CN115360075A - 具有废气分解器的基板处理设备及其废气处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基板处理设备及废气处理方法。在根据本发明的基板处理设备和废气处理方法中，废气分解模块可以分解从处理室排出的源气体以分解源气体的配体。此外，配体和配体已被分解的源气体通过与分别供给的O2、N2O或O3反应，可以处于稳定状态，然后可以变为包含与它们混合的反应气体的混合气体。随后，混合气体可以流入到排气泵中并且可以排出。可替换地，配体和源气体可以与反应气体混合并且可以排出。因此，配体和配体已被分解的源气体可能不与反应气体或者在排气泵中产生的热反应，并且因此，流入到排气泵中的配体已被分解的源气体和配体不沉积在排气泵的内表面上。此外，堆积在排气泵中的配体已被分解的源气体和配体不会爆炸。

Description

具有废气分解器的基板处理设备及其废气处理方法
本案为分案申请，其母案为申请日为2016年10月4日、申请号为201680065212.5、发明名称为“具有废气分解器的基板处理设备及其废气处理方法”的专利申请。
技术领域
本发明涉及一种具有废气分解器的基板处理设备及其废气处理方法，其分解从处理室排出的源气体以防止排气泵被废气损坏。
背景技术
半导体装置、平板显示装置或太阳能电池通过在诸如硅晶片或玻璃的基板上沉积源材料的薄膜沉积工艺、曝光或覆盖通过使用光敏材料沉积的薄膜中选定区域的光刻工艺、以及去除选定区域中的薄膜以执行期望的图案化的蚀刻工艺来制造。
薄膜沉积工艺的例子包括物理气相沉积(PVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺和原子层沉积(ALD)工艺。
薄膜沉积工艺通过使用各种材料在基板上沉积薄膜。在这种情况下，在沉积工艺中仅使用少量的源气体，所述源气体是流入包括用于对基板进行处理的空间的处理室中的前体，并且大部分源气体与在沉积工艺中产生的副产物一起被排出到处理室外部。
在沉积工艺中未使用的处理室的源气体和副产物通过排气管路和排气泵被排出到处理室外部。也就是说，在沉积工艺中未使用的处理室的源气体和副产物被排气泵抽出并经由排气管路和排气泵被排出到排气泵的外部。
此外，在沉积工艺中未使用的源气体通过与排气泵中产生的热和从处理室中排出的反应气体反应而被分解，并且分解的源气体沉积在排气泵的内表面上以形成薄膜。在这种情况下，构成排气泵的元件之间的间隙改变，由于这个原因，排气泵受损。
当低温且被排出到处理室外部的源气体堆积在排气泵中时，源气体可以由于排气泵中产生的热而爆炸。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面旨在提供一种具有废气分解器的基板处理设备及其废气处理方法，其解决了现有技术的所有上述问题。
本发明的另一方面旨在提供一种具有废气分解器的基板处理设备及其废气处理方法，其分解从处理室中排出并且在沉积工艺中未使用的源气体，并且经由排气泵排出被分解的源气体，从而防止排气泵被源气体损坏并完全防止源气体爆炸。
技术方案
一种基板处理设备，包括：处理室，包括对基板进行处理的空间；基板支撑装置，安装在所述处理室中，所述基板设置在所述基板支撑装置上；源气体分配装置，将源气体分配到所述基板；反应气体分配装置，将反应气体分配到所述基板；源气体排气管路，引导所述处理室的源气体排出到所述处理室外部；反应气体排气管路，引导所述处理室的反应气体排出到所述处理室外部；排气泵，与所述源气体排气管路和所述反应气体排气管路中的每一者连通，以将所述源气体和所述反应气体分别排出到所述源气体排气管路和所述反应气体排气管路；以及废气分解模块，安装在所述处理室与所述排气泵之间的所述源气体排气管路中，以分解经由所述源气体排气管路流入到所述排气泵中的源气体。
在本发明的另一方面，提供一种基板处理设备的废气处理方法，所述废气处理方法排出并处理被分配到对基板进行处理并在所述基板上沉积薄膜的处理室中的源气体和反应气体中的在沉积工艺中未使用的源气体和反应气体，所述废气处理方法包括：利用排气泵将源气体和反应气体分别排出到源气体排气管路和反应气体排气管路，所述源气体排气管路的一侧与所述处理室连通，所述源气体排气管路的另一侧与所述排气泵连通，所述反应气体排气管路的一侧与所述处理室连通，所述反应气体排气管路的另一侧与所述排气泵连通；分解流入到所述源气体排气管路中的所述源气体；以及经由所述排气泵的内部排出混合气体，所述混合气体通过所述源气体排气管路的被分解的源气体与所述反应气体排气管路的反应气体混合而产生。
有益效果
在根据本发明实施例的基板处理设备和废气处理方法中，废气分解模块可以分解从处理室中排出的源气体以分解源气体的配体。此外，配体和配体已被分解的源气体可以通过与单独供给的O2、N2O或O3反应而处于稳定状态，然后，可变为包含与它们混合的反应气体的混合气体。随后，混合气体可以流入到排气泵中并且可以排出。可替换地，配体和源气体可以与反应气体混合并且可以排出。因此，配体和配体已被分解的源气体可能不与反应气体或排气泵中产生的热发生反应，因此，流入到排气泵中的配体已被分解的源气体和配体不沉积在排气泵的内表面上。此外，堆积在排气泵中的配体已被分解的源气体和配体不会爆炸。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的基板处理设备的结构的示意图。
图2是图1的俯视剖视图。
图3是示出根据本发明的另一实施例的基板处理设备的结构的示意图。
图4是示出根据本发明的实施例的基板处理设备的废气处理方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
在说明书中，在为每个附图中的元件追加附图标记时，应当注意的是，只要有可能，将在其他附图中已用于表示相同元件的相同的附图标记用于表示元件。
说明书中描述的术语应理解如下。
如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文明确指出并非如此。术语“第一”和“第二”用于区分一个元件与另一个元件，并且这些元件不应受这些术语限制。
将进一步理解的是，术语“包括”、“包含”和“具有”在本文中使用时，表示所述特征、整体、步骤、动作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、动作、元件、部件和/或它们的组的存在或追加。
术语“至少一个”应被理解为包括一个或多个相关的所列项目的任意组合和所有组合。例如，“第一项目、第二项目和第三项目中的至少一者”的含义表示从第一项目、第二项目和第三项目中的两个以上提出的所有项目的组合、以及第一项目、第二项目或第三项目。
术语“和/或”应被理解为包括一个或多个相关的所列项目的任意组合和所有组合。例如，“第一项目、第二项目和/或第三项目”的含义表示从第一项目、第二项目和第三项目中的两个以上提出的所有项目的组合、以及第一项目、第二项目或第三项目。
还将理解的是，当元件称为在另一元件“上”时，其可以直接在另一元件上，或者也可以存在介入元件。此外，将理解的是，当元件称为在另一元件“下”时，其可以直接在另一元件下，并且还可以存在一个或多个介入元件。此外，还应理解的是，当元件称为在两个元件“之间”时，其可以是两个元件之间的唯一元件，或者还可以存在一个或多个介入元件。用于描述元件之间的关系的其他术语，例如“在…之间”和“直接在…之间”可以同样地理解。
在每个步骤中，为了便于描述，使用附图标记(例如，S100、S110、S120等)，附图标记不限定步骤的顺序。而且，可以按照与所述的顺序不同的顺序来执行这些步骤，除非上下文明确限定特定的顺序。也就是说，这些步骤可以按照所述的顺序执行，可以同时执行，或者可以以相反的顺序执行。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明实施例的具有废气分解器的基板处理设备及其废气处理方法。
首先，将描述根据本发明实施例的基板处理设备。
图1是示出根据本发明的实施例的基板处理设备的示意性结构的图。图2是图1的俯视剖视图。
如图所示，根据本发明实施例的基板处理设备可以包括处理室110，处理室110包括诸如硅晶片、玻璃等的基板50被装载并被处理的空间。处理室110可以包括主体111和盖115，主体111包括开放的顶部并设置在相对下侧，盖115耦接到主体111的开放的顶部并设置在相对上侧。
用于安装并支撑基板50的基板支撑装置120可以安装处理室110的内部下表面上。基板支撑装置120可以包括：支撑件121，支撑件121设置在处理室110中并且包括用于安装并支撑基板50的顶部；以及支撑轴125，支撑轴125的上端耦接到支撑件121的底部的上端，支撑轴125的下端露出到处理室110的底部的外部并连接到驱动部130。
基板50可以设置为多个。多个基板50可以相对于支撑件121的中心径向地安装并支撑在支撑件121上。驱动部130可以升高、降低或旋转基板支撑装置120。即，驱动部130可以通过升高、降低或旋转支撑轴125来升高、降低或旋转支撑件121。因此，安装并支撑在支撑件121上的基板50可以升高、降低或旋转。
用于加热基板50的诸如加热器等的加热单元(未示出)可以安装在用于安装并支撑基板50的支撑件121附近。
为了在基板50上沉积薄膜，可以将作为沉积在基板50上的材料的源气体和帮助源气体容易地沉积在基板50上的反应气体供给到处理室110。为此，用于将源气体分配到安装在支撑件121上的基板50的源气体分配装置141和用于将反应气体分配到基板50的反应气体分配装置145可以安装在处理室110的内部上表面上。
源气体分配装置141和反应气体分配装置145可以分别设置为喷头并且可以相互分开并安装。另外，从源气体分配装置141分配的源气体可以仅分配到与源气体分配装置141相对的源气体区域121a，从反应气体分配装置145分配的反应气体可以仅分配到与反应气体分配装置145相对的反应气体区域121b。在这种情况下，从源气体分配装置141分配的源气体和从反应气体分配装置145分配的反应气体可以在被分配到基板50的中途相互不混合地被分配。
因此，当基板支撑装置120旋转时，安装并支撑在基板支撑装置120上的多个基板50可以顺序地位于源气体区域121a中并且可以顺序地位于反应气体区域121b中。也就是说，当位于源气体区域121a中并且被供给源气体的基板50根据基板支撑装置120的旋转，位于反应气体区域121b中并且被供给反应气体时，源气体可以通过源气体与反应气体之间的反应而沉积在基板50上。
在沉积工艺中可以使用供给到处理室110的仅少量的各源气体和反应气体，并且大部分的各源气体和反应气体可以与在沉积工艺中产生的副产物一起排出到处理室110外部。
可以设置源气体排气管路151、反应气体排气管路153和排气泵155，用以将在沉积工艺中未使用的源气体和反应气体与副产物一起排出到处理室110外部。
源气体排气管路151的一端可以与处理室110的底部连通，源气体排气管路151的另一端可以与排出泵155连通。反应气体排气管路153的一端可以与处理室110的底部连通，反应气体排气管路153的另一端可以与排气泵155连通。在这种情况下，源气体排气管路151的一端和反应气体排气管路153的一端可以分别与设置在源气体区域121a和反应气体区域121b正下方的处理室110的底部连通。
因此，当设置为真空泵等的排气泵155被驱动时，分配到源气体区域121a但在沉积工艺中未使用的源气体可以被抽出并且可以流入到源气体排气管路151，并且分配到反应气体区域121b但在沉积工艺中未使用的反应气体可以被抽出并且可以流入到反应气体排气管路153。随后，源气体和反应气体可以变为混合气体并且可以流入到排气泵155，并且混合气体可以经由排气泵155的内部排出到排气泵155外部。
在沉积工艺中未使用并经由排气管路151流入到排气泵155的源气体可以与排气泵155中产生的热或经由反应气体排气管路153流入到排气泵155的反应气体反应，并且可沉积在排气泵155的内表面上。由于这个原因，排气泵155可能损坏。具体地，当源气体处于低温时，堆积在排气泵155中的源气体可能由于排气泵155中产生的热而爆炸。
为了防止这样的问题，根据本发明实施例的基板处理设备可以包括分解流入到源气体排气管路151中的源气体的废气分解模块160。
废气分解模块160可以安装在处理室110与排气泵155之间的源气体排气管路151附近，并且可以分解流入到源气体排气管路151中的源气体。在这种情况下，废气分解模块160可以分解源气体的配体，并且配体已被分解的源气体可以被供给到排气泵155。
由于配体和配体已被分解的源气体处于不稳定的状态，因此需要稳定配体和配体已被分解的源气体。为此，可以将O2、N2O或O3供给到废气分解模块160与排气泵155之间的源气体排气管路151。因此，配体和配体分解模块源气体可以通过与O2、N2O或O3反应，而处于稳定状态。
随后，配体和配体已被分解的源气体可变为包含与它们混合的反应气体排气管路153的反应气体的混合气体。因此，配体和配体已被分解的源气体可能不与反应气体或排气泵155中产生的热反应，并且因此，流入到排气泵155中的配体已被分解的源气体和配体不沉积在排气泵155的内表面上。而且，堆积在排气泵155中的配体已被分解的源气体和配体不会爆炸。
在这种情况下，废气分解模块160可以设置为产生等离子体以分解源气体的等离子体发生器，或者加热并分解源气体的热源。
图3是示出根据本发明的另一实施例的基板处理设备的示意性结构的图。下面将仅描述图3和图1之间的不同。
如图所示，在根据本发明的另一实施例的基板处理设备中，被废气分解模块260分解后的源气体排气管路251的配体、配体已被分解的源气体以及反应气体排气管路252的反应气体可以流入到排气泵255中，然后可以在排气泵255中相互混合。随后，混合气体可以排出到排气泵255外部。
在下文中，将参照图1至图4描述根据本实施例的基板处理设备的废气处理方法。图4是示出根据本发明实施例的基板处理设备的废气处理方法的流程图。
如图所示，在分配到处理室110的源气体和反应气体中，在基板50上沉积薄膜的沉积工艺中未使用的源气体和反应气体可以分别供给到源气体排气管路151和反应气体排气管路153，并且可以在步骤S110中排出到处理室110外部。
如上所述，源气体排气管路151的一侧可以与处理室110连通，另一侧可以与排气泵155连通。而且，反应气体排气管路153的一侧可以与处理室110连通，另一侧可以与排气泵155连通。因此，当排气泵155被驱动时，处理室110的源气体和反应气体可以分别被抽出并排出到源气体排气管路151和反应气体排气管路153。
随后，在步骤S120中，流入到源气体排气管路151中的源气体可以被废气分解模块160分解。另外，在步骤S130中，源气体排气管路151的被分解的源气体和反应气体排气管路153的反应气体可以通过混合变为混合气体。随后，在步骤S140中，混合气体可以经由排气泵155的内部排出到外部。
在这种情况下，废气分解模块160可以是产生等离子体以分解源气体的等离子体发生器，或者可以是加热并分解源气体的热源。而且，配体可以与源气体排气管路151的源气体分离。
如上所述，配体和配体已被分解的源气体可以通过与分别供给的O2、N2O或O3反应，而处于稳定状态，可以与排气泵155的反应气体混合，可以流入到排气泵155中，并且可以排出。可替换地，配体和源气体可以在排气泵155中与反应气体排气管路153的反应气体混合并且可以排出。
在根据本实施例的基板处理设备和废气处理方法中，废气分解模块160(260)可以分解源气体的配体。随后，已稳定的配体、配体已被分解的源气体以及反应气体排气管路153(253)的反应气体可以变为混合气体。混合气体可以流入到排气泵155(255)中并且可以排出，或者配体和配体已被分解的源气体可以在排气泵155(255)中与反应气体混合并且可以排出。因此，配体和配体已被分解的源气体可能不与反应气体或排气泵155(255)中产生的热反应，并且因此，流入到排气泵155(255)中的配体已被分解的源气体和配体不沉积在排气泵155(255)的内表面上。而且，堆积在排气泵155(255)中的配体已被分解的源气体和配体不会爆炸。
对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变更。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变更。

Claims (10)

1.一种基板处理设备，包括：
处理室，包括对基板进行处理的空间；
基板支撑装置，安装在所述处理室中，所述基板设置在所述基板支撑装置上；
源气体分配装置，将源气体分配到所述基板；
反应气体分配装置，将反应气体分配到所述基板；
源气体排气管路，引导所述处理室的源气体排出到所述处理室的外部；
反应气体排气管路，引导所述处理室的反应气体排出到所述处理室的外部；以及
排气泵，将在沉积工艺中未使用的源气体和反应气体排出到所述处理室的外部，
其中，从O2、N2O以及O3中选出的一种材料被供给到所述源气体排气管路以防止源气体沉积在所述排气泵的内表面上。
2.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述源气体排气管路的源气体通过与从供给到所述源气体排气管路的O2、N2O以及O3中选出的一种材料反应而变稳定，并且流入到所述排气泵中。
3.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，
所述源气体排气管路的源气体通过与从供给到所述源气体排气管路的O2、N2O和O3中选出的一种材料反应而变稳定，并且与所述反应气体排气管路的反应气体混合，
包括稳定的源气体和反应气体的混合气体流入到所述排气泵中。
4.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述源气体排气管路的源气体通过与从供给到所述源气体排气管路的O2、N2O以及O3中选出的一种材料反应而变稳定，并且在所述排气泵中与所述反应气体排气管路的反应气体混合。
5.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，
所述源气体排气管路的源气体的配体被分解，并且
所述源气体排气管路的所述配体和配体已被分解的源气体通过与从O2、N2O以及O3中选出的一种材料反应而变稳定。
6.一种基板处理设备的废气处理方法，排出并处理被分配到在基板上沉积薄膜的处理室的源气体和反应气体中的在沉积工艺中未使用的源气体和反应气体，所述废气处理方法包括：
利用排气泵将源气体和反应气体分别排出到源气体排气管路和反应气体排气管路，所述源气体排气管路的一侧与所述处理室连通，所述源气体排气管路的另一侧与所述排气泵连通，所述反应气体排气管路的一侧与所述处理室连通，所述反应气体排气管路的另一侧与所述排气泵连通；以及
将从O2、N2O以及O3中选出的一种材料供给到所述源气体排气管路以防止源气体沉积在所述排气泵的内表面上。
7.根据权利要求6所述的废气处理方法，其中，所述源气体排气管路的源气体通过与从供给到所述源气体排气管路的O2、N2O以及O3中选出的一种材料反应而变稳定，并且流入到所述排气泵中。
8.根据权利要求6所述的废气处理方法，其中，
所述源气体排气管路的源气体通过与从供给到所述源气体排气管路的O2、N2O以及O3中选出的一种材料反应而变稳定，并且与所述反应气体排气管路的反应气体混合，
包括稳定的源气体和反应气体的混合气体流入到所述排气泵中。
9.根据权利要求6所述的废气处理方法，其中，所述源气体排气管路的源气体通过与从供给到所述源气体排气管路的O2、N2O以及O3中选出的一种材料反应而变稳定，并且在所述排气泵中与所述反应气体排气管路的反应气体混合。
10.根据权利要求6所述的废气处理方法，其中，
所述源气体排气管路的源气体的配体被分解，并且
所述源气体排气管路的所述配体和配体已被分解的源气体通过与从O2、N2O以及O3中选出的一种材料反应而变稳定。
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