CN100494764C - 用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，通过在工艺腔体与气体流量控制器之间加设一外加管路与抽气泵，以抽除泄漏残留在气体注入管路内且含量为气体流量控制器所无法监控的气体，以避免后续进行沉积工艺时，残留气体可能与工艺气体反应而产生爆炸或污染沉积薄膜。

Description

用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置
技术领域
本发明涉及一种用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，用于抽除位于工艺腔体前端管路的残留泄漏气体，以避免后续薄膜沉积工艺时可能引起的污染性反应。
背景技术
高密度等离子(HDP)具有较高的等离子离子浓度，因此往往使用于需较高密度材质的薄膜沉积与沟填(gap fill)能力的工艺上，以现有的VLSI工艺来说高密度等离子往往应用于硅化物介电层的沉积工艺上。
然而，硅来源于无机(inorganic)与有机(organic)等两大类。而硅甲烷(silane，SiH4)，即现在半导体工业里有别于其它非特用气体外，如N2及O2等，应用最为广泛特用气体。硅甲烷因沸点极低，大约仅有-112℃，因此在常温下是属于气态。但是因为硅甲烷是属于易爆性的有毒气体，因此在工艺中需严禁硅甲烷管路泄漏或残留在工艺气体管路中的情形发生。
虽然在工艺管路上往往装设有气体流量控制器(mass flow controller，MFC)，以监控气体的质量与流速，但是气体流量控制器无法监控细微少量的气体泄漏情况，此一问题在需硅甲烷气体的介电薄膜沉积工艺更凸显其严重性，其潜藏的爆炸危机与工艺失效的问题，让设备的工程师无不思及一更为有效的处理方法。
因此本发明针对上述之问题，提出一种用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，来有效的解决工艺管路内可能有残留气体的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，它能够有效的清除残留于管路的气体，以避免工艺的失效。
本发明的另一目的在于，提供一种用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，它能够制备出可靠性较佳的薄膜，降低组件的故障率，降低工艺失效的机率，进而降低工艺成本上的花费。
为达上述目的，本发明提供一种用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，其包括有一连结至工艺腔体的一气体注入管路，用以注入气体至工艺腔体，且在气体注入管路上有一气体流量控制器；一气体排出管路，其一端连结至工艺腔体，用以将工艺腔体内的气体排出，而另一端连结至一泵；以及一外加管路，其一端连接至工艺腔体与气体流量控制器间的气体注入管路上，且于连接处有一第三阀门，以进行气体注入管路与外加管路切换，而外加管路另一端连接至泵。
本发明通过在工艺腔体与气体流量控制器之间加设一外加管路与抽气泵，以抽除泄漏残留在气体注入管路内且含量为气体流量控制器所无法监控的气体，避免了后续进行沉积工艺时，残留气体可能与工艺气体反应而产生爆炸或污染沉积薄膜。解决了现有流量控制器无法监控气体注入管路内微量泄漏气体的缺点，进而降低工艺的危险性。
以下结合附图及实施例进一步说明本明。
附图说明
图1为本发明之气体管路示意图。
标号说明
10工艺腔体
12气体注入管路
14气体流量控制器
16气体管路
18第二阀门
20第一阀门
22气体排出管路
24抽气泵
26外加管路
28第四阀门
30过滤器
32第三阀门
具体实施方式
本发明为一种用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，请参阅图1，在此先声明，在示意图只是举一较为简单的高密度等离子机台的气体管路，以便于说明本发明，本领域技术人员应当知道阀门位置、洁净腔体管路的配置改变，这些均在本发明的保护范围之内。
如图1所示，本发明包括一用以进行高密度等离子沉积工艺的工艺腔体10；一用以将工艺气体输送至工艺腔体的气体注入管路12，且该气体注入管路12上安装有一用以监控气体注入流量的气体流量控制器(MFC)14；一清洗(purge)腔体用的气体管路16，它与气体注入管路12相连接，且为控制用来清洗工艺腔体10的气体流量与开、关在气体管路16上装设有的一第二阀门18，且为避免清洗工艺时，气体回流至气体流量控制器14，在气体流量控制器14前端的气体注入管路16上装设有一第一阀门20，其中清洗工艺腔体所使用的气体一般为氮气；一气体排出管路22，其一端与工艺腔体10相连接，另一端与一抽气泵24相连接，该抽气泵24将工艺腔体10内的经反应后气体抽离腔体10；一外加管路26，其一端连接于介于气体流量控制器14与工艺腔体10间的气体注入管路12上，且为控制外加气体管路26与气体注入管路12间的切换，在外加管路26与气体注入管路12连接处设置有一第三阀门32来控制切换，外加管路26另一端与气体排出管路22相连接，其中该连接方式可通过一三通管路来达成，且为切换抽气泵24抽气的管路，在外加管路26邻近气体排出管路22的适当位置上装设有一第四阀门28，且外加管路26上更装设有一过滤器30，用于对排出的泄漏气体进行过滤。
当进行介电层沉积前，此时第一阀门20与第二阀门18处于关闭状态，将第三阀门32与第四阀门28开启，并启动抽气泵24进行抽气，来将残存于气体注入管路12间少量气体抽离，如硅甲烷，如此就可以避免流量控制器14所无法监控的少量泄漏气体残存于气体注入管12内的问题。
本发明还可避免当具危险性气体如硅甲烷泄漏于气体管路时，会导致后续介电层沉积工艺可能产生的爆炸的危机。
综上所述，本发明用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，解决了现有流量控制器无法监控气体注入管路内微量泄漏气体的缺点，进而降低工艺的危险性。
以上所述的仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，因此凡依照本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所作的等同变化与修饰，均应涵盖在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1、一种用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，其特征在于包括：
一用于注入气体至该工艺腔体的气体注入管路，其连结至该工艺腔体，且在该气体注入管路上安装有一气体流量控制器；
一用于将该工艺腔体内气体排出的气体排出管路，其一端连结至该工艺腔体，该气体排出管路另一端连结至一抽气泵；以及
一用于控制管路切换的外加管路，其一端连接至介于该气体流量控制器与该工艺腔体的该气体注入管路上，且连接处有一第三阀门，该外加管路另一端连接至该抽气泵。
2、根据权利要求1所述的用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，其特征在于：该气体管路装置还设置有一气体清洗管路。
3、根据权利要求2所述的用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，其特征在于：所述气体清洗管路所使用的气体为氮气。
4、根据权利要求2所述的用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，其特征在于：所述气体清洗管路上装设有一控制用来清洗的气体流量的第二阀门。
5、根据权利要求2所述的用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，其特征在于：所述气体清洗管路与介于气体流量控制器与第三阀门之间的气体注入管路相连接。
6、根据权利要求5所述的用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，其特征在于：还包括一设于该流量控制器与该气体清洗管路之间的避免清洗用气体回流至该流量控制器的第一阀门。
7、根据权利要求1所述的用于与高密度等离子机台的工艺腔体连接的气体管路装置，其特征在于：所述外加管路上有一控制外加管路流入该抽气泵的气体流量之第四阀门。
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