用于半导体工艺的气体/固体分离的液体过滤装置制造方法及图纸

一种用于气体/固体分离的液体过滤装置，包括具有过滤室、半导体工艺气体入口、和工艺气体出口的外壳。过滤室形成液体储存器，半导体工艺气体入口及工艺气体出口与过滤腔室相连通。该外壳还包括过滤液入口和过滤液出口，其均与液体储存器相连通，以分别用于将过滤流体输送到液体储存器和从液体储存器排出过滤流体。流体。流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于半导体工艺的气体/固体分离的液体过滤装置
[0001]
和
技术介绍

[0002]通常，半导体器件的制造采用通过氧化进行的转换，例如，在某些化学品的适度至高度升高的硅晶片温度下，以形成构成半导体器件电路层的所需薄膜。例如，在化学气相沉积(CVD)工艺中，沉积在硅晶片上的二氧化硅薄膜是通过在大约400摄氏度的晶片温度和大约300mTorr的处理室压力下用氧气氧化硅烷而形成的。二氧化硅薄膜也通过在几乎相似的处理条件下用氧气和臭氧氧化蒸气四乙基硅氧烷TOES来沉积。氧化硅膜也是通过低压气相等离子体增强(PECVD)在较低温度下沉积的。在另一个工艺中，硅烷与氨在低压和适中的晶片温度下反应形成氮化硅。在这些以及几乎所有其他CVD反应中，例如钨和硅化钨薄膜的形成，接近75％的进入处理室的气态进料反应物未经转化地通过处理室。
[0003]典型的半导体处理室的排气是低压气流，由未转化的进料反应物、反应副产物、稀释氮气载气和颗粒组成。这些颗粒是气相中加热的反应物的气相反应的副产物，它们沿着横跨处理室和真空泵之间的前级真空管线继续形成和增加数量，在典型的制造设备中可能达60英尺。图1是典型的CVD或PECVD系统的示意图，该系统由通过真空前级管道连接到真空泵的处理室组成。真空泵通过排气管连接到典型的废气减排系统，该系统使用天然气火焰破坏未反应的工艺气体，然后使用气体/水吸收柱去除酸性气态副产物。这种减排系统的输出包括通常被中和并排放的酸性废水流和充满细颗粒的气流，这些细颗粒在通过大表面积机械颗粒过滤器后排放到大气中。
[0004]颗粒覆盖在处理室、真空泵和减排系统之间的所有连接管线上，并且经常填满和堵塞这些管线，从而导致大量的维护停机时间，从而大大增加了运营成本。在许多情况下，由于大量颗粒沉积导致真空泵无法运行，因此必须关闭真空泵。从这些生产线上移除和更换真空泵通常需要极高的材料和劳动力成本。在少数工艺中，机械过滤器被放置在真空前级管道中以捕获这些颗粒，以延长真空泵的使用寿命。在许多情况下，前级管线和泵排气管线都被加热以防止未转化的可冷凝反应物的冷凝，这随后有助于吸收和凝聚载气颗粒并产生昂贵且难以清洁的液体/固体堵塞。
[0005]使用液体介质可以最好地从充满颗粒的气体流中分离颗粒。例如，通过使载有颗粒的气体流通过非常高流速的水喷淋器，可以将颗粒从大的气体流速中分离出来。通过适当调整容器体积和水流量，可以实现将高颗粒分离到水流中。虽然这种分离过程使用水是有效且经济的，但由于与气流中的反应物潜在的不利的水化学反应以及低压前级管线中非常高的水蒸气压力，它们不能用于半导体加工。在真空CVD和PECVD半导体工艺中，前级管线中的分子水会向后扩散到处理室本身，并削弱正在处理的半导体薄膜的化学成分。

技术实现思路

[0006]因此，提供了一种液体过滤装置，其使用液体作为介质在CVD和PECVD半导体工艺的低压前级管线中将颗粒与载气颗粒流分离。合适的过滤液体具有低于约10
‑7Torr的蒸汽压，例如具有化学名称为全氟聚醚(PFPE)的市售Fomblin液体，其蒸汽压为约6
×
10
‑8Torr或更低。这些合适的液体，例如PFPE，是化学惰性的，可以在
‑
58摄氏度至高达257摄氏度的温
度范围内使用，并且在高真空操作下的释气可以忽略不计。它们不导电，介电强度约为15.7MV/m。它们可以配制成具有从38至1830cST的运动粘度。作为参考，水的运动粘度为1cSt。
[0007]在一个实施例中，用于气体/固体分离的液体过滤装置包括具有过滤室、半导体工艺气体入口和工艺气体出口的外壳。该室形成液体储存器，并且半导体工艺气体入口和工艺气体出口与过滤室连通。外壳还包括过滤液体入口和过滤液体出口，它们与液体储存器连通，分别用于将过滤流体输送到液体储存器和从液体储存器排出过滤流体。
[0008]一方面，半导体工艺气体入口与工艺气体出口成一直线。例如，外壳可以包括在液体储存器和工艺气体出口之间的排气室，其中过滤后的工艺气体可以在通过工艺气体出口离开外壳之前被排放。
[0009]在另一方面，液体过滤装置还包括进料管，进料管与工艺气体入口连通并延伸到储存器中的过滤液中，以将流经工艺气体入口的工艺气体直接注入到液体储存器中的过滤液体中。
[0010]例如，当外壳在液体储存器和工艺气体出口之间具有排气室时，外壳可以包括与过滤室和排气室液体连通的内部导管，以引导过滤后的工艺气体从过滤室流出至排气室。
[0011]在另一方面，进料管包括穿孔进料管。例如，穿孔的进料管可以在其远端部分包括多个穿孔。
[0012]再一方面，在上述任一装置中，液体过滤装置还包括过滤液体控制系统，用于控制过滤液体流入和流出液体储存器。例如，过滤液体控制系统可以包括控制器和流体回路，控制器控制流体回路以调节过滤液体流入和流出液体储存器的流量，并且该控制器被配置为在液体储存器中将过滤液保持在一液体高度。
[0013]在另一方面，液体过滤装置包括进料管，其中具有文丘里节流部和文丘里入口，文丘里入口与半导体工艺气体入口或液体过滤器入口流体连通以将工艺气体或过滤液体吸入进料管。
[0014]在另一方面，液体过滤装置还包括过滤液体控制系统，用于控制过滤液体流入和流出液体储存器，过滤液体控制系统包括控制器和流体回路，其中控制器控制流体回路用于调节过滤液体流入和流出液体储存器的流量，并被配置为将过滤液保持在液体储存器中的液体高度。
[0015]一方面，过滤液体控制系统包括与过滤液入口流体连通的泵，以将过滤液泵入液体储存器。在另一方面中，过滤液体入口通过进料管与液体储存器流体连通，其中泵配置成通过进料管使过滤液体循环进入液体储存器。
[0016]在其他方面，外壳包括一个或多个用于观察该室的光学窗口。
[0017]根据又一实施例，一种从半导体工艺气体中分离固体的方法，包括以下步骤：将半导体工艺气体引导到过滤液体流或包含过滤液体的储存器中，从而过滤工艺气体，以及排出过滤后的工艺气体。
[0018]在一方面，引导步骤包括将半导体工艺气体鼓泡到储存器中的过滤液体中。
[0019]在另一方面，过滤液体循环通过储存器，从而去除填充有颗粒的过滤液体。
[0020]根据又一方面，该方法包括使过滤流体形成文丘里流，并利用文丘里流将半导体工艺气体吸入过滤液体流中。
附图说明
[0021]图1是现有技术CVD或PECVD系统的示意图，该系统包括通过前线连接到真空泵的处理室；
[0022]图2是用于从半导体工艺气体中分离固体的液体过滤装置的第一实施例的示意图；
[0023]图3是用于从半导体工艺气体中分离固体的液体过滤装置的第二实施例的示意图；
[0024]图4是用于从半导体工艺气体中分离固体的液体过滤装置的第三实施例的示意图；
[0025]图5是用于从半导体工艺气体中分离固体的液体过滤装置的第四实施例的示意图；
[0026]图5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于气体/固体分离的液体过滤装置，所述过滤装置包括：外壳，具有过滤室、半导体工艺气体入口、工艺气体出口，所述室形成液体储存器，并且所述半导体工艺气体入口和所述工艺气体出口与所述过滤室连通；以及与所述液体储存器连通的过滤液入口和过滤液出口，分别用于将过滤流体输送到所述液体储存器和从所述液体储存器移除过滤流体。2.根据权利要求1所述的液体过滤装置，其中所述半导体工艺气体入口与所述工艺气体出口成一直线。3.根据权利要求1或2所述的液体过滤装置，其中所述外壳包括在所述液体储存器和所述工艺气体出口之间的排气室。4.根据权利要求1或3所述的液体过滤装置，还包括进料管，所述进料管与所述工艺气体入口连通并延伸到所述液体储存器中以将流经所述工艺气体入口的工艺气体直接注入液体储存器中的过滤液体中。5.根据权利要求4在依赖于权利要求3时所述的液体过滤装置，其中所述外壳包括与所述过滤室和所述排气室流体连通的内部导管，以将过滤后的工艺气体流从所述过滤室引导到所述排气室。6.根据权利要求5所述的液体过滤装置，其中所述进料管包括穿孔进料管。7.根据权利要求6所述的液体过滤装置，其中所述的穿孔进料管包括远端部分和在所述远端部分处的多个穿孔。8.根据权利要求7所述的液体过滤装置，还包括过滤液体控制系统，用于控制过滤液体流入和流出所述液体储存器。9.根据权利要求8所述的液体过滤装置，其中所述过滤液体控制系统包括控制器和流体回路，所述控制器控制所述流体回路以调节过滤液体流入和流出所述液体储存器的流量，并且配置成将过滤液体保持在所述储液器中的液体高度。10.根据权利要求1所述的液体过滤装置，还包括进料管，所述进料管在其中具有文丘里节流部和文丘里入口，所述文丘里入口与所述半导体工艺气体入口或所述液体过滤器入口流体连...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：科利百利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：