TW201627055A - 用於氟減量之真空前級管線試劑添加 - Google Patents

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Abstract

在此揭示的實施例包括一種用以減量半導體製程中產生的化合物的減量系統。該減量系統包括一前級管線，該前級管線具有一第一端，該第一端設以耦接到一真空處理腔室的一排放埠，並且一注射埠被形成在該前級管線中。該減量系統更包括一洗滌器，該洗滌器耦接到該前級管線的一第二端。在該第一端與該洗滌器之間沒有流出物燃燒器或電漿源與該前級管線形成界面。低壓蒸汽透過該注射埠被注射到該前級管線內，以減量從該真空處理腔室流出的PFCs。

Description

用於氟減量之真空前級管線試劑添加
本說明書的實施例大致上關於半導體處理設備。更尤其地，本說明書的實施例關於一種減量系統與一種用以減量半導體製程中產生的化合物的真空處理系統。
半導體處理設施所使用的製程氣體包括許多化合物，由於控管要求以及環境和安全考量，該些化合物在處置之前必須被減量或被處理。在這些化合物之中有全氟碳化物(PFCs)或含鹵素化合物，全氟碳化物(PFCs)或含鹵素化合物是在例如化學氣相沉積(CVD)製程之後的清潔製程中被使用。
典型地，可以使用遠端電漿源或流出物燃燒器來減量PFCs或含鹵素化合物，並且遠端電漿源或加熱源需要大量的能源來運作。因此，此技術領域中需要一種改善的減量系統與真空處理系統以減量半導體製程中產生的化合物。
在此揭示的實施例包括一種用以減量半導體製程中產生的化合物的減量系統。在一實施例中，揭示一減量系統。該減量系統包括一前級管線，該前級管線具有 一第一端，該第一端設以耦接到一真空處理腔室的一排放埠，並且一注射埠被形成在該前級管線中。該減量系統更包括一洗滌器，該洗滌器耦接到該前級管線的一第二端。在該前級管線的第一端與第二端之間沒有流出物燃燒器或電漿源與該減量系統形成界面。
在另一實施例中，一種方法包括：在小於一含氫化合物的沸點的溫度且760托下，維持該含氫化合物於一低壓鍋爐中；減少該低壓鍋爐中的壓力，以形成一蒸汽；使該蒸汽經由一注射埠流動到一前級管線內；及使該蒸汽與該前級管線中的含鹵素化合物反應。該些含鹵素化合物沒有被加熱或被流動到一電漿源內。
在另一實施例中，一種方法包括：藉由一腔室控制器發出一含鹵素氣體流動到一真空處理腔室或一耦接在該真空處理腔室上游的遠端電漿源內的訊號給一控制器；藉由該腔室控制器發出該遠端電漿源在運作的訊號給該控制器；及藉由該控制器運作一或更多個閥，以經由一注射埠注射一減量試劑到一前級管線內。
100‧‧‧真空處理腔室
102‧‧‧減量系統
104‧‧‧腔室排放埠
106‧‧‧前級管線
108‧‧‧注射埠
110‧‧‧真空泵
112‧‧‧洗滌器
114‧‧‧排放管線
116‧‧‧閥
118‧‧‧減量試劑輸送系統
120‧‧‧腔室控制器
122‧‧‧控制器
130‧‧‧第一端
140‧‧‧第二端
可藉由參考實施例來詳細暸解本發明的上述特徵，本發明的特定說明簡短地在前面概述過，其中該些實施例的一些實施例在附圖中示出。但是應注意的是，附圖僅示出本發明的典型實施例，因此附圖不應被視為會對本發明的範疇構成限制，這是因為本發明可允許其他等效實施例。
第1圖示意地圖示一真空處理腔室與一減量系統。
第1圖示意地圖示一真空處理腔室100與一減量系統102。真空處理腔室100大致上設以執行至少一積體電路製造過程，諸如沉積製程、清潔製程、蝕刻製程、電漿處理製程、預清潔製程、離子佈植製程或其他積體電路製造過程。真空處理腔室100中執行的製程可以是電漿輔助的。例如，真空處理腔室100中執行的製程可以是用以沉積矽基材料的電漿沉積製程。在一實施例中，真空處理腔室100是一電漿增強化學氣相沉積腔室。
真空處理腔室100具有一腔室排放埠104，腔室排放埠104耦接到減量系統102的前級管線106。一節流閥(未示出)可被設置在靠近腔室排放埠104處，以控制真空處理腔室100內的壓力。
減量系統102的前級管線106具有一第一端130，第一端130設以耦接到真空處理腔室100的排放埠104。一注射埠108被形成在前級管線106中。減量系統102更包括一洗滌器112，洗滌器112耦接到前級管線106的一第二端140。一真空泵110在介於注射埠108與洗滌器112之間的位置處耦接到前級管線106。介於前級管線106的第一端130與第二端140之間沒有流出物燃燒器或電漿源與減量系統102形成界面。以另一種方式來 描述，就是介於腔室排放埠104與洗滌器112之間沒有流出物燃燒器或電漿源與前級管線106形成界面。
被形成在前級管線106中的注射埠108是用來將減量試劑引進到前級管線106內。注射埠108可以連接到一含有減量試劑的減量試劑輸送系統118，並且一或更多個閥116可設置在減量試劑輸送系統118與注射埠108之間，以控制減量試劑的流量。例如，介於減量試劑輸送系統118與注射埠108之間的閥116可包括一隔離閥與一針閥。減量試劑可以是任何含氫化合物，諸如水或氫氣。在一實施例中，減量試劑輸送系統118是一低壓鍋爐，並且液體水設置在低壓鍋爐中。水蒸汽經由注射埠108被注射到前級管線106內。為了將液體水轉變成水蒸汽而不耗費大量能源，低壓鍋爐可流體地耦接到前級管線，以致前級管線106內的真空減少低壓鍋爐內的壓力到使低壓鍋爐內的水(或其他減量試劑)沸騰而少量或沒有低壓鍋爐內的流體的加熱之程度。例如，在低壓時，諸如介於15至40托之間，藉由低壓鍋爐的內部流體地耦接到前級管線106所造成，水在小於約100℃(諸如介於約15℃與約40℃之間)沸騰。因此，減量試劑輸送系統內的水或其他減量試劑可被維持在小於水或其他減量試劑在大氣壓力(760托)的沸點的溫度。當該一或更多個閥116開啟時，低壓鍋爐內的壓力會被減少，這降低了設置在低壓鍋爐內的液體水的沸點。在一實施例中，液體水被維持在約35℃，並且藉由耦接到前級管線106的真空泵110所產 生之低壓鍋爐中的低壓使液體水在小於100℃(例如小於約40℃，諸如約35℃)蒸發。被注射到前級管線106內的液體水處於遠小於100℃(例如小於約40℃，諸如約35℃)的溫度。或者，減量試劑輸送系統118可以是一能夠將液體水轉變成水蒸汽的急速蒸發器(flash evaporator)。減量試劑輸送系統118內的壓力可以介於從約15托至約760托的範圍，取決於所使用的減量試劑輸送系統118的類型。一高度感測器(未示出)可位在減量試劑輸送系統118中，以提供一訊號到一控制器122，控制器122係選擇性地開啟一填充閥(未示出)以維持減量試劑輸送系統118內的水高度。
流動到前級管線106內的減量試劑的流速可取決於真空處理腔室中形成的PFCs或含鹵素化合物的量。在一實施例中，減量試劑具有約1至10slm(諸如一至3slm)的流速。減量試劑的流速可藉由運作該一或更多個閥116來控制。該一或更多個閥116可以是用以控制減量試劑的流量的任何適當的閥。在一實施例中，該一或更多個閥116包括一針閥以微調減量試劑的流量的控制。
被注射到前級管線內的水蒸汽與含鹵素化合物(諸如原子氟與/或氟分子，或原子氯與/或氯分子)反應，以形成一更環保與/或處理設備友善的組成(諸如HF與氧氣，或HCl與氧氣)。更環保與/或處理設備友善的組成順著前級管線106向下流動且流動到洗滌器112內。洗滌器112可耦接到前級管線106，而位在真空泵110的下 游。洗滌器112可以是任何適當的洗滌器，並且可進一步移除與/或中和原子氟與/或氟分子。離開洗滌器112的產物接著經由排放管線114被引導到設施排放口(未示出)。
已經驚訝地發現到水蒸汽可在前級管線106中與原子氟與/或氟分子或原子氯與/或氯分子反應，以形成一更環保與/或處理設備友善的組成(諸如HF與氧氣，或HCl與氧氣)，而不需要能源消耗電漿源與/或流出物燃燒器。因此，不需要和前級管線沿線設置的電漿源或流出物燃燒器以減量氟/氯原子與/或分子，這藉由去除需要運作電漿源或流出物燃燒器的能源的量而減少了減量氟/氯原子與/或分子的成本。
為了更減少減量製程的成本，當含鹵素化合物(諸如氟/氯原子與/或分子)存在於前級管線106中時，水蒸汽可被注射到前級管線106內；及，當沒有含鹵素化合物位在前級管線106中時，可以中斷水蒸汽注射。這可藉由將控制器122連接到該一或更多個閥116與連接到一腔室控制器120來達成，其中該腔室控制器120連接到真空處理腔室100。在一實施例中，腔室控制器120與控制器122溝通以容許控制器122決定何時一含鹵素氣體流動到真空處理腔室100或一遠端電漿源內，其中該遠端電漿源耦接到真空處理腔室100且位於真空處理腔室100的上游。此外，腔室控制器120與控制器122溝通以容許控制器122決定何時位在真空處理腔室100上游的遠端電漿源運作。回應於決定腔室控制器120直接地或間接地 提供含鹵素氣體到處理腔室內，控制器122可輸出一訊號以開啟該一或更多個閥116而從減量試劑輸送系統118注射減量試劑(諸如水蒸汽)到前級管線106內。因此，當前級管線106中有必須被減量的材料時，減量試劑被注射到前級管線106內，並且當前級管線106中沒有必須被減量的材料時，這保存能源與資源(諸如水)。
沒有電漿或流出物燃燒器的減量系統可用以減量於半導體製程期間在真空處理腔室中形成的含鹵素化合物。減量系統包括前級管線、被形成在前級管線中的注射埠、及洗滌器。減量系統亦可包括減量試劑輸送系統。藉由經由注射埠而注射減量試劑到前級管線內，前級管線中的含鹵素化合物被轉換成一更環保與/或處理設備友善的組成。藉由排除電漿或流出物燃燒器，需要較少的的能源用在減量製程，這導致用於減量製程的成本的減少。
儘管上述的系統與方法是以減量PFCs或含鹵素化合物的文字脈絡來描述，可設想出的是減量系統可適於處理包含不期望而欲釋放的其他成份的流出物。
雖然上述說明導向本的實施例，可構想出其他與進一步實施例而不悖離本說明書的基本範疇，並且本說明書的範疇是由隨附的申請專利範圍來決定。
100‧‧‧真空處理腔室
102‧‧‧減量系統
104‧‧‧腔室排放埠
106‧‧‧前級管線
108‧‧‧注射埠
110‧‧‧真空泵
112‧‧‧洗滌器
114‧‧‧排放管線
116‧‧‧閥
118‧‧‧減量試劑輸送系統
120‧‧‧腔室控制器
122‧‧‧控制器
130‧‧‧第一端
140‧‧‧第二端

Claims (20)

  1. 一種減量系統，包含：一前級管線，該前級管線具有一第一端，該第一端設以耦接到一真空處理腔室的一排放埠，其中一注射埠被形成在該前級管線中；及一洗滌器，該洗滌器耦接到該前級管線的一第二端，其中在該第一端與該洗滌器之間沒有流出物燃燒器或電漿能源與該前級管線形成界面。
  2. 如請求項1所述之減量系統，進一步包含：一減量試劑輸送系統，該減量試劑輸送系統耦接到該注射埠。
  3. 如請求項2所述之減量系統，其中該減量試劑輸送系統是一低壓鍋爐。
  4. 如請求項3所述之減量系統，其中回應於將該低壓鍋爐的內部耦接到該前級管線的環境所造成的該低壓鍋爐內的壓力的減少，該低壓鍋爐可運作以製造蒸汽。
  5. 如請求項2所述之減量系統，更包含一或更多個閥，該一或更多個閥設置在該減量試劑輸送系統與該注射埠之間。
  6. 如請求項1所述之減量系統，更包含一真空泵，該真空泵設置在該注射埠與該洗滌器之間。
  7. 如請求項1所述之減量系統，其中該真空處理腔室是一電漿增強化學氣相沉積腔室。
  8. 一種方法，包含：在小於一含氫化合物的沸點的溫度且760托下，維持該含氫化合物於一低壓鍋爐中；減少該低壓鍋爐中的壓力，以形成該含氫化合物的一蒸汽；使該蒸汽經由一注射埠流動到一前級管線內；及使該蒸汽與該前級管線中的含鹵素化合物反應，其中該些含鹵素化合物沒有被加熱或被流動到一電漿源內。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該含氫化合物是液體水。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該低壓鍋爐的溫度被維持在小於約100℃。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該蒸汽是水蒸汽。
  12. 如請求項8所述之方法，其中該前級管線具有一第一端與一第二端，該第一端設以耦接到一真空處理腔室的一排放埠，且該第二端設以耦接到一洗滌器。
  13. 如請求項12所述之方法，其中減少該低壓 鍋爐中的壓力是藉由一真空泵來達成，該真空泵設置在該注射埠與該洗滌器之間。
  14. 如請求項9所述之方法，其中該含氫化合物被維持在約15至40℃。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該低壓鍋爐中的壓力被減少到約15托至40托。
  16. 如請求項8所述之方法，其中該蒸汽以約1至10slm的速率流動到該前級管線內。
  17. 一種方法，包含：藉由一腔室控制器發出一含鹵素氣體流動到一真空處理腔室或一耦接在該真空處理腔室上游的遠端電漿源內的訊號給一控制器；藉由該腔室控制器發出該遠端電漿源在運作的訊號給該控制器；及藉由該控制器運作一或更多個閥，以經由一注射埠注射一減量試劑到一前級管線內。
  18. 如請求項17所述之方法，其中該含鹵素氣體是一含氟氣體。
  19. 如請求項17所述之方法，其中該減量試劑是一含氫化合物。
  20. 如請求項19所述之方法，其中該減量試劑是水蒸汽。
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