来自半导体工艺流出物的一氧化二氮的等离子体减量的制作方法

本公开内容的实施方式大体上涉及用于半导体处理设备的减量。更具体地，本公开内容的实施方式涉及使存在于半导体制造工艺的流出物中的一氧化二氮(n2o)气体减量的技术。

背景技术：

归因于监管要求及环境与安全考虑，在半导体制造工艺期间产生的流出物包括许多在处置之前必须减量或处理的化合物。在一些半导体制造工艺中，n2o气体用作氮氧化硅(掺杂或未掺杂)、氧化硅、低k介电系数电介质、或氟硅酸盐玻璃的化学气相沉积(cvd)的氧源，其中n2o气体与其他沉积气体一同使用，其他沉积气体为诸如硅烷(sih4)、二氯硅烷(sih2cl2)、四乙氧基硅烷(teos)、四氟化硅(sif4)和/或氨(nh3)。n2o气体也用于扩散、快速热处理及腔室处理中。在一些工艺中，含卤素的化合物(诸如全氟化合物(pfc))用于例如蚀刻或清洁工艺中。

当前的减量技术集中于使pfc减量。然而，不存在用于使n2o气体减量的适当方法。因此，需要用于使n2o气体减量的改良方法。

技术实现要素：

本公开内容的实施方式大体上涉及用于使存在于半导体制造工艺的流出物中的n2o气体减量的技术。在一个实施方式中，一种用于使含有一氧化二氮气体的流出物减量的方法包括使含有一氧化二氮气体的流出物流入等离子体源中、将氢气注入等离子体源中以及激发流出物与氢气并且使流出物与氢气反应以形成减量材料，其中一氧化二氮气体的破坏去除率(destructionandremovalefficiency)是至少百分之五十，且减量材料中的一氧化氮或二氧化氮的浓度为以体积计最多百万分之五千。

在另一个实施方式中，一种用于使含有一氧化二氮气体的流出物减量的方法包括使含有一氧化二氮气体的流出物流入等离子体源中、将氨气注入等离子体源中以及激发流出物与氨气并且使流出物与氨气反应以形成减量材料，其中一氧化二氮气体的破坏去除率是至少百分之五十，且减量材料中的一氧化氮或二氧化氮的浓度是以体积计最多百万分之五千。

在另一个实施方式中，一种用于使含有一氧化二氮气体的流出物减量的方法包括：使含有一氧化二氮气体的流出物流入等离子体源中，其中一氧化二氮气体以第一流量流动；将气体混合物注入等离子体源中，其中气体混合物以第二流量注入，其中第二流量大于第一流量；以及激发流出物与气体混合物并且使流出物与气体混合物反应以形成减量材料，其中减量材料中的一氧化氮或二氧化氮的浓度是以体积计最多百万分之五千。

附图说明

为了能够详细理解本公开内容的上述特征所用方式，上文所简要概述的本公开内容的更具体描述可参考实施方式进行，其中一些实施方式被图式在附图中。然而，需注意的是，附图仅示出本公开内容的具有代表性的实施方式且由此不被认为限制本公开内容的范畴，由于本公开内容可容许其他等效的实施方式。

图1是根据本文所述的一个实施方式的处理系统的示意图。

图2是根据本文所述的一个实施方式示出用于使来自处理腔室的含有一氧化二氮气体的流出物减量方法的流程图。

为了便于理解，尽可能地已使用相同参考符号指示图标中共有的相同元件。此外，一个实施方式的元件可有利地适用于本文所述的其他实施方式中。

具体实施方式

本公开内容的实施方式大体上涉及使存在于半导体制造工艺的流出物中的n2o气体减量的技术。在一个实施方式中，一种方法包括：将氢气或氨气注入等离子体源中；以及激发含有n2o气体的流出物与氢气或氨气并且使该含有n2o气体的流出物与氢气或氨气反应以形成减量材料。通过使用氢气或氨气，n2o气体的破坏去除率(dre)是至少百分之50，同时显著地降低减量材料中的一氧化氮(no)和/或二氧化氮(no2)的浓度，诸如以体积计最多百万分之5000(ppm)。

图1是真空处理系统170的示意性侧视图。真空处理系统170至少包括真空处理腔室190、真空泵196及连接真空处理腔室190和真空泵196的前级管道组件193。真空处理腔室190通常构造成执行至少一个集成电路制造工艺，诸如沉积工艺、蚀刻工艺、等离子体处理工艺、预清洁工艺、离子注入工艺或其他集成电路制造工艺。真空处理腔室190中执行的工艺可以是等离子体辅助的。例如，真空处理腔室190中执行的工艺可以是用于沉积硅基材料的等离子体沉积工艺。前级管道组件193至少包括耦接至真空处理腔室190的腔室排放口191的第一管道192、耦接至第一管道192的等离子体源100及耦接至真空泵196的第二管道194。一个或多个减量试剂源114耦接至前级管道组件193。在一些实施方式中，一个或多个减量试剂源114耦接至第一管道192。在一些实施方式中，一个或多个减量试剂源114耦接至等离子体源100。减量试剂源114将一种或多种减量试剂提供至第一管道192或等离子体源100中，该减量试剂可被激发以与离开真空处理腔室190的材料反应或以其他方式辅助将离开真空处理腔室190的材料转化为环境方面和/或处理设备方面更友好的组成物。在一些实施方式中，一种或多种减量试剂包括氢气或氨气。可选择的，净化气体源115可耦接至等离子体源100，用于减少等离子体源100内部的部件上的沉积。

前级管道组件193可进一步包括排放冷却装置117。排放冷却装置117可在等离子体源100下游耦接至等离子体源100，用于降低离开等离子体源100的排放物的温度。第二管道194可耦接至排放冷却装置117。

可选择的，压力调节模块182可耦接至等离子体源100或第二管道194至少之一。压力调节模块182注入压力调节气体，诸如ar、n或其他合适的气体，压力调节气体使等离子体源100内的压力能被更好地控制，且由此提供更有效的减量性能。在一个实例中，压力调节模块182是减量系统193的一部分。

图2是根据本文所述的一个实施方式示出用于使来自处理腔室的含有一氧化二氮气体的流出物减量的方法200的流程图。方法200开始于区块202，其中流出物从真空处理腔室流入等离子体源中。真空处理腔室可以是图1所示的真空处理腔室190，且流出物包括n2o气体。真空处理腔室可用于执行沉积工艺，在沉积工艺中含硅气体与n2o气体反应，以在真空处理腔室中设置的基板上形成氧化硅层、氮氧化硅层、低k介电系数介电层或氟硅酸盐玻璃。含硅气体可以是硅烷、teos、sif4或sih2cl2。在沉积工艺期间使用的n2o气体的量可以多于含硅气体的量，导致离开真空处理腔室的流出物中有一定量的n2o气体。等离子体源可以是图1所示的等离子体源100。

接下来，在区块204，将氢气、氨气或氢气与氨气的混合物注入等离子体源中作为减量试剂。减量试剂可不含氧。在一些实施方式中，将氢气与氨气依次注入等离子体源中。在一个实施方式中，将氢气注入等离子体源中，随后将氨气注入等离子体源中。例如，在将氨气注入等离子体源中之前，注入等离子体源中的氢气的流动可终止。在另一个实例中，在开始将氨气注入等离子体源中之后，注入到等离子体源中的氢气的流动可终止。在另一实施方式中，将氨气注入等离子体源中，随后将氢气注入等离子体源中。氢气或氨气的流量高于n2o气体的流量。在一个实施方式中，氢气或氨气的流量是n2o气体的流量的约2倍。在一个实施方式中，n2o气体的流量范围从约1标准升每分钟(slm)至约35slm。氢气或氨气可从减量试剂源注入等离子体源中，该减量试剂源诸如是图1所示的一个或多个减量试剂源114。接下来，在等离子体源中激发氢气或氨气与该流出物并且使氢气或氨气与该流出物反应，以形成减量材料，如区块206所示。

当用于使含有n2o气体的流出物减量时，常规的减量试剂(诸如水蒸气及氧气)导致no及no2的形成，no及no2是大气中的主要污染物。当水蒸气或氧气用作减量试剂时，减量材料中的no或no2的浓度是高的，诸如超过以体积计10000ppm。

当氢气或氨气用作减量试剂时，n2o气体的dre是高的，诸如至少百分之50，同时减量材料中的no或no2的浓度实质上被降低，诸如最多以体积计5000ppm。在一个实施方式中，n2o气体的dre是百分之60。在一个实施方式中，将范围从约4kw至约6kw的功率提供至等离子体源，以激发流出物与氢气或氨气。

当使含有n2o气体的流出物减量时，通过使用氢气或氨气作为减量试剂，n2o气体的dre是高的，同时no及no2的形成实质上被减少。

尽管以上内容涉及所公开内容的装置、方法及系统的实施方式，在不脱离本公开内容的基本范畴的情况下，可设计出所公开内容的装置、方法及系统的其他及进一步实施方式，且本公开内容的范畴由所附权利要求确定。