利用氧等离子体清洁循环的等离子体减量固体回避法制造技术

于此披露的实施方式包括等离子体减量工艺，其从处理腔室取出流出物并藉由将水蒸气反应物注入到前级管线或等离子体源中而将流出物与放置在前级管线中的等离子体源内的水蒸气反应物反应。存在于流出物中的材料以及水蒸气反应物藉由等离子体源而激发，将材料转化成藉由典型的水洗涤减量技术而易于洗涤的气体物种(诸如HF)。相对于水蒸气注入，将含氧气体周期性地注入到前级管线或等离子体源中，以减少或避免固体颗粒的产生。减量工艺具有带有最小化固体颗粒产生的良好的破坏移除效率(DRE)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用氧等离子体清洁循环的等离子体减量固体回避法
本公开内容的实施方式大体涉及半导体处理设备的减量(abatement)。更具体地，本公开内容的实施方式涉及用于减量存在于半导体制造工艺的流出物中的全氟化碳(PFC)气体的技术。
技术介绍
在半导体制造工艺期间所产生的流出物包括由于监管要求和环境及安全性考量而在丢弃之前必须减量或处理的许多化合物。这些化合物中有PFC和含卤素化合物，其使用于例如蚀刻或清洁工艺中。PFC(诸如CF4、C2F6、NF3和SF6)通常使用于半导体和平板显示器制造产业中，例如，在介电层蚀刻和腔室清洁中。在制造或清洁工艺之后，从处理工具泵送的流出物气流中通常存在残留的PFC含量。PFC难以从流出物流中移除，且它们释放到环境中是非期望的，因为已知它们具有较高的温室活性。远程等离子体源(RPS)或在线等离子体源(in-lineplasmasource,IPS)已用于减量PFC和其他全球变暖气体。用于减量PFC的当前减量技术的设计利用单独的水蒸气或附加的氢气任一者作为反应物。水蒸气为PFC气体提供了极好的破坏能力，但在某些应用中，在等离子体源、等离子体源下游的排气管线和泵中产生固体颗粒。因此，需要改进的减量工艺。
技术实现思路
在一个实施方式中，一种方法包括以下步骤：将流出物从处理腔室流入到减量系统中，流出物包括卤素，且减量系统包括前级管线(foreline)和等离子体源。方法进一步包括以下步骤：将减量反应物注入到减量系统中，及使用等离子体源形成等离子体。流出物和减量反应物被激发以形成减量材料。方法进一步包括以下步骤：相对于减量反应物的注入而周期性地将含氧气体注入到减量系统中。在另一个实施方式中，一种方法包括以下步骤：将流出物从处理腔室流入到前级管线中，且流出物包括卤素。方法进一步包括以下步骤：将减量反应物注入到前级管线中，及使用等离子体源形成等离子体。流出物和减量反应物被激发以形成减量材料。方法进一步包括以下步骤：相对于减量反应物的注入而周期性地将含氧气体注入到减量系统中。在另一个实施方式中，一种方法包括以下步骤：将流出物从处理腔室流入到等离子体源中，且流出物包括卤素。方法进一步包括以下步骤：将减量反应物注入到等离子体源中，及使用等离子体源形成等离子体。流出物和减量反应物被激发以形成减量材料。方法进一步包括以下步骤：相对于减量反应物的注入而周期性地将含氧气体注入到减量系统中。附图说明使得可详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可藉由参考实施方式而获得对简要概述于上的本公开内容的更具体的描述，其中一些实施方式显示在附图中。然而，应当注意附图仅显示了这份公开内容的典型实施方式，且因此不被认为是限制其范围，因为本公开内容可承认其他等效的实施方式。图1A是根据于此所述的一个实施方式的处理系统的示意图。图1B是根据于此所述的另一个实施方式的处理系统的示意图。图1C是根据于此描述的另一个实施方式的处理系统的示意图。图1D是根据于此描述的另一个实施方式的处理系统的示意图。图1E是根据于此描述的另一个实施方式的处理系统的示意图。图1F是根据于此描述的另一个实施方式的处理系统的示意图。图2是图解根据于此所述的一个实施方式的用于减量来自处理腔室的流出物的一种方法的流程图。为促进理解，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。此外，一个实施方式的元件可有利地适用于在于此所述的其他实施方式中使用。具体实施方式于此所披露的实施方式包括等离子体减量工艺，其从处理腔室(诸如沉积腔室、蚀刻腔室或其它真空处理腔室)取出流出物，并藉由将水蒸气反应物注入到前级管线或等离子体源中而将流出物与位于前级管线中的等离子体源内的水蒸气反应物反应。存在于流出物中的材料以及水蒸气反应物藉由等离子体源而激发，将材料转化成藉由典型的水洗涤减量技术而易于洗涤的气体物种(诸如HF)。当水蒸气注入被暂时地停止时，含氧气体被周期性地注入到前级管线或等离子体源中。藉由移除由水蒸气所提供的氢自由基流出物，使用氧气使得存在较高浓度的氟自由基，以减少或避免产生固体颗粒。减量工艺具有带有最小化固体颗粒产生的良好的破坏移除效率(destructionremovalefficiency,DRE)。图1A是根据于此所述的一个实施方式的处理系统101的示意图。如图1A中所示，处理系统101包括处理腔室100和减量系统102。处理腔室100通常经配置以执行至少一个集成电路制造工艺，诸如沉积工艺、清洁工艺、蚀刻工艺、等离子体处理工艺、预清洁工艺、离子注入工艺，或其他集成电路制造工艺。在处理腔室100中执行的工艺可为等离子体辅助的。例如，在处理腔室100中执行的工艺可为用于蚀刻硅基材料的等离子体蚀刻工艺。在一个实施方式中，处理腔室100是用于沉积硅基材料的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室。处理腔室100具有耦接到减量系统102的前级管线106的腔室排气口104。可在腔室排气口104附近放置节流阀(未示出)，以控制在处理腔室100内侧的压力。第一注入口108和第二注入口107可形成在前级管线106中。减量系统102进一步包括耦接到前级管线106的第二端140的真空泵112。等离子体源110在前级管线106中耦接在注入口108和真空泵112之间的位置处。等离子体源110可为RPS及IPS或任何合适的等离子体源。排气管线114耦接到泵112且可连接到设施排气装置(facilityexhaust)(未示出)。形成在前级管线106中的第一注入口108用于将减量反应物引入到前级管线106中。第一注入口108可经由导管150而连接到减量反应物输送系统118。减量反应物输送系统118含有减量反应物，且一个或更多个阀116可放置在减量反应物输送系统118和第一注入口108之间的导管150中，以控制减量反应物的流动。例如，在减量反应物输送系统118和第一注入口108之间的阀116可包括隔离阀和针阀。阀116可连接到控制器122，且控制器122可连接到系统控制器120。在一个实施方式中，减量反应物输送系统118是低压锅炉，且液体减量剂(诸如液态水)设置在低压锅炉中。或者，减量反应物输送系统118可为能够将液态水转化成水蒸气的闪蒸器(flashevaporator)。蒸气形式的减量反应物(诸如水蒸气)经由第一注入口108而注入到前级管线106中。位准感测器(未示出)可位于减量反应物输送系统118中，以提供信号给控制器122，控制器122选择性地打开填充阀(未示出)，以维持在减量反应物输送系统118内侧的水位。流入到前级管线106中的减量反应物的流速可取决于在处理腔室100中所形成的PFC或含卤素化合物的量。减量反应物的流速可藉由操作一个或更多个阀116而控制。一个或更多个阀116可为用于控制减量反应物的流动的任何合适的阀。在一个实施方式中，一个或更多个阀116包括用于微调减量反应物的流动的控制的针阀。关于在处理腔室100中所形成的PFC或含卤素化合物的量的信息可藉由系统控制器120而获得，系统控制器120又传送信号给控制器122，以控制一个或更多个阀116。减量反应物(诸如水蒸气)被注入到前级管线中，且接着流入到等离子体源110中。等离子体从等离子体源110本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括以下步骤：将流出物从处理腔室流入到减量系统中，其中所述流出物包括卤素，且其中所述减量系统包括前级管线和等离子体源；将减量反应物注入到所述减量系统中；使用所述等离子体源形成等离子体，其中所述流出物和所述减量反应物被激发以形成减量材料；和相对于所述减量反应物的注入而周期性地将含氧气体注入到所述减量系统中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.15 US 62/323,582;2016.06.20 US 62/352,2401.一种方法，包括以下步骤：将流出物从处理腔室流入到减量系统中，其中所述流出物包括卤素，且其中所述减量系统包括前级管线和等离子体源；将减量反应物注入到所述减量系统中；使用所述等离子体源形成等离子体，其中所述流出物和所述减量反应物被激发以形成减量材料；和相对于所述减量反应物的注入而周期性地将含氧气体注入到所述减量系统中。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：当将所述含氧气体注入到所述减量系统中时，停止将所述减量反应物注入到所述减量系统中。3.如权利要求1所述的方法，其中所述减量反应物包括水蒸气。4.如权利要求1所述的方法，其中所述含氧气体包括氧气或臭氧。5.如权利要求1所述的方法，其中在第一时间周期期间将所述减量反应物注入到所述减量系统中，且在第二时间周期期间将所述含氧气体注入到所述减量系统中。6.如权利要求5所述的方法，其中所述第一时间周期是所述第一和第二时间周期的总和的约10至90％，且所述第二时间周期是所述第一和第二时间周期的总和的约10至90％。7.如权利要求5所述的方法，其中将所述含氧气体注入到所述减量系统中之前，将所述含氧气体注入到减量反应物输送系统中。8.一种方...

【专利技术属性】
技术研发人员：科林·约翰·迪金森，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US