专利名称：再循环用于沉积半导体层的气体的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及再循环系统和方法，更具体地讲，涉及用于再循环一种或多种气体的系统和方法。
背景技术：
一些已知的半导体处理系统使用化学气相沉积(“CVD”)或等离子体增强化学气相沉积(“PECVD”)沉积半导体层。这些系统使得沉积气体流过处理室从而沉积或以其它方式生长半导体层。沉积气体包括用于沉积半导体层的一种或多种化学物种。例如，已知系统使用硅烷(SiH4)和氢气(H2)沉积半导体层。用于这些系统的沉积气体的大量部分未经使用。例如，在利用硅烷生长半导体层的已知系统中，近似5 %到10 %的硅烷被消耗并且用于沉积半导体层而剩余的90 %到95 % 的硅烷作为废气进行排放。通常通过燃烧或者以其它方式处置硅烷消除这种废气。由于用于沉积半导体膜的气体的成本相对较高，所以需要减少在半导体层的沉积期间浪费的气体的量。
发明内容
在一个实施例中，一种再循环系统包括处理室、回收贮藏器和混合贮藏器。处理室被构造为接收沉积在半导体层上的沉积气体。处理室具有排出沉积气体的未用部分作为排泄气体的排气装置。回收贮藏器与处理室流体连通。回收贮藏器被构造为接收并存储来自处理室的排泄气体。混合贮藏器与回收贮藏器和处理室流体连通。混合贮藏器被构造为将排泄气体与原料气体进行混合以形成再循环沉积气体。混合贮藏器可以向处理室提供再循环沉积气体以沉积半导体层的附加部分。在另一个实施例中，一种对用于沉积半导体层的沉积气体的至少一部分进行再循环的方法包括从沉积半导体层的处理室排出排泄气体。排泄气体包括沉积气体的未用部分。该方法还包括确定排泄气体的污染物浓度并且当污染物浓度低于最大污染物浓度时向混合贮藏器传送排泄气体。该方法还包括在混合贮藏器内将排泄气体与原料气体进行混合以形成再循环沉积气体，以及向处理室传送再循环沉积气体以利用再循环沉积气体沉积半导体层的附加部分。在另一个实施例中，一种对用于在处理室内沉积半导体层的气体进行再循环的系统包括回收贮藏器、气体成分分析器和混合贮藏器。回收贮藏器被构造为在半导体层的沉积期间接收从处理室排出的排泄气体并且存储从处理室排出的排泄气体。气体成分分析器被构造为确定回收贮藏器中的排泄气体的成分和纯度中的至少一个。混合贮藏器被构造为当排泄气体的成分和纯度中的至少一个超过最小阈值时从回收贮藏器接收排泄气体。排泄气体在混合贮藏器内与原料气体进行混合以形成再循环沉积气体。再循环沉积气体用于沉积半导体层的附加部分。
图1是根据一个实施例的气体再循环系统的示意图。图2是根据另一个实施例的气体处理系统中的部件和流体流动通道的示意图。图3是图2所示的气体处理系统中的部件和通信通道的示意图。图4是根据一个实施例的处理系统中的再循环排出气体的方法的流程图。
具体实施例方式当结合附图时能够更好理解上述发明内容以及下面的本发明的某些实施方式的详细描述。如本文所用，以单数形式叙述和前面具有词“一个”或“单个”的元件或步骤应该被理解为不排除多于一个所述元件或步骤，除非明确陈述这种排除。另外，引用本发明的 “一个实施例”并非意图被解释为排除还包括叙述的特征的另外的实施例的存在。此外，除非相反进行明确指示，“包括”或“具有”具有特定属性的一个元件或多个元件的实施例可以包括不具有这种属性的另外的这样的元件。应该注意，尽管可以结合用于对用于硅层沉积过程的硅烷气体进行再循环的系统描述一个或多个实施例，但是本文所述的实施例不限于再循环硅烷气体或者硅层沉积工艺。具体地讲，可以结合不同类型的流体再循环系统(例如包括用于用于其它半导体工艺的其它气体的再循环系统)实现一个或多个实施例。此外，尽管一个或多个实施例可以被描述为使用一个或多个计算机装置或系统进行实现，但是本文所述的实施例不限于基于计算机的系统和方法。具体地讲，可以结合非基于计算机的装置和方法实现一个或多个实施例。图1是根据一个实施例的气体再循环系统100的示意图。气体再循环系统100对从沉积半导体层留下的化学物种进行再循环以用于沉积另外的半导体层。例如，硅烷是用于生长例如硅的半导体层的化学物种。硅烷用于沉积掺杂层和本征硅层。在一个实施例中， 气体再循环系统100对用于沉积硅层的至少一些硅烷进行再循环以用于沉积另一个硅层。 硅可以是本征硅或者η或P型硅。气体再循环系统100包括处理室102，在处理室102中生长或者以其它方式沉积半导体层(未示出)。例如，处理室102可以包括真空沉积室，用于通过化学气相沉积(“CVD”) 或者等离子体增强CVD(“PECVD”)沉积本征硅层。处理室102接收一种或多种处理或沉积气体作为再循环沉积气体104。沉积气体例如可以包括氢载气(H2)和由载气运载的硅烷。 如下文更加详细描述，在一个实施例中，接收作为再循环沉积气体104的沉积气体包括部分再循环的沉积气体。经由排气口 130从气体再循环系统100排出排泄气体(effluentgaS)106。排泄气体106包括至少一些处理或沉积气体和/或由这些气体运载的一种或多种化学物种(chemical species)。例如，排泄气体106可以包括在处理室102中沉积半导体层期间没有被消耗的一些氢载气和硅烷。排泄气体106可以包括从处理室102排出的多种气体和/ 或化学物种。在所示的实施例中，在沉积半导体层期间没有被消耗的沉积气体以及由这些气体运载的化学物种的至少一部分从处理室102排出作为排泄气体106。在处理室102与多个贮藏器108之间设置泵124。泵124包括朝多个贮藏器108 移动排泄气体106的泵。在一个实施例中，泵IM增加在处理室102与多个贮藏器108之间提供流体流动通道的导管或管线中的压力。每个贮藏器108包括被构造为接收并且存储排泄气体的存储容器。例如，每个贮藏器108可以包括高压器皿或气缸。泵124可以将泵124与贮藏器108之间的管线中的压力从泵124上游的负压 (sub-atmospheric pressure)增加至泵1 下游的高于大气压的压力。在一个实施例中， 大气压近似是100千帕。术语“下游”指示一个部件与另外部件相比沿气体在气体再循环系统100中流动的通道位于更远。相反，术语“上游”指示在气体在气体再循环系统100进行流动的通道中一个部件位于另一个部件之前。例如，由于在所示的实施例中排泄气体从处理室102流向贮藏器108，所以贮藏器108位于泵124的下游，而处理室102位于泵124的上游。在一个实施例中，泵1 对一个或多个贮藏器108中的排泄气体106进行增压。例如，每个贮藏器108可以包括增压箱，增压箱被构造为容纳由泵IM进行泵抽的增压的排泄气体106。对一个或多个贮藏器108中的排泄气体106进行增压能够减小系统100使用的总空间和/或体积。在一个实施例中，设置了多个泵124。例如，每个贮藏器108可以与位于贮藏器108的上游而位于另一个贮藏器108的下游的泵IM关联。仅仅举例来讲，泵124 可以设置在每个贮藏器108之间以及多个贮藏器108与处理室102之间。贮藏器108与处理室102和气源贮藏器116进行流体耦合并且互相进行流体连通。多个贮藏器108的每一个是被构造为接收并存储排泄气体106的存储容器。例如，每个贮藏器108可以包括高压器皿或气缸。多个贮藏器108包括至少一个回收贮藏器110和至少一个混合贮藏器112。另外的回收贮藏器110和/或混合贮藏器112可以包括在多个贮藏器108内。回收贮藏器110接收至少一部分的排泄气体106。在一个实施例中，回收贮藏器 110以高于大气压的压力接收并存储排泄气体106。气源贮藏器116是存储并提供用于在处理室102中沉积半导体层的气体和/或化学物种的器皿或室。例如，气源贮藏器116可以是用于处理室102内并且由系统100进行再循环的硅烷源。在一个实施例中，在混合贮藏器112内排泄气体106与来自气源贮藏器116的原料气体118进行混合以形成排泄气体104与原料气体118的混合物。原料气体118包括用于在处理室102内沉积半导体层并且先前还没有穿过处理室102的气体。例如，原料气体 118可以进入处理室102以沉积半导体层，原料气体118的未用部分被抽出处理室作为排泄气体106。在一个方式中，原料气体118是在沉积半导体层之前的纯净气体而排泄气体106 是在沉积半导体层以后留下的气体。排泄气体106与原料气体108的混合物是再循环沉积气体104，该再循环沉积气体104从混合贮藏器112传送至处理室102，用于沉积另一个半导体层。例如，从回收贮藏器110传送的排泄气体106中的用于沉积半导体层的化学物种的浓度可能不够。在混合贮藏器112内加到排泄气体106的原料气体118可以包括相对较高浓度的该化学物种。混合贮藏器112中的排泄气体106与原料气体118的混合物将化学物种的浓度增加至沉积半导体层所需的最小水平。例如，可以向混合贮藏器112添加原料气体118直到混合贮藏器112 中的排泄气体106中的例如硅烷的化学物种的浓度至少等于预定阈值。再循环沉积气体104从混合贮藏器112传送至处理室102。处理室102接收再循环沉积气体104并且利用再循环沉积气体104沉积另一个半导体层。例如，系统100可以收集来自第一半导体层的沉积的排泄气体106，对排泄气体106进行再循环，然后使用从排泄气体106重构的再循环沉积气体104沉积第二半导体层。替代地，系统100可以再循环来自半导体层的沉积的排泄气体106从而对同一半导体层进行继续沉积。例如，当沉积半导体层时，排泄气体106可以同时由系统100进行再循环和重构并且被再引入到处理室102 从而继续沉积半导体层。在一个实施例中，气体成分分析器114和120可操作地连接到一个或多个贮藏器 108。气体成分分析器114和120的每一个确定或者测量排泄气体中的一种或多种污染物 (确定排泄气体的纯度)和/或化学物种(确定排泄气体的成分)的浓度。例如，气体成分分析器114可以包括残留气体分析器，其用于测量回收贮藏器110中的排泄气体106中的污染物和/或化学物种浓度，并且气体成分分析器120可以包括残留气体分析器，其用于测量混合贮藏器112中的排泄气体106和/或再循环沉积气体104中的污染物和/或化学物种。在一个实施例中，回收贮藏器110接收并且存储在半导体层的沉积期间的排泄气体106，但不向混合贮藏器112传送排泄气体106，直到半导体层的沉积基本完成。例如，回收贮藏器110可以不向混合贮藏器112传送排泄气体106，直到半导体层已经完成沉积和/ 或回收贮藏器110变满。一旦在混合贮藏器112中存储并收集了排泄气体，在半导体膜的沉积完成以后的任何时间可由气体成分分析器114和120测量排泄气体的成分和/或浓度。回收贮藏器110中的排泄气体106可能受到污染。污染物的例子可以是在允许污染物到达处理室102的情况下将干扰或损害处理室102内半导体层的沉积或生长的化学物种。污染物的另一个例子可以是不期望类型的掺杂剂。例如，如果先前处理室102用于生长 P型硅层但现在用于生长本征或η型硅层，则处理室102中以及任何贮藏器108中的排泄气体106中的用于产生ρ型硅的化学物种(例如，硼)的存在可能是污染。为了避免处理室 102的污染，可以使得回收贮藏器110不与混合贮藏器112和处理室102进行流体连通。例如，旁路流动通道122可以在回收贮藏器110附近延伸从而流动式耦合处理室102和混合贮藏器112并且同时阻止排泄气体106流入或流出回收贮藏器110。一个或多个阀132可以使得排泄气体106转移流入旁路流动通道122而非回收贮藏器110。旁路流动通道122 引导排泄气体106进入混合贮藏器112并且由此避免通过回收贮藏器110。旁路流动通道 122可以包括用于沿通道122移动气体106的泵134。在一个实施例中，当回收贮藏器110 变满时，旁路流动通道122可用于转移排泄气体106从而绕开回收贮藏器110而流入混合贮藏器112。例如，回收贮藏器110可能充满排泄气体106并且不能够安全存储另外的排泄气体106。然后，旁路流动通道122可用于避免更多排泄气体106流入回收贮藏器110。在一个实施例中，阀1 设置在混合贮藏器112与处理室102之间，阀1 设置在气源贮藏器116与处理室102之间。阀1 允许或禁止再循环沉积气体104从混合贮藏器 112流入处理室102。例如，在一个位置，阀1 不允许再循环沉积气体104从混合贮藏器112流入处理室102，而在另一个位置，阀1 允许再循环沉积气体104从混合贮藏器112流入处理室102。阀1 允许或禁止原料气体118从气源贮藏器116流入处理室102。例如， 在一个位置，阀1 不允许原料气体118从气源贮藏器116流入处理室102，而在另一个位置，阀1 允许原料气体118从气源贮藏器116流入处理室102。在一个实施例中，阀1 和1 禁止再循环沉积气体104从混合贮藏器112流入处理室102而允许原料气体118从气源贮藏器116流入处理室102。例如，如果混合贮藏器112受到污染、损害等等或者混合贮藏器112中的再循环沉积气体104没有用于处理室112中，则阀1 能够关闭而阀1 开启。原料气体118然后可以流入处理室102以替代再循环沉积气体104。替代地，阀126 和128改变进入处理室102的再循环沉积气体104和原料气体118的流速。例如，根据在处理室102内沉积半导体层所需的再循环沉积气体104和原料气体118的相对量，可以对阀1 和128的每一个进行调整以允许更多或更少的再循环沉积气体104和原料气体118 进入处理室102。处理室102接收再循环沉积气体104并且利用至少一些再循环沉积气体104沉积半导体层。再循环沉积气体104的一个或多个未用部分可以从处理室102排出作为排泄气体106。该排泄气体106然后能够被再循环用于沉积另一个半导体层。例如，系统100能够以再循环方式进行操作从而重复再循环没有完全用于在处理室102内沉积或生长半导体层的排泄气体106。图2是根据另一个实施例的气体处理系统200中的部件和流体流动通道的示意图。气体处理系统200对用于沉积或生长半导体层的未用气体的至少一部分进行再循环， 其方式与图1所示的气体处理系统100类似。气体再循环系统200包括处理室202，它与处理室102 (图1所示)类似。例如，处理室202可以包括通过CVD或PECVD沉积本征硅层的真空沉积室。处理室202接收一种或多种原料沉积气体和再循环沉积气体。处理室202利用原料和/或再循环沉积气体沉积半导体层。例如，处理室202可以接收原料或纯净硅烷气体、原料或纯净氢气、再循环硅烷气体和再循环氢气中的一种或多种以沉积本征硅层。排泄气体沿排泄流动通道204从处理室202排出。排泄气体包括在半导体层沉积过程期间剩下未用并且至少部分由系统200进行再循环的一种或多种气体和化学物种。例如，排泄气体可以与排泄气体106(图1所示)类似。排泄流动通道204包括排泄气体能够流过的流体通道。例如，排泄流动通道204可以包括导管或包括能够处理和引导排泄气体的材料的其它通道。在所示实施例中，消除阀206设置在处理室202的下游。消除阀206包括能够引导排泄气体沿消除流动通道208和贮藏器流动通道210中的至少一个进行流动的阀。贮藏器流动通道210包括排泄气体能够流过的流体通道。例如，贮藏器流动通道210可以包括导管或包括能够处理并引导排泄气体的材料的其它通道。在一个实施例中，消除阀206包括三向阀。在第一位置，消除阀206允许排泄气体沿消除流动通道208进行流动并且基本上阻止所有排泄气体沿贮藏器流动通道210进行流动。在第二位置，消除阀206允许排泄气体沿贮藏器流动通道210进行流动并且基本阻止所有排泄气体沿消除流动通道208进行流动。替代地，消除阀206允许排泄气体的一部分沿消除流动通道208进行流动并且排泄气体的另一部分沿贮藏器流动通道210进行流动。例如，通过增加和/或限制沿消除流动通道208和贮藏器流动通道210的一个或多个的排泄气体的流速，消除阀206可以调节排泄气体沿消除流动通道208和贮藏器流动通道210的流动。消除流动通道208在消除阀206与消除装置212之间进行延伸。消除装置212包括在将排泄气体排入环境大气作为废气214之前去除、转换或破坏排泄气体中的一种或多种化学物种的装置或系统。例如，可以以等离子体消除装置、焚化装置、热解装置等等中的一种或多种实现消除装置212。在所示实施例中，消除泵216设置在消除阀206与消除装置 212之间。消除泵216包括能够泵抽排泄气体通过消除流动通道208到达消除装置212的泵。沿消除流动通道208流入消除装置212的排泄气体受到处置或者以其它方式转换成废气214并且散布到环境大气或者外围容器、室、空间等等。贮藏器流动通道210在消除阀206与多个贮藏器216之间延伸。在所示实施例中， 贮藏器216包括多个回收贮藏器218和220以及混合贮藏器222。替代地，系统200可以包括不同数目的回收贮藏器218和220以及混合贮藏器222。贮藏器216可与图1所示的贮藏器108类似。例如，回收贮藏器218和220的每一个可与图1所示的回收贮藏器110类似，混合贮藏器222可与图1所示的混合贮藏器112类似。回收贮藏器218和220从贮藏器流动通道210接收排泄气体的至少一部分。回收贮藏器218和220中的一个或多个将排泄气体传送至混合贮藏器222。在一个实施例中，混合贮藏器222将排泄气体与原料气体进行混合以形成再循环沉积气体。再循环沉积气体然后从混合贮藏器222进入处理室202从而处理室202能够利用再循环沉积气体的至少一部分以沉积另一个半导体层。在所示的实施例中，过滤器2 设置在消除泵206与第一回收贮藏器218之间。在一个例子中，过滤器2 是粒子过滤器。过滤器2 可以包括当排泄气体流过过滤器2 时从排泄气体去除一种或多种粒子的装置。作为非限制性例子，过滤器2M可以包括机械网格过滤器。在所示实施例中，每个贮藏器216彼此互连并且流体连通以及与处理室202互连并且流体连通。互连贮藏器216使得排泄气体能够在包括处理室202、贮藏器流动通道210 和贮藏器216的环中进行流动。在一个实施例中，贮藏器218和220是彼此可交换的。在另一个实施例中，排泄气体的流动可以绕过回收贮藏器218和220中的一个或多个并且流入混合贮藏器222。在所示的实施例中，串行设置回收贮藏器218和220。替代地，可以并行设置回收贮藏器218和220。例如，贮藏器流动通道210可以分成两个贮藏器流动通道210，每个流入并行回收贮藏器218和220然后流入混合贮藏器222。每个并行贮藏器流动通道210可以包括彼此流体耦合的一系列回收贮藏器218和220。在一个实施例中，可以独立地从贮藏器流动通道210去除回收贮藏器218和220 而排泄气体继续流入一个或多个剩余贮藏器216。例如，第一回收贮藏器218可以从贮藏器流动通道210断开和去除。在第一回收贮藏器218去除以后，贮藏器流动通道210可以继续流体连接剩余贮藏器216。例如，即使在从系统200去除回收贮藏器216和218之一以后，排泄气体也能够继续在贮藏器216内进行收集并且进行再循环。例如，当回收贮藏器 216和218变得充满排泄气体或者受到污染时，可以去除回收贮藏器216和218。如图2所示，回收贮藏器218和220的每个位于泵224、226，过滤器228、230以及阀232、234的下游并且与它们关联。泵2 和2 包括通过贮藏器流动通道210将排泄气体移至贮藏器216以及沿贮藏器流动通道210在贮藏器216之间移动排泄气体的泵。过滤器2 和230包括当排泄气体流过贮藏器流动通道210时从排泄气体去除一种或多种污染物的装置。例如，过滤器2 和230可以通过机械方式和/或化学方式从排泄气体过滤一种或多种污染物。在贮藏器216之间安置过滤器2 和230有助于对通过贮藏器流动通道 210中位于过滤器2 和230的上游的贮藏器216引入到排泄气体中的污染物进行过滤。 在一个实施例中，过滤器2 和230包括用于从排泄气体去除微粒的一个或多个机械网格过滤器。阀232和234的每个包括允许或限制排泄气体流过贮藏器流动通道210的一种或多种阀。例如，阀232和234可以包括允许或禁止排泄气体流过贮藏器流动通道210的止回阀。在一个实施例中，阀232和234改动或以其它方式改变排泄气体通过贮藏器流动通道210的流速而同时允许至少一些排泄气体通过对应的阀232和234。在所示实施例中，泵224、226，过滤器2观、230和阀232、2；34沿贮藏器流动通道 210进行定位从而使得每个回收贮藏器218和220位于泵224、226，过滤器2观、230和阀 232和234中每一个的对应一个的下游。例如，关于第一回收贮藏器218，过滤器2 位于泵2 与阀232之间从而沿贮藏器流动通道210第一回收贮藏器218位于阀232的下游，阀 232位于过滤器228的下游，过滤器2 位于泵224的下游。存储贮藏器218、220，泵224、 226，过滤器228、230和阀232、234的其它布置是可能的。例如，关于第二回收贮藏器220， 第二存储贮藏器220位于过滤器230的下游，滤波器230位于泵2M的下游，泵2M位于阀 234的下游。尽管在图2中没有示出，但是与阀232和234之一类似的阀可以设置在混合贮藏器222的上游，其方式与阀232、234以及回收贮藏器218、220类似。与过滤器2 和230 之一类似的过滤器可以设置在混合贮藏器222的上游，其方式与过滤器228、230以及回收贮藏器218、220类似。与泵224、2沈之一类似的泵可以设置在混合贮藏器222的上游，其方式与泵224、226以及回收贮藏器218、220类似。在一个实施例中，回收贮藏器218和220在高于大气压的压力下接收排泄气体并且以高于大气压的压力存储排泄气体，直到回收贮藏器218和220基本上充满排泄气体。 例如，回收贮藏器218和220可以继续存储排泄气体直到回收贮藏器218和/或220中的排泄气体的压力超过预定压力限制。然后位于基本满的回收贮藏器218和220的下游的阀 (例如，阀234)可以开启以允许排泄气体顺序流入回收贮藏器218和220系列中的下一个回收贮藏器218和220。每个贮藏器216与返回流动通道236流体连通。例如，每个贮藏器216通过至少一个阀238、M0、242与返回流动通道236流体耦合。返回流动通道236在每个贮藏器216 与消除装置212之间提供流体连通通道。例如，一个或多个贮藏器216中的排泄气体能够通过阀238、240和M2的对应开启的阀从对应贮藏器216流入返回流动通道236。返回流动通道236包括排泄气体能够流过的流体通道。例如，返回流动通道236可以包括导管或包括能够处理和引导排泄气体的材料的其它通道。阀238、M0、242包括当阀238、M0、242处于一个位置时禁止或限制排泄气体从对应贮藏器216流入返回流动通道236以及当阀238、M0、242处于另一位置时允许排泄气体从对应贮藏器216流入返回流动通道236的一种或多种阀。例如，阀238、M0、242可以包括一个或多个止回阀。返回流动通道236在接口 244处与消除流动通道208进行流体耦合。 接口 244代表排泄气体可以流过的位于返回流动通道236与消除流动通道208之间的结点或接口。排泄气体能够通过返回流动通道236和消除流动通道208从贮藏器216流入消除装置212。每个贮藏器216与清洗流动通道246进行流体连通。例如，每个贮藏器216通过阀248、250、252中的至少一个与清洗流动通道246进行互连。清洗流动通道246在每个贮藏器216与清洗气源2M之间提供流体连通通道。清洗流动通道246包括排泄气体能够流过的流体通道。例如，清洗流动通道246可以包括导管或包括能够处理并引导排泄气体的材料的其它通道。清洗气源邪4包括清洗气体的源。例如，纯净气源邪4能够包括氮气或其它惰性气体的加压器皿或加压罐。贮藏器216、清洗气源2M和消除装置212与返回流动通道236、清洗流动通道M6、消除流动通道208流体连通从而使得独立地对贮藏器216的排泄气体进行清洗。例如，一个或多个贮藏器216中的排泄气体可能受到污染并且贮藏器 216可能需要对受到污染的排泄气体进行清洗。污染物的例子可以是在污染物可以到达处理室202的情况下会干扰或损害处理室202内半导体层的沉积或生长的化学物种。污染物的另一个例子可以是不期望的掺杂剂。如果处理室202先前用于生长ρ型硅层但现在用于生长本征或η型硅层，则在处理室202内以及任何贮藏器216中的排泄气体中用于产生ρ 型硅的化学物种(例如，硼)的存在可能是污染。从贮藏器216中的排泄气体冲刷硼的存在以避免硼污染η型或本征硅。举例来讲，为了清洗第一回收贮藏器218，例如，可以关闭阀232以限制额外排泄气体流入第一回收贮藏器218。开启阀Μ8以在清洗气源254与第一回收贮藏器218之间提供流体连通通道。开启阀238以在第一回收贮藏器218与返回流动通道236之间提供流体连通通道。然后清洗气源2Μ用清洗气体对清洗流动通道246和第一回收贮藏器218的至少一部分进行冲刷。清洗气体对第一回收贮藏器218中的受污染的排泄气体进行冲刷并且使得排泄气体经由返回流动通道236和消除流动通道208从第一回收贮藏器218进入消除装置212。一旦从第一回收贮藏器218去除了受污染的排泄气体，则阀248和238可以关闭并且阀232可以开启从而允许额外排泄气体从贮藏器流动通道210流入第一回收贮藏器 216。在所示实施例中，每个贮藏器216可操作地与气体成分分析器256、258、260进行耦合。气体成分分析器256、258和260可与图1所示的气体成分分析器114、120类似。例如，气体成分分析器256、258J60中的每一个可以确定或测量对应一个贮藏器216中的排泄气体中的一种或多种污染物和化学物种的浓度。在一个实施例中，气体成分分析器256、 258和260是测量对应贮藏器216中的硅烷的浓度的残留气体分析器。一个或多个回收贮藏器218、220中的排泄气体经由贮藏器流动通道210流入混合贮藏器222。例如，排泄气体可以从回收贮藏器218、220传送至混合贮藏器222，其方式与图1所示的回收贮藏器110和混合贮藏器112类似。如上所述，在一个实施例中，回收贮藏器218和220中的每一个可以接收并存储排泄气体直到处理室202内半导体层的沉积基本完成和/或回收贮藏器218和220基本充满排泄气体。例如，一旦半导体层的沉积完成和/ 或第一回收贮藏器218充满排泄气体，排泄气体可以从第一回收贮藏器218传送至第二回收贮藏器220和/或混合贮藏器222。以类似方式，在一个实施例中，第二回收贮藏器220 继续接收排泄气体直到第二回收贮藏器220基本充满和/或处理室202内半导体膜的沉积基本完成。然后排泄气体可以从第二回收贮藏器220传送至混合贮藏器222。在一个实施例中，排泄气体可以不在回收贮藏器218与220之间互相传送和/或从回收贮藏器220传送至混合贮藏器222直到已经针对成分和/或纯度对回收贮藏器220 进行了测试。例如，第一回收贮藏器218可以收集和存储来自处理室202内第一半导体层的沉积的排泄气体。当第一回收贮藏器218基本充满时和/或当第一回收贮藏器218中的排泄气体的纯度被确定并发现是大于最小纯度阈值时，第一回收贮藏器218可以仅向第二回收贮藏器218传送排泄气体。然后排泄气体可以传送至第二回收贮藏器220。当第二回收贮藏器220基本充满时和/或当第二回收贮藏器220中的排泄气体的纯度被确定和发现是大于最小纯度阈值时，第二回收贮藏器220可以仅向混合贮藏器222传送排泄气体。然后排泄气体可以传送至混合贮藏器222。通过在多个回收贮藏器218、220的一个或多个中存储并测试排泄气体，系统200可以不需要在半导体层的沉积期间实时测试排泄气体的纯度和/或成分。作为替代，可以在一个或多个回收贮藏器218、220中收集来自半导体层的沉积的排泄气体，在以后的时间点确定的污染物和/或化学物种的浓度然后传送至混合贮藏器222。替代地，排泄气体可以不在回收贮藏器218、220之间进行传送和/或从回收贮藏器220传送至混合贮藏器222直到处理室202内半导体层的沉积基本完成。替代地，当从处理室202和/或一个或多个上游回收贮藏器218、220接收排泄气体时，一个或多个回收贮藏器218、220中的排泄气体可以传送至混合贮藏器222。例如，排泄气体可以经由回收贮藏器218和220传送至混合贮藏器222从而在半导体层的沉积的同时进行再循环。在一个实施例中，排泄气体在混合贮藏器222中进行再循环(如下所述) 并且在继续沉积半导体层的同时传送至处理室202。在一个实施例中，排泄气体在混合贮藏器222内与来自一个或多个气源贮藏器的一种或多种原料气体进行混合以形成排泄气体和原料气体的混合物。例如，原料氢气(H2) 和/或原料硅烷气体(SiH4)可以提供给混合贮藏器222并且与排泄气体进行混合以形成再循环沉积气体。混合贮藏器222中的排泄气体中的用于沉积半导体层的化学物种的浓度可能不够。例如，混合贮藏器222中的排泄气体可以包括浓度太低而不能够在处理室202内沉积硅层的硅烷量。混合贮藏器222中的排泄气体中的化学物种的浓度可以由气体成分分析器260进行确定。原料气体或纯净气体包括相对较高浓度的该化学物种。例如，可以向混合贮藏器222中的排泄气体添加原料硅烷气体以增加排泄气体中硅烷的浓度。混合贮藏器 222中排泄气体与原料气体的混合物将化学物种的浓度增加至沉积半导体层所需的最小水平。例如，可以向混合贮藏器222添加原料气体直到混合贮藏器222中的排泄气体中的例如硅烷的化学物种的浓度至少等于预定阈值。混合贮藏器222中的气体中的化学物种的浓度可以由气体成分分析器260进行确定。系统200可以阻止混合贮藏器222中的再循环沉积气体流入处理室202直到一种或多种化学物种的浓度超过一个或多个预定阈值。多个气源贮藏器沈2、沈4可以经由多个原料气体流动通道沈6、268与混合贮藏器 222流体耦合。气源贮藏器沈2、264存储相同或不同的原料气体。例如，气源贮藏器262可以存储原料或纯净的硅烷气体(SiH4)而气源贮藏器264存储原料或纯净的氢气(H2)。多个阀270、272和质流控制器274、276用于控制在混合贮藏器内与排泄气体进行混合的原料气体量以形成再循环沉积气体。例如，气源贮藏器沈2、264与混合贮藏器222之间的原料气体流动通道沈6、268的每个中的阀270、272操作以允许和禁止原料气体从气源贮藏器沈2、 264的每个流入混合贮藏器222。气源贮藏器262、264与混合贮藏器222之间的原料气体流动通道266、268的每个中的质流控制器274、276操作以控制原料气体从各个气源贮藏器262,264流入混合贮藏器222。例如，质流控制器274允许在给定时间段内流入混合贮藏器 222的气源贮藏器沈2中的原料气体量大于质流控制器276允许从气源贮藏器264流入的原料气体量。混合贮藏器222通过再循环气体流动通道278与处理室202流体耦合。再循环气体流动通道278包括再循环沉积气体能够流过的流体通道。例如，再循环气源流动通道278 可以包括导管或包括能够处理和引导再循环沉积气体的材料的其它通道。混合贮藏器222 中的至少一些的再循环沉积气体从混合贮藏器222流入处理室202。然后该再循环沉积气体用于在处理室202内沉积半导体层。一个或多个阀洲0、四4以及质流控制器282设置在混合贮藏器222与处理室202之间的再循环气体流动通道278中以调整流入处理室202的再循环沉积气体的量。例如，阀观0、四4中的一个或多个可以关闭和开启再循环气体流动通道278从而相应地禁止和允许再循环沉积气体从混合贮藏器222流入处理室202。质流控制器282可以改变通过再循环气体流动通道278进入处理室202的再循环沉积气体的流速。在所示的实施例中，多个源气流动通道284和286将气源贮藏器沈2、沈4的每一个与再循环气体流动通道278流体耦合。源气流动通道观4、286的每一个包括原料气体能够从对应气源贮藏器262、264流过的流体通道。例如，源气流动通道观4、286可以包括导管或包括能够处理并引导一种或多种原料气体的材料的其它通道。源气流动通道观4、观6 通过接口 288与再循环气体流动通道278连接并且提供流体连通通道。接口 288代表源气流动通道观4、286与再循环气体流动通道278之间的来自气源贮藏器沈2、264的再循环沉积气体和一种或多种原料气体可流过的结点或接口。源气流动通道观4、286经由至少一部分的再循环气体流动通道278在气源贮藏器262、264与处理室202之间提供流体连通，从而存储在气源贮藏器沈2、264中的原料气体能够提供给处理室202。在一个实施例中，来自一个或多个气源贮藏器262、264的至少一些原料气体与来自混合贮藏器222的再循环沉积气体一起提供给处理室202，从而在处理室202内沉积半导体层。例如，处理室202可以使用来自混合贮藏器222的再循环沉积气体、来自气源贮藏器沈4的氢气(H2)和来自气源贮藏器沈2的硅烷气体(SiH4)沉积半导体层。在一个实施例中，一个或多个阀观0、294可以关闭以禁止再循环沉积气体流入处理室202，一个或多个阀四0、292可以开启以允许一个或多个原料气体流入处理室202。例如，如果再循环沉积气体的污染物浓度太大而不能够用于沉积半导体膜，则混合贮藏器222可以与处理室202密封隔离而气源贮藏器262和/或 264被允许向处理室202提供原料气体。在所示的实施例中，沿源气流动通道观4、观6的每一个在气源贮藏器沈2、264与处理室202之间提供阀四0、四2以及质流控制器四4、四6。阀四0、四2以及质流控制器 294,296中的一个或多个调节从对应气源贮藏器262、264流入处理室202的原料气体量。 例如，阀四0、292可以关闭和开启源气流动通道观6、284从而相应地禁止和允许原料气体从气源贮藏器沈4、262流入处理室202。质流控制器290、292可以改变通过源气流动通道 286,284并且进入处理室202的原料气体的流速。如上所述，处理室202接收再循环沉积气体和原料气体中的一种或多种以沉积或生长半导体层。再循环沉积气体和原料气体的一个或更多未用部分从处理室202输出到排泄流动通道204作为排泄气体。然后该排泄气体可以进行再循环并且至少一部分的排泄气
14体用于形成再循环沉积气体。这样做，系统200减少了在已知半导体层生长过程内浪费的气体和化学物种的量。在一个实施例中，系统200包括控制器四6，控制器296用于控制阀206、232、238、 248、234、240、250、252、242、270、272、290、292、294 和质流控制器 274、276、282、294、296 中的一个或多个。例如，控制器296可以开启和关闭阀206、232、238、248、2；34、240、250、252、 对2、270、272、四0、四2、四4中的一个或多个并且调整通过质流控制器274、276、沘2、四4、 四6中的一个或多个的气体的流速。如图3所示，在一个实施例中，控制器四6与阀206、 232、238、248、234、240、250、252、242、270、272、290、292、294 以及质流控制器 274、276、 282,294,296进行通信耦合。控制器296可以实现为计算装置，例如，任何一个或多个具有单个处理器或多个处理器的现成PC，功能性操作被分布在这些处理器之间。替代地，可利用专用硬件板、DSP、处理器等等的任何组合实现控制器四6。控制器296接收关于系统200 的输入298并且传送输出信号作为输出300，如下所述。在一个实施例中，输入四8向控制器296传送系统200的度量和/或指令，而输出300向系统200的一个或多个部件传送指示并且基于输入四8。图3是根据一个实施例的气体处理系统200中的部件和通信通道的示意图。如图3所示，在一个实施例中，控制器296通信连接阀206、232、238、248、2；34、240、250、252、 242,270,272,290,292,294和质流控制器274、276、沘2、四4、四6中的每一个。在一个实施例中，控制器296接收的输入298可以来自输入装置(未示出)或者阀206、232、238、对8、 234、240、250、252、242、270、272、290、292、294 和质流控制器 274、276、282、294、296 中的一个或多个。例如，系统200的用户可以使用输入装置(例如，键盘、鼠标、麦克风、智能电话、 等等)输入输入四8。作为另一个例子，气体成分分析器256、258、260中的一个或多个可以将输入298传送至控制器四6。控制器296包括处理器302和计算机可读存储介质304。表示处理器302和存储介质304的功能块不需要表示硬件电路之间的划分。因此，例如，可以在单个硬件(例如， 通用信号处理器或者随机访问存储器、硬盘、等等)中实现一个或多个功能块(例如，处理器或存储器)。类似的是，程序可以是孤立程序，可以作为子例程包括在操作系统内，可以是安装的软件套装中的函数、等等。应该明白，各种实施例不限于图3所示的布置和手段。可以在一个或多个处理器、专用硬件板、DSP等等中实现处理器302。可以在一个或多个计算机可读存储器(例如，硬盘驱动器、ROM驱动器、RAM驱动器、闪存驱动器、等等)中实现计算机可读存储介质304。基于输入四8，控制器296确定一个或多个指示或指令并且将它们传送至阀206、 232、238、248、234、240、250、252、242、270、272、290、292、294 和质流控制器 274、276、282、 294,296中的一个或多个作为输出300。例如，控制器296可以从用户接收指引控制器四6 启动消除阀206的输入298从而更多或更少排泄气体沿消除流动通道208进行转移。在另一个例子中，控制器296可以从用户接收指示回收贮藏器218中的排泄气体受到污染的输入四8。作为响应，处理器302产生传送至系统200的恰当部件的信号。例如，处理器302 可以产生和传送信号作为至少关闭阀232、234并且开启阀238、248从而能够对回收贮藏器 218中的受污染排泄气体进行冲刷或清洗的输出四8。控制器296可以接收被引入处理室 202的再循环沉积气体和原料气体的指示或相对量。作为响应，处理器302可以产生并传送信号作为输出四8以开启和/或关闭阀观0、四0、292中的一个或多个以对应地调整被引入处理室202的再循环沉积气体和原料气体的相对量。在一个实施例中，控制器296接收输入四8并且启动质流控制器274、276、观2、四4、四6中的一个或多个。例如，控制器296可以从用户接收指引控制器296启动质流控制器观2、四4、四6中的一个或多个的输入四8。 作为响应，处理器302产生并且传送信号作为调整对应质流控制器观2、四4、四6的一个或多个设置以调整被引入处理室202的再循环沉积气体和原料气体的相对量的输出四8。在一个实施例中，系统200以闭环方式进行操作从而阻止污染物流入处理室202 和/或控制进入处理室202的一种或多种化学物种的浓度。例如，气体成分分析器256、258、 260可以确定贮藏器216中的一种或多种污染物和化学物种的浓度。这些浓度被传送至控制器296作为输入四8。处理器302将这些浓度中的一个或多个与存储在计算机可读存储介质304上的一个或多个预定阈值进行比较。如果浓度超过或低于一个或多个阈值，则处理器302产生一个或多个信号并且将这些信号作为输出300传送至阀206、232、238、对8、 234、240、250、252、242、270、272、290、292、294 和质流控制器 274、276、282、294、296 中的至少一个。输出 300 可以指引阀 206、232、238、对8、234、对0、250、252、对2、270、272、四0、四2、 294和质流控制器274、276、观2、四4、296中的一个或多个开启，关闭和/或以其它方式调整排泄和/或原料气体的流速从而减小污染物的浓度，化学物种的浓度近似保持不变、增大或减小，和/或气体流入系统200的部件和/或气体从系统200的部件流出被中断。气体成分分析器256、258、260可以继续监视贮藏器216中的污染物和/或化学物种的浓度以及将这些浓度传送至控制器四6。通过控制阀206、232、238、M8、234、M0、250、252、M2、270、 272、四0、四2、四4和质流控制器274、276、沘2、四4、296中的一个或多个，控制器四6可以继续改变流入处理室202的再循环沉积气体和原料气体的流动。例如，基于由气体成分分析器256、258、260测量的污染浓度水平，控制器296通过指引位于对应一个贮藏器216上游的一个或多个阀关闭可以阻止受污染排泄气体流入一个或多个回收贮藏器218、220和/或混合贮藏器222。在另一个例子中，控制器296能够基于混合贮藏器222和/或处理室202中的化学物种的浓度增加或减小原料气体流入混合贮藏器222和/或处理室202以增加或减小化学物种的浓度。在一个实施例中，控制器296基于相同或不同调度指引气体成分分析器256、258、 260中的一个或多个确定排泄气体和再循环沉积气体中的污染物和/或化学物种的浓度。 例如，在处理室202内沉积半导体层期间控制器296可以使得气体成分分析器260多次确定混合贮藏器222中的再循环沉积气体中的化学物种的浓度，而在这个相同时间段内气体成分分析器256、258以较少次数确定回收贮藏器218、220中的污染物的浓度。替代地，气体成分分析器256、258、260基于近似相同调度确定污染物和/或化学物种浓度。图4是根据一个实施例的用于在处理系统中再循环排泄气体的方法400的流程图。方法400按照一个顺序呈现某些步骤，根据一个实施例示出和描述方法400。在一个或多个其它实施例中，可以改变方法400的步骤以及步骤的顺序，以及添加和去除一个或多个步骤。关于方法400，在402从处理室接收排泄气体。例如，可以至少在回收贮藏器218、 220(图2所示)之一内接收来自处理室202的排泄气体(图2所示)。在404，确定一种或多种污染物的浓度。例如，气体成分分析器256、258(图2所示)可以测量容纳在回收贮藏器218、220中的排泄气体中的污染物的浓度。在406，确定排泄气体的纯度是否足够高。例如，在测量的污染物浓度与预定最大污染物浓度之间进行比较。如果污染物浓度超过最大污染物浓度，则方法400进入406与408之间。在408，阻止排泄气体被传送至混合贮藏器。例如，位于混合贮藏器222上游的一个或多个阀可以关闭以阻止受污染的排泄气体流入混合贮藏器222。另一方面，在406，如果在404确定的污染物浓度没有超过最大污染物浓度，则方法400进入406与410之间。在410，排泄气体被传送至混合贮藏器。例如，回收贮藏器 218,220的一个或多个中的排泄气体被传送至混合贮藏器222。在412，确定容纳在混合贮藏器中的排泄气体中的一种或多种污染物和/或化学物种的浓度。例如，气体成分分析器沈0(图2所示)可以测量混合贮藏器222中的污染物和/或化学物种的浓度。在414，确定混合贮藏器中的排泄气体的纯度是否足够高。例如，在混合贮藏器222中测量的污染物浓度与预定最大污染物浓度之间进行比较。如果污染物浓度超过最大污染物浓度，则方法 400进入414与416之间。在416，阻止排泄气体从混合贮藏器传送至处理室作为再循环沉积气体。例如，位于混合贮藏器222与处理室202之间的一个或多个阀可以关闭以阻止受污染的排泄气体从混合贮藏器222流入处理室202。在一个实施例中，在406和414使用的最大污染物浓度或阈值是相同的。替代地，在406和414使用的最大污染物浓度不同。在414，如果在412确定的污染物浓度没有超过最大污染物浓度，则方法400进入 414与418之间。在418，确定混合贮藏器中的排泄气体是否具有要被传送至处理室的足够成分。例如，确定用于在处理室内沉积半导体层所需的一种或多种化学物种的浓度是否超过最小阈值。气体成分分析器260可以测量容纳在混合贮藏器222中的气体中例如硅烷的化学物种的浓度。如果化学物种的浓度没有超过最小阈值，则方法400进入418与420之间。在420，增加流入混合贮藏器的一种或多种原料气体。例如，原料硅烷和/或氢气可以被传送至混合贮藏器222以增加容纳在混合贮藏器222中的气体中的硅烷和/或氢气的浓度。方法400进入420与412之间，如上所述，再次确定一种或多种污染物和/或化学物种的浓度。例如，方法400进入再循环，由此通过混合贮藏器容纳的气体中的污染物和化学物种的浓度被确定并且化学物种的浓度被增加直到化学物种的浓度超过阈值。如果在418确定化学物种的浓度超过最小阈值，则方法400进入418与422之间。 在422，容纳在混合贮藏器中的气体被提供给处理室。例如，容纳在混合贮藏器222中的再循环沉积气体可以被传送至处理室202从而用于沉积半导体层。方法400进入422与402 之间。例如，方法400进入再循环，由此来自沉积一个半导体层的排泄气体的至少一些被再循环并且重新用于沉积同一半导体层的更多部分或者另一个半导体层。本文所述的一个或多个实施例提供用于对沉积半导体层剩下未用的气体的至少一部分进行再循环的系统和方法。这些系统和方法可以提供闭环系统，由此排泄气体的成分和纯度被监视，并且当污染物浓度太高时能够阻止排泄气体到达混合贮藏器和/或处理室。在沉积半导体层期间消耗的化学物种的浓度可以被监视并且通过向混合贮藏器和/或处理室流入原料气体可以增加化学物种的浓度。这些系统和方法可以是全自动或部分自动的。在一个实施例中，在处理室内沉积半导体层的同时，可以测量排泄气体的污染物和/或化学物种浓度并且将排泄气体重构成再循环沉积气体。应该明白，以上描述是示意性的而非限制性的。例如，上述的实施例(和/或它的方面)可以用于进行彼此组合。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行多种变动以适应本发明的教导的特定情况或材料。本文所述的材料的尺寸、类型、各种部件的方向以及各种部件的数目和位置意图定义某些实施例的参数并且绝非进行限制并且仅仅是实例实施例。当回顾以上描述时，本领域技术人员将清楚权利要求的精神和范围内的许多其它实施例和变型。因此，应当参照所附权利要求及其等同物的全范围确定本发明的范围。在所附权利要求中，术语“包括”和“在其中”用作对应术语“包含”和“其中”的普通英文等同物。此外，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等等仅仅用作标记，并非意图对它们对象施加数字要求。另外，下面权利要求的限制没有按照装置加功能形式进行书写并且并非基于35U. S. C. ξ 112第六段进行解释，除非以及直到这些权利要求限定清楚地使用在功能描述后的短语“......的装置”，而缺乏进一步的结构。
权利要求
1.一种再循环系统，所述系统包括处理室，用于接收沉积在半导体层上的沉积气体，所述处理室具有排出沉积气体的未用部分作为排泄气体的排气装置；回收贮藏器，与处理室流体连通，所述回收贮藏器用于接收并存储来自处理室的排泄气体；以及混合贮藏器，与回收贮藏器和处理室流体连通，所述混合贮藏器用于将排泄气体与原料气体进行混合以形成再循环沉积气体，所述混合贮藏器向处理室提供再循环沉积气体以沉积半导体层的附加部分。
2.根据权利要求1的系统，其中，所述回收贮藏器存储来自半导体层的沉积的排泄气体并且当排泄气体的纯度超过最小纯度阈值时将排泄气体传送至混合贮藏器。
3.根据权利要求1的系统，还包括操作地与回收贮藏器进行耦合的气体成分分析器， 所述气体成分分析器用于测量回收贮藏器中的排泄气体中的污染物的浓度，其中，仅仅当污染物的浓度低于预定污染物阈值时，排泄气体从回收贮藏器传送至混合C藏器。
4.根据权利要求1的系统，还包括操作地与混合贮藏器进行耦合的气体成分分析器， 所述气体成分分析器用于测量混合贮藏器中的再循环沉积气体中的污染物的浓度，其中， 当污染物的浓度低于预定污染物阈值时，再循环沉积气体从混合贮藏器传送至处理室。
5.根据权利要求1的系统，还包括操作地与混合贮藏器耦合的气体成分分析器，所述气体成分分析器用于测量混合贮藏器中的再循环沉积气体中的化学物种的浓度，所述化学物种在半导体层的附加部分和另一个半导体层的至少一个的沉积过程中至少部分被消耗， 其中，当化学物种的浓度超过预定化学物种阈值时，再循环沉积气体从混合贮藏器传送至处理室。
6.根据权利要求1的系统，还包括与混合贮藏器流体连通的气源贮藏器，所述气源贮藏器被构造为向混合贮藏器提供原料气体以便增加再循环沉积气体中的化学物种的浓度， 所述化学物种在半导体层的附加部分和另一个半导体层的至少一个的沉积过程中至少部分被消耗。
7.根据权利要求1的系统，其中，所述回收贮藏器以高于大气压的压力存储排泄气体。
8.根据权利要求1的系统，其中，所述回收贮藏器被构造为从与处理室和混合贮藏器的流体连通中去除并且被另一个回收贮藏器替代。
9.根据权利要求1的系统，还包括位于处理室与回收和混合贮藏器中的至少一个之间的加压泵，所述加压泵以负压从处理室抽取排泄气体并且以高于大气压的压力将排泄气体排入回收和混合贮藏器中的至少一个。
10.根据权利要求1的系统，其中，所述回收贮藏器收集并存储来自半导体层的沉积的排泄气体直到沉积基本完成。
11.根据权利要求10的系统，其中，在半导体层的沉积基本完成并且回收贮藏器中的排泄气体的纯度超过最小阈值以后，排泄气体从回收贮藏器传送至混合贮藏器。
12.根据权利要求1的系统，其中，所述系统包括一系列彼此流体耦合的多个回收贮藏器，该系列的回收贮藏器与处理室和混合贮藏器流体耦合。
13.根据权利要求12的系统，其中，当回收贮藏器的纯度超过最小阈值时，该系列中的一个回收贮藏器中的排泄气体被传送至下游回收贮藏器。
14.一种对用于沉积半导体层的沉积气体的至少一部分进行再循环的方法，所述方法包括从沉积半导体层的处理室排出排泄气体，所述排泄气体包括沉积气体的未用部分； 确定排泄气体的污染物浓度；当污染物浓度低于最大污染物浓度时，向混合贮藏器传送排泄气体； 在混合贮藏器内将排泄气体与原料气体进行混合以形成再循环沉积气体；以及向处理室传送再循环沉积气体以利用再循环沉积气体沉积半导体层的附加部分。
15.根据权利要求14的方法，还包括在传送再循环沉积气体之前确定再循环沉积气体中的化学物种浓度，其中，与排泄气体进行混合的原料气体的量基于化学物种浓度。
16.根据权利要求14的方法，其中，当再循环沉积气体中的化学物种的浓度超过最小阈值时，传送再循环沉积气体。
17.根据权利要求14的方法，其中，排出排泄气体包括将排泄气体排入与处理室和混合贮藏器流体连通的回收贮藏器，还包括将排泄气体存储在回收贮藏器内。
18.根据权利要求17的方法，其中，存储排泄气体包括存储排泄气体，直到回收贮藏器基本充满排泄气体以及半导体层的沉积基本完成中的至少一种情况发生。
19.根据权利要求14的方法，其中，排出排泄气体包括从处理室以负压抽取排泄气体并且以高于大气压的压力将排泄气体存储在回收贮藏器和混合贮藏器的至少一个中。
20.根据权利要求14的方法，其中，当混合贮藏器中的污染物浓度低于最大阈值以及混合贮藏器中的化学物种浓度超过最小阈值中的至少一种情况发生时，混合排泄气体与原料气体。
21.一种对用于在处理室内沉积半导体层的气体进行再循环的系统，所述系统包括 回收贮藏器，用于在半导体层的沉积期间接收从处理室排出的排泄气体并且存储从处理室排出的排泄气体；气体成分分析器，用于确定回收贮藏器中的排泄气体的成分和纯度中的至少一个；以及混合贮藏器，当排泄气体的成分和纯度中的至少一个超过最小阈值时从回收贮藏器接收排泄气体，其中，在混合贮藏器内排泄气体与原料气体进行混合以形成再循环沉积气体， 所述再循环沉积气体用于沉积半导体层的附加部分。
22.根据权利要求21的系统，其中，所述系统包括彼此流体连通、以及与处理室和混合贮藏器流体连通的多个回收贮藏器。
23.根据权利要求22的系统，其中，回收贮藏器中的至少一个被构造为从与其它回收贮藏器的流体连通中去除，而至少一个其它回收贮藏器继续接收排泄气体。
24.根据权利要求22的系统，其中，当第一回收贮藏器中的排泄气体的纯度超过预定最小值时，多个回收贮藏器中的第一回收贮藏器向第二回收贮藏器和混合贮藏器中的至少一个传送排泄气体。
25.根据权利要求22的系统，其中，当半导体层的沉积基本完成时，多个回收贮藏器中的第一回收贮藏器向第二回收贮藏器和混合贮藏器中的至少一个传送排泄气体。
26.根据权利要求21的系统，其中，当沉积基本完成时，回收贮藏器接收并存储来自半导体层的沉积的排泄气体并且将排泄气体传送至混合贮藏器。
27.根据权利要求21的系统，还包括位于处理室与回收贮藏器之间的泵，所述泵以负压从处理室抽取排泄气体并且以高于大气压的气压将排泄气体泵入回收贮藏器。
28.根据权利要求21的系统，还包括用于向混合贮藏器和处理室传送原料气体的气源贮藏器，其中，当回收贮藏器中的排泄气体的纯度低于预定阈值时，阻止再循环沉积气体流入处理室并且允许原料气体从气源贮藏器流入处理室。
29.根据权利要求21的系统，其中，半导体层包括本征硅。
全文摘要
一种再循环系统包括处理室、回收贮藏器和混合贮藏器。处理室被构造为接收沉积在半导体层上的沉积气体。处理室具有排出沉积气体的未用部分作为排泄气体的排气装置。回收贮藏器与处理室流体连通。回收贮藏器被构造为接收并存储来自处理室的排泄气体。混合贮藏器与回收贮藏器和处理室流体连通。混合贮藏器被构造为将排泄气体与原料气体进行混合以形成再循环沉积气体。混合贮藏器向处理室提供再循环沉积气体以沉积半导体层的附加部分。
文档编号H01L21/02GK102246272SQ200980149214
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者B·O·斯蒂姆森, G·N·侯塞因, J·M·斯特芬斯 申请人:薄膜硅公司