用于半导体处理的废气减排技术制造技术

一种用于半导体处理系统的半导体废物减排系统包括：真空泵；减排设备，其具有减排室，所述减排室与来自半导体处理室的半导体废气源流体连通，并且其中该减排室被构造成电离废气并排出经电离的气体。减排系统进一步包括具有过滤室的过滤设备，该过滤室形成液体储器。过滤设备的入口与减排室的出口和液体储器流体连通，并且过滤设备的出口与真空泵的入口连通，其中，过滤室处于真空下，并且其中，半导体废气在被输入到真空泵之前在减排室中被电离且然后由过滤设备过滤。且然后由过滤设备过滤。且然后由过滤设备过滤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于半导体处理的废气减排技术

技术介绍

[0001]一般而言，半导体装置的制造采用某些化学品的转化来形成构成半导体装置的电路层的所期望的薄膜。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以大约400摄氏度的晶片温度和以约300mTorr的处理室压力用氧气氧化硅烷而形成的。二氧化硅薄膜也是通过在几乎类似的处理条件下用氧气和臭氧来氧化蒸气四乙基硅氧烷(tetraethysiloxane)、TOES而沉积的。氧化硅膜也是使用低压气相等离子体增强(PECVD)在较低温度下沉积的。在另一工艺中，硅烷与氨在低压和适中的晶片温度下反应以形成氮化硅。在这些和几乎所有其他CVD反应中，诸如钨和硅化钨薄膜的形成，进入处理室的气态馈送反应物的近75％未经转化就通过处理室。
[0002]类似地，在半导体装置制造中，反应性气体用于在低压等离子体条件下从图案化晶片上蚀刻出通孔，以在装置晶片上产生导电路径。被蚀刻的材料在典型的蚀刻工艺压力和温度下是气态的。例如，四氟化碳气体和其他全氟化碳气体(PFC)(诸如，C2F6、SF6等)用于从装置晶片上蚀刻掉硅树脂。这种与硅的蚀刻反应的反应副产物是四氟化硅，其在典型的蚀刻工艺下是气体。蚀刻挥发性副产物与未消耗的四氟化碳一起形成这种半导体蚀刻工艺的典型废气。
[0003]CVD和蚀刻工艺两者的废气流都需要进行减排。一些现有的减排技术采用高温火焰使用甲烷与空气或氧气的燃烧来减排、破坏这些废化学品。其他减排技术使用电弧放电来进行这种减排。在半导体处理真空泵后安装的系统中，这两种技术都在一个大气压下使用。在CVD或蚀刻工艺两者中使用大量氮气(在每分钟30升至500升或更大的范围内)，以实现一些易燃废气的安全的一个大气(one atmospheric)气体流。因此，泵后减排系统中使用的能量的量消耗大量的能量以实现对于大多数废气可接受的破坏率效率(DRE)。为了环境保护，通常使用更高的能量来实现PFC减排的高DRE。
[0004]在半导体工艺系统的真空泵前对废气进行减排将是最理想的和优选的。这将省除添加大流速的氮气，从而将显著地减少针对CVD和蚀刻工艺两者的废气实现高DRE所需的能量。
[0005]一般而言，减排技术(无论它们是真空泵前还是真空泵后)的副产物包括永久性气体(诸如，氮气、氧气、氮氧化物、碳氧化物、无机酸气体(诸如，氢氟酸和氢氯酸)、水蒸气)和固体(诸如，二氧化硅、二氧化钛、氧化钨、碳和其他有机聚合物)的混合物。在真空泵后减排系统中，这些废副产物然后使用水洗涤器进行分离以去除酸气体和固体。然而，在真空泵前减排中，所有这些减排副产物最后都到真空泵中，从而导致泵维护成本高和泵故障。在半导体行业中通常不执行泵前CVD减排，这是由于将产生特别大量的固体，其可能会损坏泵，且因此使泵前CVD减排成为无法使用的技术。虽然存在用于在适中的颗粒产生的情况下对PFC进行减排的一两种可商购的泵前蚀刻减排系统，但它们产生的颗粒足以阻碍真空泵的性能，结果是需要昂贵的频繁维护。由于固体副产物的积聚所致，这些泵前减排系统也会从内部堵塞，且因此在半导体行业中的商业用途受限。

技术实现思路

[0006]因此，本公开描述了一种用于CVD和蚀刻工艺两者的新型泵前减排系统，其没有现有的泵前减排系统的所伴随的局限性。
[0007]在一个实施例中，一种半导体废物减排系统包括：泵，其具有泵入口和泵出口；减排设备，其具有减排室，所述减排室包括入口和出口，该入口适于与半导体废气源流体连通，并且该减排室被构造成对废气通电以电离废气并在输出处排出经电离的气体；以及过滤设备，其用以过滤经电离的废气中的颗粒。过滤设备包括过滤室、入口和出口。过滤室形成液体储器，并且过滤设备的入口与减排室的出口和液体储器流体连通。过滤设备的出口与泵入口连通，其中，半导体废气在被输入到泵之前被电离且然后被过滤。
[0008]在另一实施例中，减排设备被构造成将半导体废气电离成等离子体。例如，减排设备可被构造成产生电磁场以将半导体废气电离成等离子体。
[0009]在以上任一者中，过滤设备进一步包括馈送管，该馈送管具有在其中的文丘里限制件和用以将工艺气体或过滤液体汲取到过滤设备中的文丘里入口。例如，馈送管可包括穿孔馈送管。
[0010]在以上任一者中，过滤设备包括用于控制过滤液体流入和流出液体储器的过滤液体控制系统，且可选地，过滤液体控制系统被构造成将过滤液体维持在液体储器中的液体高度。
[0011]在一个实施例中，过滤液体控制系统包括用以将过滤液体泵送到液体储器中的泵。
[0012]在以上任一权利要求中，过滤室包括用以使室中的过滤流体旋转的旋转构件。
[0013]在另一实施例中，具有废气入口和出口的半导体废物减排设备包括具有外管的减排室，该减排室被构造成电离外管中的废气。外管具有入口，该入口形成或适于提供与半导体废物减排设备的废气入口的流体连通。减排室进一步具有内管，该内管与外管向内间隔开以在其之间限定空间并从废气入口向内间隔开，该内管具有内壁、入口和出口，其中内管的出口适于与半导体废物减排设备的出口流体连通。半导体废物减排设备还包括流体再循环回路，该流体再循环回路使流体从内管的出口循环到外管与内管之间的空间，其中，再循环的流体流到内管的入口以润湿内管的内壁，从而当使用半导体废物减排设备以对来自半导体处理室的废气进行减排时去除可沉积在内壁上的颗粒。
[0014]在一个实施例中，半导体废物减排设备进一步包括线圈，该线圈适于产生电磁场以将半导体废气电离成等离子体。例如，线圈包括多个环路，其中内管与所述多个环路中的最下面环路间隔开。
[0015]在以上任一者中，内管包括第一内管。半导体废物减排设备进一步包括与第一内管流体连通的第二内管，其中该第二内管具有入口并且形成或适于与半导体废物减排设备的出口流体连通。
[0016]在一种形式中，第二内管的入口被间隔在第一内管的出口下方，并且再循环回路使流体从第二内管的入口下方再循环并使再循环的流体在第一内管的入口下方流入第一内管与外管之间的空间中。
[0017]在以上任一者中，半导体废物减排设备进一步包括具有流体室的基部。外管延伸到基部中，并且第一内管从外管的流体室延伸到基部中的流体室中。
[0018]在以上任一者中，半导体废物减排设备可与流体过滤器组合，该流体过滤器具有与半导体废物减排设备的输出流体连通的输入。
[0019]在一个实施例中，流体过滤器可被构造成将补充(make up)流体提供给流体再循环回路。
附图说明
[0020]图1是用于半导体处理的工艺废物减排系统的示意图；
[0021]图1A是类似于图1的用于半导体处理的工艺废物减排系统的示意图，该工艺废物减排系统具有作为至减排系统的氢气和/或氧气源而提供的发生器；
[0022]图2是图1的工艺废物减排系统的泵前减排设备的局部部分正视图；
[0023]图3是图1的工艺废物减排系统的泵前减排设备以及流体过滤设备的一个实施例的局部部分正视图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于半导体处理系统的半导体废物减排系统，所述半导体处理系统具有半导体处理室，所述半导体废物减排系统包括：真空泵，所述真空泵具有泵入口和泵出口；减排设备，所述减排设备具有包括入口和出口的减排室，所述入口适于与来自所述半导体处理室的半导体废气源流体连通，并且所述减排室被构造成电离所述废气并在所述输出处排出经电离的气体；以及过滤设备，所述过滤设备包括过滤室、入口和出口，所述过滤室形成液体储器，并且所述过滤设备的所述入口与所述减排室的所述出口和所述液体储器流体连通，并且所述出口与所述真空泵入口连通，其中，所述过滤室处于真空下，并且其中，半导体废气在被输入到所述真空泵之前在所述减排室中被电离且然后由所述过滤设备过滤。2.根据权利要求1所述的半导体废物减排系统，其中，所述减排设备被构造成在真空下将所述半导体废气电离成等离子体或在所述减排设备处于真空下时使用高温卤钨灯热处理废气流。3.根据权利要求2所述的半导体废物减排系统，其中，所述减排设备被构造成产生电磁场以将所述半导体废气电离成所述等离子体。4.根据权利要求2所述的半导体废物减排系统，其中，所述过滤设备进一步包括馈送管，所述馈送管具有在其中的文丘里限制件和用以将所述工艺气体或所述过滤液体汲取到过所述滤设备中的文丘里入口，其中，所述过滤设备在真空下操作。5.根据权利要求4所述的半导体废物减排系统，其中，所述馈送管包括穿孔馈送管。6.根据权利要求4所述的半导体废物减排系统，其中，所述过滤设备包括用于控制所述过滤液体流入和流出所述液体储器的过滤液体控制系统，且可选地，所述过滤液体控制系统被构造成将所述过滤液体维持在所述液体储器中的液体高度。7.根据权利要求6所述的半导体废物减排系统，其中，所述过滤液体控制系统包括用以在真空下将过滤液体泵送到所述液体储器中的泵。8.根据权利要求4所述的半导体废物减排系统，其中，所述过滤室包括用以使所述过滤室中的所述过滤流体旋转的旋转构件，其中，所述过滤室在真空下操作。9.一种用于半导体处理系统的半导体废物减排设备，所述半导体处理系统具有半导体处理室和真空泵，半导体处理室具有废气出口，并且所述真空泵具有入口，所述半导体废物减排设备包括：减排室，所述减排室包括具有入口的外管，所述外管的所述入口适于与所述半导体处理室的所述废气出口流体连通，所述减排室进一步具有内管，所述内管从所述外管向内间隔开以在其之间限定空间并从废气入口向内间隔开，所述内管具有内壁、入口和出口，所述内管的所述出口适于与所述真空泵的所述入口流体连通，其中，所述减排室处于真空下；所述减排室被构造成电离所述外管中的所述废气；以及流体馈送回路，所述流体馈送回路使流体流到所述外管与所述内管之间的所述空间，其中，所述流体流到所述内管的所述入口以润湿所述内管的所述内壁，从而当使用所述半导体废物减排设备以对来自所述半导体处理室的废气进行减排时去除可沉积在所述内壁上的颗粒。10.根据权利要求9所述的半导体废物减排设备，其中，所述流体馈送回路被构造成使
流体从所述内管的所述出口再循环到所述外管与所述内管之间的所述空间。11.根据权利要求9所述的半导体废物减排设备，所述半导体废物减排设备进一步包括线圈，所述线圈适于产生电磁场以将所述半导体废气电离成等离子体。12.根据权利要求11所述的半导体废物减排设备，其中，所述线圈包括多个环路，所述内管与所述多个环路中的最下面环路间隔开。13.根据权利要求9所述的半导体废物减排设备，其中，所述内管包括第一内管，所述半导体废物减排设备进一步包括与第一内管流体连通的第二内管，所述第二内管具有入口并且形成或适于与所述半导体废物减排设备的所述出口流体连通。14.根据权利要求13所述的半导体废物减排设备，其中，所述第二内管的所述入口被间隔在所述第一内管的所述出口下方，并且所述流体馈送回路在真空下使流体从所述第二内管的所述入口下方再循环并使再循环的流体在所述第一内管的所述入口下方流入所述第一内管与所述外管之间的所述空间中。15.根据权利要求13所述的半导体废物减排设备，所述半导体废物减排设备进一步包括基部，所述基部具有流体室，所述外管延伸到所述基部中，并且所述第一内管从所述外管的所述流体室延伸到所述基部中的所述流体室中。16.根据权利要求13所述的半导体废物减排设备，所述半导体废物减排设备与流体过滤器组合，所述流体过滤器具有与所述半导体废物减排设备的所述输出流体连通的输入、以及用于与所述真空泵流体连通的输出，其中，所述流体过滤器处于真...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：爱德华兹真空泵有限责任公司，
类型：发明
国别省市：