KR102210393B1 - 수증기 및 산소 시약을 이용하는 플라즈마 저감 기술 - Google Patents
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Abstract
본 개시내용의 구현들은 반도체 제조 프로세스의 폐기물에 존재하는 F-가스들을 저감하기 위한 시스템들 및 기술들에 관한 것이다. 일 구현에서, 플라즈마 저감 시스템을 위한 물 및 산소 전달 시스템이 제공된다. 물 및 산소 전달 시스템은 폐쇄 영역을 한정하는 복수의 측벽들 및 바닥을 포함하는 하우징을 포함한다. 물 및 산소 전달 시스템은 바닥에 포지셔닝된 원통형 물탱크를 더 포함하며, 원통형 물탱크의 세로 축은 바닥에 의해 한정된 평면에 평행하고 물탱크의 길이는 원통형 물탱크의 직경의 1.5배 이상이다. 물 및 산소 전달 시스템은 하우징 내에서 원통형 물탱크 위에 포지셔닝된 유량 제어 시스템을 더 포함한다.
Description
[0001] 본 개시내용의 구현들은 일반적으로 반도체 처리 장비에 대한 저감(abatement)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용의 구현들은 반도체 제조 프로세스들의 폐기물(effluent)에 존재하는 불소화(fluorinated) 온실 가스들(F-가스들)(예컨대, 수소화불화탄소들(HFC들), 과불화탄소들(PFC들) 및 육불화황(SF6))을 저감하기 위한 시스템들 및 기술들에 관한 것이다.
[0002] 반도체 제조 프로세스들 중에 생성된 폐기물은 많은 화합물들을 포함하는데, 이는 규제 요건들, 환경 및 안전 우려들로 인해, 처분 전에 저감 또는 처리된다. 이러한 화합물들 중에는 예를 들어, 에칭 또는 세정 프로세스들에 사용되는 F-가스들 및 할로겐 함유 화합물들이 있다.
[0003] CF4, C2F6, NF3 및 SF6와 같은 F-가스들은 반도체 및 평판 디스플레이 제조 산업들에서, 예를 들어 유전체 층 에칭 및 챔버 세정에서 일반적으로 사용된다. 제조 또는 세정 프로세스 후에, 통상적으로 프로세스 툴로부터 펌핑된 폐기물 가스 스트림에는 F-가스들의 잔류 함량이 존재한다. F-가스들은 폐기물 스트림으로부터 제거하기가 어렵고, F-가스들은 비교적 높은 온실 활동을 하는 것으로 알려져 있기 때문에 환경으로의 F-가스들의 방출은 바람직하지 않다. 원격 플라즈마 소스들(RPS: remote plasma sources) 또는 인라인 플라즈마 소스들(IPS: in-line plasma source)이 F-가스들 및 다른 지구 온난화 가스들의 저감에 사용되었다.
[0004] F-가스들을 저감하기 위한 현재 저감 기술의 설계는 수증기만을 이용한다. 수증기는 F-가스들에 대해 우수한 파괴 능력을 제공하지만, 일부 애플리케이션들에서는 플라즈마 소스, 배출 라인 및 플라즈마 소스 하류의 펌프에서 고체 입자들이 생성된다. 따라서 개선된 저감 프로세스가 필요하다.
[0005] 본 개시내용의 구현들은 일반적으로 반도체 처리 장비에 대한 저감에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용의 구현들은 반도체 제조 프로세스의 폐기물에 존재하는 F-가스들을 저감하기 위한 시스템들 및 기술들에 관한 것이다. 일 구현에서, 플라즈마 저감 시스템을 위한 물 및 산소 전달 시스템이 제공된다. 물 및 산소 전달 시스템은 폐쇄 영역을 한정하는 복수의 측벽들 및 바닥을 포함하는 하우징을 포함한다. 물 및 산소 전달 시스템은 바닥에 포지셔닝된 원통형 물탱크를 더 포함하며, 원통형 물탱크의 세로 축은 바닥에 의해 한정된 평면에 평행하고 물탱크의 길이는 원통형 물탱크의 직경의 1.5배 이상이다. 물 및 산소 전달 시스템은 하우징 내에서 원통형 물탱크 위에 포지셔닝된 유량(flow) 제어 시스템을 더 포함한다.
[0006] 다른 구현에서, 저감 시스템이 제공된다. 저감 시스템은 물 및 산소 전달 시스템 그리고 도관을 통해 물 및 산소 전달 시스템과 결합된 플라즈마 소스를 포함한다. 물 및 산소 전달 시스템은 폐쇄 영역을 한정하는 복수의 측벽들 및 바닥을 포함하는 하우징을 포함한다. 물 및 산소 전달 시스템은 바닥에 포지셔닝된 원통형 물탱크를 더 포함하며, 원통형 물탱크의 세로 축은 바닥에 의해 한정된 평면에 평행하고 물탱크의 길이는 원통형 물탱크의 직경의 1.5배 이상이다. 물 및 산소 전달 시스템은 하우징 내에서 원통형 물탱크 위에 포지셔닝된 유량 제어 시스템을 더 포함한다.
[0007] 또 다른 구현에서, 진공 처리 시스템이 제공된다. 진공 처리 시스템은 처리 챔버, 진공 소스, 처리 챔버를 진공 소스와 결합하는 포어라인(foreline), 및 처리 챔버와 진공 소스 사이의 포어라인과 결합된 저감 시스템을 포함한다. 저감 시스템은 물 및 산소 전달 시스템 그리고 도관을 통해 물 및 산소 전달 시스템과 결합된 플라즈마 소스를 포함한다. 물 및 산소 전달 시스템은 폐쇄 영역을 한정하는 복수의 측벽들 및 바닥을 포함하는 하우징을 포함한다. 물 및 산소 전달 시스템은 바닥에 포지셔닝된 원통형 물탱크를 더 포함하며, 원통형 물탱크의 세로 축은 바닥에 의해 한정된 평면에 평행하고 물탱크의 길이는 원통형 물탱크의 직경의 1.5배 이상이다. 물 및 산소 전달 시스템은 하우징 내에서 원통형 물탱크 위에 포지셔닝된 유량 제어 시스템을 더 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 구현들의 보다 구체적인 설명이 구현들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 구현들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 구현들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 처리 시스템의 개략도이다.
[0010] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 물 및 산소 전달 장치의 부분 사시도이다.
[0011] 도 3은 처리 챔버를 빠져나오는 폐기물을 저감하기 위한 방법의 일 구현의 흐름도이다.
[0012] 도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 다른 처리 시스템의 개략도이다.
[0013] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 가리키는 데, 가능한 경우, 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 일 구현의 엘리먼트들 및 특징들은 추가 언급 없이 다른 구현들에 유리하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 처리 시스템의 개략도이다.
[0010] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 물 및 산소 전달 장치의 부분 사시도이다.
[0011] 도 3은 처리 챔버를 빠져나오는 폐기물을 저감하기 위한 방법의 일 구현의 흐름도이다.
[0012] 도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 다른 처리 시스템의 개략도이다.
[0013] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 가리키는 데, 가능한 경우, 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 일 구현의 엘리먼트들 및 특징들은 추가 언급 없이 다른 구현들에 유리하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0014] 다음의 개시내용은 반도체 제조 프로세스들의 폐기물에 존재하는 불소화 온실 가스들(F-가스들)을 저감하기 위한 시스템들 및 기술들을 설명한다. 본 개시내용의 다양한 구현들의 철저한 이해를 제공하기 위해 다음의 설명에서 그리고 도 1 - 도 4에서 특정 세부사항들이 제시된다. 저감 시스템들 및 유량 제어 하드웨어와 흔히 연관된 잘 알려진 구조들 및 시스템들을 설명하는 다른 세부사항들은 다양한 구현들의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하도록 다음의 개시내용에서 제시되지 않는다.
[0015] 세부사항들, 치수들, 각도들, 그리고 도면들에 도시된 다른 특징들 중 다수는 단지 특정 구현들의 예시일 뿐이다. 이에 따라, 다른 구현들은 본 개시내용의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 세부사항들, 컴포넌트들, 치수들, 각도들 및 특징들을 가질 수 있다. 추가로, 본 개시내용의 추가 구현들은 아래에서 설명되는 세부사항들 중 몇몇 세부사항들 없이 실시될 수 있다.
[0016] 본 명세서에서 설명되는 구현들은 California, Santa Clara 소재의 Applied Materials, Inc.로부터 입수할 수 있는 제로 풋프린트(zero-footprint) 저감 시스템과 같은 제로 풋프린트 저감 시스템을 사용하여 실행될 수 있는 펌프 전(pre-pump) 저감 프로세스를 참조하여 아래에서 설명될 것이다. 펌프 전 저감 프로세스들을 수행할 수 있는 다른 툴들도 또한 본 명세서에서 설명되는 구현들로부터 이익을 얻도록 적응될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 펌프 전 저감 프로세스들을 가능하게 하는 임의의 시스템이 유리하게 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 장치 설명은 예시적인 것이며, 본 명세서에서 설명되는 구현들의 범위를 제한하는 것으로 해석되거나 이해되지 않아야 한다.
[0017] 본 명세서에서 개시되는 구현들은, 증착 챔버, 에칭 챔버 또는 다른 진공 처리 챔버와 같은 처리 챔버로부터 폐기물을 받아, 포어라인 또는 포어라인 내에 배치된 플라즈마 소스에 수증기 시약(reagent) 및/또는 산소 함유 가스를 주입함으로써 폐기물을 플라즈마 소스 내의 수증기 시약 및/또는 산소 함유 가스와 반응시키는 플라즈마 저감 프로세스 및 시스템을 포함한다. 수증기 시약 및/또는 산소 함유 가스뿐만 아니라 폐기물에 존재하는 재료들은 플라즈마 소스에 의해 에너지를 공급받아, 재료들을 통상적인 물 스크러빙(scrubbing) 저감 기술에 의해 용이하게 스크러빙되는 HF와 같은 가스 종으로 전환한다. 일부 구현들에서, 수증기 시약 및 산소 함유 가스는 동시에 포어라인 또는 플라즈마 소스에 주입된다. 일부 구현들에서, 수증기 주입이 일시적으로 중단되는 동안 산소 함유 가스가 주기적으로 포어라인 또는 플라즈마 소스에 주입된다. 산소의 사용은, 수증기에 의해 제공된 수소 라디칼 폐기물을 제거함으로써, 보다 높은 농도들의 불소 라디칼들의 존재가 고체 입자들의 생성을 감소시키거나 피할 수 있게 한다. 따라서 저감 시스템 및 프로세스는 고체 입자 생성을 최소화하면서 우수한 파괴 제거 효율(DRE: destruction removal efficiency)을 제공한다.
[0018] 본 명세서에서 설명되는 구현들은 수증기 및 산소의 동시 또는 순차적 전달을 제공하는 모듈을 추가로 제공한다. 산소 및 수증기는 질량 유량 제어기("MFC(mass flow controller)")에 의해 또는 유량 제어를 위해 하나 이상의 니들 밸브들을 사용하는 대안적인 기술들에 의해 제공될 수 있다. 이 모듈은 수증기의 비등이 수증기 MFC 또는 유량 제어 밸브에 공급 가능하게 할 물탱크를 포함한다. 물탱크는 조합된 물 및 산소 전달 시스템의 공간 최적화를 가능하게 할 낮은 프로파일 구성을 위해 설계된다. 이 낮은 프로파일 구성은 수평 물탱크를 이용하는데, 이는 비등 표면적을 최대화한다. 일부 구현들에서, 낮은 프로파일 구성은 레벨 측정을 허용하지만 낮은 전체 수직 높이 요건을 갖는 낮은 프로파일 레벨의 트리 플로트(tree float) 설계를 더 포함한다.
[0019] 본 명세서에서 설명되는 구현들은 저감 시스템 내의 수증기 및 산소의 전달을 위한 방법들을 추가로 제공한다. 일부 구현들에서, 수증기 및 산소 비는 선택된 수증기만의 유량(flow rate)(예컨대, X sccm) 및 선택된 산소만의 유량(예컨대, Y sccm)을 설정한 다음, 수증기와 산소를 중간에 변화시키도록 "균형 잡힌" 유동 방법을 적용함으로써 결정된다. 예를 들어, "25% 수증기"에서의 "희박 수(lean water)" 구성은 0.25 × X + 0.75 × Y의 혼합물과 같을 것이고, "희박 산소(lean oxygen)" 설정은 0.75 × X + 0.25 × Y가 될 것이며, "균형 잡힌 혼합물"은 0.5 × X + 0.5 × Y가 될 것이다.
[0020] 도 1은 본 명세서에서 개시되는 구현들에 따른 처리 시스템(100)의 개략도를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 처리 시스템(100)은 저감 시스템(120)과 결합된 처리 챔버(110)를 포함한다. 처리 챔버(110)는 저감 시스템(120)의 포어라인(102)에 결합된 챔버 배출 포트(104)를 갖는다. 처리 챔버(110) 내부의 압력을 제어하기 위해 (도시되지 않은) 스로틀 밸브가 챔버 배출 포트(104)에 근접하게 배치될 수 있다. 포어라인(102)에는 적어도 제1 주입 포트(106) 및 제2 주입 포트(108)가 형성될 수 있다. 저감 시스템(120)은 포어라인(102)의 제2 단부에 결합된 진공 소스(190)를 더 포함한다. 플라즈마 소스(130)는 포어라인(102)에서 제1 주입 포트(106)와 진공 소스(190) 사이의 위치에 결합된다.
[0021] 예를 들어, 처리 챔버(110)는 무엇보다도, 증착 프로세스, 에칭 프로세스, 어닐링 프로세스 또는 세정 프로세스를 실행하기 위한 처리 챔버일 수 있다. 증착 프로세스를 실행하기 위한 대표적인 챔버들은 예를 들어, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD: plasma enhanced chemical vapor deposition) 챔버들, 화학 기상 증착(CVD: chemical vapor deposition) 챔버들 또는 물리 기상 증착(PVD: physical vapor deposition) 챔버들과 같은 증착 챔버들을 포함한다. 일부 구현들에서, 증착 프로세스는 실리콘 이산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiON), 결정질 실리콘, a-Si, 도핑된 a-Si, 불소화 유리(FSG: fluorinated glass), 인 도핑 유리(PSG: phosphorous doped glass), 붕소-인 도핑 유리(BPSG: boron-phosphorous doped glass), 탄소 도핑 유리, 및 다른 저-k 유전체들, 이를테면 폴리이미드들 및 유기 실록산들과 같은 유전체들을 증착하는 프로세스일 수 있다. 다른 구현들에서, 증착 프로세스는 예를 들어, 티타늄, 티타늄 이산화물, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 탄탈륨 탄화물, 알루미늄, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 루테늄 또는 코발트와 같은 금속들, 금속 산화물들 또는 금속 질화물들을 증착하는 프로세스일 수 있다. 또한, 리튬-인-산질화물, 리튬-코발트 등과 같은 금속 합금들이 증착될 수 있다. 처리 챔버(110)에서 수행되는 증착 프로세스는 플라즈마 보조될 수 있다. 예를 들어, 처리 챔버(110)에서 수행되는 프로세스는 실리콘계 재료를 에칭하기 위한 플라즈마 에칭 프로세스일 수 있다. 일 구현에서, 처리 챔버(110)는 실리콘계 재료를 증착하기 위한 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 챔버이다.
[0022] 포어라인(102)은 처리 챔버(110)를 떠난 폐기물을 저감 시스템(120)으로 보내는 도관으로서 작용한다. 폐기물은 대기로 방출하기에 바람직하지 않은 또는 진공 펌프들과 같은 하류 장비를 손상시킬 수 있는 재료를 함유할 수 있다. 예를 들어, 폐기물은 유전체 증착 프로세스로부터의 또는 금속 증착 프로세스로부터의 화합물들을 함유할 수 있다.
[0023] 폐기물에 존재할 수 있는 실리콘 함유 재료들의 예들은 예를 들어, 실리콘 4염화물(SiCl4) 및/또는 실리콘 4불화물(SiF4)을 포함한다.
[0024] 도시된 바와 같이, 저감 시스템(120)은 플라즈마 소스(130), 시약 전달 시스템(140), 포어라인 가스 주입 키트(170), 제어기(180) 및 진공 소스(190)를 포함한다. 포어라인(102)은 처리 챔버(110)를 떠난 폐기물을 플라즈마 소스(130)로 제공한다. 플라즈마 소스(130)는 포어라인(102)에 결합되어 내부에서 플라즈마를 발생시키기에 적합한 임의의 플라즈마 소스일 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 소스(130)는 원격 플라즈마 소스, 인라인 플라즈마 소스, 또는 포어라인(102)으로 반응성 종을 도입하기 위해 포어라인(102)에 근접하게 또는 포어라인(102) 내에서 플라즈마를 발생시키기 위한 다른 적합한 플라즈마 소스일 수 있다. 플라즈마 소스(130)는 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 소스, 용량 결합 플라즈마 소스, 직류 플라즈마 소스 또는 마이크로파 플라즈마 소스일 수 있다. 플라즈마 소스(130)는 추가로, 앞서 설명한 임의의 종류의 자기적으로 강화된 플라즈마 소스일 수 있다.
[0025] 시약 전달 시스템(140)은 또한 제1 도관(122)을 통해 제1 주입 포트(106)와 결합될 수 있다. 시약 전달 시스템(140)은 저감 시약들과 같은 하나 이상의 시약들을 플라즈마 소스(130)의 상류의 포어라인(102)으로 전달한다. 대안적인 구현에서, 시약 전달 시스템(140)은 시약들을 플라즈마 소스(130)로 직접 전달하기 위해 플라즈마 소스(130)에 직접 결합될 수 있다. 시약 전달 시스템(140)은 제1 도관(122)을 통해 포어라인(102)(또는 플라즈마 소스(130))에 결합된 제1 시약 소스(150)를 포함한다. 일부 구현들에서, 제1 시약 소스(150)는 저압 보일러이고, 액체 상태의 물과 같은 액상 저감제가 저압 보일러 내에 배치된다. 대안으로, 제1 시약 소스(150)는 액체 상태의 물을 수증기로 전환할 수 있는 순간 증발기일 수 있다. 제1 시약 소스(150)는 물을 가열하여 수증기 또는 스팀과 같은 저감 시약을 형성하기 위한 가열기(151)를 포함한다. 수증기와 같은 증기 형태의 저감 시약이 제1 주입 포트(106)를 통해 포어라인(102)으로 주입된다. 제1 시약 소스(150) 내부의 수위를 유지하도록 (도시되지 않은) 충전 밸브를 선택적으로 개방하는 신호를 제어기(180)에 제공하기 위해 수위 센서가 저감 시약 전달 시스템 내에 위치될 수 있다.
[0026] 제1 시약 소스는 제1 시약 소스(150)에 물을 공급하기 위한 급수원(156)과 제3 도관(158)을 통해 결합된다. 급수원(156)으로부터 제1 시약 소스(150)로의 물의 흐름을 제어하기 위해 하나 이상의 밸브들(159)이 제3 도관(158)을 따라 포지셔닝될 수 있다.
[0027] 제1 도관(122)을 따라 제1 시약 소스(150)와 제1 주입 포트(106) 사이에 하나 이상의 밸브들이 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 밸브 방식은 제1 시약 소스(150)로부터 포어라인(102)으로의 하나 이상의 시약들의 흐름을 제어하기 위한 온/오프 스위치로서 기능하는 양방향 제어 밸브(152), 및 포어라인(102)으로의 제1 시약 소스(150)의 유량들을 제어하는 유량 제어 디바이스(154)를 포함할 수 있다. 유량 제어 디바이스(154)는 포어라인(102)과 양방향 제어 밸브(152) 사이에 배치될 수 있다. 양방향 제어 밸브(152)는 솔레노이드 밸브, 공압 밸브, 니들 밸브 등과 같은 임의의 적절한 제어 밸브일 수 있다. 유량 제어 디바이스(154)는 고정 오리피스, 질량 유량 제어기, 니들 밸브 등과 같은 임의의 적절한 능동 또는 수동 유량 제어 디바이스일 수 있다. 일부 구현들에서, 제1 시약 소스(150)로부터 공급된 시약을 증기 형태로 유지하기 위해 제1 도관을 따라 가열기(153)가 포지셔닝된다. 일부 구현들에서, 가열기(153)는 제1 도관(122)을 따라 양방향 제어 밸브(152)와 제1 시약 소스(150) 사이에 포지셔닝된다.
[0028] 제1 시약 소스(150)에 의해 전달될 수 있는 대표적인 휘발성 저감 시약은 예를 들어, H2O를 포함한다. H2O는 예를 들어, CF4 및/또는 다른 재료들을 함유하는 폐기물을 저감할 때 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 휘발성 저감 시약들은 폐기물의 화합물들에 의해 소비될 수 있으며, 따라서 촉매로 간주되지 않을 수 있다.
[0029] 시약 전달 시스템(140)은 제1 도관(122)과 결합된 제2 도관(124)을 통해 포어라인(102)(또는 플라즈마 소스(130))에 결합된 제2 시약 소스(160)를 더 포함한다. 제2 시약의 흐름을 제어하기 위해 제2 도관(124)을 따라 제2 시약 소스(160)와 제1 도관(122) 사이에 하나 이상의 밸브들이 포지셔닝된다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 밸브 방식은 제2 시약 소스(160)로부터 포어라인(102)으로의 하나 이상의 시약들의 흐름을 제어하기 위한 온/오프 스위치로서 기능하는 양방향 제어 밸브(162), 및 포어라인(102)으로의 제2 시약 소스(160)의 유량들을 제어하는 유량 제어 디바이스(164)를 포함할 수 있다. 유량 제어 디바이스(164)는 포어라인(102)과 양방향 제어 밸브(162) 사이에 배치될 수 있다. 양방향 제어 밸브(162)는 솔레노이드 밸브, 공압 밸브, 니들 밸브 등과 같은 임의의 적절한 제어 밸브일 수 있다. 유량 제어 디바이스(164)는 고정 오리피스, 질량 유량 제어기, 니들 밸브 등과 같은 임의의 적절한 능동 또는 수동 유량 제어 디바이스일 수 있다.
[0030] 산소 함유 가스는 제2 시약 소스(160), 예를 들어 O2에 의해 전달될 수 있다. O2는 예를 들어, CF4 및/또는 다른 재료들을 함유하는 폐기물을 저감할 때 사용될 수 있다. 하나 이상의 구현들에서는 수소 함유 가스가 O2와 함께 사용될 수 있다.
[0031] 포어라인 가스 주입 키트(170)는 또한 플라즈마 소스(130)의 상류 또는 하류(도 1에서는 하류에 도시됨)에서 포어라인(102)에 결합될 수 있다. 포어라인 가스 주입 키트(170)는 포어라인(102) 내의 압력을 제어하기 위해 포어라인(102)으로 질소(N2), 아르곤(Ar) 또는 청정 건조 공기와 같은 포어라인 가스를 제어 가능하게 제공할 수 있다. 포어라인 가스 주입 키트(170)는 포어라인 가스 소스(172), 그 뒤에 압력 조절기(174), 또 그 뒤에 제어 밸브(176), 그리고 이에 더 추가로 뒤에 유량 제어 디바이스(178)를 포함할 수 있다. 압력 조절기(174)는 가스 공급 압력 설정점을 설정한다. 제어 밸브(176)는 가스 흐름을 온 및 오프 전환한다. 제어 밸브(176)는 이를테면, 양방향 제어 밸브(152)에 대해 앞서 논의한 임의의 적절한 제어 밸브일 수 있다. 유량 제어 디바이스(178)는 압력 조절기(174)의 설정점에 의해 특정된 가스 흐름을 제공한다. 유량 제어 디바이스(178)는 이를테면, 유량 제어 디바이스들(154, 164)에 대해 앞서 논의한 임의의 적절한 유량 제어 디바이스일 수 있다.
[0032] 일부 구현들에서, 포어라인 가스 주입 키트(170)는 압력 게이지(179)를 더 포함할 수 있다. 압력 게이지(179)는 압력 조절기(174)와 유량 제어 디바이스(178) 사이에 배치될 수 있다. 압력 게이지(179)는 유량 제어 디바이스(178)의 상류에서 포어라인 가스 주입 키트(170) 내의 압력을 측정하는 데 사용될 수 있다. 압력 게이지(179)에서의 측정된 압력은 압력 조절기(174)를 제어함으로써 유량 제어 디바이스(178)의 상류에서 압력을 설정하기 위해, 아래에서 논의되는 제어기(180)와 같은 제어 디바이스에 의해 이용될 수 있다.
[0033] 일부 구현들에서, 제어 밸브(176)는 가스의 사용량이 최소화되도록, 제1 시약 소스(150) 및/또는 제2 시약 소스(160)로부터의 시약들이 흐르고 있는 경우에만 가스를 온 전환하도록 제어기(180)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 시약 소스(150)의 양방향 제어 밸브(152)와 포어라인 가스 주입 키트(170)의 제어 밸브(176) 사이의 파선으로 예시된 바와 같이, 제어 밸브(176)는 양방향 제어 밸브(152)가 온(또는 오프) 전환되는 것에 대한 응답으로 온(또는 오프) 전환될 수 있다.
[0034] 포어라인(102)은 진공 소스(190) 또는 다른 적절한 펌핑 장치에 결합될 수 있다. 진공 소스(190)는 (도시되지 않은) 설비 배출 장치(facility exhaust)에 연결될 수 있는 배출 라인(192)과 결합된다. 진공 소스(190)는 처리 챔버(110)로부터의 폐기물을 적절한 하류 폐기물 취급 장비로, 이를테면 스크러버(scrubber), 소각로 등으로 펌핑한다. 일부 구현들에서, 진공 소스(190)는 건식 기계 펌프 등과 같은 배압 펌프일 수 있다. 진공 소스(190)는 예를 들어, 포어라인(102)에서 압력의 추가 제어를 제어 또는 제공하도록, 선택된 레벨로 설정될 수 있는 가변 펌핑 용량을 가질 수 있다.
[0035] 제어기(180)는 처리 시스템(100)의 다양한 컴포넌트들에 결합되어 이들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 본 명세서에 개시된 교시들에 따라 포어라인 가스 주입 키트(170), 시약 전달 시스템(140) 및/또는 플라즈마 소스(130)를 모니터링 및/또는 제어할 수 있다.
[0036] 도 1의 구현들은 개략적으로 표현되며, 단순하게 하기 위해 일부 컴포넌트들은 생략되었다. 예를 들어, 처리 챔버(110)로부터 폐기물 가스들을 제거하기 위해 터보 분자 펌프 등과 같은 고속 진공 펌프가 처리 챔버(110)와 포어라인(102) 사이에 배치될 수 있다. 추가로, 포어라인 가스, 시약 및/또는 플라즈마를 공급하기 위해 컴포넌트들의 다른 변형들이 제공될 수 있다.
[0037] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 물 및 산소 전달 장치(200)의 부분 사시도이다. 물 및 산소 전달 장치(200)는 물/산소 전달 시스템이며, 이는 도 1에서 설명된 저감 시스템(120)에 사용될 수 있다. 물 및 산소 전달 장치(200)는 도 1에 도시된 시약 전달 시스템(140) 대신 사용될 수 있다. 물 및 산소 전달 장치(200)는 물 및 산소 전달 장치(200)의 컴포넌트들을 둘러싸기 위한 하우징(210)을 포함한다. 하우징(210)은 바닥(212), (도시되지 않은) 대향 천장, 및 폐쇄 영역(216)을 한정하는 복수의 측벽들(214a, 214b)을 포함한다. 복수의 측벽들(214a, 214b)은 바닥(212)에 대해 직교하게 포지셔닝된다. 바닥(212)은 수평면을 한정한다. 하우징(210)은 또한, 바닥(212)으로부터 천장까지 연장되고 측벽(214a)에 평행한 내부 벽(218)을 포함한다. 측벽(214a)은 바닥(212)에 의해 한정된 수평면에 직교하는 수직면을 한정한다.
[0038] 물 및 산소 전달 장치(200)는 하우징(210) 또는 다른 인클로저(enclosure)의 하부에 포지셔닝된 물탱크(220)를 포함한다. 일 구현에서, 물탱크(220)는 측벽(214a), 측벽(214b) 및 내부 벽(218)에 의해 한정된 영역에서 바닥(212) 위에 포지셔닝된다. (도시되지 않은) 열원은 통상적으로 물탱크(220)와 결합되어, 탱크 내의 물을 가열하여 증기를 생성한다. 일 구현에서, 물탱크(220)는 원통형 바디(260)를 갖는다. 원통형 바디(260)는 원통형 측벽(262), 제1 벽(264) 및 대향하는 제2 벽(266)을 가지며, 이는 물탱크(220)의 폐쇄 부분을 한정한다. 원통형 바디(260)의 세로 축(268)은 바닥(212)에 의해 한정된 평면에 평행하다. 원통형 측벽(262)은 세로 축(268)에 평행하다. 일 구현에서, 제1 벽(264) 및 제2 벽(266)은 원형 벽들이다. 일부 구현들에서, 제1 벽(264) 및 제2 벽(266)은 바닥(212)에 의해 한정된 평면에 수직이다.
[0039] 물탱크(220)는 직경 "D"(예컨대, 제1 벽(264) 또는 제2 벽(266)의 직경)보다 더 긴 길이 "L"(예컨대, 원통형 측벽(262)의 길이)을 갖는다. 일 구현에서, 물탱크(220)의 길이 "L"은 물탱크(220)의 직경 "D"의 1.5배 이상이다. 다른 구현에서, 물탱크(220)의 길이 "L"은 물탱크(220)의 직경 "D"의 2배 이상이다. 또 다른 구현에서, 물탱크(220)의 길이 "L"은 물탱크(220)의 직경 "D"의 2.5배 이상이다. 또 다른 구현에서, 물탱크(220)의 길이 "L"은 물탱크(220)의 직경 "D"의 3배 이상이다. 물탱크(220)를 수평으로(예컨대, 세로 축(268)이 바닥(212)에 의해 한정된 평면에 평행하게) 포지셔닝하는 것은 물탱크(220) 내의 물의 표면적을 증가시키고, 이는 (예컨대, 세로 축(268)이 바닥(212)에 의해 한정된 평면에 수직인) 수직으로 포지셔닝된 탱크에 비해 증가된 스팀 발생으로 이어지는 것으로 발명자들에 의해 밝혀졌다. 물탱크(220)가 원통형인 것으로 설명되지만, 물탱크(220)는 다른 형상들을 포함할 수 있다고 이해되어야 한다.
[0040] 일부 구현들에서, 물탱크(220)는 수증기를 생성하기 위한 저압 보일러이다. 액체 상태의 물과 같은 액상 저감제가 통상적으로 저압 보일러 내에 배치된다. 대안으로, 물탱크(220)는 액체 상태의 물을 수증기로 전환할 수 있는 순간 증발기일 수 있다.
[0041] 일부 구현들에서, 물 및 산소 전달 장치(200)는 물탱크(220) 내의 압력을 측정하기 위해 물탱크(220) 내에 포지셔닝된 진공 압력 게이지(230)를 더 포함한다. 물 및 산소 전달 장치(200)는 물탱크(220) 내의 액체 수위를 측정하기 위해 물탱크(220) 내에 포지셔닝된 액체 수위 센서(235)를 더 포함할 수 있다.
[0042] 물 및 산소 전달 장치(200)는 수증기의 흐름 및 산소 함유 가스들의 흐름을 제어하는 유량 제어 시스템(240)을 더 포함한다. 유량 제어 시스템(240)은 하우징(210) 내에서 수평 물탱크(220) 위에 포지셔닝된다. 일부 구현들에서, 유량 제어 시스템(240)은 물탱크(220)로부터의 수증기의 흐름을 제어하기 위한 제1 질량 유량 제어기(242)를 포함한다. 유량 제어 시스템(240)은 산소 함유 가스의 흐름을 제어하기 위한 제2 질량 유량 제어기를 더 포함할 수 있다. 유량 제어 시스템(240)은 제1 질량 유량 제어기(242)와 제2 질량 유량 제어기(244) 사이에 포지셔닝된 수증기 MFC 제어기(246)를 더 포함할 수 있다. 물 및 산소 전달 장치(200)는 간결성을 위해 설명되지 않는, 수증기 및 산소의 생성 및 흐름을 제어하기 위한 다른 컴포넌트들(예컨대, 밸브들, MFC들 등)을 포함할 수 있다. 이 장치는 물탱크(220), 진공 압력 게이지(230), 액체 수위 센서(235) 및 유량 제어 시스템(240)으로부터의 수증기의 생성을 제어 및 모니터링할 수 있는 전자 제어기(250)를 더 포함한다.
[0043] 전자 제어기(250)는 예를 들어, 컴퓨터, 프로그래밍 가능 로직 제어기 또는 내장형 제어기일 수 있다. 전자 제어기(250)는 통상적으로 (도시되지 않은) 중앙 처리 유닛(CPU: central processing unit), (도시되지 않은) 메모리 및 (도시되지 않은) 입력들 및 출력들(I/O)을 위한 지원 회로들을 포함한다. CPU는 다양한 시스템 기능들, 기판 이동, 챔버 프로세스들 및 제어 지원 하드웨어(예컨대, 센서들, 모터들, 가열기들 등)를 제어하기 위해 산업 환경들에서 사용되는 임의의 형태의 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있으며, 시스템에서 수행되는 프로세스들을 모니터링할 수 있다. 메모리는 CPU에 연결되며, 쉽게 입수할 수 있는 비휘발성 메모리, 이를테면 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리(ROM: read only memory), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 로컬 또는 원격인 임의의 다른 형태의 디지털 저장소 중 하나 이상일 수 있다. CPU에 명령하기 위해 소프트웨어 명령들 및 데이터가 코딩되어 메모리 내에 저장될 수 있다. 종래의 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 지원 회로들이 또한 CPU에 연결된다. 지원 회로들은 캐시, 전원 공급 장치들, 클록 회로들, 입력/출력 회로, 서브시스템들 등을 포함할 수 있다. 전자 제어기(250)에 의해 판독 가능한 프로그램(또는 컴퓨터 명령들)은 물 및 산소 전달 장치(200) 내의 컴포넌트들에 의해 어떤 작업들이 수행 가능한지를 결정한다. 프로그램은 저감 시스템으로의 산소 및 수증기의 전달과 관련된 작업들을 수행하기 위한 코드를 포함하는, 전자 제어기(250)에 의해 판독 가능한 소프트웨어일 수 있다.
[0044] 도 3은 처리 챔버를 빠져나오는 폐기물을 저감하기 위한 방법(300)의 일 구현의 흐름도이다. 이 방법(300)은 동작(310)에서, 처리 챔버(110)와 같은 처리 챔버로부터의 폐기물을 플라즈마 소스(130)와 같은 플라즈마 소스로 흐르게 함으로써 시작되며, 여기서 폐기물은 하나 이상의 F-가스들을 포함한다. 이 방법은 동작(320)에서, 적어도 하나의 저감 시약을 플라즈마 소스로 전달하는 단계를 더 포함하며, 저감 시약은 수증기 및 산소 함유 가스 중 적어도 하나를 포함한다. 이 방법은 동작(330)에서, 폐기물 내의 하나 이상의 F-가스들 및 저감 시약을 저감된 재료로 전환하기 위해 플라즈마의 존재 하에서 폐기물 및 저감 시약을 활성화하는 단계를 더 포함한다. 일부 구현들에서, 폐기물에 비말 동반(entrain)된 저감 시약 및/또는 재료 중 적어도 일부는 적어도 부분적으로 해리된다. 폐기물 내의 타깃 재료는 플라즈마 소스에서 형성된 저감 시약을 포함하는 플라즈마의 존재 하에서 저감된 재료로 전환된다. 그 다음, 폐기물 내의 재료는 플라즈마 소스를 빠져나가 진공 소스(190)와 같은 진공 소스로 흘러들어갈 수 있고 그리고/또는 추가 처리될 수 있다.
[0045] 본 명세서에서 개시되는 방법의 한 예시적인 구현에서, 처리 챔버(110)로부터 빠져나오는 바람직하지 않은 재료를 함유하는 폐기물이 플라즈마 소스(130)로 들어간다. 폐기물은 탄소 함유 가스, 질소 함유 가스 또는 황 함유 가스일 수 있는 하나 이상의 F-가스들을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 하나 이상의 F-가스들은 CF4, CH3F, CH2F2, CH4, C2F6, C3F8, C4F10, CHF3, SF6 및 NF3를 포함하는 또는 이들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가스이다. 앞서 설명한 F-가스들의 조합들이 폐기물에 존재할 수 있다. 일부 구현들에서, 수증기 및 산소 비는 선택된 수증기만의 유량(예컨대, X sccm) 및 선택된 산소만의 유량(예컨대, Y sccm)을 설정한 다음, 수증기와 산소를 중간에 변화시키도록 "균형 잡힌" 유동 방법을 적용함으로써 결정된다. 예를 들어, "25% 수증기"에서의 "희박 수" 구성은 0.25 × X + 0.75 × Y의 혼합물과 같을 것이고, "희박 산소" 설정은 0.75 × X + 0.25 × Y가 될 것이며, "균형 잡힌 혼합물"은 0.5 × X + 0.5 × Y가 될 것이다. 일 구현에서, 수증기 대 산소 유량비가 적어도 2.5:1인 저감 시약, 이를테면 수증기 및 산소 가스가 플라즈마 소스(130)로 들어간다. 플라즈마 소스(130) 내의 저감 시약으로부터 플라즈마가 발생되며, 이에 따라 저감 시약에 에너지를 공급하고, 일부 구현들에서는 폐기물에 또한 에너지를 공급한다. 일부 구현들에서, 폐기물에 비말 동반된 저감 시약 및/또는 재료 중 적어도 일부는 적어도 부분적으로 연관 해제된다. 저감 시약의 아이덴티티, 저감 시약의 유량, 포어라인 가스 주입 파라미터들 및 플라즈마 발생 조건들은 폐기물에 비말 동반된 재료의 조성에 기초하여 결정될 수 있고 제어기(180)에 의해 제어될 수 있다. 플라즈마 소스(130)가 유도 결합 플라즈마 소스인 구현에서, 해리는 수 kW의 전력을 수반할 수 있다.
[0046] 이 방법(300)은 동작(310)에서, 처리 챔버로부터의 폐기물을 플라즈마 소스로 흐르게 함으로써 시작되며, 여기서 폐기물은 하나 이상의 F-가스들을 포함한다. 저감을 위해 선택된 폐기물 함유 재료들, 이를테면 F-가스 화합물들이 플라즈마 소스(130)로 흐르게 된다. 일례로, 배출 가스는 처리 챔버(110)에서 발생되어 에칭, 증착, 세정 등과 같은 다수의 프로세스들 중 임의의 프로세스의 실행으로부터 야기되었을 수 있다. 시약 가스는 예를 들어, 시약 전달 시스템(140) 또는 물 및 산소 전달 장치(200)에 의해 포어라인(102)으로 주입될 수 있다.
[0047] 동작(320)에서, 플라즈마 소스로 저감 시약이 전달될 수 있다. 수증기(예컨대, H2O) 및 O2를 사용하는 한 예시적인 저감 프로세스에서는, 시약 전달 시스템(140)으로부터의 수증기 및 O2가 플라즈마 소스(130)로 흐르게 된다. 일 구현에서는, O2가 수증기(H2O)와 동시에 전달된다. 저감 시약은 적어도 2.5:1의 수증기 대 산소 유량비, 이를테면 적어도 3:1의 수증기 대 산소 유량비를 갖는다. 일 구현에서, 수증기 대 산소 유량비는 약 3:1 내지 약 10:1이다. 저감 시약은 선택된 수증기 대 산소 유량비를 달성하기 위한 가스들의 조합들을 더 포함할 수 있다.
[0048] 도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 구현들에 따른 다른 처리 시스템(400)의 개략도이다. 처리 시스템(400)은, 처리 시스템(100)의 저감 시스템(120)이 저감 시스템(420)으로 대체된다는 점을 제외하고는 처리 시스템(100)과 유사하다. 저감 시스템(420)은 시약 전달 시스템(440)을 포함하는데, 이는 챔버 포어라인으로의 산소 함유 시약의 흐름을 제어하기 위한 유량 제어 디바이스(464a-464d)(총괄적으로 464)를 포함한다. 유량 제어 디바이스(464)는 고정 오리피스, 질량 유량 제어기, 니들 밸브 등과 같은 임의의 적절한 능동 또는 수동 유량 제어 디바이스일 수 있다. 산소 함유 시약은 산소 함유 시약 소스(470), 예를 들어 O2에 의해 전달될 수 있다. O2는 예를 들어, CF4 및/또는 다른 재료들을 함유하는 폐기물을 저감할 때 사용될 수 있다.
[0049] 도 4에 도시된 바와 같이, 처리 시스템(400)은 저감 시스템(420)과 결합된 하나 이상의 처리 챔버(들)(410)를 포함한다. 처리 챔버(들)(410)는 저감 시스템(120)의 포어라인(102)에 결합된 챔버 배출 포트(104)를 갖는다. 처리 챔버(들)(410) 내부의 압력을 제어하기 위해 (도시되지 않은) 스로틀 밸브가 챔버 배출 포트(104)에 근접하게 배치될 수 있다. 제1 주입 포트(106) 및 제2 주입 포트(108)는 포어라인(102)에 형성될 수 있다. 저감 시스템(420)은 포어라인(102)의 제2 단부에 결합된 진공 소스(190)를 더 포함한다. 플라즈마 소스(130)는 제1 주입 포트(106)와 진공 소스(190) 사이의 위치에서 포어라인(102)에 결합된다.
[0050] 시약 전달 시스템(440)은 하나 이상의 산소 함유 시약들을 플라즈마 소스(130)의 상류의 포어라인(102)으로 전달한다. 대안적인 구현에서, 시약 전달 시스템(440)은 산소 함유 시약들을 플라즈마 소스(130)로 직접 전달하기 위해 플라즈마 소스(130)에 직접 결합될 수 있다. 시약 전달 시스템(440)은 유량 제어 디바이스(464a-464d)와 결합되는 산소 함유 시약 소스(470)와 결합된다. 유량 제어 디바이스들(464a-464d) 각각은 제1 도관(422a-422d)(총괄적으로 422)을 통해 포어라인 또는 플라즈마 소스, 이를테면 포어라인(102)(또는 플라즈마 소스(130))과 결합된다. 시약 전달 시스템(440)은 또한 제1 도관(422d)을 통해 제1 주입 포트(106)와 결합될 수 있다. 제1 도관들(422a-422d) 각각은 개별 처리 챔버의 포어라인으로 산소를 전달하기 위한 개별 처리 시스템에 각각 결합될 수 있다고 이해되어야 한다. 예를 들어, 시약 전달 시스템(440)은 4개의 개별 유량 제어 디바이스들(464a-464d)(총괄적으로 464)을 포함하는데, 4개의 개별 유량 제어 디바이스들 각각은 개별 처리 챔버들로 산소를 전달할 수 있다.
[0051] 산소 함유 시약 소스(470)는 제3 도관(458)을 통해 유량 제어 디바이스(464a-464d)와 결합된다. 산소 함유 시약 소스(470)로부터 시약 전달 시스템(440)으로의 산소의 흐름을 제어하기 위해 하나 이상의 밸브들(459) 및/또는 압력 조절기들(460)이 제3 도관(458)을 따라 포지셔닝될 수 있다. 압력 조절기(460)는 유량 제어 디바이스(464)의 하류의 압력을 측정 및 제어하는 데 사용될 수 있다. 각각의 압력 조절기는 (도시되지 않은) 압력 게이지와 결합되어 압력을 측정할 수 있는데, 이러한 압력은 압력 조절기(460)를 제어함으로써 유량 제어 디바이스(464)의 상류에서 압력을 설정하기 위해, 아래에서 논의되는 제어기(180)와 같은 제어 디바이스에 의해 이용될 수 있다.
[0052] 제1 도관들(422a-422d) 각각을 따라 유량 제어 디바이스(464a-464d)와 제1 주입 포트, 예를 들어 제1 주입 포트(106) 사이에 하나 이상의 밸브들이 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 밸브 방식은 산소 함유 시약 소스(470)로부터 포어라인(102)으로의 흐름을 제어하기 위한 온/오프 스위치로서 기능하는 양방향 제어 밸브(452a-452d)(총괄적으로 452), 및/또는 압력 조절기(454a-454d)(총괄적으로 454)를 포함할 수 있다. 유량 제어 디바이스(464)는 양방향 제어 밸브(452) 및 포어라인(102)의 상류에 배치될 수 있다. 양방향 제어 밸브(452)는 솔레노이드 밸브, 공압 밸브, 니들 밸브 등과 같은 임의의 적절한 제어 밸브일 수 있다. 유량 제어 디바이스(454)는 고정 오리피스, 질량 유량 제어기, 니들 밸브 등과 같은 임의의 적절한 능동 또는 수동 유량 제어 디바이스일 수 있다.
[0053] 다른 구현에서, 처리 시스템(400)은 저감 시스템(420)과 결합된 수증기 전달 시스템(480)을 더 포함한다. 일 구현에서, 수증기 전달 시스템(480)은 도관(482)을 통해 저감 시스템(420)과 결합된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 일 구현에서, 수증기 전달 시스템(480)은 포어라인(102)과 결합된다. 수증기 전달 시스템(480)은 주입 포트(484)를 통해 포어라인(102)과 결합될 수 있다. 동작시, 수증기 전달 시스템(480)은 포어라인(102) 내로 수증기를 전달하는데, 이는 시약 전달 시스템(440)으로부터 전달된 산소 함유 가스와 조합하여 저감 시약을 형성한다. 이어서, 플라즈마의 존재 하에서 폐기물 및 저감 시약이 활성화되어, 폐기물 내의 하나 이상의 F-가스들 및 저감 시약을 저감된 재료로 전환한다. 따라서 도 4의 처리 시스템(400)은 도 1의 처리 조건들과 유사한 처리 조건들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 그러나 시약 전달 시스템(440)은 개조(retrofit)로서 수증기 전달 시스템(480)과 같은 이미 존재하는 물 전달 시스템과 조합되어, 수증기 전달을 위해 기존의 물 전달 시스템들을 사용하고 개별 모듈들로부터 유입구로 물과 산소 모두를 첨가할 수 있다.
[0054] 도 4의 구현들은 개략적으로 표현되며, 단순하게 하기 위해 일부 컴포넌트들은 생략되었다. 예를 들어, 처리 챔버(110)로부터 폐기물 가스들을 제거하기 위해 터보 분자 펌프 등과 같은 고속 진공 펌프가 처리 챔버(110)와 포어라인(102) 사이에 배치될 수 있다. 추가로, 포어라인 가스, 시약 및/또는 플라즈마를 공급하기 위해 컴포넌트들의 다른 변형들이 제공될 수 있다.
[0055] 앞서 설명한 구현들은 많은 이점들을 갖는다. 예를 들어, 본 명세서에서 개시되는 기술들은 휘발성, 독성 및/또는 폭발성 폐기물을 보다 안전하게 취급될 수 있는 훨씬 더 양성인 화학 물질들로 전환할 수 있다. 플라즈마 저감 프로세스는 발화성 또는 독성 재료들의 보다 환경 친화적이고 안정적인 재료들로의 전환에 의해 그리고 작업자들에 의해 폐기물에 대한 극심한 노출 면에서 인간 건강에 유리하다. 플라즈마 저감 프로세스는 또한 폐기물 스트림으로부터 미립자들 및/또는 다른 부식성 재료들의 생성을 피함으로써 예를 들어, 진공 펌프들과 같은 반도체 처리 장비를 과도한 마모 및 조기 고장으로부터 보호한다. 더욱이, 진공 포어라인에 대해 저감 기술을 수행하는 것은 작업자들 및 장비에 추가 안전을 부가한다. 저감 프로세스 중에 장비 누출이 발생한다면, 외부 환경에 비해 폐기물의 낮은 압력은 폐기물이 저감 장비로부터 빠져나가는 것을 막는다. 추가로, 본 명세서에서 개시되는 저감 시약들 중 다수는 저가이며 다목적이다. 예를 들어, F-가스들의 저감에 사용되는 수증기(예컨대, H2O) 및 O2는 다목적이기도 하고 저가이기도 하다. 앞서 언급한 이점들은 예시이며 제한이 아니다. 모든 구현들이 모든 이점들을 가질 필요는 없다.
[0056] 요약하면, 본 명세서에서 설명되는 구현들 중 일부 구현들의 일부 이점들은 플라즈마 저감 시스템에 동시에 또는 순차적으로 수증기 및 산소를 제공하는 조합된 물 및 산소 전달 시스템을 포함한다. 일부 구현들에서, 조합된 물 및 산소 전달 시스템은 PFC들 및 SF6와 같은 F-가스들을 포함하는, 반도체 처리에 사용되는 가스 화학 물질들의 높은 온난화 가능성을 감소시키는 비용 효율적인 방식을 제공한다. 일부 구현들에서, 조합된 물 및 산소 전달 시스템은 불소화된 온실 가스 저감의 최적화를 가능하게 하는 동시에, 단지 수증기만을 또는 산소만을 사용할 때 생성될 수 있는 최소한의 고체 및 바람직하지 않은 가스 부산물들을 야기한다. 추가로, 본 명세서에서 설명되는 일부 구현들에서, 조합된 물 및 산소 전달 시스템은 펌프 후(post-pump) 저감 시스템들에 의해 통상적으로 처리되는 것보다 더 작은 용적인 실제 프로세스 가스 용적을 처리함으로써 더 적은 에너지를 사용하는 펌프 전 플라즈마 저감 솔루션을 제공한다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 조합된 물 및 산소 전달 시스템은 현재 이용 가능한 반도체 처리 챔버의 펌프 풋프린트 내에 설치될 수 있다.
[0057] 본 개시내용의 엘리먼트들 또는 이들의 예시적인 양상들 또는 구현(들)을 도입할 때, 단수 표현들 및 "상기"라는 표현들은 엘리먼트들 중 하나 이상이 존재함을 의미하는 것으로 의도된다.
[0058] "구성되는", "포함하는" 및 "갖는"이라는 용어들은 포괄적인 것으로 의도되며 열거된 엘리먼트들 이외의 추가 엘리먼트들이 존재할 수 있음을 의미한다.
[0059] 전술한 내용은 본 개시내용의 구현들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시내용의 다른 구현들 및 추가 구현들이 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (25)
- 방법으로서,
처리 챔버로부터의 폐기물(effluent)을 포어라인을 통해 플라즈마 소스로 흐르게 하는 단계 ― 상기 폐기물은 불소화(fluorinated) 온실 가스를 포함함 ―;
수증기 및 산소를 포함하는 저감 시약(abating reagent)을 상기 포어라인을 통해 상기 플라즈마 소스로 전달하는 단계 ― 상기 저감 시약을 전달하는 단계는:
상기 포어라인과 유체적으로 결합된 제1 도관을 통해 제1 시약 소스로부터의 상기 수증기를 상기 포어라인으로 전달하는 단계; 및
상기 제1 도관과 유체적으로 결합된 제2 도관을 통해 제2 시약 소스로부터의 상기 산소를 상기 포어라인으로 전달하는 단계
를 포함함 ―; 및
상기 불소화 온실 가스를 저감된 재료로 전환하기 위해 상기 플라즈마 소스에 의해 형성되는 플라즈마를 사용하여 상기 폐기물 및 상기 저감 시약을 활성화하는 단계를 포함하는,
방법. - 제1 항에 있어서,
상기 저감 시약 내의 수증기("X") 및 산소("Y")는 0.75X:0.25Y 내지 0.5X:0.5Y의 비를 갖는,
방법. - 제1 항에 있어서,
상기 불소화 온실 가스는 황 함유 가스를 포함하는,
방법. - 제3 항에 있어서,
상기 황 함유 가스는 SF6인,
방법. - 제1 항에 있어서,
상기 플라즈마는 유도 결합 플라즈마인,
방법. - 제1 항에 있어서,
상기 저감 시약과 상기 폐기물은 상기 플라즈마를 형성하기 전에 조합되는,
방법. - 제1 항에 있어서,
상기 수증기 및 산소가 동시에 상기 플라즈마 소스로 전달되는,
방법. - 제1 항에 있어서,
상기 처리 챔버는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD: plasma enhanced chemical vapor deposition) 챔버, 화학 기상 증착(CVD: chemical vapor deposition) 챔버 또는 물리 기상 증착(PVD: physical vapor deposition) 챔버인,
방법. - 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 동작들을 수행하도록 저감 시스템을 제어하게 하는 복수의 명령들을 저장한 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
상기 동작들은,
처리 챔버로부터의 폐기물을 포어라인을 통해 플라즈마 소스로 흐르게 하는 동작 ― 상기 폐기물은 불소화 온실 가스를 포함함 ―;
수증기 및 산소를 포함하는 저감 시약을 상기 포어라인을 통해 상기 플라즈마 소스로 전달하는 동작 ― 상기 저감 시약을 전달하는 동작은:
상기 포어라인과 유체적으로 결합된 제1 도관을 통해 제1 시약 소스로부터의 상기 수증기를 상기 포어라인으로 전달하는 동작; 및
상기 제1 도관과 유체적으로 결합된 제2 도관을 통해 제2 시약 소스로부터의 상기 산소를 상기 포어라인으로 전달하는 동작
을 포함함 ―; 및
상기 불소화 온실 가스를 저감된 재료로 전환하기 위해 상기 플라즈마 소스에 의해 형성된 플라즈마를 사용하여 상기 폐기물 및 상기 저감 시약을 활성화하는 동작을 포함하는,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제9 항에 있어서,
상기 저감 시약 내의 수증기("X") 및 산소("Y")는 0.75X:0.25Y 내지 0.5X:0.5Y의 비를 갖는,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제9 항에 있어서,
상기 불소화 온실 가스는 황 함유 가스를 포함하는,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제11 항에 있어서,
상기 황 함유 가스는 SF6인,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제9 항에 있어서,
상기 플라즈마는 유도 결합 플라즈마인,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제9 항에 있어서,
상기 저감 시약과 상기 폐기물은 상기 플라즈마를 형성하기 전에 조합되는,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 제9 항에 있어서,
상기 수증기 및 산소가 동시에 상기 플라즈마 소스로 전달되는,
컴퓨터 판독 가능 매체. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 방법으로서,
처리 챔버로부터의 폐기물을 포어라인을 통해 플라즈마 소스로 흐르게 하는 단계 ― 상기 폐기물은 불소화 온실 가스를 포함하고, 상기 포어라인은 상기 처리 챔버 및 상기 플라즈마 소스와 유체적으로 결합됨 ―;
수증기 및 산소를 포함하는 저감 시약을 상기 포어라인을 통해 상기 플라즈마 소스로 전달하는 단계 ― 상기 수증기("X") 및 상기 산소("Y")는 0.75X:0.25Y 내지 0.5X:0.5Y의 비를 가지고, 상기 저감 시약을 전달하는 단계는:
상기 포어라인과 유체적으로 결합된 제1 도관을 통해 제1 시약 소스로부터의 상기 수증기를 상기 포어라인으로 전달하는 단계; 및
상기 제1 도관과 유체적으로 결합된 제2 도관을 통해 제2 시약 소스로부터의 상기 산소를 상기 포어라인으로 전달하는 단계
를 포함함 ―; 및
저감된 재료를 생성하는 상기 저감 시약 및 상기 폐기물로부터 유도 결합 플라즈마를 형성하는 단계를 포함하는,
방법. - 제21 항에 있어서,
상기 불소화 온실 가스는 황 함유 가스를 포함하는,
방법. - 제22 항에 있어서,
상기 황 함유 가스는 SF6인,
방법. - 제21 항에 있어서,
상기 저감 시약 및 상기 폐기물은 상기 유도 결합 플라즈마를 형성하기 전에 조합되는,
방법. - 제21 항에 있어서,
상기 수증기 및 산소가 동시에 상기 플라즈마 소스로 전달되는,
방법.
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