KR20180125046A - 산소 플라즈마 세정 사이클의 사용에 의한 플라즈마 저감 고체들의 방지 - Google Patents
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Abstract
본원에 개시된 실시예들은, 프로세싱 챔버로부터의 배출물을 취하고, 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 수증기 시약을 주입함으로써 그 배출물을 포어라인에 배치된 플라즈마 소스 내의 수증기 시약과 반응시키는 플라즈마 저감 프로세스를 포함한다. 수증기 시약뿐만 아니라 배출물에 존재하는 재료들이 플라즈마 소스에 의해 에너자이징되어, 통상적인 워터 스크러빙 저감 기술에 의해 용이하게 스크러빙되는 HF와 같은 가스 종으로 재료들이 변환된다. 고체 입자들의 생성을 감소시키거나 방지하기 위해, 산소 함유 가스가 수증기 주입에 대해 주기적으로 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 주입된다. 저감 프로세스는, 고체 입자 생성이 최소화되는 양호한 DRE(destruction removal efficiency)를 갖는다.
Description
[0001]
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 장비에 대한 저감(abatement)에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 개시내용의 실시예들은, 반도체 제조 프로세스들의 배출물(effluent)에 존재하는 PFC(perfluorocarbon) 가스를 저감하기 위한 기법들에 관한 것이다.
[0002]
반도체 제조 프로세스들 동안 생성되는 배출물은, 규제 요건들과 환경 및 안전 문제들로 인해 폐기 전에 저감되거나 처리되어야 하는 많은 화합물들을 포함한다. 이러한 화합물들 중에는, 예컨대, 에칭 또는 세정 프로세스들에서 사용되는 PFC들 및 할로겐 함유 화합물들이 있다.
[0003]
PFC들, 이를테면, CF4, C2F6, NF3 및 SF6은, 반도체 및 평판(flat panel) 디스플레이 제조 산업들에서, 예컨대, 유전체 층 에칭 및 챔버 세정에서 일반적으로 사용된다. 제조 또는 세정 프로세스 이후에, 통상적으로, 프로세스 툴로부터 펌핑되는 배출물 가스 스트림에는 잔류 PFC 함유물(content)이 존재한다. PFC들은 배출물 스트림으로부터 제거하기가 어려우며, PFC들이 비교적 높은 온실 활동성(greenhouse activity)을 갖는 것으로 알려져 있기 때문에, 환경으로의 PFC들의 방출은 바람직하지 않다. PFC들 및 다른 지구 온난화 가스들의 저감을 위해 원격 플라즈마 소스(RPS; remote plasma source)들 또는 인-라인 플라즈마 소스(IPS; in-line plasma source)들이 사용되어 왔다.
[0004]
PFC들을 저감하기 위한 현재 저감 기술의 설계는, 수증기만을 활용하거나 시약(reagent)으로서 부가적인 수소를 함께 활용한다. 수증기는 PFC 가스들에 대한 우수한 파괴 능력을 제공하지만, 일부 애플리케이션들에서는, 플라즈마 소스, 플라즈마 소스의 다운스트림(downstream)의 펌프 및 배기 라인에서 고체 입자들이 생성된다. 따라서, 개선된 저감 프로세스가 필요하다.
[0005]
일 실시예에서, 방법은, 프로세싱 챔버로부터의 배출물을 저감 시스템 내로 유동시키는 단계를 포함하며, 배출물은 할로겐을 포함하고, 저감 시스템은 포어라인(foreline) 및 플라즈마 소스를 포함한다. 방법은, 저감 시스템 내에 저감 시약을 주입하는 단계, 및 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 형성하는 단계를 더 포함한다. 배출물 및 저감 시약은 저감된 재료를 형성하도록 에너자이징(energize)된다. 방법은, 저감 시약의 주입에 대해 주기적으로 저감 시스템 내에 산소 함유 가스를 주입하는 단계를 더 포함한다.
[0006]
다른 실시예에서, 방법은, 프로세싱 챔버로부터의 배출물을 포어라인 내로 유동시키는 단계를 포함하며, 배출물은 할로겐을 포함한다. 방법은, 포어라인 내에 저감 시약을 주입하는 단계, 및 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 형성하는 단계를 더 포함한다. 배출물 및 저감 시약은 저감된 재료를 형성하도록 에너자이징된다. 방법은, 저감 시약의 주입에 대해 주기적으로 저감 시스템 내에 산소 함유 가스를 주입하는 단계를 더 포함한다.
[0007]
다른 실시예에서, 방법은, 프로세싱 챔버로부터의 배출물을 플라즈마 소스 내로 유동시키는 단계를 포함하며, 배출물은 할로겐을 포함한다. 방법은, 플라즈마 소스 내에 저감 시약을 주입하는 단계, 및 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 형성하는 단계를 더 포함한다. 배출물 및 저감 시약은 저감된 재료를 형성하도록 에너자이징된다. 방법은, 저감 시약의 주입에 대해 주기적으로 저감 시스템 내에 산소 함유 가스를 주입하는 단계를 더 포함한다.
[0008]
본 개시내용의 상기 인용된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이러한 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 하지만, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 유의되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1a는 본원에 설명된 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0010] 도 1b는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0011] 도 1c는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0012] 도 1d는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0013] 도 1e는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0014] 도 1f는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0015] 도 2는 본원에 설명된 일 실시예에 따른, 프로세싱 챔버로부터의 배출물을 저감하기 위한 일 방법을 예시하는 흐름도이다.
[0016] 이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 모든 경우에, 도면들에 공통된 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 부가적으로, 일 실시예의 엘리먼트들은, 본원에서 설명되는 다른 실시예들에서의 활용을 위해 유리하게 적응될 수 있다.
[0009] 도 1a는 본원에 설명된 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0010] 도 1b는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0011] 도 1c는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0012] 도 1d는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0013] 도 1e는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0014] 도 1f는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템의 개략도이다.
[0015] 도 2는 본원에 설명된 일 실시예에 따른, 프로세싱 챔버로부터의 배출물을 저감하기 위한 일 방법을 예시하는 흐름도이다.
[0016] 이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 모든 경우에, 도면들에 공통된 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 부가적으로, 일 실시예의 엘리먼트들은, 본원에서 설명되는 다른 실시예들에서의 활용을 위해 유리하게 적응될 수 있다.
[0017]
본원에 개시된 실시예들은, 프로세싱 챔버, 이를테면, 증착 챔버, 에칭 챔버, 또는 다른 진공 프로세싱 챔버로부터의 배출물을 취하고, 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 수증기 시약을 주입함으로써 그 배출물을 포어라인에 배치된 플라즈마 소스 내의 수증기 시약과 반응시키는 플라즈마 저감 프로세스를 포함한다. 수증기 시약뿐만 아니라 배출물에 존재하는 재료들이 플라즈마 소스에 의해 에너자이징되어, 통상적인 워터 스크러빙(water scrubbing) 저감 기술에 의해 용이하게 스크러빙되는 HF와 같은 가스 종으로 재료들이 변환된다. 수증기 주입이 일시적으로 중단된 동안 산소 함유 가스가 포어라인 또는 플라즈마 소스 내로 주기적으로 주입된다. 수증기에 의해 제공되는 수소 라디칼(radical) 배출물을 제거함으로써, 산소의 사용은, 고체 입자들의 생성을 감소시키거나 방지하기 위한 더 높은 농도들의 불소 라디칼들의 존재를 가능하게 한다. 저감 프로세스는, 고체 입자 생성이 최소화되는 양호한 DRE(destruction removal efficiency)를 갖는다.
[0018]
도 1a는 본원에 설명된 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템(101)의 개략도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 프로세싱 시스템(101)은, 프로세싱 챔버(100) 및 저감 시스템(102)을 포함한다. 프로세싱 챔버(100)는 일반적으로, 적어도 하나의 집적 회로 제조 프로세스, 이를테면, 증착 프로세스, 세정 프로세스, 에칭 프로세스, 플라즈마 처리 프로세스, 사전세정(preclean) 프로세스, 이온 주입 프로세스, 또는 다른 집적 회로 제조 프로세스를 수행하도록 구성된다. 프로세싱 챔버(100)에서 수행되는 프로세스는 플라즈마 보조될 수 있다. 예컨대, 프로세싱 챔버(100)에서 수행되는 프로세스는, 실리콘계 재료를 에칭하기 위한 플라즈마 에칭 프로세스일 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 챔버(100)는, 실리콘계 재료를 증착하기 위한 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 챔버이다.
[0019]
프로세싱 챔버(100)는, 저감 시스템(102)의 포어라인(106)에 커플링되는 챔버 배기 포트(104)를 갖는다. 프로세싱 챔버(100) 내부의 압력을 제어하기 위한 스로틀 밸브(도시되지 않음)가 챔버 배기 포트(104)에 근접하게 배치될 수 있다. 제1 주입 포트(108) 및 제2 주입 포트(107)가 포어라인(106)에 형성될 수 있다. 저감 시스템(102)은, 포어라인(106)의 제2 단부(140)에 커플링되는 진공 펌프(112)를 더 포함한다. 주입 포트(108)와 진공 펌프(112) 사이의 위치에서 플라즈마 소스(110)가 포어라인(106)에 커플링된다. 플라즈마 소스(110)는, RPS, IPS, 또는, 임의의 적절한 플라즈마 소스일 수 있다. 배기 라인(114)이 펌프(112)에 커플링되며, 배기 라인(114)은, 설비 배기구(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
[0020]
포어라인(106)에 형성되는 제1 주입 포트(108)는, 포어라인(106) 내에 저감 시약을 도입시키는 데 활용된다. 제1 주입 포트(108)는, 도관(150)을 통해 저감 시약 전달 시스템(118)에 연결될 수 있다. 저감 시약 전달 시스템(118)은 저감 시약을 포함하고, 저감 시약의 유동을 제어하기 위해, 저감 시약 전달 시스템(118)과 제1 주입 포트(108) 사이의 도관(150)에 하나 이상의 밸브들(116)이 배치될 수 있다. 예컨대, 저감 시약 전달 시스템(118)과 제1 주입 포트(108) 사이의 밸브들(116)은, 격리 밸브 및 니들(needle) 밸브를 포함할 수 있다. 밸브들(116)은 제어기(122)에 연결될 수 있고 그리고 제어기(122)는 시스템 제어기(120)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 저감 시약 전달 시스템(118)은 저압 보일러(low pressure boiler)이고, 액체 저감제(abating agent), 이를테면 액체수(liquid water)가 저압 보일러에 배치된다. 대안적으로, 저감 시약 전달 시스템(118)은, 액체수를 수증기로 전환할 수 있는 플래시 증발기(flash evaporator)일 수 있다. 수증기와 같은 증기 형태의 저감 시약이 제1 주입 포트(108)를 통해 포어라인(106) 내에 주입된다. 저감 시약 전달 시스템(118) 내부의 수위를 유지하도록 충전(fill) 밸브(도시되지 않음)를 선택적으로 개방하는 신호를 제어기(122)에 제공하기 위한 레벨 센서(도시되지 않음)가 저감 시약 전달 시스템(118)에 로케이팅될 수 있다.
[0021]
포어라인(106) 내로 유동하는 저감 시약의 유량은, 프로세싱 챔버(100)에 형성되는 PFC들 또는 할로겐 함유 화합물들의 양에 의존할 수 있다. 저감 시약의 유량은, 하나 이상의 밸브들(116)의 동작에 의해 제어될 수 있다. 하나 이상의 밸브들(116)은, 저감 시약의 유동을 제어하기 위한 임의의 적절한 밸브들일 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 밸브들(116)은, 저감 시약의 유동의 제어를 정밀 튜닝하기 위한 니들 밸브를 포함한다. 프로세싱 챔버(100)에 형성되는 PFC들 또는 할로겐 함유 화합물들의 양에 관한 정보가 시스템 제어기(120)에 의해 획득될 수 있으며, 시스템 제어기(120)는 차례로, 하나 이상의 밸브들(116)을 제어하도록 제어기(122)에 시그널링한다.
[0022]
저감 시약, 이를테면, 수증기가 포어라인 내에 주입되고, 이어서, 플라즈마 소스(110) 내로 유동된다. 플라즈마 소스(110) 내에서 저감 시약으로부터 플라즈마가 생성되며, 그에 의해, 저감 시약이 에너자이징되고, 일부 실시예들에서는 배출물이 또한 에너자이징된다. 일부 실시예들에서, 저감 시약 및/또는 배출물에 동반(entrain)된 재료 중 적어도 일부가 적어도 부분적으로 해리(disassociate)된다. 저감 시약의 아이덴티티(identity), 저감 시약의 유량, 포어라인 가스 주입 파라미터들, 및 플라즈마 생성 조건들이 배출물에 동반된 재료의 조성에 기반하여 결정될 수 있고 그리고 제어기(122)에 의해 제어될 수 있다. 실리콘계 재료의 에칭과 같은 일부 애플리케이션들에서, 프로세싱 챔버(100)를 빠져 나오는 배출물은 실리콘을 포함할 수 있고, 플라즈마 소스(110) 및 플라즈마 소스(110)의 다운스트림의 펌프(112) 및 배기 라인(114)에 실리콘 산화물과 같은 고체 입자들이 형성될 수 있다.
[0023]
고체 입자들의 생성을 감소시키거나 방지하기 위해, 산소 함유 가스가 저감 시약의 주입에 대해 주기적으로 제2 주입 포트(107)를 통해 포어라인(106) 내에 주입된다. 다시 말해서, 산소 함유 가스는, 저감 시약의 주입이 일시적으로 중단된 동안 제2 주입 포트(107)를 통해 포어라인(106) 내에 주기적으로 주입된다. 산소 함유 가스 전달 시스템(121)이 도관(152)을 통해 제2 주입 포트(107)에 연결된다. 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은, 산소 가스와 같은 산소 함유 가스를 생성하기 위한 임의의 적절한 시스템일 수 있다. 산소 함유 가스의 유동을 제어하기 위해, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)과 제2 주입 포트(107) 사이의 도관(152)에 하나 이상의 밸브들(119)이 배치될 수 있다. 예컨대, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)과 제2 주입 포트(107) 사이의 밸브들(119)은, 격리 밸브 및 니들 밸브를 포함할 수 있다. 밸브들(119)은 제어기(109)에 연결될 수 있고 그리고 제어기(109)는 시스템 제어기(120)에 연결될 수 있다.
[0024]
도 1b는 본원에 설명된 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템(101)의 개략도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 저감 시약 전달 시스템(118) 및 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은 각각 도관들(154, 156)을 통해 플라즈마 소스(110)에 연결된다. 플라즈마 소스(110)는 제1 주입 포트(124)를 포함할 수 있고, 저감 시약 전달 시스템(118)은, 플라즈마 소스(110) 내에 저감 시약을 주입하기 위해 도관(154)을 통해 제1 주입 포트(124)에 연결된다. 플라즈마 소스(110)는 제2 주입 포트(126)를 포함할 수 있고, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은, 플라즈마 소스(110) 내에 산소 함유 가스를 주입하기 위해 도관(156)을 통해 제2 주입 포트(126)에 연결된다. 저감 시약의 유동을 제어하기 위해, 저감 시약 전달 시스템(118)과 제1 주입 포트(124) 사이의 도관(154)에 하나 이상의 밸브들(116)이 배치될 수 있다. 산소 함유 가스의 유동을 제어하기 위해, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)과 제2 주입 포트(126) 사이의 도관(156)에 하나 이상의 밸브들(119)이 배치될 수 있다. 프로세싱 챔버(100), 및 저감 시스템(102)의 나머지는 도 1a에 도시된 프로세싱 시스템과 동일할 수 있다.
[0025]
도 1c는 본원에 설명된 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템(101)의 개략도이다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 저감 시약 전달 시스템(118) 및 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은 포어라인(106)에 있는 주입 포트(108)에 연결된다. 제1 도관(132)은 주입 포트(108)에 연결될 수 있다. 제2 도관(128)은 제1 도관(132) 및 하나 이상의 밸브들(119)에 연결될 수 있다. 제3 도관(130)은 제1 도관(132) 및 하나 이상의 밸브들(116)에 연결될 수 있다. 저감 시약의 유동을 제어하기 위해, 저감 시약 전달 시스템(118)과 주입 포트(108) 사이에 하나 이상의 밸브들(116)이 배치될 수 있다. 산소 함유 가스의 유동을 제어하기 위해, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)과 주입 포트(108) 사이에 하나 이상의 밸브들(119)이 배치될 수 있다. 동작 동안, 주입 포트(108)를 통해 포어라인(106) 내에 저감 시약을 주입하기 위해 밸브들(116)이 개방되거나 또는 주입 포트(108)를 통해 포어라인(106) 내에 산소 함유 가스를 주입하기 위해 밸브들(119)이 개방된다. 프로세싱 챔버(100), 및 저감 시스템(102)의 나머지는 도 1a에 도시된 프로세싱 시스템과 동일할 수 있다.
[0026]
도 1d는 본원에 설명된 일 실시예에 따른 프로세싱 시스템(101)의 개략도이다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 저감 시약 전달 시스템(118) 및 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은 플라즈마 소스(110)에 있는 주입 포트(124)에 연결된다. 도관(136)은 주입 포트(124)에 연결될 수 있다. 도관(128)은 도관(136) 및 하나 이상의 밸브들(119)에 연결될 수 있다. 도관(130)은 도관(136) 및 하나 이상의 밸브들(116)에 연결될 수 있다. 저감 시약의 유동을 제어하기 위해, 저감 시약 전달 시스템(118)과 주입 포트(124) 사이에 하나 이상의 밸브들(116)이 배치될 수 있다. 산소 함유 가스의 유동을 제어하기 위해, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)과 주입 포트(124) 사이에 하나 이상의 밸브들(119)이 배치될 수 있다. 동작 동안, 주입 포트(124)를 통해 플라즈마 소스(110) 내에 저감 시약을 주입하기 위해 밸브들(116)이 개방되거나 또는 주입 포트(124)를 통해 플라즈마 소스(110) 내에 산소 함유 가스를 주입하기 위해 밸브들(119)이 개방된다. 프로세싱 챔버(100), 및 저감 시스템(102)의 나머지는 도 1a에 도시된 프로세싱 시스템과 동일할 수 있다.
[0027]
도 1e는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템(101)의 개략도이다. 도 1e에 도시된 바와 같이, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은 포어라인(106)에 연결되지 않으며, 대신, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은 도관(158)을 통해 저감 시약 전달 시스템(118)에 연결된다. 저감 시약 전달 시스템(118)은 도관(150)을 통해 주입 포트(108)에 연결되며, 저감 시약 또는 산소 함유 가스의 유동을 제어하기 위해, 저감 시약 전달 시스템(118)과 주입 포트(108) 사이의 도관(150)에 하나 이상의 밸브들(116)이 배치될 수 있다. 도관(158)은, 저감 시약 전달 시스템(118)의 리드(lid)(162) 상에 로케이팅되는 주입 포트(160)에 연결된다. 저감 시약 전달 시스템(118) 내로의 산소 함유 가스의 유동을 제어하기 위해, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)과 저감 시약 전달 시스템(118) 사이의 도관(158)에 하나 이상의 밸브들(119)이 배치될 수 있다. 동작 동안, 주입 포트(108)를 통해 포어라인(106) 내에 저감 시약 또는 산소 함유 가스를 주입하기 위해 밸브들(116)이 개방된다. 밸브들(119)은, 저감 시약 전달 시스템(118)의 증기 헤드(head) 공간(164) 내에 산소 함유 가스를 주입하기 위해 개방된다. 산소 함유 가스가 저감 시약 전달 시스템(118)의 증기 헤드 공간(160)에 부가되며, 이는 결국, 저감 시약 전달 시스템(118) 내부의 압력을 증가시킨다. 증가된 압력은, 저감 시약 전달 시스템(118)에 있는 저감 시약의 비등(boiling)을 억제한다. 따라서, 산소 함유 가스가 도관(150)을 통해 포어라인(106) 내로 유동되고 그리고 저감 시약은 포어라인(106) 내로 전혀 유동되지 않는다. 밸브들(116)은, 포어라인(106) 내로 저감 시약 또는 산소 함유 가스가 유동하는 것을 허용하기 위해 항상 개방된다. 밸브들(119)은, 저감 시약 전달 시스템(118) 및 포어라인(106) 내로 산소 함유 가스가 유동하는 것을 허용하기 위해 개방된다. 프로세싱 챔버(100), 및 저감 시스템(102)의 나머지는 도 1a에 도시된 프로세싱 시스템과 동일할 수 있다.
[0028]
도 1f는 본원에 설명된 다른 실시예에 따른 프로세싱 시스템(101)의 개략도이다. 도 1f에 도시된 바와 같이, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은 포어라인(106)에 연결되지 않으며, 대신, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)은 도관(158)을 통해 저감 시약 전달 시스템(118)에 연결된다. 저감 시약 전달 시스템(118)은 도관(154)을 통해 주입 포트(124)에 연결되며, 저감 시약 또는 산소 함유 가스의 유동을 제어하기 위해, 저감 시약 전달 시스템(118)과 주입 포트(124) 사이의 도관(154)에 하나 이상의 밸브들(116)이 배치될 수 있다. 도관(158)은, 저감 시약 전달 시스템(118)의 리드(162) 상에 로케이팅되는 주입 포트(160)에 연결된다. 저감 시약 전달 시스템(118) 내로의 산소 함유 가스의 유동을 제어하기 위해, 산소 함유 가스 전달 시스템(121)과 저감 시약 전달 시스템(118) 사이의 도관(158)에 하나 이상의 밸브들(119)이 배치될 수 있다. 동작 동안, 주입 포트(124)를 통해 플라즈마 소스(110) 내에 저감 시약 또는 산소 함유 가스를 주입하기 위해 밸브들(116)이 개방된다. 밸브들(119)은, 저감 시약 전달 시스템(118)의 증기 헤드 공간(164) 내에 산소 함유 가스를 주입하기 위해 개방된다. 산소 함유 가스가 저감 시약 전달 시스템(118)의 증기 헤드 공간(160)에 부가되며, 이는 결국, 저감 시약 전달 시스템(118) 내부의 압력을 증가시킨다. 증가된 압력은, 저감 시약 전달 시스템(118)에 있는 저감 시약의 비등을 억제한다. 따라서, 산소 함유 가스가 도관(150)을 통해 플라즈마 소스(110) 내로 유동되고 그리고 저감 시약은 플라즈마 소스(110) 내로 전혀 유동되지 않는다. 밸브들(116)은, 플라즈마 소스(110) 내로 저감 시약 또는 산소 함유 가스가 유동하는 것을 허용하기 위해 항상 개방된다. 밸브들(119)은, 저감 시약 전달 시스템(118) 및 플라즈마 소스(110) 내로 산소 함유 가스가 유동하는 것을 허용하기 위해 개방된다. 프로세싱 챔버(100), 및 저감 시스템(102)의 나머지는 도 1a에 도시된 프로세싱 시스템과 동일할 수 있다.
[0029]
도 2는, 프로세싱 챔버를 빠져 나오는 배출물로부터의 PFC들 또는 할로겐 함유 화합물들을 저감하기 위한 방법(200)의 일 실시예를 예시하는 흐름도이다. 방법(200)은, 블록(202)에서, 프로세싱 챔버(이를테면, 프로세싱 챔버(100))로부터의 배출물을 플라즈마 소스(이를테면, 플라즈마 소스(110)) 내로 유동시킴으로써 시작되며, 배출물은, PFC 또는 할로겐 함유 화합물, 이를테면 SiF4를 포함한다. 블록(204)에서, 방법은, 주입 포트(이를테면, 주입 포트(108 또는 124))를 통해 포어라인(이를테면, 포어라인(106)) 또는 플라즈마 소스(이를테면, 플라즈마 소스(110)) 내에 저감 시약을 주입함으로써 계속된다. 저감 시약은 수증기일 수 있고, 저감 시약 전달 시스템(이를테면, 저감 시약 전달 시스템(118))에서 생성될 수 있다. 블록(206)에서, 방법은, 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 형성함으로써 계속되며, 배출물 및 저감 시약이 반응하고 에너자이징되어, 배출물 내의 PFC들 또는 할로겐 함유 화합물들이 저감된 재료로 변환된다. 일부 실시예들에서, 배출물에 동반된 재료 및/또는 저감 시약 중 적어도 일부가 적어도 부분적으로 해리된다. 배출물 내의 타겟(target) 재료는, 플라즈마 소스에서 형성되는, 저감 시약을 포함하는 플라즈마의 존재 시에 저감된 재료로 변환된다. 이어서, 배출물 내의 재료는 플라즈마 소스를 빠져나가 펌프(이를테면, 펌프(112)) 내로 유동되고 그리고/또는 추가적으로 처리될 수 있다.
[0030]
블록들(204 및 206)에서 설명된 방법은, 기판이 프로세싱 챔버에서 프로세싱되고 있거나 프로세싱 챔버가 세정되고 있을 때 수행될 수 있다. 예컨대, 블록들(204 및 206)에서 설명된 방법은, 프로세싱 챔버에서 기판에 대해 에칭 프로세스가 수행되는 동안 수행될 수 있다. 프로세싱 챔버가 유휴상태일 때, 이를테면, 프로세싱 챔버에 배치된 기판에 대해 프로세스가 실행되고 있지 않거나, 또는 프로세싱 챔버 안팎으로 기판을 이송하는 동안, 블록들(204 및 206)에서 설명된 방법은 중단될 수 있다. 따라서, 블록(208)에서, 포어라인 또는 플라즈마 소스 내로의 저감 시약의 주입이 중단된다.
[0031]
저감 시약 및 배출물의 반응 및 에너자이징의 결과로서, 플라즈마 소스에서 고체 입자들이 형성될 수 있다. 다음으로, 블록(210)에서, 주입 포트(이를테면, 주입 포트들(107, 108, 124, 또는 126) 중 하나 이상)를 통해 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 산소 함유 가스가 주입된다. 산소 함유 가스(이를테면, 산소 가스 또는 오존)는 산소 함유 가스 전달 시스템(이를테면, 산소 함유 가스 전달 시스템(121))에서 생성될 수 있다. 다음으로, 블록(212)에서, 플라즈마 소스에서 플라즈마가 형성되고 그리고 플라즈마 소스에서 산소 함유 가스가 에너자이징된다. 에너자이징된 산소 함유 가스는, 플라즈마 소스 및 플라즈마 소스의 다운스트림에 있는 장비에서의 고체 입자들의 생성을 감소시키거나 방지한다.
[0032]
블록들(210 및 212)에서 설명된 방법은, 프로세싱 챔버가 유휴상태인 동안 또는 프로세싱 챔버 내에서 기판을 프로세싱하는 동안 수행될 수 있다. 일 예에서, 저감 시약이 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 주입되는 것이 중단된 후에 산소 함유 가스가 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 주입된다. 저감 시약이 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 주입되어, PFC들 또는 할로겐 함유 화합물들이 저감된 재료로 변환된다. 저감 시약 및 PFC들 또는 할로겐 함유 화합물들의 반응 및 에너자이징에 의해 형성되는 고체 입자들의 생성을 감소시키거나 방지하기 위해, 산소 함유 가스가 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 주입된다. 일 예에서, 저감 시약 및 산소 함유 가스는 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 동시에 주입되지 않는다. 저감 시약 및 산소 함유 가스는, 상이한 태스크들을 더 효율적으로 수행하기 위해, 상이한 시간들에 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 주입된다.
[0033]
일 예에서, 저감 시약은 제1 시간 기간 동안 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 주입되고 그리고 산소 함유 가스는 제2 시간 기간 동안 포어라인 또는 플라즈마 소스 내에 주입된다. 제1 시간 기간은 제1 시간 기간과 제2 시간 기간의 합의 10 내지 90 퍼센트일 수 있고 그리고 제2 시간 기간은 제1 시간 기간과 제2 시간 기간의 합의 10 내지 90 퍼센트일 수 있다. 제1 시간 기간과 제2 시간 기간은 겹치지 않는다. 일 예에서, 제1 시간 기간 동안에는 산소 함유 가스가 전혀 주입되지 않는 한편, 제2 시간 기간 동안에는 저감 시약이 주입되지 않는다. 대안적으로, 하나 또는 둘 모두의 기간들 사이의 전환들 동안 산소 함유 가스 및 저감 시약 둘 모두가 주입될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 둘 모두의 기간들 동안 저감 시약이 주입될 수 있는 한편, 산소 함유 가스는 제2 기간 동안에만 주입된다. 일부 실시예들에서, 제2 시간 기간은 프로세싱 챔버 내에서 기판을 프로세싱하는 동안 발생할 수 있지만, 다른 실시예들에서는, 제2 시간 기간은 프로세싱 챔버 유휴 시간 동안 발생한다. 일 실시예에서, 제1 시간 기간은 제1 시간 기간과 제2 시간 기간의 합의 75 퍼센트일 수 있고 그리고 제2 시간 기간은 제1 시간 기간과 제2 시간 기간의 합의 25 퍼센트일 수 있다. 제1 시간 기간 및 제2 시간 기간의 시간량은 시스템 제어기(120)에 의해 제어될 수 있다.
[0034]
전술한 내용들이 개시된 디바이스들, 방법들, 및 시스템들의 실시예들에 관한 것이지만, 개시된 디바이스들, 방법들, 및 시스템들의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 개시된 디바이스들, 방법들, 및 시스템들의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 개시된 디바이스들, 방법들, 및 시스템들의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (15)
- 방법으로서,
프로세싱 챔버로부터의 배출물(effluent)을 저감(abatement) 시스템 내로 유동시키는 단계 ― 상기 배출물은 할로겐을 포함하고, 상기 저감 시스템은 포어라인(foreline) 및 플라즈마 소스를 포함함 ―;
상기 저감 시스템 내에 저감 시약(reagent)을 주입하는 단계;
상기 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 형성하는 단계 ― 상기 배출물 및 상기 저감 시약은 저감된 재료를 형성하도록 에너자이징(energize)됨 ―; 및
상기 저감 시약의 주입에 대해 주기적으로 상기 저감 시스템 내에 산소 함유 가스를 주입하는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 저감 시스템 내에 상기 산소 함유 가스를 주입하는 동안 상기 저감 시스템 내에 상기 저감 시약을 주입하는 것을 중단하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 저감 시약은 수증기를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 산소 함유 가스는 산소 가스 또는 오존을 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 저감 시약은 제1 시간 기간 동안 상기 저감 시스템 내에 주입되고 그리고 상기 산소 함유 가스는 제2 시간 기간 동안 상기 저감 시스템 내에 주입되는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제1 시간 기간은 상기 제1 시간 기간과 상기 제2 시간 기간의 합의 약 10 내지 90 퍼센트이고 그리고 상기 제2 시간 기간은 상기 제1 시간 기간과 상기 제2 시간 기간의 합의 약 10 내지 90 퍼센트인, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 산소 함유 가스는, 상기 저감 시스템 내에 주입되기 전에 저감 시약 전달 시스템 내에 주입되는, 방법. - 방법으로서,
프로세싱 챔버로부터의 배출물을 포어라인 내로 유동시키는 단계 ― 상기 배출물은 할로겐을 포함함 ―;
상기 포어라인 내에 저감 시약을 주입하는 단계;
상기 포어라인에 연결된 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 형성하는 단계 ― 상기 배출물 및 상기 저감 시약은 저감된 재료를 형성하도록 에너자이징됨 ―; 및
상기 저감 시약의 주입에 대해 주기적으로 상기 포어라인 내에 산소 함유 가스를 주입하는 단계를 포함하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 포어라인 내에 상기 산소 함유 가스를 주입하는 동안 상기 포어라인 내에 상기 저감 시약을 주입하는 것을 중단하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 저감 시약은 수증기를 포함하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 산소 함유 가스는 산소 가스 또는 오존을 포함하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 저감 시약은 제1 시간 기간 동안 상기 포어라인 내에 주입되고 그리고 상기 산소 함유 가스는 제2 시간 기간 동안 상기 포어라인 내에 주입되는, 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 시간 기간과 상기 제2 시간 기간은 겹치지 않는, 방법. - 방법으로서,
프로세싱 챔버로부터의 배출물을 플라즈마 소스 내로 유동시키는 단계 ― 상기 배출물은 할로겐을 포함함 ―;
상기 플라즈마 소스 내에 저감 시약을 주입하는 단계;
상기 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마를 형성하는 단계 ― 상기 배출물 및 상기 저감 시약은 저감된 재료를 형성하도록 에너자이징됨 ―; 및
상기 저감 시약의 주입에 대해 주기적으로 상기 플라즈마 소스 내에 산소 함유 가스를 주입하는 단계를 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 플라즈마 소스 내에 상기 산소 함유 가스를 주입하는 동안 상기 플라즈마 소스 내에 상기 저감 시약을 주입하는 것을 중단하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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