로부터 시스템으로 불소가 공급되는 본 발명의 한 실시양태의 개략도이다.
도 3은 F2 보틀로부터 시스템으로 불소가 공급되는 본 발명의 한 실시양태의 개략도이다.
도 4는 분리 없이 NF3/C2F6/SF6/ClF3/F2로부터 시스템으로 불소가 공급되는 본 발명의 한 실시양태의 개략도이다.
도 5는 열 분리를 통해 NF3/C2F6/SF6/ClF3/F2
로부터 시스템으로 불소가 공급되 는 본 발명의 한 실시양태의 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
부스터(10) 백킹 펌프(11)
인클로져(12) 불소 기체(21)
HF 회수 시스템(22) 플라즈마 발생기(201)
불소 발생기(202) 보틀(203)
분배 매니폴드(204) 열 크래커(205)
순수한 물질 및 화합물 물질로 된 막을 침착시키는 박막 침착 공정이 공지되어 있다. 최근 수년동안, 박막 침착을 위한 중요한 기술은 화학 증착법(CVD)이었다. CVD의 변형법으로, 원자 층 침착(ALD)이 특히 저온 침착에 대해 균일성 및 적합성의 관점에서 박막 침착을 개선한 것으로 고려되었다. ALD는 원래 원자 층 에피택시라 불렸다(문헌[Atomic Layer Epitaxy, edited by T. Sunola and M. Simpson (Blackie, Glasgo and London, 1990)] 참고).
일반적으로 ALD는 통상적인 CVD 공정들이 단일-다층 침착 단계들로 나뉜 공정으로서, 각 개별적 침착 단계는 이론적으로 단일 분자 또는 원자 단층 두께로 이론적으로 포화되고 자가중단된다. 침착은 반응성 분자 전구체 및 기재사이의 화학적 반응의 산물이다. CVD와 유사하게, 막을 구성하는 구성요소는 분자 전구체로서 전달된다. 넷(net) 반응은 순수한 원하는 막을 침착시키고, 분자 전구체(리간드)를 구성하는 "여분의(extra)" 원자를 제거해야 한다.
CVD의 경우, 분자 전구체들이 동시에 CVD 반응 챔버로 공급된다. 기재는 부산물의 효율적 탈착과 동시에 분자 전구체와의 사이에서 화학적 반응을 증진시키는 것을 최적화하는 온도로 유지된다. 따라서, 상기 반응은 원하는 박막이 침착되도록 진행된다.
ALD에서는, 분자 전구체들이 개별적으로 ALD 반응 챔버로 도입된다. 이는 하나의 전구체(전형적으로 원자 또는 분자 리간드에 결합되어 휘발성 분자를 만드는 금속)를 유동시켜 수행된다. 금속 전구체의 반응 후 전형적으로 다음 전구체의 도입 이전에 챔버로부터 이 전구체를 제거하기 위한 불활성 기체 퍼징(purging)이 뒤따른다.
따라서, CVD 공정과는 달리, ALD는 전구체, 반응물 및 퍼지 기체의 순차적 교대 펄스를 이용한 순환 방식으로 수행된다. ALD는 전형적으로 1 Torr 미만의 압력으로 수행되면서, 1회 구동 순환 당 전형적으로 한 단층만이 침착된다.
ALD 공정은 집적 회로(IC) 장치의 제조 및 처리에 일반적으로 사용되며, 형성된다면 다른 기재층인 초박막층이 필요하다. 이런 ALD 공정은, 침착 장치 구성요소에 부착되어 해로운 공정 영향을 야기하는 부산물을 생성한다. 이런 영향에는, 부산물을 제거하거나 막힌 구성성분들을 대체하는 동안 침착 공정의 중단을 요구하는 펌프 붙음(seizure), 펌프 고장, 불순물 침착, 반응 챔버 벽에의 불순물 점착 등이 포함된다. 생산의 중단은 시간소모적이고, 따라서 비용이 많이 든다.
또한, 이런 단점은 화학적 증착(CVD) 공정에서도 일어난다. 그러나, ALD 공정에서는, 반응 챔버로 기체들이 공급되고 목적 반응이 처리되는 기재(예: IC 장치)상의 표면 반응이기 때문에, 이런 문제는 종종 ALD 중에 훨씬 더 빈번하게 일어난다. 그러므로, ALD 공정에서는, 공급된 대부분의 기체는 "미반응된" 상태로 반응 챔버를 떠나, 이전 및 후속 반응 단계에서의 기체와 추가로 혼합된다. 결과적으로, 상당한 체적의 미반응 기체가 반응 챔버 외부, 예컨대 공정 포어라인 및 펌프와 같은 위치에서 반응할 수 있다. ALD 공정에서 이런 상황은, 펌프 및 포어라인 "막힘"을 일으키고, 붙음 및 재시동 둘다와 관련하여 펌프 고장을 일으키는 원치 않는 비-챔버 침착율을 증가시키는 것으로 여겨진다.
다양한 해결책이 시도되었지만, 이들은 시간소비적, 고비용적, 또는 공간 할당을 포함하는 다양한 이유로 비실용적이다. 예컨대, 사용된 최근의 시도는 반응 챔버의 배출구에 밸브를 맞추는 것이다. 밸브는 두 포어라인 중 하나와 진공 펌프로 교대로의 유동을 물리적으로 변경시키는 작용을 한다. 밸브 구동은 다양한 기체를 반응 챔버로 보내기 위해 사용되는 순환 시간과 일치하도록 시간을 맞추어야 한다. 각 펌프 배출은 감축 단위(abatement unit)와는 별개로 운행되어야 한다. 결과적으로, 이 해결책은 공정 비용을 증가시켜 바람직하지 않다. 또한, 이 해결책은 반응물의 일부가 챔버의 출구 밸브에 도달하기 전에 여전히 조합 및 반응할 수 있기 때문에 완전하지 않다. 다른 해결책은 포어라인 트랩(trap)을 사용하여, 공정 부산물을 포획하거나 또는 하나 이상의 반응물 종을 선택적으로 포획하여 상호-반응을 방지하는 것이다. JP 11181421에 개시된 CVD 공정에서 제안된 한 해결책은 ClF3 또는 F2를 도입하여, CVD 중에 형성되며 파이프 표면에 부착되는 부산물과 반응시킨다. 그러나, 반응 챔버를 이탈하는 상당량의 부산물 및 상기 부산물 종의 예상된 비율의 반응성은 ALD 시스템에 이 방법을 실시할 수 없게 한다.
개별적 화학 반응을 도입하여 원치 않는 침착 부산물을 파괴하는 것보다는, 먼저 부산물 축적을 저해하는 것이 보다 효율적이고, 보다 덜 파괴적이고, 보다 저렴하므로, 훨씬 더 바람직하다.
본 발명은, 생성된 부산물의 휘발성을 예측가능하게 유지시키는 분위기를 제공하여, 시스템 펌프, 라인 및 챔버의 내부 표면, 및 기타 구성성분 표면상에 원치 않는 체적의 부산물 침착을 방지함에 의해 침착 시스템 도중 생성된 부산물의 양을 줄이거나 실질적으로 제거함으로써 침착 시스템의 효율성을 개선하는 방법, 시스템 및 장치에 대한 것이다.
또한, 본 발명은, 펌프 및 구성요소 표면상에 침착된 임의의 침착 부산물을 예측가능하게 재휘발시키는 분위기를 제공하여 침착 시스템 도중 생성된 부산물의 양을 줄이거나 실질적으로 제거함에 의해 침착 시스템의 효율성을 개선하는 방법, 시스템 및 장치에 대한 것이다.
보다 구체적으로는, 본 발명은, 불소 분위기를 침착 공정에 제공함에 의해 침착 시스템 도중 생성된 부산물의 양을 줄이거나 실질적으로 제거함에 의해 침착 시스템의 효율성을 개선하는 방법, 시스템 및 장치에 관한 것으로, 상기 분위기는 불소 분자(F2) 또는 라디칼 형태의 불소(F*)를 포함하고, 포어라인에서 장치로 도입된다.
이제, 이후에서 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시양태를 도시한 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본원에 개시된 실시양태로 한정되게 해석되어서는 안되고; 오히려, 이들 실시양태는, 본 개시를 완전하게 하고 당업자에게 본 발명의 범위를 완전하게 전달하기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 공정 부산물의 휘발성을 유지시켜 펌프 및 시스템 공급 라인에 원치 않는 부산물의 침착을 방지 또는 실질적으로 제거하고, 펌프 및 공급 라인 내의 표면상에 형성될 수 있는 임의의 침착물을 재휘발시키는 방식으로 펌핑, 또는 펌핑 및 감축 시스템으로 불소 함유 기체를 주입시키는 것에 관한 것이다.
한 실시양태에서, 본 발명은 분자 형태(F2) 또는 라디칼 형태(F*)의 불소 기체를, 바람직하게는 펌프 상류의 포어라인 위치에서, 침착 시스템 포어라인으로 주입시키는 것에 관한 것이다. 일반적으로, 필요한 기체 체적은 기체의 반응성에 반비례한다. 그러므로, F*이 불소 원소, F2에 비해 바람직하다. 그러나, 재조합이일어나는 속도에 영향을 줄 수 있는 디자인적 고려가 있지만, F*은 매우 빠르게 재조합되어 F2를 형성한다. 본 발명을 위해, 용어 "불소 기체"는 달리 언급되지 않는 한 F2 또는 F*, 또는 이들 모두를 의미한다.
본 발명에 따르면, 불소 기체의 공급원, 기체를 포어라인으로 도입하는 위치, 기체를 직접 펌프로 도입하는 위치, 및 배출 기체 감축 시스템에 대해 주입 시스템 및 펌프를 배열하는 방법에 대한 몇몇 가능한 선택이 있다. 그러므로, 본 발명은 기체 가공 분야의 당업자에 의해 용이하게 이해되는 모든 이런 선택을 고려한다.
예컨대, 불소 기체는 기체 용기, 실린더 또는 "보틀"로부터 전달된 시스템으로 공급될 수 있다. 그러나, 이는 불소의 효율성을 증명하는 소규모 연구에서만 허용가능하지만, 규제 이유 때문에 고압 불소 실린더의 존재가 종종 허용되지 않을 것이다.
또한, 불소 기체는, 불소 라디칼을 생성하는 플라즈마 발생기, 예컨대 MKS 애스트론(메사추세스주 윌밍톤 MKS ASTex Products사) 또는 유사한 장치를 사용하여 NF3, C2F6, SF6 또는 유사물과 같은 기체 스트림으로부터 추출하여 본 발명의 장치 및 시스템에 공급될 수 있다. 불소 라디칼은 매우 짧은 거리 내에서 F2로 재조합될 것이다. NF3/C2F6/SF6 스트림으로부터 F2/F 라디칼을 분리하는 다른 방법은, 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 5,951,742 호에 상세하게 개시된 중공(hollow) 캐소드를 사용하는 것이다.
또한, 본 발명은 시스템 외부에 위치되거나 또는 시스템 내에 통합되고, 수성 HF를 F2 및 H2로 전기분해하는 불소 발생기의 사용을 의도한다. 본 발명의 의도된 목적을 위해 고도로 정제된 불소 기체를 요구하지 않을 수 있기 때문에, 이 발생기는 보통 존재하는 완충 체적 및 정제 장비를 필요로 하지 않을 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 시스템, 방법 및 장치에서 포어라인의 특정 위치, 바람직하게는 펌핑 시스템 부근에서 불소 기체를 주입 또는 도입하는 것을 설계시 고려하는 것이 바람직하다. 부스터가 포어라인에 통합된 경우는, 부스터 전체가 불소에 보다 잘 노출되도록 부스터 위쪽에 위치시키는 것을 고려한다. 또한, 일부 불소 기체를 부스터에 노출시키면서 불소 기체 스트림을 부스터 및 백킹 펌프 사이로 도입할 수 있다(이는 불소의 포어라인으로의 역스트림을 다소 방지한다).
F*를 효과적으로 펌프내로 충분히 멀리까지 도달되게 하기 위해, 백킹 펌프 스테이지에서의 직접적인 약간의 퍼지가 필요할 수 있다. 또한, 본 발명은 불소를 포함하는 펌프 배출물의 감축을 의도한다. 실제로, 배출물은, 챔버 배출구로부터 배출시에, 본 시스템의 추가적 불소 공급 기체가 되는 의도된 유용한 목적을 위해 또는 개별적 조작을 위한 불소 공급원으로서 이상적으로 처리된다(즉, 본 발명의 방법은 또한 타용도로서 보관 또는 본 공정에서 재순환될 수 있는 불소 제조 방법이 될 수 있다). 또한, 본 발명은 불소 유출의 경감 및 일반적 시스템 협력 및 제어를 위한 다양한 조절, 감지 및 모니터링 수단의 통합을 의도한다. 본 시스템, 방법 및 장치의 의도된 추가적 고려 및 실용적 장점은, 정적 및 동적 밀봉을 포함하는 구조 물질의 부식; 공정 압력의 안정성, 설비 연결; 세척 기체 공급기, 진공 펌프 및 감축기와 불소 발생기의 플라즈마 발생기의 내부 연결; 및 장비에 사용되는 공정 펌프에서의 일정량과 불소 기체 공급원의 공유(sharing)를 포함한다. 상기 시스템은 라인상의 다중 펌프를 가져야하고, 불소 공급원 및 지지 장비는 세척에 불소 처리를 필요로 하는 모든 펌프와 공유되어야 한다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.
상기한 바와 같이, 침착 챔버로 공급된 기체의 대부분은 미반응된 상태로 남는다. 일반적으로, 챔버로 도입된 기체의 양은 조심스럽게 모니터링 및 제어되며, 따라서 원하는 침착 층을 제공하고, 얼마나 많은 미반응 기체가 챔버를 나가는지 알 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 시스템의 이용을 최적화하기 위해 포어라인으로 제공된 불소 기체의 양을 모니터링 및 제어할 수 있다.
본 발명에 의해 의도된 일부 실시양태가 다음에 기술된다. 도 1 내지 5에 도시된 실시양태 사이에서의 가장 중요한 차이점은 시스템으로 불소 기체를 공급 및 도입하는 위치에 관한 것이다. 각 실시양태에서, 진공 펌프 시스템은 각 포어라인(18)(장비의 웨이퍼 반응 또는 가공 챔버 당 하나)에 대해 백킹 펌프(11) 및 부스터(10)를 포함한다. 상기 펌프는 파이프(13)를 통해, 예컨대 열 산화기 및 습식 감축 시스템과 기술 및 구조 면에서 유사한 배출 기체 감축 시스템(14)으로 배출된다. 액체 폐기물은 산성 폐기물 처리 시스템 설비(15)로 보내어지는 반면, 유출물은 배출관 설비(16)로 보내어진다. 상기 펌프 및 감축기는 제니스(Zenith) 스타일 시스템 인클로져(enclosure)와 같은 인클로져(12) 내에 설치되어, 캐비넷 추출 시스템(17)을 통해 배출 시스템 설비로 추출된다. 이 인클로져는 누출 감지 및 구속 환경을 제공하지만, 본 발명에서 이 인클로져는 선택적이다. 유사하게 부스터(10)도 선택적으로 존재한다.
본원에 기술되고 도 1 내지 5에 도시된 각 실시양태에서, 이상적으로는 인클로져 내에서, 부스터 위의 포어라인(18)으로 불소 기체를 "주입"하는 것이 동등하게 또는 보다 효율적일 수 있지만, 불소 기체(21)는 부스터(10) 및 백킹 펌프(11) 사이로 주입된다. 부스터가 사용되지 않는 경우, 주입 장소는 백킹 펌프(11) 위이다.
각 경우에서, 펌프 유출물은 감축시킬 필요가 있고, 불소의 첨가는 예컨대 열 산화기 및 습식 감축 시스템(14)을 사용하여 적당히 감축시킬 필요가 있다. 본 발명에 의해 제공된 불소 스트림은 낮은 수준의 연속적 흐름, 또는 높은 수준의 단속적 흐름, 또는 이들 모두의 조합일 수 있음을 이해해야 한다.
펌핑 시스템을 통합하는 가능한 배열을 도면에 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 불소는 MKS 애스트론과 같은 플라즈마 발생기, 유사 발생기 또는 본 용도로 구체적으로 설계되고 최적화된 플라즈마 발생기를 통해 NF3/C2F6/SF6/ClF3/F2로부터 공급된다. 바람직하게, 플라즈마 발생기(201)는 지지 패드상의 용기로부터 NF3, SF6, 또는 C2F6 등의 조절된 공급원으로부터 파이프를 통해 공급된다. 다르게는, 파브(fab) 내에 또는 지지 패드 상에 위치된 불소 발생기를 이용하는 지점으로부터 조절된 공급원으로부터 공급될 수 있다. 또한, 중공 캐소드가 본 용도에 사용될 수 있다. 본원에 참고로 인용된 예컨대 미국 특허 제 5,951,742 호를 참조한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 불소는 불소 발생기(202)로부터 제공될 수 있다. 본 실시양태는, 불소 공급원이 불소 발생기(202)의 수성 HF로부터 전기분해로 분리된 F2인 것을 제외하고는, 상기 실시양태 1과 대부분의 면에서 동일하다. 그러므로, 플라즈마 발생기가 F*의 제조를 필요로 하기 때문에, 불소 발생기(202)로부터의 산물은 F*가 아닌 F2이다. 기체 감축 시스템의 액체 산물이 HF를 함유하기 때문에, 또한 HF 회수 시스템(22) 및 불소 발생기(202)로 가는 피드 백 루프(23)를 이용하여 폐기 스트림 중의 HF를 회수할 수 있다. 이 경우, 펌프는 공정 챔버와 같이 순수물 및 유속 안정성을 필요로 하지 않으므로, 전형적 불소 발생기의 구성성분의 일부는 제거될 수 있거나, 감속될 수 있거나 또는 시스템의 타 부분과 공유될 수 있다. 본 실시양태의 기타 요소는 도 1에 도시된 바와 동일하다.
불소 기체가 F2 "보틀"(203)(예: N2 중의 20% F2)로부터 공급될 수 있는 추가적인 실시양태가 도 3에 도시된다. 이 경우, 불소 기체는 시스템 인클로져(12) 내에 포함되거나 또는 기체 캐비넷 부근에 별도로 위치된 보틀(203)로부터 제공된다. 이 시스템은 기체 제조 및 분배 분야의 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 불소 제어 및 분배 시스템(30)을 이용한다. 본 실시양태의 기타 요소는 도 1에 도시된 바와 동일하다.
분리 없이 NF3/C2F6/SF6/ClF3/F2로부터 불소가 공급될 수 있는 추가적인 실시양태가 도 4에 도시된다. 이 경우, 제어 및 모니터링 기능을 포함하는 분배 매니폴드(204)만이 필요하다. 또한, 외부 공급원으로부터 공급되는 F2가 동일한 방식으로 사용될 수 있다. 본 실시양태의 기타 요소는 도 1에 도시된 바와 동일하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 불소는 열 크래커(205)를 사용하는 열 분리를 통해 NF3/C2F6/SF6/ClF3/F2로부터 공급될 수 있다. 본 실시양태의 기타 요소는 도 1에 도시된 바와 동일하다.
본 발명의 방법, 시스템 및 장치는 암모니아-함유 종이 존재하거나 또는 존재하지 않는 텅스텐 핵형성 층 및 텅스텐 장벽 층으로서 텅스텐 침착을 위한 ALD 공정에 특히 유용하다. 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 6,635,965 호를 참조한다. 암모니아-함유 종이 존재하는 경우, 불소 기체 스트림은 예측가능하고 제어된 반응으로 반응하여 원하는 부산물 HF 및 NF3를 생성할 것이고, 이는 하류에서 단리되어, 추가적 불소 공급원으로서 시스템으로 재순환되거나 또는 저장 또는 추가적 정제를 위한 저장 설비로 전달될 수 있다.
실시예
본 발명에 의해 제공된 해결책의 실현가능성을 확인하는 시험 결과를 얻어서, 하기 표 1에 도시한다.
상기 기재 및 관련 도면에 제시된 교시의 이익을 갖는 본 발명의 많은 변형 및 기타 실시양태가 본 발명에 관련된 당업자에게 고려될 것이다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정 실시양태에 한정되지 않고, 이런 변형 및 기타 실시양태는 하기 청구범위 내에 포함되는 것으로 의도함을 이해해야 한다. 구체적 용어가 본원에서 사용되었지만, 이들은 일반적 및 서술적 감각으로 사용되고, 한정을 목적으로사용되지 않는다.
본 발명에 따르면 불소-함유 스트림을 침착 공정으로 도입하여 공정 부산물의 휘발성을 유지하고, 부산물 형성 및/또는 방해를 감소 또는 제거할 수 있어, 공정의 효율을 증가시키고, 또한 관련 비용의 절감을 도모할 수 있다.
Claims (32)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 도입부 및 배출구를 갖는 반응 챔버;상기 배출구와 직접 교통하는 포어라인(foreline);상기 포어라인과 교통하는 백킹(backing) 펌프;상기 반응 챔버 및 백킹 펌프 사이에 위치하고, 상기 포어라인을 통해 상기 반응 챔버 및 상기 백킹 펌프와 교통하는 부스터;상기 반응 챔버의 도입부와 교통하며, 증착 공정 도중에 기판 상에 박막을 형성하기 위해 상기 반응 챔버로 제 1 기체를 공급하기 위한 제 1 기체 공급원; 및상기 포어라인과 교통하는 불소 분자 또는 불소 라디칼의 불소 공급원으로서, 증착 공정 도중에 생성된 부산물이 상기 포어라인 및 백킹 펌프의 내부 표면 상에 증착되는 것을 방지하기 위해 증착 공정 도중에 상기 부스터 및 백킹 펌프 사이의 포어라인으로 불소 분자 또는 불소 라디칼을 주입하도록 조절되는 불소 공급원을 포함하는, 기재 상에 박막을 침착시키기 위한 장치.
- 삭제
- 제 18 항에 있어서,상기 불소 공급원이 불소 용기, 불소 발생기 및 불소 플라즈마 발생기로 구성된 군에서 선택되는 장치.
- 제 18 항에 있어서,상기 불소 공급원이 F2, NF3, C2F6, SF6 및 ClF3로 구성된 군에서 선택되는 불소 전구체로부터 생성되는 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 18 항에 있어서,상기 불소 공급원이 상기 백킹 펌프 상류의 상기 포어라인에 접속되는 장치.
- 제 18 항에 있어서,상기 제 1 기체가 레늄-함유 화합물, 몰리브덴-함유 화합물, 티탄-함유 화합물 및 텅스텐 함유 화합물로 구성된 군에서 선택되는 물질을 포함하는 장치.
- 제 18 항에 있어서,상기 제 1 기체가 암모니아-함유 화합물을 포함하는 장치.
- 제 18 항에 있어서,상기 반응 챔버가 화학적 증착 챔버 및 원자 수준 침착 챔버로 구성된 군에서 선택되는 장치.
- 삭제
- 제 18 항에 있어서,상기 장치에 의해 생성된 부산물을 감축하기 위한 배출 기체 감축 시스템을 더 포함하고, 상기 배출 기체 감축 시스템은 상기 백킹 펌프와 교통하는 것인, 장치.
- 삭제
- 제 29 항에 있어서,상기 배출 기체 감축 시스템과 포어라인을 접속하는 피드백 루프를 추가로 포함하는 장치.
- 제 29 항에 있어서,상기 배출 기체 감축 시스템과 교통하는 저장 설비를 추가로 포함하는 장치.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US53361503P | 2003-12-31 | 2003-12-31 | |
US60/533,615 | 2003-12-31 | ||
US11/018,641 | 2004-12-21 | ||
US11/018,641 US20050250347A1 (en) | 2003-12-31 | 2004-12-21 | Method and apparatus for maintaining by-product volatility in deposition process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050071361A KR20050071361A (ko) | 2005-07-07 |
KR101216927B1 true KR101216927B1 (ko) | 2012-12-31 |
Family
ID=34656557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040118147A KR101216927B1 (ko) | 2003-12-31 | 2004-12-31 | 침착 공정에서 부산물의 휘발성을 유지시키는 방법 및 장치 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20050250347A1 (ko) |
EP (1) | EP1560252B1 (ko) |
JP (1) | JP5031189B2 (ko) |
KR (1) | KR101216927B1 (ko) |
CN (1) | CN100537844C (ko) |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8382909B2 (en) * | 2005-11-23 | 2013-02-26 | Edwards Limited | Use of spectroscopic techniques to monitor and control reactant gas input into a pre-pump reactive gas injection system |
GB0605048D0 (en) * | 2006-03-14 | 2006-04-26 | Boc Group Plc | Apparatus for treating a gas stream |
EP3269843A1 (en) * | 2006-04-10 | 2018-01-17 | Solvay Fluor GmbH | Etching process |
US20100151261A1 (en) * | 2006-07-21 | 2010-06-17 | Ce Ma | Methods and apparatus for the vaporization and delivery of solution precursors for atomic layer deposition |
US20100159122A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Deposition film forming apparatus, deposition film forming method and electrophotographic photosensitive member manufacturing method |
US20110023908A1 (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for process abatement with recovery and reuse of abatement effluent |
US8747762B2 (en) | 2009-12-03 | 2014-06-10 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for treating exhaust gas in a processing system |
JP7021237B2 (ja) | 2017-02-09 | 2022-02-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 水蒸気および酸素の反応物を利用するプラズマ軽減技術 |
US10224224B2 (en) | 2017-03-10 | 2019-03-05 | Micromaterials, LLC | High pressure wafer processing systems and related methods |
US10847360B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-11-24 | Applied Materials, Inc. | High pressure treatment of silicon nitride film |
US10622214B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-04-14 | Applied Materials, Inc. | Tungsten defluorination by high pressure treatment |
JP7190450B2 (ja) | 2017-06-02 | 2022-12-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 炭化ホウ素ハードマスクのドライストリッピング |
JP7157299B2 (ja) * | 2017-07-14 | 2022-10-20 | セントラル硝子株式会社 | 酸フッ化金属の処理方法及びクリーニング方法 |
CN111095513B (zh) | 2017-08-18 | 2023-10-31 | 应用材料公司 | 高压高温退火腔室 |
US10276411B2 (en) | 2017-08-18 | 2019-04-30 | Applied Materials, Inc. | High pressure and high temperature anneal chamber |
CN111095524B (zh) | 2017-09-12 | 2023-10-03 | 应用材料公司 | 用于使用保护阻挡物层制造半导体结构的设备和方法 |
US10643867B2 (en) | 2017-11-03 | 2020-05-05 | Applied Materials, Inc. | Annealing system and method |
CN117936417A (zh) | 2017-11-11 | 2024-04-26 | 微材料有限责任公司 | 用于高压处理腔室的气体输送系统 |
SG11202003438QA (en) | 2017-11-16 | 2020-05-28 | Applied Materials Inc | High pressure steam anneal processing apparatus |
WO2019099255A2 (en) | 2017-11-17 | 2019-05-23 | Applied Materials, Inc. | Condenser system for high pressure processing system |
GB2569633A (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-26 | Edwards Ltd | A vacuum pumping arrangement and method of cleaning the vacuum pumping arrangement |
CN111699549A (zh) | 2018-01-24 | 2020-09-22 | 应用材料公司 | 使用高压退火的接缝弥合 |
WO2019173006A1 (en) | 2018-03-09 | 2019-09-12 | Applied Materials, Inc. | High pressure annealing process for metal containing materials |
US10714331B2 (en) | 2018-04-04 | 2020-07-14 | Applied Materials, Inc. | Method to fabricate thermally stable low K-FinFET spacer |
US10889891B2 (en) * | 2018-05-04 | 2021-01-12 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for gaseous byproduct abatement and foreline cleaning |
US10950429B2 (en) | 2018-05-08 | 2021-03-16 | Applied Materials, Inc. | Methods of forming amorphous carbon hard mask layers and hard mask layers formed therefrom |
US10566188B2 (en) | 2018-05-17 | 2020-02-18 | Applied Materials, Inc. | Method to improve film stability |
US10704141B2 (en) | 2018-06-01 | 2020-07-07 | Applied Materials, Inc. | In-situ CVD and ALD coating of chamber to control metal contamination |
US10748783B2 (en) | 2018-07-25 | 2020-08-18 | Applied Materials, Inc. | Gas delivery module |
US10675581B2 (en) * | 2018-08-06 | 2020-06-09 | Applied Materials, Inc. | Gas abatement apparatus |
JP7179172B6 (ja) | 2018-10-30 | 2022-12-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体用途の構造体をエッチングするための方法 |
KR20210077779A (ko) | 2018-11-16 | 2021-06-25 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 강화된 확산 프로세스를 사용한 막 증착 |
WO2020117462A1 (en) | 2018-12-07 | 2020-06-11 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing system |
WO2020261518A1 (ja) * | 2019-06-27 | 2020-12-30 | カンケンテクノ株式会社 | 排ガス除害ユニット |
US20230034561A1 (en) * | 2020-01-10 | 2023-02-02 | Lam Research Corporation | Ammonia abatement for improved roughing pump performance |
US11901222B2 (en) | 2020-02-17 | 2024-02-13 | Applied Materials, Inc. | Multi-step process for flowable gap-fill film |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020179247A1 (en) * | 2001-06-04 | 2002-12-05 | Davis Matthew F. | Nozzle for introduction of reactive species in remote plasma cleaning applications |
US20030036272A1 (en) * | 2000-06-13 | 2003-02-20 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor device fabrication chamber cleaning method and apparatus with recirculation of cleaning gas |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61177370A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-09 | Sony Corp | 減圧反応装置 |
JPH01307229A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-12 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
JPH04280987A (ja) * | 1991-03-06 | 1992-10-06 | Central Glass Co Ltd | クリーニング装置 |
JP2941079B2 (ja) * | 1991-04-10 | 1999-08-25 | セントラル硝子株式会社 | 堆積物回収装置を備えた成膜装置 |
JP3165848B2 (ja) * | 1994-02-22 | 2001-05-14 | 株式会社東芝 | 成膜装置の排気系の運転方法 |
US5609721A (en) * | 1994-03-11 | 1997-03-11 | Fujitsu Limited | Semiconductor device manufacturing apparatus and its cleaning method |
US6030591A (en) * | 1994-04-06 | 2000-02-29 | Atmi Ecosys Corporation | Process for removing and recovering halocarbons from effluent process streams |
US5858065A (en) * | 1995-07-17 | 1999-01-12 | American Air Liquide | Process and system for separation and recovery of perfluorocompound gases |
US6187072B1 (en) * | 1995-09-25 | 2001-02-13 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for reducing perfluorocompound gases from substrate processing equipment emissions |
JPH09129561A (ja) * | 1995-11-06 | 1997-05-16 | Teisan Kk | ガス回収装置 |
US5997685A (en) * | 1996-04-15 | 1999-12-07 | Applied Materials, Inc. | Corrosion-resistant apparatus |
KR100397860B1 (ko) * | 1997-09-22 | 2003-12-18 | 카가쿠기쥬쯔죠 킨조쿠자이료 기쥬쯔켄큐죠 | 반응성이온에칭법및그장치 |
JP3770718B2 (ja) | 1997-12-22 | 2006-04-26 | セントラル硝子株式会社 | フッ化アンモニウムの付着した基体のクリーニング方法 |
US6383300B1 (en) * | 1998-11-27 | 2002-05-07 | Tokyo Electron Ltd. | Heat treatment apparatus and cleaning method of the same |
US6468490B1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-10-22 | Applied Materials, Inc. | Abatement of fluorine gas from effluent |
US6255222B1 (en) | 1999-08-24 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Method for removing residue from substrate processing chamber exhaust line for silicon-oxygen-carbon deposition process |
JP4335469B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2009-09-30 | 株式会社荏原製作所 | 真空排気装置のガス循環量調整方法及び装置 |
JP3421329B2 (ja) * | 2001-06-08 | 2003-06-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜形成装置の洗浄方法 |
US6685803B2 (en) * | 2001-06-22 | 2004-02-03 | Applied Materials, Inc. | Plasma treatment of processing gases |
US7060234B2 (en) * | 2001-07-18 | 2006-06-13 | Applied Materials | Process and apparatus for abatement of by products generated from deposition processes and cleaning of deposition chambers |
US6461436B1 (en) * | 2001-10-15 | 2002-10-08 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and process of improving atomic layer deposition chamber performance |
US6686594B2 (en) * | 2001-10-29 | 2004-02-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | On-line UV-Visible light halogen gas analyzer for semiconductor processing effluent monitoring |
US7037376B2 (en) * | 2003-04-11 | 2006-05-02 | Applied Materials Inc. | Backflush chamber clean |
EP1471168B2 (en) * | 2003-04-24 | 2011-08-10 | Norstel AB | Device and method for producing single crystals by vapour deposition |
US7368000B2 (en) * | 2004-12-22 | 2008-05-06 | The Boc Group Plc | Treatment of effluent gases |
-
2004
- 2004-12-21 US US11/018,641 patent/US20050250347A1/en not_active Abandoned
- 2004-12-23 EP EP04258095.1A patent/EP1560252B1/en active Active
- 2004-12-28 JP JP2004378477A patent/JP5031189B2/ja active Active
- 2004-12-31 KR KR1020040118147A patent/KR101216927B1/ko active IP Right Grant
- 2004-12-31 CN CNB2004100818863A patent/CN100537844C/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030036272A1 (en) * | 2000-06-13 | 2003-02-20 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor device fabrication chamber cleaning method and apparatus with recirculation of cleaning gas |
US20020179247A1 (en) * | 2001-06-04 | 2002-12-05 | Davis Matthew F. | Nozzle for introduction of reactive species in remote plasma cleaning applications |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1560252B1 (en) | 2016-03-09 |
KR20050071361A (ko) | 2005-07-07 |
JP2005194630A (ja) | 2005-07-21 |
US20050250347A1 (en) | 2005-11-10 |
JP5031189B2 (ja) | 2012-09-19 |
CN100537844C (zh) | 2009-09-09 |
CN1676666A (zh) | 2005-10-05 |
EP1560252A2 (en) | 2005-08-03 |
EP1560252A3 (en) | 2006-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101216927B1 (ko) | 침착 공정에서 부산물의 휘발성을 유지시키는 방법 및 장치 | |
CN110453196B (zh) | 薄膜形成方法及衬底处理装置 | |
US20050142291A1 (en) | Chemical vapor deposition methods | |
KR100707819B1 (ko) | 기판 처리 장치 | |
KR100773755B1 (ko) | 플라즈마 ald 박막증착방법 | |
US6773687B1 (en) | Exhaust apparatus for process apparatus and method of removing impurity gas | |
WO2004101845A1 (ja) | 原料ガスと反応性ガスとを用いる処理装置 | |
EP1889286B1 (en) | High efficiency trapping method for deposition process | |
US7455720B2 (en) | Method and apparatus for preventing products of TiCL4 and NH3 or other feed gas reactions from damaging vacuum pumps in TiN or other deposition systems | |
KR101530100B1 (ko) | 건식 펌프 표면으로부터의 반도체 처리 잔류물의 인-시튜 제거 | |
CN108220920B (zh) | 基板处理装置及基板处理方法 | |
US20220349051A1 (en) | Reactor systems and methods for cleaning reactor systems | |
KR101957440B1 (ko) | 플라즈마 반응을 이용한 유해가스 처리기를 구비하는 배관 장치 및 이를 포함하는 유해가스 처리설비 | |
EP2032235B1 (en) | Method and apparatus for treating a gas stream | |
TWI386513B (zh) | 於沉積製程中維持副產物揮發性之方法及裝置 | |
JP2009530490A (ja) | ガス流を処理するための装置 | |
KR20190124900A (ko) | 기판 처리 장치 및 이 장치를 이용한 기판 처리 방법 | |
KR101175265B1 (ko) | 박막 증착 장치 및 박막 증착 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151207 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161208 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171211 Year of fee payment: 6 |