KR20210016478A - 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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벤슨 쿠엔 통
챈더 라다크리슈난
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Abstract

플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치가 제공된다. 플라즈마 프로세싱 챔버가 제공된다. 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체로 연결되는 유입구 및 배기부를 갖는 제 1 터보펌프. 가스 소스가 플라즈마 프로세싱 챔버에 가스를 제공한다. 적어도 하나의 가스 라인은 가스 소스와 플라즈마 프로세싱 챔버 사이에 유체로 연결된다. 적어도 하나의 블리드 라인이 적어도 하나의 가스 라인과 유체로 연결된다. 적어도 하나의 가스 라인 밸브가 적어도 하나의 블리드 라인이 적어도 하나의 가스 라인에 연결되는 곳과 플라즈마 프로세싱 챔버 사이에 위치된, 적어도 하나의 가스 라인 상에 있다. 적어도 하나의 바이패스 밸브가 적어도 하나의 블리드 라인 상에 있다.

Description

웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법 및 장치
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 6월 29일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 62/691,922 호의 우선권의 이익을 주장하고, 이는 모든 목적들을 위해 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 반도체 웨이퍼 상에 반도체 디바이스들을 형성하는 방법들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 웨이퍼들을 프로세싱하는 동안 웨이퍼-대-웨이퍼 균일성을 유지하는 것에 관한 것이다.
반도체 디바이스들 형성 시, 에칭 층들은 리세스된 피처들 메모리 홀들 또는 라인들을 형성하도록 유기 패터닝된 마스크에 대해 선택적으로 에칭될 수도 있다. 잔여물들은 플라즈마 프로세싱 챔버들 내에 증착된다. 잔여물들은 기판/웨이퍼 각각의 프로세싱 사이에 제거될 수도 있다.
본 개시의 목적에 따라 그리고 전술한 바를 달성하기 위해, 플라즈마를 제공하기 위한 장치가 제공된다. 에칭 챔버와 같은 플라즈마 프로세싱 챔버가 제공된다. 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체로 연결되는 유입구 및 배기부를 갖는 제 1 터보펌프. 가스 소스가 플라즈마 프로세싱 챔버에 가스를 제공한다. 적어도 하나의 가스 라인은 가스 소스와 플라즈마 프로세싱 챔버 사이에 유체로 연결된다. 적어도 하나의 블리드 (bleed) 라인이 적어도 하나의 가스 라인과 유체로 연결된다. 적어도 하나의 가스 라인 밸브가 적어도 하나의 블리드 라인이 적어도 하나의 가스 라인에 연결되는 곳과 플라즈마 프로세싱 챔버 사이에 위치된, 적어도 하나의 가스 라인 상에 있다. 적어도 하나의 바이패스 밸브가 적어도 하나의 블리드 라인 상에 있다.
또 다른 현상에서, 플라즈마 프로세싱 시스템에서 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법으로서, 플라즈마 프로세싱 시스템은 플라즈마 프로세싱 챔버 및 적어도 하나의 가스 라인을 포함하고, 복수의 사이클들을 포함하는 방법이 제공된다. 사이클 각각은 에칭 챔버 내에 웨이퍼를 배치하는 단계, 웨이퍼를 프로세싱하는 단계, 플라즈마 프로세싱 챔버로부터 웨이퍼를 제거하는 단계, 웨이퍼리스 (waferless) 세정을 사용하여 에칭 챔버의 내부를 세정하는 단계, 및 질소 (N2), 헬륨 (He) 및 아르곤 (Ar) 중 적어도 하나를 포함하는 불활성 가스로 적어도 하나의 가스 라인을 퍼지하는 단계를 포함한다.
본 개시의 이들 및 다른 특징들은 본 개시의 상세한 기술 (description) 및 이하의 도면들과 함께 아래에 보다 상세하게 기술될 것이다.
본 개시는 유사한 참조 번호들이 유사한 엘리먼트들을 참조하는 첨부된 도면들의 도면들에, 제한이 아니라 예로서 예시된다.
도 1은 일 실시 예에서 사용될 수도 있는 에칭 챔버의 개략도이다.
도 2는 일 실시 예의 실시에 사용될 수도 있는 컴퓨터 시스템의 개략도이다.
도 3은 일 실시 예의 고 레벨 플로우차트이다.
도 4는 또 다른 실시 예의 개략도이다.
도 5는 또 다른 실시 예의 개략도이다.
본 개시는 첨부한 도면들에 예시된 바와 같이 개시의 몇몇 바람직한 실시 예들을 참조하여 이제 상세히 기술될 것이다. 이하의 기술에서, 본 개시의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적 상세들이 제시된다. 그러나, 본 개시가 이들 구체적인 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 프로세스 단계들 및/또는 구조체들은 본 개시를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 기술되지 않았다.
도 1은 일 실시 예에서 사용될 수도 있는 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략도이다. 하나 이상의 실시 예들에서, 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 가 챔버 벽 (152) 에 의해 인클로징된 (enclosed) 에칭 챔버 (149) 내에, 가스 유입구를 제공하는 가스 분배 플레이트 (106) 및 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) (108) 을 포함한다. 에칭 챔버 (149) 내에서, 웨이퍼 (103) 가 ESC (108) 위에 위치된다. 에지 링 (109) 이 ESC (108) 를 둘러싼다. ESC 소스 (148) 가 ESC (108) 에 바이어스를 제공할 수도 있다. 가스 소스 (110) 가 가스 라인 (114) 및 가스 분배 플레이트 (106) 를 통해 에칭 챔버 (149) 에 연결된다. 가스 라인 (114) 은 가스 라인 밸브 (116) 를 갖는다.
무선 주파수 (Radio Frequency; RF) 소스 (130) 가 이 실시 예에서 각각 ESC (108) 및 가스 분배 플레이트 (106) 인, 하부 전극 및/또는 상부 전극에 RF 전력을 제공한다. 일 예시적인 실시 예에서, 400 ㎑, 60 ㎒, 및 선택 가능하게 2 ㎒, 27 ㎒ 전력 소스들이 RF 소스 (130) 및 ESC 소스 (148) 를 구성한다. 이 실시 예에서, 상부 전극은 접지된다. 이 실시 예에서, 일 생성기가 주파수 각각에 제공된다. 다른 실시 예들에서, 생성기들은 개별적인 RF 소스들 내에 있을 수도 있고, 또는 개별적인 RF 생성기들이 상이한 전극들에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 상부 전극은 상이한 RF 소스들에 연결된 내측 전극 및 외측 전극을 가질 수도 있다. RF 소스들 및 전극들의 다른 구성들이 다른 실시 예들에서 사용될 수도 있다. 터보펌프 (120) 의 유입구 측면이 에칭 챔버 (149) 와 유체로 연결된다.
건조 펌프 (124) 의 유입구 측면이 터보펌프 (120) 의 배기 측면과 유체로 연결된다. 블리드 (bleed) 라인 (128) 이 가스 라인 (114) 과 에칭 챔버 (149) 사이에 연결된다. 블리드 라인 (128) 은 블리드 라인 밸브 (129) 를 갖는다. 플라즈마 존 (132) 은 플라즈마가 에칭 챔버 (149) 내에 생성되는 영역이다. 가스 라인 (114) 및 가스 분배 플레이트 (106) 를 통해 흐르는 가스는 가스가 터보펌프 (120) 에 도달하기 위해 플라즈마 존 (132) 을 통과하도록 플라즈마 존 (132) 의 제 1 측면에 제공된다. 블리드 라인 (128) 을 통해 흐르는 가스는 블리드 라인 (128) 으로부터 흐르는 가스가 터보펌프 (120) 에 도달하기 위해 플라즈마 존 (132) 을 통과하지 않도록 플라즈마 존 (132) 의 제 2 측면에서 에칭 챔버 (149) 에 제공된다. 제어기 (135) 가 RF 소스 (130), ESC 소스 (148), 터보펌프 (120), 가스 라인 밸브 (116), 블리드 라인 밸브 (129), 및 가스 소스 (110) 에 제어 가능하게 연결된다. 이러한 에칭 챔버의 일 예는 CA, Fremont의 Lam Research Corporation에 의해 제작된 Exelan FlexTM 에칭 시스템이다. 프로세스 챔버는 CCP (Capacitively Coupled Plasma) 반응기 또는 ICP (Inductively Coupled Plasma) 반응기일 수 있다.
도 2는 실시 예들에 사용된 제어기 (135) 를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템 (200) 을 도시하는 고 레벨 블록도이다. 컴퓨터 시스템은 집적 회로, 인쇄 회로 기판, 및 소형 휴대용 디바이스로부터 대형 슈퍼 컴퓨터까지 범위의 많은 물리적 형태들을 가질 수도 있다. 컴퓨터 시스템 (200) 은 하나 이상의 프로세서들 (202) 을 포함하고, (그래픽, 텍스트, 및 다른 데이터를 디스플레이하기 위한) 전자 디스플레이 디바이스 (204), 메인 메모리 (206) (예를 들어, RAM (Random Access Memory)), 저장 디바이스 (208) (예를 들어, 하드 디스크 드라이브), 이동식 저장 디바이스 (210) (예를 들어, 광학 디스크 드라이브), 사용자 인터페이스 디바이스들 (212) (예를 들어, 키보드들, 터치 스크린들, 키패드들, 마우스들 또는 다른 포인팅 디바이스들, 등), 및 통신 인터페이스 (214) (예를 들어, 무선 네트워크 인터페이스) 를 더 포함할 수 있다. 통신 인터페이스 (214) 는 소프트웨어 및 데이터로 하여금 링크를 통해 컴퓨터 시스템 (200) 과 외부 디바이스들 사이에서 이송되게 한다. 시스템은 또한 전술한 디바이스들/모듈들이 연결되는 통신 인프라스트럭처 (216) (예를 들어, 통신 버스, 크로스-오버 바, 또는 네트워크) 를 포함할 수도 있다.
통신 인터페이스 (214) 를 통해 전달된 정보는 신호들을 반송하고, 전선 또는 케이블, 광섬유, 전화선, 휴대전화 링크, 무선 주파수 링크, 및/또는 다른 통신 채널들을 사용하여 구현될 수도 있는 통신 링크를 통해, 통신 인터페이스 (214) 에 의해 수신될 수 있는 전자, 전자기, 광학, 또는 다른 신호들과 같은 신호들의 형태일 수도 있다. 이러한 통신 인터페이스를 사용하여, 하나 이상의 프로세서들 (202) 이 상기 기술된 방법 단계들을 수행하는 동안 네트워크로부터 정보를 수신할 수도 있고, 또는 네트워크에 정보를 출력할 수도 있다는 것이 고려된다. 또한, 방법 실시 예들은 프로세서들 상에서만 실행될 수도 있거나, 프로세싱의 일부를 공유하는 원격 프로세서들과 함께 인터넷과 같은 네트워크를 통해 실행될 수도 있다.
용어 "비일시적 컴퓨터 판독가능 매체"는 일반적으로 메인 메모리, 보조 메모리, 이동식 저장장치, 및 하드 디스크들, 플래시 메모리, 디스크 드라이브 메모리, CD-ROM 및 다른 형태들의 영구 메모리와 같은 저장 디바이스들과 같은 매체를 지칭하도록 사용되고, 반송파들 또는 신호들과 같은 일시적 주제를 커버하는 것으로 해석되지 않는다. 컴퓨터 코드의 예들은 예컨대 컴파일러에 의해 생성된 머신 코드, 및 인터프리터 (interpreter) 를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행되는 보다 고 레벨 코드를 포함하는 파일들을 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 반송파에 구현된 컴퓨터 데이터 신호에 의해 송신되고, 프로세서에 의해 실행 가능한 인스트럭션들의 시퀀스를 나타내는 컴퓨터 코드일 수도 있다.
도 3은 일 실시 예의 고 레벨 플로우차트이다. 이 실시 예에서, 유기 패터닝된 마스크 아래에 에칭 층을 갖는 웨이퍼가 플라즈마 프로세싱 챔버에 배치된다 (단계 304). 에칭 층이 에칭된다 (단계 308). 웨이퍼가 플라즈마 프로세싱 챔버로부터 제거된다 (단계 312). 플라즈마 프로세싱 챔버가 세정된다 (단계 316). 적어도 하나의 가스 라인이 퍼지된다 (단계 320). 프로세스는 단계 304로 진행하고 플라즈마 프로세싱 챔버에 또 다른 웨이퍼를 배치함으로써 반복된다.
예
일 예시적인 실시 예에서, 유기 패터닝된 마스크 아래에 에칭 층을 갖는 웨이퍼 (103) 가 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 에 배치된다 (단계 304). 웨이퍼 (103) 가 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 에 배치된 후, 에칭 층이 에칭된다 (단계 308). 이 실시 예에서, 에칭 층은 웨이퍼 (103) 위 그리고 포토레지스트 마스크 아래의 실리콘 옥사이드 (SiO2) 층이다. 웨이퍼 (103) 가 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 로부터 제거된다 (단계 312).
플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 가 세정된다 (단계 316). 이 실시 예에서, 웨이퍼리스 자동 세정 (Waferless Auto Clean; WAC) 이 사용된다. WAC를 위한 예시적인 레시피는 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에 800 sccm 플로우의 O2를 제공한다. 600 ㎒의 주파수의 400 W의 RF 전력이 O2 가스를 플라즈마로 변환하도록 제공된다. 플라즈마는 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내의 잔여물을 세정한다.
가스 라인 (114) 이 퍼지된다 (단계 320). 이 실시 예에서, 가스 라인 (114) 내에 남아있는 산소가 제거된다. 가스 라인 밸브 (116) 는 폐쇄되고, 블리드 라인 밸브 (129) 는 개방된다. 터보 펌프 (120) 는 계속해서 진공을 제공한다. 가스 라인 (114) 내의 산소는 블리드 라인 (128) 및 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 를 통해 터보펌프 (120) 내로 인출된다. 가스 라인 (114) 으로부터 남아있는 모든 산소가 퍼지된다. 사이클은 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 내에 또 다른 웨이퍼 (103) 를 배치함으로써 반복된다.
유휴 효과 (idle effect) 라고 일컬어지는, 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 의 세정 완료와 에칭 층의 에칭 시작 사이의 유휴 시간의 길이가 에칭 층의 에칭의 임계 치수 (Critical Dimension; CD) 에 영향을 미치는 것이 종래 기술에서 밝혀졌다. 유휴 효과 때문에, 웨이퍼들 사이의 CD 균일성이 감소하여, 반도체 디바이스 결함들을 증가시킨다. 유휴 효과를 감소시키거나 제거하는 것은 수 년 동안 연구되었다. 이론에 얽매이지 않고, 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 를 세정한 후 가스 라인 (114) 내에 남아있는 산소가 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 로 누출된다는 것이 예기치 않게 밝혀졌다. 누출된 산소는 유기 패터닝된 마스크의 일부를 스트립핑하고 (strip), 이는 CD를 변화시킨다. 따라서, 가스 라인 (114) 으로부터 산소를 퍼징하는 것이 유휴 효과를 감소시키거나 제거한다는 것이 예기치 않게 밝혀졌다.
가스 라인의 잔여 산소가 CD 균일성의 관찰된 감소를 유발하는지 여부의 결정 시, 산소가 가스 라인으로부터 퍼지되는 실험이 수행된다. 이러한 퍼지가 CD 균일도를 적어도 4 배 증가시킨다는 것이 예기치 않게 밝혀졌다.
일 실시 예에서, 터보펌프 (120) 가 단일 유입구 연결부를 갖기 때문에, 블리드 라인 (128) 은 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 를 통해 터보펌프 (120) 의 유입구에 연결된다. 블리드 라인 (128) 은 터보펌프 (120) 의 유입구에 가깝게 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 에 연결된다. 블리드 라인 (128) 과 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 사이의 연결 위치는 가스로 하여금 플라즈마 존 (132) 을 통과하지 않고 블리드 라인 (128) 으로부터 터보펌프 (120) 로 통과하게 한다.
플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 는 보다 큰 웨이퍼 프로세싱 시스템의 모듈일 수도 있다. 이러한 웨이퍼 프로세싱 시스템은 로드 록 그리고 다양한 프로세싱 챔버들 사이에서 웨이퍼들을 이송하는 웨이퍼 이송 모듈을 가질 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 웨이퍼를 웨이퍼 이송 모듈을 통해 플라즈마 프로세싱 챔버 (100) 로 이송하는데 걸리는 시간은 대략 가스 라인을 퍼지하는데 걸리는 시간이다 (단계 320). 따라서, 웨이퍼를 이송하는 것은 가스 라인의 퍼지와 동시에 수행될 수도 있다 (단계 320). 이러한 실시 예들에서, 가스 라인 (320) 의 퍼지는 전체 프로세싱 시간에 추가되지 않는다.
도 4는 플라즈마 프로세싱 챔버 (400) 의 대안적인 실시 예의 개략도이다. 에칭 챔버 (449) 는 터보펌프 (420) 에 연결된다. 터보펌프 (420) 는 차례로, 건조 펌프 (424) 에 연결된다. 통상적으로, 터보펌프 (420) 는 약 10-8 Torr의 압력으로 펌핑 다운될 수 있다. 건조 펌프 (424) 는 약 10 mTorr의 압력으로 펌핑 다운될 수 있다. 가스 소스 (410) 가 에칭 챔버 (449) 에 가스를 공급한다. 제 1 가스 라인 (414a) 이 가스 소스 (410) 와 에칭 챔버 (449) 의 상단부의 중심 영역 사이에 연결된다. 제 1 가스 라인 밸브 (416a) 가 제 1 가스 라인 (414a) 상에 있다. 제 2 가스 라인 (414b) 이 가스 소스 (410) 와 에칭 챔버 (449) 의 상단부의 주변 영역 사이에 연결된다. 제 2 가스 라인 밸브 (416b) 가 제 2 가스 라인 (414b) 상에 있다.
제 1 블리드 라인 (428a) 이 제 1 가스 라인 (414a) 에 연결된다. 제 1 블리드 라인 밸브 (429a) 가 제 1 블리드 라인 (428a) 상에 있다. 제 2 블리드 라인 (428b) 이 제 2 가스 라인 (414b) 에 연결된다. 제 2 블리드 라인 밸브 (429b) 가 제 2 블리드 라인 (428b) 상에 있다. 제 1 블리드 라인 (428a) 및 제 2 블리드 라인 (428b) 은 에칭 챔버 (449) 의 하단부에 연결되는 하단 챔버 라인 (432) 에 연결된다. 하단 챔버 라인 (432) 은 하단 챔버 라인 밸브 (434) 를 갖는다. 헬륨 펌핑 아웃 라인 (436) 이 에칭 챔버 (449) 로부터 하단 챔버 라인 (432) 으로 연장된다. 헬륨 펌핑 아웃 라인 (436) 은 펌핑 아웃 밸브 (438) 를 갖는다. 하단 챔버 라인 (432) 은 또한 건조 펌프 (424) 에 유체로 연결된다. 제어기 (435) 가 에칭 챔버 (449), 터보펌프 (420), 건조 펌프 (424), 가스 소스 (410), 제 1 가스 라인 밸브 (416a), 제 2 가스 라인 밸브 (416b), 제 1 블리드 라인 밸브 (429a), 제 2 블리드 라인 밸브 (429b), 하단 챔버 라인 밸브 (434), 및 펌핑 아웃 밸브 (438) 에 제어 가능하게 연결된다.
일 예시적인 실시 예에서, 유기 패터닝된 마스크 아래에 에칭 층을 갖는 웨이퍼 (미도시) 가 에칭 챔버 (449) 내에 배치된다 (단계 304). 웨이퍼 (미도시) 가 에칭 챔버 (449) 내에 배치된 후, 에칭 층은 에칭된다 (단계 308). 이 실시 예에서, 에칭 층은 웨이퍼 (미도시) 위 그리고 포토레지스트 마스크 아래의 실리콘 옥사이드 (SiO2) 층이다. 에칭 가스가 가스 소스 (410) 로부터 에칭 챔버 (449) 내로 흐른다. 에칭 가스는 웨이퍼 (미도시) 상의 에칭 층을 에칭하는 플라즈마로 변환된다. 웨이퍼 (미도시) 는 에칭 챔버 (449) 로부터 제거된다 (단계 312).
에칭 챔버 (449) 의 내부가 세정된다 (단계 316). 이 예에서, 제 1 가스 라인 (414a) 및 제 2 가스 라인 (414b) 모두는 가스 소스 (410) 로부터 에칭 챔버 (449) 로 세정 가스를 흘리도록 사용된다. 이 실시 예에서, 세정 가스는 산소를 포함한다. 제 1 가스 라인 (414a) 및 제 2 가스 라인 (414b) 이 퍼지된다 (단계 320). 이 실시 예에서, 제 1 가스 라인 (414a) 및 제 2 가스 라인 (414b) 에 남아있는 산소가 제거된다. 제 1 가스 라인 밸브 (416a) 및 제 2 가스 라인 밸브 (416b) 는 폐쇄되고, 제 1 블리드 라인 밸브 (429a) 및 제 2 블리드 라인 밸브 (429b) 는 개방된다. 터보펌프 (420) 는 계속해서 진공을 제공한다. 제 1 가스 라인 (414a) 및 제 2 가스 라인 (414b) 내의 산소는 각각 제 1 블리드 라인 (428a) 과 제 2 블리드 라인 (428) 및 에칭 챔버 (449) 를 통해 터보펌프 (420) 로 인출된다. 제 1 가스 라인 (414a) 및 제 2 가스 라인 (414b) 내에 남아있는 산소는 퍼지된다. 사이클은 또 다른 웨이퍼 (미도시) 를 에칭 챔버 (449) 내에 배치함으로써 반복된다. 터보펌프 (420) 는 사이클 각각 동안 계속해서 실행된다.
이 실시 예는 2 이상의 가스 라인의 퍼지를 제공한다. 복수의 가스 라인들은 상이한 가스들, 또는 상이한 플로우 레이트들의 가스들, 또는 상이한 비의 가스들을 제공하는 상이한 가스 존들을 허용한다.
도 5는 플라즈마 프로세싱 챔버 (500) 의 대안적인 실시 예의 개략도이다. 에칭 챔버 (549) 는 터보펌프 (520) 에 연결된다. 터보펌프 (520) 는 차례로, 건조 펌프 (524) 에 연결된다. 가스 소스 (510) 가 에칭 챔버 (549) 에 가스를 공급한다. 가스 소스 (510) 는 산소 (O2) 소스 (511), 질소 (N2) 소스 (512), 및 다른 가스 소스들 (513) 을 포함한다. 제 1 가스 라인 (514a) 이 가스 소스 (510) 와 에칭 챔버 (549) 의 상단부의 중심 영역 사이에 연결된다. 제 1 가스 라인 밸브 (516a) 가 제 1 가스 라인 (514a) 상에 있다. 제 2 가스 라인 (514b) 이 가스 소스 (510) 와 에칭 챔버 (549) 의 상단부의 주변 영역 사이에 연결된다. 제 2 가스 라인 밸브 (516b) 가 제 2 가스 라인 (514b) 상에 있다. 헬륨 펌핑 아웃 라인 (536) 이 에칭 챔버 (549) 로부터 건조 펌프 (524) 로 연장된다. 헬륨 펌핑 아웃 라인 (536) 은 펌핑 아웃 밸브 (538) 를 갖는다. 제어기 (535) 가 에칭 챔버 (549), 터보펌프 (520), 건조 펌프 (524), 가스 소스 (510), 제 1 가스 라인 밸브 (516a), 제 2 가스 라인 밸브 (516b), 및 펌핑 아웃 밸브 (538) 에 제어 가능하게 연결된다.
일 예시적인 실시 예에서, 유기 패터닝된 마스크 아래에 에칭 층을 갖는 웨이퍼 (미도시) 가 에칭 챔버 (549) 내에 배치된다 (단계 304). 웨이퍼 (미도시) 가 에칭 챔버 (549) 내에 배치된 후, 에칭 층은 에칭된다 (단계 308). 이 실시 예에서, 에칭 층은 웨이퍼 (미도시) 위 그리고 포토레지스트 마스크 아래의 실리콘 옥사이드 (SiO2) 층이다. 웨이퍼 (미도시) 는 에칭 챔버 (549) 로부터 제거된다 (단계 312).
에칭 챔버 (549) 가 세정된다 (단계 316). 이 예에서, 제 1 가스 라인 (514a) 및 제 2 가스 라인 (514b) 모두는 가스 소스 (510) 로부터 에칭 챔버 (549) 로 세정 가스를 흘리도록 사용된다. 이 실시 예에서, 세정 가스는 산소를 포함한다. 제 1 가스 라인 (514a) 및 제 2 가스 라인 (514b) 이 퍼지된다 (단계 320). 이 실시 예에서, 제 1 가스 라인 밸브 (516a) 및 제 2 가스 라인 밸브 (516b) 는 개방된 채 남아있다. 터보펌프 (520) 는 계속해서 진공을 제공한다. 패터닝된 유기 마스크에 불활성인, N2와 같은 퍼지 가스가 N2 소스 (512) 로부터 흐른다. 이 실시 예에서, 적어도 1000 sccm의 N2가 제 1 가스 라인 (514a) 및 제 2 가스 라인 (514b) 을 통해 흐른다. 이 예에서, 제 1 가스 라인 (514a) 및 제 2 가스 라인 (514b) 의 퍼지는 약 10 초 동안 발생한다. 바람직하게, 퍼지는 적어도 3 초 동안 발생한다. 다른 실시 예들은 적어도 5 초의 퍼지를 제공한다. 제 1 가스 라인 (514a) 및 제 2 가스 라인 (514b) 내에 남아있는 산소는 퍼지 가스의 플로우에 의해 퍼지된다. 사이클은 또 다른 웨이퍼를 에칭 챔버 (549) 내에 배치함으로써 반복된다. 다른 실시 예들에서, 다른 가스 라인 구성들은 보다 낮은 플로우 레이트의 N2를 사용하여 충분한 퍼지를 제공할 수도 있다.
다른 실시 예들에서, 퍼지 가스는 아르곤 (Ar) 또는 헬륨 (He) 일 수도 있다. 다른 실시 예들은 적어도 2000 sccm의 퍼지 가스를 흘린다. 다른 실시 예들은 에칭 챔버 (149) 가 세정된 후 가스 라인 (114) 을 퍼지하기 위해 다른 방법들을 사용할 수도 있다. 다른 실시 예들은 3 개 이상의 가스 라인들 (114) 을 가질 수도 있다. 다른 실시 예들은 유전체 재료 또는 전도성 재료를 에칭하기 위한 방법들 또는 장치들을 제공할 수도 있다. 또 다른 실시 예에서, 블리드 라인 (128) 은 가스 라인 (114) 을 퍼지하기 위해 제 2 터보펌프에 연결될 수도 있다. 다른 실시 예들은 에칭 프로세스 대신 증착 프로세스 또는 다른 웨이퍼 프로세스를 가질 수도 있다.
본 개시가 몇몇의 바람직한 실시 예들의 측면에서 기술되었지만, 본 개시의 범위 내에 속하는 변경들, 수정들, 치환들, 및 다양한 대체 등가물들이 있다. 또한 본 개시의 방법들 및 장치들을 구현하는 많은 대안적인 방식들이 있다는 것에 유의해야 한다. 따라서 이하의 첨부된 청구항들은 본 개시의 진정한 정신 및 범위 내에 속하는 이러한 변경들, 수정들, 치환들, 및 다양한 대체 등가물들을 모두 포함하는 것으로 해석되는 것이 의도된다.

Claims (17)

  1. 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치에 있어서,
    플라즈마 프로세싱 챔버;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체로 연결된 유입구 및 배기부를 갖는 제 1 터보펌프;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버에 가스를 제공하기 위한 가스 소스;
    상기 가스 소스와 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 사이의 유체로 연결된 적어도 하나의 가스 라인;
    상기 적어도 하나의 가스 라인과 유체로 연결된 적어도 하나의 블리드 (bleed) 라인;
    상기 적어도 하나의 블리드 라인이 상기 적어도 하나의 가스 라인에 연결되는 곳과 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 사이에 위치된, 상기 적어도 하나의 가스 라인 상의 적어도 하나의 가스 라인 밸브; 및
    상기 적어도 하나의 블리드 라인 상의 적어도 하나의 바이패스 밸브를 포함하는, 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 블리드 라인은 상기 플라즈마 프로세싱 챔버를 통해 상기 제 1 터보펌프에 유체로 연결되는, 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버는 플라즈마 존을 포함하고, 상기 적어도 하나의 가스 라인으로부터의 가스는 상기 플라즈마 존으로 제공되고, 그리고 상기 적어도 하나의 블리드 라인으로부터의 가스는 상기 플라즈마 존을 통과하지 않고 상기 제 1 터보펌프를 통해 상기 플라즈마 프로세싱 챔버로부터 배기되는, 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 라인 밸브 및 상기 적어도 하나의 바이패스 밸브, 및 상기 가스 소스에 제어 가능하게 연결된 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    복수의 사이클들을 제공하기 위한 컴퓨터 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하고, 상기 사이클 각각은,
    상기 적어도 하나의 가스 라인 밸브를 개방하고 상기 적어도 하나의 바이패스 밸브를 폐쇄하는 단계;
    웨이퍼를 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내로 이송하는 단계;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 상기 웨이퍼 상에 에칭 층을 에칭하는 단계;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버로부터 상기 웨이퍼를 제거하는 단계;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 웨이퍼리스 (waferless) 세정을 제공하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 블리드 라인을 통해 상기 적어도 하나의 가스 라인 내의 가스를 퍼지하는 단계를 포함하는, 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 라인 내의 상기 가스를 퍼지하는 단계는 상기 적어도 하나의 가스 라인 밸브를 폐쇄하는 단계 및 상기 적어도 하나의 가스 라인 내의 상기 가스로 하여금 상기 적어도 하나의 블리드 라인을 통해 배기되게 하도록 상기 적어도 하나의 바이패스 밸브를 개방하는 단계를 포함하는, 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버에 연결된 웨이퍼 이송 모듈을 더 포함하고, 상기 퍼지하는 단계는 웨이퍼가 상기 웨이퍼 이송 모듈을 통해 상기 플라즈마 프로세싱 챔버로 이송될 때 수행되는, 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    질소 (N2), 헬륨 (He), 및 아르곤 (Ar) 중 적어도 하나를 포함하는 불활성 가스가 상기 적어도 하나의 가스 라인 내의 상기 가스를 퍼지하도록 사용되는, 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 터보펌프의 상기 배기부에 유체로 연결되는 유입구를 갖는 건조 펌프로서, 상기 적어도 하나의 블리드 라인은 상기 건조 펌프와 유체로 연결되는, 상기 건조 펌프; 및
    상기 적어도 하나의 블리드 라인과 상기 건조 펌프 사이에 연결된 적어도 하나의 펌핑 아웃 밸브를 더 포함하는, 기판의 플라즈마 프로세싱을 제공하기 위한 장치.
  9. 플라즈마 프로세싱 시스템에서 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법에 있어서, 상기 플라즈마 프로세싱 시스템은 플라즈마 프로세싱 챔버 및 적어도 하나의 가스 라인을 포함하고, 상기 방법은 복수의 사이클들을 포함하고, 상기 사이클 각각은,
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 웨이퍼를 배치하는 단계;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 상기 웨이퍼를 프로세싱하는 단계;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버로부터 상기 웨이퍼를 제거하는 단계;
    웨이퍼리스 세정으로 상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 내부를 세정하는 단계; 및
    불활성 가스로 상기 적어도 하나의 가스 라인을 퍼지하는 단계를 포함하는, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 질소 (N2), 헬륨 (He), 및 아르곤 (Ar) 중 적어도 하나인, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세싱 시스템은 상기 플라즈마 프로세싱 챔버와 유체로 연결된 유입구 및 배기부를 갖는 제 1 터보펌프, 상기 플라즈마 프로세싱 챔버에 가스를 제공하기 위한 가스 소스, 상기 적어도 하나의 가스 라인이 상기 가스 소스와 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 사이에 유체로 연결되고, 상기 적어도 하나의 가스 라인과 유체로 연결된 적어도 하나의 블리드 라인, 상기 적어도 하나의 블리드 라인이 상기 적어도 하나의 가스 라인에 연결되는 곳과 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 사이에 위치된 상기 적어도 하나의 가스 라인 상의 적어도 하나의 가스 라인 밸브, 및 상기 적어도 하나의 블리드 라인 상의 적어도 하나의 바이패스 밸브를 더 포함하고,
    상기 웨이퍼 프로세싱 및 상기 에칭 챔버의 상기 내부 세정 동안, 상기 적어도 하나의 가스 라인 밸브는 개방되고 상기 적어도 하나의 바이패스 밸브는 폐쇄되고, 그리고
    상기 적어도 하나의 가스 라인 퍼지 동안, 상기 적어도 하나의 가스 라인 밸브는 폐쇄되고 상기 적어도 하나의 바이패스 밸브는 개방되고, 상기 제 1 터보펌프는 상기 적어도 하나의 블리드 라인을 통해 상기 적어도 하나의 가스 라인을 퍼지하는, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 블리드 라인은 상기 플라즈마 프로세싱 챔버를 통해 상기 제 1 터보펌프에 유체로 연결되는, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버는 플라즈마 존을 갖고, 상기 적어도 하나의 가스 라인으로부터의 가스는 상기 플라즈마 존으로 제공되고, 그리고 상기 적어도 하나의 블리드 라인으로부터의 가스는 상기 플라즈마 존을 통과하지 않고 상기 제 1 터보펌프를 통해 상기 플라즈마 프로세싱 챔버로부터 배기되는, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 본질적으로 N2로 구성되는, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 적어도 1,000 sccm의 N2 플로우를 포함하는, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 라인을 퍼지하는 단계는 적어도 3 초 동안 제공되는, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 상기 웨이퍼를 프로세싱하는 단계는 유기 마스크에 대해 에칭 층을 에칭하는 단계를 포함하는, 웨이퍼들을 프로세싱하기 위한 방법.
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