TW200834721A - Collecting unit for semiconductor process - Google Patents

Description

200834721 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

Ο 本發明係關於一種捕集單元，其係用於一半導體處理裝 置以處理一目標基板（例如一半導體晶圓）；以及一種成膜 裝置，其用於具有該捕集單元的一半導體製程。本文所用 的術語「半導體製程」包含各種製程，其經執行用以藉由 在一目標基板上採用預定圖案形成半導體層、絕緣層以及 ‘笔層而在该目標基板上製造一半導體器件或具有佈線 層、電極等以與一半導體器件連接的一結構，該目標基板 如半導體晶圓或用於FPD (平板顯示器）（例如LCD(液晶顯 示器））的玻璃基板。 【先前技術】 在製造用於構成半導體積體電路之半導體器件中，一 払基板（例如半導體晶圓（例如由矽製成））經歷各種製程， 例如成膜、韻刻、氧化、擴散、重新形成、退火及自然氧 化物膜移除。存在一垂直成膜裝置（所謂的批次類型之裝 置），其對複數個半導體晶圓一起執行成臈製程。 在垂直成膜裝置中，首先將半導體晶圓從晶圓盒轉移至 垂直晶圓舟上並使其在垂直方向以間隔於該垂直晶圓舟上 :::支撐。晶圓盒可儲存(例如)25個晶圓， 掉;°至150個晶圓。接著，從下方將晶圓舟載入熱壁型； 益，並且以氣密方式封閉該製程容器。再接著 :仃-預定成臈製程’同時控制製 流量速率、製程壓力以及製程温度。 乳體 124052.doc 200834721 在成膜製程期間產生的反應產物係不僅沈積（黏著）在半 導體晶圓之表面上，而且沈積在(例如)該製程容器及其他 部件之内表面上’後者為副產物膜。若在該製程容器之内 表面上出現副產物膜時成膜製程在繼續，則應力會產生並 由於石英與副產物膜之間的熱膨脹之係數方面的差異而引 起該製程容器之副產物膜與石英之某些的剝離。因此，粒

子會產生’ ϋ可能$少欲加以製造的半導體器件之產量 及/或使該處理裝置之某些組件劣化。 為解決此問題’在重複成膜製程若干次之後，執行㈣ 程容^内部的清洗。習知上’例如通常將氟化氫㈣溶 液用以清洗該製程容器。在此情況下，藉由濕式敍刻移除 ，膜。然而’此濕式蝕刻需要作業操作以分離該製程 谷态，手動清洗該容器’而且接著重新附著並調整該容 器。此外，熱處理裝置需要停止較長時間，從而增加該裝 置的停工期並降低其工作速率。 。。根據此問題，近年來，廣泛使用伴以無需拆卸—製程容 =的乾式清洗。在此乾式清洗中，藉由—加熱器在預定溫 度：對該製程容器之内部加熱，並且將一清洗氣體(例如 L、含齒素的酸性氣體之混合物氣體)供應至反應管中。 :積！該製程容器之内表面上的副產物膜因此得以乾式餘 d並藉由該清洗氣體加以移除。、、主ρ φ 秒I示/月冼製程中的此趨向係不 1=批次類型之成膜裝置而且見諸於翠-基板類型之 ' ，其逐一地處理半導體晶圓。 日本特開第3-31479號、第4挪7號、第6_151396號以 124052.doc 200834721 及第2004-343G95號揭示關於此種清洗製程的技術。 在以上5兄明的成膜裝置中，從該製程容器排放的氣體包 含藉由成膜所產生的副產物。因此，為捕集並移除自排放 氣體的副產物’與該製程容器連接的排放系統具有用以移 除該等副產物之一捕集單元。 鳥 圖11係一斷面圖，其顯示藉由將（例如）TE〇s(四乙烷基 鄰位矽酸鹽）用作成膜氣體來沈積Si02薄膜之情況下使用 -習知捕集單70。如圖i i所示，捕集單元2包含圓筒形 外殼4及設置於其中的捕獲主體6。外殼4具有形成於一端 的一氣體入口 4A，以及藉由螺栓8可分離地與另一端連接 的一蓋子10。蓋子10具有形成於中心的一氣體出口 4B。 捕獲主體6包含複數個金屬鰭板12(該等金屬鰭板之每一 個係採用圓形環形成），其係以預定間隔附著於支撐桿 14。捕獲主體6包含上游侧上的一半球形蓋丨6，同時捕獲 主體6係附著於下游側上的蓋子1〇並藉由該蓋子所支撐。 〇 在以上說明的結構中，在成膜期間，從一製程容器排放 的氣體透過氣體入口 4A進入捕集單元2之外殼4。此排放氣 體開始與鰭板12之表面接觸，流經環狀鰭板丨2之中心，並 " 透過氣體出口 4B加以排放。此時，包含在排放氣體中的副 β 產物係沈積並捕獲在鰭板12之表面上，並因而從排放氣體 加以移除。 在此情況下’副產物係主要藉由鰭板12所捕獲，但是其 可加以沈積在排放氣體開始與之接觸的任何部分上。因 此，副產物係從排放氣體移除，而其某些係沈積在蓋16之 124052.doc 200834721 表面、外殼4之内表面等上。 當供靡一、、主、、土々 儿 μ β洗氧體（例如CIF3氣體或HF氣體）以清洗該製 &谷$之内部時由該清洗氣體移除如此捕獲的副產物 連同該製程容器内的副產物。因此，可防止捕集單元2受 到阻塞。 【發明内容】 本么月之一目的係提供一種用於半導體製程的捕集單 (

兀’其使捕集的副產物在短時間内得以有效率地移除，·以 及-種成膜裝置，其用於具有該捕集單元的一半導體製 程0 依據本發明之一第一方面，提供一捕集單元，其設置於 一半導體處理裝置之一排放通道上以捕集流經該排放通道 之排放氣體中所含之副產物，該捕集單元包括：-外殼， 其具有-氣體入口及一氣體出口，且經組態以形成該排放 通道之一部分，一捕獲主體，其係可分離地設置於該外殼 之内部，並經組態以捕集該排放氣體中所含之該等副產物 之一部分，該捕獲主體包含排列在該排放氣體之—流向上 的複數個鰭板，而且該等鰭 獲有該等副產物之一部分的 係設置於該外殼之内部，且 該外殼之一内表面剝離的該 板之每一者具有上面沈積並捕 一表面；以及一接收機構，其 經組態以接收從該捕獲主體或 等副產物之一部分，以防止此 部分沈積在該外殼之-底部上，該接收機構經組態以使保 持在其上的言亥等副產物《一部分得以從上方及從下方與一 清洗氣體接觸。 124052.doc 200834721 依據本發明之一第二方面，提供一種用於半導體製程之 薄成膜裝置，#包括：一製程容器，其經組態以容納一目 軚基板；一支撐部件，其經組態以支撐該製程容器内的該 目私基板，一加熱器，其經組態以加熱該製程容器内的該 目私基板；一排放系統，其經組態以將該製程容器之内部 排氣；一成膜氣體供應流路，其經組態用以將一成膜氣體 供應至該製程容器中，其中該排放系統包含一捕集單元，

其係a又置於該排放通道上，以捕集流經該排放通道之一排 放氣體中所含之副產物，且該捕集單元包括··_外殼，其 具有-氣體入口及一氣體出。，且經組態以形成該排放通 道之部分，一捕獲主體，其係可分離地設置於該外殼之 内部，且經組態以捕集該排放氣體中所含之該等副產物之 I部分；該捕獲主體包含排列在該排放氣體之一流向上的 複數個鰭板，而且該等鰭板之每一者具有上面沈積並捕獲 有忒等剎產物之一部分的一表面；以及一接收機構，其係 於該外般之㈣，且經組態以接收從該捕獲主體或該 二殼之-内表面剝離的該等副產物之—部分，以防止此部 積在U亥外设之一底部上，該接收機構經組態以使保持 在其上的該等副產物之一部分得以從上方及從下方與一产 洗氣體接觸。 Θ 本發明之額外目的及優點將在以下說明巾提出，且部分 將k說明中明白，或可藉由本發明之實務而瞭解。可藉由 乂下特疋扣出的手段及組合來實現並獲得本發明之目的及 優點。 124052.doc 200834721 【實施方式】 在開發本發明之製程中， 示的排放系統之捕集單元的 以下提供的發現物。 本發明者研究關於用於圖1!所 問題。因此，本發明者已達到 如以上祝明，捕集單元2之内部係與該製程容器之内部 -起清洗。為移除沈積在鰭板12等之表面上的副產物，需 要供應清洗氣體（例如）三小時。

然而，當此清洗製程在捕集單元2中繼續至某程度時， 沈積在鰭板12及蓋16之表面以及外殼4之内表面上的副產 物會減小其黏著力並可能從其剝離。圖_示設定 狀態中的捕集單元2，以及沈# M 、 叹况槓在外喊4之底部（圖u中的 下側）上的厚副產物Ml。 在沈積上類厚副產物M1的情況下，可與清洗氣體接觸 的副產物河丨之表面積會變得比沈積容積小很多。為完全 移除副產物Ml，清洗氣體需要進一步供應較長時間（例如 十個小時或更長時間），不過其取決於沈積容積。因此， 清洗時間延長得太多，從而降低裝置的工作速率。 可藉由鬆開蓋子10之螺栓8來拆卸外殼4，因此從外殼4 取出捕獲主體6並藉由清洗溶液來清洗該主體。然而，在 此情況T ’維護㈣較廣泛，且目在匕清洗日夺間延長得太 多’從而降低裝置的工作速率。 現在將參考附圖來說明根據以上提供的發現來達到本發 明之-具體實施例。在以下說明中，具有實質上相同功能 及配置的組成元件係由相同的參考數位表示，並且僅在需 124052.doc -11 - 200834721 要時才進行重複說明。 圖1係顯示依據本發明之一具體實施例的成膜裝置（垂直 CVD裝置）之斷面圖。此成膜裝置22包含一垂直製程容器 28，其係採用石英製成且具有採用内管24及外管％形成的 雙官結構。内管24係形成用以容納採用石英製成的晶圓舟 30以支撐目標基板。晶圓舟3〇經組態用以在垂直方向上以 預疋間隔支撐目標基板或半導體晶圓w。間隔可以係規則 或不規則的，取決於晶圓位置。 採用（例如）不銹鋼製成的圓筒形歧管32係與製程容器28 之底部開口連接，該連接係採用插入在兩者之間的密封部 件34(例如〇形環）。歧管32之底部開口具有蓋子38，其用 以採用插入在兩者之間的密封部件36(例如〇形環）開啟/關 閉此開口。一旋轉軸42透過配合在蓋子38中的磁性流體密 封件40穿透蓋子38。旋轉軸42係在旋轉台44的頂部與其連 接’在該頂部上透過採用石英製成的絕熱汽缸46安裝晶圓 舟30。旋轉軸42係附著於可在垂直方向上移動的舟升降機 48之臂48A，因此旋轉軸42沿蓋子38及晶圓舟30上下移 動。晶圓舟30係從下側載入製程容器28並從該製程容器卸 載至下側。晶圓舟30可加以固定而不旋轉。對應於歧管32 的一部分可採用石英製成並與該製程容器整合式形成。 一氣體供應機構50係與歧管32連接以將預定氣體供應至 製程容器28。明確而言，氣體供應機構5〇在此具體實施例 中包含穿透歧管32的複數個（例如三個）喷嘴5〇A、50B及 50C，因此按需要以受控流量從噴嘴5〇A至5〇c供應各種氣 124052.doc -12- 200834721 體。在此具體實施例中，例如分別供應用以形成si〇2薄膜 的TEOS氣體、用作清洗氣體的HF氣體以及用作載體氣體 或淨化氣體的N2氣體。氣體類型不限於以上說明的氣體， 而且可依據欲加以形成的薄膜而使用各種氣體。 從喷嘴50A、505及50C供應的該等氣體之每一種在内管 24内的晶圓製程場或製程空間内向上流動，並在最高點返 回。接著，氣體透過内管24與外管26之間的間隙向下流動 並且從形成於底部附近的外管26之側壁中的排放埠52向外 排放。 製程容器28係藉由圓筒形絕熱外殼54所包圍，該外殼具 有設置於内表面上的一加熱器56以將放置在内側的晶圓w 加熱至預定溫度。 形成於底部附近的製程容器28之侧壁中的排放埠52係與 排放系統6〇連接以對製程容器Μ之内部進行真空排放。明 確而言，排放系統60包含一排放通道62，其係採用不銹鋼 Q 製成並與排放埠52連接以使排放氣體流經該通道。排放通 道62具有沿該通道的一捕集單元64，其用以捕集包含在流 經該通道之排放氣體中的副產物。排放通道62另外具有沿 忒通道的一真空幫浦66，其用以對製程容器28之内部進行 • 真空排放。 排放系統60係整體上採用可分離熱護套68所覆蓋。熱護 套68係用以對整個系統6〇加熱以防止排放氣體中的副產物 在成膜製程期間沈積。此加熱亦係用以促進清洗製程期間 副產物與清洗氣體之間的反應。此外，此加熱亦係用以蒗 124052.doc -13· 200834721 發藉由反應所產生的濕氣，以便防止管道之組件材料等遭 受腐餘。 捕集單元64係定位在排放通道62的最上游側上，而真空 幫浦66係定位在其下游。用於壓力控制的氣體供應噴嘴 係從真空幫浦66就在上游與排放通道62之一部分連接。氣 體供應喷嘴70經組態用以採用受控流量供應惰性氣體，例 如A氣體。此惰性氣體係用以改變藉由真空幫浦66加以真 空排放之製程容器2S内的氣體數量，以便控制製程容器28 内的壓力。可在排放通道62上置放一壓力控制閥（例如蝶 閥）來代替用於壓力控制的氣體供應喷嘴70。排放通道62 包含採用通道62之一部分形成一曲柄部分72，其按沿該通 道的直角而彎曲。曲柄部分72可由於相關聯的部件及空間 之配置而不可避免地形成。 圖2係顯示圖1所示之裝置中使用的捕集單元之斷面圖。 圖3係圖2所示的捕集單元之分解圖。圖4係顯示為圖2所示

的捕集單元之一部分的一捕獲主體之斷面圖。圖5八及5B 係分別沿圖2中的線VA-VA及線VB-VB所取的斷面圖。捕 集單元64包含一容器狀外殼74，以及一捕獲主體％，其係 可分離地設置於外殼74内以捕集包含在排放氣體中的副產 物0 外殼74整體上包含採用（例如）不銹鋼製成的一圓筒形外 殼主體78。蓋子80係藉由螺栓8丨可分離地安裝在下游側上 的外设主體78之開口部分上。外殼主體78之上游側的斷面 表面積係逐漸減小且在端部具有氣體入口 74A。氣體入口 124052.doc -14 - 200834721 74Α具，一凸緣部分82，κ系與排放通道之上游側連 接。蓋子8G具有中心處用作氣體出卩74Β的較大開口。氣 體出口 74B具有一凸緣部分84，其係與排放通道a之下游 側連接。排放氣體從氣體入口 74A進入，流經外殼主體 78，亚接著從氣體出口 74β朝下游側流動。

ϋ 捕獲主體76包含複數㈣板86，該㈣板之每—個係採 用（例如）不銹鋼製成並採用圓形環（圓環）形成（參見圖4及 5A)。鰭板86係以預定間隔ρι排列成々皮此平行，且係附著 於穿透鰭板86的複數個支撐桿88。圖2顯示兩個支撐桿 88，但是在||板86上存在於環形方向上等距離置放的三個 支撐桿88 ’如圖5A所示。例如，間隔_約〇5至2 _， 而且鰭板86之數目係100，不過其取決於捕獲主體％之長 度。 支撐桿88係與上游側上的蓋9〇連接，該蓋具有（例如）半 球形或弧形（圓頂）形狀。蓋9〇經組態用以擴散流自上游側 的排放氣體並防止氣體直接流入環狀鰭板86的中心通道。 支撐桿88係與上游側上的外殼74之蓋子8〇連接並固定。因 此，如圖3所示，當鬆開蓋子80之螺栓81時，捕獲主體％ 可與蓋子80—起從外殼主體78分離。 捕獲主體76另外具有一桿狀捕獲加熱器％，其穿透與支 撐桿88平行的鰭板86 (參見圖2及3)。捕獲加熱器％係採用 複數個桿狀匣式加熱器92A (即，在鰭板86上於環形方向 上荨距離置放的三個加熱器92A)形成，如圖5 A所示。厘气 加熱為92A之每一個包含用以測量溫度的一熱|禺器（圖中未 124052.doc -15- 200834721 颂不）彳木用此配置，包含鰭板86的捕獲主體76係在清洗 製程期間加熱並控制至一預定溫度。圖2及3僅顯示一個！ 式加熱器作為一範例。 捕集單凡64中具有一接收機構96，其用以接收在供應清 . ;先氣體時掉洛的副產物。在圖2所示的情況下，捕集單元 64係設定在水平狀態，即，縱向方向與水平方向對準。接 收機構96包含在垂直方向上以間隔堆疊的一或多個接收部 件。在此具體實施例中，如圖2、5Α及5Β所示，接收機構 96包含以不規則方式設置於三個高度位準上的接收部件。 明確而a，底部接收部件96Α係沿底部（圖2中的下側）附近 的外殼74之内表面以兩者之間的預定間隙而置放以覆蓋圓 筒形外殼主體78之半圓部分。底部接收部件96八具有一半 圓斷面形狀（參見圖5A)，並且在外殼主體78之縱向方向上 展開’如圖2所示。 底部接收部件96A包含肋凸緣98，其係在上端部處以約 〇 直角向外彎曲。肋凸緣98之側係與外殼主體78之内表面連 接並固定，因此底部接收部件96A得以支撐。底部接收部 件96A係用以接收在清洗製程期間從上方掉落的副產物並 * 且防止副產物沈積在外殼主體78之底部上。底部接收部件 • 96八係採用具有若干通氣孔1〇〇之部件形成，該部件如採用 (例如）不銹鋼製成的金屬網（鐵絲網）部件或穿孔金屬部 件。即使在上面沈積副產物之後，接收部件96A仍使排放 氣體或清洗氣體得以在無較大電阻的情況下穿過，即不增 加排放電導太多。此特徵對於下文說明的接收部件而言係 124052.doc -16- 200834721 共同的。 在水平方向上延伸的上游接收部件96B及96C係在垂直 方向上以預定間隔附著於捕獲主體76之蓋90之表面(參見 圖5B)。因為排放氣體直接開始與蓋90之表面接觸，所以 • 副產物係以-定數量在此部分上捕獲。因此，如以上說 Ί放上游接收部件96B及96以接收在清洗製程期間 :蓋90之表面掉落的副產物。上游接收部件96B及9叱係 ( 採用具有通氣孔1〇0的-部件形成’該部件如採用(例如)不 錄鋼製成的金屬網部件或穿孔金屬部件。一或多個上游接 收部料僅設置於-個位準上或在三或更多個位準上。 接著，⑨明用以在以上說明的處理裝置中藉由使用 TEOS將Si02膜沈積在半導體晶圓…上的成膜製程。 當成膜裝置22係在其中未載人半導體晶圓w的情況下處 ㈣置狀態中時，製程容器28之内部係維持在低於製程溫 度之-溫度下。當啟動製程時，以預定間隔將若干未處理 G 的半導體晶圓W放置在晶圓舟3〇上。接著，此晶圓舟3〇係 藉由舟提升機48向上移動並從下方載入製程容器28。另 外’藉由蓋子38封閉製程容器28之底部開口以採用氣密的 . 方式密封製程容器28。 . 接著，增加施加於加熱器56的功率以將晶圓w加熱至預 定製程溫度，並且藉由排放系統60對製程容器28之内部進 行真空排放。另外’以受控流量將丁咖氣體從氣體供應 機構50之預定喷嘴50A供應至製程容器28中。TE〇s氣體在 製程容器28内向上流動，並引起熱分解反應，從而將以〇 124052.doc -17- 200834721 膜沈積在晶圓W之表面上。 在此成膜期間，藉由姚相》备Μ ^ ^ 稭由排放糸統60之真空幫浦66對製程容 器28内的大氣進行直*姚 仃…工排放如以上說明。從製程容器28 之排放埠52排放的氣體按順序向下游流經排放通道Q、捕 木早tl 64以及真空幫浦66。此排放氣體包含藉由训2成膜 反應所產生的副產物。因此，當排放氣體流經捕集單元“ 時，從排放氣體移除副產物。 為防止副產物沈積在除捕集單元64以外的部分上，執行 覆蓋排放系統60的熱護套68以將整個排放系統6〇加熱至 (/列如）、、々1 50 C。自氣體入口 74Α的排放氣體在外殼74之外 殼主體78内向下游流動，同時穿過捕獲主體％之鰭板％的 中心，如圖4中的箭頭104所指示。接著，排放氣體向下游 流經形成於蓋子8〇中的氣體出口 74Β。當排放氣體在捕集 單元64内流動時，包含在排放氣體中的副產物係沈積在排 放氣體開始與之接觸的部分上，因此副產物得以從排放氣 體捕獲並移除。 在以一定數量將副產物主要沈積在鰭板86之表面上時， 可移除（捕獲）副產物。另外，藉由蓋9〇之表面、捕獲主體 76之内表面以及排放氣體開始與之接觸的接收部件96a至 96C來沈積並移除副產物之某些。副產物包含si〇2作為主 要成分。在藉由設置於其中的冷卻機構對捕獲主體76進行 冷卻以使冷卻媒介循環的情況下，可更有效率地移除副產 物。 在完成成膜製程之後，停止TEOS氣體之供應，並且藉 124052.doc -18 - 200834721 由（例如）N2氣體來淨化並排放萝 务 併欲表私谷斋28内的剩餘氣體。 接著，向下移動晶圓舟30以卸載處理的晶圓w。 重複此成臈製程複數次，在内部組件上沈積不必要的膜 (得自TEOS的Si〇2膜)’該等組件如包含内管24及外管“的 • 冑程容器28之内表面、晶圓舟30之表面、絕熱汽缸46之表 面。因此，週期性或非週期性地執行清洗製程以敍刻並移 :不必^的膜。在此清洗製程中，上面未保持晶圓w(處於 ζ 工白狀恶中）的晶圓舟30係載入製程容器28，其接著以氣 密方式加以封閉。 六，著，將製程容器28内的溫度維持在預定數值，以受控 流置將HF氣體作為清洗氣體從喷嘴50Β供應至製程容器28 中另外以叉控流量將A氣體作為稀釋氣體從喷嘴5〇c 供應至製程容器28中。 如此供應至製程容器28中的HF氣體在製程容器28内流 動同時開始與絕熱汽缸46之表面、晶圓舟3〇、内管24及 {j 外官26接觸。因此，蝕刻並清洗得自TEOS並沈積在此等 部分上的氧化矽（Si〇2)膜。清洗氣體經真空排放進入排放 系、、先60，並進一步與包含si〇2作為主要成分且沈積在排放 • 系統60内的副產物反應，從而移除副產物。 此時’清洗氣體或HF與Si02反應，如以下公式所示；並 產生SiF4，其得以蒸發並排放，從而移除副產物。 4HF+Si〇2^SiF4+2H20 為促進此反應並蒸發所產生的濕氣（H20)以防止腐蝕組 件材料（即不銹鋼），操作熱護套68以整體上將排放系統60 124052.doc -19- 200834721 維持在（例如）約150°C。另外，在捕集單元64中，操作捕獲 加熱态92以將捕獲主體76加熱至（例如）約1〇〇〇c。此清洗 係配置用以使用（例如）下列製程條件。將該製程容器内的 溫度設定在500°C。將該製程容器内的壓力設定在15〇 Torr。將氣體流量設定升/分鐘。將該排放通 道内的溫度設定在150°C。 當此清洗製程繼續至某程度時，沈積在捕集單元64内之 表面上的副產物由於反應產生的濕氣而減小其黏著力並從 表面剝離。在此方面，依據如圖11所示的習知捕集單元， 在底部上沈積一堆副產物。需花費較長時間來完全移除此 類副產物，或在無法完全移除副產物的情況下必需拆卸該 捕集單元。 另一方面，依據此具體實施例，從表面剝離並掉落的副 產物係藉由設置於捕集單元64内的接收機構96之接收部件 96A至96C在途中接收並保持為副產物m2。圖6至6C係對 應於圖5A、5B及2所示的斷面圖之斷面圖，並顯示將副產 物保持在接收部件上的狀態。 如圖6A至6C所示，從表面剝離並掉落的大量副產物M2 係沈積在置放於外殼主體78之底部附近的底部接收部件 96A以及置放於捕獲主體76之蓋9〇上的上及下上游接收部 件96B及96C上。然而，接收部件96八至96C係採用具有通 氣孔100的一部件（例如鐵絲網部件或穿孔金屬部件）形成， 而且保持在接收部件96A至96C上的副產物M2可從上方及 從下方與清洗氣體接觸。換言之，欲與清洗氣體接觸的副 124052.doc -20- 200834721 產物M2之表面積係保持為遠大於圖丨丨所示的副產物mi之 表面積。因此，可促進與清洗氣體的反應，以便可以更有 效率地移除副產物。 如以上谠明，捕集單元64中具有接收部件96八至96C， 纟用以接收在清洗製程期間從上方掉落的副產物。如此保 持的剎產物係維持在其可有效率地開始與清洗氣體接觸之 狀心中。因此，可以有效率地移除副產物M2，從而允許 ( #集的副產物藉由清洗製程在短時間内可靠且有效率地加 以移除。 〈實驗> 圖2等所示的具有接收機構％之捕集單元64以及圖丨丨所 示的捕集單元2係實際上用於清洗製程並接著進行檢驗。 』只驗中，首先藉由使用TEOS執行用於形成Si〇2膜的 製红’並且當累積膜厚度達到2 7 μιη時，在先前說明的條 件下執行清洗製 程180分鐘。 因=，在使用圖11所示的捕集單元2的情況下，副產物 之數量係從清洗製程之前測量的172.9 g減少為清洗製程之 ::量為剩餘物的35」g。目此，剩餘物的百分比為 另—方面，在使用捕集單元64的情況下，副產物之 數：係從清洗製程之前測量的i 69 5g減少為清洗製程之後 測置為剩餘物的4.5g。因此，剩餘物的百分比為7·2%，其 係/、4知單元相比2〇❻的顯著改良。 <第一變形例> 圖7係顯示依據一第一變形例的一捕集單元之斷面圖。 124052.doc -21- 200834721 在此夂形例巾’在具有圖5八及5B所示的半圓斷面之底 接觸部件96A的内側上添加具有短寬度並在水平方向上： 相對位置突出的搁架部m。擱架部m係置放成在外殼主 體76之縱向方向上延伸。搁架部11〇用以防止副產物在底 部接觸部件⑽之彎曲表面上滑動，並接收從上方掉落的 副產物。搁冑部110係採用具有通氣孔的一部件形成，該 部件如鐵絲網部件或穿孔金屬部件（例如底部接收部件 96A) H —第二底部接收部件96D係設置於底部接收 部件96A下方以在外殼主體76之縱向方向上延伸。 在置放兩個底部接收部件96A及96D的情況下，副產物 從上側掉落，而藉由下側上的第二底部接觸部件96d接收 底部接收部件96A。因&，可防止副產物沈積在外殼主體 76之底部上，並且更進一步改良清洗效率。 在底部接收部件96A之内側上添加擱架部i 1〇的情況下， 將接收的副產物保持為分散式而不加以聚集。因此，更進 一步改良清洗效率。 <第二變形例> 圖8係顯示依據一第二變形例的一捕集單元之斷面圖。 在此變形例中，接收機構96包括一圓筒形接收部件96E， 其係設置於捕獲主體76與捕獲主體76全周外殼主體冗之内 表面之間。此變形例可以提供與以上說明的具體實施例及 變形例相同的效應。 <第三變形例> 圖9係顯示依據一第二變形例的一捕集單元之斷面圖。 124052.doc -22- 200834721 在該具體實施例以及以上說明的第一及第二變形例中，設 定捕集單元64以便縱向方向與水平方向對準。另一方面， 在第三變形例中，設定該捕集單元以便縱向方向與一垂直 方向對準。在此情況下，接收機構96包括採用圓形環擱架 °卩形成的複數個接收部件。在圖9中，環狀擱架接收部件 96F、96G及96H係設置於外殼主體78之垂直方向上的三個 高度位準上。 f 在此情況下，搁架接收部件96F至96H接收在清洗製程 期間從上方掉落的副產物，並將其保持在分散式狀態，同 時防止其沈積在底部上。因此，此變形例可以提供與以上 說明的具體實施例以及第一及第二變形例相同的效應。可 在使用中適當地組合該具體實施例以及第一至第三變形 例。 <排放通道中的接收部件〉 在以上說明的具體實施例及變形例中，在該捕集單元中 〇 建立一接收機構96。或者，可在排放通道62中建立一接收 機構96。明確而言，如圖丨所示，排放通道62包含採用通 道62之部分形成且以沿該通道的直角所彎曲的曲柄部分 ， 72，其中曲柄部分72可由於相關聯的部件及空間之配置而 ‘ +可避免地形成。因為排放氣體之流向在曲柄部分72令發 生很大變化，所以副產物趨向於沈積在排放通道“之内^ 面上。在此方面，在從捕集單元64將此類曲柄部分乃定位 在上游的情況下，可輕易地沈積副產物。然而，在從捕集 單元64將此類曲柄部分72定位在下游的情況下，未藉由捕 124052.doc -23- 200834721 集單το 64所移除的某些副產物可發送至下游並沈積在曲柄 部分7 2内。 圖10係顯示將接收部件設置於一排放通道之上升部及下 降部内的狀態之斷面圖。明確而言，在曲柄部分72處，排 • 放通道62之上升部及下降部具有管道式接收部件96J及 96K，其橫跨排放通道62以構造一接收機構％。此外在此 • 情況下，管道式接收部件96J及96K係採用具有通氣孔的一 ^ 部件形成’該部件如鐵絲網部件或穿孔金屬部件。 在圖1〇中’沈積在曲柄部分72之拐角72A上的副產物在 /月洗製程期間剝離並掉落。因此，管道式接收部件96j及 96K從上方接收掉落之副產物以防止副產物沈積在曲柄部 为72之底部上。因為將副產物保持為分散式而不加以聚 集，所以此配置可以提供與以上說明的具體實施例以及第 一至第三變形例相同的效應。 <其他變形例> I 藉由用以形成Si〇2膜的製程來例示以上說明的具體實施 例。此種膜可在採用B (硼）或P (磷）加以摻雜時形成。欲加 以形成的薄膜之類型不限於氧化矽（Si〇2)膜，並且其可以 為另一薄膜，例如氮化矽膜或氧氮化矽膜。在形成氮化石夕 - 膜的情況下，配置一製程氣體供應流路以供應石夕來源氣體 以及氮化氣體，例如NH3氣體。在形成氧氮化矽膜的情況 下，配置該製程氣體供應流路以供應矽來源氣體以及氧氮 化氣體，例如氧化二氮（N20)或氧化氮（NO)。 依據欲加以形成的薄膜之類型，清洗氣體不限於HF氣 124052.doc -24- 200834721 體，而且其可以適當地選自各種氣體。明確而言，在針對 氧化矽膜、氮化矽膜或氧氮化矽膜執行清洗製程的情況 下，清洗氣體可包含選自由HF、cl2、NF3以及1組成的群 、、且之或夕種氣體。例如，在移除氮化;5夕膜的情況下，可 使用包含F2及H2的清洗氣體。 在以上說明的具體實施例中，藉由批次類型例示處理裝 置。或者，本發明可應用於逐一處理晶圓的單一基板類型 之處理裝置。目標基板不限於半導體晶圓w，而且其亦可 為玻璃基板、LCD基板或陶瓷基板。 熟習技術人士將輕易地瞭解額外優點及修改。因此，本 發明就其較廣泛方面而言並不限於本文中所顯示及說明的 特定細節及代表性具體實施例。因此，可進行各種修改而 不脫離如所附申請專利範圍及其等效物加以定義的一般發 明概念之精神或範嘴。 【圖式簡單說明】 併入並建構說明書之一部分的附圖說明本發明之具體實 細例’並且連同以上提供的一般說明以及以上提供的具體 貫施例之詳細說明用來說明本發明之原理。 圖1係顯示依據本發明之一具體實施例的成膜裝置（垂直 CVD裝置）之斷面圖； 圖2係顯示圖1所示之裝置中使用的一捕集單元之斷面 圖， 圖3係圖2所示的捕集單元之分解圖； 圖4係顯示為圖2所示的捕集單元之一部分的一捕獲主體 124052.doc -25- 200834721 之一斷面圖； 圖5A及5B係分別沿圖2中的線VA-VA及線VB-VB所取的 斷面圖； 圖6A至6C係對應於圖5A、5B及2所示的斷面圖之斷面 圖，並顯示將副產物保持在接收部件上的狀態； 圖7係顯示依據一第一變形例的一捕集單元之斷面圖； 圖8係顯示依據一第二變形例的一捕集單元之斷面圖； 圖9係顯示依據一第三變形例的一捕集單元之斷面圖； 圖1 〇係顯示將接收部件設置於一排放通道内的狀態之斷 面圖；以及 圖11係一斷面圖，其顯示藉由將（例如）TEOS用作成膜 氣體來沈積Si〇2薄膜之情況下使用的〆習知捕集單元。 【主要元件符號說明】 2 捕集單元 4 外殼 4A 氣體入口 4B 氣體出口 6 捕獲主體 8 螺栓 10 蓋子 12 金屬鰭板 14 支撐桿 16 半球形蓋 22 成膜裝置 124052.doc 200834721 24 内管 26 外管 28 製程容器 30 晶圓舟 32 歧管 34 密封部件 36 密封部件 38 蓋子 40 密封件 42 旋轉軸 44 旋轉台 46 汽缸 48 升降機 48A 臂 50 氣體供應機構 50A 喷嘴 50B 喷嘴 50C 喷嘴 52 排放埠 54 外殼 56 加熱器 60 排放系統 62 排放通道 64 捕集單元 124052.doc - 27 - 200834721

C 66 真空幫浦 68 熱護套 70 氣體供應喷嘴 72 曲柄部分 72A 拐角 74 外殼 74A 氣體入口 74B 氣體出口 76 捕獲主體 78 外殼主體 80 蓋子 81 螺栓 82 凸緣部分 84 凸緣部分 86 食耆板 88 支撐桿 90 蓋 92 捕獲加熱器 92A 匣式加熱器 96 接收機構 96A 底部接收部件 96B 上游接收部件 96C 上游接收部件 96D 第二底部接收 124052.doc -28- 200834721 96E 圓筒形接收部件 96F 搁架接收部件 96G 搁架接收部件 96H 擱架接收部件 96J 管道式接收部件 96K 管道式接收部件 98 肋凸緣 100 通氣孔 110 擱架部 Ml 副產物 M2 副產物 W 半導體晶圓 124052.doc - 29 -

Claims (1)

1. 200834721 十、申請專利範圍： 1· 一種捕集單元，設置於一半導體處理裝置之一排放通道 上以捕集流經該排放通道之一排放氣體中所含之副產 物，該捕集單元包括： 一外殼’其具有一氣體入口及一氣體出口，且經組態 以形成該排放通道之一部分； 一捕獲主體’其係可分離地設置於該外殼之内部，且 經組態以捕集該排放氣體中所含之該等副產物之一部 分’該捕獲主體包含排列在該排放氣體之流向上的複數 個鰭板，且該等鰭板之每一者具有上面沈積並捕獲有該 等副產物之一部分的一表面；以及 一接收機構’其係設置於該外殼之内部，且組態以接 收攸该捕獲主體或該外殼之一内表面剝離的該等副產物 之一部分’以防止此部分沈積在該外殼之一底部上，該 接收機構經組態以使保持在其上的該等副產物之一部分 得以從上方及從下方與一清洗氣體接觸。 2·如請求項1之捕集單元，其中該接收機構包括一具有該 清洗氣體所穿過的若干通氣孔之板。 3·如印求項2之捕集單元，其中該板包括選自由金屬網部 件以及牙孔金屬部件所組成的群中之一部件。 如叫求項1之捕集單元，其中該接收機構包括設置於該 捕獲主體下方的一下部。 5_如明求項1之捕集單元，其中該接收機構包括設置於該 捕獲主體旁邊的一橫向部分。 124052.doc 200834721 6·如請求項1之捕集單元，其中該捕獲主體包含設置於一 上游側上以擴散一氣體流的一蓋，而且該接收機構包括 附著於該蓋的一上游部。 7·如喷求項2之捕集單元，其中該板係設置以沿該外殼之 内表面展開，其中在兩者之間插有一預定間隙。 8·如喷求項7之捕集單元，其中該接收機構包括從該板朝 • 該捕獲主體突出的一搁架部。 Γ 9·如明求項8之捕集單元，其中該擱架部具有該清洗氣體 ^ 所穿過的通氣孔。 1〇·如明求項7之捕集單元，其中該板係插設在該捕獲主體 與"亥捕獲主體半周的該外殼之一内表面之間。 11·如請求項7之捕集單元，其中該板係插入在該捕獲主體 與該捕獲主體全周的該外殼之一内表面之間。 12·如請求項丨之捕集單元，其中該接收機構包括在一垂直 方向上以間隔排列並具有該清洗氣體所穿過的若干通氣 I 孔之複數個板。 13·如請求们之捕集單元，其中該捕獲主體包含經組態以 加熱該捕獲主體的一捕獲加熱器。 • I4· 一種用於一半導體製程之成膜裝置，其包括： • 一製程容器，其經組態以容納一目標基板· 一支撐部件，其經組態以支推該製程容器内部的該目 標基板； 一加熱器’其經組態以加熱該製程容器内部的該目標 基板； 124052.doc 200834721 一排放系統，其經組態以將該製程容器之内部排氣； 一成膜氣體供應流路，其經組態以供應一成膜氣體至 該製程容器中；以及 一清洗氣體供應流路，其經組態以供應一清洗氣體至 該製程容器中； 其中該排放系統包括一捕集單元，其係設置於該排放 通道上以捕集流經該排放通道之一排放氣體中所含之副 產物，並且該捕集單元包括 一外殼，其具有一氣體入口及一氣體出口，且經組態 以形成該排放通道之一部分， 一捕獲主體，其係可分離地設置於該外殼之内部，且 系二組悲以捕集該排放氣體中所含之該等副產物之一部 分’該捕獲主體包含排列在該排放氣體之流向上的複數 個鰭板，而且該等鰭板之每一者具有上面沈積並捕獲有 該等副產物之一部分的一表面，以及 一接收機構，其係設置於該外殼之内部，且組態以接 收從該捕獲主體或該外殼之一内表面剝離的該等副產物 之一部分，以防止此部分沈積在該外殼之一底部上，該 接收機構經組態用以使保持在其上的該荨副產物之一部 分得以從上方及從下方與一清洗氣體接觸。 15_如請求項14之成膜裝置，其中該接收機構包括一具有該 清洗氣體所穿過的若干通氣孔之板。 16 ·如晴求項15之成膜裝置，其中該板係設置以沿該外殼之 一内表面展開，其中在兩者之間插有一預定間隙。 124052.doc 200834721 17·如請求項14之成膜裝置，其中該成膜氣體包括用於形成 選自由氧化石夕膜、氧氮化矽膜以及氮化矽膜組成的群之 一膜的一氣體。 1 8.如請求項1 7之成膜裝置，其中該洗清氣體包括選自由 HF、Ch、NF3及F2所組成的群之一或多種氣體。 19·如請求項14之成膜裝置，其中該排放系統包括一額外接 收機構，其係設置於該排放通道内不同於該捕集單元之 一位置處’以接收從該排放通道之一内表面剝離的該等 田1J產物之一部分，防止此部分沈積在該排放通道之一底 部上’該額外接收機構經組態以使保持在其上的該等副 產物之一部分得以從上方及從下方與該清洗氣體接觸。 20·如請求項19之成膜裝置，其中該額外接收機構係設置於 該排放通道之一上升部及一下降部内。 ϋ 124052.doc