CN106298421A - 用以消除来自离子注入工艺的自燃副产物的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本文公开的实施方式大体涉及等离子体消除工艺和装置。等离子体消除工艺从诸如注入腔室之类的处理腔室获得前级管道流出物，且使流出物与反应物反应。所述流出物包含自燃副产物。放置在前级管道路径之内的等离子体发生器可将流出物和反应物离子化以促进流出物与反应物之间的反应。在排出气流路径之内的条件下，离子化的物种反应以形成保持在气相的化合物。在另一实施方式中，离子化的物种可反应以形成从气相凝结的化合物。然后通过收集器将凝结的颗粒物质从流出物中去除。所述装置可包括注入腔室、等离子体发生器、一个或多个泵和洗涤器。
Description
技术领域
本公开内容的实施方式大体涉及半导体处理设备的消除。尤其是，本公开内容的实施方式涉及用于消除存在于半导体处理设备的流出物(effluent)中的自燃化合物(pyrophoric compound)的技术。
背景技术
由于法规要求和环境与安全考虑，在半导体制造工艺期间产生的流出物包含必须在处置之前消除或处理的许多化合物。在这些化合物中有存在于来自注入工艺的流出物中的自燃材料。然而，用于消除在半导体处理中使用的气体的当前的消除技术的设计并不适当。这些气体和颗粒物质(particulate matter)对人体健康和环境两者都是有害的，以及对诸如处理泵之类的半导体处理设备是有害的。
因此，在本领域中需要改进的消除方法和装置。
发明内容
本文公开的实施方式大体涉及等离子体消除工艺和装置。等离子体消除工艺从诸如注入腔室之类的处理腔室获得前级管道(foreline)流出物，且使流出物与反应物反应。所述流出物包含自燃副产物。放置在前级管道路径之内的等离子体发生器可将流出物和反应物离子化以促进流出物与反应物之间的反应。在排出气流路径(exhaust stream path)之内的条件下，离子化的物种(ionizedspecies)反应以形成保持在气相的化合物。在另一实施方式中，离子化的物种可反应以形成从气相凝结的化合物。然后通过收集器将凝结的颗粒物质从流出物中去除。所述装置可包括注入腔室、等离子体发生器、一个或多个泵和洗涤器。
在一个实施方式中，一种方法包括当流出物包含自燃材料时使所述流出物从处理腔室流动到等离子体发生器中。该方法进一步包括使反应物流动到等离子体发生器中并将反应物和自燃材料之一或多个离子化。在离子化之后，使自燃材料与反应物反应以产生气相流出物材料(gas phase effluent material)。将气相流出物材料消除。
在另一实施方式中，一种消除来自处理腔室的流出物的方法包括当流出物包含自燃材料时使流出物从处理腔室流动到等离子体发生器中。该方法进一步包括使反应物流动到等离子体发生器中并将反应物和自燃材料之一或多个离子化。在离子化之后，使自燃材料与反应物反应以产生凝结的颗粒物质。然后，收集凝结的颗粒物质。
在另一实施方式中，一种用于消除来自处理腔室的流出物的装置包括离子注入腔室。前级管道被耦接至离子注入腔室以排放来自离子注入腔室的流出物。该装置还包括用于产生离子化的前级管道之内的气体的等离子体发生器。真空源被耦接至前级管道且位于等离子体发生器的下游。洗涤器被流体地耦接至真空源。
附图说明
因此，以可详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可参考实施方式获得上文简要概述的本公开内容的更详细的描述，所述实施方式中的一些实施方式在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出本公开内容的典型实施方式且因此不应将附图视为对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的实施方式。
图1示出根据本公开内容的一个实施方式的基板处理***的示意图。
图2A是根据本公开内容的一个实施方式的等离子体发生器的剖面透视图。
图2B是根据本公开内容的一个实施方式的图2A的等离子体发生器的剖视图。
图2C是根据本公开内容的一个实施方式的图2A的等离子体发生器的金属防护件(metal shield)的放大视图。
图3是示出消除离开处理腔室的流出物的方法的一个实施方式的流程图。
图4示出根据本公开内容的另一实施方式的基板处理***的示意图。
图5是示出消除离开处理腔室的流出物的方法的另一实施方式的流程图。
为了便于理解，已尽可能使用相同的附图标记来标示各图所共有的相同部件。另外，一个实施方式的部件可有利地适用于本文所述的其他实施方式。
具体实施方式
本文公开的实施方式大体涉及等离子体消除工艺和装置。等离子体消除工艺从诸如注入腔室之类的处理腔室获得前级管道流出物，且当流出物包含自燃副产物时使所述流出物与反应物反应。放置在前级管道路径之内的等离子体发生器可将流出物和反应物离子化以促进流出物与反应物之间的反应。在排出气流路径之内的条件下，离子化的物种反应以形成保持在气相的化合物。在另一实施方式中，离子化的物种可反应以形成从气相凝结的化合物。然后通过收集器将凝结的颗粒物质从流出物中去除。所述装置可包括注入腔室、等离子体发生器、一个或多个泵和洗涤器。
图1示出根据本文公开的实施方式的处理***100的示意图。处理***100包括处理腔室101，所述处理腔室101通过消除***111耦接至洗涤器119。如图1中所示，前级管道102将处理腔室101与消除***111耦接。诸如涡轮分子泵(turbo molecular pump；TMP)之类的泵121可被流体地耦接至处理腔室101以促进从处理腔室101排出工艺气体至前级管道102中。处理腔室101可以是例如离子注入腔室，所述离子注入腔室诸如是带注入器(ribbonimplanter)、等离子体浸没离子注入器(plasma immersion ion implanter)、及类似物。示例性离子注入腔室可从Santa Clara,California的Applied Materials,Inc.(美国加利福尼亚州圣大克劳拉市的应用材料公司)获得。
前级管道102用作导管，所述导管将离开处理腔室101的流出物按路线运送到消除***111。可被利用的消除***111的一个实例是ZFP2TM消除***以及其他适当***，所述ZFP2TM消除***可从位于Santa Clara,California的Applied Materials,Inc.(美国加利福尼亚州圣大克劳拉市的应用材料公司)获得。如图所示，消除***111包括等离子体发生器104、反应物输送***106、前级管道注气(gas injection)成套工具108、控制器118、和真空源120。前级管道102把离开处理腔室101的流出物提供至等离子体发生器104。
等离子体发生器104可以是任何等离子体发生器，所述等离子体发生器耦接至前级管道102且适用于产生所述前级管道中的等离子体。例如，等离子体发生器104可以是远程等离子体发生器、在线等离子体发生器(in-line plasmagenerator)或其他适当等离子体发生器，所述等离子体发生器用于产生前级管道102之内的等离子体或为了将反应性物种引入到前级管道102中而最接近前级管道102。等离子体发生器104可以是例如电感耦合等离子体发生器、电容耦合等离子体发生器、直流等离子体发生器(direct current plasma generator)或微波等离子体发生器。等离子体发生器104可进一步是磁性增强等离子体发生器。在一个实施方式中，等离子体发生器104是如参考图2A至图2C所述的等离子体发生器。
前级管道注气成套工具108可被耦接至前级管道102，位于等离子体发生器104的上游或下游(图1中示为下游)，以促进气体的通过前级管道102的运动。前级管道注气成套工具108可以可控地提供诸如氮气(N2)、氩气(Ar)、或清洁干燥空气之类的前级管道气体至前级管道102中，以控制前级管道102之内的压力。前级管道注气成套工具108可包括前级管道气体源109，继之以压力调节器110，进一步接着是控制阀112，且甚至进一步继之以流量控制器件114。压力调节器110设定气体输送压力设定点。控制阀112开启气流和关闭气流。控制阀112可以是任何适当的控制阀，所述控制阀诸如是电磁阀(solenoid valve)、气动阀或类似物。流量控制器件114提供由压力调节器110的设定点规定的气体流率(flow rate)。流量控制器件114可以是任何适当的主动的(active)或被动的(passive)流量控制器件，所述流量控制器件诸如是固定节流孔(orifice)、质量流量控制器、针阀或类似器件。
在一些实施方式中，前级管道注气成套工具108可进一步包括压力计116。压力计116可被布置在压力调节器110与流量控制器件114之间。压力计116可用以测量位于流量控制器件114的上游的前级管道注气成套工具108中的压力。在压力计116处的测量压力可由诸如控制器118之类的控制器件利用，以通过控制压力调节器110来设定流量控制器件114的上游的压力。
反应物输送***106也可与前级管道102耦接。反应物输送***106输送一种或多种反应物至位于等离子体发生器104的上游的前级管道102。在替代实施方式中，反应物输送***106可直接耦接至等离子体发生器104，以便直接输送反应物至等离子体发生器104中。反应物输送***106可包括经由一个或多个阀耦接至前级管道102(或等离子体发生器104)的一个或多个反应物源105(示出一个反应物源)。例如，在一些实施方式中，阀方案可包括：二通控制阀103，所述二通控制阀103起到通/断开关的作用，所述通/断开关用于控制从反应物源105进入到前级管道102中的一种或多种反应物的流量；和流量控制器件107，所述流量控制器件107控制一种或多种反应物进入到前级管道102中的流率。流量控制器件107可被布置在前级管道102与控制阀103之间。控制阀103可以是任何适当的控制阀，所述控制阀诸如是电磁阀、气动阀或类似物。流量控制器件107可以是任何适当的主动的或被动的流量控制器件，所述流量控制器件诸如是固定节流孔、质量流量控制器、针阀或类似器件。
前级管道注气成套工具108可由控制器118控制以仅在来自反应物输送***106的反应物正在流动时输送气体，从而使得气体的使用率最小化。例如，如由反应物输送***106的控制阀103与前级管道注气成套工具108的控制阀112之间的虚线所示，控制阀112可响应于控制阀103被开启(或被关闭)而开启(或关闭)。在所述实施方式中，来自前级管道注气成套工具108的气体的流动和来自反应物输送***106的气体的流动可被链接(link)。另外，控制器118可被耦接至处理***100的各种部件以控制这些部件的操作。例如，控制器可根据本文公开的教导来监控和/或控制前级管道注气成套工具108、反应物输送***106、洗涤器119和/或等离子体发生器104。
前级管道102可被耦接至真空源120或其他适当的泵送装置。真空源120促进将来自处理腔室101的流出物泵送至适当的下游流出物处理设备，诸如促进将来自处理腔室101的流出物泵送至洗涤器119、焚化炉(未示出)或类似设备。在一个实例中，洗涤器119可以是碱性干式洗涤器或水洗涤器。在一些实施方式中，真空源120可以是预抽真空泵(backing pump)或低真空泵(roughing pump)，所述真空源诸如是干式机械泵或类似物。真空源120可具有可设定在所需水平下的可变泵送能力，例如用以促进前级管道102中的压力控制。
在处理***100的操作期间，含有不需要材料的流出物离开处理腔室101进入至前级管道102中。从处理腔室101排出进入到前级管道102中的流出物可包含不希望释放到大气中或可能损坏下游设备(诸如真空泵)的材料。例如，流出物可包含自燃材料，所述自燃材料是来自离子注入工艺的副产物。可使用本文公开的方法消除的流出物中存在的材料的实例包括P、B、As、PH3、BH3、AsH3和上述材料的衍生物以上各者之一或多个。
在传统消除***中，当流出气体(effluent gas)经过消除***时，流出气体的压力接近或达到大气压力。当流出气体达到大气压力时，一些自燃化合物在消除***的内部部件上凝结。例如，在大气压力下且在约280摄氏度的温度下，磷从流出物凝结到消除***的内部部件上。随着凝结物逐渐积聚，应将凝结物去除以促进消除***的高效操作。凝结物的去除可涉及把自燃凝结物暴露于空气中，此举可导致危险情况。
处理***100通过减少或防止自燃凝结物的形成来避免对于从消除***111去除凝结物的需要。特别地，消除***111使自燃副产物与反应物反应以产生气相流出物材料，所述流出物材料当所述流出物材料经过消除***111时保持为气相。在一个实例中，来源于自燃副产物的气相流出物材料在约760托的压力下且在约200摄氏度的温度下保持为气相。因此，气相流出物材料可被排放至洗涤器219而不在消除***111的内表面上凝结。通过将自燃副产物暴露于反应物气体中并将反应物气体和自燃副产物之一或多个离子化来促进自燃副产物至气相流出物材料的反应。
在处理***100中，来自处理腔室101的包含自燃副产物的流出物和来自反应物输送***106的反应物被输送至等离子体发生器104。从等离子体发生器104之内的反应物和/或流出物产生等离子体，从而激励反应物和/或流出物。在一些实施方式中，至少一些反应物和流出物被至少部分地解离。反应物的特性、反应物的流率、前级管道注气参数和等离子体产生条件可基于流出物中夹带的材料的成分来确定且可通过控制器118来控制。在等离子体发生器104是电感耦合等离子体发生器的实施方式中，解离可能需要若干千瓦的功率。流出物的自燃副产物和反应物的解离促进产物的形成，所述产物在消除***111中存在的条件下保持为气相。气相流出物材料可随后被排放至洗涤器119而不在消除***111之内凝结。
图2A是根据本公开内容的一个实施方式的等离子体发生器104的剖面透视图。等离子体发生器104包括主体225，所述主体225具有外壁226、内壁227、第一板228和第二板229。第一板228和第二板229是环状的，而外壁226和内壁227是圆柱形的。内壁227可以是中空电极，所述中空电极可被耦接至射频(radio frequency；RF)源(未示出)。外壁226可被接地。第一板228和第二板229可被同心地对准。第一板228包括外边缘230和内边缘231。第二板229包括外边缘232和内边缘233。外壁226包括第一端234和第二端235。内壁227包括第一端236和第二端237。
第一绝缘环238邻近于内壁227的第一端236而布置，且第二绝缘环239邻近于内壁227的第二端237而布置。绝缘环238、239可由绝缘陶瓷材料制成。第一板228的外边缘230可邻近于外壁226的第一端234而布置。第二板229的外边缘232可邻近于外壁226的第二端235而布置。在一个实施方式中，外壁226的端234、235分别与外边缘230、232接触。第一板228的内边缘231可邻近于第一绝缘环238，且第二板229的内边缘223可邻近于第二绝缘环239。等离子体区域240被界定在外壁226与内壁227之间，且被界定在第一板228与第二板229之间。电容耦合等离子体可形成在等离子体区域240中。
为了在操作期间保持内壁227冷却，可将冷却套管241耦接至内壁227。内壁227可具有面向外壁226的第一表面242和与第一表面相对的第二表面243。冷却套管241可具有形成在冷却套管241中的冷却通道244，且所述冷却通道244被耦接至冷却剂进口245和冷却剂出口246以便使诸如水之类的冷却剂流进和流出冷却套管241。
第一多个磁体247被布置在第一板228上。在一个实施方式中，第一多个磁体247可以是具有磁体阵列的磁电管(magnetron)且可具有环形形状。第二多个磁体248被布置在第二板229上。第二多个磁体248可以是具有磁体阵列的磁电管。第二多个磁体248可具有与第一多个磁体247相同的形状。磁体247、248可具有面向等离子体区域240的相反的极性。磁体247、248可以是诸如钕陶瓷磁体之类的稀土磁体。一个或多个注气口251、253可形成在等离子体发生器104内以引入气体至等离子体发生器104。
图2B是根据本公开内容的一个实施方式的等离子体发生器104的剖视图。在操作期间，内壁227由射频(RF)电源供电且外壁226被接地，根据施加功率的类型，射频或直流(direct current；DC)，或射频与直流之间的某些频率，在等离子体区域240中形成振荡或恒定电场“E”。双极直流和双极脉冲直流功率也可与形成两个相对电极的内壁和外壁一起用。磁体247、248产生基本上均匀的磁场“B”，所述磁场“B”大体上垂直于电场“E”。在此配置中，合力引起通常会遵循电场“E”的电流朝向第二端272弯曲(自纸张离开)，且此力通过将等离子体电子损失限制至接地壁来显著地增加等离子体密度。在施加的射频功率的情况下，此举将产生主要被导引离开接地壁的环形振荡电流。在施加的直流电力的情况下，此举会产生基本上被导引离开接地壁的恒定环形电流。
来自施加的电场的此散流效应被称为“霍尔效应(Hall effect)”。在等离子体区域240中形成的等离子体将流出物中的副产物的至少一部分解离，所述流出物从第一端270处的注气口253流入至第二端272处的注气口251。反应物也可被注入到等离子体区域240中以与被解离的流出物反应，从而形成气相流出物材料。在一个实施方式中，气相流出物材料在流出物***之内普遍的温度和压力下保持于气相。
第一金属防护件250可被布置成邻近于第一板228且在等离子体区域240内部。第二金属防护件252可被布置成邻近于第二板229且在等离子体区域240内部。第三金属防护件259可被布置成邻近于外壁226且在等离子体区域中。防护件250、252和259可以是可移动的、可替换的和/或可再次使用的，以便于等离子体发生器104的维护。第一金属防护件250和第二金属防护件252可具有类似配置。在一个实施方式中，第一金属防护件250和第二金属防护件252两者都具有环形形状。第一金属防护件250和第二金属防护件252各自包括一叠彼此隔离的金属板254a-254e。
图2C是根据本公开内容的一个实施方式的第一金属防护件250的放大视图。各板254a至254e都是环形的且包括内边缘256和外边缘258。金属板254a至254e可被涂布以通过阳极氧化处理(anodization)改变防护件表面发射率(emissivity)，从而提高耐化学性、辐射传热，和应力降低(stress reduction)。在一个实施方式中，金属板254a至254e涂有黑色氧化铝。金属板254a的内部264可由陶瓷材料制成，以用于防止电弧和尺寸稳定。金属板254a至254e的内边缘256通过绝缘垫圈260彼此分离，因此金属板254a至254e彼此电气隔离。绝缘垫圈260还将金属板254e与第一板228分离。所述一叠金属板254a至254e可通过一个或多个陶瓷棒或间隔件(未示出)固定就位。
在一个实施方式中，板254a的内边缘256与板254a的外边缘258之间的距离D1小于板254b的内边缘256与板254b的外边缘258之间的距离D2。距离D2小于板254c的内边缘256与板254c的外边缘258之间的距离D3。距离D3小于板254d的内边缘256与板254d的外边缘258之间的距离D4。距离D4小于板254e的内边缘256与板254e的外边缘258之间的距离D5。换句话说，内边缘256与外边缘258之间的距离与板的位置有关，例如，板相距等离子体区域284被布置得越远，内边缘256与外边缘258之间的距离越大。
金属板254a至254e之间的间隔可以是暗区(dark space)，所述暗区可使用沉积在板上的材料桥接，这会引起这些板彼此短路。为了防止此短路发生，在一个实施方式中，各金属板254a至254e包括台阶262，以便各金属板254a至254e的外边缘258与相邻板相隔开。所述台阶262使外边缘258与内边缘256呈非线性关系。各台阶262遮护形成在相邻金属板之间的内部部分264，以便减少在内部部分264上的材料沉积。
外壁226、内壁227以及防护件250、252和259可全部由金属制成。在一个实施方式中，金属可以是诸如316不锈钢之类的不锈钢。绝缘环238、239可由石英制成。在另一实施方式中，金属可以是铝，且绝缘环238、239可由氧化铝制成。内壁227可由阳极氧化铝(anodized aluminum)或喷涂铝(spray-coated aluminum)制成。
图3是示出消除离开处理腔室的流出物的方法365的一个实施方式的流程图。方法365从操作366开始。在操作366中，从诸如处理腔室101之类的处理腔室中排出包含自燃副产物的流出物至等离子体发生器中，所述等离子体发生器诸如是等离子体发生器104。诸如泵121之类的泵促进从处理腔室去除流出物。在操作367期间，反应物被引入至等离子体发生器中。选择性地，反应物可在被引入等离子体发生器中之前与流出物混合。
在操作368期间，从等离子体发生器之内的反应物和流出物产生等离子体。等离子体的产生将流出物和反应物之一或两者离子化。流出物和反应物的离子化促进离子化的物种之间的反应。当离子化的反应物和/或离子化的流出物离开等离子体发生器时，这些离子化的物种彼此反应以形成气相流出物材料。气相流出物材料是在处理期间的消除***中存在的条件下保持于气相的非自燃材料。气相流出物材料可随后离开消除***以用于进一步的处理，所述进一步的处理诸如是洗涤。
在代表性消除工艺中，将包含P、B、As、PH3、BF3、AsH3和上述各项的衍生物以上各者之一或多个的流出物从处理腔室排出。流出物流经TMP至前级管道中。将诸如在氩气的载气中的NF3之类的反应物从反应物输送***供应至前级管道。反应物和流出物流经前级管道至等离子体发生器，等离子体发生器在那里将流出物和反应物解离成为离子化的物种。对于200mm基板，可以以约10sccm至约20sccm的流率提供NF3以产生与流出物中的自燃副产物反应的氟离子。可以以足够促进等离子体产生的流率提供氩气。当离子化的物种离开等离子体发生器时，离子化的物种化合成为气相流出物材料，所述气相流出物材料例如是在位于消除***之内的温度/压力条件下保持于气相的流出产物。在一个实例中，气相流出物材料包含PF3、PF5、BF3、AsF3、F2、HF和N2之一或多个。气相流出物材料可进一步通过诸如低真空泵之类的真空源被排放，且随后被排放至洗涤器而不在消除***之内凝结。
图4示出根据本公开内容的另一实施方式的处理***400的示意图。处理***400类似于处理***100。然而，处理***400包括消除***411，所述消除***411包括收集器469。收集器469在等离子体发生器104与真空源120之间成一条线定位。收集器469可以是适合于从流出气流去除颗粒物质的网式过滤器、冷凝器或类似物。因此，与使自燃副产物反应成为在整个消除期间保持于气相的化合物的处理***100相反，处理***400使自燃副产物反应以产生流出物材料，所述流出物材料从气相中沉淀或凝结且被收集在收集器469中。因为产物被收集在收集器469中，所以产物不会在处理***400的不期望的位置处凝结。在一个实例中，反应物源105可以是水蒸气产生器。
图5是示出消除离开处理腔室的流出物的方法575的一个实施方式的流程图。方法575从操作576开始。在操作576中，从诸如处理腔室101之类的处理腔室中排出包含自燃副产物的流出物至等离子体发生器中，所述等离子体发生器诸如是等离子体发生器104。诸如TMP之类的泵121促进从处理腔室去除流出物。在操作577期间，反应物被引入至等离子体发生器中。选择性地，反应物可在被引入等离子体发生器中之前与流出物混合。在一个实例中，反应物是氧化剂。
在操作578期间，从等离子体发生器之内的反应物和流出物之一或多个产生等离子体。等离子体的产生促进流出物和反应物之一或两者的离子化。流出物和反应物的离子化促进离子化的物种之间(例如，流出物内的自燃副产物与反应物之间)的反应。当离子化的反应物和/或离子化的流出物离开等离子体发生器时，离子化的物种彼此反应以形成凝结的颗粒物质。凝结的颗粒物质是在消除***中存在的条件下处于固相的非自燃材料。在操作579中，凝结的颗粒物质被收集，例如被收集在收集器469中。凝结的颗粒物质的捕集(entrapment)促进来自消除***的凝结的颗粒物质的收集和去除。由于在操作578中的自燃副产物与反应物之间的反应，所以所得的凝结的颗粒物质是不自燃的，且因此，收集器的清洁比清洁收集的自燃副产物更加安全。在操作579中收集凝结的颗粒物质之后，剩余的流出气体可随后离开消除***以进一步的处理，所述进一步的处理诸如是洗涤。
在代表性消除工艺中，将包含P、B、As、PH3、BF3、AsH3和上述各项的衍生物以上各者之一或多个的流出物从处理腔室排出。流出物流经TMP至前级管道中。将诸如在氩气的载气中的O2之类的反应物从反应物输送***供应至前级管道。反应物和流出物流经前级管道至等离子体发生器，等离子体发生器在那里将流出物和反应物解离成为离子化的物种。对于200mm基板，可以以约10sccm至约30sccm的流率提供O2以产生与流出物中的自燃副产物反应的氧离子。可以以足够促进等离子体产生的流率提供氩气。当离子化的物种离开等离子体发生器时，离子化的物种反应(例如，燃烧)以形成凝结的颗粒物质。在一个实例中，凝结的颗粒物质包含P2O3、P2O5、B2O3和As2O5及其他物质这些颗粒物质中的一种或多种。凝结的颗粒物质随后被收集以从流出气体中去除凝结的颗粒物质。流出气体可随后通过诸如低真空泵之类的真空源被排放，且随后被排放至洗涤器。
先前描述的实施方式具有许多优点。例如，本文公开的技术能将流出气体中的自燃副产物转换成为更加良性的化学品，这些化学品能被更安全地处理。就工人短时间严重暴露于流出物和通过将自燃或有毒材料转换成为更加环境友好的和稳定的材料而言，等离子体消除工艺对于人类健康是有益的。等离子体消除工艺还通过从流出气流中去除颗粒和/或其他腐蚀性材料来保护诸如例如真空泵之类的半导体处理设备免于过度磨损和过早失效。此外，对真空前级管道执行消除技术增加了对工人和设备的额外安全性。如果设备在消除工艺期间发生泄漏，那么流出物相对于外部环境的低压防止了流出物从消除设备中漏出。另外，本文公开的许多消除反应物是低成本且多功能的。所有实施方式不必具有所有优点。
虽然前述内容是针对所公开的器件、方法和***的实施方式，但是可在不背离本公开的基本范围的情况下设计所公开的器件、方法和***的其他的实施方式和进一步的实施方式，且本公开的范围是由以下权利要求书所确定。
附图标记
标记 名称
100 处理***
101 处理腔室
102 前级管道
103 控制阀
104 等离子体发生器
105 反应物源
106 反应物输送***
107 流量控制器件
108 前级管道注气成套工具
109 前级管道气体源
110 压力调节器
111 消除***
112 控制阀
114 流量控制器件
116 压力计
118 控制器
119 洗涤器
120 真空源
121 泵
219 洗涤器
223 内边缘
225 主体
226 外壁
227 内壁
228 第一板
229 第二板
230 外边缘
231 内边缘
232 外边缘
233 内边缘
234 第一端
235 第二端
236 第一端
237 第二端
238 第一绝缘环
239 第二绝缘环
240 等离子体区域
241 冷却套管
242 第一表面
243 第二表面
244 冷却通道
245 冷却剂进口
246 冷却剂出口
247 磁体
248 磁体
250 第一金属防护件
251 注气口
252 第二金属防护件
253 注气口
254a 板
254b 板
254c 板
254d 板
254e 板
256 端
258 外边缘
259 防护件
260 绝缘垫圈
262 台阶
264 内部部分
270 第一端
272 第二端
284 等离子体区域
365 方法
366 操作
367 操作
368 操作
400 处理***
411 消除***
469 收集器
575 方法
576 操作
577 操作
578 操作
579 操作
Claims (20)
1.一种方法，所述方法包括：
使流出物从处理腔室流动到等离子体发生器中，其中所述流出物包含自燃材料；
使反应物流动到所述等离子体发生器中；
将所述反应物和所述自燃材料之一或多个离子化；
在所述离子化之后，使所述自燃材料与所述反应物反应以产生气相流出物材料；和
消除所述气相流出物材料。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述处理腔室包括离子注入腔室。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述自燃材料包含P、B、As、PH3、BF3和AsH3之一或多个。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述反应物包含NF3。
5.如权利要求4所述的方法，其中对于200mm基板，所述反应物具有在约10sccm至约20sccm的范围内的流率。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述反应在将所述自燃材料引入至低真空泵之前发生。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：将所述气相流出物材料引入至洗涤器。
8.一种消除来自处理腔室的流出物的方法，所述方法包括：
使流出物从处理腔室流动到等离子体发生器中，其中所述流出物包含自燃材料；
使反应物流动到所述等离子体发生器中；
将所述反应物和所述自燃材料之一或多个离子化；
在所述离子化之后，使所述自燃材料与所述反应物反应以产生凝结的颗粒物质；和
收集所述凝结的颗粒物质。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述反应物是氧化源。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述反应物包含氧气和水蒸气之一或多个。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述反应物是氧气，且其中对于200mm基板，所述反应物具有在约10sccm至约30sccm的范围内的流率。
12.如权利要求8所述的方法，其中所述自燃材料包含P、B、As、PH3、BF3和AsH3之一或多个。
13.如权利要求8所述的方法，其中所述处理腔室是离子注入腔室。
14.如权利要求8所述的方法，其中所述收集在将所述自燃材料引入至低真空泵之前发生。
15.一种用于消除来自处理腔室的流出物的装置，所述装置包括：
离子注入腔室；
前级管道，所述前级管道被耦接至所述离子注入腔室用以排放来自所述离子注入腔室的流出物；
等离子体发生器，所述等离子体发生器用于产生离子化的所述前级管道之内的气体；
真空源，所述真空源被耦接至所述前级管道且位于所述等离子体发生器的下游；和
洗涤器，所述洗涤器被流体地耦接至所述真空源。
16.如权利要求15所述的装置，所述装置进一步包括被耦接至所述前级管道的反应物源，所述反应物源包含氧化剂。
17.如权利要求15所述的装置，所述装置进一步包括被耦接至所述前级管道的反应物源，所述反应物源包含NF3。
18.如权利要求15所述的装置，所述装置进一步包括被定位于所述等离子体发生器的下游且被定位于所述真空源的上游的收集器。
19.如权利要求15所述的装置，其中所述等离子体发生器是电感耦合等离子体发生器。
20.如权利要求15所述的装置，所述装置进一步包括反应物源，所述反应物源被耦接至位于所述等离子体发生器上游的所述前级管道，其中所述反应物源是水蒸气产生器。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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