TW202224066A - 用於半導體製造設施的廢氣處理設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種用於半導體製造設施的廢氣處理設備，該廢氣處理設備包括：反應腔室，該反應腔室被配置為通過使用電感耦合電漿反應來處理廢氣；以及反應氣體注入單元，該反應氣體注入單元被配置為注入反應氣體，其中該反應腔室包括腔室主體，該腔室主體提供電漿反應空間，在該電漿反應空間中發生該電感耦合電漿反應，該腔室主體具有與該電漿反應空間連通的氣體入口及氣體出口，並且該廢氣通過該氣體入口引入該電漿反應空間內，並且該廢氣通過該氣體出口從該電漿反應空間排出，以及該反應氣體注入單元在該電漿反應空間的上游側外側通過該氣體入口向該電漿反應空間注入該反應氣體。

Description

用於半導體製造設施的廢氣處理設備

本發明涉及一種用於多個半導體製造設施的技術，更具體地，涉及用於通過使用電漿處理從處理腔室排出的廢氣的設備。

半導體器件是通過在處理腔室中對晶圓重複執行例如光刻、蝕刻、擴散及金屬沉積等多道工序製造而成。在半導體製造工序中，會使用各種處理氣體，並且在該工序完成後，該處理腔室中會存在殘留氣體。由於該處理腔室內的該殘留氣體含有多個有毒成分，因此，該殘留氣體由真空泵排出，並且由廢氣處理裝置淨化。由於多個廢氣在該真空泵內以100℃以上的高溫壓縮，該廢氣容易發生相變，因此，容易在該真空泵內形成多個固體副產物，並且積聚在該真空泵中，造成該真空泵故障。

為了防止由於該廢氣而導致的真空泵故障，近期開發及使用了一種在連接該處理腔室及該真空泵的導管中安裝電漿反應器的技術，該電漿反應器通過使用電感耦合電漿（ICP）來分解氣體(在韓國專利註冊號 10-1448449 中描述的配置)。將氧氣等反應氣體注入該電漿反應器的上游管道，以提高該電漿反應器中該廢氣的分解性能，然而，注入該氧氣的端口存在多個固體產生及生長在對面的壁部上的問題。

技術問題：

本發明的目的在於解決通過在使用電感耦合電漿對氣體進行減壓的電漿反應器的上游管中注入氧氣的上游導管的管壁表面上產生及生長多個固體。

技術解決方案：

根據本發明的一個方面，提供了一種用於半導體製造設施的廢氣處理設備，該廢氣處理設備包括：反應腔室，該反應腔室被配置為通過使用電感耦合電漿反應來處理廢氣；以及反應氣體注入單元，該反應氣體注入單元被配置為注入反應氣體，其中該反應腔室包括腔室主體，該腔室主體提供電漿反應空間，在該電漿反應空間中發生該電感耦合電漿反應，該腔室主體具有與該電漿反應空間連通的氣體入口及氣體出口，並且該廢氣通過該氣體入口引入該電漿反應空間內，並且該廢氣通過該氣體出口從該電漿反應空間排出，以及該反應氣體注入單元在該電漿反應空間的上游側外側通過該氣體入口向該電漿反應空間注入該反應氣體。

根據本發明的另一方面，提供了一種用於半導體製造設施的廢氣處理設備，該廢氣處理設備包括反應腔室以及一對氣體噴嘴，該反應腔室被配置為通過使用電感耦合電漿反應來處理廢氣，該對氣體噴嘴包括第一氣體噴嘴及第二氣體噴嘴，反應氣體通過該第一氣體噴嘴及該第二氣體噴嘴注入，其中該反應腔室包括：腔室主體，該腔室主體提供電漿反應空間，該電感耦合電漿反應在該腔室主體中發生；氣體入口導管部分，提供氣體入口通道，該廢氣通過該氣體入口通道引入該電漿反應空間中，並且該第一氣體噴嘴及該第二氣體噴嘴安裝在該氣體入口導管部分內，向該氣體入口通道注入該反應氣體，該第一氣體噴嘴向該第二氣體噴嘴注入該反應氣體噴嘴，該第二氣體噴嘴向該第一氣體噴嘴注入該反應氣體。

本發明的有益效果：

根據本發明，上述本發明的所有目的皆可以實現。具體地，由於氧氣被注入該電漿反應器的該電漿反應空間中，並且該鋯源氣體組分在高溫的該電漿反應空間中被熱分解，增強了與氧氣的反應性，從而解決了因不完全反應而導致的固體生長的問題。

在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的實施例的配置及操作。

第1圖是示意性示出了本發明的實施例的在半導體製造設備的廢氣處理裝置的配置的方塊圖。請參閱第1圖，半導體製造設施100包括執行半導體製造工序的半導體製造設備110、用於從該半導體製造設備110排出氣體的排氣設備120、以及用於處理通過該排氣設備120從該半導體製造設備110排出的該氣體的廢氣處理設備130。

該半導體製造設備110包括處理腔室112，在該處理腔室112中通過使用各種處理氣體來執行半導體製造工序。該處理腔室112包括半導體製造設備領域中的半導體製程常用的任何類型的處理腔室。在該處理腔室112中產生的殘餘氣體由該廢氣處理設備130淨化，而該殘餘氣體由該排氣設備120排放到外部。

該排氣裝置120排出該處理腔室112中產生的該殘留氣體，該排氣裝置120包括真空泵122、將該處理腔室112連接到該真空泵122的腔室排氣管124以及從該真空泵122向下游延伸的泵排氣管126。

該真空泵122通過將該處理腔室112連接到該真空泵122的該腔室排氣管124在該處理腔室112的側部形成負壓，以排出該處理腔室112的該殘留氣體，並且由於該真空泵122包括在半導體製造設備領域中常用的真空泵的配置，將省略該真空泵的詳細描述。

該腔室排氣管124將該處理腔室112的排氣端口連接到該處理腔室112與該真空泵122之間的該真空泵122的入口。該處理腔室112的該殘餘氣體作為廢氣通過該真空泵122產生的該負壓通過該腔室排出排氣管124排出。

該泵排氣管126從該真空泵122向下游延伸，該泵排氣管126與該真空泵122的排出端口連接，使得從該真空泵122排出的該廢氣流動。

該廢氣處理設備130通過該廢氣設備120處理及淨化從該半導體製造設備110排出的該氣體，該廢氣處理設備130包括洗滌器140、電漿反應器150、氣體供應單元180及收集器190。該洗滌器140用於處理從該真空泵122排出的該廢氣，該電漿反應器150用於使用電漿處理從該處理腔室112排出的該廢氣，該氣體供應單元180用於向該電漿反應器150提供反應氣體，以及該收集器190用於收集從該電漿反應器150排出的該廢氣中含有的粉末。

該洗滌器140連接在該泵排氣管126的下游端，以處理從該真空泵122排出的該廢氣。該洗滌器140包括半導體製造設備技術領域中常用來處理該廢氣的所有類型的洗滌器。

該電漿反應器150安裝在該腔室排氣管124上，以利用電漿分解及處理從該處理腔室112排出的該廢氣。在第2圖至第4圖中，該電漿反應器150以立體圖、縱向剖面圖及多個平面圖示出。該電漿反應器150包括反應腔室160、鐵氧體磁芯170、第一氣體注入噴嘴180b及第二氣體注入噴嘴180a。該鐵氧體磁芯170圍繞反應腔室160設置，該第一氣體注入噴嘴180b及該第二氣體注入噴嘴180a用於將反應氣體注入該反應腔室160。在本實施例中，該電漿反應器150是電感耦合電漿反應器，該電感耦合電漿反應器通過使用電感耦合電漿來處理沿著該腔室排氣管(第1圖中的124)流動的該廢氣。儘管未示出，該電漿反應器150通過由電源(未示出)供應適合於纏繞在該鐵氧體磁芯170周圍的天線線圈的交流電(AC)來運作。

該反應腔室160是大致呈環形的腔室，並且該反應腔室160包括電漿反應空間163、氣體入口通道164a及氣體排出通道164b，待處理的氣體在該電漿反應空間163中發生電漿反應、該氣體入口通道164a與該電漿反應空間163連通，而流入該反應空間163的廢氣流動通過該氣體排出通道164b，以及與電漿反應空間163連通，而從該電漿反應空間163排出的該廢氣流動通過該氣體入口通道164a。

該反應腔室160包括腔室主體161、氣體入口導管部分162a、氣體排放管部分162b，電漿反應空間163形成在該腔室主體161中、該氣體入口導管部分162a延伸自該腔室主體161並且該氣體入口通道164a形成在該氣體入口導管部分162a中，以及該氣體排放管部分162b延伸自該腔室主體160並且該氣體排放通道164b形成在該腔室主體161中。

該腔室主體161形成該電漿反應空間163，該待處理氣體在該電漿反應空間163中發生電漿反應。儘管未示出，用於初始電漿點火的點火器安裝在該腔室主體161中，該腔室主體161包括第一基部161a、第二基部161b、第一連接導管部分166及第二連接導管169，該第二基部161b與第一基部161a相互間隔，該第一連接導管部分166及該第二連接導管169用於連接該第一基部161a及該第二基部161b。

該第一基部161a內設有第一內部空間1611a，並且該第一基部161a具有一氣體入口1612a，該第一內部空間1611a通過該氣體入口1612a與該氣體入口通道164a連通。該第一基部161a位於該第二基部161b的上方，並且該氣體入口導管部分162a與該第一基部161a的上部分連接，該第一連接導管部分166及該第二連接導管部分169連接到該第一基部161a的兩個下側。

該第二基部161b內設有第二內部空間1611b，並且該第二基部161b具有氣體出口1612b，該第二內部空間1611b通過該氣體出口1612b與該氣體排出通道164b連通。該第二基部161b位於該第一基部161a的下方，並且該氣體排放導管部分162b與該第二基部161b的下部連接。該第一連接導管部分166及該第二連接導管部分169連接到該第二基部161b的兩個上側。

該第一連接導管部分166及該第二連接導管部分169平行佈置，以使位於該第二基部161b上方的該第一基部161a連接位於該第一基部161a下方的該第二基部161b。該第一連接導管部分166在該第一基部161a與該第二基部161b之間垂直延伸，第一連接通道165形成在該第一連接導管部分166的內部，形成在該第一基部161a內部的該第一內部空間1611a及形成在該第二基部161b內部的該第二內部空間1611b通過該第一連接通道165彼此連通。該第二連接導管部分169在該第一基部161a與該第二基部161b之間沿著豎直方向延伸。該第二連接導管部分169的內部形成有第二連接通道167。該第一基部161a的內部形成的該第一內部空間1611a與該第二基部161b的內部形成的該第二內部空間1611b通過該第二連接通道167彼此連通，該第一連接導管部分166及第二連接導管部分169設置為彼此間隔開，使得該第一連接導管部分166與該第二連接導管部分169之間形成凹槽169a。

該第一內部空間1611a、該第二內部空間1611b、該第一連接通道165及該第二連接通道167在該腔室主體161中彼此連接，形成電漿反應空間163。即在本實施例中，該電漿反應空間163形成在分別垂直設置的該氣體入口通道164a與該氣體排出通道164b之間，使得該第一連接通道165與該第二連接通道167彼此分離並且平行設置，該第一連接通道165的該上游端及該第二連接通道167的該上游端通過該第一內部空間1611a彼此連通，並且該第一連接通道165的該下游端及該第二連接通道167的該下游端通過該第二內部空間1611b彼此連通。如第3圖的一虛線所示，在電漿反應空間163中沿著環形放電迴路R產生電漿。本發明不限於該多個圖式中所示的該腔室主體161的該結構，該腔室主體161可以是任何能夠在其內部形成環形電漿反應空間163的結構，這也涵蓋在本發明的範圍內。該腔室主體161較佳地以將形成在該腔室主體161內部的該環狀電漿反應空間163豎立的方式設置。通過該氣體入口1612a引入該電漿反應空間163的該廢氣分流並分別流經該第一連接通道165及該第二連接通道167，然後通過該氣體出口1612b從電漿反應空間163排放。

該氣體入口導管部分162a形成為從該第一基部161a的該上部分向上延伸。氣體入口通道164a形成在該氣體入口導管部分162a中，並且沿著該垂直方向延伸。該氣體入口通道164a通過該氣體入口1612a與該第一內部空間1611a連通。該氣體入口通道164a的中心軸線X作為該氣體入口導管部分162a的該中心軸線通過該第一連接通道165與該第二連接通道167之間。第一氣體噴嘴180b及第二氣體噴嘴180a安裝在該氣體入口導管部分162a中，從該第一氣體注入噴嘴180b及該第二氣體注入噴嘴180a注入的廢氣及氧氣通過該氣體入口通道164a被引入該電漿反應空間163。

該氣體排放導管部分162b形成為從該第二基部161b的該下部向下延伸，氣體排放通道164b形成在該氣體排放管部分162b的內部，並且沿著該垂直方向延伸。該氣體排出通道164b通過該氣體出口1612b與該第二內部空間1611b連通。該電漿反應空間163的該氣體通過該氣體排放通道164b排放到外部。該氣體排放管部分162b設置在與該氣體入口導管部分162a相同的軸線上。通過該氣體排放通道164b從電漿反應器150排放的該廢氣被引入該收集器190。

該鐵氧體磁芯170設置為圍繞該反應腔室160，該鐵氧體磁芯170包括邊緣壁部171及分隔壁部175，該分隔壁部175位於該邊緣壁部171內部，該鐵氧體磁芯170設置為圍繞形成在反應腔室160中的該電漿反應空間163的一部分，該邊緣壁部171沿著該圓周方向延伸，以形成一實質上矩形的形狀。該第一連接導管部分166及該第二連接導管部分169穿過該邊緣壁部171的該內部區域。該分隔壁部175從該邊緣壁部171的該內部區域以一直線延伸，以連接兩個相對的壁部。該邊緣壁部171穿過形成在該兩個連接導管部分166及169之間的該凹槽169a。因此，該第一連接導管部分166及該第二連接導管部分169中的每一個在該圓周方向上被該鐵氧體磁心170包圍。儘管未示出，天線線圈圍繞該鐵氧體磁芯170纏繞，並且向天線線圈供應合適的交流電(AC)電力。

該第一氣體注入噴嘴180b及該第二氣體注入噴嘴180a安裝在該氣體入口導管部分162a中，並且向形成在該反應腔室160的內部的該電漿反應空間163注入氧氣O ₂(該氧氣是從該氣體供應單元180供應的反應氣體)。為此，在該第一氣體注入噴嘴180b及該第二氣體注入噴嘴180a的每一個中形成氣體注入端口，氣體通過該氣體注入端口注入。通過該第一氣體注入噴嘴180b及該第二氣體注入噴嘴180a注入的氧氣增強了該電漿反應空間163中的該廢氣的該分解性能。該第一氣體注入噴嘴180b及該第二氣體注入噴嘴180a形成本發明的反應氣體注入單元。

該第一氣體注入噴嘴180b設置在該氣體入口導管部分162a的該周向上的該第二連接導管部分169的該側部，將從該氣體供給部180供應的該氧氣向該第一連接通道165注入。因此，從該第一氣體注入噴嘴180b注入的該氧氣從該氣體入口通道164a中的該第二連接通道167的該上部分朝向該第一連接通道165沿著傾斜向下的方向流動，並且該氣體通過氣體入口1612a然後流入該第一連接通道165，如該點虛線的箭頭所示。

該第二氣體注入噴嘴180a設置在該氣體入口導管部分162a的該圓周方向上的該第一連接導管部分166的該側部，將從該氣體供應單元180供給的該氧氣向該第二連接通道167注入。因此，從該第二氣體注入噴嘴180a注入的該氧氣從該氣體入口通道164a中的該第一連接通道165的該上部分朝向該第二連接通道167以向下傾斜的方向流動，並通過該氣體入口1612a流入該第二連接通道167，如點虛線的箭頭所示。

該氣體供應單元180儲存該氧氣作為通過該第一氣體噴嘴180b及該第二氣體噴嘴180a注入的反應氣體，並且通過該氣體供應管185將該氧氣供應到該第一氣體噴嘴180b及該第二氣體噴嘴180a。

該收集器190收集從該電漿反應器150排出的該廢氣中含有的粉末，該收集器190包括半導體製造設備領域中常用的所有類型的收集器，以收集廢氣中含有的粉末。該收集器190設置在該腔室排氣管124上的該電漿反應器150的下方，以收集通過該反應腔室160的該氣體排放管部分162b排放的該廢氣中含有的粉末。

本發明的特有的配置在於該第一氣體噴嘴180b及該第二氣體噴嘴180a將作為反應性氣體的該氧氣注入到形成在該反應腔室160內的該電漿反應空間163。在下文中，將根據本發明的該特有的配置來描述該運作。

當將該氧氣簡單地注入該管道時，如第5圖所示，在與該注入端口相對的該導管的該內壁面上產生並生長的多個固體。本發明的發明人分析了被注入該導管內的該氧氣的流動，以確定產生這種固體的原因，結果如第6圖～第8圖所示，在與氧氣注入端口相對的該導管的該內壁面產生富氧區域，形成容易局部產生粉末的環境。此外，本發明的發明人發現當將該氧氣簡單地注入該導管中時，在與該注入端口相對的該導管的該內壁表面上產生並生長的多個固體是在該半導體製造過程中用於形成氧化鋯薄膜的前驅物的鋯源氣體組分（例如：CpZr(NMe ₂) ₃）與氧氣反應以生成氧化鋯 (ZrO ₂)時由不完全反應所形成的具有高的氮含量的多個不完全反應產物，而該不完全反應的原因在於在低於熱解溫度（200~250℃）的溫度下反應沒有發生完全氧化。在本發明中，氧氣被注入到該電漿反應空間163中，並且該鋯源氣體組分及氧氣在該高溫的電漿反應空間163中反應以生成氧化鋯。由於該鋯源氣體組分在該高溫的電漿反應空間163內進行熱分解，與氧氣的反應性增強，從而解決了由於不完全反應所導致的生長多個固體的問題。下面的反應方程式表示在該電漿反應空間163中的該鋯源氣體組分的該分解及置換反應。 [反應式] 鋯源(CpZr(NMe ₂) ₃) + 電漿 + O ₂+ Or。 ₂(S) + NO(g)/NO ₂(g) + CO(g)/CO ₂(g) + H ₂O(g) + C _xH _y(g)

在該電漿反應空間163中產生的氧化鋯(ZrO ₂)呈現高純度且穩定的細小的粉末形式，並且被收集在設置在電漿反應器150下方的收集器190中。

第9圖及第10圖以縱向剖面圖及平面圖的形式示出了根據本發明的另一實施例的電漿反應器。請參照第9圖及第10圖，該電漿反應器250包括反應腔室160、圍繞該反應腔室160設置的鐵氧體磁芯170、以及用於將反應氣體注入該反應腔室160的第一氣體噴嘴280b及第二氣體噴嘴280a。除了該第一氣體注入噴嘴280b及該第二氣體注入噴嘴280a的該配置之外，該電漿反應器250的其餘配置與第2圖至第4圖所示的該電漿反應器150相同，並因此省略其詳細說明，僅詳細說明該第一氣體噴嘴280b及該第二氣體噴嘴280a的配置及運作。

該第一氣體注入噴嘴280b及該第二氣體注入噴嘴280a安裝在氣體入口導管部分162a中，使得例如氧氣(O ₂)的反應性氣體被引入到形成在該氣體入口導管部分162a內的該氣體入口通道164a中，通過該第一氣體注入噴嘴280b及該第二氣體注入噴嘴280a的該反應氣體與待處理的廢氣一起通過該氣體入口通道164a引入該電漿反應空間163中，使得該廢氣的分解性能在該電漿反應空間163被增強。該第一氣體噴嘴280b及該第二氣體噴嘴280a形成根據本發明的一對氣體噴嘴。因此，根據本發明，形成在該第一氣體注入噴嘴280b中的第一氣體注入端口及形成在該第二氣體注入噴嘴280a中的第二氣體注入端口形成一對氣體注入端口。在本實施例中，該第一氣體噴嘴280b及該第二氣體噴嘴280a位於相對於該氣體入口通道164a的該中心軸線X彼此對稱的一點上，並且彼此相對設置在該氣體入口導管部分162a的外周。

該第一氣體注入噴嘴280b安裝在該氣體入口導管部分162a中，以將例如氧氣的反應氣體朝向該氣體入口通道164a的中心注入，如箭頭所示。該第一氣體噴嘴280b的該氣體注入方向朝向與該第一氣體噴嘴280b相對的該第二氣體噴嘴280a。

該第二氣體注入噴嘴280a安裝在該氣體入口導管部分162a中，以將例如氧氣的反應氣體朝著該氣體入口通道164a的該中心注入，如箭頭所示。該第二氣體噴嘴280a的氣該體注入方向朝向與該第二氣體噴嘴280a相對的該第一氣體噴嘴280b。

從該第一氣體注入噴嘴280b注入的該氧氣及從該第二氣體注入噴嘴280a注入的該氧氣在該氣體入口通道164a的該中心碰撞。因此，與該氣體入口導管部分162a的該內壁表面直接接觸的該氧氣被最小化，以防止多個固體的產生。

在本實施例中，描述了該第一氣體注入噴嘴280b朝著該第二注入噴嘴280a注入氧氣，並且該第二注入噴嘴280a朝著該第一氣體注入噴嘴280b注入該氧氣。或者，將兩個氣體噴嘴280b及280a佈置成各種形狀，使得該第一氣體噴嘴280b的該氣體注入方向及該第二氣體噴嘴280a的該氣體注入方向相交，從而獲得相同的效果，這也涵蓋在本發明的範圍內。

在本實施例中，以一對注氣嘴為例進行說明，但除此之外，也可以有兩對或多對如此排列的氣體注入噴嘴，這也涵蓋在本發明的範圍內。

第11圖是根據本發明另一實施例的電漿反應器的平面圖，請參照第11圖，電漿反應器350包括反應腔室160、圍繞該反應腔室160設置的鐵氧體磁芯170、以及用於將反應氣體注入該反應腔室160的該內部的氣體注入單元。除了該氣體注入單元之外，該電漿反應器350的其餘配置與第9圖至第10圖所示的該電漿反應器250相同，並因此省略其詳細說明，僅詳細說明該氣體注入部的該配置及運作。

在第11圖所示的該實施例中，該氣體注入單元包括從該外部圍繞該氣體入口導管部分162a的環形氣流管390，以及形成在該氣體入口導管部分中的多個氣體注入端口380a、380b、381a、381b、382a及382b。

該氣體流動導管390是從該外側以環狀形狀圍繞該氣體入口導管部分162a的導管，並且在該氣體流動導管390的內部形成有該反應氣體沿著該氣體入口導管部分162a的該圓周方向流動的通道。氣體供應導管395與該氣體流動導管390連接，該反應氣體通過該氣體供應導管395從外部供應到該氣體流動管390內，在該氣體流動管390中流動的該反應氣體過形成在該氣體入口導管部分162a中的該多個氣體注入端口380a、380b、381a、381b、382a及382b注入到該氣體入口通道164a。

該多個氣體注入端口380a、380b、381a、381b、382a及382b形成在該氣體入口導管部分162a中，該多個氣體注入端口380a、380b、381a、381b、382a、382b分別與該氣體流通管390連通。在本實施例中，說明多個氣體注入端口380a、380b、381a、 381b、382a及382b沿著該氣體入口導管部分162a的該圓周方向以多個相等的間隔設置。通過該多個氣體注入端口380a、380b、381a、381b、382a及382b中的每一個將該氣體流動管390中流動的該反應氣體注入該氣體入口通道164a中，在該多個氣體注入端口380a、380b、381a、381b、382a及382b中，彼此相對設置的兩個氣體注入端口380a及380b形成一對第一氣體注入端口，而另外兩個彼此相對設置的氣體注入端口381a及381b形成一對第一氣體注入端口，並且另外兩個彼此相對設置的氣體注入端口382a、382b形成一對第三氣體注入端口，每一對氣體注入端口注入氣體的該方向與第9圖及第10圖所示的一對氣體注入噴嘴的該方向相同。

在本實施例中描述了三對氣體注入端口，但除此之外，多個氣體注入端口對的數目也可以是兩對或更少，也可以是四對或更多，這也涵蓋在本發明的範圍內。

儘管已經通過上述實施例對本發明進行描述，但本發明不限於此。在不脫離本發明的精神及範圍的情況下，上述多個實施例可以有各種修改及變化，本發明所屬領域之通常知識者可以理解該多個修改及變化同樣屬於本發明。

100:半導體製造設施 110:半導體製造設備 112:處理腔室 120:排氣設備 122:真空泵 124:腔室排氣管 126:泵排氣管 130:廢氣處理設備 140:洗滌器 150:電漿反應器 160:反應腔室 161:腔室主體 161a:第一基部 1611a:第一內部空間 1611b:第二內部空間 1612a:氣體入口 1612b:氣體出口 161b:第二基部 162a:氣體入口導管部分 162b:氣體排放導管部分 163:電漿反應空間 164a:氣體入口通道 164b:氣體排出通道 165:第一連接通道 166:第一連接導管部分 167:第二連接通道 169:第二連接導管 169a:凹槽 170:鐵氧體磁芯 171:邊緣壁部 175:分隔壁部 180:氣體供應單元 180a:第二氣體注入噴嘴 180b:第一氣體注入噴嘴 185:氣體供應管 190:收集器 250:電漿反應器 280b:第一氣體注入噴嘴 280a:第二氣體注入噴嘴 350:電漿反應器 380a、380b、381a、381b、382a及382b:氣體注入端口 390:氣體流動導管 395:氣體供應導管 A-A':直線

第1圖是示意性示出了本發明的一實施例的在半導體製造設備的廢氣處理裝置的配置的方塊圖。 第2圖是第1圖所示的該廢氣處理設備中設有的電漿反應器的立體圖； 第3圖是第2圖所示的該電漿反應器沿著第2圖的直線A-A'截取的縱向剖面圖； 第4圖是第2圖所示的該電漿反應器的平面圖； 第5圖示出了當簡易地向該導管內注入氧氣時，在相對於注入端口的導管的內壁表面上產生並生長的多個固體的照片； 第6圖至第8圖示出了用於描述第5圖所示的該多個固體的生長的氧氣流動分析的多個視圖； 第9圖及第10圖分別是根據本發明另實施例的電漿反應器的縱向剖面圖及平面圖；及 第11圖是根據本發明另實施例的電漿反應器的平面圖。

100:半導體製造設施

110:半導體製造設備

112:處理腔室

120:排氣設備

122:真空泵

124:腔室排氣管

126:泵排氣管

130:廢氣處理設備

140:洗滌器

150:電漿反應器

180:氣體供應單元

185:氣體供應管

190:收集器

Claims (15)

1. 一種用於半導體製造設施的廢氣處理設備，該廢氣處理設備包括： 一反應腔室，被配置為通過使用一電感耦合電漿反應來處理一廢氣；及 一反應氣體注入單元，被配置為注入一反應氣體， 其中該反應腔室包括一腔室主體，該腔室主體提供一電漿反應空間，在該電漿反應空間中發生該電感耦合電漿反應，該腔室主體具有與該電漿反應空間連通的一氣體入口及一氣體出口，及 該廢氣通過該氣體入口引入該電漿反應空間內，並且該廢氣通過該氣體出口從該電漿反應空間排出， 該反應氣體注入單元在該電漿反應空間的一上游側外側通過該氣體入口向該電漿反應空間注入該反應氣體。
2. 如請求項1所述的廢氣處理設備，其中與該氣體入口連通的一第一連接通道及一第二連接通道形成在該電漿反應空間中，及 通過該氣體入口引入該電漿反應空間的該廢氣分流並分別流經該第一連接通道及該第二連接通道，及 該反應氣體注入單元包括一第一氣體注入端口及一第二氣體注入端口，該反應氣體通過該第一氣體注入端口向該第一連接通道注入，該反應氣體通過第二氣體注入端口向該第二連接通道注入。
3. 如請求項2所述的廢氣處理設備，其中該第一氣體注入端口及該第二氣體注入端口位於從該腔室主體向一外側延伸的一氣體入口導管部分中，及 通過該氣體入口與該電漿反應空間連通的一氣體入口通道形成在該氣體入口導管部分的內側。
4. 如請求項3所述的廢氣處理設備，其中該第一連接通道及該第二連接通道位於該氣體入口的兩側，而該氣體入口位於該第一連接通道及該第二連接通道之間，及 該反應氣體以傾斜於該氣體入口通道的一中心軸線注入，以從該第二連接通道通過該第一氣體注入端口流向該第一連接通道，及 該反應氣體以傾斜於該氣體入口通道的該中心軸線傾斜地注入，以從該第一連接通道通過該第二氣體注入端口流向該第二連接通道。
5. 如請求項1所述的廢氣處理設備，其中該反應腔室被設置為使得該氣體入口位於該電漿反應空間上方，及 該反應氣體從該氣體入口的一上部分向該電漿反應空間向下注入。
6. 一種用於半導體製造設施的廢氣處理設備，該廢氣處理設備包括： 一反應腔室，被配置為通過使用一電感耦合電漿反應來處理廢氣；及 一對氣體注入端口，包括一第一氣體注入端口及一第二氣體注入端口，一反應氣體通過該第一氣體注入端口及該第二氣體注入端口注入， 其中該反應腔室包括一腔室主體及一氣體入口導管部分，該腔室主體提供一電漿反應空間，一電感耦合電漿在該電漿反應空間中發生反應，該氣體入口導管部分提供一氣體入口通道，該廢氣通過該氣體入口通道而被引入該電漿反應空間中，及 該廢氣通過該氣體入口導管部分中的該第一氣體注入端口及該第二氣體注入端口被注入到該氣體入口通道中，及 該對氣體注入端口被佈置成使得通過該第一氣體注入端口的一氣體注入方向及通過該第二氣體注入端口的一氣體注入方向在該氣體入口通道上相交。
7. 如請求項6所述的廢氣處理設備，其中通過該第一氣體注入端口注入的氣體被導向該第二氣體注入端口，而通過該第二氣體注入端口注入的氣體被導向該第一氣體注入端口。
8. 如請求項6所述的廢氣處理設備，其中該對氣體注入端口為複數的形式。
9. 如請求項6所述的廢氣處理設備，其中該第一氣體注入端口及該第二氣體注入端口彼此相對地設置在該氣體入口導管部分的一外周上，使得該反應氣體朝向該氣體入口通道的一中心注入。
10. 如請求項1或6所述的廢氣處理設備，其中該反應氣體是氧氣。
11. 如請求項10所述的廢氣處理設備，其中鋯與氧氣在該電漿反應空間內互相反應使得生成氧化鋯，鋯是通過在該電漿反應空間內的該廢氣中含有的一鋯源氣體熱分解而成。
12. 如請求項11所述的廢氣處理設備，其中該鋯源氣體是用作形成一氧化鋯薄膜的一前驅物的CpZr(NMe ₂) ₃。
13. 如請求項1或6所述的廢氣處理設備，進一步包括一收集器，該收集器被配置為收集從該反應腔室排出的該廢氣中含有的粉末。
14. 一種用於半導體製造設施的廢氣處理設備，該廢氣處理設備包括： 一電漿反應器，被配置為通過使用一電感耦合電漿反應來處理一廢氣；及 一氣體供應單元，被配置為向該電漿反應器供應一反應氣體， 其中該電漿反應器包括：一腔室主體，該腔室主體提供一電漿反應空間，在該電漿反應空間中發生該電感耦合電漿反應；一氣體入口導管部分，從該腔室主體向一外側延伸並具有一氣體入口通道，該氣體入口通道穿過該氣體入口導管部分；一鐵氧體磁芯，設置在該腔室主體外側以圍繞該電漿反應空間；一天線線圈，纏繞在該鐵氧體磁芯上並施加一交流電（AC）；以及一反應氣體注入單元，該反應氣體注入單元注入該反應氣體， 與該電漿反應空間連通的一氣體入口及一氣體出口形成在該腔室主體中， 該氣體入口通道從該氣體入口延伸並與該電漿反應空間連通， 與該氣體入口連通的一第一內部空間、與該氣體出口連通並與該第一內部空間間隔開的一第二內部空間以及一第一連接通道及第二連接通道形成在電漿反應空間中，穿過該第一內部空間及該第二內部空間的該第一連接通道及該第二連接通道相互連通， 該第一連接通道及該第二連接通道以相互分離的狀態與該氣體入口平行佈置， 該廢氣通過該氣體入口流入該第一內部空間，分流到該第一連接通道及該第二連接通道，流經該第二內部空間，並通過該氣體出口排出， 通過沿著連接該第一內部空間、該第二內部空間以及該第一連接通道及該第二連接通道的一環形放電迴路而施加到該天線線圈的AC電力在該電漿反應空間中產生電漿， 該反應氣體注入單元包括一第一氣體注入端口及一第一氣體注入端口，該第一氣體注入端口位於該氣體入口導管部分中且向該第一連接通道注入該反應氣體，該第一氣體注入端口位於該氣體入口導管部分中且向該第二連接通道注入反應氣體， 在該第一氣體注入端口中，從該第一氣體注入端口注入的該反應氣體以傾斜地該氣體入口通道的一中心軸線注入，並且從該第二連接通道流動到該第一連接通道以穿過該氣體入口通道，及 在該第二氣體注入端口中，從該第二氣體注入端口注入的該反應氣體以傾斜於該氣體入口通道的該中心軸線注入，並且從該第一連接通道流動到該第二連接通道並穿過該氣體入口通道。
15. 一種用於半導體製造設施的廢氣處理設備，該廢氣處理設備包括： 一電漿反應器，被配置為通過使用一電感耦合電漿反應來處理廢氣；及 一氣體供應單元，被配置為向該電漿反應器供應一反應氣體， 其中該電漿反應器包括：一腔室主體，該腔室主體提供一電漿反應空間，在該電漿反應空間中發生該電感耦合電漿反應；一氣體入口導管部分，從該腔室主體向一外側延伸並具有一氣體入口通道，該氣體入口通道穿過該氣體入口導管部分；一鐵氧體磁芯，設置在該腔室主體外側以圍繞該電漿反應空間；一天線線圈，纏繞在該鐵氧體磁芯上並施加一交流電（AC）；以及一對氣體注入端口，該對氣體注入端口包括注入該反應氣體的一第一氣體注入端口及一第二氣體注入端口， 與該電漿反應空間連通的一氣體入口及一氣體出口形成在該腔室主體中， 該氣體入口通道從該氣體入口延伸並與該電漿反應空間連通， 與該氣體入口連通的一第一內部空間、與該氣體出口連通並與該第一內部空間間隔開的一第二內部空間以及一第一連接通道及第二連接通道形成在電漿反應空間中，穿過該第一內部空間及該第二內部空間的該第一連接通道及該第二連接通道相互連通， 該第一連接通道及該第二連接通道以相互分離的狀態與該氣體入口平行佈置， 該廢氣通過該氣體入口流入該第一內部空間，分流到該第一連接通道及該第二連接通道，流經該第二內部空間，並通過該氣體出口排出， 通過沿著連接該第一內部空間、該第二內部空間以及該第一連接通道及該第二連接通道的一環形放電迴路而施加到該天線線圈的AC電力在該電漿反應空間中產生電漿， 該第一氣體注入端口及該第二氣體注入端口位於該氣體入口導管部分中且向該氣體入口通道注入該反應氣體， 該第一氣體注入端口及該第二氣體注入端口彼此相對地設置在該氣體入口導管部分的一外周上， 從該第一氣體注入端口注入的該反應氣體被導向該第二氣體注入端口，及 從該第二氣體注入端口注入的該反應氣體被導向該第一氣體注入端口。

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