等離子體前級熱反應(yīng)器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開內(nèi)容涉及處理真空處理系統(tǒng)排放氣體的方法和裝置。此外，也公開了保養(yǎng)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的方法和裝置。在一些實(shí)施方式中，用于處理真空處理系統(tǒng)前級中排放氣體的裝置包括耦接于處理腔室前級的等離子體源、耦接于所述等離子體源的處理劑源、以及下游收集器以冷卻排放流及收集排放流中的粒子。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與真空處理系統(tǒng)一起使用，并且一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)能夠被隔離及進(jìn)行保養(yǎng)(例如清潔)，同時(shí)另一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中的排放氣體處理仍持續(xù)，并且所述真空處理系統(tǒng)中的處理持續(xù)。
【專利說明】
等離子體前級熱反應(yīng)器系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開內(nèi)容的實(shí)施方式總體涉及真空處理技術(shù)。尤其是，本公開內(nèi)容的實(shí)施方式涉及一種用于控制來自真空處理系統(tǒng)的排放氣體的反應(yīng)與凝結(jié)、及所述真空處理系統(tǒng)的清潔方法。【背景技術(shù)】
[0002]平板顯示器與半導(dǎo)體工業(yè)、以及其他工業(yè)都使用真空處理(例如化學(xué)氣相沉積 (CVD))技術(shù)以制造高純度的固體材料。這種工藝經(jīng)常用以生產(chǎn)薄膜。在許多真空處理技術(shù)中，基板(例如晶片)暴露于一個(gè)或多種揮發(fā)性前驅(qū)氣體(即蒸氣)中，前驅(qū)氣體與基板表面反應(yīng)且/或在基板表面上分解以產(chǎn)生所需要的沉積物。通常，還會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物氣體，它會(huì)從反應(yīng)腔室抽出。
[0003]CVD與其他真空處理設(shè)備所使用的工藝氣體包含許多種化合物，由于法規(guī)要求與對環(huán)保的考慮，這些化合物在棄置之前必須先經(jīng)去除(abate)或處理。通常，某些工藝氣體并不在基板上形成沉積物，而與副產(chǎn)物氣體(若有的話)一起從反應(yīng)腔室抽出。從反應(yīng)腔室抽出的氣體統(tǒng)稱為排放氣體。
[0004]在被抽出反應(yīng)腔室之后，從反應(yīng)腔室抽出的排放氣體會(huì)與它們流經(jīng)的管、栗或其他設(shè)備反應(yīng)，且/或凝結(jié)于這些管、栗或其他設(shè)備上。若未采取可避免排放氣體反應(yīng)或凝結(jié)的步驟，由排放氣體所沉積的化學(xué)物質(zhì)累積會(huì)阻塞管并破壞栗。若沒有任何有效方式來原位清潔設(shè)備中不想要的沉積物，則必須移除或中斷所述的設(shè)備以進(jìn)行“離線”清潔。若必須開啟所述的設(shè)備來完成清潔，這會(huì)導(dǎo)致過多的反應(yīng)腔室停工時(shí)間。這個(gè)問題存在于許多類型的真空處理腔室中，例如蝕刻反應(yīng)器、離子注入腔室、等離子體處理腔室、原子層沉積腔室等。
[0005]因此，存在對于改善處理與保養(yǎng)技術(shù)的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供了一種用于處理真空處理腔室排放氣體的前級(foreline)等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)(subsystem)。所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)一般包括等離子體源與下游收集器， 所述等離子體源具有以耦接于所述真空處理腔室配置的進(jìn)口，所述下游收集器耦接于所述等離子體源的排出口。此處所實(shí)施的方法一般包含在所述等離子體源中從一種或多種氣體產(chǎn)生等離子體，使等離子體與排放氣體混合，冷卻收集器中等離子體與排放氣體的混合物， 以及于收集器中收集由等離子體與排放氣體混合物形成的粒子。
[0007]在另一實(shí)施方式中，提供了一種用于處理真空處理腔室排放氣體的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)。所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)一般包括:耦接于所述真空處理腔室的等離子體源、可操作以使所述等離子體源與所述真空處理腔室隔離的第一閥門、耦接于所述等離子體源的保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源、耦接于所述等離子體源的排出口的下游收集器、可操作以使所述下游收集器與真空栗隔離的第二閥門、以及可操作以使來自所述下游收集器的氣體繞過所述真空栗、并直接流至消除子系統(tǒng)的保養(yǎng)排氣閥門。
[0008]在另一實(shí)施方式中，提供了一種用于處理真空處理系統(tǒng)排放氣體的前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)。所述前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)一般包括:閥門，所述閥門可操作以引導(dǎo)排放氣體至至少兩個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)之一，其中每一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)包括:耦接于所述閥門的等離子體源、耦接于所述等離子體源的下游收集器、耦接于所述等離子體源的保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源、以及保養(yǎng)排氣閥門，所述保養(yǎng)排氣閥門可操作以使來自所述下游收集器的氣體繞過所述真空處理系統(tǒng)的真空栗并直接流至所述真空處理系統(tǒng)的消除子系統(tǒng);及閥門，在每一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的下游，可操作以使每一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與所述真空栗隔離。
[0009]在另一實(shí)施方式中，提供了一種用于避免粒子在真空栗與真空處理系統(tǒng)的前級中累積的方法。所述方法一般包含:使等離子體與來自所述真空處理系統(tǒng)的排放氣體混合，并由此形成排放流，冷卻所述的等離子體與排放氣體混合物，以及收集由等離子體與排放氣體混合物形成的粒子。[〇〇1〇]在另一實(shí)施方式中，提供了一種用于保養(yǎng)真空處理中所用的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的方法。所述方法一般包含:通過操作閥門使所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與下列物體隔離:排放氣體和真空栗，對所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)供應(yīng)(即引入)凈化氣體，開啟從所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)至消除子系統(tǒng)的閥門，及于所述消除子系統(tǒng)中去除所述凈化氣體和所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中所形成(例如由所述凈化氣體與排放氣體所形成)的化合物。
[0011]在另一實(shí)施方式中，提供了一種用于處理來自真空處理(例如CVD)操作的排放氣體、同時(shí)保養(yǎng)(例如清潔)第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的方法。所述方法一般包含:操作第一閥門以引導(dǎo)排放氣體從所述第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)離開而進(jìn)入第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中，操作第二閥門以使所述第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與真空栗隔離并使所述第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)連接于所述真空栗，引入至少一種凈化氣體至所述第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中，操作第三閥門以使氣體從所述第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)流至消除子系統(tǒng)，以及在所述消除子系統(tǒng)中去除所述凈化氣體及在所述第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中所形成的化合物。
[0012]附圖簡述
[0013]上述簡要總結(jié)的本公開內(nèi)容的上述特征能夠被詳細(xì)理解的方式、以及對本公開內(nèi)容的更特定的描述可參考實(shí)施方式而獲得，本公開內(nèi)容實(shí)施方式中的一些實(shí)施方式示出于附圖中。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示了本公開內(nèi)容的典型實(shí)施方式，因而不應(yīng)被視為對發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明也能允許有其它的等效實(shí)施方式。
[0014]圖1圖示根據(jù)本公開內(nèi)容特定方面的真空處理系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖2圖示根據(jù)本公開內(nèi)容特定方面用以避免粒子累積于真空栗與真空處理系統(tǒng)的前級的示例性操作。
[0016]圖3圖示根據(jù)本公開內(nèi)容特定方面的真空處理系統(tǒng)的示意圖。
[0017]圖4圖示根據(jù)本公開內(nèi)容特定方面的用于保養(yǎng)真空處理中所用的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的示例性操作。
[0018]圖5圖示根據(jù)本公開內(nèi)容特定方面的真空處理系統(tǒng)的示意圖。
[0019]圖6圖示根據(jù)本公開內(nèi)容特定方面的用于處理真空處理系統(tǒng)排放氣體的示例性操作。
[0020]為了便于理解，盡可能使用了相同的數(shù)字標(biāo)號來標(biāo)示附圖中共通的相同元件。考慮到一個(gè)實(shí)施方式中所公開的元件在沒有特定描述下可有益地運(yùn)用于其他實(shí)施方式中?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]提供了一種用于處理真空處理系統(tǒng)排放物的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與方法。 前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)能處理真空處理排放氣體，使經(jīng)處理的排放氣體具有降低的粒狀物累積及對于真空栗和下游排放流處理設(shè)備的破壞性。舉例而言，本文所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)處理排放氣體，使得排放氣體于收集粒子的所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中形成粒子，而于下游的栗、管和其他設(shè)備中形成減量的粒子。
[0022]本文所公開的一個(gè)實(shí)施方式產(chǎn)生等離子體、使等離子體與排放氣體混合、冷卻排放氣體和等離子體的混合物、并收集由排放氣體與等離子體的混合物形成的粒子。等離子體加熱排放氣體，并可能與排放氣體反應(yīng)而形成其他物質(zhì)。冷卻排放氣體和等離子體的混合物可使氣體凝結(jié)于收集器表面上或與收集器表面反應(yīng)。[〇〇23]另一個(gè)實(shí)施方式(不與第一個(gè)實(shí)施方式絕對相關(guān))是借由使用閥門將前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與下列物體隔離:排放氣體和真空栗、對所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)供應(yīng)凈化氣體、及開啟從子系統(tǒng)到消除系統(tǒng)的閥門，以清潔所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)。舉例而言，前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)可以與排放氣體隔離，并以氧進(jìn)行凈化。在所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與燃燒/濕式消除子系統(tǒng)之間的閥門會(huì)被開啟，而氧會(huì)挾帶來自所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的粒子，并將粒子帶到所述燃燒/濕式消除子系統(tǒng)中，粒子會(huì)在所述燃燒/濕式子系統(tǒng)處進(jìn)行燃燒與收集。[〇〇24]另一個(gè)實(shí)施方式(不與第一及第二實(shí)施方式絕對相關(guān))是一種前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)前級、各個(gè)前級的等離子體源、在各個(gè)前級上的下游收集器、在收集器下游且可操作以使各個(gè)前級與真空栗隔離的閥門、及可使來自前級的氣體繞過所述真空栗并直接流至消除子系統(tǒng)的保養(yǎng)排氣閥門。
[0025]另一個(gè)實(shí)施方式(不與第一、第二及第三實(shí)施方式絕對相關(guān))是操作第一閥門以引導(dǎo)排放氣體至第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中且離開第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)， 操作第二閥門以使氣體從所述第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)流至真空栗、同時(shí)使所述第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與所述真空栗隔離，將凈化氣體引入至所述第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中，以及操作第三閥門以使氣體從所述第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)流至消除子系統(tǒng)。[〇〇26]圖1為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的真空處理系統(tǒng)100的示意圖，真空處理系統(tǒng)100含有前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)150。在一個(gè)實(shí)施方式中，前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)150包含等離子體源152、前級氣體冷卻器(即收集器)154及處理劑(例如反應(yīng)氣體)源156。[〇〇27] 真空處理系統(tǒng)100包含真空處理腔室106,例如蝕刻反應(yīng)器處理腔室、離子注入腔室、等離子體處理腔室、原子層沉積腔室等。在圖1所描繪的實(shí)施方式中，真空處理腔室106 是CVD腔室?？蛇x的加熱器122(例如電阻式帶加熱器)可設(shè)置為與前級108相鄰，以加熱前級 108和前級108內(nèi)的排放氣體。加熱器122可用以使設(shè)在真空處理腔室106與等離子體源152之間的前級108的表面保持在可防止排放氣體中材料凝結(jié)在前級108的側(cè)壁上的溫度。 [〇〇28]將等離子體源152設(shè)置于真空處理腔室106的下游，其中等離子體源152的進(jìn)口是耦接于真空處理腔室106。將等離子體源152的排出口耦接于前級氣體冷卻器154。前級氣體冷卻器154可包括冷卻劑線圈158以冷卻等離子體和排放氣體混合物。前級108使排放氣體從真空處理腔室106流至等離子體源152、從等離子體源152流至前級氣體冷卻器154、以及從前級氣體冷卻器154流至工藝真空栗110。排放線路112使氣體從工藝真空栗110流至消除子系統(tǒng)114。
[0029]等離子體源152、前級108、工藝真空栗110以及相關(guān)的硬設(shè)備(hardware)可由一種或多種與工藝相容的材料制成，例如錯(cuò)、陽極氧化錯(cuò)(anodized aluminum)、鍍鎳錯(cuò)、不銹鋼、及這些材料的組合與合金。例如，前級氣體冷卻器154是由類似的可與工藝相容的材料所形成，或由可使排放氣體凝結(jié)的材料所形成。例如，如半導(dǎo)體制造業(yè)中所已知，消除子系統(tǒng)114可為燃燒/濕式消除子系統(tǒng)。
[0030]等離子體源152可由處理劑源156供以一種或多種處理劑(未示)，例如氧02,等離子體源152從處理劑產(chǎn)生等離子體。等離子體源152可通過多種技術(shù)產(chǎn)生等離子體，包括射頻式(RF)、直流式(DC)或微波式(MW)放電(power discharge)技術(shù)。等離子體也可利用加熱式技術(shù)、氣體分解技術(shù)、高強(qiáng)度光源(例如紫外線能量)、或暴露于X射線源來產(chǎn)生。等離子體源152使所產(chǎn)生的等離子體與排放氣體混合，并且加熱排放氣體。在一些實(shí)施方式中，等離子體也與排放氣體反應(yīng)以形成其他物質(zhì)，這些物質(zhì)可能不具氣體的形式。舉例而言，等離子體可與排放氣體反應(yīng)，以形成二氧化硅Si〇2粒子。在下文中，等離子體、排放氣體及其他物質(zhì)的混合物會(huì)被稱為排放流。
[0031]前級氣體冷卻器154冷卻排放流。為了冷卻前級108與通過前級的排放流，對前級氣體冷卻器154供以工藝?yán)鋮s水(PCW，未示)或二氧化碳C02(未示)。舉例而言，PCW、C02或氟利昂類的冷劑(refrigerant)會(huì)循環(huán)通過冷卻劑線圈158，以冷卻所述排放流。根據(jù)特定的實(shí)施方式，除冷卻劑線圈158以外、或取而代之，前級氣體冷卻器154可包括冷卻收集板160， 以于排放流和冷卻表面之間提供良好的表面區(qū)域界面。例如，可以對前級氣體冷卻器154供以PCW，以使排放流冷卻至約10攝氏度。冷卻排放流會(huì)使部分的排放流凝結(jié)在前級氣體冷卻器154的表面上、和/或與表面反應(yīng)，前級氣體冷卻器154的表面含有收集器結(jié)構(gòu)以收集凝結(jié)或反應(yīng)至前級氣體冷卻器154表面上的粒子。
[0032]減去了前級氣體冷卻器154中收集的全部粒子的排放流離開前級氣體冷卻器154， 并流至工藝真空栗110。排放流在前級氣體冷卻器154中的凝結(jié)與反應(yīng)減少了由排放流沉積于工藝真空栗110中的粒子量，使工藝真空栗110在必須的保養(yǎng)之間具有較久的壽命與較長的時(shí)間。舉例而言，在保養(yǎng)活動(dòng)之間，不使用前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的工藝真空栗可持續(xù)工作兩個(gè)月或三個(gè)月，但在使用前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)時(shí)，則可在保養(yǎng)活動(dòng)之間持續(xù)工作達(dá)六個(gè)月至十二個(gè)月。[〇〇33]圖2圖示了一種示例性操作200,示例性操作200可以實(shí)施以避免粒子在真空栗與真空處理系統(tǒng)(例如真空處理系統(tǒng)100)的前級中累積，舉例而言，示例性操作200可根據(jù)本公開內(nèi)容特定方面的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)實(shí)施。如圖所示，在方塊202,等離子體源產(chǎn)生等離子體并使等離子體與排放氣體混合，形成排放流。舉例而言，參照圖1，等離子體源 152從氧產(chǎn)生等離子體，并將等離子體與來自真空處理腔室106的排放氣體混合，形成排放流。在方塊204(見圖2)，操作以冷卻排放流繼續(xù)。舉例而言(見圖1)，前級氣體冷卻器154能使冷卻水通過圍繞在前級108周圍的線圈，使前級與排放流冷卻至10攝氏度。在方塊206(見圖2)，操作以自排放流收集粒子繼續(xù)。舉例而言(見圖1)，在前級氣體冷卻器154內(nèi)部，粒子會(huì)被收集在一組檔板中，粒子會(huì)凝結(jié)在檔板上。
[0034]根據(jù)特定的實(shí)施方式，前級氣體冷卻器154可借由使鹵碳類冷卻劑(例如氟氯碳化物或氫氟碳化物)或冷卻的C02通過前級周圍的線圈、或借由該領(lǐng)域中所已知的其他方式來冷卻等離子體與排放氣體的混合物。
[0035]圖3為根據(jù)本公開內(nèi)容一個(gè)實(shí)施方式的含有前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)350的真空處理系統(tǒng)300的示意圖。圖3中所示的真空處理系統(tǒng)300與圖1中所示的真空處理系統(tǒng)100 類似，但真空處理系統(tǒng)300另具有可用于保養(yǎng)所述前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的額外構(gòu)件。 [〇〇36] 真空處理系統(tǒng)300包括真空處理腔室306,例如蝕刻反應(yīng)器處理腔室、離子注入腔室、等離子體處理腔室、原子層沉積腔室等。在圖3所描繪的實(shí)施方式中，真空處理腔室306 是CVD腔室?？梢詫⒓訜崞?22設(shè)置為與前級308相鄰，以加熱前級308與排放氣體。[〇〇37]在一個(gè)實(shí)施方式中，前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)350包括等離子體源352、前級氣體冷卻器(即收集器)354、處理劑(例如反應(yīng)氣體)源356、保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源366、第一閥門358、第二閥門370、以及保養(yǎng)排氣閥門372。第一閥門358設(shè)于真空處理腔室306和前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)350之間的前級308上。保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源366連接至第一閥門358與等離子體源352之間的前級308。例如，保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源366對前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)供應(yīng)凈化氣體(例如空氣、氮N2、氧02、三氟化氮NF3或全氟碳化物(PFC))，以作為保養(yǎng)活動(dòng)的一部分凈化來自前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)350的排放氣體(例如排放流)。[〇〇38]將等離子體源352設(shè)置于保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源366的下游，以及前級氣體冷卻器 354的上游。保養(yǎng)排氣閥門372連接至前級氣體冷卻器354的下游的前級308。將第二閥門370 設(shè)置于連接至前級308的保養(yǎng)排氣閥門372和工藝真空栗310之間。前級308使排放氣體(例如排放流)從真空處理腔室306流至第一閥門358、從第一閥門358流至等離子體源352、從等離子體源352流至前級氣體冷卻器354、從前級氣體冷卻器354流至保養(yǎng)排氣閥門372與第二閥門370,以及從第二閥門370流至工藝真空栗310。保養(yǎng)線路324使氣體可從保養(yǎng)排氣閥門 372流至消除子系統(tǒng)334。[〇〇39]排放線路312可使氣體從工藝真空栗310流至消除子系統(tǒng)334。等離子體源352、前級308、工藝真空栗310、第一閥門358、第二閥門370、保養(yǎng)排氣閥門372、保養(yǎng)線路324及相關(guān)的硬設(shè)備可由一種或多種與工藝相容的材料形成，例如鋁、陽極氧化鋁、鍍鎳鋁、不銹鋼、及這些材料的組合與合金。例如，前級氣體冷卻器354是由類似的可與工藝相容的材料所形成，或由可使排放氣體凝結(jié)的材料所形成。例如，如半導(dǎo)體制造業(yè)中所已知，消除子系統(tǒng)334 可為燃燒/濕式消除子系統(tǒng)。
[0040]圖4圖示了一種用于保養(yǎng)(例如清潔)真空處理系統(tǒng)(例如化學(xué)氣相沉積(CVD)系統(tǒng))中所用的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的示例性操作400。操作400開始于方塊402,通過操作閥門使前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與排放氣體和真空栗隔離。舉例而言，參照圖3,可以操作第一閥門358和第二閥門370以自真空處理腔室306與工藝真空栗310隔離前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)350。[〇〇41]在方塊404,操作400(見圖4)以對前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)供應(yīng)(即引入)凈化氣體來繼續(xù)。舉例而言(見圖3)，前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)350可利用從保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源366引入的流率受控的氧O2予以凈化，以確保任何殘留的反應(yīng)性或發(fā)火性(pyrophoric)化合物(來自例如排放流)的完全反應(yīng)，后接以氮N2凈化，以使前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)350被移除以進(jìn)行清潔和保養(yǎng)。
[0042]在方塊406(見圖4)，操作由開啟從前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)至消除子系統(tǒng)(例如燃燒/濕式減弱子系統(tǒng))的閥門來繼續(xù)。舉例而言(見圖3)，保養(yǎng)排氣閥門372可以于前級308和保養(yǎng)線路324之間開啟。
[0043]在方塊408，操作400(見圖4)以于消除子系統(tǒng)中去除在前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中形成(例如由凈化氣體與排放氣體所形成)的凈化氣體與化合物來繼續(xù)。舉例而言(見圖3)，氮他和氧O2凈化氣體、反應(yīng)的排放氣體、以及粒子會(huì)流至消除子系統(tǒng)334(例如燃燒/濕式消除子系統(tǒng))并且被去除。
[0044]圖5圖示了根據(jù)本公開內(nèi)容一個(gè)實(shí)施方式的真空處理系統(tǒng)500的示意圖，真空處理系統(tǒng)500含有前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)540，前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)540包括第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A與第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550B。雖然前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)540是以兩個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A和550B加以說明，但本公開內(nèi)容并沒有特別限制，在真空處理系統(tǒng)的前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)中可含有任何數(shù)量的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)。圖5中所示的真空處理系統(tǒng)500與圖3所示的真空處理系統(tǒng)300類似，但真空處理系統(tǒng)500具有所述的其他構(gòu)件。其他構(gòu)件使真空處理腔室506工作，同時(shí)保養(yǎng)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A、550B中的一個(gè)。真空處理系統(tǒng)500包括前級508、前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)540、工藝真空栗510、排放線路512、消除子系統(tǒng)514及真空處理腔室506。前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)540包括第一閥門558、第二閥門570、第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A及第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550B。真空處理腔室506可為蝕刻反應(yīng)器處理腔室、離子注入腔室、等離子體處理腔室、原子層沉積腔室等。在圖5所描繪的實(shí)施方式中，真空處理腔室506是CVD腔室?？梢栽O(shè)置加熱器522為與前級508相鄰，以加熱前級508及前級508內(nèi)的排放氣體。
[0045]在一個(gè)實(shí)施方式中，兩個(gè)等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A和550B包括前級509A和前級509B、等離子體源552A和552B、處理劑(例如反應(yīng)氣體)源556A和556B、前級氣體冷卻器(SP收集器)554A和554B、保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源566A和566B、以及保養(yǎng)排氣閥門572A和572B。
[0046]設(shè)置第一閥門558以連接前級508與前級509A和509B，且于真空處理腔室506與前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A和550B之間。保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源566A和566B于第一閥門558與等離子體源552A和552B之間連接至前級509A和509B。根據(jù)特定的實(shí)施方式，保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源566A和566B為一個(gè)供應(yīng)源，但具有連接至各個(gè)前級509A和509B的閥門與管。
[0047]將等離子體源552A和552B設(shè)置于保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源566A和566B的下游、前級氣體冷卻器554A和554B的上游。保養(yǎng)排氣閥門572A和572B連接至前級氣體冷卻器554A和554B的下游的前級509A和509B。將第二閥門570設(shè)置在保養(yǎng)排氣閥門連接部與處理真空栗510之間。
[0048]前級508使排放氣體從真空處理腔室506流至第一閥門558。前級509A和509B使排放氣體從第一閥門558流至等離子體源552A或552B、從等離子體源552A和552B流至前級氣體冷卻器554A和554B、從前級氣體冷卻器554A和554B流至保養(yǎng)排氣閥門572A和572B與第二閥門570，以及從第二閥門570流至工藝真空栗510。保養(yǎng)線路524A和524B使氣體可從保養(yǎng)排氣閥門572A和572B流至消除子系統(tǒng)514。排放線路512使氣體可從工藝真空栗510流至消除子系統(tǒng)514。
[0049]等離子體源552A和552B、前級508、前級509A和509B、工藝真空栗510、第一閥門558、第二閥門570、保養(yǎng)排氣閥門572A和572B、保養(yǎng)線路524A和524B及相關(guān)硬設(shè)備可由一種或多種與工藝相容的材料形成，例如鋁、陽極氧化鋁、鍍鎳鋁、不銹鋼、及這些材料的組合與合金。例如，前級氣體冷卻器554A和554B可由類似的與工藝相容的材料所形成，或由可使排放氣體凝結(jié)的材料所形成。例如，如半導(dǎo)體制造業(yè)中所已知，消除子系統(tǒng)514可為燃燒/濕式消除子系統(tǒng)。
[0050]圖6圖示了一種示例性操作600，用以處理來自真空處理(例如CVD)操作的排放氣體、同時(shí)保養(yǎng)(例如清潔)第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)。操作600開始于方塊602，操作第一閥門以引導(dǎo)排放氣體離開第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)而進(jìn)入第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)。舉例而言，參照圖5，可以操作第一閥門558以使第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A與真空處理腔室506隔離，第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A包括等離子體源552A和前級氣體冷卻器554A;并且將第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550B連接于真空處理腔室506，第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550B包括等離子體源552B與前級氣體冷卻器554B。
[0051]操作600(見圖6)于方塊604繼續(xù)，操作第二閥門以使第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與真空栗隔離，并將第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)連接于真空栗。舉例而言(見圖5)，可以操作第二閥門570，以使第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A與處理真空栗510隔離，第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550A包括等離子體源552A和前級氣體冷卻器554A;并將第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550B連接于工藝真空栗510，第二前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)550B包括等離子體源552B與前級氣體冷卻器554B。
[0052]在方塊606(見圖6)，操作600以對第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)引入至少一種凈化氣體來繼續(xù)。舉例而言(圖5)，保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源566A可對在等離子體源552A上游的前級509A供應(yīng)氮N2與氧O2。
[0053]在方塊608(見圖6)，操作600以操作第三閥門以使氣體從第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)流至消除子系統(tǒng)中繼續(xù)。舉例而言(見圖5)，保養(yǎng)排氣閥門572A可于前級509A和保養(yǎng)線路524A之間開啟。
[0054]操作600(見圖6)于方塊610繼續(xù)，于消除子系統(tǒng)中去除凈化氣體與在第一前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中所形成的化合物。舉例而言，氮與氧凈化氣體、反應(yīng)的廢氣以及粒子可流至消除子系統(tǒng)514并且被去除。
[0055]可使用系統(tǒng)控制器(未示)以調(diào)節(jié)真空處理系統(tǒng)100、300與500的運(yùn)作。系統(tǒng)控制器可在儲存于電腦硬盤驅(qū)動(dòng)器(hard di sk drive)的電腦程式的控制下運(yùn)作。舉例而言，電腦程式可專管工藝次序與定時(shí)、氣體的混合(mixture)、腔室壓力、RF功率等級、基座定位、流量閥的開啟與關(guān)閉、以及特定工藝的其他參數(shù)。
[0056]上述非限制實(shí)例為提供對前述說明的更佳理解而提供。雖然這些實(shí)例可以是針對特定的實(shí)施方式，但這些實(shí)例不應(yīng)被解釋為將本公開內(nèi)容限制于任一特定方面。
[0057]盡管前述是針對本公開內(nèi)容的實(shí)施方式，但在不脫離本公開內(nèi)容的基本范圍的條件下，可設(shè)計(jì)本公開內(nèi)容的其他及進(jìn)一步實(shí)施方式，且本公開內(nèi)容的保護(hù)范圍由以下權(quán)利要求確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于處理真空處理腔室排放氣體的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，包括:等離子體源，所述等離子體源具有第一進(jìn)口，配置所述第一進(jìn)口以耦接于所述真空處 理腔室;及下游收集器，所述下游收集器耦接于所述等離子體源的排出口。2.如權(quán)利要求1所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:處理劑源，所述處理劑源具有排出口，所述排出口耦接于所述等離子體源的第二進(jìn)口。3.如權(quán)利要求2所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，其中所述下游收集器包括用于冷 卻所述排放氣體的線圈。4.如權(quán)利要求1所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，其中所述下游收集器包括用于冷 卻所述排放氣體的線圈。5.如權(quán)利要求1所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，其中所述下游收集器包括用于冷 卻所述排放氣體的冷卻收集板。6.—種用于處理真空處理腔室排放氣體的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，包括:等離子體源，所述等離子體源耦接于所述真空處理腔室；第一閥門，可操作所述第一閥門以使所述等離子體源與所述真空處理腔室隔離；保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源，所述保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源耦接于所述等離子體源；下游收集器，所述下游收集器耦接于所述等離子體源的排出口；第二閥門，可操作所述第二閥門以使所述下游收集器與真空栗隔離;及 保養(yǎng)排氣閥門，可操作所述保養(yǎng)排氣閥門以使來自所述下游收集器的氣體繞過所述真 空栗并直接流至消除子系統(tǒng)。7.如權(quán)利要求6所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:處理劑源，所述處理劑源具有排出口，所述排出口耦接于所述等離子體源的進(jìn)口。8.如權(quán)利要求7所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，其中所述下游收集器包含用于冷 卻所述排放氣體的線圈。9.如權(quán)利要求6所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，其中所述下游收集器包含用于冷 卻所述排放氣體的線圈。10.如權(quán)利要求6所述的前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)，其中所述下游收集器包含用于冷 卻所述排放氣體的冷卻收集板。11.一種用于處理真空處理系統(tǒng)排放氣體的前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)，包括:第一閥門，可操作所述第一閥門以將排放氣體引導(dǎo)至至少兩個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子 系統(tǒng)之一，其中每一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)包括:等離子體源，所述等離子體源耦接于所述閥門，下游收集器，所述下游收集器耦接于所述等離子體源，保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源，所述保養(yǎng)凈化氣體供應(yīng)源耦接于所述等離子體源，及 保養(yǎng)排氣閥門，可操作所述保養(yǎng)排氣閥門以使來自所述下游收集器的氣體繞過所述真 空處理系統(tǒng)的真空栗且直接流至所述真空處理系統(tǒng)的消除子系統(tǒng);及第二閥門，所述第二閥門在各個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的下游，可操作所述第二 閥門以使各個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)與所述真空栗隔離。12.如權(quán)利要求11所述的前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)，進(jìn)一步包括:至少一個(gè)處理劑源，所述至少一個(gè)處理劑源具有排出口，所述排出口耦接于所述至少 兩個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)中至少一個(gè)的等離子體源的進(jìn)口。13.如權(quán)利要求12所述的前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)前級等離子體 反應(yīng)器子系統(tǒng)中至少一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的所述下游收集器包括用于冷卻所 述排放氣體的線圈。14.如權(quán)利要求11所述的前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)前級等離子體 反應(yīng)器子系統(tǒng)中至少一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的所述下游收集器包括用于冷卻所 述排放氣體的線圈。15.如權(quán)利要求11所述的前級等離子體反應(yīng)器系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)前級等離子體 反應(yīng)器子系統(tǒng)中至少一個(gè)前級等離子體反應(yīng)器子系統(tǒng)的所述下游收集器包括用于冷卻所 述排放氣體的冷卻收集板。
【文檔編號】C23C16/44GK106029217SQ201580009058
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月9日
【發(fā)明人】科林·約翰·迪金森
【申請人】應(yīng)用材料公司