利用水蒸气和氧试剂的等离子体减量技术制造技术

本公开内容的实施例涉及用于将存在于半导体制造工艺的流出物中的F‑气体减量的系统及技术。在一个实施例中，提供了一种用于等离子体减量系统的水及氧输送系统。水及氧输送系统包含壳体，所述壳体包括底板及多个侧壁，所述底板及多个侧壁界定封围区域。水及氧输送系统进一步包含圆柱状水箱，圆柱状水箱安置于底板上，其中圆柱状水箱的纵轴平行于由底板界定的平面，且水箱的长度是圆柱状水箱的直径的1.5倍或更大。水及氧输送系统进一步包含流量控制系统，流量控制系统安置于壳体内的圆柱状水箱的上方。

Plasma reduction technology using water vapor and oxygen reagents

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用水蒸气和氧试剂的等离子体减量技术背景
本公开内容的实施例大体涉及用于半导体处理设备的减量。更具体而言，本公开内容的实施例涉及用于将存在于半导体制造工艺的流出物中的氟化温室气体(F-气体)(例如，氢氟碳化物(hydrofluorocarbons；HFCs)、全氟碳化物(perfluorocarbons；PFCs)及六氟化硫(SF6))减量的系统及技术。
技术介绍
在半导体制造工艺期间所产生的流出物包括了许多化合物，基于监管要求以及环境和安全考虑，这些化合物在处置之前会被减量或处理。这些化合物中有F-气体及含卤素化合物，这些化合物用在，例如，蚀刻或清洁工艺中。F-气体，例如CF4、C2F6、NF3及SF6，通常用于半导体和平板显示器制造工业中，例如，用在介电层蚀刻和腔室清洁中。在制造或清洁工艺之后，从工艺工具泵出的流出物气体流中通常有F-气体的残留含量。F-气体难以从流出物流去除，且因为已知F-气体具有相对高的温室活性(greenhouseactivity)，所以F-气体释放到环境中是不期望的。远程等离子体源(remoteplasmasource；RPS)或连续式等离子体源(in-lineplasmasource；IPS)已被用于F-气体及其他全球变暖气体的减量。目前用于减量F-气体的减量技术的设计仅利用水蒸气。水蒸气提供了出色的破坏F-气体的能力，但在某些应用中，在等离子体源、等离子体源下游的排放管线及泵中会产生固态颗粒。因此，需要改良的减量工艺。
技术实现思路
本公开内容的实施例大体涉及用于半导体处理设备的减量。更具体而言，本公开内容的实施例涉及用于将存在于半导体制造工艺的流出物中的F-气体减量的系统及技术。在一个实施例中，提供了一种用于等离子体减量系统的水及氧输送系统。水及氧输送系统包含壳体，壳体包括底板及多个侧壁，所述底板及多个侧壁界定封围区域。水及氧输送系统进一步包括圆柱状水箱，圆柱状水箱安置于底板上，其中圆柱状水箱的纵轴平行于由底板界定的平面，且水箱的长度是圆柱状水箱的直径的1.5倍或更大。水及氧输送系统进一步包含流量控制系统，流量控制系统安置于壳体内的圆柱状水箱的上方。在另一个实施例中，提供了一种减量系统。减量系统包含水及氧输送系统及等离子体源，等离子体源通过导管与水及氧输送系统耦接。水及氧输送系统包含壳体，壳体包括底板及多个侧壁，所述底板及多个侧壁界定封围区域。水及氧输送系统进一步包含圆柱状水箱，圆柱状水箱安置于底板上，其中圆柱状水箱的纵轴平行于由底板界定的平面，且水箱的长度是圆柱状水箱的直径的1.5倍或更大。水及氧输送系统进一步包括流量控制系统，流量控制系统安置于壳体内的圆柱状水箱的上方。在又一实施例中，提供了一种真空处理系统。真空处理系统包含处理腔室、真空源、前级管道(foreline)及减量系统，前级管道将处理腔室与真空源耦接，且减量系统与处理腔室与真空源之间的前级管道耦接。减量系统包含水及氧输送系统及等离子体源，等离子体源通过导管与水及氧输送系统耦接。水及氧输送系统包含壳体，壳体包括底板及多个侧壁，所述底板及多个侧壁界定封围区域。水及氧输送系统进一步包含圆柱状水箱，圆柱状水箱安置于底板上，其中圆柱状水箱的纵轴平行于由底板界定的平面，且水箱的长度是圆柱状水箱的直径的1.5倍或更大。水及氧输送系统进一步包含流量控制系统，流量控制系统安置于壳体内的圆柱状水箱的上方。附图说明为了能够详细理解本公开内容的上述特征所用方式，上文所简要概括的本公开内容的更具体地描述可参考实施例进行，其中某些实施例在附图中示出。然而，应注意的是，附图仅示出本公开内容的具有代表性的实施例，并且因此附图不应被视为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可允许其他等效的实施例。图1是根据本公开内容的一个或多个实施例的处理系统的示意图；图2是根据本公开内容的一个或多个实施例的水及氧输送设备的局部透视图；图3是用于将离开处理腔室的流出物减量的方法的一个实施例的流程图；以及图4是根据本公开内容的一个或多个实施例的另一个处理系统的示意图。为便于理解，尽可能已使用相同的元件符号来指示图中共有的相同元件。可预期的是，一个实施例的元件和特征可以有益地并入其它实施例中，而无需进一步详述。具体实施方式以下公开内容描述了用于使存在于半导体制造工艺的流出物中的氟化温室气体(F-气体)减量的系统和技术。一定的细节在以下描述和图1至图4中阐述，以提供对本公开内容的各种实施例的彻底理解。以下公开内容未阐述常与减量系统及流动控制硬件有关的已知结构及系统的其他细节，以避免不必要地模糊各种实施例的描述。附图中所示的许多细节、尺寸、角度及其他特征仅是对特定实施例的说明。因此，其他实施例能具有其他细节、部件、尺寸、角度和特征而不背离本公开内容的精神或范围。此外，能在没有以下描述的几个细节的情况下实施本公开内容的进一步实施例。以下将描述关于泵前减量工艺的在此描述的实施例，可使用零占用空间(zero-footprint)减量系统执行泵前减量工艺，零占用空间减量系统可如购自加州盛大克劳拉市的美商应用材料股份有限公司的零占用空间减量系统。能够执行泵前减量工艺的其他工具也可适于从本文所描述的实施例受益。此外，可利用能实现本文所描述的泵前减量工艺的任何系统。本文所描述的设备描述为解说性质，且不应被解释或解读为本文所描述的实施例的范围的限制。本文所公开的实施例包括等离子体减量工艺及系统，所述等离子体减量工艺及系统从处理腔室(例如沉积腔室、蚀刻腔室或其他真空处理腔室)带出流出物，并通过将水蒸气试剂和/或含氧气体注入前级管道或等离子体源，使流出物与水蒸气试剂和/或含氧气体在等离子体源内反应，其中等离子体源置于前级管道中。水蒸气试剂和/或含氧气体以及存在于流出物中的材料被等离子体源激发，将所述材料转化为气体物种(例如HF)，所述气体物种通过典型的水洗涤减量技术轻易地洗去。在某些实施例中，将水蒸气试剂及含氧气体同时注入前级管道或等离子体源。在某些实施例中，在暂时停止水蒸气注入的同时，将含氧气体周期性地注入前级管道或等离子体源。通过去除水蒸气所提供的氢自由基流出物，氧的使用能让更高浓度的氟自由基存在，以减少或避免固态颗粒的产生。因此，减量系统及工艺提供了良好的破坏去除率(destructionremovalefficiency；DRE)并使固态颗粒的产生最小化。本文所描述的实施例进一步提供用来同时或依序地输送水蒸气及氧的模块。可通过质量流量控制器(massflowcontroller；“MFC”)，或通过使用一个或多个针阀用于流量控制的可替代技术，来提供氧及水蒸气。该模块包括水箱，以使水蒸气能沸腾来供给水蒸气MFC或流量控制阀。水箱设计成低轮廓(lowprofile)结构，以使组合式水及氧输送系统的空间最优化。此低轮廓结构利用了水平水箱，水平水箱最大化沸腾表面积。在某些实施例中，低轮廓结构进一步包括低轮廓水平树浮式设计(lowprofileleveltreefloatdesign)，以容许液位测量，但具有低的总垂直高度要求。本文所描述的实施例进一步提供用于在减量系统内输送水蒸气和氧的方法。在某些实施例中，通过建立只有选定的水蒸气的流量(例如，Xsccm)和只有选定的氧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于等离子体减量系统的水及氧输送系统，所述水及氧输送系统包含：壳体，所述壳体包括底板及多个侧壁，所述底板及多个侧壁界定封围区域；圆柱状水箱，安置于所述底板上，其中所述圆柱状水箱的纵轴平行于由所述底板界定的平面且所述水箱的长度是所述圆柱状水箱的直径的1.5倍或更大；以及流量控制系统，安置于所述壳体内的所述圆柱状水箱的上方。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.09 US 62/457,0361.一种用于等离子体减量系统的水及氧输送系统，所述水及氧输送系统包含：壳体，所述壳体包括底板及多个侧壁，所述底板及多个侧壁界定封围区域；圆柱状水箱，安置于所述底板上，其中所述圆柱状水箱的纵轴平行于由所述底板界定的平面且所述水箱的长度是所述圆柱状水箱的直径的1.5倍或更大；以及流量控制系统，安置于所述壳体内的所述圆柱状水箱的上方。2.如权利要求1所述的水及氧输送系统，其中所述流量控制系统包含：氧质量流量控制器；以及水蒸气质量流量控制器。3.如权利要求1所述的水及氧输送系统，其中所述水箱是低压锅炉，用于产生水蒸气。4.如权利要求3所述的水及氧输送系统，其中所述圆柱状水箱包括：圆柱状侧壁；第一圆形壁；以及相对的第二圆形壁，其中所述圆柱状侧壁、所述第一圆形壁及所述第二圆形壁界定封围区域。5.如权利要求4所述的水及氧输送系统，进一步包含液位传感器，所述液位传感器安置于所述水箱中，所述液位传感器用于测量所述水箱中的液位。6.如权利要求5所述的水及氧输送系统，进一步包含真空压力计，所述真空压力计安置于所述水箱中，所述真空压力计用于测量所述水箱内的压力。7.如权利要求6所述的水及氧输送系统，进一步包含电子控制器，所述电子控制器安置于所述壳体中，所述电子控制器用于控制并监控来自所述水箱的水蒸气的产生、所述真空压力计、所述液位传感器及所述流量控制系统。8.一种减量系统，包含：水及氧输送系统，包含：壳体，包括底板及多个侧壁，所述底板及多个侧壁界定封围区域；圆柱状水箱，安置于所述底板上，其中所述圆柱状水箱的纵轴平行于由所述底板界定的平面且所述...

【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