用于减少有害物质的等离子体反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子体反应器，且更具体地，涉及用于通过在真空栗的前端部分分解和移除由处理腔室产生的各种有害物质来实现环境友好的处理的等离子体反应器。
【背景技术】
[0002]用于实施诸如蚀刻、沉积、清理等过程的处理腔室被安装于半导体、显示器、太阳能电池等的生产线中，且该处理腔室被连接到真空栗以疏散处理气体(process gas)。各种有害物质从该处理腔室释放，例如，诸如CF4、CHF3, C2F6, C4F8等温室气体在蚀刻过程中被释放，未分解前体在沉积过程中被放出，且温室气体和诸如NF3、SF6等颗粒副产物在清理过程中被释放。
[0003]在导致全球变暖的温室气体的排放方面的限制已经收紧，而颗粒副产物在真空栗中累积时劣化真空栗的耐用性。在沉积过程中使用的大部分前体被以液相喷射在真空腔室的内部或通过鼓泡器等被蒸发，且在沉积过程中未被使用的释放前体指的是未分解的前体。未分解的前体累积在真空栗的内部或在真空栗和洗涤器之间。
[0004]因为在运行状态下和非运行状态下时真空栗的内部存在高温度差，蒸汽状态的和液体状态的未分解的前体可共存。从而，这可能由于在重复进行扩张和收缩时的过度扩张引起爆炸。此外，当置换真空栗、洗涤器、或管时，累积在真空栗和洗涤器之间的未分解的前体被暴露，且其中的一些在与空气发生剧烈反应时可能引起火灾。
[0005]关于在真空栗的前端安装等离子体反应器的技术已经被研究出且被开发出，以便分解或移除在处理腔室中释放的各种有害物质。然而，在仅管型等离子体反应中，已经被报告了，随着压力增加，穿过等离子体反应器中心区域的有害物质的分解率降低，这可能导致，当压力发生变化时有害物质的分解率的降低的问题。
[0006]而且，在有害物质的分解过程中被要求使用等离子体、氧原子团和氢原子团以稳定温室气体，而为了这个目的，常规使用了一种将水蒸气(H2O)输入到等离子体反应器的前端部分的方法。
[0007]然而，虽然输入水蒸气的方法在过程的安全性方面表现良好，但是其不利的地方是对温室气体的分解率低且不能对氧气和氢气的量进行单独控制。此外，在精细控制水蒸气的输入方面存在技术难点，且存在使整个系统变复杂的限制，因为需要其他的设备，诸如鼓泡器。
[0008]在该背景部分所公开的以上信息仅仅是为了加强对本发明的背景的理解，从而其可能包含了并不构成在该国内对本领域的普通技术人员而言已经熟知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0009]本发明涉及等离子体反应器，其用于分解和移除在真空栗的前端部分中的各种有害物质，从而提供用于减少有害物质的等离子体反应器，使得通过在压力发生变化时增加对有害物质的分解率，而即使在大范围的压力下有害物质也被有效地分解和移除。
[0010]此外，本发明提供了用于移除有害物质的等离子体反应器，其在确保不使用水蒸气的过程的安全性的同时增加了温室气体的分解率，以及因为其不需要其他的设备，诸如鼓泡器，而使整个系统简化。
[0011]根据本发明的示例性实施方式用于减少包括在处理气体中的有害物质的等离子体反应器，且该等离子体反应器被安装在处理气体朝向真空栗的排气路径上，其包括绝缘体、第一接地电极、第二接地电极和驱动电极，该绝缘体具有管形状，处理气体穿过该管形状，第一接地电极连接到绝缘体的面向处理腔室的前端，第二接地电极连接到绝缘体的后端且设置有沿处理气体的移动方向面向绝缘体的内部的中心的面向部件(facing part),且驱动电极被固定到绝缘体的外周表面上，且被连接到用于施加AC或RF电压的电源。
[0012]在面向部件与第二接地电极的内壁之间可提供预定的空间，处理气体穿过其而被释放。
[0013]面向部件可与第二接地电极的内壁间隔开，且形成有与处理气体的排气路径交汇的平面形状。面向部件可以经由至少一个连接部件而被固定到第二接地电极的内壁。
[0014]第二接地电极可形成环绕面向部件的延伸部件，且面向部件可具有比除延伸部件之外的第二接地电极的直径大的直径。在面向部件的面向绝缘体的表面上可形成突出部件。
[0015]延伸部件可用作颗粒收集箱，而支撑部件可以被定位在颗粒收集箱的内部且在面向部件的下表面与第二接地电极之间。支撑部件可形成至少一个开口以释放处理气体。
[0016]延伸部件可用作颗粒收集箱且可以设置有底部部件，且第二接地电极可包括第一管部分和第二管部分，第一管部分和第二管部分在它们之间交接有该颗粒收集箱。
[0017]第二接地电极可包括连接到绝缘体的后端的第一管部分和与第一管部分交叉的第二管部分，且第二管部分的一部分面向第一管部分的内部，使得第二部分的一部分用作面向部件。第二管部分可设置有在与第一管部分交叉的部分处具有封闭端的长度延伸部件。
[0018]在面向部件的表面处可以形成突出部件，且其直径比第一管部分的内径大，且突出部件的厚度可以比第二管部分的内径小。在面向部件的表面处可以形成突出部件，且其直径比第一管部分的内径大，且突出部件的厚度可以比第二管部分的内径大。
[0019]第一接地电极和第二接地电极可包括可变直径部件，该可变直径部件的直径随着接近绝缘体而增加，且面向部件可位于设置在第二接地电极处的可变直径部件的后部处。第一接地电极可形成反应气体被喷射穿过的反应气体入口。
[0020]第一接地电极可以被布置为使得第一入口和第二入口沿处理气体的移动方向间隔开，该第一入口用于喷射第一反应气体，该第二入口用于喷射第二反应气体，且第一反应气体保持在等离子体的内部时的停留时间可以与第二反应气体保持在等离子体的内部时的停留时间不同。
[0021]当穿过等离子体反应器的中心区域的上部时，未分解的有害物质通过穿过面向部件上方的鞘层区而被在鞘层区周围高效形成的等离子体完全分解和移除。因此，这可以在高压下增加对有害物质的分解率且降低有害物质对压力的依赖，使得其在较大压力范围下具有良好的分解性能。
[0022]而且，等离子体反应器被分开地装配了氧气源和氢气(或碳氢化合物)源，且通过在将两种反应气体分开穿过两个入口时而进行喷射，包括在处理气体中的有害物体的分解率可以相比于其中将水蒸气(H2O)用作反应气体的常规技术而显著增加。此外，因为通过对氧气和氢气(或碳氢化合物)设定不同的离解时间而避免了爆炸，处理期间的安全性得到了保证。
【附图说明】
[0023]图1是包括根据本发明的第一示例性实施方式的等离子体反应器的处理系统的示意图。
[0024]图2是根据本发明的第一示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0025]图3是沿图2中的1-1线截取的等离子体反应器的横截面视图。
[0026]图4是示出图2中所示的等离子体反应器的操作的示意图。
[0027]图5是示出被施加到图2中所示的等离子体反应器的驱动电极的驱动电压的波形示例的图。
[0028]图6是根据本发明的第二示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0029]图7是根据本发明的第三示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0030]图8是根据本发明的第四示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0031]图9是根据本发明的第五示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0032]图1OA和图1OB是根据本发明的第六示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0033]图11是包括根据第七示例性实施方式的等离子体反应器的处理系统的示意图。
[0034]图12是根据本发明的第七示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0035]图13是表示根据反应气体的种类的四氟化碳(CF4)的分解效率的曲线图。
[0036]图14是根据本发明的第八示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0037]图15是示出图14中所示的等离子体反应器的操作状态的示意图。
[0038]图16是根据本发明的第九示例性实施方式的等离子体反应器的横截面视图。
[0039](符号描述)
[0040]100、200:处理系统11:处理腔室
[0041]12:真空栗13:管
[0042]210、220、230、240、250、260、270、280、290:等离子体反应器
[0043]21:第一入口22:第二入口
[004