KR20110111456A - 유출물 기체의 개선된 저감 - Google Patents

유출물 기체의 개선된 저감 Download PDF

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Abstract

시스템 및 방법은 유출물들의 저감을 포함하는 것이 제공된다. 본 발명의 양태들은 높은 레벨 설정에서 저감 시스템을 시작하는 단계; 상기 저감 시스템에서 목표되지 않은 물질을 가지는 유출물을 수용하는 단계; 상기 높은 레벨 설정에서 저감 시스템을 사용하여 상기 목표되지 않은 물질을 저감시키는 단계; 상기 유출물에 대한 정보를 수신하는 단계; 최적 설정을 결정하도록 상기 정보를 분석하는 단계 - 상기 최적 설정은 선택된 설정 효율에 상응함 - ; 상기 최적 설정으로 상기 높은 레벨 설정을 조정하는 단계; 및 이후에 감소될 수 있는 목표되지 않은 물질을 더 가지는 유출물을 더 수용하는 단계를 포함하는 방법을 포함할 수 있다. 최적의 설정은 선택된 설정 효율성에 대응한다. 많은 다른 양태들이 제공된다.

Description

유출물 기체의 개선된 저감{IMPROVED ABATEMENT OF EFFLUENT GAS}
본 출원은 본 발명에서 전체적으로 참조된, 발명의 명칭이 "IMPROVED ABATEMENT OF EFFLUENT GAS"인 2009년 1월 1일 출원된 미국 특허 출원 번호 12/348,012(대리인 번호 9139/P01)의 우선권을 주장한다.
본 발명의 양태들은 일반적으로 마이크로전자 구조물들, 예를 들어 전자 소자 제조 시스템들을 제조하기 위한 시스템들 및 방법들 및 더 상세하게는 저감 시스템(abatement system)의 개선된 작동을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
전자 소자 제조 도구들은 통상 전자 소자들을 제조하기 위한 프로세스(예, 화학 기상 증착, 에피텍셜 실리콘 성장, 에칭, 등)를 수행하도록 구성된 챔버들 또는 다른 적절한 장치를 채용한다. 이러한 프로세스들은 프로세스의 부산물들로서 목표되지 않은 화학물질을 가지는 유출물을 생성할 수 있다. 종래의 전자 및 마이크로전자 구조물 및 소자 제조 시스템은 상기 유출물을 처리하기 위한 저감 시스템을 사용할 수 있다.
종래의 저감 유닛들 및 프로세스들은 유출물을 처리하기 위해 다양한 자원들(예, 반응물들(reagents), 물, 전기 등)을 채용한다. 이러한 저감 유닛들은 통상 특정 유출물 조성에 관계없이 그리고 저감 유닛들에 의해 처리되는 유출물들에 대한 정보가 거의 없이 작동되어 왔다. 또한, 가스 흐름 및 조성 정보는 구조물들을 제조하는데 사용된 신뢰할 수 있는 전자 구조물 프로세싱 레시피들에 저장될 수 있으며, 이러한 신뢰할 수 있는 레시피들은 저감 유닛에 사용될 수 없다.
따라서, 종래의 저감 유닛들은 저감 자원들을 준-최적으로(sub-optimally) 사용할 수 있다. 예를 들어, 저감 자원들의 준-최적 사용은 플라즈마를 생성하는데 있어 과도한 전력 소비를 포함할 수 있다. 자원들의 준-최적 사용은 더 높은 운전 비용들 및 생산 시설에서 목표되지 않은 부담을 초래하는 자원들의 불충분한 사용을 가져올 수 있다. 덧붙여, 더 빈번한 유지 관리가 자원들을 최적으로 사용할 수 없는 저감 유닛들에 대해 요구될 수 있다.
따라서, 유출물을 저감하기 위한 개선된 방법 및 장치에 대한 필요성이 존재하였다.
본 발명의 양태들은 레시피 로트(recipe lot)의 시작에서 높은 레벨의 설정들로 저감을 개시하는 단계, 상기 로트의 제 1 기판의 프로세싱 동안 가스 흐름을 기록하는 단계, 상기 로트의 프로세싱에서 사용된 레시피 가스들을 분석하는 단계, 유출물 가스들의 저감을 위한 최적 저감 설정들을 결정하는 단계, 레시피 로트의 유출물 가스들의 저감을 위한 최적 저감 설정들을 구현하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 작업들의 반복은 새로운 레시피(recipe)를 가지는 새로운 레시피 로트의 개시에 따라 발생할 수 있다.
발명의 실시예에서, 방법은 높은 레벨 설정에서 저감 시스템을 시작하는 단계; 상기 저감 시스템에서 목표되지 않은 물질을 가지는 유출물을 수용하는 단계; 상기 높은 레벨 설정에서 저감 시스템을 사용하여 상기 목표되지 않은 물질을 저감시키는 단계; 상기 유출물에 대한 정보를 수신하는 단계; 최적 설정을 결정하도록 상기 정보를 분석하는 단계 - 상기 최적 설정은 선택된 설정 효율에 상응함 - ; 상기 최적 설정으로 상기 높은 레벨 설정을 조정하는단계; 및 목표되지 않은 물질을 더(more of) 가지는 유출물을 더(more of) 수용하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 추가의 목표되지 않은 물질이 최적 설정에서 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 하나 이상의 센서, 인터페이스, 및 저감 시스템을 포함하는 시스템을 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서는 전자 소자 제조 시스템에 존재하는 가스에 대한 가스 정보를 측정하고, 가스 정보를 전달하도록 구성될 수 있다. 인터페이스는 목표되지 않은 물질을 가지는 유출물을 생산하는 전자 소자 제조 시스템으로부터 가스 정보를 수신하고 분석하고, 최적 설정을 결정하고, 그리고 최적 설정을 전달하도록 구성될 수 있다. 최적의 설정은 선택된 설정 효율성에 대응할 수 있다. 저감 시스템은 최적 설정을 수신하고, 유출물을 수용하고, 그리고 목표되지 않은 물질을 감소시키도록 구성될 수 있다. 저감 시스템은 높은 레벨의 설정에서 작동하는 동안 레시피 로트의 유출물의 바람직하지 않은 물질의 저감을 개시하고, 그리고 최적 설정을 수신시에 상기 최적 설정으로 높은 레벨 설정을 조정하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 특성들 및 양태들은 후속하는 상세한 설명, 추가된 청구범위 및 첨부된 도면으로부터 더 완전히 명백해질 것이다.
본 발명의 예시적 실시예들을 도시하는 첨부된 도면들을 참조하여, 하기에 설명된 상세한 설명은 본 발명의 다양한 특징들, 장점들 및 개선 사항들을 상세하게 설명한다.
그러나, 첨부된 도면들은 필수적으로 스케일링되거나 기계적으로 완료하도록 의도되지 않았다는 것을 알아야 한다. 이러한 도면들은 본 발명의 단지 분리된 실시예들을 도시하고; 따라서 이것들은 본 발명이 다른 동등한 효과를 갖는 실시예들에 인정되기 때문에 본 발명의 범부에 국한되게 고려되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따라 전자 소자 제조 도구, 펌프, 인터페이스, 및 저감 시스템을 가지는 전자 소자 제조 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 저감 시스템을 조정하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따라 예시적인 저감 시스템 프로세스를 채용하는 플라즈마 저감 시스템에 의해 사용된 플라즈마 전원 및 분해 효율(destruction efficiency) 사이의 제 1의 예시적 관계를 도시한 곡선이다.
도 4은 본 발명에 따라 예시적인 저감 시스템 프로세스를 채용하는 플라즈마 저감 시스템에서 반응물질로서 물의 흐름과 분해 효율 사이의 제 2의 예시적 관계를 도시한 곡선이다.
본 발명은 전자 소자 제조시 생성된 바람직하지 않은 물질의 저감을 최적화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전자 소자 제조 도구의 유출물에서 바람직하지 않은 물질을 감소시키거나 제거하도록 구성된 저감 시스템을 최적화하는 것에 관한 것이다.
최적화된 저감 시스템은 저감 프로세스 동안 바람직하지 않은 물질을 감소시키거나 제거할 수 있다. 저감 프로세스는 유출물에서 상이한 바람직하지 않은 물질들에 대해 상이한 타입들 및/또는 양의 자원들을 사용할 수 있다. 바람직하지 않은 물질에 대한 최적 수량 및/또는 타입의 자원들을 채용함으로써, 최적화된 저감 시스템은 유지 보수를 수행하데 보내진 시간을 포함하여, 자원들의 사용을 최소화할 수 있다.
저감 자원들은 저감될 물질의 수량 및/또는 타입에 대한 정보를 통해 최적화될 수 있다. 저감될 물질들은 본 발명에서 레시피 로트(recipe lot.)로서 지칭된 다수의 기판들을 프로세싱하는데 사용된 레시피의 세부 사항들과 상호관련될 것이다. 제 1 레시피에서 제 2 레시피으로 변경되면서, 새로운 레시피이 또한 제 2의 새로운 레시피 로트의 프로세싱 동안 저감되도록 물질들을 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 유출물로부터 저감될 물질의 수량 및/또는 타입은 저감 프로세스 동안(예, 인시츄로 및/또는 실시간으로) 및/또는 하기에 설명되는 바와 같이, 참조 시스템으로부터 이전에 얻어진 정보에 기초하여 결정될 것이다.
본 발명의 양태들의 장점들은 자원들의 보존 및/또는 감소된 유지 보수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바람직하지 않은 물질을 감쇠하는데 필요한 전력량만을 사용함으로써, 종래에 사용되었던 것보다 적은 전력이 사용되어서, 저감 시스템의 작동 비용을 줄일 수 있다. 다른 예시들은 저감 시스템의 정기적 유지 보수 사이의 시간을 연장시키는 것, 목표되지 않은 물질의 더 높은 분해 효율 등을 포함할 수 있다.
유출물에서 목표되지 않은 물질의 타입 및 수량이 전자 소자 제조 도구에 의해 수행된 프로세스들, 및 채용된 레시피들에 따라 가변될 수 있다. 유출물에서 목표되지 않은 물질은 측정, 예측 등이 될 수 있다. 가스 정보는 센서들에 의해서와 같이 측정될 수 있거나 레시피 관리 도구에 의해 제공되며, 가스 정보는 레시피 가스들 또는 유출물 가스들의 세부 사항들을 포함할 수 있다. 이러한 정보는 정보를 분석하도록 구성된 인터페이스 또는 또다른 적절한 장치에 제공될 수 있다. 인터페이스는 저감 시스템에 분석의 결과를 제공할 수 있으며; 저감 시스템은 선택적으로 사용하거나 그렇지 않으면 저감 자원들의 사용을 개선하도록 그 결과들을 채용할 수 있다.
저감 시스템들은 물, RF 전원, 온도, 천연 가스 등을 사용하여 유출물들을 저감시킬 수 있다. 저감 프로세스의 분해 효율은 사용된 자원들의 양과 관계될 수 있다. 분해 효율은 또한 유출물의 타입 및 조성과 관련된다. 적어도 하나의 실시예에서, 저감 시스템에 유출물의 타입 및 조성에 대한 정보(예, 인시츄 및/또는 실시간 및/또는 참조 시스템에 기초한) 정보가 제공된다. 저감 시스템은 자원들의 사용에 맞도록 이러한 정보를 사용한다. 따라서, 목표된 분해 효율은 자원들을 과도사용하는 것없이 달성될 수 있다.
또한, 저감은 초기에 조정, 예를 들어 유출물 정보의 분석에 기초하여 낮은 레벨 설정로 조정될 수 있는 하나 이상의 최대 또는 높은 레벨까지 설정된 저감 시스템과 함께 개시될 수 있다. 이러한 낮은 레벨 설정들은 사용 중인 레시피의 유출물 가스들에 대한 최적 저감 설정들을 나타낸다. 이러한 최적 저감 설정들은 레시피의 세부사항들에 대한 특정 지식없이도, 상응하는 레시피가 사용 중일때 사용될 수 있다. 새로운 레시피가 사용된다면, 새로운 레시피에 대한 최적 저감 설정들이 결정되는 동안 저감 설정들은 예방적으로 높은 수준 설정으로 복귀될 수 있다. 높은 수준의 설정의 사용은 최대 강도 저감보다 적음에 대한 필요를 지시하는 유출물 정보의 부재 중에 사전조치로서 최대 저감 강도를 달성할 수 있다.
예시적인 전자 소자 제조 시스템
도 1은 본 발명에 따라 전자 소자 제조 도구, 펌프, 인터페이스, 및 저감 시스템을 가지는 전자 소자 제조 시스템을 도시한 개략도이다. 전자 소자 제조 시스템(100)은 전자 소자 제조 도구(102), 펌프(104), 및 저감 시스템(106)을 포함할 수 있다. 전자 소자 제조 도구(102)는 프로세스 챔버(108)를 가질 수 있다. 프로세스 챔버(108)는 진공 라인(110)을 통해 저감 시스템(106)에 연결될 수 있다. 펌프(104)는 도관(112)을 통해 저감 시스템(106)에 연결될 수 있다. 프로세스 챔버(108)는 또한 유체 라인(116)을 통해 화학물 이송 유닛(114)에 연결될 수 있다. 인터페이스(118)는 신호 라인들(120)을 통해 프로세스 챔버(108), 화학물 이송 유닛(114), 펌프(104), 및 저감 시스템(106)에 연결될 수 있다. 저감 시스템(106)은 전원/연료 공급부(124), 반응물 공급부(126), 및 냉각 공급부(128)에 연결될 수 있는 반응기(122)를 포함할 수 있다.
전자 소자 제조 도구(102)는 프로세스들을 사용하여 전자 소자들을 제조(예, 조립(fabricate))하도록 구성될 수 있다. 프로세스는 대기 압력(예, 1 기압(atm))보다 적은 압력으로 프로세스 챔버(108)에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 프로세스들은 다른압력들이 상요될 수 있을지라도, 약 8 내지 700 밀리 토르(mTorr)의 압력에서 수행될 수 있다. 이러한 압력들을 달성하기 위해 펌프(104)는 프로세스 챔버(108)로부터 유출물(예, 가스, 플라즈마 등)을 제거할 수 있다. 유출물은 진공 라인(110)에 의해 운반될 수 있다.
펌프(104)에 의해 제거되는 유출물의 화학 전구체들(예, SiH4, NF3, CF4, BCl3 등)은 다양한 수단들에 의해 프로세스 챔버(108)에 추가될 수 있다. 예를 들어, 화학 전구체들은 화학물 이송 유닛(114)으로부터 유체 라인(116)을 통해 프로세스 챔버(108)로 유동할 수 있다. 또한, 화학물 이송 유닛(114)은 레시피 정보(예, 압력, 화학 조성, 유량 등)을 신호 라인들(120)을 통해 제공하도록 구성될 수 있고, 상기 레시피 정보는 신호 라인들(120)을 통해 화학물 이송 유닛(114)에 의해 제공된 화학 전구체들에 관한 것이다.
레시피 정보는 알려진 레시피에 기초할 수 있거나, 레시피 정보는 알려지지 않은 레시피로부터 비롯될 수 있다. 알려지지 않은 레시피로부터 레시피 정보의 도출은 화학물 이송 유닛(114) 또는 유체 라인(116)에 통합될 수 있는 다양한 센서들, 예를 들어 질량 유동 제어기를 사용하여 전구체 조성 또는 질량 유동의 결정을 포함할 수 있다. 질량 유동 제어기(MFC)는 가스의 흐름을 측정하고 제어하는??데 사용하는 장치이다. 질량 유동 제어기는 특정 범위의 유량들에서 특정 타입의 가스를 제어하도록 설계되고 교정된다. 가스 조성 센서 또는 장치는 MFC와 동반되거나 통합되어 가스 조성 정보를 시스템에서 측정된 가스 정보의 일부로서 제공한다.
질량 유동 컨트롤러들은 유입 포트, 유출 포트, 질량 유동 센서 및 비례 제어 밸브를 가질 수 있다. MFC에 전체 스케일 범위 중 0 내지 100 %까지 설정포인트가 부여될 수 있으나 전형적으로 가장 양호한 정밀성이 달성되는 전체 스케일의 10 내지 90%에서 작동된다. 상기 장치는 이후 주어진 설정포인트까지 유량을 제어할 것이다. MFC는 작동자(또는 외부 회로/컴퓨터)에 의해 질량 유동 센서로부터의 값과 비교되어 이에 따라 요구된 유동을 달성하도록 비례 값을 조정하는 입력 신호가 주어질 수 있는 폐루프 제어 시스템에 의해 피팅될 수 있다. 유량은 교정된 전체 스케일 유동의 퍼센티지로서 특정되어 MFC에 전압 신호로서 공급된다. 질량 유량 컨트롤러들은 통상 공급 가스가 특정 압력 범위 내에서 있도록 요구한다. 낮은 압력은 가스의 MFC를 약화시키고 그 설정 포인트를 달성할 수 없게 하고, 반면 높은 압력은 불규칙적인 유량을 야기할 수 있다.
인터페이스(118)는 전자 소자 제조 시스템(100)에서 추가적인 레시피 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(118)는 프로세스 챔버(108)에서의 프로세스들에 대한 레시피 정보를 수용할 수 있다. 상기 정보는 프로세스 정보(예, 기판 유형, 프로세스 유형, 프로세스 단계 시간, 온도, 압력, 플라즈마, 유체 유동, 등)를 포함할 수 있으며, 센서, 컨트롤러 또는 기타 적당한 장치에 의해 제공될 수 있다. 인터페이스(118)는 이러한 정보를 사용하여 추가적인 정보, 예를 들어 유출물의 파라미터들을 결정할 수 있다.
레시피 정보에서 결정된 유출물 정보는 전자 소자 제로 도구(102)를 나가는 실제 유출물들을 예측할 수 있다. 덧붙여, 또는 대안적으로, 프로세스 챔버(108)를 나가는 실제 유출물들이 진공 라인(110)을 가로지르는 동안, 챔버(108)를 나갈 때 직접, 및/또는 저감 시스템(106)으로 유입할 때 측정될 수 있다. 유출물들의 직접 측정은, 예를 들어 가스 조성물 센서 및 MFC의 사용을 포함할 수 있다. 이러한 유출물 정보는 저감을 필요로 하는 물질들의 최적 저감에 대한 저감 설정들을 조정하기 위해 기본적으로 사용될 수 있다.
하나 이상의 실시예들에서, 인터페이스(118)는 또한 프로세스-관련 파라미터드의 알려진 행동에 관한 정보를 포함하는 하나 이상의 데이터베이스들로부터 정보를 수신할 수 있다. 이전에 참조된 미국 특허 출원 번호 11/685,993(대리인 관리번호 9137)에서 설명된 바와 같이, 데이터베이스는 시간에 걸쳐 시스템 파라미터들이 정밀하게 측정될 수 있는 전자 소자 제조 시스템(100)과 유사한 설계를 가지거나, 제 2의 전자 소자 제조 시스템(100)과 같은 계기 참조 시스템으로부터 파생된 정보에 의해 배치될 수 있다.
참조 시스템에 의해 취해진 파라미터 측정은 시간에 대한 파라미터들의 하나 이상의 거동을 도시하는 함수들(예, 최적 적합(best-fit) 곡선들, 정규 분포식들, 등)을 유추하는데 또는 하나 이상의 다른 파라미터들의 함수에 따라 사용될 수 있다. 이러한 기능들은 이후 인터페이스(118)에 의해 액세스할 수 있는 데이터베이스에 조직화될 수 있는 상수들을 사용하여 설명될 수 있다. 인터페이스(118)는 데이터베이스의 정보를 사용하여서 전자 제조 시스템(100)의 실제 파라미터들을 조정하는 목표된 및/또는 최적 값들을 결정할 수 있다.
인터페이스(118)는 저감 시스템(106)에 유출물에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이러한 유출물 정보는 저감 시스템(106)의 파라미터들을 조정하는데 사용될 수 있다. 유출물은 프로세스 챔버(108)로부터 저감 시스템(106)까지 진공 라인(110)에 의해 운반될 수 있다. 펌프(104)는 프로세스 챔버(108)로부터 유출물을 제거하고 저감 시스템(106)으로 유출물을 이동시킬 수 있다. 저감 시스템(106)은 전원/연료 공급부(124), 반응물 공급부(126), 및/또는 냉각 공급부(128)를 사용하여 유출물에서 목표되지 않은 물질을 감소시키도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 저감 시스템(106)은 플라즈마 저감 시스템일 수 있다. 예시적인 플라즈마 저감 시스템은 다른 저감 시스템들이 사용될 수 있을지라도, 캘리포니아, 산호세의 메트론 테그놀로지사로부터 입수가능한 LITMAS(TM) 시스템일 수 있다. 저감 시스템(106)은 연료/전원 공급부(124)에 의해 공급된 연료/전력, 반응물 공급기(126)에 의해 공급된 반응물들(예, 물, 수증기, O2, H2 등), 및 냉각 공급부(128)에 의해 공급된 냉각수 또는 다른 적절한 유체를 사용할 수 있다. 저감 시스템(106)은 하기에 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 유출물에서의 바람직하지 않은 물질을 감소시키거나 제거하도록 사용될 수 있는 플라즈마를 형성할 수 있다.
동일하거나 대안적인 실시예에서, 포스트-펌프 저감 시스템이 포함될 수 있다. 예를 들어, 저감 시스템(106)은 전자 소자 제조 시스템(100)에 존재하지 않을 수 있다. 대신, 포스트-펌프 저감 시스템이 펌프(104)로부터 하류에 포함될 수 있다. 또는, 포스트-펌프 저감 시스템은 저감 시스템(106)에 덧붙여 사용될 수 있다. 유출물과 관련된 정보는 또한 포스트-펌프 저감 시스템에 제공될 수 있다.
예시적인 방법 실시예들
도 2는 본 발명의에 따라 저감 시스템(106)을 조정하는 방법을 도시한 순서도이다. 방법(200)은 레시피 로트의 기판을 프로세싱하는 것을 포함할 수 있는 시작 단계(202)에 의해 시작된다. 시작 단계(202)는기판의 프로세싱을 시작할 때 레시피 로트로부터의 유출물 가스들의 저감을 개시할 수 있다.
시작 단계(202)에서 유출물들의 저감은 저감 시스템(106)의 높은 레벨 설정들에서 개시할 수 있다. 높은 레벨 설정들은 저감 시스템(106)의 최대 강도에 접근할 수 있다. 최대 강도 설정들은 유출물 정보의 부재에서, 유출물에서 저감을 필요로 하는 물질들의 저감의 가능한 부족의 방치로서 사용될 수 있다. 최대 강도 저감의 사용은 레시피 로트에 대한 최적 저감 설정들의 결정 및 실행시 저감 레벨 설정들의 조정에 의해 구제될 수 있는 자원들의 일시적인 비효율적인 사용일 수 있다.
그 후, 정보 획득 단계(204)가 실행되고, 여기서 인터페이스(118) 또는 다른 적절한 장치가 일 세트의 파라미터에 대한 정보를 획득할 수 있다. 상기 파라미터들은 레시피 로트의 프로세싱에 관한 것이고 예를 들어 레시피 정보 및/또는 유출물 정보를 포함할 수 있고 측정되거나, 결정되거나, 또는 측정되고 결정될 수 있다. 측정 및 결정은 직접 또는 간접적일 수 있다.
정보 획득 단계(204)에서, 인터페이스(118)는 전자 소자 제조 시스템(100), 내부 또는 외부 데이터베이스, 예측 솔루션, 참조 시스템, 등과 같은 하나 이상의 정보 자원들로부터 정보를 습득할 수 있다. 정보는 전자 소자 제조 시스템(100)에 의해 생산된 하나 이상의 유출물들에 대한 정보에 관한 것이거나, 파생될 수 있다. 정보는 또한, 시스템 구성 정보와 같은 시스템 정보 및/또는 전자 소자 제조 시스템(100)에 의해 사용될 수 있는 저감 시스템(106)의 타입, 성능, 및 작동 범위와 같은 장비 정보를 포함할 수 있다. 또한, 시스템 정보는 주어진 시간에 시스템의 장비에서 사용중인 설정들에 관한 설정 정보를 포함할 수 있다. 그 후, 정보 분석 단계(206)가 시작할 수 있다.
정보 분석 단계(206)에서, 인터페이스(118) 및/또는 저감 시스템(106)은 단계(204)에서 획득된 정보를 분석하여서 적어도 하나의 목표된 저감 파라미터 값을 결정할 수 있다. 필요한 경우, 목표된 저감 파라미터 값은 저감 시스템(106)의 최적화 저감 설정으로 변환될 수 있다. 또한, 인터페이스는 상기 정보를 분석하여서 저감 시스템(106)의 타입 및 레시피에 대해 저감 시스템(106)의 파라미터가 유출물의 저감을 최적화시키도록 조정될 필요가 있을 수 있다는 결정을 할 수 있다. 예를 들어, 기체 화학물들(예, 과불화탄소(perfluorocarbons)(PFCs), 선택 유기 화합물(VOCs) 등)을 감소시키는 선-펌프 플라즈마 저감 시스템(106)에 대해, 플라즈마 전원이 조정될 수 있다. 가스 화학물들이 감소되는 양은 가스 화학물들에 인가되는 플라즈마 전원의 양에 비례할 수 있다. 예를 들어, PFCs는 임의의 실질적인 분리를 야기하여서 목표된 레벨까지 PFCs를 감쇠해야 할 수도 있도록 도록 분자당 수십개의 전자들을 필요로 할 수 있다.
저감 조정 단계(208)에서 저감 설정들은 최적화 저감 파라미터들에 액세스하도록 최적 저감 설정들로 조정될 수 있다. 예를 들어, 최적의 수준으로 플라즈마 전원을 조정하여, 저감 프로세스가 최적화될 수 있다. 본 발명의 양태들은 최대 저감 강도를 얻기 위해 초기에 설정된 높은 레벨 설정들로부터 저감 설정들을 낮춤으로써 저감 파라미터들의 감소를 포함할 수 있다. 최대 강도 레벨들로부터 벗어난 저감 설정들을 낮추는 것은 장비 마모 및 자원 소비를 줄여준다. 예를 들어, 최적치보다 더 높은 플라즈마 전원은 과도하여서 반응기(122) 벽들을 바람직하지 않게 손상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 반응기(122) 벽에 대한 손상은 플라즈마에 존재하는 분자당 전자의 수량에 비례할 수 있다. 따라서, 플라즈마 전원의 최적 수량을 제공함으로써, 반응기(122)는 덜 빠르게 마모를 통해 손상될 수 있고 따라서 덜 자주 교체되는 것이 필요할 수 있다.
다른 실시예에서 저감 시스템(106)의 다른 타입들에 대한 저감 조정 단계(208)동안 조정들이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 포스트-펌프 플라즈마, 촉매, 및/또는 연소 저감 시스템(106)이 채용될 수 있다. 포스트-펌프 플라즈마 저감 시스템(106)에서, 최적으로 조정될 수 있는 파라미터들은 전원, 퍼지 가스 플로우(purge gas flow), 반응물 및 냉각수를 포함할 수 있다. 포스트-펌프 촉매 저감 시스템(106)에 대해, 조절될 수 있는 파라미터들은 퍼지 가스 흐름, 반응물 및 냉각수 흐름을 포함할 수 있다. 포스트-펌프 연소 촉매 감소 시스템(106)에 대해 최적으로 조정할 수 있는 파라미터들은 연료 흐름, 퍼지 가스 흐름, 반응물 및 냉각수 흐름을 포함할 수 있다.
또한, 저감 조정 단계(208)는 레시피 및/또는 다른 선-저감 프로세스들에 대한 저감을 포함하여서 유출물들의 생성 전에 유출물들에서 저감을 필요로 하는 물질들을 우선적으로 저감할 수 있다. 예를 들어, 유출물 정보의 획득 및 분석은 저감될 필요성이 있는 추가 물질들을 불필요하게 생성하는 과도한 전구체 물질들이 사용되고 있다는 것을 지시한다.
본 발명의 양태들에 따라 단계(206)에서 정보의 분석 및 단계(208)에서 저감 조정은 적절한 장비, 컴퓨터 하드웨어, 및/또는 컴퓨터 소프트웨어에 의해 자동으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(118)는 컴퓨터 하드웨어와 상호작용하는 소프트웨어를 포함하여서 저감 시스템(106)과 같은 제작 시스템(100)에서 자동으로 모니터링하고 장비를 제어할 수 있다. 마찬가지로, 인터페이스(118)는 소프트웨어 또는 펌웨어의 형태로 선택 설정 효율성 및 가스 정보에 기초한 최적 설정을 결정하는 로직 프로그래밍을 포함할 수 있다. 선택 설정 효율성은 하기에 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 증분 유닛들(incremental units)의 효율에 대한 자원 소모와 관련된 바람직하지 않은 물질을 저감하는 인식의 중요성을 나타내는 사용자 입력 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 이러한 자동화된 실시예에서, 저감 시스템(106)은 저감 설정들 및 파라미터들을 자동으로 조정하여서 최적 저감 설정들 및 목표된 파라미터 값들을 매칭시킬 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 전원은 유출물에서 PFCs의 수량에서 증가로 인한 목표된 양까지 증가될 수 있다. 대안적으로, 최대 강도에서 또는 근처에서 저감 설정들을 시작한다면, 저감 설정들은 유출물 정보에 비추어 저감 설정들을 최적화하도록 감소되어서 자원들을 유지하는 동안 저감을 최적화할 수 있다.
종료 단계(210)에서, 방법(200)이 이어서 종료될 수 있고, 이는 레시피 로트 프로세싱의 완성 및 새로운 레시피 로트의 개시를 포함할 수 있다. 새로운 레시피 로트의 개시는 시작 단계(202)에서 방법(200)을 재시작하는 결과가 된다.
본 발명의 자동화된 실시예들에 관하여 위에서 도입된 바와 같이, 본 발명의 양태들은 컴퓨터 하드웨어 상에서 실행되는 컴퓨터 소프트웨어를 사용함으로써 방법 실시예들의 하나 이상의 거동을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 거동들에 상응하는 파라미터들 및 로직은 컴퓨터 프로세서들에 의해 컴파일 및 실행을 위한 컴퓨터 프로그래밍 코드에서 구현될 수 있다. 코드를 실행하는 컴퓨터 프로세서들은 제조 프로세스들 및/또는 장비의 자동화에 의해 통례적인 바와 같이, 예를 들어 시스템 데이터, 프로세스 피드백, 또는 사용자 입력에서 부분적으로 기반한 거동들의 수행을 조정할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서들은 유출 유량을 조정하는 컴퓨터의 명령들을 트리거할 수 있는 온도 데이터를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 시스템의 하나 이상의 양태들의 자동화와 함께, 프로세스 및/또는 장비 자동화를 위한 컴퓨터 소프트웨어는 컴파일된 또는 컴파일되지 않은 포멧들 중 하나로 컴퓨터 판독 매체로 또는 프로세스 컴퓨터간(inter-computer) 통신으로 구현될 수 있다. 컴퓨터간 통신은 예를 들어 서드 파티 제어 하의 오프-사이트 소프트웨어 또는 하드웨어에 의한 온-사이트 장비의 제어 및/또는 원격 액세스를 포함할 수 있다. 적절한 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 하드웨어가 시스템 또는 시스템 구성요소들에 통합되거나 임베디드도거나, 또는 별도로 제공될 수 있다.
제 1 예시적 저감 설정 관계
도 3은 본 발명에 따른 예시적 저감 프로세스를 채용하는 플라즈마 저감 시스템에 의해 사용된 분해 효율성 및 플라즈마 전원 사이의 제 1 관계를 보여주는 곡선을 도시한 도면이다. 제 1 관계(300)는 분해 효율(302)과 저감 프로세스의 플라즈마 전원(304) 사이에 있을 수 있다. 이러한 제 1 관계(300)에서, 플라즈마 전원(304) 설정의 조정은 최적 분해 효율(302)에 접근하도록 최적화될 수 있다.
도 3에서, 감소되고 있는 목표되지 않은 물질은 PFCs인 것으로 도시된다. 목표된 분해 효율(306)은 수평 점선에 의해 도시될 수 있다. 낮은 PFC 흐름 곡선(308), 중간 PFC 흐름 곡선(310), 그리고 높은 PFC 흐름 곡선(312)은 저감 시스템(106)을 통해 PFC 유량에 대한 분해 효율(302)과 플라즈마 전원(304) 사이의 제 1 관계(300)를 나타낼 수 있다. 최대 플라즈마 전원 설정은 X-축의 맨 우측에 있다. 따라서, 낮은 전력 라인(314), 중간 전력 라인(316), 및 높은 전력 라인(318)은 X-축을 따라 우측으로 점차적으로 요동친다(staggered). 전력 라인(314, 316 및 318)은 PFCs에 인가된 플라즈마 전원의 양을 나타낸다.
PFCs의 분해 효율(302)은 PFCs의 유량과 관련될 수 있다. 예를 들어, 저감 시스템(106)을 통한 유량이 더 높을 수록, PFC의 더 낮은 분해 효율(302)이 주어진 플라즈마 전원(304)에 있을 수 있다. 따라서, 플라즈마 전원(304)은 목표된 분해 효율(306)을 달성하도록 조정될 수 있다. 목표된 분효 효율(306)은 약 85 %에서 100 %까지 범위가 있다. 높은 PFC 유량에 대해, 높은 PFC 흐름 곡선(312)은 높은 PFC 유량에 대한 목표된 분해 효율(306)을 달성하도록 요구될 수 있는 플라즈마 전원(304)의 양을 결정하도록 사용될 수 있다. 높은 전력 라인(318)은 목표 분해 효율(306)를 달성하는데 필요한 플라즈마 전원(304)의 양을 나타낸다. 이러한 방식으로 플라즈마 전원(304)의 적절한 수준이 선택될 수 있다.
높은 또는 최대 수준의 플라즈마 전원 설정에서 시작하는 본 발명의 실시예에서, 분해 효율은 100 %에 접근 수 있다. 그러나, 곡선들(308, 310, 312)이 우측 방향으로 평평하게 됨에 따라, 플라즈마 전원(304)에서 한계 증가(marginal increase)는 분해 효율(302)에 감소적으로 증가하는 효과를 가지는 경향이 있다. 따라서, 제 1 관계(300)가 설정 효율이 기준 저감 설정으로부터 저감 설정에서의 단위 증가(unit increase)당 한계 분해 효율에서의 상대적인 증가 또는 감소를 표현하는 저감 설정 대 분해 효율의 미분 관계(differential relationship)에 상응할 수 있는 설정 효율로 나타날 수 있다. 예를 들어, 곡선(308)에 대한 설정 효율은 전력 라인(314)전에 1보다 더 큰 것으로(예, 곡선(308)이 가파름) 나타나지만, 전력 라인(314) 위에서 1보다 아래로 떨어진다(예, 곡선(308)이 평탄해짐).
저감될 물질들에 의존하여, 선택된 설정 효율까지 물질들을 저감시키도록 선택함으로써 자원들의 사용에 대한 이러한 수확 체감(diminishing return)을 피하도록 결정할 수 있다. 도 3에서, 선택된 설정 효율은 자원들(예, 플라즈마 전원(304))의 유지와 분해 효율(302) 사이의 계획적 타협을 나타내는 목표된 분해 효율(306)에 상응한다. 따라서, 최적의 저감 설정은 예를 들어 높은 PFC 흐름(312)에 대한 플라즈마 전력 라인을 포함하도록 고려될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 선택되도록 이용가능한 플라즈마 전원(304) 레벨의 의 수는 도 3에 도시된 바와 같이 3개보다 많거나 적을 수 있다. 예를 들어, 3 개보다 많은 플라즈마 전원(304) 레벨들은 선택을 위해 이용될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 플라즈마 전원(304) 연속 범위 선택에 사용할 수 있다. 또는, 단일의 전원 레벨은 PFC의 낮은 레벨들의 흐름에 대한 플라즈마 전원(304)의 온/오프 인가를 위해 사용될 수 있다. 마찬가지로, 3보다 큰 유량 곡선들은 전원의 적절한 레벨들의 선택을 위해 사용되어서 목표된 분해 효율(306)을 달성할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 전원(304)과 분해 효율(302) 사이의 관계는 PFC 유량의 연속 범위에 대해 정의된다. 이러한 관계와 대응 관계 곡선은 조정이 필요한 설정에 관계된 바람직하지 않은 물질의 감소를 위한 예측 솔루션에 도달하기 위해 분해 효율에 대한 설정 조정의 실제적 결과를 예측하는 예측 도구를 나타낼 수 있다.
제 2 의 예시적인 저감 설정 관계
도 4는 본 발명에 따른 예시적인 저감 프로세스를 채용하는 플라즈마 저감 시스템에서, 반응물로서 물을 사용하여 분해 효율과 반응물 흐름 사이의 제 2 관계를 보여주는 곡선을 도시한 도면이다. 분해 효율(302)과 물 흐름(402) 사이의 제 2 관계(400)는 낮은 PFC 흐름 곡선(404)과 높은 PFC 흐름 곡선(406)에 의해 도시되며, 여기서 PFC는 도 3에서와 같이 저감될 물질이다. 이러한 제 2의 관계(400)에서, 물 흐름(402) 설정의 조정은 최적 분해 효율(302)에 접근하도록 최적화될 수 있다. 최대 물 흐름 설정은 X-축의 맨 우측에 있을 것이다. 따라서, 물의 흐름 로우 라인(408)은 낮은 PFC 흐름 곡선(404)의 피크를 도시한다. 우측으로 더 치우친 물 흐름 하이 라인(410)은 높은 PFC 흐름 곡선(406)의 피크를 도시한다.
목표된 분해 효율(306)은 물(402)을 적절한 피크 물 흐름으로 조정함으로써 달성되거나 초과될 수 있다. 2개의 PFC 흐름 곡선들이 도시될지라도, 본 발명의 실시예들이 오직 하나의 곡선 또는 2개보다 많은 곡선들을 사용할 수 있다. 대안적으로, 연속 스펙트럼의 PFC 흐름들의 본 발명에 의해 사용될 수 있다. 본 발명은 이러한 관계를 사용하여서 유출물에서 PFC를 최적으로 감소시키도록 적절한 물 흐름을 결정할 수 있다.
높은 또는 최대 수준의 물 흐름 설정에서 시작하는 본 발명의 실시예에서, 분해 효율은 100 %에서 편차가 있을 수 있다. 따라서, 곡선들(404, 406)은 우측으로 향해 평평할 뿐만 아니라 피크이고 떨어지기 시작한다. 따라서, 저감될 물질의 흐름에 따라, 물 흐름(402)에서의 한계 증가들(marginal increases)은 먼저 감소적으로 증가하는 영향을 나타낼 수 있으며 이후 분해 효율(302)에 대한 감소된 영향을 나타낼 수 있다.
제 1 관계(300)에 의해서와 같이, 제 2 관계(400)은 설정 효율로 나타날 수 있고, 여기서 설정 효율은 저감 설정 대 분해 효율의 미분 관계(differential relationship)에 상응할 수 있다. 도 4에서, 곡선들(404 및 406)은 기준 저감 설정으로부터 저감 설정에서의 단위 증가당 한계 분해 효율에서의 상대적 증가 및 감소 모두를 보여준다. 예를 들어, 곡선(404)에 대한 설정 효율은 흐름 라인(408)전에 0보다 더 크지만(예 곡선(408) 상승), 흐름 라인(408) 위에서 0보다 아래로 떨어진다(예, 곡선(408) 하강).
저감될 물질들에 따라, 저감될 물질들의 가장 높은 예측 가능한 흐름의 분해 효율 곡선의 피크에 상응하는 설정에서의 최대 반응물 설정의 상한을 정하도록 선택함으로써 자원들의 사용에 대한 이러한 수확 체감(diminishing return)을 피하도록 결정할 수 있다. 덧붙여, 옵션적 설정 효율은 저감 설정을 위해 선택될 수 있다.
도 4에서, 선택된 설정 효율들은 도 3의 목표된 분해 효율(306)을 초과하는 흐름 라인들(408, 410)에 상응할 수 있다. 따라서, 최적의 감소 설정은 예를 들어 높은 PFC 흐름 곡선(406)에 대한 물 흐름 라인(410)을 포함하도록 고려될 수 있다. 또는, 선택된 설정 효율성들은 자원들(예, 반응물 흐름(402))의 유지와 분해 효율(302) 사이의 의도적인 타협을 나타내는 상기 선택된 설정 효율들이 목표된 분해 효율(306)에 상응하도록 유출 흐름에 대해 상응하는 가장 높은 분해 효율 아래일 수 있다.
또한, 관계(400)는 저감 프로세스의 화학 반응에 관계될 수 있다. 예를 들어, 탄소 테트라플루오르화물(CF4)의 저감은 탄소를 산화하고 플루오르를 수소화하는 것을 포함할 수 있다. 수소와 산소가 반응 : CF4 + 2H2O -> CO2 + 4HF에 따라 산화 수소(물)로 공급 수 될 수 있고, 여기서 CF4의 하나의 부분은 완전한 성분 치환(transformation)을 위해 물의 2 개 부분들을 필요로 할 수 있다. 따라서, 물 흐름은 CF4 흐름의 2배일 수 있다. 일부 실시예들에서, CF4 또는 다른 PFC 가스 흐름의 약 7 배까지 물 흐름이 사용될 수 있다.
앞선 상세한 설명은 본 발명의 단지 예시적 실시예들을 개시한다. 발명의 범주 내에 있는 전술된 장치 및 방법의 변형예들이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자들에게 이미 명백할 것이다. 예를 들어, 인터페이스는 전자 장치 제조 도구에 포함될 수 있고, 여기서 저감 시스템은 유출물에 대한 정보를 획득하도록 전자 소자 제조 도구와 통신적으로 연결된다.
따라서, 본 발명이 예시적인 실시예들과 관련하여 개시되는 반면 다른 실시예들이 하기의 청구범위에 의해 한정된 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있을 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (15)

  1. 높은 레벨 설정에서 저감 시스템을 시작하는 단계;
    상기 저감 시스템에서 목표되지 않은 물질을 가지는 유출물을 수용하는 단계;
    상기 높은 레벨 설정에서 저감 시스템을 사용하여 상기 목표되지 않은 물질을 저감시키는 단계;
    상기 유출물에 대한 정보를 수신하는 단계;
    최적 설정을 결정하도록 상기 정보를 분석하는 단계 - 상기 최적 설정은 선택된 설정 효율에 상응함 - ;
    상기 최적 설정으로 상기 높은 레벨 설정을 조정하는 단계; 및
    목표되지 않은 물질을 더(more of) 가지는 유출물을 더(more of)수용하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보가 상기 목표되지 않은 물질과 관련된 예측 솔루션을 포함하는
    방법.
  3. 제 1 항에서,
    상기 정보가 인터페이스에 의해 제공되는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저감 시스템을 포함하는 전자 소자 제조 시스템과 관련된 인터페이스 시스템 정보에 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 저감 시스템이 플라즈마 저감 시스템인 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 저감 시스템이 촉매 저감 시스템인 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 저감 시스템이 연소 저감 시스템인 방법.
  8. 전자 소자 제조 시스템에 존재하는 가스에 대한 정보를 측정하고, 상기 가스 정보를 전달하도록 구성된 하나 이상의 센서;
    목표되지 않은 물질을 가지는 유출물을 생산하는 전자 소자 제조 시스템으로부터 상기 가스 정보를 수신하고 분석하고, 최적 설정을 결정하고, 그리고 상기 최적 설정을 통신하도록 구성된 인터페이스 - 상기 최적 설정은 선택된 설정 효율에 상응함 - ; 및
    상기 최적 설정을 수신하고, 상기 유출물을 수용하고, 그리고 상기 목표되지 않은 물질을 감소시키도록 구성된 저감 시스템을 포함하고,
    상기 저감 시스템이 높은 레벨 설정에서 작동하는 동안 레시피 로트의 유출물의 목표되지 않은 물질의 저감을 개시하도록 추가로 구성되고; 그리고
    상기 저감 시스템이 상기 최적 설정을 수신시에 상기 최적 설정으로 상기 높은 레벨 설정을 조정하도록 추가로 구성되는 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인터페이스는 선택된 상기 설정 효율 및 상기 가스 정보에 기반한 최적 설정을 결정하는 로직 프로그래밍을 포함하는 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 인터페이스는 상기 목표되지 않은 물질과 관련된 예측 솔루션에 관한 정보를 수신하고 분석하도록 추가로 구성된 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 저감 시스템을 포함하는 전자 소자 제조 시스템에 관련된 인터페이스 시스템 정보에 제공되는 것을 더 포함하고, 상기 시스템 정보는 구성 정보, 장비 정보, 및 설정 정보 중 하나 이상을 포함하는 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 가스 정보는 레시피 정보 및 유출물 정보 중 하나 이상을 포함하는 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 저감 시스템의 높은 레벨 설정 및 최적 설정은 목표되지 않은 물질과 반응물들을 반응시키는 것에 관련된 시스템.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 저감 시스템은 플라즈마 저감 시스템 및 촉매 저감 시스템 중 하나 이상인 시스템.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 저감 시스템은 연소 저감 시스템인 시스템.
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