半导体制造设备及其运行方法技术

根据本发明专利技术提供一种半导体制造设备及其运行方法，所述半导体制造设备包括：执行非晶碳(Amorphous Carbon)沉积形成非晶碳膜(ACL)的ACL工序的工程腔室；从所述工程腔室排出在执行所述ACL工序的过程中在所述工程腔室产生的残留气体的真空泵；连通所述工程腔室和所述真空泵的腔室排气管；利用等离子体形成等离子体反应区域的等离子体反应器；及向所述等离子体反应器供应处理气体的气体供应器，所述残留气体从所述工程腔室排出并沿着所述腔室排气管流动形成废气，所述处理气体在所述等离子体反应区域被等离子体分解形成反应活性种，所述反应活性种在所述腔室排气管内与所述废气一起发生反应，所述处理气体为氧气(O2)或三氟化氮(NF3)。)。)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体制造设备及其运行方法


[0001]本专利技术涉及废气处理技术，更具体来讲涉及一种利用等离子体处理在半导体制造工序产生的废气的技术。

技术介绍

[0002]在工程腔室中利用多种工程气体在晶片上反复执行光刻、蚀刻、扩散及金属沉积等工序来制造半导体元件。完成半导体工序后，工程腔室内会存在残留气体，由于工程腔室内的残留气体含有有毒成分等有害成分，因此通过真空泵排出，并由洗涤器等废气处理装置净化。
[0003]ACL(Amorphous Carbon Layer，非晶碳膜)工序是半导体制造工序中非晶碳(Amorphous Carbon)沉积而形成非晶碳膜(ACL)的工序。执行ACL工序后在工程腔室产生的残留气体通过真空泵从工程腔室排出形成废气。ACL工序的废气包含氢化的非晶碳(a
‑
C:H)(hydrogenated Amorphous Carbon)和碳氢化合物(C
X
H
Y
)。ACL工序的废气中含有的氢化的非晶碳(a
‑
C:H)和碳氢化合物(C
X
H
Y
)在真空泵中沉积，成为降低真空泵性能和缩短真空泵的MTBF的原因。

技术实现思路

[0004]技术问题
[0005]本专利技术的目的在于提供一种去除ACL工序设备中沉积于真空泵形成膜的氢化的非晶碳(a
‑
C:H)及碳氢化合物(C
X
H
Y
)的半导体制造设备及其运行方法。
>[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种防止在ACL工序从工程腔室排出的氢化的非晶碳(a
‑
C:H)及碳氢化合物(C
X
H
Y
)流入真空泵的半导体制造设备及其运行方法。
[0007]技术方案
[0008]为了实现上述本专利技术的目的，根据本专利技术的一个方面提供一种半导体制造设备及其运行方法，所述半导体制造设备包括：执行非晶碳(Amorphous Carbon)沉积而形成非晶碳膜(ACL)的ACL工序的工程腔室；从所述工程腔室排出在执行所述ACL工序的过程中在所述工程腔室产生的残留气体的真空泵；连通所述工程腔室和所述真空泵的腔室排气管；利用等离子体形成等离子体反应区域的等离子体反应器；以及向所述等离子体反应器供应处理气体的气体供应器，所述残留气体从所述工程腔室排出并沿着所述腔室排气管流动形成废气，所述处理气体在所述等离子体反应区域被等离子体分解形成反应活性种，所述反应活性种供应至所述腔室排气管，所述处理气体为氧气(O2)或三氟化氮(NF3)。
[0009]技术效果
[0010]本专利技术能够实现前述记载的本专利技术的所有目的。具体来讲，供应至等离子体反应器的氧气在等离子体反应器的等离子体区域分解而生成加热的反应性氧气，生成的反应性氧气流入真空泵并与沉积到真空泵的氢化的非晶碳发生反应，从而去除沉积于真空泵的氢化的非晶碳。
[0011]并且，氢化的非晶碳(a
‑
C:H)在等离子体反应器的等离子体反应区域与通过等离子体反应附加供应的氧气发生反应，生成二氧化碳气体、一氧化碳气体及水蒸气，从而防止流入真空泵的气体中包含氢化的非晶碳(a
‑
C:H)。
[0012]并且，沉积于真空泵的碳氢化合物(C
X
H
Y
)通过与通过等离子体分解三氟化氮(NF3)生成的氟气(F2)发生反应被去除，从而能够防止真空泵的性能下降。
[0013]另外，包含于废气的碳氢化合物(C
X
H
Y
)与三氟化氮(NF3)一起在等离子体反应区域通过等离子体反应被分解，从而能够防止真空泵的性能下降。
附图说明
[0014]图1是示出根据本专利技术的一个实施例的半导体制造设备的简要构成的框图；
[0015]图2是图1中所示半导体制造设备的等离子体装置中等离子体反应器的纵剖面图；
[0016]图3是示出图2中所示磁芯的立体图；
[0017]图4是简要地示出用于图1中所示半导体制造设备的等离子体装置的点火系统的构成的示意图；
[0018]图5是简要地说明根据本专利技术的一个实施例的半导体制造设备的运行方法的流程图；
[0019]图6是示出根据图5中所示的半导体制造设备的运行方法的结果的曲线图，示出根据等离子体装置的工作状态的氢化的非晶碳的处理状态；
[0020]图7是示出根据图5中所示的半导体制造设备的运行方法的结果的曲线图，示出根据等离子体的有/无的氢化的非晶碳的处理状态；
[0021]图8是能够确认作为根据图5中所示的半导体制造设备的运行方法的结果，真空泵中氢化的非晶碳膜减少的状态的比较照片；
[0022]图9是示出图5中所示的半导体制造设备的运行方法中氧气供应流量和氢化的非晶碳的减少量之间的关系的曲线图；
[0023]图10是简要地说明根据本专利技术的另一实施例的半导体制造设备的运行方法的流程图；
[0024]图11是简要地说明根据图10中所示的半导体制造设备的运行方法在等离子体反应器中氢化的非晶碳(a
‑
C:H)被处理的状态的示意图；
[0025]图12是示出根据本专利技术的另一实施例的半导体制造设备的简要构成的框图；
[0026]图13是图12中所示的半导体制造设备的等离子体装置中等离子体反应器的纵剖面图。
具体实施方式
[0027]以下，参见附图详细说明本专利技术的实施例的构成及作用。
[0028]图1中以框图示出根据本专利技术的一个实施例的半导体制造设备的简要构成。参见图1，根据本专利技术的一个实施例的半导体制造设备100包括执行用于制造半导体元件的半导体制造工序的半导体制造装置101、从半导体制造装置101排出气体的排气装置103、处理通过排气装置103从半导体制造装置101排出的气体的废气处理装置106、利用等离子体处理氢化的非晶碳(a
‑
C:H)及碳氢化合物(C
X
H
Y
)的等离子体装置108。
[0029]半导体制造装置101具有进行利用多种工程气体的半导体制造工序的工程腔室102。工程腔室102包括在半导体制造设备
为了制造半导体而通常使用的所有形态的工程腔室。在工程腔室102产生的残留气体通过排气装置103向外部排出的过程中被废气处理装置106净化。本实施例中，以在工程腔室102执行通常的ACL(Amorphous Carbon Layer，非晶碳膜)工序进行说明。通常，ACL工序表示在半导体工序非晶碳(Amorphous Carbon)沉积而形成非晶碳膜(ACL)的工序。在执行ACL工序之后，在工程腔室102产生包含氢化的非晶碳(a
‑
C:H)(hydrogenated Amorphous Carbon)及碳氢化合物(C
X
H
Y
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体制造设备，包括：工程腔室，执行非晶碳(Amorphous Carbon)沉积形成非晶碳膜(ACL)的ACL工序；真空泵，从所述工程腔室排出在执行所述ACL工序的过程中在所述工程腔室产生的残留气体；腔室排气管，连通所述工程腔室和所述真空泵；等离子体反应器，利用等离子体形成等离子体反应区域；以及气体供应器，向所述等离子体反应器供应处理气体，所述残留气体从所述工程腔室排出并沿着所述腔室排气管流动形成废气，所述处理气体在所述等离子体反应区域被等离子体分解形成反应活性种，所述反应活性种供应至所述腔室排气管，所述处理气体为氧气(O2)或三氟化氮(NF3)。2.根据权利要求1所述的半导体制造设备，其中：所述处理气体为氧气，所述反应活性种包含激励的氧原子(O
*
)。3.根据权利要求2所述的半导体制造设备，其中：所述激励的氧原子(O
*
)流入所述真空泵，与沉积在所述真空泵的氢化的非晶碳发生反应来氧化所述氢化的非晶碳。4.根据权利要求3所述的半导体制造设备，其中：所述气体供应器调节供应至所述等离子体反应器的氧气的流量，使得沉积的所述氢化的非晶碳的厚度减少率具有最大值。5.根据权利要求2所述的半导体制造设备，其中：所述激励的氧原子(O
*
)通过连通所述等离子体反应器和所述腔室排气管的排出管供应至所述腔室排气管。6.根据权利要求2所述的半导体制造设备，其中：所述等离子体反应器设置在所述腔室排气管上，所述等离子体反应器在所述等离子体反应区域将包含于所述废气的氢化的非晶碳(a
‑
C:H)分解为激励的碳原子(C
*
)和激励的氢原子(H
*
)，所述激励的碳原子(C
*
)与所述激励的氧原子(O
*
)发生反应，在流入所述真空泵之前氧化为二氧化碳气体(CO2)或一氧化碳气体(CO)，所述激励的氢原子(H
*
)与所述激励的氧原子(O
*
)发生反应，在流入所述真空泵之前氧化为水蒸气(H2O)。7.根据权利要求1所述的半导体制造设备，其中：所述处理气体为三氟化氮，所述反应活性种包含激励的氟原子(F
*
)及氟气(F2)。8.根据权利要求7所述的半导体制造设备，其中：所述氟气(F2)流入所述真空泵，与沉积于所述真空泵的碳氢化合物(C
X
H
Y
)发生反应来生成四氟化碳(CF4)和氟酸(HF)。9.根据权利要求7所述的半导体制造设备，其中：所述激励的氟原子(F
*
)及氟气(F2)通过连通所述等离子体反应器和所述腔室排气管的
排出管供应至所述腔室排气管。10.根据权利要求7所述的半导体制造设备，其中：所述等离子体反应器设置在所述腔室排气管上，所述等离子体反应器在所述等离子体反应区域使所述三氟化氮和包含于所述废气的碳氢化合物(C
X
H
Y
)进行等离子体反应来生成四氟化碳(CF4)、氟酸(HF)、氨(NH3)及氰化氢(HCN)。11.根据权利要求1所述的半导体制造设备，其中：所述反应活性种通过连通所述等离子体反应器和所述腔室排气管的排出管供应至所述腔室排气管。12.根据权利要求1所述的半导体制造设备，其中：所述等离子体反...

【专利技术属性】
技术研发人员：裵辰镐，李宗泽，金旻材，
申请(专利权)人：LOT真空股份有限公司，
类型：发明
国别省市：