WO2019120386A1 - Verfahren zum betrieb einer abscheideanlage sowie abscheideanlage - Google Patents

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Sebastian Hubertus SCHULZ
Lars GUGGOLZ
Josef Haase
Reiner Müller
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centrotherm international AG
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    • H01J37/32853Hygiene
    • H01J37/32871Means for trapping or directing unwanted particles

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a separation from a plant and a separation plant according to the preamble of the independent, objective claim.
  • Separation plants are used in different variants to deposit layers on objects to be coated. For example, in the manufacture of semiconductor devices, such as solar cells, layers are deposited on substrates.
  • the desired layers can be deposited in particular by means of chemical vapor deposition, which is commonly referred to as chemical vapor deposition in the English-speaking world and is abbreviated to CVD for short.
  • CVD chemical vapor deposition
  • a variant of the CVD technology is the plasma-assisted chemical deposition from the
  • Vapor phase which in the English-speaking world is called Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition and hereafter PECVD.
  • PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition
  • Another separation technology is the atomic layer deposition, which is known in the English-speaking world as Atomic Layer Deposition and is often called ALD for short.
  • layers can be deposited by sputtering.
  • Used exhaust systems usually have a Abgasstre bridge on which gases are removed from the process chamber by means of a vacuum pump from the process chamber. As a result, it is also in the exhaust gas line and the vacuum pump, which is part of the exhaust gas line, to Abscheidun conditions. These are generally not desirable because they can lead to cases out of the vacuum pumps used. In addition, in the described unwanted deposits ent standing and transported in an exhaust gas flow particles can lead to damage to the vacuum pump. Particles of this type can inter alia reach the exhaust gas stream as flakes from the undesirable deposits described. In many deposition processes therefore periodic maintenance of the vacuum pump are required, which significantly increase the cost of the divorce of the desired layers.
  • Corresponding traps can be supported chemically or thermally, as is the case for example with a cold trap. But the use of such traps and filters is always still associated with a considerable effort for maintenance and cleaning tion work, which are to be made to the filters and traps used. Depending on the substance to be filtered out, the use of a filter can be simple, complex and time-consuming or impossible.
  • the term "parasitic deposition” refers to such deposits which, as a result of the deposition process, are not deposited on objects to be coated deposited in the deposition plant, but on other surfaces such as walls of process chambers, walls of the exhaust gas line or walls of the vacuum pump.
  • the present invention is the object of the invention to provide a method for operating a separation plant available, with which stand times of a vacuum pump of the deposition system can be extended.
  • the term of the service life of the vacuum pump is understood to mean a period of time during which the vacuum pump can be reliably operated without having to carry out any maintenance work on the vacuum pump or the vacuum pump has to be exchanged.
  • the invention has for its object to provide a separation system from Ab for performing the method available. This object is achieved by a separation plant with the features of the independent device claim.
  • the inventive method for operating a Abscheidean position with a vacuum pump having exhaust gas path provides that at a wall of the exhaust gas line parasi tär deposited layer by means of a gas is at least partially implemented chemically. In this chemical reaction, a component of the parasitically deposited layer is converted into a gas phase.
  • the parasitically deposited layer can be changed such that it has a smaller thickness.
  • the vacuum pump as a result of this reduction in the thickness of the parasitically deposited layer, it takes longer for a rotor of the vacuum pump to come into contact with parasitically deposited layers and become blocked or damaged.
  • a service life of the vacuum pump can thus be extended.
  • the thicknesses of the parasitically deposited layers can be reduced in other, arranged upstream of the vacuum pump sections of the gas from the wall, so that dissolving from the wall breaking pieces of the parasitically deposited layer until a later date late in time reach a critical size in which they may jeopardize the vacuum pump or its operation, or that such chippings occur later.
  • the service life of the vacuum pump is thereby also extended.
  • An activation energy optionally required for the chemical conversion of the parasitically deposited layer in the respective application can in principle be provided in any manner known per se, in particular by thermal heating, a plasma or a reactive gas. To lower the activation energy, catalysts can be used.
  • the chemical conversion of the parasitic toschie which layer can be done in a single chemical reaction or in a sequence of several chemical reactions.
  • the component converted into the gas phase in the chemical conversion of the parasitically deposited layer is at least partially removed by means of the vacuum pump from a section of the exhaust gas line located upstream of the vacuum pump. If the process is performed only in the vacuum pump, the transferred into the gas phase component is instead removed from the vacuum pump.
  • oxygen is the constituent part of the layer, which is converted into the gas phase. It is not necessary that the oxygen in the gas phase is necessarily present as gaseous oxygen.
  • the oxygen may also be in the form of an oxygen-containing compound in the gas phase, for example in the form of gaseous water or in the form of carbon dioxide.
  • a variant of the method provides that as a gas, by means of which the parasitically deposited layer is at least partially chemically reacted, a reducing gas is used. In this way, in particular in the parasitic tell different layer contained as a constituent oxygen desorbed or sorbed from the parasitically deposited layer. The same applies in an alternative method variant for the use of oxidizing gases as a gas, by means of which the parasitically deposited layer is reacted.
  • the reducing gas at least one of a group consisting of silane, ammonia and gases consisting of carbon and hydrogen is used.
  • gases have proven themselves in practice.
  • gases consisting of carbon and hydrogen in particular methane has proven to be particularly preferred.
  • the method according to the invention has proven, inter alia, in the case of parasitically deposited layers of silicon oxynitride or aluminum oxide.
  • a parasitically deposited Siliziumoxinitrid für is at least partially reacted chemically.
  • methane is used as the gas.
  • the gaseous methane reacts with the Siliziumoxinitrid für to form carbon dioxide (CO2) and hydrogen gas (H2) and leaves on the wall of the exhaust gas line formed silicon nitride.
  • the carbon dioxide as well as the hydrogen gas are preferentially, as described above, removed by means of the vacuum pump from the vacuum pump or upstream of the vacuum pump located portion of the exhaust line. Since the formed silicon nitride occupies a smaller volume than the chemically reacted silicon oxynitride, the thickness of the silicon oxynitride layer is reduced. This allows, as set above Darge, an extension of the life of the vacuum pump.
  • a parasitically deposited aluminum oxide layer is at least partially reacted chemically.
  • This chemical reaction takes place by means of a gas which consists of carbon and hydrogen.
  • a gas which consists of carbon and hydrogen Preferably, methane is used.
  • methane is used.
  • the service life of the vacuum pump can be extended even in this application.
  • aluminum oxides are presumably reduced, for example Al 2 O 3 to Al 2 O.
  • oxygen originating from the aluminum oxide layer in the form of carbon dioxide (CO 2) is converted into the gas phase.
  • hydrogen gas (H 2) is formed. In this way, the thickness of the aluminum oxide layer can be reduced, which allows an extension of the service life of the vacuum pump.
  • the reduced aluminum oxide in the example mentioned A1 2 0, be oxidized by means of water derived oxygen again, for example, with the formation of hydrogen gas and Al2O2.
  • This can in turn be chemically reacted, as described above, by means of the gas consisting of carbon and hydrogen.
  • it is reduced again to AI2O.
  • this Anlagenки can be used particularly advantageous in conjunction with deposition processes, in which trimethylaluminum is used as the process gas, since in these cases, when Wassanwe senheit for the deposition of parasitic aluminum oxide layers can come to an increased extent. However, this is no longer available due to the above-described chemical conversion of existing water. Thicknesses of aluminum oxide layers can be reduced and the formation of parasitic aluminum oxide layers can be inhibited.
  • oxygen is used as the gas, by means of which the parasi tär deposited layer is at least partially implemented.
  • carbon which is part of the parasitically separated layer, is converted into gaseous carbon dioxide.
  • carbonaceous, parasi tär deposited layers from the exhaust line at least partially removed, but at least the thickness of which reduces the.
  • prolonged service life of the vacuum pump can be realized.
  • the gas, by means of which the parasitically deposited layer is at least partially reacted chemically, based on a exhaust gas flow generated by the vacuum pump downstream of a process chamber from the separation plant is introduced into the exhaust gas line.
  • the gas used for the chemical conversion of the parasitically deposited layer enters the process chamber and disturbs already executed, expiring or future process layer deposits.
  • the gas in question may in principle be introduced into the process chamber and discharged from there by means of the exhaust gas stream into the exhaust gas line.
  • a process layer is deposited on objects to be coated in the deposition system after the layer deposited on the wall of the exhaust path has been at least partially reacted by the gas and the constituent of the layer deposited in the gas phase has been transferred to the gas phase ,
  • subsequently deposited layers are alternately deposited at least partially and process layers are deposited.
  • several process layers can be substituted before again parasitically deposited layers are chemically converted.
  • the separation plant according to the invention has a process chamber and an exhaust gas line with a vacuum pump. Further, a supply port is provided, which is arranged downstream of the process chamber based on a producible by means of the vacuum pump exhaust gas stream and by means of which a gas in the exhaust gas path can be introduced.
  • this separation plant it is possible to introduce the gas stream downstream of the process chamber in the deposition system, so that the gas can be provided without it enters the process chamber. As stated above, in this way it can be prevented that process layer deposits carried out in the process chamber are impaired by the gas introduced into the exhaust gas line.
  • FIG 1 shows an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic partial sectional view through a pipe line of an exhaust line illustrating a first invention example of the method
  • Figure 3 is a schematic diagram of the first embodiment of the method
  • Figure 4 shows a schematic partial sectional view through a pipe line of an exhaust line illustrating another embodiment of the method
  • Figure 1 shows a schematic representation of an example Aust insurance of the deposition system according to the invention.
  • the presented deposition apparatus 20 has a process tube 24, which encloses a process chamber 25.
  • a process chamber 25 In the process chamber 25 to be coated objects can be arranged.
  • objects to be coated Siliziumub strate 26 which are arranged in a boat 28.
  • the separation plant 20 is a CVD plant, that is to say a plant for chemical deposits from the vapor phase. As such, it has a feed opening 35, by means of which process gases can be introduced into the process chamber 25.
  • This process gas supply 34 is indicated in Figure 1 by an arrow.
  • Deposits in a CVD plant are usually at given pressures.
  • an exhaust gas passage 31 is provided, which comprises a vacuum pipe 30 in addition to a pipe 29.
  • CVD deposition Kings nen in particular thermally or by means of a plasma can be supported.
  • a heater is shown orcardi V 22nd For a Plas maunterstützung would be provided in a conventional manner, in addition to or as an alternative to the heater 22, a plasma generator.
  • a feed opening 37 is located downstream of the process chamber 25 with respect to the exhaust gas flow 32.
  • a gas in the exhaust passage 31 einleit bar is shown schematically in Figure 1 by an arrow.
  • the supply port 37 makes it possible to introduce a gas into the exhaust line 31 without this entering the process chamber 25 and affecting deposits made there.
  • Figure 3 shows the process flow in a schematic representation
  • Figure 2 shows a schematic partial sectional view through the pipe 29 of an exhaust line 31, which may be in particular the pipe 29 and the exhaust line 31 of the deposition plant 20 of Figure 1 here.
  • a wall 23 of the pipeline 29 is coated with a silicon oxynitride layer 40.
  • the silicon oxynitride layer 40 is at least partially chemically converted by means of methane 42.
  • a methane feed 43 provided for this purpose is shown schematically by an arrow.
  • the methane feed 43 can be done by means of the feed opening 37 and the methane 42 are introduced into the exhaust line 31 o- the methane 42 is introduced via the supply port 35 in the process chamber, provided that there is no Verhinderni conditions of deposition processes in the process chamber to fear th. In the latter case, the methane 42 reaches the exhaust gas flow 31 with the exhaust gas stream 32.
  • oxygen 44 is converted from the silicon oxynitride layer 40 into a gas phase 12.
  • carbon dioxide 46 formed in the chemical reaction 10 represents this gas phase.
  • the transition of the oxygen 44 in the gas phase in Ge form of carbon dioxide 46 is shown schematically in Figure 2 by an arrow.
  • the oxygen introduced into the gas phase is removed in the form of the carbon dioxide 46 by means of a vacuum pump of the deposition plant, for example, the vacuum pump 30 in the case of the separation plant 20 of Figure 1, from the pipe 29 and thus from the exhaust gas removed 14.
  • This exhaust stream is shown schematically in Figure 2 by the arrows 32.
  • hydrogen gas 48 is formed in addition to the carbon dioxide, which is also discharged by means of the exhaust stream 32.
  • silicon nitride is formed, whereby a thickness d of the silicon oxynitride layer 40 is reduced 16.
  • the formed silicon nitride remains in the silicon oxynitride layer 40.
  • a service life of the vacuum pump used in the separation system for example the vacuum pump 30 from FIG. 1, can be extended.
  • a further extension of the service life of the vacuum pump is possible by repeatedly reducing the thickness d of the silicon oxynitride layer 40. For this reason, the exemplary embodiment shown in FIG.
  • process layers may be deposited on coated silicon sub strates 26.
  • the thickness d of the silicon oxynitride layer 40 is reduced again as described above 16, before again several process layers are separated meet 18.
  • Parasitically deposited layers of aluminum oxide can be implemented in an analogous manner as in the case of parasitically deposited silicon oxinitride layers 40 with reference to FIGS. 2 and 3, at least partially chemically converted, resulting in extended service lives of the vacuum pump.
  • FIG. 4 illustrates in a schematic Diagramintroductorydarstel ment another embodiment of the method according to the invention. This differs from that of FIG. 2 in that, on the wall 23 of the pipeline 29, a carbon-containing layer 50 instead of the silicon oxynitride layer is used. S chicht 40 is deposited.
  • oxygen 52 is supplied instead of Me.
  • carbon 54 is converted into the gas phase, this gas phase is again in the form of carbon dioxide 46 before.
  • the carbon dioxide 46 is removed with the exhaust gas stream 32 from the pipeline 29 and thus from the exhaust gas line.
  • the thickness d of the parasitically deposited layer in the case of this embodiment of the carbonaceous layer 50, is reduced. This made light an extension of the service life of the vacuum pump used, for example, the vacuum pump 30 of the deposition system 20 of Figure 1, which can be advantageously used to carry out the presented in Figure 4 Darge method.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Abscheideanlage (20) mit einer eine Vakuumpumpe (30) aufweisenden Abgasstrecke (31), bei welchem eine an einer Wandung (23) der Abgasstrecke (31) parasitär abgeschiedene Schicht (40; 50) mittels eines Gases (42; 52) zumindest teilweise chemisch umgesetzt wird (10) und bei der chemischen Umsetzung (10) ein Bestandteil (44; 54) der parasitär abgeschiedenen Schicht (40; 50) in eine Gasphase überführt wird (12), sowie Abscheideanlage (20) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Abscheideanlage sowie Abscheideanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Ab scheideanlage sowie eine Abscheideanlage gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen, gegenständlichen Anspruchs.
Abscheideanlagen werden in verschiedenen Varianten eingesetzt, um Schichten auf zu beschichtenden Objekten abzuscheiden. Zum Beispiel werden bei der Herstellung von Halbleiterbauelemen ten, wie beispielsweise Solarzellen, Schichten auf Substraten abgeschieden .
Für die Abscheidung von Schichten wird auf verschiedene Tech nologien zurückgegriffen. Die gewünschten Schichten können insbesondere mittels chemischer Abscheidung aus der Dampfphase abgeschieden werden, was im englischen Sprachraum üblicher weise als Chemical Vapor Deposition bezeichnet und nachfolgend kurz als CVD abgekürzt wird. Eine Variante der CVD-Technologie ist die plasmaunterstützte chemische Abscheidung aus der
Dampfphase, welche im englischen Sprachraum Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition und nachfolgend kurz PECVD genannt wird. Eine weitere Abscheidetechnologie stellt die Atomlagen abscheidung dar, welche im englischen Sprachraum als Atomic Layer Deposition bekannt ist und häufig kurz ALD genannt wird. Darüber hinaus können Schichten mittels Sputtern abgeschieden werden .
All diesen Abscheidetechnologien ist gemein, dass die zugehö rigen Abscheideanlagen Prozesskammern aufweisen, in welchen die Abscheidung erfolgt. Weiterhin weisen sie eine Gaszufüh rung sowie ein Abgassystem auf. Mittels der Gaszuführung wer- den für die Abscheideprozesse benötigte Prozessgase bereitge stellt, während das Abgassystem Gase aus der Prozesskammer ab saugt und in der Prozesskammer einen gewünschten Druck bereit stellt, insbesondere diesen regelt. Die genannten Abscheidean lagen können im Stapelbetrieb oder als Durchlaufanlagen be trieben werden.
Eingesetzte Abgassysteme weisen üblicherweise eine Abgasstre cke auf, über welche hinweg Gase aus der Prozesskammer mittels einer Vakuumpumpe aus der Prozesskammer abgeführt werden. In folgedessen kommt es auch in der Abgasstrecke und der Vakuum pumpe, welche Bestandteil der Abgasstrecke ist, zu Abscheidun gen. Diese sind in der Regel nicht erwünscht, da sie zu Aus fällen bei den eingesetzten Vakuumpumpen führen können. Zudem können bei den beschriebenen, unerwünschten Abscheidungen ent stehende und in einem Abgasstrom transportierte Partikel zu Schäden an den Vakuumpumpen führen. Derartige Partikel können unter anderem als Abplatzungen von den beschriebenen, uner wünschten Abscheidungen in den Abgasstrom gelangen. Bei vielen Abscheideprozessen sind daher regelmäßig aufwendige Wartungen der Vakuumpumpe erforderlich, welche den Aufwand für die Ab scheidung der gewünschten Schichten deutlich erhöhen.
Um den Aufwand für die Wartung der Vakuumpumpen zu reduzieren, ist bislang bekannt, in vor der Pumpe gelegenen Abschnitten der Abgasstrecke Filter oder Fallen anzuordnen, um für die Ab scheidungen in der Abgasstrecke relevante oder die Vakuumpumpe schädigende Abgasbestandteile aus dem Abgasstrom herauszufil tern oder herauszufällen.
Entsprechende Fallen können chemisch oder thermisch unter stützt werden, wie dies beispielsweise bei einer Kühlfalle der Fall ist. Doch der Einsatz solcher Fallen und Filter ist immer noch mit einem erheblichen Aufwand für Wartungs- und Reini gungsarbeiten verbunden, welche an den eingesetzten Filtern und Fallen vorzunehmen sind. Je nach herauszufilternder Sub stanz kann die Verwendung eines Filters einfach realisierbar, komplex und aufwändig oder unmöglich sein.
Unter dem Begriff parasitärer Abscheidung werden vorliegend solche Abscheidungen verstanden, welche in Folge des Abschei devorgangs nicht auf zu beschichtenden, in der Abscheideanlage angeordneten Objekten abgeschieden werden, sondern auf anderen Oberflächen wie Wandungen von Prozesskammern, Wandungen der Abgasstrecke oder Wandungen der Vakuumpumpe.
Vor dem geschilderten Hintergrund liegt der vorliegenden Er findung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Abscheideanlage zur Verfügung zu stellen, mit welchem Stand zeiten einer Vakuumpumpe der Abscheideanlage verlängert werden können. Unter dem Begriff der Standzeit der Vakuumpumpe wird dabei eine Zeitspanne verstanden, während welcher die Vakuum pumpe zuverlässig betrieben werden kann, ohne dass Wartungsar beiten an der Vakuumpumpe durchgeführt werden müssen oder die Vakuumpumpe getauscht werden muss.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma len des Anspruchs 1.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ab scheideanlage zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abscheideanlage mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand abhängi ger Unteransprüche. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Abscheidean lage mit einer eine Vakuumpumpe aufweisenden Abgasstrecke sieht vor, dass eine an einer Wandung der Abgasstrecke parasi tär abgeschiedene Schicht mittels eines Gases zumindest teil weise chemisch umgesetzt wird. Bei dieser chemischen Umsetzung wird ein Bestandteil der parasitär abgeschiedenen Schicht in eine Gasphase überführt .
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die parasitär abgeschiedene Schicht derart verändert werden, dass sie eine geringere Dicke aufweist. In der Vakuumpumpe dauert es infolge dieser Verringerung der Dicke der parasitär abgeschiedenen Schicht länger, bis ein Rotor der Vakuumpumpe mit parasitär abgeschiedenen Schichten in Kontakt kommt und blockiert oder geschädigt wird. Eine Standzeit der Vakuumpumpe kann somit verlängert werden. Darüber hinaus können auch in anderen, stromaufwärts der Vakuumpumpe angeordneten Abschnitten der Ab gasstrecke die Dicken der parasitär abgeschiedenen Schichten reduziert werden, sodass sich von der Wandung lösende Bruch stücke der parasitär abgeschiedenen Schicht erst zu einem spä teren Zeitpunkt eine kritische Größe erreichen, in welcher sie die Vakuumpumpe oder deren Betrieb gefährden können oder es erst später zu solchen Abplatzungen kommt. Die Standzeit der Vakuumpumpe wird hierdurch ebenfalls verlängert.
Eine für die chemische Umsetzung der parasitär abgeschiedenen Schicht im jeweiligen Anwendungsfall gegebenenfalls erforder liche Aktivierungsenergie kann grundsätzlich auf jede an sich bekannte Art bereitgestellt werden, insbesondere durch thermi sches Erhitzen, ein Plasma oder ein reaktives Gas. Zur Herab setzung der Aktivierungsenergie können Katalysatoren einge setzt werden. Die chemische Umsetzung der parasitär abgeschie denen Schicht kann in einer einzigen chemischen Reaktion oder in einer Abfolge mehrerer chemischen Reaktionen erfolgen. Vorteilhafterweise wird der bei der chemischen Umsetzung der parasitär abgeschiedenen Schicht in die Gasphase überführte Bestandteil wenigstens teilweise mittels der Vakuumpumpe aus einem stromaufwärts der Vakuumpumpe gelegenen Abschnitt der Abgasstrecke abgeführt. Sofern das Verfahren nur in der Vaku umpumpe durchgeführt wird, wird der in die Gasphase überführte Bestandteil stattdessen aus der Vakuumpumpe abgeführt.
Bei einer Ausführungsvariante stellt Sauerstoff den Bestand teil der Schicht dar, welcher in die Gasphase überführt wird. Es ist nicht erforderlich, dass der Sauerstoff in der Gasphase zwingend als gasförmiger Sauerstoff vorliegt. Der Sauerstoff kann auch in Gestalt einer sauerstoffhaltigen Verbindung in der Gasphase vorliegen, beispielsweise in Gestalt von gasför migem Wasser oder in Gestalt von Kohlenstoffdioxid .
Eine Variante des Verfahrens sieht vor, dass als Gas, mittels welchem die parasitär abgeschiedene Schicht zumindest teil weise chemisch umgesetzt wird, ein reduzierendes Gas verwendet wird. Auf diese Weise kann insbesondere in der parasitär abge schiedenen Schicht als Bestandteil enthaltener Sauerstoff aus der parasitär abgeschiedenen Schicht desorbiert oder sorbiert werden. Entsprechendes gilt bei einer alternativen Verfahrens variante für die Verwendung oxidierender Gase als Gas, mittels welchem die parasitär abgeschiedene Schicht umgesetzt wird.
Vorzugsweise wird als reduzierendes Gas wenigstens ein Gas aus einer Gruppe verwendet, welche besteht aus Silan, Ammoniak und Gasen, welche aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Diese Gase haben sich in der Praxis bewährt. Unter den aus Kohlen stoff und Wasserstoff bestehenden Gasen hat sich insbesondere Methan bewährt, welches besonders bevorzugt eingesetzt wird. In der Praxis hat sich das erfindungsgemäße Verfahren unter anderem bewährt bei parasitär abgeschiedenen Schichten aus Si- liziumoxinitrid oder Aluminiumoxid.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante wird eine parasitär abgeschiedene Siliziumoxinitridschicht zumindest teilweise chemisch umgesetzt. Als Gas, mittels welchem die Umsetzung er folgt, wird Methan verwendet. Das gasförmige Methan reagiert mit der Siliziumoxinitridschicht unter Bildung von Kohlen stoffdioxid (CO2) und Wasserstoffgas (H2) und hinterlässt an der Wandung der Abgasstrecke gebildetes Siliziumnitrid. Das Kohlenstoffdioxid wie auch das Wasserstoffgas werden vorzugs weise, wie oben beschrieben, mittels der Vakuumpumpe aus der Vakuumpumpe oder dem stromaufwärts der Vakuumpumpe gelegenen Abschnitt der Abgasstrecke abgeführt. Da das gebildete Silizi umnitrid ein geringeres Volumen einnimmt, als das chemisch um gesetzte Siliziumoxinitrid, wird die Dicke der Siliziumo xinitridschicht verringert. Dies ermöglicht, wie oben darge legt, eine Verlängerung der Standzeit der Vakuumpumpe.
Bei einer alternativen Verfahrensvariante wird eine parasitär abgeschiedene Aluminiumoxidschicht zumindest teilweise che misch umgesetzt. Diese chemische Umsetzung erfolgt mittels ei nes Gases, welches aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht. Vorzugsweise wird Methan verwendet. Es hat sich gezeigt, dass auch in diesem Anwendungsfall die Standzeiten der Vakuumpumpe verlängert werden können. Vermutlich werden bei der chemischen Umsetzung der Aluminiumoxidschicht Aluminiumoxide reduziert, beispielsweise AI2O3 zu AI2O. Weiterhin wird aus der Alumini umoxidschicht stammender Sauerstoff in Gestalt von Kohlen stoffdioxid (CO2) in die Gasphase überführt. Darüber hinaus wird Wasserstoffgas (H2) gebildet. Auf diese Weise kann die Di cke der Aluminiumoxidschicht verringert werden, was eine Ver längerung der Standzeit der Vakuumpumpe ermöglicht. Ist in der Abgasstrecke Wasser vorhanden, so kann das reduzierte Alumini umoxid, im genannten Beispiel A120, mittels aus dem Wasser stammenden Sauerstoffs wieder oxidiert werden, beispielsweise unter Bildung von Wasserstoffgas und AI2O2. Dieses kann nun wiederum, wie zuvor beschrieben, mittels des aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehenden Gases chemisch umgesetzt werden. Beispielsweise wird es wieder zu AI2O reduziert. Somit kann ne ben der Reduzierung der parasitär abgeschiedenen Alumini umoxidschicht in gewissem Umfang ein Kreisprozess etabliert werden, bei welchem vorhandenes Wasser aus der Abgasstrecke eliminiert wird. Dies ist vorteilhaft, da die Präsenz von Was ser das Aufwachsen von Aluminiumoxidschichten in vergleichs weise großen Dicken fördert. Daher kann diese Verfahrensvari ante besonders vorteilhaft eingesetzt werden in Verbindung mit Abscheideprozessen, bei welchen als Prozessgas Trimethylalumi- nium eingesetzt wird, da es in diesen Fällen bei Wasseranwe senheit zur Abscheidung parasitärer Aluminiumoxidschichten in vermehrtem Umfang kommen kann. Durch die oben beschriebene chemische Umsetzung vorhandenen Wassers steht dieses jedoch nicht mehr zur Verfügung. Dicken von Aluminiumoxidschichten können verringert und die Entstehung parasitärer Alumini umoxidschichten gehemmt werden.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsvariante des Verfahrens wird Sauerstoff als Gas verwendet, mittels welchem die parasi tär abgeschiedene Schicht zumindest teilweise umgesetzt wird. Dabei wird Kohlenstoff, welcher Bestandteil der parasitär ab geschiedenen Schicht ist, in gasförmiges Kohlenstoffdioxid überführt. Auf diese Weise können kohlenstoffhaltige, parasi tär abgeschiedene Schichten aus der Abgasstrecke zumindest teilweise entfernt, zumindest aber deren Dicke verringert wer den. Infolgedessen können verlängerte Standzeiten der Vakuum pumpe realisiert werden. Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Gas, mittels welchem die parasitär abgeschiedene Schicht zumindest teilweise che misch umgesetzt wird, bezogen auf einen durch die Vakuumpumpe erzeugten Abgasstrom stromabwärts einer Prozesskammer der Ab scheideanlage in die Abgasstrecke eingeleitet wird. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass das zur chemischen Umsetzung der parasitär abgeschiedenen Schicht eingesetzte Gas in die Prozesskammer gelangt und bereits durchgeführte, ablaufende o- der zukünftig durchgeführte Prozessschichtabscheidungen stört. In Fällen, in welchen keine Beeinträchtigung bei der Abschei dung von Prozessschichten zu befürchten ist, kann das in Rede stehende Gas grundsätzlich auch in die Prozesskammer eingelei tet und von dort mittels des Abgasstromes in die Abgasstrecke verbracht werden.
In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird in der Abschei deanlage eine Prozessschicht auf zu beschichtenden Objekten abgeschieden, nachdem die an der Wandung der Abgasstrecke pa rasitär abgeschiedene Schicht mittels des Gases zumindest teilweise umgesetzt worden ist und der Bestandteil der parasi tär abgeschiedenen Schicht in die Gasphase überführt worden ist. Dies ermöglicht es, die Prozessschicht in einer größeren Dicke abzuscheiden, ohne die Standzeit der Vakuumpumpe zu ver ringern, da die Dicke der parasitär abgeschiedenen Schicht im Rahmen der zumindest teilweise chemischen Umsetzung reduziert worden ist. Vorzugsweise werden nachfolgend im Wechsel parasi tär abgeschiedene Schichten zumindest teilweise umgesetzt und Prozessschichten abgeschieden. Dabei können, je nach Anwen dungsfall und Prozessführung, mehrere Prozessschichten abge schieden werden, ehe wieder parasitär abgeschiedene Schichten chemisch umgesetzt werden. Dies ermöglicht es, die Standzeit der Vakuumpumpe in größerem Umfang zu verlängern. Die erfindungsgemäße Abscheideanlage weist eine Prozesskammer sowie eine Abgasstrecke mit einer Vakuumpumpe auf. Ferner ist eine Zuführöffnung vorgesehen, welche bezogen auf einen mit tels der Vakuumpumpe erzeugbaren Abgasstrom stromabwärts der Prozesskammer angeordnet ist und mittels welcher ein Gas in die Abgasstrecke einleitbar ist.
Mittels dieser Abscheideanlage ist es möglich, das Gas strom abwärts der Prozesskammer in die Abscheideanlage einzuleiten, sodass das Gas bereitgestellt werden kann, ohne das es in die Prozesskammer gelangt. Wie oben dargelegt wurde, kann auf diese Weise verhindert werden, dass in der Prozesskammer durchgeführte Prozessschichtenabscheidungen durch das in die Abgasstrecke eingeleitete Gas beeinträchtigt werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläu tert. Soweit zweckdienlich, sind hierin gleichwirkende Ele mente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbei spiele beschränkt - auch nicht in Bezug auf funktionale Merk male. Die bisherige Beschreibung wie auch die nachfolgende Fi gurenbeschreibung enthalten zahlreiche Merkmale, die in den abhängigen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wie auch alle übrigen oben und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung offenbarten Merkmale wird der Fachmann jedoch auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfügen. Insbeson dere sind alle genannten Merkmale jeweils einzeln und in be liebiger geeigneter Kombination mit dem Verfahren und/oder der Abscheideanlage der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Es zeigen :
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ab
scheideanlage Figur 2 schematische Teilschnittdarstellung durch eine Rohr leitung einer Abgasstrecke illustrierend ein erstes Erfindungsbeispiel des Verfahrens
Figur 3 Prinzipdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens
Figur 4 schematisch Teilschnittdarstellung durch eine Rohr leitung einer Abgasstrecke illustrierend ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausfüh rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abscheideanlage. Die dar gestellte Abscheideanlage 20 weist ein Prozessrohr 24 auf, welches eine Prozesskammer 25 umhüllt. In der Prozesskammer 25 sind zu beschichtende Objekte anordenbar. In der Darstellung der Figur 1 sind als zu beschichtende Objekte Siliziumsub strate 26 gezeigt, welche in einem Boot 28 angeordnet sind.
Bei der Abscheideanlage 20 handelt es sich um eine CVD-Anlage, also um eine Anlage für chemische Abscheidungen aus der Dampf phase. Als solche weist sie eine Zuführöffnung 35 auf, mittels welcher Prozessgase in die Prozesskammer 25 eingeleitet werden können. Diese Prozessgaszufuhr 34 ist in Figur 1 durch einen Pfeil angedeutet. Abscheidungen in einer CVD-Anlage erfolgen für gewöhnlich bei vorgegebenen Druckwerten. Zur Einstellung beziehungsweise Regelung dieser Druckwerte und zur Abfuhr von Gasen und etwaigen Partikeln aus der Prozesskammer 25 ist eine Abgasstrecke 31 vorgesehen, welche neben einer Rohrleitung 29 eine Vakuumpumpe 30 umfasst. Mittels der Pumpe 30 sind Gase und etwaige Partikel aus der Prozesskammer 25 absaugbar. In folge dieser Absaugung ergibt sich ein in der Figur 1 durch einen Pfeil angedeuteter Abgasstrom 32. CVD-Abscheidungen kön nen insbesondere thermisch oder mittels eines Plasmas unter stützt werden. Zum Zwecke der thermischen Unterstützung ist in Figur 1 eine HeizVorrichtung 22 dargestellt. Für eine Plas maunterstützung wäre, in an sich bekannter Weise, zusätzlich oder alternativ zur Heizvorrichtung 22 ein Plasmagenerator vorzusehen .
Eine Zuführöffnung 37 ist, bezogen auf den Abgasstrom 32, stromabwärts der Prozesskammer 25 angeordnet. Mittels dieser Zuführöffnung 37 ist ein Gas in die Abgasstrecke 31 einleit bar. Eine solche Gaszufuhr 36 mittels der Zuführöffnung 37 ist in Figur 1 schematisch durch einen Pfeil dargestellt. Wie oben dargelegt wurde, ermöglicht es die Zuführöffnung 37, ein Gas in die Abgasstrecke 31 einzuleiten, ohne dass dieses in die Prozesskammer 25 gelangt und dort durchgeführte Abscheidungen beeinträchtigen kann.
Im Weiteren wird ein erstes Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Verfahrens anhand der Darstellungen der Figuren 2 und 3 erläutert. Während Figur 3 den Verfahrensablauf in einer Prinzipdarstellung wiedergibt, zeigt Figur 2 eine schematische Teilschnittdarstellung durch die Rohrleitung 29 einer Abgas strecke 31, wobei es sich hier insbesondere um die Rohrleitung 29 und die Abgasstrecke 31 der Abscheideanlage 20 aus Figur 1 handeln kann. Wie in Figur 2 erkennbar ist, ist eine Wandung 23 der Rohrleitung 29 mit einer Siliziumoxinitridschicht 40 beschichtet. Diese stellt eine parasitäre Abscheidung in der Abgasstrecke dar. Die Siliziumoxinitridschicht 40 wird zumin dest teilweise mittels Methan 42 chemisch umgesetzt 10. In Fi gur 2 ist eine hierfür vorgesehene Methanzufuhr 43 schematisch durch einen Pfeil dargestellt. Wird das Verfahren beispiels weise in der Abscheideanlage 20 aus Figur 1 durchgeführt, so kann die Methanzufuhr 43 mittels der Zuführöffnung 37 erfolgen und das Methan 42 in die Abgasstrecke 31 eingeleitet werden o- der das Methan 42 wird über die Zuführöffnung 35 in die Pro zesskammer eingeleitet, sofern hierdurch keine Beeinträchti gungen von Abscheideprozessen in der Prozesskammer zu befürch ten sind. Im letztgenannten Fall gelangt das Methan 42 mit dem Abgasstrom 32 in die Abgasstrecke 31.
Bei der zumindest teilweise chemischen Umsetzung 10 der Sili- ziumoxinitridschicht 40 wird Sauerstoff 44 aus der Siliziumo- xinitridschicht 40 in eine Gasphase überführt 12. Im Ausfüh rungsbeispiel der Figuren 2 und 3 stellt bei der chemischen Umsetzung 10 gebildetes Kohlenstoffdioxid 46 diese Gasphase dar. Der Übergang des Sauerstoffs 44 in die Gasphase in Ge stalt von Kohlenstoffdioxid 46 ist in Figur 2 durch einen Pfeil schematisch wiedergegeben. Der in die Gasphase über führte Sauerstoff wird in Gestalt des Kohlenstoffdioxides 46 mittels eines von der Vakuumpumpe der Abscheideanlage, bei spielsweise der Vakuumpumpe 30 im Falle der Abscheideanlage 20 aus Figur 1, aus der Rohrleitung 29 und damit aus der Abgas strecke abgeführt 14. Dieser Abgasstrom ist in Figur 2 durch die Pfeile 32 schematisch wiedergegeben. Im Rahmen der chemi schen Umsetzung 10 der Siliziumoxinitridschicht 40 wird neben dem Kohlenstoffdioxid 46 Wasserstoffgas 48 gebildet, welcher ebenfalls mittels des Abgasstromes 32 abgeführt wird.
Wie oben beschrieben entsteht im Zuge der chemischen Umsetzung 10, bei welcher Sauerstoff 44 aus der Siliziumoxinitridschicht 40 entnommen wird, Siliziumnitrid, wodurch eine Dicke d der Siliziumoxinitridschicht 40 verringert wird 16. Das gebildete Siliziumnitrid verbleibt dabei in der Siliziumoxinitridschicht 40. Bereits durch eine einmalige Verringerung der Dicke d der Si- liziumoxinitridschicht 40 kann eine Standzeit der in der Ab scheideanlage eingesetzten Vakuumpumpe, beispielsweise der Va kuumpumpe 30 aus Figur 1, verlängert werden. Eine weiterge hende Verlängerung der Standzeit der Vakuumpumpe ist möglich durch wiederholtes Verringern 16 der Dicke d der Siliziumo- xinitridschicht 40. Aus diesem Grund sieht das in Figur 3 dar gestellte Ausführungsbeispiel vor, nach dem Verringern 16 der Dicke d der Siliziumoxinitridschicht 40 mehrere Prozessschich ten abzuscheiden 18. Beispielsweise können, wie in Figur 1 an gedeutet, Prozessschichten auf zu beschichteten Siliziumsub straten 26 abgeschieden werden. Im Weiteren wird die Dicke d der Siliziumoxinitridschicht 40 erneut wie oben beschrieben verringert 16, ehe wiederum mehrere Prozessschichten abge schieden werden 18. Durch die wiederholte Verringerung 16 der Dicke d der Siliziumoxinitridschicht 40 kann die Standzeit der Vakuumpumpe in größerem Umfang verlängert werden.
Parasitär abgeschiedene Schichten aus Aluminiumoxid können in analoger Weise wie für den Fall parasitär abgeschiedener Sili- ziumoxinitridschichten 40 anhand der Figuren 2 und 3 dargelegt wurde, zumindest teilweise chemisch umgesetzt werden, sodass sich verlängerte Standzeiten der Vakuumpumpe ergeben. Wie oben näher erläutert wurde, kann als Gas für die zumindest teil weise chemische Umsetzung der Aluminiumoxidschicht insbeson dere ebenfalls Methan oder ein anderes aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehendes Gas verwendet werden.
Figur 4 illustriert in einer schematischen Teilschnittdarstel lung ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieses unterscheidet sich von demjenigen der Figur 2 dadurch, dass an der Wandung 23 der Rohrleitung 29 eine koh lenstoffhaltige Schicht 50 anstelle der Siliziumoxinitrid- Schicht 40 abgeschieden ist. Zum Zwecke des chemischen Umset zens der kohlenstoffhaltigen Schicht 50 wird anstelle von Me than 42 Sauerstoff 52 zugeführt. Bei der chemischen Umsetzung der kohlenstoffhaltigen Schicht 50 mittels des Sauerstoffes 52 wird Kohlenstoff 54 in die Gasphase überführt, wobei diese Gasphase wiederum in Gestalt von Kohlenstoffdioxid 46 vor liegt. Analog wie im Ausführungsbeispiel der Figur 2 wird das Kohlenstoffdioxid 46 mit dem Abgasstrom 32 aus der Rohrleitung 29 und damit aus der Abgasstrecke abgeführt. Infolge der be schriebenen Abläufe wird wiederum die Dicke d der parasitär abgeschiedenen Schicht, im Fall dieses Ausführungsbeispiels der kohlenstoffhaltigen Schicht 50, verringert. Dies ermög licht eine Verlängerung der Standzeit der eingesetzten Vakuum pumpe, beispielsweise der Vakuumpumpe 30 der Abscheideanlage 20 aus Figur 1, welche zur Durchführung des in Figur 4 darge stellten Verfahrens vorteilhaft verwendet werden kann.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele illustriert und näher beschrieben wurde, ist die Er findung durch die offenbarten Ausführungsbeispiele nicht ein geschränkt und andere Varianten der Erfindung können vom Fach mann abgeleitet werden, ohne von dem Grundgedanken der Erfin dung abzuweichen.
Bezugs zeichenliste
10 Siliziumoxinitridschicht zumindest teilweise chemisch um setzen mittels Methan
12 Sauerstoff aus Siliziumoxinitridschicht in Gasphase über führen
14 In Gasphase überführten Sauerstoff in Gestalt von Kohlen stoffdioxid abführen
16 Verringern Dicke der Siliziumoxinitridschicht
18 Abscheiden mehrerer Prozessschichten
20 Abscheideanläge
22 Hei zVorrichtung
23 Wandung
24 Prozessrohr
25 Prozesskammer
26 Siliziumsubstrat
28 Boot
29 Rohrleitung
30 Vakuumpumpe
31 Abgasstrecke
32 Abgasstrom
34 Prozessgaszufuhr
35 Zuführöffnung
36 Gaszufuhr
37 Zuführöffnung
40 Siliziumoxinitridschicht
42 Methan
43 Methanzufuhr
44 Sauerstoff
46 Kohlenstoff
48 Wasserstoffgas
50 Kohlenstoffhaltige Schicht
52 Sauerstoff 54 Kohlenstoff d Dicke

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Abscheideanlage (20) mit einer eine Vakuumpumpe (30) aufweisenden Abgasstrecke (31), bei welchem
— eine an einer Wandung (23) der Abgasstrecke (31) parasi tär abgeschiedene Schicht (40; 50) mittels eines Gases (42) zumindest teilweise chemisch umgesetzt wird (10);
— bei der chemischen Umsetzung (10) ein Bestandteil (44;
54) der parasitär abgeschiedenen Schicht (40; 50) in eine Gasphase überführt wird (12) .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass mittels der teilweise chemischen Umsetzung (10) der parasitär abgeschiedenen Schicht (40; 50) und der Überfüh rung (12) des Bestandteils (44; 54) der parasitär abge schiedenen Schicht (40; 50) in die Gasphase eine Dicke (d) der parasitär abgeschiedenen Schicht (40; 50) verringert wird (16).
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der bei der chemischen Umsetzung (10) in die Gasphase überführte Bestandteil (44; 54) der parasitär abgeschiede nen Schicht (40; 50) wenigstens teilweise mittels der Vaku umpumpe (30) aus einem stromaufwärts der Vakuumpumpe (30) gelegenen Abschnitt der Abgasstrecke (31) oder der Vakuum pumpe (30) abgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Bestandteil (44) der Schicht (40) Sauerstoff (44) in die Gasphase überführt wird (12) .
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass als Gas (42), mittels welchem die parasitär abgeschie dene Schicht (40; 50) zumindest teilweise chemisch umge setzt wird (12), ein reduzierendes (42) Gas verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass als reduzierendes Gas (42) wenigstens ein Gas (42) verwendet wird aus einer Gruppe bestehend aus Silan, Ammo niak und Gasen (42), welche aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen .
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die parasitär abgeschiedene Schicht (40) eine Silizi- umoxinitridschicht (40) oder eine Aluminiumoxidschicht ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die parasitär abgeschiedene Schicht (40) eine Silizi- umoxinitridschicht (40) ist und als Gas (42), mittels wel chem die Siliziumoxinitridschicht (40) zumindest teilweise umgesetzt wird, Methan (42) verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die parasitär abgeschiedene Schicht eine Alumini umoxidschicht ist und das Gas, mittels welchem die Alumini- umoxidschicht zumindest teilweise umgesetzt wird, aus Koh lenstoff und Wasserstoff besteht, wobei vorzugsweise Methan verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
— als Gas (52), mittels welchem die parasitär abgeschie dene Schicht (50) zumindest teilweise umgesetzt wird, Sauerstoff (52) verwendet wird,
— als Bestandteil (54) der parasitär abgeschiedenen
Schicht (50) vorhandener Kohlenstoff (54) bei der chemi schen Umsetzung in gasförmiges Kohlenstoffdioxid (46) überführt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Gas (52; 52), mittels welchem die parasitär abge schiedene Schicht (40; 50) zumindest teilweise chemisch um gesetzt wird (12), bezogen auf einen durch die Vakuumpumpe
(30) erzeugten Abgasstrom (32) stromabwärts einer Prozess kammer (25) der Abscheideanlage (20) in die Abgasstrecke
(31) eingeleitet wird.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass eine Prozessschicht auf zu beschichtenden Objekten ab geschieden wird (18), nachdem die an der Wandung (23) der Abgasstrecke (31) parasitär abgeschiedene Schicht (40; 50) mittels des Gases (42; 52) zumindest teilweise chemisch um gesetzt worden ist (10) und der Bestandteil (44; 54) der parasitär abgeschiedenen Schicht (40; 50) in die Gasphase überführt worden ist (12) .
13. Abscheideanlage (20) zur Durchführung des Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweisend
— eine Prozesskammer (25);
— eine Abgasstrecke (31) mit einer Vakuumpumpe (30);
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
eine bezogen auf einen mittels der Vakuumpumpe (30) erzeug baren Abgasstrom (32) stromabwärts der Prozesskammer (25) angeordnete Zuführöffnung (37), mittels welcher ein Gas in die Abgasstrecke (31) einleitbar ist.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5626775A (en) * 1996-05-13 1997-05-06 Air Products And Chemicals, Inc. Plasma etch with trifluoroacetic acid and derivatives
US20020106909A1 (en) * 2001-02-07 2002-08-08 Hitoshi Kato Silicon nitride film forming method, silicon nitride film forming system and silicon nitride film forming system precleaning method
US20050245099A1 (en) * 2004-04-23 2005-11-03 Atsushi Endo Film formation apparatus and method of using the same
KR20060018323A (ko) * 2004-08-24 2006-03-02 삼성전자주식회사 챔버의 클리닝 방법
US20070163617A1 (en) * 2004-02-19 2007-07-19 Tokyo Electron Limited Method for cleaning treatment chamber iIn substrate treating apparatus and method for detecting endpoint of cleaning
US20080093023A1 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 Masahiko Tomita Semiconductor processing apparatus and method for using same
US20130133697A1 (en) * 2011-06-29 2013-05-30 Paul A. STOCKMAN Prevention of post-pecvd vacuum and abatement system fouling using a fluorine containing cleaning gas chamber
US20160379833A1 (en) * 2015-06-29 2016-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Method for cleaning plasma processing chamber and substrate

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03130368A (ja) * 1989-09-22 1991-06-04 Applied Materials Inc 半導体ウェーハプロセス装置の洗浄方法
DE69421463T2 (de) * 1993-07-30 2000-02-10 Applied Materials Inc Ablagerung des Siliziumnitrids
US6099649A (en) * 1997-12-23 2000-08-08 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition hot-trap for unreacted precursor conversion and effluent removal
JP4669605B2 (ja) * 2000-11-20 2011-04-13 東京エレクトロン株式会社 半導体製造装置のクリーニング方法
US6720259B2 (en) * 2001-10-02 2004-04-13 Genus, Inc. Passivation method for improved uniformity and repeatability for atomic layer deposition and chemical vapor deposition
JP4056829B2 (ja) * 2002-08-30 2008-03-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
KR100505065B1 (ko) * 2002-12-26 2005-07-29 삼성전자주식회사 증착 챔버 세정 방법 및 인시튜 세정이 가능한 증착 장치
US8679287B2 (en) * 2005-05-23 2014-03-25 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for preventing ALD reactants from damaging vacuum pumps
JP4492963B2 (ja) * 2005-06-14 2010-06-30 ルネサスエレクトロニクス株式会社 薄膜の成膜方法、気相成長装置、プログラム
US20130064973A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Chamber Conditioning Method
JP5689984B2 (ja) * 2011-12-27 2015-03-25 キヤノンアネルバ株式会社 貴金属膜の連続成膜方法及び電子部品の連続製造方法
WO2015134156A1 (en) * 2014-03-06 2015-09-11 Applied Materials, Inc. Plasma foreline thermal reactor system
JP6484478B2 (ja) * 2015-03-25 2019-03-13 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
US9803277B1 (en) * 2016-06-08 2017-10-31 Asm Ip Holding B.V. Reaction chamber passivation and selective deposition of metallic films
CN106702348B (zh) * 2016-12-29 2019-06-18 圆融光电科技股份有限公司 消除mocvd设备反应腔内水氧分子杂质的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5626775A (en) * 1996-05-13 1997-05-06 Air Products And Chemicals, Inc. Plasma etch with trifluoroacetic acid and derivatives
US20020106909A1 (en) * 2001-02-07 2002-08-08 Hitoshi Kato Silicon nitride film forming method, silicon nitride film forming system and silicon nitride film forming system precleaning method
US20070163617A1 (en) * 2004-02-19 2007-07-19 Tokyo Electron Limited Method for cleaning treatment chamber iIn substrate treating apparatus and method for detecting endpoint of cleaning
US20050245099A1 (en) * 2004-04-23 2005-11-03 Atsushi Endo Film formation apparatus and method of using the same
KR20060018323A (ko) * 2004-08-24 2006-03-02 삼성전자주식회사 챔버의 클리닝 방법
US20080093023A1 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 Masahiko Tomita Semiconductor processing apparatus and method for using same
US20130133697A1 (en) * 2011-06-29 2013-05-30 Paul A. STOCKMAN Prevention of post-pecvd vacuum and abatement system fouling using a fluorine containing cleaning gas chamber
US20160379833A1 (en) * 2015-06-29 2016-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Method for cleaning plasma processing chamber and substrate

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