CN113169094A - 避免沉积副产物积聚的真空泵保护 - Google Patents

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约翰·斯蒂芬·德雷维瑞
汤姆·A·坎普
严浩泉
约翰·爱德华·多尔蒂
阿里·苏希普托·谭
曾明奎
布鲁斯·弗里曼
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Lam Research Corp
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Abstract

一种处理室(例如等离子体蚀刻室)可执行沉积和蚀刻操作，其中沉积和蚀刻操作的副产物可能在与处理室流体耦合的真空泵系统中积聚。真空泵系统可具有多个粗抽泵，使得蚀刻气体可被分流至一粗抽泵而沉积前体可被分流至另一粗抽泵。分流管线可将未使用的沉积前体引导通过分离的粗抽泵。通过在真空泵系统中的初级泵的出口处包含一或更多个气体喷射器或文丘里泵，可避免沉积副产物形成。使用某些清洁化学品的清洁操作(例如无晶片自动清洁操作)可在蚀刻操作之前或之后将沉积副产物去除。

Description

避免沉积副产物积聚的真空泵保护
通过引用并入
PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。
背景技术
真空泵被广泛使用于半导体处理设备中，以提供处理室中的清洁和/或低压环境。可使这样的真空泵与处理室流体连接，以去除副产物及未使用的蚀刻与沉积前体。某些真空泵可能易受以下情况影响：因蚀刻与沉积前体的混合而造成的非所期望的副产物积聚，其可能随时间推移而腐蚀真空泵或使真空泵劣化。
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
发明内容
本发明提供了一种设备，其包含：处理室；蚀刻气体输送系统，其被配置成将一或更多种蚀刻气体导入所述处理室中；沉积前体输送系统，其被配置成将一或更多种沉积前体导入所述处理室中；以及真空泵系统，其与所述处理室流体连通。所述真空泵系统包含：第一粗抽泵；第二粗抽泵；以及涡轮分子泵，所述涡轮分子泵流体连通所述第一粗抽泵和所述第二粗抽泵中的一或两者。
在一些实施方案中，所述真空泵系统被配置成将所述一或更多种蚀刻气体引导通过所述第一粗抽泵，并且将所述一或更多种沉积前体引导通过所述第二粗抽泵。在一些实施方案中，所述真空泵系统还包含：前级管线，其与所述处理室流体连通，且被配置成接收来自所述处理室的所述一或更多种蚀刻气体和所述一或更多种沉积前体；以及阀，其耦合至所述前级管线，且被配置成将所述一或更多种蚀刻气体引导通过在第一位置的所述第一粗抽泵，且被配置成将所述一或更多种沉积前体引导通过在第二位置的所述第二粗抽泵。在一些实施方案中，所述真空泵系统还包含：分流管线，其与所述沉积前体输送系统流体连通，其中所述分流管线被配置成将沉积循环中的未使用的沉积前体从所述沉积前体输送系统分流通过所述第二粗抽泵。在一些实施方案中，所述一或更多种蚀刻气体包含溴化氢(HBr)，并且所述一或更多种沉积前体包含氨基硅烷前体。
本公开内容的另一方面包含一种用于从处理室排放一或更多种蚀刻气体和一或更多种沉积前体的真空泵系统。所述真空泵系统包含：第一粗抽泵，其用于接收来自所述处理室的所述一或更多种蚀刻气体；以及第二粗抽泵，其用于接收来自所述处理室的所述一或更多种沉积前体，其中所述第一粗抽泵及所述第二粗抽泵中的一或两者被配置成与涡轮分子泵流体连通。
在一些实施方案中，所述真空泵系统还包含：前级管线，其与所述处理室流体连通，且被配置成接收来自所述处理室的所述一或更多种蚀刻气体和所述一或更多种沉积前体；以及阀，其耦合至所述前级管线，且被配置成将所述一或更多种蚀刻气体引导通过在第一位置的所述第一粗抽泵，且被配置成将所述一或更多种沉积前体引导通过在第二位置的所述第二粗抽泵。
本公开内容的另一方面包含一种用于从处理室排放一或更多种蚀刻气体和一或更多种沉积前体的真空泵系统。所述真空泵系统包含：第一粗抽泵，其用于接收来自所述处理室的所述一或更多种蚀刻气体和所述一或更多种沉积前体；以及第二粗抽泵，其用于接收沉积循环中的未使用的沉积前体，其中所述第一粗抽泵及所述第二粗抽泵中的一或两者被配置成与涡轮分子泵流体连通。
在一些实施方案中，所述真空泵系统被配置成将所述一或更多种蚀刻气体和所述一或更多种沉积前体引导通过所述第一粗抽泵，且将沉积循环中的未使用的沉积前体引导通过所述第二粗抽泵。在一些实施方案中，所述真空泵系统还包含分流管线，其与所述沉积前体输送系统流体连通，其中所述分流管线被配置成将沉积循环中的未使用的沉积前体从所述沉积前体输送系统分流通过所述第二粗抽泵。在一些实施方案中，所述一或更多种蚀刻气体包含溴化氢(HBr)且所述一或更多种沉积前体包含氨基硅烷前体。
本公开内容的另一方面包含一种清洁真空泵系统的方法。该方法包含：在处理室中的晶片上执行一或更多个沉积操作；在所述处理室中的所述晶片上执行一或更多个蚀刻操作；以及使用流经所述真空泵系统的反应性气体执行清洁操作，所述清洁操作在所述一或更多个蚀刻操作之前或之后执行，其中所述真空泵系统与所述处理室流体连通。
在一些实施方案中，执行所述清洁操作是在沉积操作与蚀刻操作之间进行。在一些实施方案中，执行所述一或更多个沉积操作、所述一或更多个蚀刻操作、以及所述清洁操作是在所述处理室中存在晶片的情况下进行。在一些实施方案中，执行所述清洁操作是在所述处理室中不存在晶片的情况下进行。在一些实施方案中，所述反应性气体包含三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)、三氟化氯(ClF3)、氯(Cl2)、氧(O2)、臭氧(O3)、或其组合。在一些实施方案中，所述反应性气体包含臭氧。在一些实施方案中，所述方法还包含：通过等离子体反应在所述处理室中原位地产生所述反应性气体。在一些实施方案中，所述方法还包含：通过位于前级管线中的等离子体源以产生所述反应性气体，其中所述前级管线在所述真空泵系统与所述处理室之间提供互连。在一些实施方案中，所述方法还包含：通过位于前级管线的外部的远程等离子体源以产生所述反应性气体，其中所述前级管线在所述真空泵系统与所述处理室之间提供互连。
本公开内容的另一方面包括一种真空泵系统，其用于从处理室排放一或更多种蚀刻气体和一或更多种沉积前体。所述真空泵系统包含：粗抽泵，沉积前体与蚀刻气体通过所述粗抽泵而从所述处理室排放；以及气体喷射器，其与所述粗抽泵串联连接，且位于所述粗抽泵的下游，其中所述气体喷射器被配置成使所述粗抽泵的出口处的压强降低。
在一些实施方案中，所述气体喷射器是与所述粗抽泵的所述出口连接的文丘里泵，其中所述文丘里泵被配置成使注射气体流过所述文丘里泵的主体，并在所述文丘里泵的所述主体中与排出的沉积前体和蚀刻气体混合。在一些实施方案中，所述注射气体包含惰性气体、干净干空气、或氮气(N2)。在一些实施方案中，所述真空泵系统还包含减排组件，其被配置成对所述沉积前体和排出的气体进行处理，其中所述气体喷射器位于所述减排组件与所述粗抽泵之间。
附图说明
图1A为根据一些实施方案的用于执行蚀刻及沉积操作的示例性处理设备的示意图。
图1B为根据一些实施方案的包含粗抽泵的示例性真空泵系统的示意图，其中该粗抽泵与涡轮分子泵串联使用。
图2A为根据一些实施方案的一示例性处理设备的示意图，该处理设备包含具有两个分离泵的“完全分流”真空泵系统。
图2B为根据一些实施方案的一示例性处理设备的示意图，该处理设备包含具有两个分离泵的“旁路分流”真空泵系统。
图2C为根据一些实施方案的一示例性处理设备的示意图，该处理设备包含在不同压强阶段下操作的“多入口”真空泵系统。
图3根据一些实施方案显示了真空泵系统中的转子组件的示例。
图4根据一些实施方案显示了用于防止真空泵系统中的沉积副产物积聚的清洁处理的示例性方法的流程图。
图5为包含粗抽泵的示例性真空泵系统的示意图，该粗抽泵具有与减排组件流体连通的出口。
图6为根据一些实施方案的示例性文丘里泵的横截面示意图，其显示在文丘里泵的整个长度上的压强梯度。
图7根据一些实施方案显示了一示例性文丘里泵，其具有配置成连接至真空泵系统的组件。
图8A根据一些实施方案显示了包含粗抽泵的示例性真空泵系统的示意图，其中该粗抽泵被修改为与气体喷射器串联连接。
图8B根据一些实施方案显示了包含粗抽泵的示例性真空泵系统的示意图，其中该粗抽泵与气体喷射器串联连接。
图8C根据一些实施方案显示了包含粗抽泵的示例性真空泵系统的示意图，其中该粗抽泵与多个气体喷射器串联连接。
图9根据一些实施方案显示了包含多个文丘里泵的示例性真空泵系统的示意图，其中该多个文丘里泵用作该真空泵系统的多级文丘里预抽泵。
具体实施方式
在本公开内容中，用语“半导体晶片”、“晶片”、“衬底”、“晶片衬底”、以及“部分加工的集成电路”可互换地使用。本领域技术人员应理解：术语“部分加工的集成电路”可涉及在集成电路加工的许多阶段的任一者期间的硅晶片。用于半导体装置产业中的晶片或衬底通常具有200mm、或300mm、或450mm的直径。以下详细说明假设在晶片上实施本公开内容。然而，本公开内容并非如此受限。工件可以是各种外形、尺寸、以及材料。除了半导体晶片之外，可利用本公开内容的其他工件包含各种物件，例如印刷电路板等。
引言
常规上，沉积及蚀刻处理是在分离的工具或平台上执行。例如，沉积室通常不进行蚀刻处理，而蚀刻室通常不进行沉积处理。在一些实施方案中，一设备可配置成在单一处理室中执行沉积及蚀刻处理。例如，可在诸如等离子体蚀刻室之类的处理室中执行原子层沉积(ALD)处理及蚀刻处理。在处理室中的晶片上执行ALD处理及蚀刻处理两者时，沉积前体与蚀刻气体流经处理室并可通过真空泵系统而排出。
未反应的沉积前体与蚀刻气体可通过与处理室流体耦合的真空泵系统而排出。未反应的沉积前体与蚀刻气体可能在真空泵系统中混合并形成可能损害泵设备的非所期望有的副产物。在某些情况下，沉积副产物可能在真空泵系统的粗抽泵中积聚，其中沉积副产物使粗抽泵劣化，从而使其性能与寿命降低。在不受任何理论限制下，在沉积或蚀刻操作之后，工艺化学品(例如沉积前体、蚀刻气体、或反应产物)留存于粗抽泵中，随后发生与留存的化学品的化学反应，并且相同的工艺化学品流过粗抽泵。例如，诸如溴化氢(HBr)之类的酸性气体可能与粗抽泵的铁组件进行反应而形成溴化铁，其为一种刘易斯酸催化剂。当随后暴露于沉积前体(例如氨基硅烷前体气体)时，可能发生若干反应，其导致形成挥发性比原始的氨基硅烷前体气体更低的沉积副产物。泵中的沉积副产物的累积可能导致泵的早期故障。在某些情况下，沉积副产物可能为深色焦油状物质。沉积副产物的累积使得在单一处理室中一起使用沉积前体与蚀刻气体的可用性降低。
本发明涉及用于从真空泵系统中去除沉积副产物或防止沉积副产物在真空泵系统中形成的方法及设备。在一些实施方案中，可通过与处理室流体连通的分离泵将沉积及蚀刻气体分别排放。在一些实施方案中，泵可具有多个入口，以使泵根据泵的操作压强而连通(access)处理室。在一些实施方案中，将泵的内部表面加热至升高的温度，以使沉积副产物汽化或防止形成沉积副产物的表面反应。在一些实施方案中，泵的内部表面涂布有抗腐蚀材料以避免或最小化表面反应，否则这些表面反应会形成沉积副产物。在一些实施方案中，确定清扫时间，以使在沉积与蚀刻操作之间所进行的清扫操作足以将蚀刻气体及沉积前体从真空泵系统中去除。在一些实施方案中，清洁操作可使用反应性气体以将沉积副产物或沉积/蚀刻气体从真空泵系统中去除。清洁化学品可包含氧、臭氧、或其组合。清洁化学品可包含含氟物质、含氯物质、含溴物质、含碘物质、或其组合。在一些实施方案中，可在粗抽泵的下游设置一或更多个气体喷射器或文丘里泵，以使粗抽泵的出口处的排放压强降低。在一些实施方案中，多个气体喷射器或文丘里泵可用作初级泵，以在处理室中产生至少一“粗略”真空。可将前述实施方案中的一或多者结合在一起以防止沉积副产物积聚。
整合式蚀刻/沉积设备
图1A为根据一些实施方案的用于执行蚀刻及沉积操作的示例性处理设备的示意图。处理设备100可为感应耦合式等离子体处理设备。处理设备100包含诸如等离子体蚀刻室之类的等离子体室132。在一些实施方案中，由加州费利蒙的Lam研究公司所制造的KiyoTM反应器为可用作该等离子体蚀刻室的合适反应器的示例。
关于用于执行蚀刻及沉积操作的处理室100的细节在Zhou等人于2017年8月4日提交且名称为“INTEGRATED ATOMIC LAYER PASSIVATION IN TCP ETCH CHAMBER AND IN-SITU ETCH-ALP METHOD,”的美国专利申请No.15/669,871中进行描述，在此为全部目的将其全文引入以供参考。
等离子体室132可包含整体室结构，其可由室壁114及窗部106所限定。窗部106可由石英或其他介电材料所制成。在一些实施方案中，等离子体室132包含设置于等离子体室132内的衬底支撑件116。在一些实施方案中，衬底支撑件116为静电卡盘，其用于支撑衬底112，在衬底112上进行沉积/蚀刻处理。静电卡盘可包含静电电极，其用于夹持和去夹持衬底112。可为该用途而设置滤波器及DC钳位电源供应器(未图示)。还可设置用于将衬底112抬离衬底支撑件116的其他控制系统。衬底支撑件116被配置成接收并保持衬底112。
在一些实施方案中，衬底支撑件116可包含加热器(未图示)以加热衬底112。衬底支撑件116可在高温下操作，例如介于约-20℃至约150℃之间。该温度会取决于工艺操作及特定配方。在一些实施方案中，等离子体室132也可于某种压强下操作，例如在介于约1mTorr至约1Torr之间的压强下操作。
在一些实施方案中，处理设备100可包含射频(RF)电源120，其可用于对衬底支撑件116施加偏置/充电。RF电源120可由一或更多RF产生器所限定。如果设置多个RF产生器，则可使用不同频率以实现各种调谐特性。偏置匹配电路118被耦合在RF电源120与衬底支撑件116之间。以此方式，RF电源120连接至衬底支撑件116上。
线圈134被定位在窗部106上方。线圈134可由导电材料所制成且包含至少一整匝。图1A中所示的线圈134包含至少三匝。RF电源121被配置成供应RF功率至线圈134。匹配电路102被耦合在RF电源121与线圈134之间。以此方式，RF电源121连接至线圈134。在一些实施方案中，任选的法拉第屏蔽件(未图示)被定位于线圈134与窗部106之间。可使法拉第屏蔽件相对于线圈134维持间隔开的关系。可将法拉第屏蔽件紧接置于窗部106之上。法拉第屏蔽件可避免金属或其他物质沉积于等离子体室132的窗部106上。
将RF功率从RF电源121供应至线圈134，以使RF电流流过线圈134。流过线圈134的RF电流可在线圈134周围产生电磁场。电磁场在等离子体室132内产生感应电流，其作用于等离子体室132中所存在的气体而产生等离子体。来自于等离子体的各种离子和/或自由基可与衬底112进行交互作用，以进行沉积或蚀刻操作。
在一些实施方案中，处理设备100任选地包含等离子体栅格(未图示)，其可用于将等离子体室132分成上部及下部。等离子体栅格可用于限制进入等离子体室132的下部的热电子数量。在一些实施方案中，处理设备100被设计以操作使得存在于等离子体室132的下部中的等离子体为离子-离子等离子体而存在于等离子体室132的上部中的等离子体为电子-离子等离子体。
可以从等离子体室132的顶部经由第一气体注射器104、和/或从等离子体室132的侧部经由第二气体注射器110而将处理气体导入至等离子体室132中。处理气体可包含经汽化的液体前体或经汽化的固体前体，其可于处理设备100上游的固体源蒸发器(未图示)中汽化。可经由第一气体注射器104和/或第二气体注射器110而供应一或更多种反应物气体。在一些实施方案中，气体注射器104、110可由喷头所取代。应理解，可提供额外的或其他的气体供应，以供应不同气体至等离子体室132以用于各种类型的操作。
将气体注入等离子体室132的各种方式显示出可从各种位置将处理气体、经汽化的液体前体、和/或经汽化的固体前体提供至等离子体室132中。在一些实施方案中，仅使用第一气体注射器104。在某些其他实施方案中，仅使用第二气体注射器110。在某些其他实施方案中，使用第一气体注射器104与第二气体注射器110两者。在一些实施方案中，歧管122控制哪些气体被供应至各个不同的气体管线。歧管122使得任何类型的气体(反应物、载气、前体等)能从不同气体管线中的任一者提供。在一些实施方案中，载气可包含诸如氧(O2)、氮(N2)和氦(He)之类的气体。这些气体可在未经混合的情况下导入等离子体室132中，或者可在导入等离子体室132之前与其他气体进行混合。
歧管122可用于选择、切换、和/或混合来自输送系统128中的各个输送系统的输出。在一些实施方案中，输送系统128可包含蚀刻气体输送系统127以及沉积前体输送系统129。蚀刻气体输送系统127可配置成输出蚀刻气体。蚀刻气体的示例包含但不限于氯(Cl2)、溴化氢(HBr)、以及六氟化硫(SF6)。沉积前体输送系统129可配置成提供液体前体，该液体前体在沉积处理(例如ALD处理)中被汽化并以蒸气形式输送。因此，沉积前体可被导入等离子体室132中且可吸附于衬底112的表面上。可利用等离子体将经吸附的前体转化而形成吸附受限量的膜。在一些实施方案中，沉积前体包含氨基硅烷前体。示例性沉积前体可具有以下化学式的化学组成：CxHyNzOaSib。
真空泵系统130连接至等离子体室132，且可用于从等离子体室132抽出处理气体并且维持等离子体室132内的一定压强。可将阀126设置于排放部124与真空泵系统130之间，以控制施加于等离子体室132的真空抽吸量。在一些实施方案中，真空泵系统130可包含一或二级机械干式泵及/或涡轮分子泵。在一些实施方案中，可在每次完成沉积或蚀刻操作之后启动真空泵系统130以清扫等离子体室132。真空泵系统130的示例在图1B中进一步描述。真空泵系统130被流体连接至等离子体室132，且可用于从等离子体室132中去除蚀刻气体、沉积前体、以及反应副产物。
当在无尘室或制造设施中装设处理设备100时，可将其耦合至设施(未图示)。设施包含提供处理气体、真空、温度控制、以及环境颗粒控制的管路。当这些设施被安装于标的制造设施中时，可使这些设施耦合至处理设备100。此外，可将处理设备100耦合至传送室，该传送室容许机械臂利用自动化系统将衬底传送进出等离子体室132。
处理设备100还可包含一系统控制器108。系统控制器108(其可包含一或更多物理或逻辑控制器)控制处理设备100的一些或所有操作。系统控制器108可包含一或更多内存装置以及一或更多处理器。处理器可包含中央处理器(CPU)或计算机、模拟及/或数字输入/输出连接件、步进马达控制器板、以及其他类似组件。用于执行适当控制操作的指令在处理器上执行。这些指令可储存在与系统控制器108相关的内存装置上或其可通过网络提供。在一些实施方案中，系统控制器108执行系统控制软件。
系统控制软件可包含用于控制以下室操作条件中的任一或多者的施加时序和/或大小的指令：气体的混合和/或组成、室压强、室温度、晶片/晶片支撑件温度、施加至衬底的偏置(其在许多实施方案中可为零)、施加至线圈或其他等离子体产生组件的频率及功率、衬底位置、衬底移动速度、以及由工具所执行的特定处理的其他参数。系统控制软件可进一步经由真空泵系统130而控制加热操作、清扫操作、以及清洁操作。系统控制软件可以任何合适方式加以配置。例如，可写入许多处理工具组件的子程序或控制目标，以控制必要的处理工具组件的操作，从而执行各种处理工具的处理。可以任何合适的计算机可读程序语言对系统控制软件进行编码。
在一些实施方案中，系统控制软件包含输入/输出控制(IOC)序列指令，以用于控制上述的各种参数。例如，半导体加工工艺的各阶段可包含由系统控制器108执行的一或更多指令。例如，可将用于设定一阶段的工艺条件的指令包含于相应的配方阶段中。在一些实施方案中，可将配方阶段按顺序排列，使得针对该工艺阶段以一定顺序执行掺杂处理中的步骤。例如，配方可配置成执行蚀刻操作，且包含在蚀刻操作中的每一者之间进行的ALD处理的一或更多循环。该配方可配置以在蚀刻操作与ALD处理的一或更多循环之间执行清扫操作和/或清洁操作。
在一些实施方案中，系统控制器108配置有用于执行下列操作中的一或多者的指令：使用来自蚀刻气体输送系统127的一或更多种蚀刻气体以在等离子体室132中于衬底112上执行蚀刻操作；以及使用来自沉积前体输送系统129的一或更多种沉积前体以在等离子体室132中于衬底112上执行沉积操作。系统控制器108可进一步配置有用于执行下列操作的指令：使用真空泵系统130将一或更多种蚀刻气体以及一或更多种沉积前体从等离子体室132中排出。系统控制器108可进一步配置有用于执行下列操作的指令：将真空泵系统130的泵的表面加热至升高的温度。系统控制器108可进一步配置有用于执行下列操作的指令：根据由残余气体分析(RGA)或傅立叶变换红外线(FTIR)气体分析所确定的清扫时间，将一或更多种蚀刻气体或一或更多种沉积前体从真空泵系统130中清扫掉。系统控制器108可进一步配置有用于执行下列操作的指令：在蚀刻操作之前或之后，利用流过真空泵系统130的反应性气体以进行清洁操作。
在一些实施方案中，可使用其他计算机软件和/或程序。用于此目的的程序或程序区段的示例包含衬底定位程序、处理气体组成控制程序、压强控制程序、加热器控制程序、以及RF功率供应控制程序。
在某些情况下，系统控制器108控制气体浓度、衬底移动、和/或供应至线圈134和/或衬底支撑件116的功率。系统控制器108可通过以下方式控制气体浓度：例如，开启和关闭相关的阀以产生提供适当浓度下的必要反应物的一或更多个进气流。可通过以下方式控制衬底移动：例如，指示衬底定位系统按照要求而移动。可控制供应至线圈134和/或衬底支撑件116的功率以提供特定的RF功率水平。若使用栅格，则可通过系统控制器108来调整RF功率，以在等离子体室132的上部中产生电子-离子等离子体且在等离子体室132的下部中产生离子-离子等离子体。此外，系统控制器108可配置成在使电子-离子等离子体不会在等离子体室132的下部中形成的条件下供应功率至衬底支撑件116。
系统控制器108可基于传感器输出(例如，当功率、电位、压强、气体水平等到达某阈值时)、操作的时序(例如，在工艺中某些时候开启阀、清扫等)、或基于所接收的来自用户的指令，而控制该等及其他方面。
在一些实施方案中，系统控制器108是系统的一部分，其可为上述示例的一部分。这样的系统可包含半导体处理设备，包括一或多个处理工具、一或多个室、用于处理的一或多个工作台、和/或特定处理组件(晶片底座、气流系统等)。这些系统可与电子装置整合，以在半导体晶片或衬底的处理前、处理期间、以及处理后控制其操作。这些电子装置可称为“控制器”，其可控制一或多个系统的各种组件或子部件。依据处理的需求和/或系统的类型，可将系统控制器108程序化以控制本文中所公开的处理中的任一者，包含蚀刻气体及沉积前体进入等离子体室132的输送、温度设定(如加热和/或冷却)、压强设定、真空设定、功率设定、RF产生器设定、RF匹配电路设定、频率设定、流动速率设定、流体输送设定、位置及操作设定、进出工具的晶片传送、从等离子体室132中将气体及副产物清扫掉的操作、从真空泵系统130中将气体及副产物清扫掉的操作、真空泵系统130的组件表面的加热、以及利用反应性气体清洁真空泵系统130的操作。
广泛而言，可将系统控制器108定义为具有接收指令、发送指令、控制操作、允许清洁操作、允许端点测量等的各种集成电路、逻辑、内存、和/或软件的电子设备。该集成电路可包含存储程序指令的硬件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或执行程序指令(如软件)的一或更多的微处理器或微控制器。程序指令可以是以各种单个设定(或程序文件)的形式传送到系统控制器108的指令，其定义用于在半导体晶片上、或针对半导体衬底、或对系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方案中，这些操作参数可以是由工艺工程师所定义的配方的部分，该配方用于在衬底的一或更多的层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路、和/或管芯的制造期间完成一或更多的处理步骤。
在一些实施方案中，系统控制器108可为计算机的部分或耦合至计算机，该计算机与系统整合、耦合至系统、或通过网络连接至系统、或上述的组合。例如，系统控制器108可位于“云端”、或为晶片厂主计算机系统的全部或部分，其可允许对衬底处理的远程访问。该计算机能实现对该系统的远程访问，以监测制造操作的目前进度、查看过去制造操作的历史、查看来自多个制造操作的趋势或性能标准，以改变目前处理的参数，以设定处理步骤而接续目前的处理、或开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(如服务器)可通过网络将处理配方提供给系统，该网络可包含局域网络或因特网。该远程计算机可包含可实现参数和/或设定的输入或编程的用户接口，该等参数或设定接着自该远程计算机传送至该系统。在一些示例中，系统控制器108接收数据形式的指令，在一或更多的操作期间，其针对该待执行的处理步骤中的每一者而指定参数。应理解，这些参数可特定于待执行的处理的类型、以及工具(系统控制器108被配置成与该工具接口接合或控制该工具)的类型。因此，如上所述，系统控制器108可以是分布式的，例如通过包含一或更多的分离的控制器，其通过网络连接在一起并朝共同的目标而工作，例如本文中所描述的处理和控制。用于此类目的的分布式系统控制器108的示例可为室上的一或更多的集成电路，其与位于远程(例如为平台等级、或为远程计算机的部分)的一或更多的集成电路连通，其组合以控制该室上的处理。
如上所述，根据将通过工具执行的一或更多个处理步骤，系统控制器108可与半导体制造工厂中的下列一或更多者进行通信：其他工具电路或模块、其他工具组件、群集工具、其他工具接口、邻接的工具、邻近的工具、遍布工厂的工具、主计算机、另一系统控制器108、或材料运输中所使用的工具，该材料运输中所使用的工具将衬底容器输送往返于工具位置和/或装载端口。
真空泵系统
根据一些实施方案，图1B为包含粗抽泵的示例性真空泵系统的示意图，其中该粗抽泵与涡轮分子泵串联使用。然而，应理解，本发明的真空泵系统130可包含与图1B中所示者不同的泵及泵组件。真空泵系统130与处理室132(如上述的等离子体室)流体连通。真空泵系统130可控制处理室132中的室压强。真空泵系统130可将副产物、未经反应的沉积前体、以及未经反应的蚀刻气体从处理室132中移除。真空泵系统130可包含在变动压强范围内操作的多个泵。如图1B中所示，真空泵系统130包含涡轮分子泵140及粗抽泵150，其中粗抽泵150被配置成产生“粗略”真空且涡轮分子泵140被配置成跟随以产生非常高的真空。例如，涡轮分子泵140可配置以在处理室132中产生在非常高的范围内(例如，介于约1mTorr至约1Torr之间)的真空压强，而粗抽泵150可配置以在处理室132中产生在相对低的范围内(例如，介于约1Torr至大气压之间)的真空压强。粗抽泵150也可称为“预抽泵”或“初级泵”。例如，粗抽泵150可包含一或二级机械干式泵。
可将粗抽泵150定位于涡轮分子泵140的下游。在一些实施方案中，增压泵160任选地设置于涡轮分子泵140与粗抽泵150之间，其中增压泵160可产生在介于涡轮分子泵140与粗抽泵150之间的范围内的真空压强。在一些实施方案中，可将增压泵160考虑为真空泵系统130的粗抽泵150的部分。在一些实施方案中，可将增压泵160考虑为与粗抽泵系统分离。在一些实施方案中，增压泵160包含诸如罗茨式鼓风机(Roots-type blower)之类的鼓风机。可将粗抽泵150和/或增压泵160与涡轮分子泵140串联连接，以在大的真空压强范围内操作室压强。
可将第一阀152设置于涡轮分子泵140与粗抽泵150之间。可对第一阀152进行控制以使处理气体能够从涡轮分子泵140排放至粗抽泵150。可将第二阀154设置于排放端口162与粗抽泵150之间，其中排放端口162被连接至处理室132。可对第二阀154进行控制以使处理气体能够经由排放端口162而排放至前级管线164。前级管线164将粗抽泵150连接至排放端口162。
分离泵或多入口泵
通过将蚀刻气体及沉积前体分流至分离的泵，可避免蚀刻气体及沉积前体在泵中混合。因此，避免或限制沉积副产物在任何分离的泵中累积。在一些实施方案中，可将真空泵系统设计为具有至少两个分离的粗抽泵。在一些实施方案中，该至少两个粗抽泵中的每一者可以包含增压泵或鼓风机。在一些实施方案中，该至少两个粗抽泵中的每一者可以包含转子组件，例如旋转叶片。如下文中所述，真空泵系统可根据“完全分流”方案或“旁路分流”方案而进行操作。
图2A为根据一些实施方案的一示例性处理设备的示意图，该处理设备包含具有两个分离的泵的“完全分流”真空泵系统230a。在一些实施方案中，该两个分离泵为两个分离的粗抽泵。处理室212(例如上述图1A及1B中的处理室)可经由排放端口而排放蚀刻气体及沉积前体。蚀刻气体及沉积前体可流过一管道，例如前级管线214。可将阀224设置于前级管线214与两个分离的泵之间。阀224用作可切换阀，当处理室212进行蚀刻操作时，阀224进行切换以将蚀刻气体引导通过第一粗抽泵220a。当处理室212进行沉积操作时，阀224进行切换以将沉积前体引导通过第二粗抽泵220b。在分离的粗抽泵之间使蚀刻气体及沉积前体的流动分开，避免了因混合蚀刻气体与沉积气体而发生的沉积产物累积。在一些实施方案中，蚀刻气体包含溴化氢，而沉积前体包含氨基硅烷前体。在一些实施方案中，当蚀刻气体包含溴化氢时，阀224可进行切换以将蚀刻气体引导通过第一粗抽泵220a。第一粗抽泵220a和第二粗抽泵220b被设置于前级管线214的下游。可将移除管线216连接至第一粗抽泵220a及第二粗抽泵220b，且将移除管线216设置于第一粗抽泵220a及第二粗抽泵220b的下游，以将蚀刻气体及沉积前体从真空泵系统230a中去除。可在蚀刻与沉积操作之间进行清扫操作，其中清扫时间可足以将蚀刻气体及沉积前体从前级管线214中完全去除。以下说明用于确定足够的清扫时间的技术。
引入的蚀刻气体以及引入的沉积气体可经由不同的气体管线而进入处理室212。可从蚀刻气体输送源提供蚀刻气体，且可从沉积前体输送源提供沉积气体。在一些实施方案中，可通过分流管线218将来自沉积前体输送源的某些沉积气体分流，并将其直接排放至第二粗抽泵220b。经分流的沉积气体不会进入处理室212。分流管线218可与沉积前体输送系统流体耦合，且分流管线218被配置成将沉积循环中的未使用的沉积前体引导至第二粗抽泵220b。沉积循环可为ALD循环。通常，ALD是一种使用表面自限制沉积反应以逐层沉积膜的沉积技术。每一ALD循环包含配料和转化阶段的序列。在一些实施方案中，ALD循环包含配料、清扫、转化、以及清扫阶段的序列。配料阶段涉及将前体材料输送和吸附至处理室中的衬底表面上，而转化阶段涉及将经吸附之前体材料转化为吸附受限量的沉积材料(例如钝化材料)。转化阶段一般涉及输送诸如氧化物质(例如O2)之类的反应物物质，以将经吸附的前体材料转化。在ALD循环的转化阶段期间，沉积气体可继续从沉积前体输送源流出。然而，从沉积前体输送源流出的某些沉积气体可在ALD循环的转化阶段期间被分流。这种经分流的沉积气体不会与处理室中或这些粗抽泵中的任一者中的蚀刻气体混合。
图2B为根据一些实施方案的一示例性处理设备的示意图，该处理设备包含具有两个分离的泵的“旁路分流”真空泵系统230b。处理室232(例如上述图1A及1B中的处理室)可经由排放端口而排放蚀刻气体及沉积前体。蚀刻气体及沉积前体可流过管道，例如前级管线234。蚀刻气体与沉积前体流过第一粗抽泵240a，而没有包含用于在蚀刻气体与沉积前体之间进行切换的阀。然而，可通过分流管线238将一些沉积气体分流至第二粗抽泵240b。该沉积气体不参与在处理室232中所发生的沉积操作。具体而言，在ALD循环的转化阶段期间的沉积气体是经由分流管线而分流至第二粗抽泵240b。换言之，在ALD循环中的未使用的沉积前体从沉积前体输送系统流出，并直接流过第二粗抽泵240b而没有进入处理室232。因此，在ALD循环的配料阶段期间的沉积前体通过第一粗抽泵240a并与蚀刻气体混合，而在ALD循环的转化阶段期间的沉积前体通过第二粗抽泵240b且不与蚀刻气体混合。虽然有些沉积气体会在第一粗抽泵240a中与蚀刻气体混合，但混合量显著减少，使得沉积副产物的累积显著减少。此外，第二粗抽泵240b不与处理室232流体连通，因此第二粗抽泵240b可在多个模块/设备之间共享。来自其他模块/设备(未图标)的多个分流管线可将ALD循环中的未使用的沉积前体分流通过第二粗抽泵240b。
图2C为根据一些实施方案的一示例性处理设备的示意图，该处理设备包含在不同阶段下操作的“多入口”真空泵系统230c。真空泵系统230c可具有拥有多个入口的泵，而非具有用于接收蚀刻及沉积气体的分离的泵。从处理室排出的处理气体可包含蚀刻及沉积气体。多个入口中的一者可根据泵的操作压强而开启以接收来自处理室的处理气体。例如，第一入口252可在低压阶段254内开启以接收处理气体，而第二入口262可在高压阶段264内开启以接收处理气体。在图2C中，泵可包含粗抽泵(未图示)。粗抽泵可包含或不包含增压泵(或鼓风机)。当粗抽泵在低压范围内操作时，耦合至第一入口252的第一排放端口256可开启以使处理气体从处理室(未图示)排出。当粗抽泵在高压范围内操作时，耦合至第二入口262的第二排放端口266可开启以使处理气体从处理室排出。在一些实施方案中，高压范围为介于约1Torr至约10Torr之间或介于约0.5Torr至约5Torr之间，而低压范围为介于约0.5Torr至约3Torr之间或介于约0.1Torr至约1Torr之间。在一些实施方案中，沉积气体通常在高压范围期间从处理室排出，而蚀刻气体通常在低压范围期间从处理室排出。具体而言，ALD处理倾向于在高压范围内操作。
粗抽泵中的沉积副产物积聚可能受压强和/或温度影响。在低压阶段254内操作的组件可以是未经加热的，而在高压阶段264内操作的组件可以是经加热的。为了防止在高压阶段264中的沉积副产物积聚，可将泵的组件加热至足以防止副产物积聚的升高温度。在一些实施方案中，压强越高，要求温度越高，以防止副产物积聚。在一些实施方案中，该升高温度为等于或大于约160℃、介于约80℃至约500℃之间、介于约100℃至约400℃之间、介于约120℃至约300℃之间、或介于约150℃至约250℃之间。在不受任何理论限制下，在泵的高压阶段期间，沉积前体与蚀刻气体之间的混合较有可能发生，而在泵的低压阶段期间，沉积前体与蚀刻气体之间的混合较不可能发生。因此，在高压阶段期间将泵的组件加热至升高温度可避免或最小化沉积副产物的积聚。以下更详细地说明将泵中的泵组件加热的方面。
在一些实施方案中，在低压阶段254内操作的泵组件可能易受沉积副产物积聚的影响。这是除了在高压阶段264内操作的泵组件以外也有的情形。在一些实施方案中，鼓风机组件可与真空泵系统230c的转子组件分离。鼓风机组件可为粗抽泵的增压泵的一部分。在一些实施方案中，鼓风机组件可在粗抽泵的低压阶段254期间操作，而转子组件可在粗抽泵的高压阶段264期间操作。在一些实施方案中，可将鼓风机组件和转子组件加热至足以防止副产物积聚的升高的温度。这种组件显示于图3中。
表面涂层
可利用一或更多种材料涂布真空泵系统(包含粗抽泵及其组件)以限制表面反应，否则这些表面反应会导致真空泵系统中的沉积副产物积聚。泵的各种泵组件可包含但不限于转子组件、定子组件、入口、轴承、轴件、以及传动齿轮。额外的泵组件还可以包含增压泵及鼓风机，其可作为分离的单元而设置或与泵相整合。转子组件可包含例如位于反向旋转轴上的旋转叶片。传动齿轮将扭矩传递至轴上，并且使旋转叶片沿相反方向旋转且相互啮合。定子组件可包含例如用于包围转子组件的外壳。一或更多个入口可接收从处理室排出的蚀刻气体和沉积前体，其中该一或更多入口可耦合至定子组件。该一或更多入口可连接至通向转子组件的通道。轴承可支撑泵的各种部件，例如轴。
在一些实施方案中，真空泵系统中的泵的泵组件由金属材料(例如铁)制成。例如，泵组件可由铸铁制成。然而，由铸铁或其他金属材料所制成的泵组件可能易受腐蚀和/或沉积副产物积聚的影响。在一些实施方案中，可利用一或更多种耐受腐蚀和/或沉积副产物积聚的材料对泵组件的表面进行涂布。因此，泵组件的表面上的表面涂层可消除或至少减少表面反应，否则这些表面反应会导致沉积副产物积聚。
表面涂层的示例性材料可包含但不限于镀敷的镍、镀敷的钴、氮化钛(TiN)、英可镍(Inconel)、哈氏合金(Hastelloy)、陶瓷材料、氟聚合物、以及其组合。这样的材料可以是耐腐蚀材料。泵的至少一个入口及转子组件的表面可涂布有表面涂层，从而保护泵的转子组件及入口免于因沉积副产物积聚所导致的劣化。泵组件(包含轴承、轴件等)的其他表面也可涂布有表面涂层。
在一些实施方案中，真空泵系统中的泵的泵组件是由陶瓷材料(例如氧化铝(A12O3))所制成。泵组件可由耐受腐蚀和/或沉积副产物积聚的材料制成，而非涂布金属材料。因此，这些泵组件可消除或至少减少表面反应，否则这些表面反应会导致沉积副产物积聚。
在一些实施方案中，可将泵组件加热以进一步将导致沉积副产物积聚的表面反应消除或减少。可将某些泵组件加热至升高的温度(例如至少约160℃的温度)以避免或减少沉积副产物积聚。例如，一或更多轴可连接至一或更多转子组件并支撑该一或更多转子组件，其中这些轴中的每一者可连接至用于加热该一或更多个转子组件的表面的热源。热源的示例可包含但不限于电线、加热灯、以及热流体。
应理解，使用前述材料以限制表面反应的实施方案可与用于防止沉积副产物积聚的前述实施方案中的一或多者结合。还应理解，使用前述材料以限制表面反应的实施方案可与以下所述用于防止沉积副产物积聚的实施方案中的一或多者结合。
泵加热
在以下方面存在挑战：在空间上将各种泵组件的所有表面加热至足够热的温度以避免沉积副产物积聚。泵(例如粗抽泵)的热设计方面的改良可使泵组件的表面保持足够热，以避免沉积副产物积聚。本发明的方面提供一种使用真空泵系统排放蚀刻气体与沉积前体、以及将真空泵系统的泵组件的表面加热至升高温度的方法。升高的温度为足够热以避免因蚀刻气体与沉积前体之间的反应而造成的沉积副产物积聚。例如，升高的温度可为等于或大于约160℃、介于约80℃至约500℃之间、介于约100℃至约400℃之间、介于约120℃至约300℃之间、或介于约150℃至约250℃之间。可在排放蚀刻气体与沉积前体时维持该升高的温度。蚀刻气体可包含溴化氢，且沉积前体可包含氨基硅烷前体。
在一些实施方案中，泵的泵组件表面的加热可通过使热流体或经加热的清扫气体循环通过泵而实现。可在真空泵系统的外部设置热流体或经加热的清扫气体的储槽，且真空泵系统可从该储槽吸取以加热其泵组件。在一些实施方案中，加热泵组件的表面的操作包含加热一或更多个轴，该一或更多个轴连接至并支撑泵中的一或更多转子组件。在一些实施方案中，各个轴可包含用于容纳热源的通道，其中该热源包含电线、加热灯、热流体、或其组合。该通道使得热能能够经由轴而传导，并且通过辐射和/或传导而传递至周围表面。因此，可对一或更多个转子组件的表面进行加热。将该一或更多个转子组件的表面加热至以下温度：至少160℃、介于约80℃至约500℃之间、介于约100℃至约400℃之间、介于约120℃至约300℃之间、或介于约150℃至约250℃之间。
图3为根据一些实施方案的真空泵系统300中的转子组件的示例。沉积前体以及蚀刻气体从处理室被排出，并进入具有定子组件310的真空泵系统300，定子组件310包围第一转子组件322以及第二转子组件324。沉积前体以及蚀刻气体通过定子组件310中的通道312。第一转子组件322以及第二转子组件324可沿相反方向旋转，以将气体推动通过真空泵系统300。第一轴332可连接至并支撑第一转子组件322，且第二轴334可连接至并支撑第二转子组件324。在一些实施方案中，各个轴332、334可以是中空的或提供通道或开口，电线、加热灯、热流体、或其他热源可通过该通道或开口。在一些实施方案中，每个轴332、334可包含外侧绝热材料和内侧传导材料。轴332、334可配置成沿反向旋转方向旋转。
应理解，使用泵加热的实施方案可与用于防止沉积副产物积聚的前述实施方案(包含涉及分离的泵、分离的入口、以及表面涂层的实施方案)中的一或多者结合。还应理解，使用泵加热的实施方案可与以下所述用于防止沉积副产物积聚的实施方案中的一或多者结合。
泵清扫
可在沉积与蚀刻操作之间进行清扫操作，以从真空泵系统中更彻底地清扫沉积前体、蚀刻气体、和/或沉积副产物。可将清扫操作的持续时间确定为足够长，以使得在真空泵系统中没有检测到沉积前体、蚀刻气体、以及沉积副产物。以此方式，沉积前体以及蚀刻气体没有机会混合在一起并导致沉积副产物积聚。可利用真空泵系统中的一或更多传感器以进行这种确定。例如，可利用残余气体分析(RGA)、傅立叶变换红外线(FTIR)气体分析、或其他合适的气体分析以测量将沉积前体、蚀刻气体、以及沉积副产物从真空泵系统中清扫掉的清扫时间。在一些实施方案中，蚀刻气体包含溴化氢，且沉积前体包含氨基硅烷前体。
将泵(例如粗抽泵)清扫的方法可包含在处理室中于蚀刻与沉积操作之间进行清扫操作。一方法可包含：在处理室中于晶片上进行蚀刻操作，其中通过与处理室流体连通的泵将一或更多种蚀刻气体排放；以及根据第一预定持续时间将一或更多种蚀刻气体从泵中清扫。该方法还可包含：在处理室中于晶片上进行沉积操作，其中通过该泵将一或更多种沉积前体排放；以及根据第二预定持续时间将一或更多种沉积前体从泵中清扫掉。在一些实施方案中，第一预定持续时间和第二预定持续时间可通过RGA、FTIR气体分析、或其他合适的气体分析加以确定。例如，RGA、FTIR气体分析、或其他合适的气体分析可利用传感器以测量何时真空泵系统的气体管线中不再存在蚀刻气体和/或沉积前体，从而用作终点检测系统。因此，气体分析可确定合适的清扫时间以将蚀刻气体或沉积前体从真空泵系统中去除。
确定将泵清扫的清扫时间的方法可包含在处理室中于蚀刻与沉积操作之间进行清扫操作，并在清扫操作期间测量清扫时间。该方法可包含：在处理室中于晶片上进行蚀刻操作，其中通过与处理室流体连通的泵将一或更多种蚀刻气体排放；将一或更多种蚀刻气体从泵中清扫掉；以及测量用于清扫一或更多种蚀刻气体的第一清扫时间。该方法还可包含：在处理室中于晶片上进行沉积操作，其中通过该泵将一或更多种沉积前体排放；将一或更多种沉积前体从泵中清扫掉；以及测量用于清扫一或更多种沉积前体的第二清扫时间。可通过RGA、FTIR气体分析、或其他合适的气体分析以测量清扫时间。在处理室中所进行的未来清扫操作可利用由气体分析所测量的清扫时间，使得清扫时间为足够长，以将沉积前体和蚀刻气体从真空泵系统中完全清扫掉或至少大体上清扫掉。
较长的清扫时间以及较精确测得的清扫时间可避免真空泵系统中不期望有的沉积前体与蚀刻气体的混合。使用较长的清扫时间以及较精确测得的清扫时间的实施方案可与用于防止沉积副产物积聚的一或更多前述实施方案(包含涉及分离的泵、分离的入口、表面涂层、以及泵加热的实施方案)结合。例如，RGA或FTIR气体分析可用于确定何时切换阀以将蚀刻气体分流通过第一粗抽泵、以及何时切换阀以将沉积前体分流通过第二粗抽泵。应理解，使用较长的清扫时间以及较精确测得的清扫时间的实施方案可与以下所述用于防止沉积副产物积聚的一或更多实施方案结合。
泵清洁
可在沉积与蚀刻操作之间、沉积或蚀刻操作完成之后、或在处理室中处理一定数量的晶片之后进行清洁操作。可执行清洁操作以清洁真空泵系统，以防止沉积前体与蚀刻气体的混合或将沉积副产物从真空泵系统中去除。在一些实施方案中，沉积前体可包含氨基硅烷前体，且蚀刻气体可包含溴化氢。清洁操作的执行包含使反应性气体流过真空泵系统，其中该真空泵系统包含一或更多个与处理室流体连通的泵。该一或更多个泵可包含粗抽泵。在一些实施方案中，该一或更多个泵还可以包含增压泵和/或涡轮分子泵。在一些实施方案中，使反应性气体流过处理室并流过真空泵系统的一或更多个泵。在一些实施方案中，反应性气体包含自由基和/或离子，其是在处理室中原位产生的、在远程等离子体源中产生的、或由连接至真空泵系统的一或更多个泵的前级管线中所安装的等离子体源所产生的。
清洁操作大体上涉及有效去除沉积前体、蚀刻气体、以及沉积副产物的清洁化学品。在一些实施方案中，清洁操作可以是无晶片自动清洁(WAC)操作的一部分，但应理解，可在处理室中有或没有晶片的情况下进行清洁操作。清洁化学品可包含反应性气体，例如含氟物质、含氯物质、含溴物质、含碘物质、含氧物质、或其组合。
图4为根据一些实施方案的防止真空泵系统中的沉积副产物积聚的清洁处理的示例性方法的流程图。图4中所示的清洁处理400可利用更少、额外、或不同的操作来进行。
在清洁处理400的框410，在处理室中进行一或更多个沉积操作。该一或更多个沉积操作可利用一或更多种沉积前体以在晶片上沉积材料。在一些实施方案中，该一或更多个沉积操作可利用ALD循环的一或更多种沉积前体。该一或更多种沉积前体可包含氨基硅烷前体。可将该一或更多种沉积前体排放至真空泵系统的一或更多个泵，其中该一或更多泵与处理室流体连通。该一或更多泵可包含粗抽泵。
在清洁处理400的框420，在处理室中进行一或更多个蚀刻操作。该一或更多个蚀刻操作可利用一或更多种蚀刻气体以从晶片蚀刻材料。该一或更多种蚀刻气体可包含溴化氢。可将该一或更多种蚀刻气体排放至真空泵系统的一或更多泵。如图4中所示，在一些实施方案中，可在框430的清洁操作之前进行该一或更多个蚀刻操作。替代地，可在框430的清洁操作之后进行该一或更多个蚀刻操作。这被显示于图4的框440处。换言之，可以在处理晶片时于沉积与蚀刻操作之间进行清洁操作，或者可在处理晶片时于沉积与蚀刻操作完成之后进行清洁操作。
在框430，利用流过真空泵系统的反应性气体以进行清洁操作，其中该真空泵系统与处理室流体连通。在一些实施方案中，可于晶片在处理室中的情况下进行框410的一或更多个沉积操作、框420或框440的一或更多个蚀刻操作、以及框430的清洁操作。在一些实施方案中，可以在处理室中没有晶片的情况下进行框430的清洁操作。
在一些实施方案中，反应性气体可包含含氟物质，例如三氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)、二氟化氙(XeF2)、六氟化硫(SF6)、以及三氟化氯(ClF3)。在一些实施方案中，反应性气体可包含含氧物质，例如氧(O2)和臭氧(O3)。在一些实施方案中，反应性气体可包含含氯物质，例如氯(Cl2)。反应性气体可将沉积前体或蚀刻前体从真空泵系统中去除、或可将形成于真空泵系统中的沉积副产物去除。
在一些实施方案中，反应性气体可包含氟、氯、氧、或其组合的自由基和/或离子。氟的自由基和/或离子可包含F*及F2 +、氯的自由基和/或离子可包含Cl*、Cl-、以及Cl+、且氧的自由基和/或离子可包含O*和O2 -。一般而言，与氟、氯、以及氧的离子相比，氟、氯、以及氧的自由基更可能在不重新结合的情况下行进通过真空泵系统的一或更多泵。反应性气体可将沉积前体或蚀刻前体从真空泵系统中去除、或可将形成于真空泵系统中的沉积副产物去除。
在清洁处理400的一些实施方案中，清洁处理400还包含产生反应性气体，其中反应性气体包含氟、氯、氧、或其组合的等离子体活化物质。等离子体活化物质可包含如上所述的氟、氯、氧、或其组合的自由基和/或离子。各种等离子体源可用于产生等离子体活化物质，以进行框430的清洁操作。在一些实施方案中，可通过等离子体反应在处理室中原位地产生等离子体活化物质。例如，可将含氟气体、含氯气体、含氧气体、或其组合/序列导入处理室中，且可引燃等离子体以形成含氟气体、含氯气体、含氧气体、或其组合/序列的等离子体活化物质。等离子体活化物质可以从处理室流出并通过真空泵系统的一或更多个泵，以防止沉积副产物积聚。在一些实施方案中，可在位于前级管线中的等离子体源中产生等离子体活化物质，其中该前级管线在该一或更多个泵与该处理室之间提供互连。以此方式，可以在该一或更多个泵附近产生等离子体活化物质，以限制在到达该一或更多泵之前重新结合的可能性。例如，可以在该一或更多个泵附近的前级管线中安装LitmasTM等离子体源，以产生含氟、氯、氧、或其组合/序列的气体的等离子体活化物质。在一些实施方案中，可在位于前级管线外部的远程等离子体源中产生等离子体活化物质。可将远程等离子体源定位在前级管线的上游。可以在远程等离子体源中产生等离子体活化物质，并将其注入至前级管线以通过该一或更多个泵。
在清洁处理400的一些实施方案中，在框430的清洁操作期间，可使臭氧(O3)流至真空泵系统的一或更多个泵。臭氧一般具有比氧的离子和/或自由基更长的寿命。因此，臭氧更可能在不重新结合的情况下到达真空泵系统的一或更多个泵。在一些实施方案中，可在处理室中提供臭氧，并将其排放至真空泵系统。在一些实施方案中，可由将臭氧导入至通向一或更多个泵的前级管线的分离单元产生臭氧。例如，可在前级管线中、或处理室与前级管线之间的区域中安装用于产生臭氧的这样的分离单元。与由远程等离子体源所提供或在处理室中原位提供的氧的等离子体活化物质相比，由分离单元所提供或在处理室中所提供的臭氧可具有更好的机会到达一或更多个泵。
流至真空泵系统的一或更多个泵的臭氧可与泵设备中的物质进行反应而形成经氧化的产物。例如，臭氧可输送氧化自由基，其形成氧化溴(BrO)、二氧化硅(SiO2)、氧化氯(ClO)、或其组合。在使臭氧流至真空泵系统的一或更多个泵之后，可使含氟物质流至该一或更多泵。含氟物质可包含氟的自由基和/或离子，其中含氟物质可源自处理室或来自远程等离子体源。可通过含氟物质将经氧化的产物蚀刻掉。在不受任何理论的限制下，含氟物质可使经氧化的产物变得具挥发性。挥发的产物可被排放至减排装置。
在一些实施方案中，框430的清洁操作包含使臭氧流动、然后使含氟物质流过真空泵系统，以去除或防止沉积副产物积聚。作为清洁操作的臭氧处理可在晶片处理期间同时进行、或在晶片处理之后的间隔内进行。在一示例中，这种臭氧处理可与执行框410的一或更多个沉积操作或框420的一或更多个蚀刻操作同时进行。例如，可使臭氧与处理室中的蚀刻气体流动同时流动。在另一示例中，可于框410的一或更多个沉积操作与框420的一或更多蚀刻操作之间进行这种臭氧处理。这可使得沉积前体立即氧化。在又一示例中，可在框410的一或更多个沉积操作与框420的一或更多个蚀刻操作之后的间隔进行这种臭氧处理。
清洁操作中所使用的清洁化学品可防止真空泵系统中的沉积副产物积聚。使用这种清洁化学品的实施方案可与用于防止沉积副产物积聚的一或更多种前述实施方案(包含涉及分离的泵、分离的入口、表面涂层、泵加热、以及较长且较精确测量的清扫时间的实施方案)结合。例如，可在清洁操作中使反应性气体流过一或更多个泵，同时将泵组件的表面加热至升高的温度，其中该升高的温度为等于或大于约160℃、介于约80℃至约500℃之间、介于约100℃至约400℃之间、介于约120℃至约300℃之间、或介于约150℃至约250℃之间。
气体喷射器
可通过真空泵系统的粗抽泵将沉积前体和蚀刻气体从处理室中排放掉。沉积前体与蚀刻气体的混合可能导致粗抽泵中的不需要的沉积，其可能对泵设备造成损害。具体而言，沉积前体与蚀刻气体可能与真空泵系统中的组件进行反应而形成副产物，这些副产物可能造成真空泵系统故障。尽管清扫气体(例如N2)可用于使粗抽泵排气，但在粗抽泵中(尤其是在粗抽泵的运动部件上)仍可能发生不需要的沉积。例如，在粗抽泵的后段或粗抽泵的出口处可能发生不需要的沉积。
在不受任何理论的限制下，高压点可能存在于粗抽泵的出口处，其中这样的高压点通常邻近粗抽泵的后段。排放的气体从粗抽泵中排出，且可排放至大气压或近大气压。如本文所使用，“近大气”压强为与大气压(即，760Torr)相差在10％内的压强。归因于粗抽泵的出口(例如排放端口)处的这种高压点，这可能导致粗抽泵的出口处的排放气体的滞流。这可能导致沉积前体与蚀刻气体在粗抽泵的出口处保留相对长的时段。沉积前体与蚀刻气体可能留存足够久以混合并导致不需要的沉积。另外，在不受任何特定理论限制的情况下，在真空泵系统的各个阶段的较高气体压强可使反应速率显著增大。具体而言，较高的压强条件可使沉积前体(例如氨基硅烷)与蚀刻气体(例如溴化氢)之间的反应加速，而较低的压强条件可使沉积前体与蚀刻气体之间的反应减慢。
图5为包含粗抽泵510的示例性真空泵系统500的示意图，粗抽泵510具有与减排组件514流体连通的出口512。真空泵系统500包含粗抽泵510。在一些实施方案中，粗抽泵510可与任选的增压泵520组合使用、或可任选地包含增压泵520。可经由粗抽泵510将沉积前体与蚀刻气体从处理室(未图示)排放掉。粗抽泵510可包含一或更多个运动部件，其中该一或更多个运动部件可包含转子组件。在一些实施方案中，可提供清扫气体530(例如N2)以流经粗抽泵510，以使粗抽泵510排出沉积前体与蚀刻气体。排出的沉积前体与蚀刻气体可以在粗抽泵510的出口512处离开粗抽泵510。粗抽泵510的出口512可以是排放端口。在一些实施方案中，排出的沉积前体与蚀刻气体可被排放至减排组件514，以对排出的沉积前体与蚀刻气体进行处理。包含管路与管道的管线516可将粗抽泵510的出口512与减排组件514连接。可于粗抽泵510的出口512处在约760Torr的排放压强下将排出的沉积前体与蚀刻气体排放掉。在操作期间，粗抽泵510的一或更多阶段可处于低于大气压的压强(例如低于760Torr)或低压。在操作期间，减排组件514与粗抽泵510之间的管线516可处于大气压(即，约760Torr)。即使在粗抽泵510的出口512处提供额外的稀释气体540(例如N2)，任何压强降低仍可忽略以有效地从粗抽泵510的出口512排放气体并防止不需要的沉积。稀释气体540用于稀释排放气体，且粗抽泵510与减排组件514之间的管线516仅处于低量真空吸力下，其可比大气压低若干托(Torr)。
如上所述，粗抽泵510的出口512处的高压可能导致滞流并造成排放的气体保留，且可能使不需要的副产物形成的反应速率增大。不需要的副产物可能形成于粗抽泵510的一或更多个运动部件上，包括形成于邻近粗抽泵510的出口512的一或更多个运动部件的任一者上。这可能导致一或更多个运动部件卡住并造成真空泵系统500故障/损坏。
在本公开内容中，可在粗抽泵的出口处设置一或更多个气体喷射器，从中将气体排出。该一或更多个气体喷射器可配置成使粗抽泵的出口处的压强降低，其中该一或更多个气体喷射器可以与粗抽泵串联连接并位于粗抽泵的下游。靠近粗抽泵的出口的该一或更多个气体喷射器用于降低粗抽泵的排放压强。该一或更多个气体喷射器产生吸力以使排放气体有效地从粗抽泵的出口排出，从而降低在粗抽泵处的排放压强。
气体喷射器为使用高压气体以携带并压缩其他气体的泵。气体喷射器产生高速喷流，并且夹带低压流而产生以中间速度移动的混合流。换言之，气体喷射器使用高压气体以压缩并且排放低压气体，而无需使用运动部件。如本文所使用的，气体喷射器也可称为抽气器、文丘里喷嘴、文丘里泵、文丘里喷嘴喷射器、喷射泵、喷射混合器、喷嘴喷射器、空气喷射器、以及排泄器。
本公开内容的一或更多个气体喷射器可以是文丘里泵，其利用“文丘里效应(venture effect)”以有效地从粗抽泵排放气体并降低粗抽泵的出口处的压强。“文丘里效应”是当流体流经通道的收缩部分时造成的流体压强降低。根据一些实施方案，图6为示例性文丘里泵600的横截面示意图，其显示在文丘里泵600的整个长度上的压强梯度。以高速度和高进气压强将注射气体导入作为动力流。文丘里泵600的主体包含渐缩动力区段610、渐扩排放区段620、以及渐缩动力区段610与渐扩排放区段620之间的文丘里间隙630。渐缩动力区段610使高压气体流的流体速度增大。流体速度的增大造成低压区带，其提供吸力以吸入低压气体流。低压区带可被提供在文丘里泵600的吸气口640中，其中吸气口640与渐缩动力区段610流体连通。可使吸气口640连接至需要真空或减压的装置。低压气体流在渐缩动力区段610中与高压气体流混合。混合的气体流被输送通过位于渐缩动力区段610的下游的文丘里间隙630。文丘里间隙630为文丘里泵600的主体的收缩部分，在其中混合的气体流维持于低压且具有高流体速度。接着，混合的气体流流过渐扩排放区段620，其接着使流体速度降低并使压强增大，从而压缩混合的气体流。这使得文丘里泵600能够以大于吸气口640的压强的压强排放混合的气体流。
通常，气体喷射器或文丘里泵用于许多大型工业应用中。在一示例中，文丘里泵用于在食品工业中运输和移动粉末、颗粒、以及散装固体。在另一示例中，文丘里泵可抽真空以进行取放操作。在又一示例中，文丘里泵在发电厂工业中用于排放蒸汽。在又一示例中，文丘里泵用于确定喷射机或火箭引擎中的燃料或燃烧压强。
然而，本发明的一或更多个文丘里泵与半导体处理设备的真空泵系统一起使用，以使粗抽泵的排放部处的压强降低并限制粗抽泵中的沉积。该一或更多个文丘里泵与真空泵系统的粗抽泵或初级泵串联连接。包含一或更多个文丘里泵的真空泵系统的示例显示于图7、8A、8B、以及8C中。半导体处理设备可包含处理室以进行沉积和蚀刻操作。
在替代方案中，多个文丘里泵用作真空泵系统的初级泵或预抽泵。多个文丘里泵可串联和/或并联连接，以提供多级文丘里预抽泵。可使多个文丘里泵连接至处理室的排放部，其中该处理室被配置成执行沉积和蚀刻操作。多个文丘里泵可用于使沉积前体和蚀刻气体从处理室排放掉。在一些实施方案中，多个文丘里泵可配置成使处理室达到“部分”真空或“粗略”真空，其中可使处理室达到介于约1Torr至大气压之间的压强。取代使用粗抽泵，多个文丘里泵可起到与粗抽泵相同或相似的功能，但多个文丘里泵没有任何运动部件。在一些实施方案中，多个文丘里泵的数量可介于约2个至约6个之间。在真空泵系统中使用多个文丘里泵作为初级泵可避免沉积前体与蚀刻气体形成不需要的副产物。使用多个文丘里泵作为处理室的预抽泵或初级泵的真空泵系统的示例显示于图9中。
在一些实施方案中，文丘里泵可配适有连接器或部件，以安装于半导体处理设备的泵设备。在一些实施方案中，文丘里泵可位于减排组件/系统与粗抽泵之间，其中文丘里泵位于粗抽泵的下游且在减排组件/系统的上游。根据一些实施方案，图7显示了示例性文丘里泵700，其具有配置成连接至真空泵系统的组件。在图7中，第一连接器710用于将文丘里泵700连接至粗抽泵(未图示)的出口。第一连接器710接收来自粗抽泵的排放气体，其中排放气体可包含处理设备的排出的沉积前体和蚀刻气体。第二连接器720用于在高进气压强下接收注射气体作为动力流。注射气体被提供通过文丘里泵700的主体。注射气体与从第一连接器710接收的粗抽泵的排放气体混合。在一些实施方案中，注射气体包含惰性气体，例如氦(He)、N2、或干净干空气。第三连接器730提供与减排组件的连接，以对从文丘里泵700排出的气体进行处理。这样的气体可包含例如可在晶片处理和/或清洁操作期间使用的注射气体(例如N2)、沉积前体(例如氨基硅烷)、蚀刻气体(例如HBr)、清扫气体、以及反应性气体(例如CH2F2、CF4、Cl2、SiCl4、NF3、O2、O3等)。因此，文丘里泵700可设置有一或更多个连接器，以用于连接至半导体处理设备(ALD处理设备)的粗抽泵、以及用于连接至设施减排组件/系统。通过文丘里泵700，来自粗抽泵的排放气体以降低的压强被接收并以增加的压强从文丘里泵700排出。文丘里泵700用于使气体有效地从粗抽泵的运动部件排出，并避免粗抽泵中的沉积。
图8A根据一些实施方案显示了包含粗抽泵810的示例性真空泵系统800a的示意图，其中粗抽泵810被修改为与气体喷射器串联连接。在一些实施方案中，气体喷射器包含一或更多个文丘里泵820。真空泵系统800a包含粗抽泵810。在一些实施方案中，粗抽泵810可与任选的增压泵840组合使用、或可任选地包含增压泵840。可经由粗抽泵810将沉积前体与蚀刻气体从处理室排放掉。粗抽泵810可包含一或更多个运动部件，其中该一或更多个运动部件可包含转子组件。在一些实施方案中，可提供清扫气体830(例如N2)以流经粗抽泵810并且使粗抽泵810排出沉积前体与蚀刻气体。排出的沉积前体与蚀刻气体可以在粗抽泵810的出口812处离开粗抽泵810。粗抽泵810的出口812可以是排放端口。
可以将一或更多个文丘里泵820连接至粗抽泵810的出口812或排放端口。在一些实施方案中，可以将通向一或更多个文丘里泵820的低压区带的吸气口822连接至粗抽泵810的出口812。一或更多个文丘里泵820与粗抽泵810串联连接且位于粗抽泵810的下游。一或更多个文丘里泵820被配置成使粗抽泵810的出口812处的压强降低。通常，沉积前体与蚀刻气体在一定排放压强下从粗抽泵810排出，该排放压强约为大气压或近大气压。通过一或更多个文丘里泵820，使得粗抽泵810的出口812处的排放压强降低至明显小于大气压。例如粗抽泵810的出口812处的排放压强为等于或小于约380Torr、等于或小于约250Torr、或等于或小于约200Torr。降低的排放压强可防止或限制粗抽泵810的出口812处的沉积副产物形成。在一些实施方案中，一或更多个文丘里泵820使得粗抽泵810本身的各个阶段的整体压强降低。
上述文丘里泵的方面可适用于图8A中的文丘里泵820。可将图5中的真空泵系统修改为附着于图7中的文丘里泵的一或更多连接器，以提供图8A中的经修改的真空泵系统800a。图8A中的一或更多个文丘里泵820提供高压气体流，其在吸气口822中产生低压区带，从而造成将排出的沉积前体和蚀刻气体吸入的吸取流。具体而言，使注射气体流入文丘里泵820中的每一个的主体中。在一些实施方案中，注射气体包含惰性气体(例如氦(He))、干净干空气、或N2。在一些实施方案中，使注射气体在介于约40psig至约80psig之间的压强下流动。在一些实施方案中，使注射气体在室温或升高的温度下流动。例如，使注射气体在介于约20℃至约100℃之间的温度下流动。注射气体可夹带排出的沉积前体以及蚀刻气体并与其混合。接着，混合的气体有效地从一或更多文丘里泵820排放至减排组件814，该减排组件814被配置为与一或更多个文丘里泵820的出口824连接。减排组件814被配置成对混合的气体(包含排出的沉积前体以及蚀刻气体)进行处理。利用上述的文丘里效应的优点，一或更多文丘里泵820的出口824处的排放压强可大于粗抽泵810的出口812处的排放压强，其中文丘里泵820的出口824处的排放压强可处于大气压或近大气压的压强下。例如，一或更多个文丘里泵820的出口824处的排放压强为等于或大于约525Torr、等于或大于约600Torr、等于或大于约700Torr、或等于或大于约760Torr。
真空泵系统的其他设计或实施方案可将气体喷射器(例如文丘里泵)并入真空泵系统。根据一些实施方案，图8B显示了包含粗抽泵810的示例性真空泵系统800b的示意图，其中粗抽泵810与气体喷射器串联连接。气体喷射器可以是文丘里泵850。真空泵系统800b包含粗抽泵810，且任选地包含如上所述的增压泵840。在图8B中，文丘里泵850包含主体，其中该主体包含渐缩动力区段、渐扩排放区段、以及在渐缩动力区段与渐扩排放区段之间的文丘里间隙。沉积前体以及蚀刻气体被排放至粗抽泵810的出口812，其连接至文丘里泵850的吸气口822。排出的沉积前体以及蚀刻气体接着从吸气口822被吸至文丘里泵850的渐缩动力区段。通过将注射流体注入至渐缩动力区段而导入高压气体流。注射流体在渐缩动力区段与排出的沉积前体以及蚀刻气体混合，且混合的气体流过文丘里间隙并且在渐扩排放区段排出。在一些实施方案中，文丘里泵850包含抗腐蚀材料或涂布有抗腐蚀材料。以此方式，保护文丘里泵850免于等离子体蚀刻处理中所涉及的苛性化学作用。
图8C根据一些实施方案显示了包含粗抽泵810的示例性真空泵系统800c的示意图，其中粗抽泵810与多个气体喷射器860a、860b串联连接。多个气体喷射器860a、860b可提供多个阶段的气体喷射器，其可彼此串联或并联连接。多个气体喷射器860a、860b可用于使粗抽泵810的出口812处的排放压强进一步降低。此外，多个气体喷射器860a、860b可用于使粗抽泵810的出口812处的吸取流增加，因此可有效地将排出的沉积前体以及蚀刻气体从粗抽泵810排放掉。
将一或更多个气体喷射器或文丘里泵并入预抽泵可避免真空泵系统中的沉积副产物积聚。使用这种气体喷射器的实施方案可与用于防止沉积副产物积聚的一或更多种前述实施方案(包含涉及分离的泵、分离的入口、表面涂层、泵加热、较长且较精确测量的清扫时间、以及清洁化学品的实施方案)结合。在一示例中，在清洁操作中，可使反应性气体(例如氟、氯、氧、臭氧、或其组合的等离子体活化物质)流过粗抽泵，其中反应性气体与剩余的沉积前体以及蚀刻气体一起在与一或更多个文丘里泵连接的初级泵的出口处排出。在另一示例中，可将泵组件的表面加热至升高的温度，同时该等泵组件在与一或更多文丘里泵连接的初级泵的出口处排出沉积前体以及蚀刻气体。
图9根据一些实施方案显示了包含多个文丘里泵920a、920b、以及920c的示例性真空泵系统900的示意图，其中多个文丘里泵920a、920b、以及920c用作真空泵系统900的多级文丘里预抽泵910。真空泵系统900包含取代粗抽泵的多级文丘里预抽泵910。多级文丘里预抽泵910包含串联连接的多个文丘里泵920a、920b、以及920c。多级文丘里预抽泵910在功能上用作有效的粗抽泵，且与涡轮分子泵930流体耦合。
结论
在以上的描述中，说明了大量的特定细节，以提供对所提出的实施方案的彻底理解。所公开的实施方案可在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实践。在其他的示例中，为了不使所公开的实施方案难以理解，常规的工艺操作不会有详细叙述。虽然所公开的实施方案结合特定实施方案说明，但应理解，并非意图限制所公开的实施方案。
为了清晰理解的目的，已详细说明了上述的实施方案，但应理解，在随附的权利要求的范围内可进行某些变化与修改。应注意，有许多替代方式实现本文的实施方案的工艺、系统、以及设备。因此，本文的实施方案应被视为是说明性而非限制性的，且这些实施方案并不受限于本文所提供的细节。

Claims (22)

1.一种设备，其包含：
处理室；
蚀刻气体输送系统，其被配置成将一或更多种蚀刻气体导入所述处理室中；以及
沉积前体输送系统，其被配置成将一或更多种沉积前体导入所述处理室中；以及
真空泵系统，其与所述处理室流体连通，其中所述真空泵系统包含：
第一粗抽泵；
第二粗抽泵；以及
涡轮分子泵，所述涡轮分子泵流体连通所述第一粗抽泵和所述第二粗抽泵中的一或两者。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述真空泵系统被配置成将所述一或更多种蚀刻气体引导通过所述第一粗抽泵，并且将所述一或更多种沉积前体引导通过所述第二粗抽泵。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述真空泵系统还包含：
前级管线，其与所述处理室流体连通，且被配置成接收来自所述处理室的所述一或更多种蚀刻气体和所述一或更多种沉积前体；以及
阀，其耦合至所述前级管线，且被配置成将所述一或更多种蚀刻气体引导通过在第一位置的所述第一粗抽泵，且被配置成将所述一或更多种沉积前体引导通过在第二位置的所述第二粗抽泵。
4.根据权利要求2所述的设备，其还包含：
分流管线，其与所述沉积前体输送系统流体连通，其中所述分流管线被配置成将沉积循环中的未使用的沉积前体从所述沉积前体输送系统分流通过所述第二粗抽泵。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的设备，其中所述真空泵系统被配置成将所述一或更多种蚀刻气体和所述一或更多种沉积前体引导通过所述第一粗抽泵，且将沉积循环中的未使用的沉积前体引导通过所述第二粗抽泵。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的设备，其中所述一或更多种蚀刻气体包含溴化氢(HBr)，并且所述一或更多种沉积前体包含氨基硅烷前体。
7.一种清洁真空泵系统的方法，所述方法包含：
在处理室中的晶片上执行一或更多个沉积操作；
在所述处理室中的所述晶片上执行一或更多个蚀刻操作；以及
使用流经所述真空泵系统的反应性气体执行清洁操作，所述清洁操作在所述一或更多个蚀刻操作之前或之后执行，其中所述真空泵系统与所述处理室流体连通。
8.根据权利要求7所述的方法，其中执行所述清洁操作是在沉积操作与蚀刻操作之间进行。
9.根据权利要求7所述的方法，其中执行所述一或更多个沉积操作、所述一或更多个蚀刻操作、以及所述清洁操作是在所述处理室中存在晶片的情况下进行。
10.根据权利要求7所述的方法，其中执行所述清洁操作是在所述处理室中不存在晶片的情况下进行。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述反应性气体包含三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)、三氟化氯(ClF3)、氯(Cl2)、氧(O2)、臭氧(O3)、或其组合。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述反应性气体包含臭氧。
13.根据权利要求7所述的方法，其中所述反应性气体包含氟、氯、氧、或其组合的自由基和/或离子。
14.根据权利要求7-13中的任一项所述的方法，其还包含：通过等离子体反应在所述处理室中原位地产生所述反应性气体。
15.根据权利要求7-13中的任一项所述的方法，其还包含：
通过位于前级管线中的等离子体源以产生所述反应性气体，其中所述前级管线在所述真空泵系统与所述处理室之间提供互连。
16.根据权利要求7-13中的任一项所述的方法，其还包含：
通过位于前级管线的外部的远程等离子体源以产生所述反应性气体，其中所述前级管线在所述真空泵系统与所述处理室之间提供互连。
17.一种真空泵系统，其用于从处理室排放一或更多种蚀刻气体和一或更多种沉积前体，所述真空泵系统包含：
粗抽泵，沉积前体与蚀刻气体通过所述粗抽泵而从所述处理室排放；以及
气体喷射器，其与所述粗抽泵串联连接，且位于所述粗抽泵的下游，其中所述气体喷射器被配置成使所述粗抽泵的出口处的压强降低。
18.根据权利要求17所述的真空泵系统，其中所述气体喷射器是与所述粗抽泵的所述出口连接的文丘里泵，其中所述文丘里泵被配置成使注射气体流过所述文丘里泵的主体，并在所述文丘里泵的所述主体中与排出的沉积前体和蚀刻气体混合。
19.根据权利要求18所述的真空泵系统，其中所述注射气体包含惰性气体、干净干空气、或氮气(N2)。
20.根据权利要求18所述的真空泵系统，其中使所述注射气体在介于约40psig至约80psig之间的压强下流动，且其中使所述注射气体在介于约20℃至约100℃之间的温度下流动。
21.根据权利要求17-20中的任一项所述的真空泵系统，其还包含：
减排组件，其被配置成对所述沉积前体和排出的气体进行处理，其中所述气体喷射器位于所述减排组件与所述粗抽泵之间。
22.根据权利要求17-20中的任一项所述的真空泵系统，其还包含：一或更多个额外的气体喷射器，其与所述气体喷射器串联连接，其中所述一或更多个额外的气体喷射器被配置成使所述粗抽泵的所述出口处的压强进一步降低。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114672788A (zh) * 2022-03-11 2022-06-28 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体沉积设备
CN115083871A (zh) * 2022-07-26 2022-09-20 江苏邑文微电子科技有限公司 蚀刻设备和蚀刻方法
CN118602296A (zh) * 2024-07-31 2024-09-06 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 可防止前级管路气体回流的半导体制造设备及方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210053351A (ko) 2018-09-28 2021-05-11 램 리써치 코포레이션 증착 부산물 빌드업 (buildup) 으로부터 진공 펌프 보호
CN113906539A (zh) * 2019-05-23 2022-01-07 应用材料公司 原位原子层沉积工艺
CN113767453B (zh) * 2020-04-03 2023-12-12 株式会社日立高新技术 等离子处理装置以及等离子处理方法
US11437230B2 (en) 2020-04-06 2022-09-06 Applied Materials, Inc. Amorphous carbon multilayer coating with directional protection
JP7437254B2 (ja) * 2020-07-14 2024-02-22 エドワーズ株式会社 真空ポンプ、及び、真空ポンプの洗浄システム
US11972957B2 (en) * 2020-07-31 2024-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Gas flow accelerator to prevent buildup of processing byproduct in a main pumping line of a semiconductor processing tool
US20220084794A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-17 Applied Materials, Inc. Plasma chamber with a multiphase rotating modulated cross-flow
US11860973B2 (en) 2020-10-27 2024-01-02 Applied Materials, Inc. Method and system for foreline deposition diagnostics and control
CN114542425A (zh) * 2020-11-26 2022-05-27 中国科学院微电子研究所 半导体加工工艺、抽真空装置和半导体工艺设备
KR20240032126A (ko) * 2021-07-09 2024-03-08 램 리써치 코포레이션 실리콘-함유 막들의 플라즈마 강화 원자 층 증착
US20230162950A1 (en) * 2021-11-22 2023-05-25 Applied Materials, Inc. Plasma chamber with a multiphase rotating gas cross-flow and peripheral conductance control rings
FR3129992B1 (fr) * 2021-12-08 2023-12-01 Pfeiffer Vacuum Groupe de pompage, dispositif et procédé de pompage et de traitement
US20230352275A1 (en) * 2022-04-29 2023-11-02 Semes Co., Ltd. Apparatus and method for processing substrate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004360061A (ja) * 2003-05-13 2004-12-24 Tokyo Electron Ltd 処理装置及びその使用方法
JP2012064836A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
CN105039932A (zh) * 2014-04-15 2015-11-11 东京毅力科创株式会社 成膜装置以及排气装置和排气方法

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09275095A (ja) * 1996-04-05 1997-10-21 Hitachi Ltd プロセス処理方法およびその装置
KR100252213B1 (ko) * 1997-04-22 2000-05-01 윤종용 반도체소자제조장치및그제조방법
US6673673B1 (en) * 1997-04-22 2004-01-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device having hemispherical grains
US6490146B2 (en) * 1999-05-07 2002-12-03 Applied Materials Inc. Electrostatic chuck bonded to base with a bond layer and method
US6462928B1 (en) * 1999-05-07 2002-10-08 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having improved electrical connector and method
US6310755B1 (en) * 1999-05-07 2001-10-30 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having gas cavity and method
US6440864B1 (en) * 2000-06-30 2002-08-27 Applied Materials Inc. Substrate cleaning process
US20020144706A1 (en) 2001-04-10 2002-10-10 Davis Matthew F. Remote plasma cleaning of pumpstack components of a reactor chamber
US6766682B2 (en) * 2001-10-19 2004-07-27 Desert Cryogenics Llc Precise measurement system for barrier materials
US6538872B1 (en) * 2001-11-05 2003-03-25 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having heater and method
US6828241B2 (en) * 2002-01-07 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Efficient cleaning by secondary in-situ activation of etch precursor from remote plasma source
JP4248890B2 (ja) * 2002-02-22 2009-04-02 芝浦メカトロニクス株式会社 基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法
US7926446B2 (en) * 2002-05-24 2011-04-19 Schott Ag Multi-place coating apparatus and process for plasma coating
US7306696B2 (en) * 2002-11-01 2007-12-11 Applied Materials, Inc. Interferometric endpoint determination in a substrate etching process
KR100498467B1 (ko) * 2002-12-05 2005-07-01 삼성전자주식회사 배기 경로에서의 파우더 생성을 방지할 수 있는 원자층증착 장비
JP2005180279A (ja) * 2003-12-18 2005-07-07 Sharp Corp 真空薄膜作成装置、及び真空薄膜作成装置の真空ポンプ制御方法
US7695231B2 (en) * 2004-03-08 2010-04-13 Jusung Engineering Co., Ltd. Vacuum pumping system, driving method thereof, apparatus having the same, and method of transferring substrate using the same
ATE412789T1 (de) * 2004-03-31 2008-11-15 Applied Materials Gmbh & Co Kg Schleusenanordnung für eine vakuumbehandlungsanlage und verfahren zum betreiben von dieser
GB0521944D0 (en) * 2005-10-27 2005-12-07 Boc Group Plc Method of treating gas
GB0609306D0 (en) 2006-05-11 2006-06-21 Boc Group Plc Vacuum pump
GB0618016D0 (en) * 2006-09-13 2006-10-18 Boc Group Plc Method of recycling hydrogen
US8235001B2 (en) * 2007-04-02 2012-08-07 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
US8202393B2 (en) * 2007-08-29 2012-06-19 Lam Research Corporation Alternate gas delivery and evacuation system for plasma processing apparatuses
US7964040B2 (en) 2007-11-08 2011-06-21 Applied Materials, Inc. Multi-port pumping system for substrate processing chambers
US20090188524A1 (en) * 2008-01-30 2009-07-30 Texas Instruments Inc. Automatic insitu post process cleaning for processing systems having turbo pumps
CN101921999B (zh) * 2009-06-12 2013-11-06 甘志银 多反应腔金属有机物化学气相沉积设备
US20110265951A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Applied Materials, Inc. Twin chamber processing system
US20110265884A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Applied Materials, Inc. Twin chamber processing system with shared vacuum pump
CN101922437B (zh) * 2010-08-05 2012-05-23 友达光电股份有限公司 真空设备
KR101293653B1 (ko) * 2012-04-09 2013-08-13 조영만 다단식 썩션노즐을 구비한 감압장치
SG2013083241A (en) * 2012-11-08 2014-06-27 Novellus Systems Inc Conformal film deposition for gapfill
US9362133B2 (en) * 2012-12-14 2016-06-07 Lam Research Corporation Method for forming a mask by etching conformal film on patterned ashable hardmask
US9745658B2 (en) * 2013-11-25 2017-08-29 Lam Research Corporation Chamber undercoat preparation method for low temperature ALD films
CN104912779A (zh) * 2014-03-10 2015-09-16 松下知识产权经营株式会社 微泵和微阀的驱动装置以及使用该驱动装置的微流体设备
DE102014105294A1 (de) * 2014-04-14 2015-10-15 Aixtron Se Vorrichtung und Verfahren zur Abgasreinigung an einem CVD-Reaktor
WO2015182699A1 (ja) * 2014-05-30 2015-12-03 株式会社 荏原製作所 真空排気システム
JP6001015B2 (ja) * 2014-07-04 2016-10-05 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体
GB2533933A (en) * 2015-01-06 2016-07-13 Edwards Ltd Improvements in or relating to vacuum pumping arrangements
KR101862806B1 (ko) * 2015-12-29 2018-05-31 주식회사 원익테라세미콘 원자층 증착 장치의 배기 시스템
US20180061679A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 Applied Materials, Inc. Multi chamber processing system with shared vacuum system
US20180274615A1 (en) * 2017-03-27 2018-09-27 Goodrich Corporation Common vacuum header for cvi/cvd furnaces
GB2561899B (en) * 2017-04-28 2020-11-04 Edwards Ltd Vacuum pumping system
US10950454B2 (en) 2017-08-04 2021-03-16 Lam Research Corporation Integrated atomic layer passivation in TCP etch chamber and in-situ etch-ALP method
US11114283B2 (en) * 2018-03-16 2021-09-07 Asm Ip Holding B.V. Reactor, system including the reactor, and methods of manufacturing and using same
CN112424922A (zh) * 2018-07-17 2021-02-26 Asml荷兰有限公司 粒子束检查装置
US11155916B2 (en) * 2018-09-21 2021-10-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and methods for pumping gases from a chamber
KR20210053351A (ko) 2018-09-28 2021-05-11 램 리써치 코포레이션 증착 부산물 빌드업 (buildup) 으로부터 진공 펌프 보호
JP2023509697A (ja) 2020-01-10 2023-03-09 ラム リサーチ コーポレーション 粗引きポンプ性能向上のためのアンモニア低減

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004360061A (ja) * 2003-05-13 2004-12-24 Tokyo Electron Ltd 処理装置及びその使用方法
JP2012064836A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
CN105039932A (zh) * 2014-04-15 2015-11-11 东京毅力科创株式会社 成膜装置以及排气装置和排气方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114672788A (zh) * 2022-03-11 2022-06-28 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体沉积设备
CN114672788B (zh) * 2022-03-11 2024-01-05 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体沉积设备
CN115083871A (zh) * 2022-07-26 2022-09-20 江苏邑文微电子科技有限公司 蚀刻设备和蚀刻方法
CN115083871B (zh) * 2022-07-26 2022-12-02 江苏邑文微电子科技有限公司 蚀刻设备和蚀刻方法
CN118602296A (zh) * 2024-07-31 2024-09-06 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 可防止前级管路气体回流的半导体制造设备及方法

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