[发明专利]用于处理气流的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理气流的设备。本发明特别适用于处理从过程腔室排出的气流，过程腔室例如用于半导体、太阳能或平板显示器行业中。

背景技术

在半导体装置制造中的一个步骤是通过蒸气前体的化学反应在半导体基板上形成薄膜。用来在基板上淀积薄膜的一种已知的技术是化学气相淀积（CVD），其通常被等离子体增强。在这种技术中，过程气体被供应到过程腔室，过程腔室容纳基板，在过程腔室中，过程气体起反应以在基板表面上形成薄膜。供应到过程腔室以形成薄膜的气体示例包括（但不限于）：用来形成氮化硅膜的硅烷和氨；用来形成SiON膜的硅烷、氨和一氧化二氮；用来形成氧化硅膜的氧气和臭氧之一和TEOS；以及，用来形成氧化铝膜的Al(CH₃)₃和水蒸气。

从过程腔室排出的气体可以使用等离子体消除装置以高效率和相对较低的成本来处理。在等离子体消除过程中，待处理的气流被输送到热大气压力等离子体排放口（等离子体光焰），热大气压力等离子体排放口主要是热源。等离子体优选地由惰性气体诸如氮气形成，在光焰形成之后，过程气体被传递到光焰，因为这保护等离子体形成装置避免损坏。等离子体造成气流离解为反应物质，诸如自由基，然后反应物质与氧气或氢气物质（也被输送到等离子体光焰）组合以产生相对稳定的副产物。

反应腔室位于等离子体发生器下游。反应腔室的目的是为了提供距等离子体形成装置较远的反应空间，在反应空间中，从过程腔室排出的气体可以被等离子体处理并且与额外试剂气体诸如氧气或氢气起反应。反应腔室可以包括尺寸可为例如约30mm至50mm直径和90mm至150mm长度的管路。

在过程腔室中产生的有害气体，即未用的前体气体和反应副产物必须当它们从过程腔室排出时被处理。它们不是被储存且然后处理。因此，等离子体消除装置（有时被称作等离子体燃烧器或焰炬）必须在加工期间操作。如果由于无论何种原因，燃烧器停止工作或者其需要脱机以清洁或者维修，那么基板加工也必须停止。这显然是不合需要的，因为加工理想地持续运行全天24小时，一周七天。

因此，已知有一种备份等离子体燃烧器装置，这种备份等离子体燃烧器装置可能在主等离子体燃烧器损毁或由于任何原因脱机时被联机。但是，对于这种问题，这是一种很昂贵的解决方案，因为很昂贵的等离子体燃烧器在大部分时间保持不工作。

发明内容

根据本发明，提供一种用于处理过程气流的设备，包括：等离子体消除装置，其具有反应腔室、等离子体焰炬，等离子体焰炬用于生成等离子体流以喷射到腔室内用于处理所述过程气流；第一入口，其用于输送所述过程气流进入所述等离子体消除装置内以进行处理；以及，第二入口，其在设备的正常条件下与试剂源成流动连通用来将试剂输送到等离子体装置内以改进处理的效率并且其在设备的备份条件下与所述过程气流源成流动连通用来将气流输送到装置内以进行处理。

本发明还提供一种系统，其包括用来处理过程气流的设备，所述设备还包括：至少一个加工腔室；主要气体管，其用于将来自过程腔室的过程气流输送到等离子体消除装置的第一入口以进行处理；以及，试剂气体管，在设备正常条件下，其连接于试剂源与等离子体消除装置的第二入口之间以将试剂输送到装置内以改进处理效率；次要气体管，在设备的备份条件下，其连接于所述至少一个过程腔室之一与第二入口之间用于将过程气流输送到装置以进行处理；以及，控件，其在正常条件与备份条件之间进行选择性切换。

在附属权利要求中限定本发明的其它优选和/或可选方面。

附图说明

为了使发明更好地理解，现将参看附图来描述本发明的某些实施例，仅以举例说明的方式给出本发明的实施例，在附图中：

图1为处于处理设备的正常条件下的等离子体消除装置的示意图；

图2为处于处理设备的备份条件下的等离子体消除装置的示意图；

图3为加工系统的示意图，该加工系统包括处于正常条件的处理设备；

图4为加工系统的示意图，该加工系统包括处于备份条件的处理设备；

图5为处于处理设备的正常条件下的另一等离子体消除装置的示意图；

图6为处于处理设备的备份条件下的其它等离子体消除装置的示意图；

图7为加工系统的示意图，该加工系统包括处于正常条件的另一处理设备；

图8为加工系统的示意图，该加工系统包括处于备份条件的处理设备；

图9示出了等离子体消除装置的局部视图；以及