CN104246983B - 高容量外延硅沉积系统的气体回收和减量系统 - Google Patents

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Abstract

本文提供了气体回收和减量。在一些实施方式中，气体回收和减量系统可包括：腔室，所述腔室具有界定内部容积的壁；第一主体，所述第一主体延伸到内部容积中且具有设置在第一主体中的沟道以将第一气体提供至腔室，其中所述第一主体与壁间隔开以在第一主体与壁之间界定反应容积；多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕第一主体以提供射频能量来加热第一主体，其中所述多个射频线圈被设置成在与第一主体相对的反应容积的一侧上接近腔室的壁；和陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕第一主体，其中所述陶瓷层具有一个或更多个开口，以通过陶瓷层将第二气体提供至腔室的反应容积。

Description

高容量外延硅沉积系统的气体回收和减量系统
技术领域
本发明的实施方式大体涉及半导体处理设备，且更具体地说，本发明的实施方式涉及高效率外延膜沉积设备中的气体和前驱物回收设备和技术。
背景技术
对于大部分基板处理应用，气体和前驱物被视为废物且存在材料和处理两者的大量成本。已开发独立系统(stand alone system)以回收一些材料，但是这些独立系统没有被集成到系统。
传统的外延反应器的每晶片成本的重要因素在于消耗品，所述消耗品诸如硅源气体、氢气、氯化氢。在传统的外延反应器中，气体在外延反应腔室中以低于5％的效率反应，然后气体被释放到洗涤器系统以呈现化学惰性而用于安全处理。
此外，发明人已观察到，传统的减量系统(abatement system)通常被配置成处理来自多个工艺腔室的具有不同成分的排放气体。为了适应这些范围广泛的排放气体，减量系统通常是复杂、昂贵和低效能的。此外，发明人已观察到，因为传统减量系统被用于同时处理来自多个工艺腔室的排放气体，所以减量系统的部件通常位于远离工艺腔室的服务区域。因而，为了便于输送来自工艺腔室的排气和将所述排气通过远距离提供到减量系统，例如诸如真空泵的某些部件则必须更加大功率，从而进一步增加了减量系统的成本。
因此，发明人提供基板处理工具的实施方式和具有高产量和工艺质量的相对简单的反应器设计，所述基板处理工具可以低成本提供一些或所有工艺气体和/或前驱物的高度利用、减量和回收。
发明内容
本文提供了气体回收和减量。在一些实施方式中，气体回收和减量系统可包括：腔室，所述腔室具有界定内部容积的壁；第一主体，所述第一主体延伸到内部容积中且具有布置在所述第一主体中的沟道以提供第一气体至腔室，其中所述第一主体与壁间隔开以在第一主体和壁之间界定反应容积；多个射频(RF)线圈，所述多个射频线圈设置成围绕第一主体以提供射频能量来加热第一主体，其中所述多个射频线圈被设置成在与第一主体相对的反应容积的一侧上接近腔室壁；和陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕第一主体，其中所述陶瓷层设置在腔室内并在与第一主体相对的反应容积的一侧上接近腔室壁，且其中陶瓷层具有一个或更多个开口以通过所述陶瓷层将第二气体提供到腔室的反应容积。
在一些实施方式中，基板处理工具可包括：基板处理模块，所述基板处理模块包括具有用于支撑基板载体的下表面的壳体，其中所述基板处理模块包括气体喷射器，用于提供工艺气体至处理模块中的处理容积，所述基板载体用于在基板处理模块中支撑一个或更多个基板，所述载体具有第一排气出口；排气组件，所述排气组件包括设置成接近载体的入口，以从所述载体的第一排气出口接收工艺排放气体；和前级管道(foreline)，所述前级管道具有耦接到排气组件的第一入口端和第二出口端；冷却捕集器(cooling trap)，所述冷却捕集器在前级管道的第一入口端与第二出口端之间耦接到前级管道，以当第一气体流经所述前级管道时通过从第一气体去除可冷凝材料来回收工艺气体；真空泵，所述真空泵具有耦接到前级管道的第二出口端的入口和出口；和减量系统，所述减量系统进一步包括：腔室，所述腔室具有内部容积；第一主体，所述第一主体延伸到内部容积中且耦接到真空泵的出口以提供工艺排放气体至腔室；多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕第一主体以提供射频能量来加热第一主体；和陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕第一主体以通过陶瓷层提供第二气体至腔室。
在一些实施方式中，基板处理工具可包括：多个基板处理模块，所述多个基板处理模块包括具有用于支撑基板载体的下表面的壳体，其中所述基板处理模块包括气体喷射器，用于提供工艺气体至处理模块中的处理容积；至少一个减量系统，所述减量系统耦接到多个基板处理模块的每个处理模块；和至少一个气体回收冷却捕集器，所述气体回收冷却捕集器耦接到多个基板处理模块的每个处理模块，其中耦接到相同基板处理模块的至少一个气体回收冷却捕集器的每个冷却捕集器提供回收的工艺气体至单独的气体再处理模块。
在下文中描述本发明的其他和进一步的实施方式。
附图说明
在上文中简要概述且下文中更加详细论述的本发明的实施方式可通过参照附图中所描绘的本发明的说明性实施方式而理解。然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施方式且因此不将附图视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其他同等有效的实施方式。
图1描绘根据本发明的一些实施方式的索引串联(indexed inline)基板处理工具。
图2是根据本发明的一些实施方式的基板处理工具的模块的剖视图。
图3是根据本发明的一些实施方式的基板处理工具的模块。
图4是根据本发明的一些实施方式的进气口的示意性俯视图。
图5是根据本发明的一些实施方式的用于基板处理工具中的基板载体。
图6A是根据本发明的一些实施方式的用于基板处理工具中的基板载体和排气系统的示意性端视图。
图6B是根据本发明的一些实施方式的具有耦接的减量和回收系统的索引串联基板处理工具。
图7描绘根据本发明的一些实施方式的基板处理系统。
图8描绘根据本发明的一些实施方式的适用于减量系统的减量腔室。
图9描绘根据本发明的一些实施方式的气体回收冷却捕集器。
为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同的参考数字来标示各图共有的相同元件。附图并未按比例绘制，且为清楚起见可将附图简化。可以预期，一个实施方式的元件和特征结构可有利地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。
具体实施方式
本文提供了气体回收和减量系统的实施方式。在一些实施方式中，本发明的减量系统可被配置为使用点(point of use)减量系统，从而有利地比传统的减量系统需要更少的部件。在一些实施方式中，与传统的多个腔室和/或多个工艺减量系统相比，所述本发明的减量系统可有利地更小且更有效率。在一些实施方式中，本文所述的减量和回收系统的示例性实施方式可被耦接到用于外延硅沉积的串联索引的高容量、低成本沉积系统。虽然不在范围上限制，但是发明人相信，本发明的基板处理系统尤其有利于太阳能电池制造应用。
与用于执行多步骤基板工艺的传统基板处理工具相比，本发明的系统可有利地提供有成本效益和简单的可制造性，以及有能源和成本效益的使用。
例如，基本设计部件是基于平板以简化制造和通过使用标准形式的易于得到的材料以使成本降低来控制成本。能够使用高可靠性的线性灯。能够对于具体应用最佳化具体的灯。所述灯可以是通常用于外延沉积反应器中的类型的灯。也可针对每一具体应用最佳化系统内的流场以最小化浪费。设计最小化净化气体需求和最大化前驱物的利用。清洁气体能够被添加到排气系统以便于从排气沟道去除所沉积的材料。装载和卸载自动化也能够被分离以便于串联处理。也能够离线处理复杂的自动化。基板被预装载到载体(基座)上以便最大化系统灵活性，从而便于与其他步骤的集成。系统提供系统配置的灵活性。例如，多个沉积腔室(或站)能够被合并用于多层结构或更高产量。
用于外延硅沉积的高容量、低成本系统的实施方式可使用独立基板处理工具、群集基板处理工具或索引串联基板处理工具执行。图1是根据本发明的一些实施方式的索引串联基板处理工具100。索引串联基板处理工具100通常可被配置成针对所需的半导体应用在基板上执行任何工艺。例如，在一些实施方式中，索引串联基板处理工具100可被配置成执行一个或更多个沉积工艺，例如诸如外延沉积工艺。
索引串联基板处理工具100通常包括以直线排列耦接在一起的多个模块112(所图示的第一模块102A、第二模块102B、第三模块102C、第四模块102D、第五模块102E、第六模块102F和第七模块102G)。基板可穿过索引串联基板处理工具100，如箭头122所示。在一些实施方式中，一个或更多个基板可被设置在基板载体上以便于移动所述一个或更多个基板通过索引串联基板处理工具100。
多个模块112的每个模块可分别地被配置以执行所需工艺的一部分。通过利用每个模块以仅执行所需工艺的一部分，多个模块112的每一模块可被具体地配置和/或最佳化以相对于所述工艺的所述部分按最有效的方式操作，从而使索引串联基板处理工具100与用于执行多步骤工艺的常用工具相比更加有效。
此外，通过在每一模块中执行所需工艺的一部分，提供至每一模块的工艺资源(例如，电源、工艺气体或类似资源)可通过仅完成所述模块被配置以完成的工艺的所述部分所需的工艺资源量而被确定，从而进一步使得本发明的索引串联基板处理工具100与用于执行多步骤工艺的常用工具相比更加有效。
此外，单独的模块有利地允许在一个或更多个基板上沉积具有不同掺杂剂的层，例如，10微米的p++掺杂剂；10微米的p+掺杂剂；10微米的n掺杂剂。同时，传统的单个腔室禁止沉积不同掺杂剂，因为所述掺杂剂彼此干扰。此外，由于在模块之间使用净化气体(下文中论述)，其中外延层在分离的腔室中建立的串联线性沉积有助于防止来自载体之上的基板的外延硅(Si)的过生长或桥接，在从一个模块到下一个模块的传递阶段期间提供蚀刻效应。
在索引串联基板处理工具100的示例性配置中，在一些实施方式中，第一模块102A例如可被配置成提供净化气体以从基板和/或基板载体去除杂质和/或将基板引入用于沉积的适当气氛中。第二模块102B可被配置成预热或执行温度渐变(temperature ramp)，以将基板温度升高至适用于执行沉积的温度。第三模块102C可被配置成在沉积材料之前执行烘烤以从基板去除易挥发杂质。第四模块102D可被配置成在基板上沉积所需材料。第五模块102E可被配置成执行沉积后工艺，例如诸如退火工艺。第六模块102F可被配置成冷却基板。第七模块102G例如可被配置成在从索引串联基板处理工具100移除基板和/或基板载体之前，提供净化气体以从基板和/或基板载体去除工艺残余物。在不需要某些工艺的实施方式中，可省略被配置用于所述工艺部分的模块。例如，如果在沉积之后不需要退火，那么被配置用于退火的模块(例如，在上文示例性实施方式中的第五模块102E)可被省略或可被配置用于不同的所需工艺的模块代替。
串联基板处理工具100的一些实施方式包括串联“推动机构”(未示出)或其他机构，所述机构能够连续地传递邻接的基板载体通过模块102A至102G。例如，索引输送能够使用气动柱塞式(plunger-type)推动机构来驱动载体模块向前通过串联反应器。
一些或所有多个模块可例如通过阻挡层118与相邻模块隔离或屏蔽，以便于相对于索引串联基板处理工具100中的其他模块保持隔离的处理容积。例如，在一些实施方式中，阻挡层118可以是气帘(gas curtain)，诸如空气或惰性气体的气帘，所述气帘被提供在相邻模块之间以将模块彼此隔离或实质上隔离。在一些实施方式中，气帘能够沿着每一模块或所需模块(诸如沉积或掺杂模块)的所有四个垂直壁被提供，以限制在模块或载体的不希望的位置中的不想要的交叉污染或沉积。所述隔离还防止诸如碳或湿气之类的污染物到达反应区域/基板。
在一些实施方式中，阻挡层118可以是闸门(gate)或门，所述闸门或门可打开以允许基板载体从一个模块移动到下一个模块，且所述闸门或门可被关闭以将模块隔离。在一些实施方式中，索引串联基板处理工具100例如可包括气帘或闸门两者，使用气帘以将一些模块分离并使用闸门以将其他模块分离，和/或使用气帘和闸门将一些模块分离。一旦推动机构将基板载体传送至每一腔室中的所需位置，门/闸门组件(和腔室衬垫元件)围绕基板载体形成密封以在每一腔室内形成封闭区域。随着门机构打开或关闭，气流(即，气体净化或气帘)被提供在每一个门和所述门的相邻载体之间以防止腔室之间的交叉污染。所提供的气流被一个或更多个排气口接收，所述排气口设置在串联基板处理工具100的底部中。
在一些实施方式中，根据气帘的位置通过使用氮气或氩气的净化气体帘提供隔离。例如，在较热处理区域中的气帘将使用氩气形成。远离较热处理区域的接近闸门的较冷区域中的气帘可由氮气形成以最小化操作成本。氮气帘仅能用于每一模块的冷的惰性部分。
在一些实施方式中，装载模块104可设置在索引串联基板处理工具100的第一端114处，且卸载模块106可设置在索引串联基板处理工具100的第二端116处。当存在装载模块104和卸载模块106时，所述模块可分别便于提供基板到索引串联基板处理工具100和从索引串联基板处理工具100移除基板。在一些实施方式中，装载模块104和卸载模块106可提供真空泵抽和泵回至大气压力的功能，以便于将基板从索引串联基板处理工具100外部的大气条件传递至索引串联基板处理工具100内的条件(所述条件可包括真空压力)。在一些实施方式中，一个或更多个基板载体传送机械手可被用于从装载模块104和卸载模块106提供和移除基板载体，从而提供基板载体往返于索引串联基板处理工具100的自动装载和卸载。
在一些实施方式中，可沿着索引串联基板处理工具100的轴向长度设置轨道(track)120，以便于引导基板载体通过索引串联基板处理工具100。可沿着设施地面或其他底面设置轨道120，在所述地面或底面上安装了索引串联基板处理工具100。在所述实施方式中，每一模块可被配置成被装配以使得轨道120可被定位成沿着模块的暴露的底部，以便于沿着轨道120移动基板载体和使基板载体通过各个模块。或者，一旦以线性阵列装配，轨道120就可被安装到模块的底表面。或者，轨道120的各部分可被安装到每一单个模块的底表面，以使得在以线性阵列装配所有模块之后形成完整的轨道120。在一些实施方式中，轨道120可包括轮子、滚珠轴承或其他类型的滚轴(roller)，以便于基板载体沿着轨道120低摩擦移动。在一些实施方式中，轨道120可由低摩擦材料(诸如下文针对图2所述的低摩擦材料)制成或可涂有所述低摩擦材料，以便于基板载体沿着轨道120低摩擦移动。
在一些实施方式中，清洁模块110可被设置在装载模块104与卸载模块106之间。当存在清洁模块110时，清洁模块110可清洁和/或准备基板载体以接收随后穿过索引串联基板处理工具100的另外的一个或更多个基板(如由返回路径箭头108所示)。因而，基板载体可被再使用多次。
图2描绘诸如第四模块102D的模块的示例性配置的剖视图，所述模块可被用作如上所述的多个模块112的一个或更多个模块，且在一些实施方式中，所述模块可被用作配置用于在基板上沉积材料的模块。尽管通常在下文中根据具体模块(第四模块102D)论述，但是下文的论述通常适用于所有模块，除仅对于沉积工艺明确所需的部件和/或配置之外。
参照图2，在一些实施方式中，第四模块102D通常包括壳体202。壳体202可以由适用于半导体处理的任何材料制成，所述材料例如诸如铝、不锈钢或类似物的金属。壳体202可具有适合于容纳基板载体(例如，如下所述的基板载体502)的任何尺寸，所述基板载体被配置成运载给定尺寸的一个或更多个基板以及促进所需流量和分布。例如，在一些实施方式中，壳体可具有约24英寸或约36英寸的高度和长度和约6英寸的深度。
在一些实施方式中，可通过将多个板材耦接在一起以装配形成壳体202。每一个壳体202可被配置以形成能够执行所需工艺部分的特定模块(例如，第四模块102D)。通过以这种方式装配壳体202，可经由简单且成本有效的工艺对于多个应用以多个数量生产壳体202。
壳体的下表面206支撑基板载体并为基板载体提供线性移动通过第四模块102D至多个模块的相邻模块的路径。在一些实施方式中，下表面206可被配置为轨道120。在一些实施方式中，下表面206可具有耦接到下表面206的轨道120或所述轨道的一部分。在一些实施方式中，下表面206或轨道120可包括涂层，例如诸如含镍合金(NiAl)的涂层的干式润滑剂(dry lubricant)，以便于基板载体移动通过第四模块102D。替代地或结合地，在一些实施方式中，多个滚轴(在228处以虚线示出)可被设置在下表面206上方，以便于基板载体移动通过第四模块102D。在所述实施方式中，多个滚轴228可由对工艺环境不反应的任何材料制成，所述材料例如诸如石英(SiO2)。
在一些实施方式中，阻挡层219可被设置成接近于壳体202的第一端216和/或第二端218(例如，以形成如图1中所示的阻挡层118)。当存在阻挡层219时，阻挡层219将多个模块的每一个模块与相邻的模块隔离，以防止模块之间的环境的混合或交叉污染。在一些实施方式中，阻挡层219可以是例如净化气体的气流，所述气流是通过设置在第四模块102D上方的进气口(例如，诸如进气口208)提供。替代地或结合地，在一些实施方式中，阻挡层219可以是活动闸门。闸门例如在工序的沉积部分期间为某些工艺提供额外隔离。
在一些实施方式中，闸门可由金属制成，所述金属诸如铝、抛光不锈钢或类似物。在其他实施方式中，处理系统的较热区域中的闸门能够由石英制成以承受高温。
在一些实施方式中，第四模块102D可包括设置在壳体的一侧或更多侧中的一个或更多个窗口，所述一个或更多个窗口例如诸如设置在壳体202的一侧220中的窗口214，如图2所示。当存在窗口214时，窗口214允许将辐射热从例如辐射热灯提供到壳体202中，所述辐射热灯设置在与壳体202的内部相对的窗口214的一侧上。窗口214可由任何材料制成，所述材料适合于允许经过窗口214的辐射热通过同时在暴露于壳体202内的处理环境中时抗劣化。例如，在一些实施方式中，窗口214可由石英(SiO2)制成。
在一些实施方式中，第四模块102D可包括进气口208，所述进气口208设置成接近于壳体202的顶部230，以经由在壳体202中形成的通孔231提供一种或更多种气体至壳体202中。进气口208可以适合于提供所需工艺气流至壳体202的任何方式被配置。可在两个基板载体之间提供气体喷射以在两个基板载体之间的反应区域中容纳工艺气体，和/或在基板载体和模块壁之间容纳净化气体。
例如，参照图4，在一些实施方式中，进气口208可包括气体分配板402，所述气体分配板402具有多个喷气孔410。喷气孔410可被配置成将所需的工艺气体流提供到壳体202中。例如，在一些实施方式中，喷气孔410可包括多个内部气孔408和多个外部气槽(gasslot)406，诸如图4所示。在所述实施方式中，内部气孔408可将工艺气体的高速喷射流提供至壳体202的中心区域，以促进工艺。在一些实施方式中，外部气槽406可在设置于基板载体中的基板之上提供工艺气体的较低速度的层流。
返回参照图2，在一些实施方式中，第四模块102D可包括排气装置221，所述排气装置221耦接至与进气口208相对的壳体202的一部分(例如，底部204)，以便于经由通道233从壳体202去除气体，所述通道233形成于壳体202的底部204中。
参照图3，在一些实施方式中，第四模块102D可包括一个或更多个加热灯(图示两个加热灯302、304)，所述加热灯耦接到壳体202的侧面306、308。加热灯302、304经由窗口214将辐射热提供至壳体202中。加热灯302、304可以是适合于将足够的辐射热提供至壳体中的任何类型的加热灯，以在第四模块102D内执行所需工艺部分。例如，在一些实施方式中，加热灯302、304可以是能够以一定波长提供辐射热的线性灯或分区线性灯，所述波长为约0.9微米，或在一些实施方式中，所述波长为约2微米。用于各种模块中的灯的波长可基于所需应用而选择。例如，波长可被选择以提供所需灯丝温度。短波长的灯泡价格较低、使用较少功率且能够用于预热。较长波长的灯泡提供高功率，以便于提供例如用于沉积工艺的较高工艺温度。
在一些实施方式中，可在一个或更多个区域中提供红外(IR)灯，以将热能提供至基板载体且最终将热能提供至基板。诸如窗口之类的无需沉积的腔室部分可由不会吸收红外光能量和变热的材料制成。这种热管理保持沉积实质上控制在所需区域。红外灯的一个或更多个区域(例如在模块侧面自上而下的水平带中)便于控制垂直温度梯度以补偿耗尽效应或者沉积或其他处理的其他垂直非均匀性。在一些实施方式中，温度也可随着时间以及在区域之间被调制。除如上针对图4所述的气体喷射调制之外，或与所述气体喷射调制相结合，这种类型的粒状(granular)温度控制能够促进控制基板自上而下和从侧向边缘至边缘的基板处理结果(例如，沉积膜的厚度或掺杂剂浓度的均匀性和/或深度)。
图5描绘可用于本文所述的本发明的实施方式的基板载体502的至少一个示例性实施方式。基板载体502可支撑两个或更多个基板，且基板载体502可运载两个或更多个基板通过索引串联基板处理工具100或将所述基板运载至群集基板处理工具(未示出)。在一些实施方式中，基板载体502通常可包括底座512和一对相对的基板支撑件508、510。一个或更多个基板(图5中示出基板504、506)可被设置在每个基板支撑件508、510上用于处理。在一些实施方式中，基板支撑件508、510被固定在基板载体502上，且基板支撑件508、510可相对于彼此保持成锐角，其中基板彼此面对且在所述基板之间界定反应区。例如，在一些实施方式中，基板支撑件508、510保持距离垂直线约2度和10度之间的角度。
底座512可由适合于在处理期间支撑基板支撑件508、510的任何材料制成，所述材料例如诸如石墨。在一些实施方式中，第一槽526和第二槽528可形成于底座512中，以允许基板支撑件508、510被至少部分地设置在第一槽526和第二槽528内，以将基板支撑件508、510保持在用于处理的所需位置。在一些实施方式中，基板支撑件508、510通常稍向外成角度，以使得基板支撑表面通常彼此相对且以“v”状布置。在一些实施方式中，底座512是由隔热材料制成，且底座512可以是透明或不透明石英，或者是透明和不透明石英的组合以进行温度管理。
沟道514设置在底座512的底表面527中，且开口518被设置成从底座512的顶表面529穿过底座512至沟道514，以形成一种或更多种气体流经底座512的路径。例如，当基板载体502被设置在模块(诸如如上所述的第四模块102D)中时，开口518和沟道514便于气体从进气口(例如，如上所述的进气口208)流动到模块的排气装置(例如，如上所述的第四模块102D的排气装置221)。支架(carriage)可由石英制成，其中排气装置和清洁沟道被加工成石英或设置在石英下方的金属底座。可提供挡板以促进通过底座512的流体的平坦化。
在一些实施方式中，底座512可包括管道516，管道516设置在底座512内且确定沟道514的范围。管道516可具有沿着管道516的长度形成的一个或更多个开口，以将管道516流体地耦接至沟道514，以允许气体从管道516流动到沟道514。在一些实施方式中，当基板载体502被设置在模块中时，可将清洁气体提供至管道516和沟道514，以便于从沟道514去除所沉积的材料。可接近一个或更多个排气装置提供清洁气体，以防止在排气装置内沉积工艺副产物，从而减少清洁/维护所需的停机时间。清洁气体可以是适合于从模块去除特定材料的任何气体。例如，在一些实施方式中，清洁气体可包括一种或更多种含氯气体，诸如氯化氢(HCl)、氯气(Cl2)或类似气体。或者，在一些实施方式中，可将惰性气体提供至管道516和沟道514，以通过在流经沟道的排放气体与沟道表面之间形成阻挡层来使在沟道514上的材料沉积最小化。
基板支撑件508、510可由适合于在处理期间支撑基板504、506的任何材料制成。例如，在一些实施方式中，基板支撑件508、510可由石墨制成。在所述实施方式中，石墨可被例如碳化硅(SiC)涂布以提供对劣化的抗性和/或使基板污染最小化。
相对的基板支撑件508、510包括各个基板支撑表面520、522，所述基板支撑表面520、522从底座512向上和向外延伸。因此，当基板504、506设置在基板支撑件508、510上时，每个基板504、506的顶表面505、507彼此面对。在处理期间将基板504、506朝向彼此面对有利地在基板之间(例如，在基板支撑件508、510之间的区域524中)产生辐射腔，所述辐射腔向基板504、506两者提供相等且对称的热量，从而促进在基板504、506之间的处理均匀性。
在一些实施方式中，在处理期间，将工艺气体提供至基板支撑件508、510之间的区域524，同时接近于基板支撑件508、510的背侧530、532设置的热源(例如，如上所述的加热灯302、304)将热量提供至基板504、506。与在热源和基板支撑件之间提供工艺气体的传统的处理系统相比，将工艺气体提供至基板支撑件508、510之间的区域524有利地减少了工艺气体暴露于模块的内部部件，从而降低了在模块内的冷点(cold spot)(例如，模块的壁、窗口或类似者)上的材料沉积。此外，发明人已观察到，通过经由基板支撑件508、510的背侧530、532加热基板504、506，模块内的任何杂质将沉积在基板支撑件508、510的背侧530、532上，而不沉积在基板504、506上，从而有利地允许在基板504、506的顶上沉积具有高纯度和低颗粒数(particle count)的材料。
在以上各图中所述的索引串联基板处理工具100的操作中，具有设置在基板载体502中的第一组基板(例如，基板504、506)的基板载体502被提供至第一模块(例如，第一模块102A)。当存在阻挡层时，在第一模块的第一侧和/或第二侧上的阻挡层(例如，阻挡层118或阻挡层219)可被关闭或打开以便于隔离第一模块。随后，可在第一组基板上执行工艺的第一部分(例如，沉积工艺的净化步骤)。在完成工艺的第一部分之后，具有设置在第二基板载体中的第二组基板的第二基板载体被提供至第一模块。当第二基板载体被提供至第一模块时，第二基板载体将第一载体推动至第二模块(例如，第二模块102B)。随后，在第一模块中的第二组基板上执行工艺的第一部分，同时在第二模块中的第一组基板上执行工艺的第二部分。重复添加随后的基板载体，以将每一个基板载体提供至固定位置(即，在所需模块内)，从而提供基板载体的机械索引。当完成工艺时，可经由卸载模块(例如，卸载模块106)从索引串联基板处理工具100移除基板载体。
图6A描绘可用于本文所述的本发明的实施方式的排气系统600的至少一个示例性实施方式。在图6A中，可动基板载体602可被可移动地设置在底板650(例如，上文针对图1所述的轨道120)上，以便于移动一个或更多个基板通过图1中所述的索引串联基板处理工具100，或进出独立、串联或群集基板处理工具。在一些实施方式中，底板的650的顶表面652可包括涂层，例如干式润滑剂和/或磨损增强材料(诸如含镍合金(NiAl)的涂层或干式润滑剂)，以便于移动基板载体通过或进出处理工具。替代地或结合地，在一些实施方式中，多个滚轴、轮子、低接触面积轴承表面/特征结构可被设置在可动基板载体602与底板650之间，以便于移动基板载体通过或进出处理工具。
在一些实施方式中，可动基板载体602可包括在主要垂直定向彼此面对的一对基板支撑板604。基板支撑板604可被直接地耦接在一起(例如，使用紧固件或经由支柱(post)固定在一起)，或可被耦接到可动基板载体602。在一些实施方式中，每一个基板支撑板604包括基板支撑表面606，基板支撑表面606从基板支撑板604的底部向上和向外延伸，以使得当基板支撑板604被安装在可动基板载体602上时，基板支撑表面606形成如图6A中所示的“V”形图案。基板支撑表面606包括一个或更多个凹穴(pocket)，用于当一个或更多个基板设置在基板支撑表面606上时支撑所述基板。因此，当基板被设置在基板支撑表面606上时，每一个基板的待处理的顶表面彼此面对。在处理期间将基板朝向彼此面对有利地在基板之间(例如，在基板支撑表面606之间的区域608中)产生辐射腔，所述辐射腔向基板提供相等且对称的热量，从而促进基板之间的处理均匀性。在一些实施方式中，基板支撑表面606保持距离垂直线约2度和10度之间的角度。在一些实施方式中，当基板支撑板604被耦接在一起时，基板支撑板604的侧面实质上形成密封，以抑制工艺气体从基板支撑板604的侧面逸出。此外，当基板支撑板604被放置在一起时，沿着基板支撑板604的底部形成底部排气槽620以促进基板处理气体的排放。
在如针对图5的基板载体502所述的一些实施方式中，将工艺气体提供至基板支撑表面606之间的区域608，同时设置成接近基板支撑表面606的背侧610的热源(例如，如上所述的加热灯302、304)将热量提供至设置在基板支撑表面606上的基板。
可动基板载体602包括输送底座612。在一些实施方式中，基板支撑板604被设置在输送底座612中的凹穴614的顶表面613上。例如可使用紧固件或使用设置在输送底座612上的支柱将基板支撑板604限制在输送底座612上。在一些实施方式中，间隔件618可用于基板支撑板604以帮助将基板支撑板604固定在输送底座凹穴614的内边缘616内。在一些实施方式中，如果基板支撑板604被充分地限制在输送底座凹穴614上，那么可能不需要额外的紧固件。在一些实施方式中，间隔件618可由不透明石英制造以阻挡辐射并提供绝缘。在其他实施方式中，透明石英可用于在不吸收辐射的情况下绝缘。
输送底座612包括一个或更多个排气口和若干排气沟道和管道，以便于排放一种或更多种不同类型的气体。在一些实施方式中，第一气体沟道622沿着输送底座612的中心线形成于输送底座612的顶表面上，且第一气体沟道622可流体地耦接到形成于基板支撑板604之间的底部排气槽620。第一气体沟道622经由底部排气槽620接受来自工艺气体的排放气体，所述工艺气体被(例如，经由进气口208)喷射于基板支撑板604之间以当基板设置在所述基板支撑板上时处理基板。经由底部排气槽620接收的排放气体可沿着第一气体沟道622行进且使用一个或更多个开口624离开第一气体沟道622，所述一个或更多个开口624沿着第一气体沟道622的长度形成。一个或更多个开口624的每个开口流体地耦接到第二排气沟道627，所述第二排气沟道627沿着输送底座612的中心线形成于输送底座612的底表面上。因此，一个或更多个开口624将第一气体沟道622流体地耦接至第二气体沟道626。
在一些实施方式中，输送底座612包括一个或更多个净化气体排气管道628，所述净化气体排气管道沿着输送底座612的长度形成且设置成在基板支撑板604的任一侧上接近输送底座612的外边缘630。净化气体排气管道628接收和排放经由进气口208喷射的净化气体，以形成上文论述的净化气体帘。一个或更多个净化气体排气管道628的每一个排气管道流体地耦接到底部凹穴632，底部凹穴632形成于输送底座612的底表面上且流体地耦接到第二气体沟道626。因此，一个或更多个净化气体排气管道628流体地耦接到第二气体沟道626。
在一些实施方式中，底板650包括中心气体沟道656，中心气体沟道656沿着底板650的中心线形成于底板650的顶表面上。中心气体沟道656流体地耦接到一个或更多个排气管道658，所述排气管道658从底板650的顶表面延伸到底板650的底表面668。中心气体沟道656与输送底座612上的第二气体沟道626流体地耦接以接收排放气体。排气管道658流体地耦接到排气管线662，排气管线662从排气系统600接收排放气体。
在一些实施方式中，当可动基板载体602被设置在处理工具中时，可提供清洁气体至排气系统以便于从排气系统去除所沉积材料。具体地针对图6的实施方式，可通过清洁气体供应口664将一种或更多种清洁气体提供至形成于底板650中的一个或更多个清洁气体供应管道666。清洁气体防止工艺副产物在排气装置内沉积，从而减少用于清洁/维护所需的停机时间。清洁气体可以是适合于从模块去除特定材料或适合于防止在模块部件上的沉积的任何气体。例如，在一些实施方式中，清洁气体可包括一种或更多种含氯气体，诸如氯化氢(HCl)、氯气(Cl2)或类似气体。或者，在一些实施方式中，可将惰性气体提供至清洁气体供应管道666以通过在流经管道的排放气体与管道表面之间形成阻挡层，使在如上所述的任何气体管道(例如，管道、槽、开口和沟道)中的材料沉积最小化。
当可动基板载体602在底板650上移动就位时，清洁气体供应管道666与形成于输送底座612中的一个或更多个清洁气体供应管道670实质上对准。清洁气体供应管道670经由入口674流体地耦接到清洁气体供应沟道676。清洁气体供应沟道676将清洁气体供应至清洁气体供应槽672(过孔(via))，供应槽672(过孔)形成于输送底座612的顶部上。清洁气体供应槽672流体地耦接到输送底座612的顶部上的第一气体沟道。因此，清洁气体经由与如上所述的工艺气体相同的路径被排放(例如，经由开口624、第二气体沟道626、中心气体沟道656、排气管道658和排气管线662)。在一些实施方式中，通过清洁气体供应口664供应的清洁气体与通过进气口208供应的工艺气体排气混合。在其他实施方式中，仅供应清洁气体以清洁如上所述的排气管道。
在一些实施方式中，中心气体沟道656可包括衬垫660，衬垫660由不透明石英材料制成。在一些实施方式中，底板650可包括一个或更多个冷却沟道654以便于排热。一个或更多个沟道可流体地耦接到冷却剂供应器(未示出)。
如上所述的排气系统600的部件可由适合于支持基板处理的任何材料制成。例如，在一些实施方式中，基板支撑板604或基板支撑表面606可由石墨制成。在所述实施方式中，石墨例如可被碳化硅(SiC)涂布，以提供对劣化的抗性和/或使基板污染最小化。在一些实施方式中，如上所述的任何部件可基于各种工艺所需的加热或沉积分布根据需要由透明或不透明石英制成。
在一些实施方式中，清洁气体供应口664可耦接到一个或更多个质量流量控制器680，以将清洁气体提供至排气系统600。质量流量控制器680可耦接到控制器682，以控制所供应的一种或更多种清洁气体的量和浓度。控制器682包括中央处理单元(CPU)684、存储器686和支持电路688。控制器682可以是任何形式的通用计算机处理器中的一个，所述通用计算机处理器能够用于控制各种基板处理工具或所述基板处理工具的部件的工业设定中。控制器682的存储器或计算机可读介质686可以是便于得到的存储器中的一个或更多个，所述便于得到的存储器诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、光存储介质(例如，光盘或数字视频盘)、闪存驱动器(flash drive)，或者本地或远程的任何其他形式的数字存储器。支持电路688耦接到CPU 684用于以传统方式支持处理器。这些电路包括高速缓冲存储器、电源、时钟电路、输入/输出电路和子系统和类似物。如本文所述的本发明的方法可作为软件程序被存储在存储器686中，所述软件程序可被执行或调用以按本文所述的方式控制排气系统600的操作。软件程序也可被第二CPU(未示出)存储和/或执行，所述第二CPU位于由CPU 684控制的硬件的远程位置。
图6B图示多个模块102A至102G，每个模块具有附接至减量和回收系统690A至690G的单独的排气管线662。将腔室分离成如图所示的模块有利地保持每一模块排气装置隔离，以便于回收使用的并经由排气管线662排放的工艺气体。同样，将模块分离保持每一模块的气体更加纯净，以便于回收使用的并经由排气管线682排放的工艺气体。
此外，在一些实施方式中，在模块之间的相似类型的净化气体帘(H2腔室中的H2帘，N2腔室中的N2帘)将模块中混合最小化以使模块排气更加清洁且易于回收。此外，将氯气添加至沉积腔室排气装置有利地将硅物种保持在低反应性气相中，而非保持在高反应性固相中，以便于从氢和掺杂剂分离硅和输送硅，使得工艺排气更加可回收。
在一些实施方式中，减量和回收系统690A至690G可被配置为使用点减量系统，从而有利地比传统的减量系统需要更少部件。在一些实施方式中，与传统的多个腔室和/或多个工艺减量系统相比，所述减量和回收系统690A至690G可有利地更小且更有效率。在一些实施方式中，减量和回收系统690A至690G可利用排放气体的易燃成分以提供排放气体的引燃，以促进排放气体的减量，从而与利用单独的引燃燃料(例如诸如天然气)的传统的减量系统相比以更有效的方式操作。
在一些实施方式中，多个减量和回收系统690A至690G的每一个系统的工艺气体回收部分可耦接到一个或更多个气体再处理系统691。在一些实施方式中，多个减量和回收系统690A至690G的每一个系统可耦接到共用气体再处理系统691。在其他实施方式中，相同基板处理模块(例如，第四模块102D)的气体回收冷却捕集器708的每一个回收冷却捕集器耦接到单独的再处理系统691，以回收单独的气体物种。
在一些实施方式中，一个或更多个进气口694、698可耦接到气源692、696，用于将一种或更多种工艺气体提供到每一个模块102A至102G的处理容积中。
图7描绘减量和回收系统690的至少一个示例性实施方式。排气管线662(也称为前级管道)具有第一端740和第二端744，所述第一端740耦接到模块112(例如，第四模块102D)的排气出口742，且所述第二端744耦接到真空泵706的入口746。尽管排气出口742在图7中被图示为设置在模块主体的底表面上，但是排气出口742可被设置在适合于促进第四模块102D的高效排气的第四模块102D中的任何位置处。在一些实施方式中，压力计714可被耦接到排气管线662以例如在第四模块102D和/或减量系统716的操作期间监控排气管线662内的压力。
真空泵706向排气管线662提供真空力，以便于从第四模块102D去除排放气体，且进一步便于将排放气体提供至减量系统716。真空泵706可以是能够提供亚大气(sub-atmospheric)条件的任何类型的装置(例如，螺杆泵、齿轮泵、转子动力泵、涡轮泵、惰性气体文丘里(Venturi)系统、负压房屋(house)排气系统或类似物)，所述亚大气条件适合于促进从第四模块102D去除排放气体且将排放气体提供至减量系统716。
在一些实施方式中，排气管线662可包括一个或更多个阀(图示两个阀710、712)以便于控制从第四模块102D到气体回收冷却捕集器708和减量系统716的排放气体的流量。例如，在一些实施方式中，第一阀712(例如节流阀)可被耦接到排气管线662以调节从第四模块102D流动到减量系统716的排放气体量。替代地或结合地，在一些实施方式中，第二阀710(例如截止阀或球阀)可被耦接到排气管线以便于将排气管线662和/或减量系统716与第四模块102D隔离，以执行例如诸如清洁、维护、更换或类似者的离线程序。
发明人已观察到，一些传统的处理系统利用一个或更多个水冷管(例如，水冷式排气管线662)以当材料流经所述管时将所述材料冷凝。然而，需要成本高昂且大量的程序来去除冷凝材料。发明人还观察到，一些传统的处理系统可替代地或结合地加热管(或排气管线662)的一些部分，以防止在沿着管的某些点处的冷凝。然而，所述加热可能引起处理系统的部件的失效，所述部件例如诸如真空泵。
因此，在一些实施方式中，用于回收工艺气体的水冷式捕集器708可被耦接到排气管线662且被设置在第四模块102D与真空泵706之间。发明人已观察到，与在排气管线662内冷凝材料且随后去除冷凝材料相比，通过提供水冷式捕集器708，可冷凝的材料可被有效地从排气管线662去除且无通过排气管线662的传导损耗。在一些实施方式中，可在水冷式捕集器708与排气管线662之间设置阀709(例如，截止阀、球阀或类似物)，以便于水冷式捕集器708的去除，从而允许去除冷凝材料。在一些实施方式中，可提供多个水冷式捕集器708(如图7中的虚线所示)。在所述实施方式中，不同的水冷式捕集器708可被保持在不同温度下以捕获在不同温度下冷凝的不同物种。例如，多个水冷式捕集器708可被以逐渐冷却的温度从上游至下游布置，以使得主要地或仅所需的物种在每一个冷却捕集器708内冷凝。提供这种配置有利地促进前驱物回收和一系列化合物的再循环。在一些实施方式中，工艺气体将被分别地从排放气体中捕集。例如，在一些实施方式中，可被回收的工艺材料可包括SiCl4、SiHCl3和SiH2Cl2。在一些实施方式中，每一个冷却捕集器708可被耦接到气体再处理系统储存器(reservoir)691，用于为外部处理收集所捕集的材料。在一些实施方式中，气体再处理系统储存器691能够被耦接到共用蒸馏塔用于纯化。在一些实施方式中，即使对于大气系统，阀709也允许超出这一点的真空处理。在一些实施方式中，净化气体(N2、H2和Ar)可被分别地捕集和再循环。在一些实施方式中，不能被回收且将转至减量系统的唯一“废气”将是具有掺杂剂和剩余硅化合物的氢气。
发明人已进一步观察到，传统的减量系统通常被配置成执行处理来自多个腔室的排气，所述多个腔室排出具有不同成分的排气。然而，为了适应这些范围广泛的排放气体，减量系统复杂、昂贵且低效能。此外，发明人已观察到，因为传统的减量系统(例如，设施广泛的单个减量系统)被用于处理来自多个工艺腔室的排放气体，所以减量系统的部件通常位于远离工艺腔室的服务区域。然而，因为这些减量系统接收来自多个工艺腔室的排气，所以服务区域积聚了危险的工艺副产物，使得所述区域对操作人员而言不安全。此外，远距离安置的减量系统需要延伸的或较长的排气管线或泵送管线(例如，如上所述的排气管线662)。因为长度的延伸，所述排气管线或泵送管线经受变化的传导，使得所述管线难以有效且连续地泵送，从而需要功率更大且成本高昂的真空泵。
因此，在一些实施方式中，本发明的减量系统716可被配置成接收和处理从执行具体工艺的单个腔室或工具排出的排气(即，使用点系统)。发明人已观察到，通过以这种方式配置减量系统716，减量系统716可比传统的减量系统需要更少的部件，从而与传统使用的多个腔室和/或多个工艺减量系统相比更小且更有效率。例如，通过利用使用点系统减量系统，发明人已发现，可对于具体应用最佳化和/或最小化泵送管线(即，如上所述的排气管线662)的长度和大小。最佳化泵送管线的长度和大小允许管线内的温度和压力被更加准确地控制，从而最小化在管线内的沉积。此外，最佳化和/或最小化管线长度允许使用更小和成本更低的真空泵来排空管线，且进一步最小化具有毒性和/或爆炸材料的管线的长度。
减量系统716被耦接到真空泵706的出口747，且减量系统716通常包括腔室718、罐(tank)720和湿气分离器722。湿气分离器722可以是适合于去除置于罐内的水内的可溶气体的任何湿气分离器。在一些实施方式中，在湿气分离器722内使用的水可经由一个或更多个管道(图示两个管道738、748)再循环回到罐720和/或湿气分离器722的部件(例如，诸如内部喷嘴)中。在一些实施方式中，罐720可包括一个或更多个排水管道(图示两个排水管道750、752)，以便于将含污染物(例如，砷或酸性污染物)的水移除至适当的排水系统中以处理和/或去除。在一些实施方式中，罐720中的废液可被收集和处理以回收待再使用的材料。在一些实施方式中，减量系统716可被耦接到空气污染控制装置724(例如，设施洗涤器)，以从由减量系统716提供的排出气流去除颗粒和/或气体。
在减量系统716的操作中，真空泵706经由排气出口742并通过排气管线662排空来自第四模块102D的第一气体。当第一气体流经排气管线662时，第一气体的至少一些可冷凝成分经由水冷式捕集器708被捕集。第一气体随后经由真空泵706被提供至减量系统716的腔室718。例如，如下所述，随后从腔室718内的第一气体去除第一气体的易燃成分。随后用喷水处理第一气体的剩余的可溶不易燃成分和颗粒以捕获可溶成分和颗粒(例如，经由如下所述的喷雾腔室)，随后在罐720中收集所述可溶成分和颗粒。含有可溶成分和颗粒的水随后朝向湿气分离器722流动，然后，湿气分离器722去除水内的任何可溶气体且将所述气体排放到设施空气污染控制装置724(例如，洗涤器)。
参照图8，腔室718通常包括界定内部容积804的壁802、延伸到内部容积804中的第一主体806和设置成围绕第一主体806的多个射频线圈810。
壁802可由适合于保护腔室718的内部部件(例如，第一主体806、多个射频线圈810或类似部件)的任何刚性材料制成。例如，在一些实施方式中，壁802可由诸如不锈钢、铝或类似物的金属制成。在一些实施方式中，可设置一个或更多个凸缘(示出顶部凸缘812和底部凸缘814)以便于将腔室718耦接到减量系统716的一个或更多个额外部件。例如，在一些实施方式中，顶部凸缘812可被配置成将盖816耦接在腔室718的顶上。替代地或结合地，在一些实施方式中，底部凸缘814可被配置成将腔室718耦接至喷雾腔室818。
在一些实施方式中，腔室718可包括衬垫828，衬垫828设置在壁802的内表面上或邻近于所述内表面。衬垫828可由适合于在腔室718的使用期间抗劣化的任何材料制成。例如，在一些实施方式中，衬垫828可由石英(SiO2)制成，例如诸如不透明石英。
第一主体806与壁802间隔开以在第一主体806与壁802之间界定反应容积820。在一些实施方式中，第一主体806包括沟道808，以提供第一气体(例如，来自如上所述的第四模块102D的排放气体)至腔室718。沟道808接收来自排气管线662的第一气体，且沟道808将所述第一气体经由第一主体806中的一个或更多个孔(图示两个孔822、824)提供到反应容积820。在一些实施方式中，可在沟道内设置温度敏感探针或热电偶826以允许监控沟道808内的温度。
第一主体806可由不与第一气体反应的任何材料制成，所述材料例如诸如石墨。在一些实施方式中，第一主体806可具有涂层以防止由于腔室718内的排放气体和/或温度所导致的第一主体806的劣化。例如，在其中第一主体806是由石墨制成的实施方式中，石墨可涂有碳化硅(SiC)。由石墨或涂布碳化硅的石墨制造第一主体806，便于将射频能量耦合到第一主体806而产生热量，如下文所论述。
射频线圈810被设置成围绕第一主体806以提供射频能量来加热第一主体806。在一些实施方式中，射频线圈810被设置成接近与第一主体806相对的腔室718的壁802，如图8所示。射频电源830向射频线圈810提供射频能量。射频接地连接832可被耦接到射频线圈810以提供射频能量的返回路径。在一些实施方式中，一个或更多个管道(图示两个管道838、839)可被设置在衬垫828内且延伸出腔室718，以便于将射频电源830和射频接地连接832耦接至射频线圈810。
在一些实施方式中，射频线圈810可设置在陶瓷层840内。陶瓷层可由任何适当的陶瓷制成，所述陶瓷例如诸如碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)或类似物。在一些实施方式中，陶瓷层840可包括一个或更多个开口854、856以便于通过陶瓷层840将第二气体传送至腔室718的反应容积820。一个或更多个开口854、856可以是通过陶瓷层840的钻孔或以其他方式形成的孔。替代地或结合地，陶瓷层840可以是多孔的且一个或更多个开口854、856可以是通过多孔陶瓷层840形成的通道。在一些实施方式中，可从一个或更多个气源(图示两个气源834、836)提供第二气体至陶瓷层840。在所述实施方式中，一个或更多个气源834、836可经由一个或更多个管道838、839将第二气体提供至充气增压部(plenum)843，充气增压部843流体地耦接到陶瓷层840。
第二气体可以是能够使第一气体氧化的任何类型的气体。例如，在一些实施方式中，第二气体可以是含氧气体，所述含氧气体诸如氧气(O2)、水蒸气(H2O)、已被过滤和/或除湿以去除颗粒和湿气的空气(例如，“清洁干燥空气(clean dry air,CDA)”)或类似物。替代地或结合地，在一些实施方式中，第二气体可以是第二反应气体，诸如Cl2、HCl、HBr或类似气体。提供第二反应气体作为第二气体便于将流出物更加完全地还原为水溶性材料。一个或更多个气源834、836的每一个气源可提供相同的气体，或在一些实施方式中，所述每一个气源可提供不同的气体。例如，在一些实施方式中，一个或更多个气源的第一气源(例如，气源834)可提供氧化气体，且第二气源(例如，气源836)可提供第二反应气体或清洁干燥空气。在一些实施方式中，可以足够的流量提供清洁干燥空气以便于冷却射频线圈以及保护射频线圈免于与其他气体接触。例如，在一些实施方式中，气源834可提供氧化气体和第二反应气体的一种或更多种，而气源836可提供清洁干燥空气。
在一些实施方式中，第二主体846可被设置成围绕第一主体806。在所述实施方式中，第二主体846可与第一主体806间隔开以在第二主体846与第一主体806之间的区域中界定第二内部容积848。第二主体846可由适合于在腔室718的使用期间抗劣化且保护第一主体806的任何材料制成。例如，在一些实施方式中，第二主体846可由石英(SiO2)制成，例如诸如不透明石英(SiO2)。
在一些实施方式中，气源850可经由入口852将第三气体(例如惰性气体(例如，氮气(N)、氦气(He)、氩气(Ar)或类似气体)提供至第二内部容积848。当存在时，第二主体846和填充惰性气体的第二内部容积848的作用是保护第一主体806不受反应容积820内的环境的影响，从而延长第一主体806的使用寿命。在一些实施方式中，可在第二内部容积848中设置多个管道(图示两个管道842、844)，以将沟道808流体地耦接至反应容积820。当存在时，多个管道842、844将第二内部容积848与反应容积820和与第一气体隔离。
在一些实施方式中，喷雾腔室818可设置在腔室718下方且可起的作用是在引燃第一气体(如下所述)之后且在到达罐720之前从第一气体(排放气体)去除颗粒和水溶性成分。喷雾腔室818通常包括界定内容积880的壁872和一个或更多个进水口(图示一个进水口868)，所述进水口从水源860将水(H2O)提供至内容积880。在一些实施方式中，喷雾腔室可包括两个或更多个凸缘(图示顶部凸缘874和底部凸缘876)以便于将喷雾腔室818耦接到减量系统716的一个或更多个额外部件。例如，在一些实施方式中，顶部凸缘874可被配置成将喷雾腔室818耦接至腔室718(例如，经由腔室718的底部凸缘814)。在一些实施方式中，底部凸缘876可被配置成将喷雾腔室818耦接至罐720(例如，经由罐凸缘878)。尽管被图示为单独的部件，但是喷雾腔室818也可与腔室718整体地形成，从而提供单个单元。
在一些实施方式中，例如类似于如上所述的衬垫828，衬垫870可设置在壁872的内表面882上。在所述实施方式中，一个或更多个沟道(图示四个沟道862)可形成于衬垫870中且流体地耦接到充气增压部866，以便于将水(H2O)传送至内容积880。在一些实施方式中，可在喷雾腔室818内设置向内面向的突出部(protrusion)或挡板864。挡板864可提供水和颗粒粘附至的表面，从而增强颗粒从气流的去除。在一些实施方式中，可相对于沟道862来定位挡板864，使得水喷射到挡板864上以将任何积聚的颗粒冲洗到罐720中。
在如上所述的腔室718的操作中，第一气体被从排气管线662提供到第一主体806的沟道808。在一些实施方式中，第一气体可以是在处理期间产生且经由真空泵(例如，如上所述的真空泵706)从工艺腔室(例如，如上所述的第四模块102D)排放的排放气体。
第一主体806经由射频线圈810被加热至一温度，所述温度高于第一气体的易燃成分的引燃温度。例如，在一些实施方式中，排放气体可包括氢气(H2)。在所述实施方式中，第一主体806可被加热至约700摄氏度以上。第一主体806内的温度可通过热电偶826监控。发明人已观察到，通过利用第一气体的易燃成分以促进引燃，减量系统与利用单独的引燃燃料(例如诸如天然气)的传统的减量系统相比以更有效率的方式操作。
第一气体经由管道842、844从沟道808流动至反应容积820。第二气体(例如，氧化气体)经由陶瓷层840被提供至反应容积820，且与反应容积820内的第一气体反应(例如，氧化第一气体)，引起第一气体燃烧。第一气体的引燃消耗易燃成分，仅留下第一气体的不易燃成分。然后，第一气体的剩余成分进入喷雾腔室818，在所述腔室中，用喷水处理第一气体的剩余可溶不易燃成分和颗粒以捕获所述可溶成分和颗粒，所述可溶成分和颗粒随后在罐720中被收集。
参照图9，水冷式捕集器708通常包括壳体902，壳体902界定内容积904。在一些实施方式中，壳体902包括上部910，上部910被配置成允许水冷式捕集器708可移动地耦接到排气管线662。在所述实施方式中，壳体902的上部910可包括凸缘912，凸缘912被配置成与设置在排气管线662上的凸缘914配合，以将排气管线662的第一开口906与水冷式捕集器708的第二开口908对准。在一些实施方式中，压力计942可被耦接到壳体902以允许监控水冷式捕集器708内的压力。
在一些实施方式中，水冷式捕集器708可包括阀916，阀916被配置成当从排气管线662去除水冷式捕集器708时密封所述水冷式捕集器708。在一些实施方式中，阀916可包括底座918、设置在底座918上的弹簧920和设置在弹簧920顶上的平坦构件(flat member)924。在一些实施方式中，平坦构件924具有顶表面922，顶表面922与壳体902的内表面928界面连接以密封水冷式捕集器708。在一些实施方式中，O型环926可被设置在壳体902的内表面928与平坦构件924的顶表面922之间以促进密封。在一些实施方式中，柱塞930可被设置在排气管线662的第一开口906内。在操作中，当水冷式捕集器708被耦接到排气管线662时，柱塞930的端部932与平坦构件924界面连接且压缩弹簧920，从而打开水冷式捕集器708的第二开口908且将排气管线662的第一开口906与水冷式捕集器708的第二开口908流体地耦接。当从排气管线662去除水冷式捕集器708时，弹簧920解压缩，向上推动平坦构件924以与壳体902的内表面928界面连接，从而密封水冷式捕集器708。
水源940经由管道938将水提供至水冷式捕集器708的内容积904。在一些实施方式中，水可能经由壳体902中的出口944被排出，从而允许水连续地循环通过水冷式捕集器708以便于保持水冷式捕集器低于所需温度。
在一些实施方式中，加热器934可被设置在壳体902周围以加热水冷式捕集器708至所需温度，从而便于从水冷式捕集器708排放和/或去除可冷凝材料。在所述实施方式中，电源936可被耦接到加热器934以便于操作加热器934。在一些实施方式中，可经由壳体902中的出口946从水冷式捕集器去除可冷凝材料。在一些实施方式中，气源948可被耦接到水冷式捕集器708以提供净化气体(例如惰性气体，诸如氩气(Ar)、氦气(He)或类似气体)，从而便于从水冷式捕集器708净化和/或去除污染物。选择性地，可提供压力计950以监控水冷式捕集器708内的压力，例如，以防止使水冷式捕集器708超压。
因此，本文已提供了减量系统的实施方式。在一些实施方式中，本发明的减量系统可被配置成使用点减量系统，从而比传统的减量系统有利地需要更少的部件，因此本发明的减量系统与传统使用的多个腔室和/或多个工艺减量系统相比更小且更有效率。在一些实施方式中，本发明的减量系统可利用排放气体的易燃成分以提供排放气体的引燃而促进排放气体的减量，从而与利用单独的引燃燃料(例如诸如天然气)的传统的减量系统相比以更有效的方式操作。
虽然上文是针对本发明的实施方式，但是可在不背离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其他和进一步的实施方式。

Claims (15)

1.一种气体回收和减量系统，包括：
腔室，所述腔室具有界定内部容积的壁；
第一主体，所述第一主体延伸到所述内部容积中且具有设置在所述第一主体中的沟道以提供第一气体至所述腔室，其中所述第一主体与所述壁间隔开以在所述第一主体与所述壁之间界定反应容积；
多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕所述第一主体以提供射频能量来加热所述第一主体，其中所述多个射频线圈被设置成在与所述第一主体相对的所述反应容积的一侧上接近所述腔室的所述壁；
陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕所述第一主体，其中所述陶瓷层被设置在所述腔室内在与所述第一主体相对的所述反应容积的一侧上接近所述腔室壁，且其中所述陶瓷层具有一个或更多个开口以通过所述陶瓷层将第二气体提供到所述腔室的所述反应容积。
2.如权利要求1所述的气体回收和减量系统，其中所述多个射频线圈被设置在所述内部容积中且被所述陶瓷层覆盖。
3.如权利要求1所述的气体回收和减量系统，其中所述陶瓷层的所述一个或更多个开口包括多个孔，以使得能够通过所述多个孔将所述第二气体提供至所述腔室。
4.如权利要求1至3中任一项所述的气体回收和减量系统，进一步包括：
第二主体，所述第二主体设置成围绕所述第一主体且与所述第一主体间隔开以在所述第二主体与所述第一主体之间界定第二内部容积，其中所述反应容积被设置在所述第二主体与所述腔室的所述壁之间。
5.如权利要求4所述的气体回收和减量系统，其中所述第一主体包括碳化硅涂布的石墨且所述第二主体包括不透明石英。
6.如权利要求4所述的气体回收和减量系统，进一步包括：
第一入口，所述第一入口用于将第三气体提供至所述第二内部容积。
7.如权利要求4所述的气体回收和减量系统，进一步包括：
多个管道，所述多个管道设置在所述第二内部容积中且耦接到所述第一主体和第二主体以将所述第一气体从所述第一主体传导至所述反应容积，其中所述多个管道将所述第一气体与所述第二内部容积隔离。
8.如权利要求4所述的气体回收和减量系统，进一步包括：
多个进水口，所述多个进水口设置在所述反应容积下方以提供水(H2O)而捕获反应产物，所述反应产物由在所述反应容积中的所述第一气体和第二气体的反应形成。
9.如权利要求1至3中任一项所述的气体回收和减量系统，进一步包括：
前级管道，所述前级管道用于将来自基板处理系统的所述第一气体提供至所述腔室，所述前级管道具有耦接到基板处理系统的排气出口的第一端和耦接到所述腔室的第二端。
10.如权利要求9所述的气体回收和减量系统，进一步包括：
冷却捕集器，所述冷却捕集器在所述前级管道的所述第一端与所述第二端之间耦接到所述前级管道，以当所述第一气体流经所述前级管道时通过从所述第一气体去除可冷凝材料来回收工艺气体。
11.一种基板处理工具，包括：
基板处理模块，所述基板处理模块包括壳体，所述壳体具有支撑基板载体的下表面，其中所述基板处理模块包括气体喷射器，以将工艺气体提供至所述处理模块中的处理容积；
所述基板载体用于在基板处理模块中支撑一个或更多个基板，所述基板载体具有第一排气出口；
排气组件，所述排气组件包括设置成接近所述基板载体的入口，以从所述基板载体的所述第一排气出口接收工艺排放气体；和
前级管道，所述前级管道具有耦接到所述排气组件的第一入口端和第二出口端；
冷却捕集器，所述冷却捕集器在所述前级管道的所述第一入口端与所述第二出口端之间耦接到所述前级管道，以当工艺排放气体流经所述前级管道时通过从所述工艺排放气体去除可冷凝材料来回收工艺气体；
真空泵，所述真空泵具有耦接到所述前级管道的所述第二出口端的入口和出口；和
减量系统，所述减量系统进一步包括：
腔室，所述腔室具有内部容积；
第一主体，所述第一主体延伸到所述内部容积中且耦接到所述真空泵的所述出口以将所述工艺排放气体提供至所述腔室；
多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕所述第一主体以提供射频能量来加热所述第一主体；和
陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕所述第一主体以通过所述陶瓷层将第二气体提供至所述腔室。
12.如权利要求11所述的基板处理工具，其中所述多个射频线圈被设置在所述内部容积中且被所述陶瓷层覆盖。
13.如权利要求11至12中任一项所述的基板处理工具，其中所述陶瓷层进一步包括多个孔，其中所述第二气体通过所述多个孔被提供至所述腔室。
14.一种基板处理工具，包括：
多个基板处理模块，所述基板处理模块包括壳体，所述壳体具有支撑基板载体的下表面，其中所述多个基板处理模块的每一个基板处理模块包括气体喷射器，以将工艺气体提供至所述基板处理模块中的处理容积；
至少一个减量系统，所述减量系统耦接到所述多个基板处理模块的每一个基板处理模块，所述减量系统进一步包括：
腔室，所述腔室具有内部容积；
第一主体，所述第一主体延伸到所述内部容积中且耦接到真空泵的出口以将工艺排放气体提供至所述腔室；
多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕所述第一主体以提供射频能量来加热所述第一主体；和
陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕所述第一主体以通过所述陶瓷层将第二气体提供至所述腔室；和
至少一个气体回收冷却捕集器，所述气体回收冷却捕集器耦接到所述多个基板处理模块的每一个基板处理模块，其中耦接到相同基板处理模块的至少一个气体回收冷却捕集器的每一个冷却捕集器将回收的工艺气体提供至单独的气体再处理模块。
15.如权利要求14所述的基板处理工具，其中耦接到不同基板处理模块的至少一个气体回收冷却捕集器的至少一些冷却捕集器将回收的工艺气体提供至单独的气体再处理模块。
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