TW460971B - Plasma dry scrubber - Google Patents

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460971 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1) 電漿乾洗器 發明背景 1 .發明領域 本發明有關一種乾洗器，特別有關在半導體製程期間 利用電漿以物理及化學分解作用來淸洗所排放的氣體之一 種電漿乾洗器。 2 .相關技藝的描述 經由複數個程序來製造半導體元件。半導體製程中， 特別時常重覆一種擴散程序及一種蝕刻程序。完成該等程 序之後，經由一種排放系統將留在處理室中的氣體排放到 外界。但在譬如擴散程序、蝕刻程序或類似程序等半導體 製程所用的氣體中，仍存在譬如CF4、CHF3、C2F6 之類等有害氣體。因此，排放通過排放系統的氣體係需要 進行額外的淸潔程序，因此目前係採用乾洗器或濕洗器。 一種譬如根據熱分解或電漿分解等分解程序之氣體淸 洗器通常係用於乾洗目的，已知藉由根據電漿程序的氣體 淸洗係難以將有害氣體有效分解至容許濃度以下’原因如 下： 電漿程序係分成根據電漿產生構造之一種I CP (電 感耦合電漿）程序及一種C C P (電容耦合電漿）程序。 I C P程序具有由於構造特徵而無法保持磁場均勻性之缺 點，並且，若排放管徑增加則會降低氣體的分解能力。特 別在I C P程序中，位於處理室與真空泵之間由石英製成 -------— III —--裳---— — — — — 訂------線 (請先閱讀背面之注意事項rJW寫本頁) ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - A7 460971 ___B7 _ 五、發明說明（2) 的放電管若長期使用則會具有逐漸減小的厚度，因此部份 情形中，放電管可能因真空泵的壓力而受,。C C P程序 具有離子顆粒流入處理室導致生成顆粒之缺點。 (請先閱讀背面之注意事項Γ‘寫本頁) 發明槪論 因此，本發明之一目的係藉由提供能夠利用電漿在氣 體淸洗應用中均勻地產生電漿且能夠增加磁場強度以加強 氣體分解能力之一種電漿乾洗器來消除上述缺點。 本發明之另一目的係提供一種電漿乾洗器，其不會因 真空泵的壓力而受損。 爲了達成上述目的，根據本發明之一型態，在淸洗氣 體的電漿狀態中將所導入氣體進行分解之電漿乾洗器係包 含：一電漿產生器，其具有用於產生電漿之第一及第二天 線；一 R F產生器，其用於產生高頻的功率供應；及一阻 抗匹配單元，其連接於第一及第二電漿產生線圈與R F產 生器之間，以接收從R F產生器所產生的高頻功率供應且 隨後饋送至第一及第二天線以匹配阻抗。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電漿產生器包括：一殼體，此殼體具有一個氣體進入 埠以流入待淸洗氣體、一電漿產生室，其形成於氣體進入 埠與氣體排放埠之間、及第一及第二接收單元，其分別位 於上與下部上以接收第一及第二天線；以及第一及第二隔 離板，其安裝至第一及第二接收單元以隔離第一及第二天 線與電饌產生室。 一項較佳實施例中，第一及第二隔離板由陶瓷或石英 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 460971 A7 _ B7 五、發明說明（3) 所製成，第一及第二天線具有螺旋狀構造，第一及第二天 線以互相串聯或並聯狀作電性連接，而在相同或相反方向 產生磁場。 (請先閱讀背面之注意事項r>w寫本頁) 一項較佳實施例中，R F產生器係爲變頻式高頻產生 器，阻抗匹配單元包含複數個可變式電容器。 圖式簡單說明 現在參照圖式以範例描述本發明的較佳實施例，其中 圖1顯示根據本發明一項較佳實施例之電漿乾洗器的 外表之立體圖； 圖2顯示根據本發明一項較佳實施例之電漿乾洗器的 構造之電路圖； 圖3爲圖.1的電駿產生器之分解圖.； 圖4爲圖1的電漿產生器之剖視圖；及 圖5至圖8爲各以視覺顯示圖2的第一及第二天線所 產生之磁場的圖式。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要元件對照表 C 1 :可變式電容器 c 2 :可變式電容器 1 0 .處理室 1 5 :氣體進入管 2 0 :真空泵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 460971 A7 _B7 五、發明說明（4 ) 2 5 :氣體排出管 3 0 ·_電漿乾洗器 3 2 :電漿產生器 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 3 4 :阻抗匹配單元 3 6 : R F產生器 4 2 :第一天線 4 4 :第一框架 4 6 :第一隔離板 4 8 :第一 〇型環 5 2 :螺栓 6 0 :殼體 6 1 :第一接收單元 6 2 :第二接收單元 6 4 :氣體排出埠 6 5 :氣體進入埠 6 6 :槽 6 8 :電漿產生室 7 2 :螺栓 ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 0 :第二蓋 8 2 :第二天線 8 4 :第二框架 8 6 :第二隔離板 8 8 :第二〇型環 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 460971 B7 _ 五、發明說明（5) 較佳實施例的詳細描述 . 根據本發明之一種新的電漿乾洗器，分別安裝在電漿 產生器上部與下部處的第一及第二天線所產生之磁場係更 均勻地分佈在一個電漿產生室中，以均勻地達成電漿排放 。並且，非傳導性隔離板很厚而能夠承受來自真空泵的壓 力’該非傳導性隔離板係用於隔離第—及第二天線與電漿 產生室且由陶瓷或石英所製成。 圖1顯示根據本發明一項較佳實施例之電漿乾洗器的 外表之立體圖。圖2顯示根據本發明一項較佳實施例之電 漿乾洗器的構造之電路圖。 參照圖式，電漿乾洗器3 0主要包含：一個電漿產生 器3 2，一個阻抗匹配單元3 4 ;及一個RF產生器3 6 。電漿產生器3 2連接至一氣體進入管1 5，此氣體進入 管1 5連接至一處理室1 〇。電漿產生器3 2亦連接至一 氣體排出管2 5，此氣體排出管2 5連接至一真空泵2 0 。如下文詳述，電漿產生器3 2在上與下部處分別設有第 —及第二天線（未圖示）。第一及第二天線係爲經過阻抗 匹配單元3 4的RF產生器3 6 ，阻抗匹配單元3 4包括 用於阻抗匹配之兩個可變式電容器C 1及C 2 ，RF產生 器36包含一個變頻式高頻產生器。 將RF產生器3 6所產生的一高頻訊號經由阻抗匹配 單元3 4饋送至第一及第二天線。藉由第一及第二天線所 產生的磁場，將從氣體進入管1 5經由處理室1 〇流入電 漿產生器3 2之氣體進行分解。所分解的氣體經由氣體排 ---.--- - - ----裝----I--I 訂·!-線 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) ,ί 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - 4 6 0971 Α7 Β7 五、發明說明（6) 出管2 5排放至真空泵2 0。 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 現在參照圖3及圖4更淸楚地描述電漿產生器的構造 ，圖3爲圖1的電槳產生器之分解立體圖，而圖4爲圖1 的電發產生之剖視圖。 參照圖式’電發產生器3 2在上與下部處分別設有第 一及第二天線4 2及8 2，第一及第二天線4 2及8 2具 有螺旋狀構造。電漿產生器3 2的一個殻體6 0係配置於 氣體進入管1 5與氣體排出管2 5之間。此殼體6 0包含 :一氣體進入埠6 5，其可供待淸洗氣體流入；一氣體排 出埠6 4，其可供已淸洗氣體排放通過；一電漿產生室 6 8，其形成於氣體進入埠6 5與氣體排出埠6 4之間； 及第一及第二接收單元6 1及6 2，其分別位於上與下部 處以接收第一及第二天線4 2及8 2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一天線4 2安裝在第一接收單元6 1內部，以譬如 陶瓷或石英等非傳導性材料製成之一個第一隔離板4 6將 第一天線4 2與電漿產生室6 8隔離開來。第一隔離板 46與一第—框架4 4相接合、並由複數個螺栓5 2安裝 至第一接收單元6 1而在之間具有一第一 〇型環4 8。~ 第一蓋4 0藉由複數個螺栓5 0與第一接收單元6 1相接 合，經由第一接收單元6 1的一個槽6 6將第一天線4 2 連接至阻抗匹配單元3 4。 第二天線8 2安裝在第二接收單元6 2內部，以譬如 陶瓷或石英等非傳導性材料製成之一個第二隔離板8 6將 第二天線8 2與電漿產生室6 8隔離開來。第二隔離板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 460971 A7 _ B7___ 五、發明說明（7) 8 6與一第二框架8 4相接合、並由複數個螺栓7 2安裝 至第二接收單元6 2而在之間具有一第二〇型環8 8。一 第二蓋8 0藉由複數個螺栓7 0與第二接收單元6 2相接 合’經由第二接收單元6 2的一個槽6 7將第二天線8 2 連接至阻抗匹配單元3 4。 圖5至圖8各以視覺方式顯示圖2之第一及第二天線 所產生之磁場的圖式。 如圖5及圖6所示’第一及第二天線4 2及8 2的構 造可在相同方向產生磁場：使其呈現圖5的互相串聯狀電 性連接；及使其呈現圖6的互相並聯狀電性連接。利用此 方式，當第一及第二天線4 2及8 2在相同方向產生磁場 時，磁場強度比單一天線所產生的磁場增大兩倍。藉由增 加的磁場，而使通過電漿產生室6 8之氣體具有加強的分 解效果。 . . 如圖7及圖8所示，第一及第二天線4 2及8 2的構 造可在相反方向產生磁場：使其呈現圖7的互相串聯狀電 性連接；並使其呈現圖8的互相並聯狀電性連接。利用此 方式’當第一及第二天線4 2及8 2在相反方向產生磁場 時，電漿產生室6 8中形成的磁場幾乎以相同強度分佈。 因此使得通過電漿產生室6 8之氣體具有加強的分解效n 〇 利用此方式，可依需要改變第一及第二天線4 2及 8 2的連接方式，譬如，若第一天線4 2與第二天線8 2 之間具有大的間隙，則在相同方向產生磁場；而若第一天 ------) ΙΊ-----^ illl — 1— ^ 11111 — II ^ *'. . <請先閱讀背面之注意事項寫本頁) ,1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- d 6 〇9 71 A7 B7 五、發明說明（8) 線4 2與第二天線8 2之間具有小的間隙，則在相反方向 產生磁場，以.更加強化氣體分解的能力。 雖然上文已參照圖式描述根據本發明一項較佳實施例 之電漿乾洗器的構造與操作，此種描述僅爲示範性質。因 此熟悉本技藝者所瞭解的任何及所有的修改與變化均應視 爲位於本發明範圍內。 根據上文描述之本發明，可在乾洗器中均勻地產生電 漿並增加磁場強度，以加強氣體分解的能力。並且，以陶 瓷或石英製成且用於隔離第一及第二天線與電漿產生室之 非傳導性隔板係可能依需要改變厚度，所以即使長期使用 仍可防止電漿乾洗器因爲真空泵的壓力而受到任何損害。 » ^1 ^1 I» ^1 ^1 I ·1 ^1 «1 I n I n I ί <請先閱讀背面之注意事項v/私寫本頁) 訂.- --線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 11 ·

Claims (1)

1. 46 097!! ! D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 . 一種電漿乾洗器’其中在電漿狀態中將所導入的 氣體進行分解以淸洗該氣體’該電漿乾洗器包含： 一個電漿產生器，其用於產生該電漿，該電漿產生器 包含： 一一第一及第二天線，其用於產生該電漿； _一一個殼體’其具有一個氣體進入埠以供待淸洗氣 體流入；一個氣體排出璋以排出已淸洗氣體；一個電黎產 生室，其形成於該氣體進入埠與該氣體排出埠之間；及第 一及第二接收單元’其分別設置於上與下部處以接收該等 第一及第二天線；及 一-第一及第二隔離板，其安裝至第一及第二接收單 元以將該等第一及第二天線與該電漿產生室隔.離開來； 一個R F產生器，其用於產生一高頻功率供應；及 一個阻抗匹配單元，其連接於該等第一及第二電漿產 生線圈與該R F產生器之間，以接收該R F產生器所產生 的高頻功率供應、並饋送至該等第一及第二天線以匹配阻 抗。 2 .如申請專利範圍第1項之電漿乾洗器，其中該等 第一及第二隔離板由陶瓷或石英製成。 3 .如申請專利範圍第1項之電漿乾洗器，其中該等 第一及第二天線以串聯狀或並聯狀互相電性連接，以在相 同或相反方向產生磁場。 4 .如申請專利範圍第1項之電漿乾洗器，其中該等 第一及第二天線具有螺旋狀構造。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再)w本頁) -裝. -a 線 -12- A8 46 097 1 !8s D8 六、申請專利範圍 5 .如申請專利範圍第1項之電漿乾洗器，其中該 R F產生器係爲一種變頻式高頻產生器。 6 .如申請專利範圍第1項之電漿乾洗器，其中該阻 抗匹配單元包含複數個可變式電容器。 ^ 7 裝 訂 線 -：r * Γ- (請先聞讀背面之注意事項再一,本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X29?公釐） -13-