TWI460804B - 半導體製造裝置之氣體供應系統 - Google Patents

半導體製造裝置之氣體供應系統 Download PDF

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Description

半導體製造裝置之氣體供應系統
本發明係關於一經由一氣體供應流道向一半導體製造裝置供應一特定類型之氣體之氣體供應系統。
本文件主張2007年4月10日提出申請之日本專利申請案第2007－102556號之優先權，該案之全文以引用之方式併入本文中。
諸如一擴散裝置、一蝕刻裝置或一濺鍍裝置等半導體製造裝置包含一氣體供應系統，其向該半導體製造裝置供應一源自一處理氣體供應源(例如一氣體罐)之氣體。在半導體製造裝置處，諸如一半導體晶圓等處理目標基板受到一表面處理或類似處理作為一半導體器件製造過程(例如一成膜過程或一蝕刻過程)，其藉由使用經由氣體供應系統所供應之特定類型之氣體來執行。
端視於半導體晶圓製造過程期間所執行之處理類型，可使用一諸如氯氣或矽烷氣體等高腐蝕性氣體，且因此藉由(例如)藉助一具有比相關技術中通常所用材料更好之抗腐蝕性之氣體管路材料(例如SUS 316L)構成氣體供應流道來做出各種嘗試以獲得純淨氣體供應。例如，存在部分或全部由一特定類型之奧氏體不銹鋼構成之氣體流道以確保氯氣或矽烷氣體散佈於其中之氣體管路之銲接區域之良好抗腐蝕性(例如，見日本特許公開專利公開案第H05－068865號)。
然而，端視於通過氣體管路所供應之腐蝕性氣體類型，即使在如上所述使用一由不銹鋼構成之氣體管路作為一氣體供應流道時，亦不能完全阻止氣體管路之腐蝕。換言之，腐蝕性氣體可與構成氣體管路之金屬反應以形成一不合意之金屬化合物，或腐蝕該氣體管路以導致構成該氣體管路之金屬成分(Fe、Cr或Ni)對腐蝕性氣體之污染。特定而言，一含氟之腐蝕性氣體(例如，HF氣體、F2 氣體或ClF3 氣體)特別具有腐蝕性，且即使一由不銹鋼構成之氣體管路亦不能完全避免由此一氟氣所致之腐蝕。更確切地說，金屬成分污染氟腐蝕性氣體，且同樣，氟氣與構成該氣體管路之金屬反應並通過該反應產生一不合意之金屬化合物(金屬氟化物)。
如上所述，出現於氣體供應流道中之金屬化合物、金屬成分及類似物可在一配置於氣體供應流道中之氣體過濾器處被捕獲，以阻止其進入半導體製造裝置中。日本特許公開專利公開案第H05－068S26號揭示一種結構，該結構包含一配置於一熱處理裝置之氣體供應通道中之氣體過濾器以捕獲氣體過濾器處之粒子。
然而，吾人已認識到，存在於氣體供應流道中之金屬化合物或成分可並不總為可在一氣體過濾器處捕獲之固體金屬顆粒(例如，粒子)，而其可替代地呈一揮發性金屬成分狀態(例如，一氣化狀態)，於此情形下，其不能在氣體過濾器處被捕獲。此意指存在於氣體供應流道中之金屬化合物及金屬成分不能簡單地藉由在氣體供應流道中配置一氣 體過濾器來徹底去除。
一穿過氣體過濾器之揮發性金屬成分隨後與腐蝕性氣體一起進入半導體製造裝置中。一旦該揮發性金屬成分進入半導體製造裝置中，其導致金屬污染，例如在半導體晶圓上形成粒子。
近年來，即使由揮發性金屬成分所致之金屬污染可能極大地影響產品產量、品質及可靠性，仍然會在半導體器件中達成較高整合以確保較高性能。由金屬污染所致之器件缺陷包含缺陷性圖案及降級之電特性。
本發明之一目標(其已藉由解決以上所論述問題而完成)係提供一種用於一半導體製造裝置之氣體供應系統，藉助該系統，可阻止一不能透過一氣體過濾器被去除之揮發性金屬成分對供應至該半導體製造器件之腐蝕性氣體之污染。
上述目標在本發明之一態樣中藉由提供一種用於一半導體製造裝置之氣體供應系統來達成，該氣體供應系統經由一氣體供應流道向半導體製造裝置供應一特定氣體，該氣體供應系統包括一配置於氣體供應流道中之氣體過濾器及一在氣體供應流道中相對於安裝該氣體過濾器之位置配置於更下游側之一金屬成分去除器，該金屬成分去除器藉由將流過該氣體供應流道之氣體中所含有之揮發性金屬成分液化來去除揮發性金屬成分。
根據上述本發明，將一金屬成分去除器配置於氣體供應 流道中一相對於該氣體過濾器進一步在下游側之位置處，以便在氣體過濾器處捕獲一將污染一處理目標基板之金屬污染物(其在例如一高腐蝕性氣體穿過氣體供應流道時產生並作為固體金屬顆粒移動)以供去除，及可在該金屬成分去除器中將一將污染該處理目標基板之金屬污染物(其在該腐蝕性氣體穿過氣體供應流道時產生並作為一不能在該氣體過濾器處被捕獲而因此穿過該氣體過濾器之揮發性金屬成分來移動)液化並去除。因此，阻止任一種狀態之金屬污染物進入半導體製造裝置中。
該金屬成分去除器可包含：例如，一構成該氣體供應流道之一部分之氣體流道，及一用於藉由將一冷卻劑散佈於該氣體流道外部上而自外部冷卻該氣體流道之流道冷卻構件。於此情形下，作為揮發性金屬成分流入金屬成分去除器中之氣體流道中之金屬污染物可通過冷卻被液化。
該金屬成分去除器中之流道冷卻構件可將冷卻劑散佈於一螺旋形冷卻劑流道中，該冷卻劑流道以在金屬成分去除器中環繞於氣體流道外側上之方式配置。通過該等方式，可以高效率冷卻氣體流道，且亦不容許流過該氣體流道之高腐蝕性氣體接觸該螺旋形冷卻劑流道本身。
此外，在金屬成分去除器中之氣體流道可經配置以沿一垂直方向延伸，從而容許散佈於該氣體供應流道中之氣體通過該氣體流道之一下側區域流入且通過一上側區域流出，其中該氣體流道之一下端形成為一開口端以與一液體收集室相連通。藉由如上所述自外部冷卻金屬成分去除器 中之垂直氣體流道，容許已被液化之揮發性金屬成分在重力作用下向下移動，且因此，該揮發性金屬成分可被有效地清除。
金屬成分去除器中之氣體流道可分為(例如)一流入側流道及一流出側流道，二者皆沿垂直方向延伸，其中氣體自該流入側流道之一上側區域流入，該流入側流道之一下部與一液體收集室相連通，該流出側流道之一下部與該液體收集室相連通，且該氣體通過流出側流道之一上側區域流出。此結構亦容許已被液化之揮發性金屬成分在重力作用下向下移動，以確保有效地去除揮發性金屬成分。
透過該氣體供應流道供應之氣體可係(例如)一含氟之腐蝕性氣體。此一腐蝕性氣體可係(例如)HF氣體、F2 氣體或ClF3 氣體、或一含有該等氣體相混之混合氣體。
上述目標在本發明之另一態樣中藉由提供一用於一半導體製造裝置之氣體供應系統來達成，該氣體供應系統經由一氣體供應流道向半導體製造裝置供應一特定氣體，該系統包括：一配置於氣體供應流道中之氣體過濾器及一於氣體供應流道中相對於安裝該氣體過濾器之位置更朝上游側配置之額外氣體供應構件，該額外氣體供應構件用來供應一額外氣體，以使用該額外氣體將一散佈於氣體供應流道中之氣體中所含有之揮發性金屬成分以化學方式變為在氣體過濾器處可被攔截之固體金屬化合物。透過氣體供應流道供應之氣體可係(例如)一含氟之腐蝕性氣體。該額外氣體可係(例如)O2 氣。
根據上述本發明，在氣體供應流道處之氣體過濾器上游之一位置處供應該額外氣體。因此，即使將污染一處理目標基板之金屬污染物(例如，因一高腐蝕性氣體所產生)散佈於氣體供應流道中並作為一揮發性金屬成分來移動，該揮發性金屬成分亦與該額外氣體反應並變為一固體金屬化合物(例如，一固體金屬氧化物)。此一固體金屬化合物可在氣體過濾器處與作為固體金屬顆粒而移動之金屬污染物一起被攔截，且因此透過該氣體過濾器被去除。因此，阻止其進入半導體製造裝置中。
根據本發明，可在容許將污染該處理目標基板之金屬污染物(在一高腐蝕性氣體散佈於氣體供應流道中時所生成)流入半導體製造裝置之前將其去除，而不管該金屬污染物是作為固體金屬顆粒移動還是作為一揮發性金屬成分移動。換言之，不管金屬污染物處於何種狀態，皆可阻止在氣體供應流道中移動之金屬污染物進入半導體製造裝置中。
下文參照附圖詳細地闡釋本發明之較佳實施例。應注意，在說明及圖示中，將相同參考編號指配給具有基本相同功能結構之組件以排除對其重複解釋之需要。
(對在第一實施例中達成之半導體製造裝置之結構實例)
首先，參照一圖示闡述在本發明之第一實施例中所達成之半導體製造裝置。參照第一實施例所述之半導體製造裝置係一熱處理裝置，其在諸如一半導體晶圓(下文可簡稱 為一"晶圓")等基板上執行一特定之熱處理。圖1呈現一在第一實施例中所達成之熱處理裝置之結構實例。熱處理裝置100包含一熱處理單元110，其用作一處理(例如，在一晶圓W上執行熱處理)一晶圓W之處理單元。如圖1中所示，熱處理單元110由一用作一反應容器(處理容器)或一反應室(處理室)之垂直伸長反應管112構成。一夾持複數個晶圓W之夾持器114可安裝於反應管112內。熱處理單元110包含：一排氣系統120，其排放反應管112中之廢氣；一氣體供應系統200，通過該系統將一特定氣體經由一氣體供應流道220供應至反應管112；及一配置於反應管112外部之加熱構件(例如，一加熱器)(未顯示)。
一旦將夾持複數個晶圓W之夾持器114安裝於反應管112內，則熱處理單元110藉由經由加熱構件自外部加熱反應管112同時經由氣體供應系統200將特定氣體提供至反應管112中並透過排氣系統120排放反應管112中之廢氣來在該等晶圓W上執行一特定之熱處理。
排氣系統120包含一由(例如)一真空泵構成之抽氣構件124，其經由一排氣管122連接至反應管112之頂部。應注意，儘管圖1中未顯示，但排氣系統120中之排氣管122通過一旁路經由一旁路線連接至氣體供應系統200。該旁路線藉由(例如)將一旁路管連接至氣體供應流道220之一上游側位置而形成。一排氣側旁路截流閥連接至排氣系統側上之旁路管，而一供應側旁路截流閥連接至進一步朝向氣體供應系統200之旁通管。
(在第一實施例中所達成之氣體供應系統之結構實例)
接下來，闡釋代表在第一實施例中所達成之氣體供應系統之一實例之氣體供應系統200。氣體供應系統200包含一氣體供應源210，其由一充滿諸如HF氣體、F2 氣體或ClF3 氣體等含氟之腐蝕性氣體之加壓罐構成。該腐蝕性氣體可在處理晶圓W時用作一處理氣或用作一清洗氣。氣體供應流道220之一端連接至氣體供應源210，而氣體供應流道220之另一端連接至一噴嘴(例如，一噴射器)202，透過該噴嘴將氣體傳送至反應管112內。因此，經由氣體供應流道220將來自氣體供應源210之氣體供應至反應管112內。
在氣體供應流道220中配置有大量流體控制器件。在本實施例中，安裝於氣體供應流道中之流體控制器件包含：一減壓閥(調節器)230、一壓力計(PT)232、一第一截流閥234、一質量流量控制器(MFC)236、一第二截流閥238及一氣體過濾器(FE)240，該等器件在圖1中之氣體供應流道220中自上游側朝向下游側按此次序配置。
質量流量控制器(MFC)236調節自氣體供應源210供應至反應管112內之氣體之流速。在氣體過濾器(FE)240處，攔截散佈於氣體供應流道220中之氣體中所含有之諸如固體金屬顆粒等粒子。
此外，在第一實施例中，將一金屬成分去除器250配置於氣體供應流道220中一相對於氣體過濾器240進一步朝向下游側之位置處。金屬成分去除器250藉由液化一揮發性金屬成分來攔截並收集散佈於氣體供應流道220中之氣體 中所含有之該揮發性金屬成分，且隨後將詳細闡述可在金屬成分去除器中採用之一特定結構。
氣體供應流道220中之流體控制器件經由(例如)其中形成一流道之一氣體管路或一流道封鎖來連接。該氣體管路或流道封鎖應由(例如)具有相對高抗腐蝕性之SUS 316L構成。
例如，反應管112之內部可藉由透過在如上述結構化之第一實施例中所達成之氣體供應系統200將源自氣體供應源210之含氟氣體(例如，F2 氣體)供應至反應管112內來清洗，其中在質量流量控制器(MFC)236處將含氟氣體之流速調節至一預定位凖。
流過氣體管路或流過氣體供應流道220中之流道塊內之流道之F2 氣體係高腐蝕性，且因此，構成該氣體管路或該流道塊之金屬將被腐蝕而形成一不合意之金屬化合物(金屬氟化物)，或藉助構成該氣體管路或該流道塊之金屬成分(Fe、Cr、Ni或類似物)污染F2 氣體。
如圖2中所示，氣體供應流道220中之金屬化合物及金屬成分可係固體金屬顆粒P(呈一粒子狀態)或一揮發性金屬成分q(例如，呈一蒸發狀態)。其中，可在氣體過濾器240處捕獲並攔截固體金屬顆粒P，且因此不容許其越過氣體過濾器240而進一步流向下游側。然而，在氣體過濾器240處不能捕獲之揮發性金屬成分q將越過氣體過濾器240而流向下游側。
換言之，如在相關技術中，若僅將氣體過濾器240配置於氣體供應流道220中，則已穿過氣體過濾器240之揮發性 金屬成分q將與F2 氣體一起進入反應管112中而導致金屬污染，例如，導致在晶圓W上形成粒子。
因此，在本實施例中，除了氣體過濾器240之外，亦在一相對於氣體過濾器進一步朝向下游側之位置處配置金屬成分去除器250。因此，在金屬成分去除器處去除已穿過氣體過濾器240之揮發性金屬成分q，由此阻止揮發性金屬成分q進入反應管112中。
如圖2中所示，金屬成分去除器250包含一管框架部件252、一配置於框架部件252內且構成氣體供應流道220之一部分之氣體流道254、及一用於藉由將冷卻劑散佈在氣體流道254外部上而自外部冷卻氣體流道254之流道冷卻構件256。流道冷卻構件256將源自一介質供應源(未顯示)之其溫度已調節至一預定位凖之冷卻劑圍繞氣體流道254之周邊散佈。冷卻劑之溫度應調節至一將存在於氣體流道254中之揮發性金屬成分q有選擇地液化之位凖。
在大致通過氣體流道254之一半處，形成一排泄口257，藉由該排泄口257，自氣體流道254排放已由流道冷卻構件256冷卻並已液化之揮發性金屬成分。使排泄口257與一液體收集室258相連通，在液體收集室258中收集現在呈液體狀態之揮發性金屬成分。在該液體收集室處形成一排放口259，藉由該排放口259排放在液體收集室258中收集之現在呈液體狀態之揮發性金屬成分。例如，一排放管連接至排放口259，且由此，藉由確保已液化之金屬成分不再蒸發而流回至氣體流道254中來排放現在呈液體狀態之揮發 性金屬成分。
如圖2中所示，已穿過氣體過濾器240之揮發性金屬成分q由流道冷卻構件256冷卻，並在金屬成分去除器250處之氣體流道254內液化。然而，容許構成氣體流道254中之F2 氣體之氣體成分穿過金屬成分去除器250中之氣體流道254而不液化。已在氣體流道254中液化之揮發性金屬成分q經由排泄口257收集於液體收集室258中，且然後通過排放口259排放至氣體流道254外部。
由於未透過氣體過濾器240去除並已穿過氣體過濾器240之揮發性金屬成分q經由金屬成分去除器250被液化並去除，故有效阻止了揮發性金屬成分q進入反應管112中。
應注意，金屬成分去除器250中之流道冷卻構件256可採用一不同於圖2中所示之結構，且其可替代地採用一(例如)圖3中未顯示之結構，其中使冷卻劑流過一環繞在氣體流道254外部之螺旋形冷卻劑流道255。由於冷卻劑散佈於此一螺旋形冷卻劑流道255中，故氣體流道254得到有效冷卻。應注意，螺旋形冷卻劑流道255之環繞部分係由圖3中之虛線指示，以較佳地顯示在氣體流道254內達成之效應(該環繞部分亦由圖4及圖5中之一虛線指示)。
此外，如上所述，由於冷卻劑散佈於其中之螺旋形冷卻劑流道255係配置於氣體流道254之外部上，故不容許流過氣體流道254之高腐蝕性氣體接觸螺旋形冷卻劑流道255。因此，腐蝕性氣體不會腐蝕螺旋形冷卻劑流道255。因此，在金屬成分去除器250中有效地阻止另一污染之發 生。
現在參照一圖示闡釋金屬成分去除器250之另一結構實例。圖4呈現一金屬成分去除器250之另一可選結構實例。儘管在圖2及圖3中所示之結構實例中，將氣體流道254配置於金屬成分去除器250中以沿水平方向延伸，但圖4顯示一經配置以在金屬成分去除器250內垂直延伸之氣體流道254。
更具體而言，在圖4中所示之金屬成分去除器250中，氣體流道254經配置以在框架部件252內垂直延伸，其中氣體流道254底部處之開口端與液體收集室258相連通，且氣體流道254之上端沿水平方向彎曲以在金屬成分去除器250之一側處打開。冷卻劑流過之螺旋形冷卻劑流道255經配置以沿垂直方向環繞氣體流道254。
穿過氣體過濾器240並散佈於氣體供應流道220中之氣體自一側區域朝向氣體流道254底部進入金屬成分去除器250，通過氣體流道254沿垂直方向向上運動，沿氣體流道254上端處之水平彎曲部分通過金屬成分去除器250之側區域流出且然後流向反應管112。此時，流過氣體流道254之氣體中所含有之揮發性金屬成分q藉助散佈於螺旋形冷卻劑流道255中之冷卻劑被冷卻並液化，然後，經液化之金屬成分在重力作用下向下移動以被收集至位於氣體流道254下方之液體收集室258中，且然後經由排放口259將所收集之金屬成分排放至氣體流道254外部。
藉由配置氣體流道254以在金屬成分去除器250內垂直延 伸，及經由如上所述之螺旋形冷卻劑流道255自外部冷卻該氣體流道，容許已被液化之曾經揮發性金屬成分q在重力作用下向下移動，由此確保有效地處理揮發性金屬成分q。
應注意，裝配有垂直氣體流道254之金屬成分去除器250並非限於圖4中所示實例，且該金屬成分去除器可替代地包含一如圖5中所示之氣體流道254，其由兩個單獨流道(亦即，一流入側流道262及一流出側流道264)構成。
更具體而言，氣體可經由流入側流道262之沿水平方向彎曲之上端通過金屬成分去除器250之一側區域流入流入側流道262，其中使流入側流道262之下端與液體收集室258相連通，如圖5中所示。流出側流道264經形成以使其下端與液體收集室258相連通，且氣體經由流出側流道264之上端通過金屬成分去除器250之一側區域流出，流出側流道之上端沿水平方向彎曲。於此結構中，螺旋形冷卻劑流道255可配置於流入側流道262之外部上(如圖5中所示)或其可替代地相對於流出側流道264進一步朝外地配置。另一選擇為，螺旋形冷卻劑流道255可相對於流入側流道262及流出側流道264二者進一步朝外配置。
已穿過氣體過濾器240且流過氣體供應流道220之氣體在流入側流道262之上端處經由水平彎曲部分進入圖5中所示之金屬成分去除器250，沿著流入側流道262垂直向下運動且然後經由液體收集室258處之空間流入流出側流道264之下端內。然後，該氣體沿流出側流道264向上垂直運動， 在流出側流道264之上端處沿水平彎曲部分通過金屬成分去除器250之一側區域流出且朝向反應管112移動。此時，流過流入側流道262之氣體中所含有之揮發性金屬成分q由散佈於螺旋形冷卻劑流道255中之冷卻劑冷卻並液化，然後，經液化之金屬成分在重力作用下向下移動以被收集至位於流入側流道262下方之液體收集室258內，且然後經由排放口259將所收集之金屬成分排放至氣體流道254外部。
在圖5中所示之金屬成分去除器250中，亦容許已被液化之揮發性金屬成分q在重力作用下向下移動，如在圖4中所示之金屬成分去除器250中，且因此達成揮發性金屬成分q之有效處理。
(在第二實施例中達成之氣體供應系統之結構實例)
接下來，參照圖示闡釋一可在第二實施例中之氣體供應系統中採用之結構實例。圖6顯示一可在代表一半導體製造裝置之熱處理裝置中採用之結構實例，該熱處理裝置包含在第二實施例中達成之氣體供應系統。在圖6中，將相同參考編號指配給與圖1中之組件具有大致相同功能之組件，以排除對其進行詳細闡釋之必要性。
儘管已參照第一實施例對一實例作出了闡釋，在該實例中，將金屬成分去除器250(通過其去除可導致污染之揮發性金屬成分)相對於氣體供應流道220中之氣體過濾器240進一步朝向下游側配置，但在第二實施例中所採用之結構包含(代替金屬成分去除器250)一相對於氣體供應流道220中之氣體過濾器240進一步朝向上游側配置之額外氣體供 應構件，其用來供應一將揮發性金屬成分q變為一可在氣體過濾器240處攔截之固體金屬化合物之額外氣體。
更具體而言，如圖6中所示，該額外氣體供應構件包含一額外氣體供應源310，其由一充滿該額外氣體之加壓罐構成。該額外氣體應係一將以一氧化反應、一還原反應或類似反應與存在於氣體供應流道220中之揮發性金屬成分(Fe、Cr、Ni或類似物)發生化學反應以將該揮發性金屬成分變為一固體金屬化合物之一類氣體。此一額外氣體可係氧(O2 )氣。O2 氣體將揮發性金屬成分氧化，且因此使其變為一固體金屬氧化物，亦即，一固體金屬化合物。
一額外氣體供應流道320之一端連接至額外氣體供應源310，且在氣體供應流道220之氣體過濾器240之上游一位置處連接額外氣體供應流道320之另一端，例如，在氣體供應流道220中之第一截流閥234與質量流量控制器(MFC)236之間的一位置處。
大量流體控制器件係配置於額外氣體供應流道320中。安裝於該額外氣體供應流道中之流體控制器件包含：一減壓閥(調節器)330、一壓力計(PT)332、一第一截流閥334、一質量流量控制器(MFC)336、一止回閥337及一第二截流閥338，該等器件在圖6中之額外氣體供應流道320中自上游側朝向下游側按此次序配置。經由質量流量控制器(MFC)336，調節經由額外氣體供應流道320供應至氣體供應流道220中之額外氣體之流速。
例如，反應管112之內部可藉由將源自氣體供應源210之 含氟氣體(例如，F2 氣體)透過在如上述結構化之第二實施例中所達成之氣體供應系統200供應至反應管112內來清洗，其中在質量流量控制器(MFC)236處將含氟氣體之流速調節至一預定位凖。此外，將源自額外氣體供應源310之諸如O2 氣之額外氣體供應至相對於氣體過濾器240進一步朝向上游側之氣體供應流道220中(在第一截流閥234與質量流量控制器(MFC)236之間的一位置處)，其中該額外氣體之流速經由質量流量控制器(MFC)336調節至一特定位凖。
當高腐蝕性F2 氣體流過氣體供應流道220時，F2 氣體腐蝕構成氣體管路或流道塊之金屬，該氣體管路或流道塊形成氣體供應流道220。因此，呈一固體金屬顆粒(P)狀態(例如一粒子狀態)及亦呈一揮發性金屬成分(q)狀態(例如，一蒸發狀態)之金屬化合物及金屬成分二者均存在於如圖7中所示之氣體供應流道220中。
由於由O2 氣構成之額外氣體係通過氣體供應流道220中相對於氣體過濾器240進一步朝向上游側之區域來供應，故揮發性金屬成分q被氧化並變為一固體金屬氧化物Q，如圖7中所示。此固體金屬氧化物(固體金屬化合物)可在氣體過濾器240處被捕獲並攔截。換言之，該固體金屬氧化物可在氣體過濾器240處消除。
如以上所述，由於揮發性金屬成分q可藉由將其變為一可在氣體過濾器240處捕獲之固體金屬氧化物Q來消除，故可阻止揮發性金屬成分q進入相對於氣體過濾器240進一步 朝向下游側定位之反應管112中。
應注意，儘管大多數額外氣體將在與揮發性金屬成分之化學反應中消耗，但其某些可與清潔氣體或處理氣體一起進入反應管112中，且為此，該額外氣體應係以下一類氣體：其在反應管112中之少量存在將不會對在反應管112中所執行之處理產生負面影響。此外，該額外氣體僅需以一剛剛足夠將揮發性金屬成分q變為固體金屬氧化物Q之極小流速供應。因此，僅極少量額外氣體將與清潔氣體或處理氣體一起進入反應管112中，且在反應管112中所執行之清洗處理或基板處理不並受影響。
在上述第一或第二實施例中所達成之氣體供應系統200可包含一沖洗氣體供應系統(未顯示)，透過該系統傳送諸如N2 氣體等用來沖洗管道及反應管112之沖洗氣體。
儘管已藉由參照附圖相對於本發明之較佳實施例來詳細顯示且闡述了本發明，但本發明並非僅限於該等實例，且熟習此項技術者應理解在不背離本發明之精神、範疇及教示內容之條件下可對其作各種形式及細節改變。
例如，儘管以上參照實施例對一實例做出了闡釋，該實例中，半導體製造裝置構成為一熱處理裝置，但本發明並非僅限於此實例且可在各種類型半導體製造裝置之任一者中採用本發明，只要其中藉由引入一氣體來處理基板或類似物。例如，半導體製造裝置可係一蝕刻裝置或一成膜裝置，而非一熱處理裝置。
100‧‧‧熱處理裝置
110‧‧‧熱處理單元
112‧‧‧反應管
114‧‧‧夾持器
120‧‧‧排氣系統
122‧‧‧排氣管
124‧‧‧抽氣構件
200‧‧‧氣體供應系統
202‧‧‧噴嘴
210‧‧‧氣體供應源
220‧‧‧氣體供應流道
230‧‧‧減壓閥
232‧‧‧壓力計
234‧‧‧第一截流閥
236‧‧‧質量流量控制器
238‧‧‧第二截流閥
240‧‧‧氣體過濾器
250‧‧‧金屬成分去除器
252‧‧‧管框架部件
254‧‧‧氣體流道
256‧‧‧流道冷卻構件
257‧‧‧排泄口
258‧‧‧液體收集室
259‧‧‧排放口
P‧‧‧固體金屬顆粒
q‧‧‧揮發性金屬成分
W‧‧‧晶圓
255‧‧‧螺旋型冷卻劑流道
262‧‧‧流入側流道
264‧‧‧流出側流道
310‧‧‧額外氣體供應源
320‧‧‧額外氣體供應流道
330‧‧‧減壓閥
332‧‧‧壓力計
334‧‧‧第一截流閥
336‧‧‧質量流量控制器
337‧‧‧止回閥
338‧‧‧第二截流閥
圖1呈現在本發明之第一實施例中所達成之熱處理裝置之結構實例；圖2示意性地圖解說明在本實施例中所達成之金屬成分去除器之結構及功能；圖3圖解說明圖2中之金屬成分去除器之一變化形式之實例；圖4示意性顯示當氣體管路經配置以在本實施例中之金屬成分去除器中垂直延伸時所呈現之結構及所達成之優點；圖5圖解說明圖4中之金屬成分去除器之一變化形式之實例；圖6呈現一在本發明之第二實施例中所達成之熱處理裝置中之氣體供應系統之結構實例；及圖7圖解說明在本實施例中所達成之優點。
100‧‧‧熱處理裝置
110‧‧‧熱處理單元
112‧‧‧反應管
114‧‧‧夾持器
120‧‧‧排氣系統
122‧‧‧排氣管
124‧‧‧抽氣構件
200‧‧‧氣體供應系統
202‧‧‧噴嘴
210‧‧‧氣體供應源
220‧‧‧氣體供應流道
230‧‧‧減壓閥
232‧‧‧壓力計
234‧‧‧第一截流閥
236‧‧‧質量流量控制器
238‧‧‧第二截流閥
240‧‧‧氣體過濾器
250‧‧‧金屬成分去除器
W‧‧‧晶圓

Claims (10)

  1. 一種氣體供應系統，經由一氣體供應流道向一半導體製造裝置供應一特定氣體，且包括：一氣體過濾器，其配置於該氣體供應流道中；及一金屬成分去除器，其於該氣體供應流道中相對於該氣體過濾器所安裝之位置配置於更下游側，藉由將流過該氣體供應流道之氣體中所含有之一揮發性金屬成分液化，以去除該揮發性金屬成分。
  2. 如請求項1之氣體供應系統，其中：該金屬成分去除器包含一構成該氣體供應流道之一部分之氣體流道，及一用於藉由將一冷卻劑散佈於該氣體流道之外部上而自外部冷卻該氣體流道之流道冷卻構件。
  3. 如請求項2之氣體供應系統，其中：該金屬成分去除器中之該流道冷卻構件將該冷卻劑散佈於一螺旋形冷卻劑流道中，該冷卻劑流道以在該金屬成分去除器中環繞於該氣體流道外部上之方式配置。
  4. 如請求項2之氣體供應系統，其中：該金屬成分去除器中之該氣體流道經配置以沿一垂直方向延伸，以容許散佈於該氣體供應流道中之氣體通過該氣體流道之一下側區域流入且通過該氣體流道之一上側區域流出，其中該氣體供應流道之一下端形成為一開口端以與一液體收集室相連通。
  5. 如請求項2之氣體供應系統，其中： 該金屬成分去除器中之該氣體流道被分為一流入側流道及一流出側流道，二者均沿垂直方向延伸；該氣體自該流入側流道之一上側區域流入，該流入側流道之一下部與一液體收集室相連通；使該流出側流道之一下部與該液體收集室相連通，氣體通過該流出側流道之一上側區域流出。
  6. 如請求項5之氣體供應系統，其中：透過該氣體供應流道所供應之氣體係一含氟之腐蝕性氣體。
  7. 如請求項5之氣體供應系統，其中：透過該氣體供應流道供應之該氣體係HF氣體、F2 氣體或ClF3 氣體、或一含有HF氣體、F2 氣體及ClF3 氣體相混之混合氣體。
  8. 一種用於一半導體製造裝置之氣體供應系統，經由一氣體供應流道向該半導體製造裝置供應一特定氣體，且包括：一氣體過濾器，其配置於該氣體供應流道中；及一額外氣體供應構件，其於該氣體供應流道中相對於該氣體過濾器所安裝之位置更朝上游側配置，用於供應一額外氣體，該額外氣體係用來以化學方式將散佈於該氣體供應流道中之氣體中所含有之一揮發性金屬成分變為可在該氣體過濾器處攔截之一固體金屬化合物。
  9. 如請求項8之氣體供應系統，其中：透過該氣體供應流道所供應之該氣體係一含氟之腐蝕 性氣體。
  10. 如請求項8之氣體供應系統，其中：該額外氣體係O2 氣體。
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