等离子体处理系统和等离子体处理方法技术方案

本发明专利技术提供一种等离子体处理系统和等离子体处理方法，以更简易的方法从排出气体中分离回收稀有气体。等离子体处理系统具备腔室、第一气体供给部、排气部、气体纯化单元、升压泵以及储存部。第一气体供给部向腔室内供给第一稀有气体和工艺气体。腔室用于利用第一稀有气体与工艺气体混合而成的气体的等离子体对半导体晶圆进行处理。气体纯化单元从通过排气部自腔室内排出的气体中分离出第一稀有气体。储存部储存通过气体纯化单元分离出并通过升压泵而升压后的第一稀有气体。另外，储存部将所储存的第一稀有气体供给到第一气体供给部。储存的第一稀有气体供给到第一气体供给部。储存的第一稀有气体供给到第一气体供给部。

【技术实现步骤摘要】
等离子体处理系统和等离子体处理方法
[0001]本申请是申请日为2019年1月28日、申请号为201910079546.3、专利技术名称为“等离子体处理系统和等离子体处理方法”的申请的分案申请。


[0002]本公开的各种侧面和实施方式涉及等离子体处理系统和等离子体处理方法。

技术介绍

[0003]例如，在半导体的制造工艺中，在作为被处理基板的半导体晶圆的蚀刻等处理中使用工艺气体。将半导体晶圆搬入到腔室内，向腔室内供给工艺气体，对半导体晶圆执行规定的处理。在去除了CO2气体、NOx气体以及细颗粒等后，将半导体晶圆的处理中使用的工艺气体排出。
[0004]另外，近年来，研究了将氪气体、氙气体等稀有气体用作向工艺气体中添加的稀有气体。这种稀有气体的存在比少，难以进行纯化，因此价格昂贵。因此，研究了从自处理容器排出的排出气体回收稀有气体来进行再利用。作为从排出气体中分离回收氪气体、氙气体等稀有气体的方法，已知有变压吸附(PSA：Pressure Swing Adsorption)法。
[0005]专利文献1：日本特开2005
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103400号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]但是，在PSA法中，存在处理复杂且装置大型化的问题。因此，正在寻求一种以更简易的方法从排出气体中分离回收稀有气体的技术。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本公开的一个侧面是等离子体处理系统，具备腔室、气体供给部、排气部、分离部、升压部以及储存部。腔室用于利用由第一稀有气体与工艺气体混合而成的气体的等离子体对被处理基板进行处理。气体供给部向腔室内供给第一稀有气体和工艺气体。排气部将包含第一稀有气体的气体从腔室内排出。分离部从通过排气部排出的气体中分离出第一稀有气体。升压部将通过分离部分离出的第一稀有气体升压。储存部储存通过升压部而升压后的第一稀有气体。另外，储存部将所储存的第一稀有气体供给到气体供给部。
[0010]专利技术的效果
[0011]根据本公开的各种侧面和实施方式，能够以更简易的方法从排出气体中分离回收稀有气体。
附图说明
[0012]图1是表示第一实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
[0013]图2是表示等离子体处理的一例的流程图。
[0014]图3是表示对腔室内部进行抽真空时的各阀的状态的图。
[0015]图4是表示进行稀有气体的填充时的各阀的状态的图。
[0016]图5是表示进行空转时的各阀的状态的图。
[0017]图6是表示供给稀有气体时的各阀的状态的图。
[0018]图7是表示向静电卡盘的上表面与半导体晶圆的下表面之间供给稀有气体时的各阀的状态的图。
[0019]图8是表示执行工艺时的各阀的状态的图。
[0020]图9是表示将半导体晶圆从静电卡盘取下时的各阀的状态的图。
[0021]图10是表示第二实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
[0022]图11是表示第二实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
[0023]图12是表示第三实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
[0024]图13是表示第四实施方式中的等离子体处理系统的一例的系统结构图。
[0025]图14是表示等离子体处理系统的其它例的系统结构图。
[0026]附图标记说明
[0027]W：半导体晶圆；10：等离子体处理系统；10b：子系统；11：工艺气体供给源；12：储存部；13：稀有气体供给源；20：第一气体供给部；30：腔室；31：喷淋头；32：载置台；40：排气部；50：第二气体供给部；60：PM；61：EFEM；62：LLM；63：VTM；64：循环控制部；104：气体纯化单元；108：升压泵。
具体实施方式
[0028]下面，基于附图来详细说明所公开的等离子体处理系统和等离子体处理方法的实施方式。此外，并不通过以下的实施方式来限定所公开的等离子体处理系统和等离子体处理方法。
[0029](第一实施方式)
[0030][等离子体处理系统10的结构][0031]图1是表示第一实施方式中的等离子体处理系统10的一例的系统结构图。本实施方式中的等离子体处理系统10例如如图1所示那样具备多个工艺气体供给源11
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1～11
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n(n为1以上的整数)、储存部12、第一气体供给部20、腔室30、排气部40、第二气体供给部50、气体纯化单元104以及升压泵108。此外，下面在对多个工艺气体供给源11
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1～11
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n中的各个工艺气体供给源不加以区别而是进行总称的情况下，仅记载为工艺气体供给源11。
[0032]各个工艺气体供给源11将氟化碳气体、氯气体等工艺气体经由第一气体供给部20供给到腔室30内。储存部12储存稀有气体，将所储存的稀有气体经由阀101供给到第一气体供给部20和排气部40。另外，储存部12将所储存的稀有气体经由阀101及阀102供给到第二气体供给部50。在本实施方式中，储存部12中储存的稀有气体的一例为氙(Xe)气体。储存部12中储存的稀有气体是第一稀有气体的一例。
[0033]第一气体供给部20对从各个工艺气体供给源11供给的工艺气体和从储存部12供给的稀有气体向腔室30内的供给和供给停止进行控制。另外，第一气体供给部20对从各个工艺气体供给源11供给的工艺气体的流量以及从储存部12供给的稀有气体的流量分别进行控制。而且，第一气体供给部20通过将被控制了流量的稀有气体与工艺气体进行混合来生成混合气体，将所生成的混合气体经由阀100供给到腔室30内。
[0034]具体地说，第一气体供给部20具有阀24、阀26、多个阀21
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1～21
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n、多个流量控制器以及多个阀23
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1～23
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n。图1中所示的MFC(Mass Flow Controller：质量流量控制器)22
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1～22
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n和MFC 25是流量控制器的一例。此外，下面在对多个阀21
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1～21
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n中的各个阀不加以区别而是进行总称的情况，下仅记载为阀21，在对多个MFC 22
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1～22
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n中的各个MFC不加以区别而是进行总称的情况下，仅记载为MFC 22，在对多个阀23
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1～23
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n中的各个阀不加以区别而是进行总称的情况下，仅记载为阀23。
[0035]阀21
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1的第一端经由配管而与工艺气体供给源11
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1连接。阀21
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1的第二端经由第一气体供给部20内的配管而与MFC 22
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1的第一端连接。MFC 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处理系统，具备：腔室，其用于利用由第一稀有气体与工艺气体混合而成的气体的等离子体对被处理基板进行处理；第一气体供给部，其向所述腔室内供给所述第一稀有气体和所述工艺气体；排气部，其将包含所述第一稀有气体的气体从腔室内排出；分离部，其从通过所述排气部排出的气体中分离出所述第一稀有气体；升压部，其将通过所述分离部分离出的所述第一稀有气体升压；以及储存部，其储存通过所述升压部而升压后的所述第一稀有气体，将所储存的所述第一稀有气体供给到所述第一气体供给部。2.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其特征在于，还具备第二气体供给部，所述第二气体供给部向设置于所述腔室内并用于载置所述被处理基板的载置台与所述被处理基板之间供给所述第一稀有气体，所述储存部还将所储存的所述第一稀有气体供给到所述第二气体供给部。3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理系统，其特征在于，还具备第三气体供给部，所述第三气体供给部将所述第一稀有气体作为对所述排气部进行冷却或吹扫用的气体供给到所述排气部，所述储存部还将所储存的所述第一稀有气体供给到所述第三气体供给部。4.根据权利要求1所述的等离子体处理系统，其特征在于，还具备第一切换阀，所述第一切换阀对于通过所述排气部从所述腔室内排出的气体，在向所述分离部输送和不向所述分离部输送而向所述等离子体处理系统的外部排出之间进行切换。5.根据权利要求4所述的等离子体处理系统，其特征在于，在执行第一工艺时，所述第一切换阀将通过所述排气部从所述腔室内排出的气体向所述分离部输送，在执行第二工艺时，所述第一切换阀将通过所述排气部从所述腔室内排出的气体不向所述分离部输送而向所述等离子体处理系统的外部排出，在执行所述第一工艺时，所述第一气体供给部将从所述储存部供给的所述第一稀有气体供给到所述腔室内，在执行所述第二工艺时，所述第一气体供给部将与所述第一稀有气体不同的第二稀有气体供给到所述腔室内。6.根据权利要求4或5所述的等离子体处理系统，其特征在于，还具...

【专利技术属性】
技术研发人员：茂山和基，永关一也，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：