高容量外延硅沉积系统的气体回收和减量系统技术方案

本文提供了气体回收和减量。在一些实施方式中，气体回收和减量系统可包括：腔室，所述腔室具有界定内部容积的壁；第一主体，所述第一主体延伸到内部容积中且具有设置在第一主体中的沟道以将第一气体提供至腔室，其中所述第一主体与壁间隔开以在第一主体与壁之间界定反应容积；多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕第一主体以提供射频能量来加热第一主体，其中所述多个射频线圈被设置成在与第一主体相对的反应容积的一侧上接近腔室的壁；和陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕第一主体，其中所述陶瓷层具有一个或更多个开口，以通过陶瓷层将第二气体提供至腔室的反应容积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高容量外延硅沉积系统的气体回收和减量系统
本专利技术的实施方式大体涉及半导体处理设备，且更具体地说，本专利技术的实施方式涉及高效率外延膜沉积设备中的气体和前驱物回收设备和技术。
技术介绍
对于大部分基板处理应用，气体和前驱物被视为废物且存在材料和处理两者的大量成本。已开发独立系统(standalonesystem)以回收一些材料，但是这些独立系统没有被集成到系统。传统的外延反应器的每晶片成本的重要因素在于消耗品，所述消耗品诸如硅源气体、氢气、氯化氢。在传统的外延反应器中，气体在外延反应腔室中以低于5％的效率反应，然后气体被释放到洗涤器系统以呈现化学惰性而用于安全处理。此外，专利技术人已观察到，传统的减量系统(abatementsystem)通常被配置成处理来自多个工艺腔室的具有不同成分的排放气体。为了适应这些范围广泛的排放气体，减量系统通常是复杂、昂贵和低效能的。此外，专利技术人已观察到，因为传统减量系统被用于同时处理来自多个工艺腔室的排放气体，所以减量系统的部件通常位于远离工艺腔室的服务区域。因而，为了便于输送来自工艺腔室的排气和将所述排气通过远距离提供到减量系统，例如诸如真空泵的某些部件则必须更加大功率，从而进一步增加了减量系统的成本。因此，专利技术人提供基板处理工具的实施方式和具有高产量和工艺质量的相对简单的反应器设计，所述基板处理工具可以低成本提供一些或所有工艺气体和/或前驱物的高度利用、减量和回收。
技术实现思路
本文提供了气体回收和减量。在一些实施方式中，气体回收和减量系统可包括：腔室，所述腔室具有界定内部容积的壁；第一主体，所述第一主体延伸到内部容积中且具有布置在所述第一主体中的沟道以提供第一气体至腔室，其中所述第一主体与壁间隔开以在第一主体和壁之间界定反应容积；多个射频(RF)线圈，所述多个射频线圈设置成围绕第一主体以提供射频能量来加热第一主体，其中所述多个射频线圈被设置成在与第一主体相对的反应容积的一侧上接近腔室壁；和陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕第一主体，其中所述陶瓷层设置在腔室内并在与第一主体相对的反应容积的一侧上接近腔室壁，且其中陶瓷层具有一个或更多个开口以通过所述陶瓷层将第二气体提供到腔室的反应容积。在一些实施方式中，基板处理工具可包括：基板处理模块，所述基板处理模块包括具有用于支撑基板载体的下表面的壳体，其中所述基板处理模块包括气体喷射器，用于提供工艺气体至处理模块中的处理容积，所述基板载体用于在基板处理模块中支撑一个或更多个基板，所述载体具有第一排气出口；排气组件，所述排气组件包括设置成接近载体的入口，以从所述载体的第一排气出口接收工艺排放气体；和前级管道(foreline)，所述前级管道具有耦接到排气组件的第一入口端和第二出口端；冷却捕集器(coolingtrap)，所述冷却捕集器在前级管道的第一入口端与第二出口端之间耦接到前级管道，以当第一气体流经所述前级管道时通过从第一气体去除可冷凝材料来回收工艺气体；真空泵，所述真空泵具有耦接到前级管道的第二出口端的入口和出口；和减量系统，所述减量系统进一步包括：腔室，所述腔室具有内部容积；第一主体，所述第一主体延伸到内部容积中且耦接到真空泵的出口以提供工艺排放气体至腔室；多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕第一主体以提供射频能量来加热第一主体；和陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕第一主体以通过陶瓷层提供第二气体至腔室。在一些实施方式中，基板处理工具可包括：多个基板处理模块，所述多个基板处理模块包括具有用于支撑基板载体的下表面的壳体，其中所述基板处理模块包括气体喷射器，用于提供工艺气体至处理模块中的处理容积；至少一个减量系统，所述减量系统耦接到多个基板处理模块的每个处理模块；和至少一个气体回收冷却捕集器，所述气体回收冷却捕集器耦接到多个基板处理模块的每个处理模块，其中耦接到相同基板处理模块的至少一个气体回收冷却捕集器的每个冷却捕集器提供回收的工艺气体至单独的气体再处理模块。在下文中描述本专利技术的其他和进一步的实施方式。附图说明在上文中简要概述且下文中更加详细论述的本专利技术的实施方式可通过参照附图中所描绘的本专利技术的说明性实施方式而理解。然而，应注意，附图仅图示本专利技术的典型实施方式且因此不将附图视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许其他同等有效的实施方式。图1描绘根据本专利技术的一些实施方式的索引串联(indexedinline)基板处理工具。图2是根据本专利技术的一些实施方式的基板处理工具的模块的剖视图。图3是根据本专利技术的一些实施方式的基板处理工具的模块。图4是根据本专利技术的一些实施方式的进气口的示意性俯视图。图5是根据本专利技术的一些实施方式的用于基板处理工具中的基板载体。图6A是根据本专利技术的一些实施方式的用于基板处理工具中的基板载体和排气系统的示意性端视图。图6B是根据本专利技术的一些实施方式的具有耦接的减量和回收系统的索引串联基板处理工具。图7描绘根据本专利技术的一些实施方式的基板处理系统。图8描绘根据本专利技术的一些实施方式的适用于减量系统的减量腔室。图9描绘根据本专利技术的一些实施方式的气体回收冷却捕集器。为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同的参考数字来标示各图共有的相同元件。附图并未按比例绘制，且为清楚起见可将附图简化。可以预期，一个实施方式的元件和特征结构可有利地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。具体实施方式本文提供了气体回收和减量系统的实施方式。在一些实施方式中，本专利技术的减量系统可被配置为使用点(pointofuse)减量系统，从而有利地比传统的减量系统需要更少的部件。在一些实施方式中，与传统的多个腔室和/或多个工艺减量系统相比，所述本专利技术的减量系统可有利地更小且更有效率。在一些实施方式中，本文所述的减量和回收系统的示例性实施方式可被耦接到用于外延硅沉积的串联索引的高容量、低成本沉积系统。虽然不在范围上限制，但是专利技术人相信，本专利技术的基板处理系统尤其有利于太阳能电池制造应用。与用于执行多步骤基板工艺的传统基板处理工具相比，本专利技术的系统可有利地提供有成本效益和简单的可制造性，以及有能源和成本效益的使用。例如，基本设计部件是基于平板以简化制造和通过使用标准形式的易于得到的材料以使成本降低来控制成本。能够使用高可靠性的线性灯。能够对于具体应用最佳化具体的灯。所述灯可以是通常用于外延沉积反应器中的类型的灯。也可针对每一具体应用最佳化系统内的流场以最小化浪费。设计最小化净化气体需求和最大化前驱物的利用。清洁气体能够被添加到排气系统以便于从排气沟道去除所沉积的材料。装载和卸载自动化也能够被分离以便于串联处理。也能够离线处理复杂的自动化。基板被预装载到载体(基座)上以便最大化系统灵活性，从而便于与其他步骤的集成。系统提供系统配置的灵活性。例如，多个沉积腔室(或站)能够被合并用于多层结构或更高产量。用于外延硅沉积的高容量、低成本系统的实施方式可使用独立基板处理工具、群集基板处理工具或索引串联基板处理工具执行。图1是根据本专利技术的一些实施方式的索引串联基板处理工具100。索引串联基板处理工具100通常可被配置成针对所需的半导体应用在基板上执行任何工艺。例如，在一些实施方式中，索引串联基板处理工具100可被配置成执行一个或更多个沉积工艺，例如诸如外延沉积工艺。索引串联基板处理工具1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体回收和减量系统，包括：腔室，所述腔室具有界定内部容积的壁；第一主体，所述第一主体延伸到所述内部容积中且具有设置在所述第一主体中的沟道以提供第一气体至所述腔室，其中所述第一主体与所述壁间隔开以在所述第一主体与所述壁之间界定反应容积；多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕所述第一主体以提供射频能量来加热所述第一主体，其中所述多个射频线圈被设置成在与所述第一主体相对的所述反应容积的一侧上接近所述腔室的所述壁；陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕所述第一主体，其中所述陶瓷层被设置在所述腔室内在与所述第一主体相对的所述反应容积的一侧上接近所述腔室壁，且其中所述陶瓷层具有一个或更多个开口以通过所述陶瓷层将第二气体提供到所述腔室的所述反应容积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.24 US 61/637,477;2013.04.23 US 13/868,3471.一种气体回收和减量系统，包括：腔室，所述腔室具有界定内部容积的壁；第一主体，所述第一主体延伸到所述内部容积中且具有设置在所述第一主体中的沟道以提供第一气体至所述腔室，其中所述第一主体与所述壁间隔开以在所述第一主体与所述壁之间界定反应容积；多个射频线圈，所述多个射频线圈设置成围绕所述第一主体以提供射频能量来加热所述第一主体，其中所述多个射频线圈被设置成在与所述第一主体相对的所述反应容积的一侧上接近所述腔室的所述壁；陶瓷层，所述陶瓷层设置成围绕所述第一主体，其中所述陶瓷层被设置在所述腔室内在与所述第一主体相对的所述反应容积的一侧上接近所述腔室壁，且其中所述陶瓷层具有一个或更多个开口以通过所述陶瓷层将第二气体提供到所述腔室的所述反应容积。2.如权利要求1所述的气体回收和减量系统，其中所述多个射频线圈被设置在所述内部容积中且被所述陶瓷层覆盖。3.如权利要求1所述的气体回收和减量系统，其中所述陶瓷层的所述一个或更多个开口包括多个孔，以使得能够通过所述多个孔将所述第二气体提供至所述腔室。4.如权利要求1至3中任一项所述的气体回收和减量系统，进一步包括：第二主体，所述第二主体设置成围绕所述第一主体且与所述第一主体间隔开以在所述第二主体与所述第一主体之间界定第二内部容积，其中所述反应容积被设置在所述第二主体与所述腔室的所述壁之间。5.如权利要求4所述的气体回收和减量系统，其中所述第一主体包括碳化硅涂布的石墨且所述第二主体包括不透明石英。6.如权利要求4所述的气体回收和减量系统，进一步包括：第一入口，所述第一入口用于将第三气体提供至所述第二内部容积。7.如权利要求4所述的气体回收和减量系统，进一步包括：多个管道，所述多个管道设置在所述第二内部容积中且耦接到所述第一主体和第二主体以将所述第一气体从所述第一主体传导至所述反应容积，其中所述多个管道将所述第一气体与所述第二内部容积隔离。8.如权利要求4所述的气体回收和减量系统，进一步包括：多个进水口，所述多个进水口设置在所述反应容积下方以提供水(H2O)而捕获反应产物，所述反应产物由在所述反应容积中的所述第一气体和第二气体的反应形成。9.如权利要求1至3中任一项所述的气体回收和减量系统，进一步包括：前级管道，所述前级管道用于将来自基板处理系统的所述第一气体提供至所述腔室，所述前级管道具有耦接到基板处理系统的排气出口的第一端和耦接到所述腔室的第二端。10.如权利要求9所述的气体回收和减量系统，进一步包括：冷却捕集器，所述冷却捕集器在所述前级管道的所述第一端与所述第二端之间耦接到所述前级...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·K·卡尔森，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US