[go: up one dir, main page]

TWI866691B - 用於半導體製造設施之廢氣預處理設備 - Google Patents

用於半導體製造設施之廢氣預處理設備 Download PDF

Info

Publication number
TWI866691B
TWI866691B TW112148337A TW112148337A TWI866691B TW I866691 B TWI866691 B TW I866691B TW 112148337 A TW112148337 A TW 112148337A TW 112148337 A TW112148337 A TW 112148337A TW I866691 B TWI866691 B TW I866691B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas
exhaust pipe
exhaust
plasma reactor
powder
Prior art date
Application number
TW112148337A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202432228A (zh
Inventor
金昊植
朴銖正
裵辰鎬
李宗澤
金志泳
金道元
李泰炯
崔淵宇
金亨俊
Original Assignee
南韓商Ｌｏｔ Ｃｅｓ有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220174552A external-priority patent/KR102782090B1/ko
Priority claimed from KR1020230118532A external-priority patent/KR102843425B1/ko
Application filed by 南韓商Ｌｏｔ Ｃｅｓ有限公司 filed Critical 南韓商Ｌｏｔ Ｃｅｓ有限公司
Publication of TW202432228A publication Critical patent/TW202432228A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI866691B publication Critical patent/TWI866691B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H10P72/00—
    • H10P95/00—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明係提供一種用於半導體製造設施之廢氣預處理設備，廢氣預處理設備用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的半導體處理腔室而透過使用真空泵通過連接半導體處理腔室至真空泵的腔室排氣管排放的廢氣，廢氣預處理設備包含：電漿反應器，其安裝於該腔室排氣管上，並且在廢氣中產生電漿以移除廢氣中所含的待移除成分；以及，遠端電漿反應器，其產生電漿以分解遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的遠端電漿氣體，其中遠端電漿氣體供應至廢氣的流動管線中的排氣管電漿反應器與真空泵之間的一區段。

Description

用於半導體製造設施之廢氣預處理設備
本發明涉及半導體製造設備技術，具體地，涉及將從半導體製造設施的處理腔室排放的氣體中所含的粉末轉化為氣相並排放氣體的技術，更具體地，涉及一種用於半導體製造設施之廢氣預處理設備。
半導體裝置為透過在半導體處理腔室中的晶圓上使用各種製程氣體以反覆執行諸如光蝕刻、蝕刻、擴散及金屬沉積、及其相似製程來製造的。在半導體處理腔室中完成製程後，半導體處理腔室中存在有殘餘氣體，並且由於處理腔室中的殘餘氣體中含有有毒成分，因此殘餘氣體透過真空泵排放並且透過諸如洗滌器的廢氣處理設備來淨化。然而，在廢氣流動的過程中，粉末沉積在真空泵以及連接真空泵至洗滌器的排氣管上，使得降低了廢氣的流動性並且縮短了設備的平均故障間隔時間(mean time between failure，MTBF)。
韓國專利公開號10-2007-0024806揭露了一種透過安裝加熱夾套於真空管上以防止因廢氣溫度降低而固化的技術。
本發明提供用於對廢氣進行預處理的廢氣預處理設備，以防止在半導體製造設施中執行了使用各種製程氣體的半導體製造製程的處理腔室所排放的廢氣的流動性降低。
根據本發明的一個態樣，提供一種用於半導體製造設施之廢氣預處理設備，廢氣預處理設備用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的半導體處理腔室而透過使用真空泵通過連接半導體處理腔室至真空泵的腔室排氣管排放的廢氣，廢氣預處理設備包含：排氣管電漿反應器，其安裝在腔室排氣管上且在廢氣中產生電漿，以移除廢氣中所含的待移除成分；以及，遠端電漿反應器，其產生電漿以分解遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的遠端電漿氣體，其中遠端電漿氣體供應至廢氣的流動管線中的排氣管電漿反應器與真空泵之間的一區段。
根據本發明的另一態樣，提供一種用於半導體製造設施之廢氣預處理設備，廢氣預處理設備用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的半導體處理腔室而透過使用真空泵通過連接半導體處理腔室至真空泵的腔室排氣管排放的廢氣，廢氣預處理設備包含：排氣管電漿反應器，其安裝在該腔室排氣管上且在廢氣中產生電漿，以移除廢氣中所含的待移除成分；以及，遠端電漿反應器，其產生電漿以分解遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的遠端電漿氣體，其中遠端電漿氣體供應至廢氣的流動管線中的半導體處理腔室排氣管電漿反應器之間的一區段。
根據本發明，可以實現上述本發明的所有目標。具體地，透過安裝於排氣管上的廢氣電漿反應器來產生在廢氣中穩定的粉末，在遠端電漿反應器中產生的反應性物質供應至在廢氣的流動管線中的排氣管電漿反應器與真空泵之間的一區段，或者供應至排氣管電漿反應器的上游並與穩定的粉末反應，使得粉末被氣化並且防止粉末堆積在排出設備中，從而有效地防止廢氣的流動性的降低。
100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000:半導體製造設施
101:半導體製造設備
102:處理腔室
103:氣體淨化設備
104:洗滌器
105:排出設備
106:真空泵
107:腔室排氣管
108:泵排氣管
109,209,309,409,509,609,709,809,909,1009:廢氣預處理設備
110,410,510,610,710,810,1010:排氣管電漿反應器
120,160:反應腔室
120a,160a:第一腔室元件
120b,160b:第二腔室元件
121,161,186:氣體入口
122,162:入口
123,163:氣體出口
124,164:出口
125,165:電漿反應單元
126,166:第一連接器部分
127,167:第二連接器部分
128,168:孔洞
130,170:磁芯
131,171:環部分
132a,132b,172a,172b:長邊
133a,133b,173a,173b:短邊
135,175:連接器
136,176:第一通孔
137,177:第二通孔
140,178:點火器
145:排氣管反應器電源
148:粉末收集阱
150:遠端電漿反應器
180:遠端反應器電源
190:遠端電漿源氣體供應器
248:冷卻器
287,487,987:排放管
547,647,747,847,1047:排氣管電漿源氣體供應器
X1,X2:延伸軸線
A1,A2:電漿處理區域
R1,R2:放電迴路
第1圖為其中安裝有根據本發明第一實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖；第2圖為設置在第1圖所示的半導體製造設施中的排氣管電漿反應器的縱向剖面圖；第3圖為設置在第2圖所示的排氣管電漿反應器中的磁芯的透視圖；第4圖為設置在第1圖所示的半導體製造設施中的遠端電漿反應器的縱向剖面圖；第5圖為設置在第4圖所示的遠端電漿反應器中的磁芯的透視圖；第6圖為其中安裝有根據本發明第二實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖；第7圖為其中安裝有根據本發明第三實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖；第8圖為其中安裝有根據本發明第四實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖； 第9圖為其中安裝有根據本發明第五實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖；第10圖為其中安裝有根據本發明第六實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖；第11圖為其中安裝有根據本發明第七實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖；第12圖為其中安裝有根據本發明第八實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖；第13圖為其中安裝有根據本發明第九實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖；以及第14圖為其中安裝有根據本發明第十實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的配置示意圖。
在下文中，將參照附圖以詳細說明本發明的配置以及操作。
第1圖為其中安裝有根據本發明第一實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性配置的方塊圖。參照第1圖，半導體製造設施100包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103中；以及，根據本發明第一實施例的廢氣預處理設備109，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體的流動性的降低。
半導體製造設備101透過執行半導體製造製程來製造半導體裝置。半導體製造設備101包含半導體處理腔室102，其中執行了使用各種製程氣體的半導體製造製程。雖然未示出，半導體製造設備101進一步包含製程氣體供應單元，其用於供應半導體處理腔室102所需的各種類型的製程氣體。
半導體處理腔室102包含在半導體製造設施的技術領域中通常用於製造半導體裝置的所有類型的半導體處理腔室。半導體處理腔室102中產生的殘餘氣體透過排出設備105排放至外部，並且透過氣體淨化設備103來淨化。
在本實施例中，在半導體處理腔室102中執行的半導體製程可以為在基板上形成氧化矽層的SiO2製程、在基板上形成二氧化鈦層的TiO2製程、在基板上形成氧化鋯層的ZrO2製程、在基板上形成氧化鉿層的HfO2製程、在基板上形成五氧化二鈮層的Nb2O5製程、在基板上形成五氧化二鉭層的Ta2O5製程、以及在基板上形成非晶碳層(amorphous carbon layer，ACL)的非晶碳層製程。
在SiO2製程中，形成二氧化矽(SiO2)粉末層。在本實施例中，將說明在SiO2製程中將包含四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，tetraethyl orthosilicate，TEOS)的製程氣體作為前驅物以產生SiO2。在執行SiO2製程後，包含未反應(unresponsive)的四乙氧基矽烷在內的廢氣透過排出設備105從半導體處理腔室102排放。SiO2製程的廢氣中所含的四乙氧基矽烷與氧氣反應，使得可能產生作為副產物的二氧化矽(SiO2)粉末，並且二氧化矽(SiO2)粉末積聚在排出設備105中且降低了廢氣的流動性。
在TiO2製程中，在基板上形成二氧化鈦(TiO2)層。在本發明中，將說明在TiO2製程中使用包含四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)的製程氣體作為前驅物以產生TiO2。在執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)在內的 廢氣透過排出設備105從半導體處理腔室102排放。TiO2製程的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)與氧氣反應，使得可能產生作為副產物的二氧化鈦(TiO2)粉末，並且二氧化鈦(TiO2)粉末積聚在排出設備105中且降低了廢氣的流動性。
在ZrO2製程中，在基板上形成二氧化鋯(ZrO2)層。在本實施例中，將說明在ZrO2製程中使用包含(C5H5)Zr(N(CH3)2)3)的製程氣體作為前驅物以產生ZrO2。在執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過排出設備105從半導體處理腔室102排放。ZrO2製程的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3與氧氣反應，使得可能產生作為副產物的二氧化锆(ZrO2)粉末，並且二氧化锆(ZrO2)粉末積聚在排出設備105中且降低了廢氣的流動性。
在HfO2製程中，在基板上形成二氧化鉿(HfO2)層。在本實施例中，在HfO2製程中將包含(C5H5)Hf(N(CH3)2)3的製程氣體作為前驅物以產生HfO2。在執行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的製程氣體透過排出設備105從半導體處理腔室102排放。HfO2製程的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3與氧氣反應，使得可能產生二氧化鉿(HfO2)粉末，並且二氧化鉿(HfO2)粉末積聚在排出設備105中且降低了廢氣的流動性。
在Nb2O5製程中，在基板上形成五氧化二鈮(Nb2O5)層。在本實施例中，在Nb2O5製程中使用包含(C5H5)Nb(N(CH3)2)3的製程氣體作為前驅物以產生Nb2O5。在執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過排出設備105從半導體處理腔室102排放。Nb2O5製程的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3與氧氣反應，使得可能產生作為副產物的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，並且五氧化二鈮(Nb2O5)粉末積聚在排出設備105中且降低了廢氣的流動性。
在Ta2O5製程中，在基板上形成五氧化二鉭(Ta2O5)層。在本實施例中，在Ta2O5製程中將包含Ta(OC2H5)5的製程氣體作為前驅物以產生Ta2O5。在執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過排出設備105從半導體處理腔室102排放。Ta2O5製程的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5與氧氣反應，使得可能產生五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，並且五氧化二鉭(Ta2O5)粉末積聚在排出設備105中且降低了廢氣的流動性。
在非晶碳層(ACL)製程中，在基板上形成非晶碳層。當非晶碳沉積在半導體處理腔室102中的基板上時，進行非晶碳層製程。在執行非晶碳層製程後，在半導體處理腔室102中產生有包含氫化非晶碳(a-C：H)的殘餘氣體。在執行非晶碳層製程後，包含氫化非晶態碳(a-C：H)在內的廢氣透過排出設備105從半導體處理腔室102排放。非晶碳層製程的廢氣中所含的氫化非晶碳(a-C：H)積聚在排出設備105中且降低了廢氣的流動性。
氣體淨化設備103處理透過排出設備105從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的有害成分。氣體淨化設備103包含用於處理廢氣的洗滌器104。洗滌器104包含在半導體製造設施技術領域中通常用於淨化廢氣的所有類型的洗滌器。
排出設備105將處理後在半導體處理腔室102中產生的殘餘氣體從半導體處理腔室102排放。排出設備105包含真空泵106、連接半導體處理腔室102至真空泵106的腔室排氣管107、以及從真空泵106向下游延伸的泵排氣管108。
真空泵106通過連接半導體處理腔室102至真空泵106的腔室排氣管107在半導體處理腔室102中形成負壓，從而將半導體處理腔室102中的殘餘氣 體從半導體處理腔室102排放。真空泵106包含在半導體製造設施的技術領域中通常用於排放氣體的真空泵的配置，且因此，在此，將省略其詳細說明。粉末積聚在真空泵106中，使得真空泵106的性能可能降低。根據本發明的廢氣預處理設備109，抑制了粉末在真空泵106中的積聚，從而延長了真空泵106的平均故障間隔時間(mean time between failure，MTBF)。
腔室排氣管107將半導體處理腔室102的排氣口連接至半導體處理腔室102與真空泵106之間的真空泵106的進氣口。半導體處理腔室102中的殘餘氣體透過由真空泵106產生的負壓而作為廢氣通過腔室排氣管107排放。在廢氣流通過腔室排氣管107的同時，廢氣透過廢氣預處理設備109進行預處理。
泵排氣管108從真空泵106向下游延伸。泵排氣管108連接至真空泵106的出口，使得從真空泵106排放的廢氣流入至泵排氣管108中。洗滌器104連接至泵排氣管108的下游端，使得從真空泵106排放的廢氣通過泵排氣管108流入至洗滌器104中。
廢氣預處理設備109對從半導體處理腔室102排放的廢氣進行預處理，以防止從半導體處理腔室102排放的廢氣的流動性的降低。廢氣預處理設備109包含：排氣管電漿反應器110，其對應於從半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力至排氣管電漿反應器110；粉末收集阱148，其安裝在腔室排氣管107上以收集粉末；遠端電漿反應器150，其透過使用電漿來產生反應性物質以供應至粉末收集阱148；遠端反應器電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體至遠端電漿反應器150。
排氣管電漿反應器110安裝在腔室排氣管107的腔室上，並且對應於從半導體處理腔室102排放的廢氣而產生電漿反應。排氣管電漿反應器110執行主要地移除從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的待移除成分的功能。在本實施例中，將說明排氣管電漿反應器110為使用電感耦合電漿(inductively coupled plasma，ICP)的電感耦合電漿(ICP)反應器。然而，在本實施例中，已經說明了排氣管電漿反應器110使用電感耦合電漿，但本發明不限定於此。在本發明中，排氣管電漿反應器包含產生電漿反應的所有類型的電漿反應器(例如，使用電容耦合電漿(capacitively coupled plasma，CCP)的電漿反應器)，並且其同樣屬於本發明的保護範圍。
第2圖為排氣管電漿反應器110的縱向剖面圖。參照第2圖，排氣管電漿反應器110包含反應腔室120、佈置為圍繞反應腔室120的磁芯130、用於電漿點火的點火器140、以及纏繞在磁芯130上且由排氣管反應器電源145供電的線圈。
反應腔室120為具有環形形狀(toroidal shape)的腔室，其包含氣體入口121、與氣體入口121相間隔的氣體出口123、電漿反應單元125，其中電漿反應單元125透過將氣體入口121連接至氣體出口123而發生有電漿反應。
氣體入口121具有短管形狀，其圍繞直延伸軸線X1延伸，並且氣體入口121的前端為打開的，使得可以形成有廢氣通過其而引入的入口122。
氣體出口123具有短管形狀，其在延伸軸線X1上與氣體入口121同軸地相間隔，並且氣體出口123的後端為打開的，使得可以形成有廢氣通過其而排放的出口124。
電漿反應單元125將彼此分隔開的氣體入口121以及氣體出口123彼此連接，並且在其中形成電漿處理區域A1。電漿反應單元125包含在延伸軸線X1的兩側處彼此分隔開的第一連接器部分126以及第二連接器部分127。第一連接器部分126以及第二連接器部分127通常地平行於延伸軸線X1延伸並且與氣體入口121及氣體出口123相通。因此，電漿如虛線所示的沿著環形放電迴路R1產生。在通過氣體入口121引入的廢氣透過電漿反應單元125中產生的電漿進行處理後，廢氣通過氣體出口123排放。
在本實施例中，將說明反應腔室120透過將包含整個氣體入口121的第一腔室元件120a、藉由包含氣體出口123的第二腔室元件120b而連接至氣體入口121的第一連接器部分126的一部分及第二連接器部分127的一部分、以及連接至氣體出口123的第一連接器部分126及第二連接器部分127的一部分組合在一起來配置，並且本發明不限定於此。
磁芯130佈置為圍繞反應腔室120。在本實施例中，將說明磁芯130為通常用於電感耦合電漿產生裝置的鐵氧體磁芯。第3圖為磁芯130的透視圖。參照第2圖以及第3圖，磁芯130包含從外部圍繞反應腔室120的電漿反應單元125的環形的環部分131、以及穿過環部分131之內部區域的連接器135。
具有矩形的環形狀的環部分131佈置為垂直於延伸軸線X1且圍繞反應腔室120的電漿反應單元125。具有矩形形狀的環部分131包含兩個相對長邊132a及132b、以及兩個相對短邊133a及133b。
連接器135沿直線延伸以連接於環部分131的兩個相對長邊132a及132b之間。連接器135的兩端分別連接至兩個長邊132a及132b的中心。連接器135佈置為穿透過形成於反應腔室120的第一連接器部分126與第二連接器部分 127之間的孔洞128。環部分131的內部區域透過連接器135被劃分為第一通孔136以及第二通孔137，並且反應腔室120的第一連接器部分126穿透過第一通孔136，且反應腔室120的第二連接器部分127穿透過第二通孔137。因此，磁芯130具有從外部圍繞反應腔室120的第一連接器部分126以及第二連接器部分127的形狀。
點火器140透過從外部接收高電壓來點燃電漿。在本實施例中，將說明點火器140位於與反應腔室120的電漿反應單元125中的氣體入口121相鄰，並且本發明不限定於此。
線圈(未示出)纏繞在磁芯130上且連接至遠端反應器電源180。線圈(未示出)透過遠端反應器電源180接收射頻交流電以在磁芯130中形成感應磁通量。透過形成在磁芯130中的感應磁通量來產生感應磁場，並且透過所產生的感應磁場來形成電漿。
參照第1圖，排氣管反應器電源145將射頻交流電施加至纏繞在磁芯(第2圖的磁芯130)上的線圈(未示出)，從而可以在排氣管電漿反應器110中產生電感耦合電漿(ICP)。此外，排氣管反應器電源145供應電力至點火器(第2圖的點火器140)。
粉末收集阱148安裝在排氣管電漿反應器110的下游且安裝在腔室排氣管107上，並且收集從排氣管電漿反應器110排放放的廢氣中所含的粉末。由於粉末收集阱148可以為通常使用的類型(例如，韓國專利註冊號10-1480237中說明的顆粒收集裝置)，因此將省略其詳細說明。收集在粉末收集阱148中的粉末與遠端電漿反應器150中產生的反應性物質反應並且被氣化。粉 末收集阱148與遠端電漿反應器150結合並且形成為一個整體。在粉末收集阱148中也可以設置有冷卻器。
遠端電漿反應器150通過使用電漿來分解從遠端電漿源氣體供應器190供應的來源氣體以產生包含反應性物質的遠端電漿氣體。未從排氣管電漿反應器110移除的待移除成分可以透過包含遠端電漿反應器150中所產生的反應性物質的遠端電漿氣體來額外地移除。包含遠端電漿反應器150中所產生的反應性物質的遠端電漿氣體被供應至粉末收集阱148。在本實施例中，遠端電漿反應器150透過使用電漿來產生激發氟原子(F*)，其為反應性的氟，或者激發氧原子(O*)，其為反應性的氧，以作為反應性物質。在本實施例中，將說明激發氟原子(F*)為透過在遠端電漿反應器150中透過電漿來分解三氟化氮(NF3)而產生的，其中三氟化氮為從遠端電漿源氣體供應器190供應的來源氣體。當三氟化氮(NF3)在遠端電漿反應器150中透過電漿而分解時以產生激發氟原子(F*)。在本實施例中，將說明激發氧原子(O*)為透過在遠端電漿反應器150中透過電漿來分解氧氣(O2)而產生的，其中氧氣(O2)作為從遠端電漿源氣體供應器190供應的來源氣體。在本實施例中，將說明遠端電漿反應器150與粉末收集阱148組合為一個整體，並且本發明不限定於此。遠端電漿反應器150可以透過管件與粉末收集阱148連通，並且其同樣屬於本發明的保護範圍。
在本實施例中，將說明遠端電漿反應器150為使用電感耦合電漿(ICP)的電感耦合電漿(ICP)反應器。在本實施例中，將說明遠端電漿反應器150使用電感耦合電漿(ICP)，並且本發明不限定於此。在本發明中，遠端電漿反應器包含產生電漿反應的所有類型的電漿反應器(例如，使用電容耦合電漿(CCP)的電漿反應器)，並且其同樣屬於本發明的保護範圍。
第4圖為遠端電漿反應器150的示意性結構的縱向剖面圖。參照第4圖，遠端電漿反應器150包含反應腔室160、佈置為圍繞反應腔室160的磁芯170、用於電漿點火的點火器178、以及纏繞在磁芯170上且由遠端反應器電源180供電的線圈(未示出)。
反應腔室160為具有環形形狀的腔室，其包含氣體入口161、與氣體入口161相間隔的氣體出口163、以及連接氣體入口161至氣體出口163且其中發生有電漿反應的電漿反應器165。反應腔室160透過使用電漿分解從氣體供應器(第1圖的遠端電漿源氣體供應器190)供應的作為來源氣體的三氟化氮(NF3)氣體以產生作為反應性物質的激發氟原子(F*)，或者透過使用電漿分解從遠端電漿源氣體供應器(第1圖的遠端電漿源氣體供應器190)供應的作為來源氣體的氧氣(O2)氣體以產生作為反應性物質的激發氧原子(O*)。
氣體入口161具有短管形狀，其圍繞直延伸軸線X2延伸，並且氣體入口161的前端為打開的，使得可以形成有氣體通過其而引入的入口162。入口162通過氣體入口186與遠端電漿源氣體供應器190相通。透過遠端電漿源氣體供應器190供應的三氟化氮(NF3)或者氧氣(O2)通過入口162而引入至反應腔室160中。
氣體出口163具有短管的形狀，其在延長軸線X上與氣體入口161同軸地相間隔，並且氣體出口163的後端為打開的，使得可以形成有氣體通過其而排放的出口164。氣體出口163直接與粉末收集阱(第1圖的粉末收集阱148)結合，使得包含通過出口164在遠端電漿反應器150中產生的反應性物質的遠端電漿氣體被引入至粉末收集阱中(第1圖的粉末收集阱148)。
電漿反應器165將分隔開的氣體入口161以及氣體出口163彼此連接以形成電漿反應區域A2，其中發生有對應於氣體的熱反應以及電漿反應。電漿反應器165包含在延伸軸線X2的兩側處彼此分隔開的第一連接器部分166以及第二連接器部分167。第一連接器部分166以及第二連接器部分167平行於延伸軸線X2延伸並且與氣體入口161及出氣口163相通。因此，電漿在電漿反應器165中沿環形放電迴路R2發生，如虛線所示。
通過入口162引入的氣體透過在電漿反應區域A2中形成的電漿而分解，從而可以形成反應性物質。如圖所示，當通過入口122引入作為來源氣體的三氟化氮(NF3)時，三氟化氮(NF3)在電漿反應區域A2中被分解，從而可以產生作為反應性物質的激發氟原子(F*)以及氟化物(F2)。具體地，在電漿反應區域A2中，三氟化氮(NF3)可以分解為包含氮(N2)、氟化物(F2)、激發氮原子(N*)、激發氟原子(F*)、以及電子(e)的成分。雖然未示出，當氧氣(O2)通過入口162而引入時，氧氣(O2)在電漿反應區域A2中被分解，從而可以產生作為反應性物質的激發氧原子(O*)。
在本實施例中，將說明反應腔室160通過將第一腔室元件160a與第二腔室元件160b組合來配置。第一腔室元件160a包含整個氣體入口161、以及分別連接至氣體入口161的第一連接器部分166及第二連接器部分167的一部分。第二腔室元件160b包含整個氣體出口163、以及分別連接至氣體出口163的第一連接器部分166及第二連接器部分167的一部分。
磁芯170佈置為圍繞反應腔室160。在本實施例中，將說明磁芯170為在電感耦合電漿(ICP)產生裝置中通常使用的鐵氧體磁芯。第5圖為磁芯170的 透視圖。參照第4圖以及第5圖，磁芯170包含從外部圍繞反應腔室160的電漿反應器165的環形的環部分171、以及穿過環部分171的內部區域的連接器175。
環部分171通常具有矩形的環形狀，佈置為垂直於延伸軸線X2，並且從外部圍繞反應腔室160的電漿反應單元165。矩形的環部分171包含兩個相對長邊172a及172b、以及兩個相對短邊173a及173b。
連接器175沿直線延伸以連接於環部分171的兩個相對長邊172a與172b之間。連接器175的兩端分別連接至兩個長邊172a及172b的中心。連接器175佈置為穿透過形成在反應腔室160的第一連接器部分166與第二連接器部分167之間的孔洞168。環部分171的內部區域通過連接器175被劃分為第一通孔176以及第二通孔177，並且反應腔室160的第一連接器部分166穿透過第一通孔176，且反應腔室160的第二連接器部分167穿透過第二通孔177。因此，磁芯170具有從外部圍繞反應腔室160的第一連接器部分166以及第二連接器部分167的形狀。
參照第4圖，點火器178透過接收來自遠端反應器電源180的高電壓功率來點燃電漿。在本實施例中，將說明點火器178位於與反應腔室160的電漿反應單元165中的氣體入口161相鄰，並且本發明不限定於此。
線圈(未示出)纏繞在磁芯170上且連接至遠端反應器電源180。線圈(未示出)透過遠端電抗器電源180接收射頻交流電以在磁芯170中形成感應磁通量。透過形成在磁芯130中的感應磁通量來產生感應磁場，並且透過所產生的感應磁場來形成電漿。
參照第1圖，遠端反應器電源180將射頻交流電施加至纏繞在磁芯上的線圈(第4圖的線圈170)上，從而可以在遠端電漿反應器150中產生電感耦合電漿(ICP)。此外，遠端反應器電源180供應電力至點火器(第4圖的點火器178)。
遠端電漿源氣體供應器190將透過電漿產生的反應性物質的遠端電漿源氣體儲存在遠端電漿反應器150中，並且通過氣體入口186將儲存的遠端電漿源氣體供應至遠端電漿反應器150。在本實施例中，將說明氣體供應器190供應作為反應性物質的來源氣體的三氟化氮(NF3)或氧氣(O2)至遠端電漿反應器150。
在下文中，將詳細說明根據在處理腔室102中執行的各種製程的操作的廢氣預處理設備109。
首先，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含矽(Si)前驅物的製程氣體的SiO2製程時，廢氣預處理設備109的操作。在本實施例中，將說明使用四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，tetraethyl orthosilicate，TEOS)作為含矽(Si)前驅物。在處理腔室102中執行SiO2製程後，包含未反應的四乙氧基矽烷(TEOS)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。在廢氣從半導體處理腔室102排放的同時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且形成SiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化矽(SiO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器110在電漿反應中分解處理腔室102的廢氣中所含的氟(F)成分以形成激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮 (NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的二氧化矽(SiO2)粉末被氣化且形成SiF4。因此，由於二氧化矽(SiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含含鈦(Ti)前驅物的製程氣體的TiO2製程時，廢氣預處理設備109的操作。在本實施例中，將說明使用四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)作為含鈦(Ti)前驅物。在處理腔室102中執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應以產生TiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器110在電漿反應中分解處理腔室102的廢氣中所含的氟(F)成分以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*) 反應的二氧化鈦(TiO2)粉末被氣化且形成TiF4。因此，由於二氧化鈦(TiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含含鋯(Zr)前驅物的製程氣體的ZrO2製程時，廢氣預處理設備109的操作。在本實施例中，將說明使用(C5H5)Zr(N(CH3)2)3作為含鋯(Zr)前驅物。在處理腔室102中執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應以產生ZrO2，其為穩定的粉末。排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器110在電漿反應中分解處理腔室102的廢氣中所含的氟(F)成分以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的二氧化鋯(ZrO2)粉末被氣化且形成ZrF4。因此，由於二氧化鋯(ZrO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含含鉿(Hf)前驅物的製程氣體的HfO2製程時，廢氣預處理設備109的操作。在本實施例中，將說明使用(C5H5)Hf(N(CH3)2)3作為含鉿(Hf)前驅物。在處理腔室102中執 行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且形成HfO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器110在電漿反應中分解處理腔室102的廢氣中所含的氟(F)成分以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的二氧化鉿(HfO2)粉末被氣化，並且形成HfF4。因此，由於二氧化鉿(HfO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含含鈮(Nb)前驅物的製程氣體的Nb2O5製程時，廢氣預處理設備109的操作。在本實施例中，將說明使用(C5H5)Nb(N(CH3)2)3)作為含鈮(Nb)前驅物。在處理腔室102中執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生Nb2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應 器110中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器110在電漿反應中分解處理腔室102的廢氣中所含的氟(F)成分以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末被氣化且產生NbF5。因此，由於五氧化二鈮(Nb2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含含鉭(Ta)前驅物的製程氣體的Ta2O5製程時，廢氣預處理設備109的操作。在本實施例中，將說明使用Ta(OC2H5)5作為含鉭(Ta)前驅物。在半導體處理腔室102中執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生Ta2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器110在電漿反應中分解處理腔室102的廢氣中所含的氟(F)成分以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。 在排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末被氣化且形成TaF5。因此，由於五氧化二鉭(Ta2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行非晶碳層(ACL)製程時，廢氣預處理設備109的操作。在處理腔室102中執行非晶碳層(ACL)製程後，包含氫化非晶碳(a-C：H)的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的氫化非晶碳(a-C：H)透過排氣管電漿反應器110的操作，以透過排氣管電漿反應器110中的電漿反應而分解為激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)。在排氣管電漿反應器110中產生的激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動，並且被引入至粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器110在電漿反應中分解處理腔室102的廢氣中所含的氧氣(O2)氣體以產生激發氧原子(O*)，其為反應性物質。作為來源氣體的氧氣(O2)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解氧氣(O2)氣體以產生激發氧原子(O*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150中產生的激發氧原子(O*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，激發碳原子(C*)、激發氫原子(H*)、以及激發氧原子(O*)之間發生取代(氧化)反應，從而產生二氧化碳(CO2)氣體、一氧化碳(CO)氣體、以及水蒸氣(H2O)。因此，由於氫化非晶碳(a-C：H)積聚在包含真空泵106的排出設備105中，可以防止流動性降低。
第6圖為其中安裝有根據本發明第二實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性結構的方塊圖。參照第6圖，半導體製造設施200包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103中；以及，根據本發明第二實施例的廢氣預處理設備209，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體的流動性的降低。除了廢氣預處理設備209之外的半導體製造設施200的其餘配置通常與第1圖所示的半導體製造設施100相同。
廢氣預處理設備209包含：排氣管電漿反應器110，其對應於從半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力至排氣管電漿反應器110；冷卻器248，其安裝在腔室排氣管107上；遠端電漿反應器150，其透過使用電漿來產生反應性物質以供應至腔室排氣管107；遠端反應器電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體志遠端電漿反應器150。
排氣管電漿反應器110通常與第1圖所示的實施例中所說明的排氣管電漿反應器110的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
排氣管反應器電源145通常與第1圖所示的實施例中所說明的排氣管反應器電源145的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
冷卻器248安裝在排氣管電漿反應器110下游的腔室排氣管107上，以降低廢氣的溫度。冷卻器248可以防止由於過熱而造成的設備的損壞。在本實施例中，冷卻器248將說明為使用冷卻劑的水冷卻，並且與此不同的，也可以使用空氣冷卻，並且其同樣屬於本發明的保護範圍。
遠端電漿反應器150通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端電漿反應器150的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。遠端電漿反應器150的氣體出口(第4圖的氣體出口163)通過排放管287與腔室排氣管107相通。排放管287直接連接至排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段。因此，在遠端電漿反應器150中產生的反應性物質通過出口164排放，且接續沿排放管287流動，並且直接地引入至排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段中的腔室排氣管107中。
遠端反應器電源180通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端反應器電源180的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿源氣體供應器190通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端電漿源氣體供應器190的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
在下文中，將詳細說明根據在處理腔室102中執行的各種製程的廢氣預處理設備209的操作。
首先，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，TEOS)的製程氣體的SiO2製程時，廢氣預處理設備209的操作。在處理腔室102中執行SiO2製程後，包含未反應的四乙氧基矽烷(TEOS)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生SiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化矽(SiO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，並且沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠 端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化矽(SiO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成SiF4。因此，由於二氧化矽(SiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)的製程氣體的TiO2製程時，廢氣預處理設備209的操作。在處理腔室102中執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生TiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，並且沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成TiF4。因此，由於二氧化鈦(TiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Zr(N(CH3)2)3的製程氣體的ZrO2製程時，廢氣預處理設備209的操作。在處理腔室102中執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應產生ZrO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，並且沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成ZrF4。因此，由於二氧化鋯(ZrO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Hf(N(CH3)2)3的製程氣體的HfO2製程時，廢氣預處理設備209的操作。在處理腔室102中執行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的操作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且形成HfO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿 反應器110中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，並且沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成HfF4。因此，由於二氧化鉿(HfO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Nb(N(CH3)2)3的製程氣體的Nb2O5製程時，廢氣預處理設備209的操作。在處理腔室102中執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生Nb2O5，其為穩定的粉末。排氣管電漿反應器110中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)被供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段。在排氣管電漿反應器110中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，其與注入至腔室排氣管 107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成NbF5。因此，由於五氧化二鈮(Nb2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含Ta(OC2H5)5的製程氣體的Ta2O5製程時，廢氣預處理設備209的操作。在半導體處理腔室102中執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5透過排氣管電漿反應器110的操作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生Ta2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末從排氣管電漿反應器110排放，並且沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段。在排氣管電漿反應器110中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成TaF5。因此，由於五氧化二鉭(Ta2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行非晶碳層(ACL)製程時，廢氣預處理設備209的操作。在半導體處理腔室102中執行非晶碳層(ACL)製程後，包含氫化非晶碳(a-C：H)的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的 氫化非晶碳(a-C：H)在排氣管電漿反應器110中透過電漿反應而分解為激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)。在排氣管電漿反應器110中產生的激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)從排氣管電漿反應器110排放，並且沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的氧氣(O2)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解氧氣(O2)氣體以產生激發氧原子(O*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氧原子(O*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器110與冷卻器248之間的一區段。在排氣管電漿反應器110中產生的激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)與注入至腔室排氣管107中的激發氧原子(O*)之間發生取代(氧化)反應，從而產生二氧化碳(CO2)氣體、一氧化碳(CO)氣體、以及水蒸氣(H2O)。因此，由於氫化非晶碳(a-C：H)積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
第7圖為其中安裝有根據本發明第三實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性結構的方塊圖。參照第7圖，半導體製造設施300包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103中；以及，根據本發明第三實施例的廢氣預處理設備309，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體流動性的降低。除了廢氣預處理設備309之外的半導體製造設施300的其餘配置通常與第1圖所示的半導體製造設施100相同。
廢氣預處理設備309包含：排氣管電漿反應器110，其對應於半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力至排氣管電漿反應器110；遠端電漿反應器150，其透過使用電漿來產生反應 性物質以供應至腔室排氣管107；遠端反應器電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體至遠端電漿反應器150。廢氣預處理設備309具有其中將冷卻器248排除在第2圖所示的廢氣預處理設備209之外的配置，並且相較於第2圖所示的廢氣預處理設備209其不需要冷卻，從而改善了廢氣預處理設備309在運作中的能耗效率。廢氣預處理設備309的操作通常與第6圖所示的實施例中說明的廢氣預處理設備209的操作相同。
第8圖為其中安裝有根據本發明第四實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性結構的方塊圖。參照第8圖，半導體製造設施400包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103中；以及，根據本發明第四實施例的廢氣預處理設備409，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體流動性的降低。除了廢氣預處理設備409之外的半導體製造設施400的其餘配置通常與第1圖所示的半導體製造設施100相同。
廢氣預處理設備409包含：排氣管電漿反應器110，其對應於半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力至排氣管電漿反應器110；粉末收集阱148，其安裝在腔室排氣管107上且收集粉末；遠端電漿反應器150，其透過使用電漿來產生反應性物質以供應至腔室排氣管107；遠端反應器電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體至遠端電漿反應器150。
排氣管電漿反應器110通常與第1圖所示的實施例中說明的排氣管電漿反應器110的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
排氣管反應器電源145通常與第1圖所示的實施例中說明的排氣管反應器電源145的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
粉末收集阱148通常與第1圖所示的實施例中說明的粉末收集阱148的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿直流器150通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端電漿反應器150的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。遠端電漿反應器150的氣體出口(第4圖的氣體出口163)通過排放管487與腔室排氣管107相通。排放管487直接連接至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。因此，在遠端電漿反應器150中產生的反應性物質通過出口164排放，且接續沿排放管487流動，並且直接地引入至粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段中的腔室排氣管107中。
遠端反應器電源180通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端反應器電源180的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿源氣體供應器190通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端電漿源氣體供應器190的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
在下文中，將詳細說明根據在半導體處理腔室102中執行的各種製程的廢氣預處理設備409的操作。
首先，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，TEOS)的製程氣體的SiO2製程時，廢氣預處理設備409的操作。在半導體處理腔室102中執行SiO2製程後，包含未反應的四乙氧基矽烷(TEOS)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運 作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生SiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化矽(SiO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，並且未收集在粉末收集阱148中的未收集的二氧化矽(SiO2)粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的二氧化矽(SiO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成SiF4。因此，由於未收集的二氧化矽(SiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)的製程氣體的TiO2製程時，廢氣預處理設備409的操作。在半導體處理腔室102中執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生TiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，並且未收集在粉末收集阱148中的未收集的二氧化鈦(TiO2)粉末穿透過粉末 收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器110中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的二氧化鈦(TiO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成TiF4。因此，由於未收集的二氧化鈦(TiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Zr(N(CH3)2)3的製程氣體的ZrO2製程時，廢氣預處理設備409的操作。在半導體處理腔室102中執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的運作與與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生ZrO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，並且未收集在粉末收集阱148中的未收集的二氧化鋯(ZrO2)粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148 的未收集的二氧化鋯(ZrO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成ZrF4。因此，由於未收集的二氧化鋯(ZrO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Hf(N(CH3)2)3的製程氣體的HfO2製程時，廢氣預處理設備409的操作。在半導體處理腔室102中執行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生HfO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，並且未收集在粉末收集阱148中的未收集的二氧化鉿(HfO2)粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的二氧化鉿(HfO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成HfF4。因此，由於二氧化鉿(HfO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Nb(N(CH3)2)3的製程氣體的Nb2O5製程時，廢氣預處理設備409的操 作。在處理腔室102中執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器110的運作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生Nb2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，並且未收集在粉末收集阱148中的未收集的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末穿透過粉末收集阱148。而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成NbF5。因此，由於五氧化二鈮(Nb2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含Ta(OC2H5)5的製程氣體的Ta2O5製程時，廢氣預處理設備409的操作。在半導體處理腔室102中執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5透過排氣管電漿反應器110的操作與排氣管電漿反應器110中的氧氣反應且產生Ta2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110 中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，未收集在粉末收集阱148中的未收集的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F)反應，被氣化且形成TaF5。因此，由於五氧化二鉭(Ta2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行非晶碳層(ACL)製程時，廢氣預處理設備409的操作。在半導體處理腔室102中執行非晶碳層(ACL)製程後，包含氫化非晶碳(a-C：H)的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的氫化非晶碳(a-C：H)在排氣管電漿反應器110中透過電漿反應而分解為激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)。在排氣管電漿反應器110中產生的激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)從排氣管電漿反應器110排放，且沿腔室排氣管107流動並且穿透過粉末收集阱148。作為來源氣體的氧氣(O2)供應至遠端電漿反應器150，且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解氧氣(O2)氣體並且產生激發氧原子(O*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氧原子(O*)供應至粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的激發碳原子(C*)、激發 氫原子(H*)、以及注入至腔室排氣管107中的激發氧原子(O*)之間發生取代(氧化)反應，從而產生二氧化碳(CO2)氣體、二氧化碳(CO)、以及水蒸氣(H2O)。因此，由於氫化非晶碳(a-C：H)積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
第9圖為其中安裝有根據本發明第五實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性結構的方塊圖。參照第9圖，半導體製造設施500包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103中；以及，根據本發明第五實施例的廢氣預處理設備509，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體流動性的降低。除了廢氣預處理設備509之外的半導體製造設施500的其餘配製通常與第1圖所示的半導體製造設施100相同，且因此，在此，將僅說明廢氣預處理設備509。
廢氣預處理設備509包含：排氣管電漿反應器510，用於對應於從半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，用於供應電力至排氣管電漿反應器110；排氣管電漿源氣體供應器547，用於供應來源氣體至排氣管電漿反應器110；粉末收集阱148，其安裝在腔室排氣管107上以收集粉末；遠端電漿反應器150，用於透過使用電漿來產生反應性物質以供應至粉末收集阱148；遠端反應器電源180，用於供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，用於供應來源氣體至遠端電漿反應器150。
排氣管電漿反應器510接收來自排氣管電漿源氣體供應器547的排氣管電漿源氣體。除了從排氣管電漿源氣體供應器547接收排氣管電漿源氣體 的排氣管電漿源氣體510的配置之外，其餘配置通常與第1圖所示的半導體製造設施100相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
排氣管反應器電源145通常與第1圖所示的實施例中說明的排氣管反應器電源145的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
排氣管電漿源氣體供應器547儲存供應至排氣管電漿反應器510的排氣管電漿源氣體，並且將儲存的排氣管電漿源氣體供應至排氣管電漿反應器510。在本實施例中，將說明排氣管電漿源氣體供應器547供應三氟化氮(NF3)或氧氣(O2)至排氣管電漿反應器510。
粉末收集阱148通常與第1圖所示的實施例中說明的粉末收集阱148的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿反應器150通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端電漿反應器150相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端反應器電源180通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端反應器電源180的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿源氣體供應器190通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端電漿源氣體供應器190的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
在下文中，將詳細說明根據在半導體處理腔室102中執行的各種製程的廢氣預處理設備509的操作。廢氣預處理設備509可以在以下三個預處理示例中進行操作。
預處理示例1
在預處理示例1中，所有排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150皆用於透過氧化來產生穩定的粉末。
首先，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，TEOS)的製程氣體的SiO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行SiO2製程後，包含未反應的四乙氧基矽烷(TEOS)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體製程腔室102排放的廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生SiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化矽(SiO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，遠端電漿反應器150透過接收來自遠端電漿源氣體供應器190的氧氣來產生激發氧原子(O*)，並且將產生的激發氧原子(O*)供應至粉末收集阱148。透過將廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)與從遠端電漿反應器150供應的激發氧原子(O*)反應以在粉末收集阱148中產生SiO2，其為穩定的粉末，並且收集在粉末收集阱148中。透過在粉末收集阱148中收集盡可能多的粉末，而最小化了流入至真空泵106的粉末量。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)的製程氣體的TiO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4) 透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生TiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，遠端電漿反應器150透過接收來自遠端電漿源氣體供應器190的氧氣來產生激發氧原子(O*)，並且供應至粉末收集阱148。透過將廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)與從遠端電漿反應器150供應的激發氧原子(O*)反應以在粉末收集阱148中產生TiO2，其為穩定的粉末，並且收集在粉末收集阱148中。透過在粉末收集阱148中收集盡可能多的粉末，而最小化了流入至真空泵106的粉末量。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Zr(N(CH3)2)3的製程氣體的ZrO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生ZrO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，遠端電漿反應器150透過接收來自遠端電漿源氣體供應器190的氧氣來產生激發氧原子(O*)，並且供應至粉末收集阱148。透過將廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3與從遠端電漿反應器150供應的激發氧原子(O*)反應以在粉末收集阱148中產生ZrO2，其為穩定的粉末，並且收 集在粉末收集阱148中。透過在粉末收集阱148中收集盡可能多的粉末，而最小化了流入至真空泵106的粉末量。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Hf(N(CH3)2)3的製程氣體的HfO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生HfO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，遠端電漿反應器150通過接收來自遠端電漿源氣體供應器190的氧氣來產生激發氧原子(O*)，並且供應至粉末收集阱148。透過將廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3與從遠端電漿反應器150供應的激發氧原子(O*)反應以在粉末收集阱148中產生HfO2，其為穩定的粉末，並且收集在粉末收集阱148中。透過在粉末收集阱148中收集盡可能多的粉末，而最小化了流入至真空泵106的粉末量。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Nb(N(CH3)2)3的製程氣體的Nb2O5製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半 導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器510的運作與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生Nb2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，遠端電漿反應器150透過接收來自遠端電漿源氣體供應器190的氧氣來產生激發氧原子(O*)，並且供應至粉末收集阱148。透過將廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3與從遠端電漿反應器150供應的激發氧原子(O*)反應以在粉末收集阱148中產生Nb2O5，其為穩定的粉末，並且收集在粉末收集阱148中。透過在粉末收集阱148中收集盡可能多的粉末，而最小化了流入至真空泵106的粉末量。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含Ta(OC2H5)5的製程氣體的Ta2O5製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5透過排氣管電漿反應器510的運作與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生Ta2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，遠端電漿反應器150透過接收來自遠端電漿源氣體供應器190的氧氣來產生激發氧原子(O*)，並且供應至粉末收集阱148。透過將廢氣中所含的Ta(OC2H5)5與從遠端電漿反應器150供應的激發氧原子(O*)反應以在粉末收集阱148中產生 Ta2O5，其為穩定的粉末，並且收集在粉末收集阱148中。透過在粉末收集阱148中收集盡可能多的粉末，而最小化了流入至真空泵106的粉末量。
預處理示例2
在預處理示例2中，在排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150中產生的反應性物質被用於粉末氣化。
首先，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含矽(Si)前驅物的製程氣體的SiO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在本實施例中，將說明使用四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，tetraethyl orthosilicate，TEOS)作為含矽(Si)前驅物。在半導體處理腔室102中執行SiO2製程後，包含未反應的四乙氧基矽烷(TEOS)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)透過排氣管電漿反應器510的運作與排氣管電漿反應器510中的氧氣反應且形成SiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化矽(SiO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器510在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器547供應的三氟化氮(NF3)氣體以形成激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的二氧 化矽(SiO2)粉末被氣化且形成SiF4。因此，由於二氧化矽(SiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鈦(Ti)前驅物的製程氣體的TiO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在本實施例中，將說明使用四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)作為含鈦(Ti)前驅物。在半導體處理腔室102中執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)透過排氣管電漿反應器510的操作與排氣管電漿反應器510中的氧氣反應以產生TiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末從排氣管電漿反應器510的排氣管排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器510在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器547供應的三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的二氧化鈦(TiO2)粉末被氣化且形成TiF4。因此，由於二氧化鈦(TiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鋯(Zr)前驅物的製程氣體的ZrO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在 本實施例中，將說明使用(C5H5)Zr(N(CH3)2)3作為含鋯(Zr)前驅物。在半導體處理腔室102中執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器510的運作與排氣管電漿反應器510中的氧氣反應以產生ZrO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器510在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器547供應的三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的二氧化鋯(ZrO2)粉末被氣化且形成ZrF4。因此，由於二氧化鋯(ZrO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鉿(Hf)前驅物的製程氣體的HfO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在本實施例中，將說明使用(C5H5)Hf(N(CH3)2)3作為含鉿(Hf)前驅物。在半導體處理腔室102中執行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102 排放的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器510的操作與排氣管電漿反應器510中的氧氣反應且形成HfO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器510在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器547供應的三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的二氧化鉿(HfO2)粉末被氣化，且產生HfF4。因此，由於二氧化鉿(HfO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鈮(Nb)前驅物的製程氣體的Nb2O5製程時，廢氣預處理設備509的操作。在本實施例中，將說明使用(C5H5)Nb(N(CH3)2)3)作為含鈮(Nb)前驅物。在半導體處理腔室102中執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器510的操作與排氣管電漿反應器510中的氧氣反應且產生Nb2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電 漿反應器510在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器547供應的三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末被氣化且形成NbF5。因此，由於五氧化二鈮(Nb2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鉭(Ta)前驅物的製程氣體的Ta2O5製程時，廢氣預處理設備509的操作。在本實施例中，將說明使用Ta(OC2H5)5作為含鉭(Ta)前驅物。在半導體處理腔室102中執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5透過排氣管電漿反應器510的運作與排氣管電漿反應器510中的氧氣反應且產生Ta2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，排氣管電漿反應器510在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器547供應的三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150中產生 的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，與激發氟原子(F*)反應的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末被氣化且形成TaF5。因此，由於五氧化二鉭(Ta2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
預處理示例3
在預處理示例3中，排氣管電漿反應器510用於透過氧化以產生穩定的粉末，並且由遠端電漿反應器150產生的反應性物質用於粉末氣化。
首先，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，tetraethyl orthosilicate，TEOS)的製程氣體的SiO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行SiO2製程後，包含未反應的四乙氧基矽烷(TEOS)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體製程腔室102排放的廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生SiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化矽(SiO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，作為遠端電漿源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，盡可能多地收集二氧化矽(SiO2)粉末，並將其氣化以與激發氟原子(F*)反應以形成SiF4。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)的製程氣體的TiO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生TiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，作為遠端電漿源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，盡可能多地收集二氧化鈦(TiO2)粉末，並將其氣化以與激發氟原子(F*)反應以形成TiF4。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Zr(N(CH3)2)3的製程氣體的ZrO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應 的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生ZrO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，作為遠端電漿源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，盡可能多地收集二氧化鋯(ZrO2)粉末，並將其氣化以與激發氟原子(F*)反應以形成ZrF4。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Hf(N(CH3)2)3的製程氣體的HfO2製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生HfO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，作為遠端電漿源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，盡可 能多地收集二氧化鉿(HfO2)粉末，並且將其氣化以與激發氟原子(F*)反應以形成HfF4。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Nb(N(CH3)2)3的製程氣體的Nb2O5製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生Nb2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，作為遠端電漿源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，盡可能多地收集五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，並將其氣化以與激發氟原子(F*)反應以形成NbF5。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含Ta(OC2H5)5的製程氣體的Ta2O5製程時，廢氣預處理設備509的操作。在半導體處理腔室102中執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器510以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102 排放的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5透過排氣管電漿反應器510的運作在排氣管電漿反應器510中與由排氣管電漿源氣體供應器547供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生Ta2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器510中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末從排氣管電漿反應器510排放，沿腔室排氣管107流動，並且收集在粉末收集阱148中。同樣地，作為遠端電漿源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至粉末收集阱148。在粉末收集阱148中，盡可能多地收集五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，並將其氣化以與激發氟原子(F*)反應以形成TaF5。
第10圖為其中安裝有根據本發明第六實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性配置的方塊圖。參照第6圖，半導體製造設施600包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103中；以及，根據本發明第六實施例的廢氣預處理設備609，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體流動性的降低。除了廢氣預處理設備609之外的半導體製造設施600的其餘配置通常與第6圖所示的半導體製造設施200相同。
廢氣預處理設備609包含：排氣管電漿反應器610，其對應於從半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力製排氣管電漿反應器610；排氣管電漿源氣體供應器647，其供應來源氣體至排氣管電漿反應器610；冷卻器248，其安裝在腔室排氣管107上；遠端反應器 電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體至遠端電漿反應器150。
排氣管電漿反應器610接收來自排氣管電漿源氣體供應器647的排氣管電漿源氣體。除了從排氣管電漿源氣體供應器647接收排氣管電漿源氣體的排氣管電漿反應器610的配置之外，排氣管電漿反應器610的其餘結構通常與第6圖所示的實施例中說明的排氣管電漿反應器110的配置相同，且因此，在此將省略其詳細說明。
排氣管反應器電源145通常與第6圖所示的實施例中說明的排氣管反應器電源145的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
排氣管電漿源氣體供應器647儲存供應至排氣管電漿反應器510的排氣管電漿源氣體，並且將儲存的排氣管電漿源氣體供應至排氣管電漿反應器610。在本實施例中，將說明排氣管電漿源氣體供應器647供應三氟化氮(NF3)或氧氣(O2)至排氣管電漿反應器610。
冷卻器248通常與第6圖所示的實施例中說明的冷卻器248的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿反應器150通常與第6圖所示的實施例中說明的遠端電漿反應器150的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端反應器電源180通常與第6圖所示的實施例中說明的遠端反應器電源180的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿源氣體供應器190的配置通常與第6圖所示的實施例中說明的遠端電漿源氣體供應器190的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
在下文中，將詳細說明根據在半導體處理腔室102中執行的各種製程的廢氣預處理設備609的操作。
首先，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含矽(Si)前驅物的製程氣體的SiO2製程時，廢氣預處理設備609的操作。在本實施例中，將說明使用四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，tetraethyl orthosilicate，TEOS)作為含矽(Si)前驅物。在處理腔室102中執行SiO2製程後，包含未反應的四乙氧基矽烷(TEOS)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器610以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)透過排氣管電漿反應器610的運作與排氣管電漿反應器610中的氧氣反應且產生SiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化矽(SiO2)粉末從排氣管電漿反應器610排放，並且沿腔室排氣管107流動。同樣地，排氣管電漿反應器610在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器647供應的三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器610與冷卻器248之間的一區段。由排氣管電漿反應器610產生的二氧化矽(SiO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)以及由排氣管電漿反應器610產生的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成SiF4。因此，由於二氧化矽(SiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鈦(Ti)前驅物的製程氣體的TiO2製程時，廢氣預處理設備609的操作。在本實施例中，將說明使用四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)作為含鈦(Ti)前驅物。在半導體處理腔室102中執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器610以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)通過排氣管電漿反應器610的運作與排氣管電漿反應器610中的氧氣反應且產生TiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器610中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末從排氣管電漿反應器610排放，並且沿腔室排氣管107流動。同樣地，排氣管電漿反應器610在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器647供應的三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器610與冷卻器248之間的一區段。由排氣管電漿反應器610產生的二氧化鈦(TiO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)以及由排氣管電漿反應器610產生的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成TiF4。因此，由於二氧化鈦(TiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鋯(Zr)前驅物的製程氣體的ZrO2製程時，廢氣預處理設備609的操作。在本實施例中，將說明使用(C5H5)Zr(N(CH3)2)3作為含鋯(Zr)前驅物。在半導體處理 腔室102中執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器610以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器610的運作與排氣管電漿反應器610中的氧氣反應且產生ZrO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器610中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末從排氣管電漿反應器610排放，並且沿腔室排氣管107流動。同樣地，排氣管電漿反應器610在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器647供應的三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器610與冷卻器248之間的一區段。由排氣管電漿反應器610產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)以及由排氣管電漿反應器610產生的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成ZrF4。因此，由於二氧化鋯(ZrO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鉿(Hf)前驅物的製程氣體的HfO2製程時，廢氣預處理設備609的操作。在本實施例中，將說明使用(C5H5)Hf(N(CH3)2)3作為含鉿(Hf)前驅物。在半導體處理腔室102中使用含鉿(Hf)前驅物執行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器610以及遠端電漿 反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器610的運作與排氣管電漿反應器610中的氧氣反應且產生HfO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器610中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末從排氣管電漿反應器610排放，並且沿腔室排氣管107流動。同樣地，排氣管電漿反應器610在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器647供應的三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器610與冷卻器248之間的一區段。由排氣管電漿反應器610產生的二氧化鉿(HfO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)以及由排氣管電漿反應器610產生的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成HfF4。因此，由於二氧化鉿(HfO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鈮(Nb)前驅物的製程氣體的Nb2O5製程時，廢氣預處理設備609的操作。在本實施例中，將說明使用(C5H5)Nb(N(CH3)2)3)作為含鈮(Nb)前驅物。在半導體處理腔室102中執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器610以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器610的運作與排氣管電漿反應器610中的氧氣反應且產生Nb2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器610中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末從排氣管電漿反應器610排 放，並且沿腔室排氣管107流動。同樣地，排氣管電漿反應器610在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器647供應的三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器610與冷卻器248之間的一區段。由排氣管電漿反應器610產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)以及由排氣管電漿反應器610產生的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成NbF5。因此，由於五氧化二鈮(Nb2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含含鉭(Ta)前驅物的製程氣體的Ta2O5製程時，廢氣預處理設備609的操作。在本實施例中，將說明使用Ta(OC2H5)5作為含鉭(Ta)前驅物。在半導體處理腔室102中執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器610以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5透過排氣管電漿反應器610的運作與排氣管電漿反應器610中的氧氣反應且產生Ta2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器610中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末從排氣管電漿反應器610排放，並且沿腔室排氣管107流動。同樣地，排氣管電漿反應器610在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器647供應的三氟化氮(NF3)氣體且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在 電漿反應中分解三氟化氮(NF3)且產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器610與冷卻器248之間的一區段。由排氣管電漿反應器610產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)以及由排氣管電漿反應器610產生的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成TaF5。因此，由於五氧化二鉭(Ta2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行非晶碳層(ACL)製程時，廢氣預處理設備609的操作。在半導體處理腔室102中執行非晶碳層(ACL)製程後，包含氫化非晶碳(a-C：H)的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器610以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的氫化非晶碳(a-C：H)在排氣管電漿反應器610中透過電漿反應而分解為激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)。在排氣管電漿反應器110中產生的激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)從排氣管電漿反應器110排放，並且沿腔室排氣管107流動。同樣地，排氣管電漿反應器610在電漿反應中分解由排氣管電漿源氣體供應器647供應的氧氣(O2)氣體且產生激發氧原子(O*)，其為反應性物質。作為來源氣體的氧氣(O2)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解氧氣(O2)氣體且產生激發氧原子(O*)，其為反應性物質。由遠端電漿反應器150產生的激發氧原子(O*)供應至腔室排氣管107中的排氣管電漿反應器610與冷卻器248之間的一區段。由排氣管電漿反應器610產生的激發碳原子(C*)、注入至腔室排氣管107中的激發氫原子(H*)、以及注入至腔室排氣管107中的激發氧原子 (O*)之間發生取代(氧化)反應，從而產生二氧化碳(CO2)氣體、二氧化碳(CO)氣體、以及水蒸氣(H2O)。因此，由於氫化非晶碳(a-C：H)積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
第11圖為其中安裝有根據本發明第七實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性結構的方塊圖。參照第11圖，半導體製造設施700包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103中；以及，根據本發明第七實施例的廢氣預處理設備709，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體流動性的降低。除了廢氣預處理設備709之外的半導體製造設施700的其餘配置，通常與第7圖所示的半導體製造設施300相同。
廢氣預處理設備709包含：排氣管電漿反應器710，其對應於從半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力至排氣管電漿反應器710；排氣管電漿源氣體供應器747，其供應來源氣體至排氣管電漿反應器710；遠端電漿反應器150，其透過使用電漿來產生反應性物質以供應至腔室排氣管107；遠端反應器電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體至遠端電漿反應器150。廢氣預處理設備709具有其中將冷卻器248排除在第10圖所示的廢氣預處理設備609之外的配置，並且相較於第10圖所示的廢氣預處理設備609其不需要冷卻，從而改善了廢氣預處理設備709在運作中的能耗效率。廢氣預處理設備709的運作方式通常與第10圖的實施例中說明廢氣預處理設備609的運作方式相同。
第12圖為其中安裝有根據本發明第八實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性結構的方塊圖。參照第12圖，半導體製造設施800包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103中；以及，根據本發明第七實施例的廢氣預處理設備809，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體流動性的降低。除了廢氣預處理設備809之外的半導體製造設施800的其餘結構通常與第8圖所示的半導體製造設施400相同，且因此，在此，將僅說明廢氣預處理設備809。
廢氣預處理設備809包含：排氣管電漿反應器810，其對應於從半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力至排氣管電漿反應器810；排氣管電漿源氣體供應器647，其供應來源氣體至排氣管電漿反應器810；粉末收集阱148，其安裝在腔室排氣管107上以收集粉末；遠端電漿反應器150，其透過使用電漿來產生反應性物質以供應至腔室排氣管107；遠端反應器電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體至遠端電漿反應器150。
排氣管電漿反應器810接收來自排氣管電漿源氣體供應器847的排氣管電漿源氣體。除了從排氣管電漿源氣體供應器847接收排氣管電漿源氣體的排氣管電漿反應器810的配置之外，排氣管電漿反應器810的其餘結構通常與第8圖所示的實施例中說明的排氣管電漿反應器410的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
排氣管反應器電源145通常與第1圖所示的實施例中說明的排氣管反應器電源145的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
粉末收集阱148通常與第1圖所示的實施例中說明的粉末收集阱148的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿反應器150通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端電漿反應器150的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。遠端電漿反應器150的氣體出口(第4圖的氣體出口163)通過排放管487與腔室排氣管107相通。排放管487直接連接至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。因此，在遠端電漿反應器150中產生的反應性物質通過出口164而充電，且接續沿排放管487流動，並且直接地引入至粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段中的腔室排氣管107中。
遠端反應器電源180通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端反應器電源180的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
遠端電漿源氣體供應器190通常與第1圖所示的實施例中說明的遠端電漿源氣體供應器190的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。
在下文中，將詳細說明根據在半導體處理腔室102中執行的各種製程的廢氣預處理設備809的操作。
首先，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4，tetraethyl orthosilicate，TEOS)的製程氣體的SiO2製程時，廢氣預處理設備809的操作。在半導體處理腔室102中執行SiO2製程後，包含未反應的四乙氧基矽烷(TEOS)在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器810 以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙氧基矽烷(TEOS)透過排氣管電漿反應器810的運作在排氣管電漿反應器810中與由排氣管電漿源氣體供應器847供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生SiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器810中產生的二氧化矽(SiO2)粉末從排氣管電漿反應器110排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，未收集在粉末收集阱148中的未收集的二氧化矽(SiO2)粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透透過粉末收集阱148的未收集的二氧化矽(SiO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成SiF4。因此，由於未收集的二氧化矽(SiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)的製程氣體的TiO2製程時，廢氣預處理設備809的操作。在半導體處理腔室102中執行TiO2製程後，包含未反應的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器810以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的四乙醇鈦(Ti(OCH2CH3)4)透過排氣管電漿反應器810的運作在排氣管電漿反應器810中與由排氣管電漿源氣體供應器847供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生TiO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器110中產生的二氧化鈦(TiO2)粉末從排氣管電漿反應器 810排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，並且未收集在粉末收集阱148中的未收集的二氧化鈦(TiO2)粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的二氧化鈦(TiO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成TiF4。因此，由於未收集的二氧化鈦(TiO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Zr(N(CH3)2)3的製程氣體的ZrO2製程時，廢氣預處理設備809的操作。在半導體處理腔室102中執行ZrO2製程後，包含未反應的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器810以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Zr(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器810的運作在排氣管電漿反應器810中與由排氣管電漿源氣體供應器847供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應以產生ZrO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器810中產生的二氧化鋯(ZrO2)粉末從排氣管電漿反應器810排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，未收集在粉末收集阱148中的未收集的二氧化鋯(ZrO2)粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電 漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的二氧化鋯(ZrO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成ZrF4。因此，由於未收集的二氧化鋯(ZrO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Hf(N(CH3)2)3的製程氣體的HfO2製程時，廢氣預處理設備809的操作。在半導體處理腔室102中執行HfO2製程後，包含未反應的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器810以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Hf(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器810的運作在排氣管電漿反應器810中與由排氣管電漿源氣體供應器847供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且形成HfO2，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器810中產生的二氧化鉿(HfO2)粉末從排氣管電漿反應器810排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，並且未收集在粉末收集阱148中的未收集的二氧化鉿(HfO2)粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的二氧化鉿(HfO2)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成 HfF4。因此，由於二氧化鉿(HfO2)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含(C5H5)Nb(N(CH3)2)3的製程氣體的Nb2O5製程時，廢氣預處理設備809的操作。在半導體處理腔室102中執行Nb2O5製程後，包含未反應的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器810以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的(C5H5)Nb(N(CH3)2)3透過排氣管電漿反應器810的運作在排氣管電漿反應器810中與由排氣管電漿源氣體供應器847供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生Nb2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器810中產生的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末從排氣管電漿反應器810排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，並且未收集在粉末收集阱148中的未收集的Nb2O5粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，其與注入至腔室排氣管107中的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成NbF5。因此，由於五氧化二鈮(Nb2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
接下來，在下文中將說明，當在半導體處理腔室102中執行使用包含Ta(OC2H5)5的製程氣體的Ta2O5製程時，廢氣預處理設備809的操作。在半導 體處理腔室102中執行Ta2O5製程後，包含未反應的Ta(OC2H5)5在內的廢氣透過真空泵106的操作從半導體處理腔室102排放。當廢氣從半導體處理腔室102排放時，排氣管電漿反應器110以及遠端電漿反應器150運作。從半導體處理腔室102排放的廢氣中所含的Ta(OC2H5)5透過排氣管電漿反應器810的運作在排氣管電漿反應器810中與由排氣管電漿源氣體供應器847供應的氧氣所產生的激發氧原子(O*)反應且產生Ta2O5，其為穩定的粉末。在排氣管電漿反應器810中產生的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末從排氣管電漿反應器810排放，沿腔室排氣管107流動且收集在粉末收集阱148中，未收集在粉末收集阱148中的未收集的Ta2O5粉末穿透過粉末收集阱148，而沿腔室排氣管107流動。作為來源氣體的三氟化氮(NF3)供應至遠端電漿反應器150，並且遠端電漿反應器150在電漿反應中分解三氟化氮(NF3)氣體以產生激發氟原子(F*)，其為反應性物質。在遠端電漿反應器150中產生的激發氟原子(F*)供應至腔室排氣管107中的粉末收集阱148與真空泵106之間的一區段。穿透過粉末收集阱148的未收集的五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，其與注入至腔室排氣管107的激發氟原子(F*)反應，被氣化且形成TaF5。因此，由於五氧化二鉭(Ta2O5)粉末積聚在包含真空泵106的排出設備105中，而可以防止流動性降低。
第13圖為其中安裝有根據本發明第九實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性結構的方塊圖。參照第13圖，半導體製造設施900包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103；以及，根據本發明第三實施例的廢氣預處理設備909，其透過預處理從半導體製造設備 101排放的氣體來防止氣體流動性的降低。除了廢氣預處理設備909之外的半導體製造設施900的其餘配置通常與第1圖所示的半導體製造設施100相同。
廢氣預處理設備909包含：排氣管電漿反應器110，其對應於半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力至排氣管電漿反應器110；粉末收集阱148，其安裝在腔室排氣管107上且收集粉末；遠端電漿反應器150，其產生反應性物質以供應至排氣管電漿反應器110的上游；遠端反應器電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體至遠端電漿反應器150。除了在遠端電漿反應器150中產生的反應性物質通過排放管987供應至排氣管電漿反應器110的上游之外，本實施例與第1圖所示的實施例相同。在本實施例中，將說明在遠端電漿反應器150中產生的反應性物質通過排放管987供應至腔室排氣管107。
透過排氣管電漿反應器110的運作在廢氣中形成穩定的粉末並且根據製程類型來形成穩定的粉末的反應，其如第1圖的實施例所說明的。
粉末與反應性物質反應，並且透過遠端電漿反應器150的運作而氣化。根據製程類型將粉末氣化的反應，其如第1圖的實施例所說明的。當遠端電漿反應器150在使用半導體處理腔室102的製程完成後半導體處理腔室102停止運行的狀態下運行時，可以預期具有排氣管電漿反應器110的內部清潔(移除副產物的沉積物)的功效。
因此，由於避免了隨著製程的進行而發生的排氣管電漿反應器110內部的副產物的沉積所引起的內部環境(阻抗)變化，且減少了對設備中的壓力增加的影響，並且減少了排氣管電漿反應器110中PM製程的數量，從而可以 增加排氣管電漿反應器110的平均故障間隔時間(mean time between failure，MTBF)。
第14圖為其中安裝有根據本發明第十實施例的廢氣預處理設備的半導體製造設施的示意性結構的方塊圖。參照第14圖，半導體製造設施1000包含：半導體製造設備101，其中執行用於製造半導體裝置的半導體製造製程；氣體淨化設備103，用於淨化從半導體製造設備101排放的氣體；排出設備105，用於從半導體製造設備101排放氣體以使得氣體流入至氣體淨化設備103；以及，根據本發明第十實施例的廢氣預處理設備1009，其透過預處理從半導體製造設備101排放的氣體來防止氣體流動性的降低。除了廢氣預處理設備1009之外的半導體製造設施1000的其餘配置通常與第13圖所示的半導體製造設施900相同。
廢氣預處理設備1009包含：排氣管電漿反應器1010，其對應於半導體處理腔室102排放的廢氣以產生電漿反應；排氣管反應器電源145，其供應電力至排氣管電漿反應器1010；粉末收集阱148，其安裝在腔室排氣管107上且收集粉末；遠端電漿反應器150，其產生反應性物質以供應至排氣管電漿反應器110的上游；遠端反應器電源180，其供應電力至遠端電漿反應器150；以及，遠端電漿源氣體供應器190，其供應氣體至遠端電漿反應器150。在遠端電漿反應器150中產生的反應性物質通過排放管987供應至排氣管電漿反應器110的上游。
除了從排氣管電漿源氣體供應器1047接收排氣管電漿源氣體的排氣管電漿反應器1010的配置之外，本實施例與第13圖所示的實施例相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。除了從排氣管電漿源氣體供應器1047接收排氣管電漿源氣體的排氣管電漿反應器1010的配置之外，排氣管電漿反應器1010 的其餘結構通常與第13圖所示的實施例中說明的排氣管電漿反應器110的配置相同，且因此，在此，將省略其詳細說明。排氣管電漿源氣體供應器1047供應三氟化氮(NF3)或氧氣(O2)至排氣管電漿反應器1010。因此，在排氣管電漿反應器1010中產生作為反應性物質的激發氟原子(F*)或激發氧原子(O*)。
雖然已經參照其例示性實施例而具體地示出且說明了本發明，但本領域具有通常知識者可以理解的是，在不偏離以下申請專利範圍所定義的本發明的精神及範圍的情況下，可以在形式以及細節上進行各種變更。
100:半導體製造設施
101:半導體製造設備
102:處理腔室
103:氣體淨化設備
104:洗滌器
105:排出設備
106:真空泵
107:腔室排氣管
108:泵排氣管
109:廢氣預處理設備
110:排氣管電漿反應器
145:排氣管反應器電源
148:粉末收集阱
150:遠端電漿反應器
180:遠端反應器電源
186:氣體入口
190:遠端電漿源氣體供應器

Claims (28)

  1. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體；以及一粉末收集阱，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以收集該廢氣中所含的粉末，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；其中該遠端電漿氣體供應至該粉末收集阱，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分；其中該廢氣包含含矽(Si)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含矽(Si)前驅物與氧氣反應以形成二氧化矽(SiO2)粉末，該二氧化矽(SiO2)粉末收集在該粉末收集阱中，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且在該粉末收集阱中，該二氧化矽(SiO2)粉末與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化矽(SiF4)氣體。
  2. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處 理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體；以及一粉末收集阱，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以收集該廢氣中所含的粉末，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；其中該遠端電漿氣體供應至該粉末收集阱，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分；其中該廢氣包含含鈦(Ti)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鈦(Ti)前驅物與氧氣反應以形成二氧化鈦(TiO2)粉末，該二氧化鈦(TiO2)粉末收集在該粉末收集阱中，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且在該粉末收集阱中，該二氧化鈦(TiO2)粉末與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鈦(TiF4)氣體。
  3. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處 理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體；以及一粉末收集阱，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以收集該廢氣中所含的粉末，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；其中該遠端電漿氣體供應至該粉末收集阱，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分；其中該廢氣包含含鋯(Zr)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鋯(Zr)前驅物與氧氧反應以形成二氧化鋯(ZrO2)粉末，該二氧化鋯(ZrO2)粉末收集在該粉末收集阱中，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且在該粉末收集阱中，該二氧化鋯(ZrO2)粉末與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鋯(ZrF4)氣體。
  4. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含： 一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體；以及一粉末收集阱，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以收集該廢氣中所含的粉末，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；其中該遠端電漿氣體供應至該粉末收集阱，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分；其中該廢氣包含含鉿(Hf)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鉿(Hf)前驅物與氧氣反應以形成二氧化鉿(HfO2)粉末，該二氧化鉿(HfO2)粉末收集在該粉末收集阱中，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且在該粉末收集阱中，該二氧化鉿(HfO2)粉末與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鉿(HfF4)氣體。
  5. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分； 一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體；以及一粉末收集阱，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以收集該廢氣中所含的粉末，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；其中該遠端電漿氣體供應至該粉末收集阱，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分；其中該廢氣包含含鈮(Nb)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鈮(Nb)前驅物與氧氣反應以形成五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，該五氧化二鈮(Nb2O5)粉末收集在該粉末收集阱中，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且在該粉末收集阱中，該五氧化二鈮(Nb2O5)粉末與激發氟原子(F*)反應以形成五氟化鈮(NbF5)氣體。
  6. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體；以及 一粉末收集阱，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以收集該廢氣中所含的粉末，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；其中該遠端電漿氣體供應至該粉末收集阱，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分；其中該廢氣包含含鉭(Ta)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鉭(Ta)前驅物與氧氣反應以形成五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，該五氧化二鉭(Ta2O5)粉末收集在該粉末收集阱中，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且在該粉末收集阱中，該五氧化二鉭(Ta2O5)粉末與激發氟原子(F*)反應以形成五氟化鉭(TaF5)氣體。
  7. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體；以及一粉末收集阱，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以收集該廢氣中所含的粉末， 其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；其中該遠端電漿氣體供應至該粉末收集阱，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分；其中該廢氣包含氫化非晶碳(a-C：H)，並且該氫化非晶碳(a-C：H)在該排氣管電漿反應器中分解為激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)並且引入至該粉末收集阱中，且該遠端電漿源氣體為氧氣(O2)，並且該反應性物質為激發氧原子(O*)，並且在該粉末收集阱中，透過激發碳原子(C*)、激發氫原子(H*)、以及激發氧原子(O*)之間的反應產生二氧化碳(CO2)氣體、一氧化碳(CO)氣體、以及水蒸氣(H2O)。
  8. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；以及一冷卻器，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以降低該廢氣的溫度，並且該遠端電漿氣體供應至該腔 室排氣管中的該排氣管電漿反應器與該冷卻器之間的一區段，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分。
  9. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；以及一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；其中該遠端電漿氣體供應至該腔室排氣管中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的該待移除成分。
  10. 如請求項8或請求項9所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含矽(Si)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含矽(Si)前驅物與氧氣反應以形成二氧化矽(SiO2)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該二氧化矽(SiO2)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化矽(SiF4)氣體。
  11. 如請求項8或請求項9所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鈦(Ti)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鈦(Ti)前驅物與氧氣反應以形成二氧化鈦(TiO2)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該二氧化鈦(TiO2)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鈦(TiF4)氣體。
  12. 如請求項8或請求項9所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鋯(Zr)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鋯(Zr)前驅物與氧氣反應以形成二氧化鋯(ZrO2)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該二氧化鋯(ZrO2)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鋯(ZrF4)氣體。
  13. 如請求項8或請求項9所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鉿(Hf)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鉿(Hf)前驅物與氧氣反應以形成二氧化鉿(HfO2)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該二氧化鉿(HfO2)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鉿(HfF4)氣體。
  14. 如請求項8或請求項9所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鈮(Nb)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鈮(Nb)前驅物與氧氣反應以形成五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為 激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該五氧化二鈮(Nb2O5)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成五氟化鈮(NbF5)氣體。
  15. 如請求項8或請求項9所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鉭(Ta)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鉭(Ta)前驅物與氧氣反應以產生五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該五氧化二鉭(Ta2O5)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成五氟化鉭(TaF5)氣體。
  16. 如請求項8或請求項9所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含氫化非晶碳(a-C：H)，該氫化非晶碳(a-C：H)在該排氣管電漿反應器中分解為激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)，並且該遠端電漿源氣體為氧氣(O2)，且該反應性物質為激發氧原子(O*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)在該腔室排氣管中與激發氧原子(O*)反應以產生二氧化碳(CO2)氣體、一氧化碳(CO)氣體、以及水蒸氣(H2O)。
  17. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含： 一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；以及一粉末收集阱，係安裝於該腔室排氣管上的該排氣管電漿反應器的下游以收集該廢氣中所含的粉末，其中，該遠端電漿氣體供應至該粉末收集阱與該真空泵之間的一區段，以額外地移除未從該排氣管電漿反應器移除的待移除成分。
  18. 如請求項17所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含矽(Si)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含矽(Si)前驅物與氧氣反應以形成二氧化矽(SiO2)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該二氧化矽(SiO2)粉末中的未收集在該粉末收集阱中而通過該粉末收集阱的未收集二氧化矽(SiO2)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化矽(SiF4)氣體。
  19. 如請求項17所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鈦(Ti)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鈦(Ti)前驅物與氧氣反應以形成二氧化鈦(TiO2)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該二氧化鈦(TiO2) 粉末中的未收集在該粉末收集阱中而通過該粉末收集阱的未收集二氧化鈦(TiO2)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鈦(TiF4)氣體。
  20. 如請求項17所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鋯(Zr)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鋯(Zr)前驅物與氧氣反應以形成二氧化鋯(ZrO2)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該二氧化鋯(ZrO2)粉末中的未收集在該粉末收集阱中而通過該粉末收集阱的未收集二氧化鋯(ZrO2)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鋯(ZrF4)氣體。
  21. 如請求項17所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鉿(Hf)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鉿(Hf)前驅物與氧氣反應以形成二氧化鉿(HfO2)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該二氧化鉿(HfO2)粉末中的未收集在該粉末收集阱中而通過該粉末收集阱的未收集二氧化鉿(HfO2)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成四氟化鉿(HfF4)氣體。
  22. 如請求項17所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鈮(Nb)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鈮(Nb)前驅物與氧氣反應以形成五氧化二鈮(Nb2O5)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該五氧化二鈮(Nb2O5)粉末中的未收集在該粉末收集阱中而通過該粉末收集 阱的未收集五氧化二鈮(Nb2O5)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成五氟化鈮(NbF5)氣體。
  23. 如請求項17所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含含鉭(Ta)前驅物以及氧氣，並且在該排氣管電漿反應器中，該含鉭(Ta)前驅物與氧氣反應以形成五氧化二鉭(Ta2O5)粉末，並且該遠端電漿源氣體為三氟化氮(NF3)，且該反應性物質為激發氟原子(F*)，並且從該排氣管電漿反應器排放的該五氧化二鉭(Ta2O5)粉末中的未收集在該粉末收集阱中而通過該粉末收集阱的未收集五氧化二鉭(Ta2O5)粉末在該腔室排氣管中與激發氟原子(F*)反應以形成五氟化鉭(TaF5)氣體。
  24. 如請求項17所述之廢氣預處理設備，其中該廢氣包含氫化非晶碳(a-C：H)，該氫化非晶碳(a-C：H)在該排氣管電漿反應器中分解為激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)且引入至該粉末收集阱中，並且該遠端電漿源氣體為氧氣(O2)，且該反應性物質為激發氧原子(O*)，通過該粉末收集阱的激發碳原子(C*)以及激發氫原子(H*)在該腔室排氣管中與激發氧原子(O*)反應以產生二氧化碳(CO2)氣體、一氧化碳(CO)氣體、以及水蒸氣(H2O)。
  25. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排出的一廢氣，該廢氣預處理設備包含： 一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體，其中該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該排氣管電漿反應器與該真空泵之間的一區段；以及一排氣管電漿源氣體供應器，係供應一排氣管電漿源氣體至該排氣管電漿反應器，其中該排氣管電漿反應器分解該排氣管電漿源氣體以產生該反應性物質。
  26. 一種廢氣預處理設備，係用於半導體製造設施，該廢氣預處理設備係用於預處理從使用製程氣體執行半導體製造製程的一半導體處理腔室而透過使用一真空泵通過連接該半導體處理腔室至該真空泵的一腔室排氣管排放的一廢氣，該廢氣預處理設備包含：一排氣管電漿反應器，係安裝在該腔室排氣管上且在該廢氣中產生電漿，以移除該廢氣中所含的待移除成分；以及一遠端電漿反應器，係產生電漿以分解一遠端電漿源氣體並且產生包含反應性物質的一遠端電漿氣體，其中，該遠端電漿氣體供應至該廢氣的流動管線中的該半導體處理腔室與該排氣管電漿反應器之間的一區段。
  27. 如請求項26所述之廢氣預處理設備，其中該反應性物質在該排氣管電漿反應器中與粉末成分反應並且氣化該粉末成分。
  28. 如請求項26所述之廢氣預處理設備，其中該遠端電漿反應 器在該半導體處理腔室停止運行的狀態下運行。
TW112148337A 2022-12-14 2023-12-12 用於半導體製造設施之廢氣預處理設備 TWI866691B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220174552A KR102782090B1 (ko) 2022-12-14 2022-12-14 반도체 제조설비용 배기가스 전처리 장비
KR10-2022-0174552 2022-12-14
KR1020230118532A KR102843425B1 (ko) 2023-09-06 2023-09-06 반도체 제조설비용 배기가스 전처리 장비
KR10-2023-0118532 2023-09-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202432228A TW202432228A (zh) 2024-08-16
TWI866691B true TWI866691B (zh) 2024-12-11

Family

ID=91485205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112148337A TWI866691B (zh) 2022-12-14 2023-12-12 用於半導體製造設施之廢氣預處理設備

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TWI866691B (zh)
WO (1) WO2024128635A1 (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202224066A (zh) * 2020-11-02 2022-06-16 南韓商Ｌｏｔ Ｃｅｓ有限公司 用於半導體製造設施的廢氣處理設備

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8382909B2 (en) * 2005-11-23 2013-02-26 Edwards Limited Use of spectroscopic techniques to monitor and control reactant gas input into a pre-pump reactive gas injection system
KR101565116B1 (ko) * 2014-04-16 2015-11-02 (주)클린팩터스 공정설비에서 발생되는 배기가스 처리설비
KR102078584B1 (ko) * 2017-12-28 2020-02-19 (주) 엔피홀딩스 배기유체 처리장치 및 기판 처리 시스템
US10889891B2 (en) * 2018-05-04 2021-01-12 Applied Materials, Inc. Apparatus for gaseous byproduct abatement and foreline cleaning

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202224066A (zh) * 2020-11-02 2022-06-16 南韓商Ｌｏｔ Ｃｅｓ有限公司 用於半導體製造設施的廢氣處理設備

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024128635A1 (ko) 2024-06-20
TW202432228A (zh) 2024-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20250036713A (ko) 반도체 제조설비용 배기가스 전처리 장비
JP7277418B2 (ja) 重原子を含有する化合物のプラズマ軽減
JP7083424B2 (ja) ガス状副生成物軽減およびフォアライン洗浄のための装置
JPWO2008093442A1 (ja) ガス処理装置
CN111508809A (zh) 霍尔效应增强电容耦合等离子体源、消除系统及真空处理系统
TWI809805B (zh) 半導體製造設施及其操作方法
TWI798907B (zh) 用於半導體製造設施的廢氣處理設備
US10005025B2 (en) Corrosion resistant abatement system
KR102077759B1 (ko) 반도체 제조설비용 배기 장비 및 이를 이용한 배기관 내 파우더 침적 방지 방법
TWI866691B (zh) 用於半導體製造設施之廢氣預處理設備
KR20250115808A (ko) 반도체 제조설비용 배기가스 전처리 장비
KR102782090B1 (ko) 반도체 제조설비용 배기가스 전처리 장비
KR102921227B1 (ko) 반도체 제조설비용 플라즈마 장비
KR101609346B1 (ko) 플라즈마 발생장치
KR102891492B1 (ko) 반도체 제조설비의 배기가스 처리용 플라즈마 장비
KR20250115916A (ko) 반도체 제조설비용 플라즈마 장비
KR102617674B1 (ko) 반도체 제조설비 및 이의 운영방법
KR102916984B1 (ko) 반도체 제조설비 및 이의 운영방법
KR102916985B1 (ko) 반도체 제조설비
KR20240175205A (ko) 반도체 제조설비용 배기가스 전처리 장비
TWI911718B (zh) 用於半導體製造設施的廢氣預處理設備
EP1940535A1 (en) Apparatus for treating a gas stream
KR101738524B1 (ko) 원격플라즈마 세정 장치 및 이를 이용한 세정방법
KR102892632B1 (ko) 플라즈마 발생 장치, 및 플라즈마 발생 장치를 포함하는 공정 처리 장치
KR20250065537A (ko) 스크러버, 이를 포함하는 기판 처리 시스템, 및 이를 이용하는 기판 처리 방법