控制半导体处理系统排放装置中的堆积的系统和方法与流程

本发明总体涉及制造半导体器件，更具体地说，涉及在制造半导体器件期间控制半导体处理系统的排放装置中的堆积。

背景技术：

1、半导体器件比如集成电路、电力电子器件、显示器和太阳能器件通常通过在衬底上沉积材料层来制造。材料层沉积通常包括在反应室中支撑衬底，将反应室内的环境调节至适于在衬底上沉积材料层的环境，以及向反应室提供一种或多种前体。反应室使一种或多种前体流过衬底，使得期望的材料层沉积到衬底上，通常根据材料层沉积期间反应室内的环境条件，并且残余前体和/或反应产物此后(和/或同时)从反应室排出到排放装置。

2、在一些材料层沉积技术中，一部分残余前体和/或反应物可能在反应室和/或排放装置中堆积。如果没有对策，这种残余前体和/或反应产物堆积会在材料层沉积过程中改变反应室内的环境条件。例如，残余前体和/或反应产物在反应室的内表面上的堆积可以改变反应室内部内的热量，例如通过改变形成反应室的壁的透射率(或热导率)。残余前体和/或反应产物的堆积可改变反应室内部内的流动条件，例如通过减少反应室和/或排放装置内的流动面积。并且残余前体和/或反应产物的堆积可能会改变反应室和/或排放装置内的各种设备的操作，例如通过污染布置在反应室和/或排放装置内的传感器和/或流量控制设备，例如通过减少用于将反应室排出的残余前体和/或反应产物输送到外部环境的排放装置内的流量控制设备中的阀构件的行程。

3、存在各种对策来限制残余前体和/或反应产物对材料层沉积的影响。例如，可以定期向反应室和/或排放装置提供蚀刻剂，以去除残余前体和/或反应产物的堆积。反应室和/或排放装置可以定期拆卸，并且从拆卸的反应室和/或排放装置部件的内表面去除残余前体和/或反应产物的堆积。尽管通常对于其预期目的来说是令人满意的，但是蚀刻的功效在相对较冷的区域可能是有限的，并且伴随拆卸的停工期通常限制反应室的可用性(和产量)。

4、这种系统和方法对于它们的预期目的来说通常是令人满意的。然而，在本领域中仍需要改进的排放装置、半导体处理系统以及控制半导体处理系统的排放装置中的堆积的方法。本公开提供了对这种需求的解决方案。

技术实现思路

1、一种半导体处理系统包括室装置、连接到室装置的排放装置、支撑在排放装置内的堆积传感器以及处理器。处理器设置成与堆积传感器通信，并响应记录在非暂时性机器可读介质上的指令，以接收来自堆积传感器的堆积信号，该堆积信号指示设置在排放装置内的堆积量，接收预定堆积量值，并将该堆积量与预定堆积量值进行比较。这些指令还使得处理器在接收到的堆积量大于预定堆积量值时执行堆积对策。除了上述一个或多个特征之外，或者作为替代，可以包括进一步示例。

2、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，堆积传感器包括石英晶体微量天平(qcm)结构。

3、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，排放装置包括连接到室装置的前级管道组件，并且qcm结构支撑在前级管道组件内。

4、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，在qcm结构上设置堆积量。

5、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，排放装置包括连接到室装置的排放导管，其中堆积传感器支撑在排放导管内。

6、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括将排放导管连接到室装置的隔离阀，该隔离阀将堆积传感器与室装置分开。

7、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括沿着排放导管布置的压力控制阀，该压力控制阀位于堆积传感器和室装置之间。

8、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，排放导管具有蚀刻剂端口。压力控制阀可以在堆积传感器和蚀刻剂端口之间。

9、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括连接到蚀刻剂端口的蚀刻剂导管和连接到蚀刻剂导管并绕过室装置的蚀刻剂源，提供给排放导管的蚀刻剂绕过室装置。

10、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括连接到排放导管的维护阀，并且堆积传感器支撑在维护阀和室装置之间的排放导管内。

11、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，蚀刻剂源包括氯气(cl2)。

12、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括连接到室装置的排放导管，堆积传感器支撑在排放导管内；连接到排放导管的蚀刻剂导管；以及连接到蚀刻剂导管的蚀刻剂源，蚀刻剂导管绕过室装置。

13、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括连接到蚀刻剂导管的还原剂导管、沿着还原剂导管布置的还原剂供应阀以及沿着蚀刻剂导管布置的蚀刻剂供应阀。还原剂导管可以连接到蚀刻剂供应阀和排放导管之间的蚀刻剂导管，以将还原剂引入到由蚀刻剂导管内的蚀刻剂源提供的蚀刻剂中。

14、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，蚀刻剂供应阀和还原剂供应阀可操作地与处理器相关，以使用通过用蚀刻剂导管内的还原剂还原蚀刻剂而产生的热量来加热排放导管。

15、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，蚀刻剂源包括氯气(cl2)，还原剂源包括氢气(h2)。

16、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括前体输送装置。前体输送装置可以包括连接到室装置并通过其到达排放装置的含硅前体源、通过蚀刻剂导管连接到排放装置的蚀刻剂源，蚀刻剂导管绕过室装置，使得提供给排放装置的蚀刻剂不穿过室装置，以及还原剂源，其连接到蚀刻剂导管，使得提供给排放装置的还原剂不穿过室装置。

17、除了上述一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，由处理器执行的对策包括将排放装置与室装置流体分离，将排放装置流体联接到蚀刻剂源，将排放装置流体联接到还原剂源，以及使用由还原剂源提供的还原剂和由蚀刻剂源提供的蚀刻剂加热排放装置。

18、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，半导体处理系统的其他示例可以包括，室装置包括被支撑以在室主体内旋转的基座，室主体配置为使材料层前体流过安置在基座上的衬底。

19、提供了一种堆积控制方法。该方法包括：在如上所述的半导体处理系统中，在处理器处接收来自堆积传感器的指示设置在排放装置内的堆积量的堆积信号；在处理器处接收预定堆积量值；用处理器将接收到的堆积量与预定堆积量值进行比较；并且当接收到的堆积量大于预定堆积量值时，用处理器执行堆积对策。对策包括以下中的至少一项：(a)向可操作地与处理器相关的用户接口提供用户输出，(b)将排放装置与室装置流体分离，(c)向排放装置提供蚀刻剂，以及(d)向排放装置提供还原剂以加热排放装置。

20、提供了一种用于半导体处理系统的前级管道组件。前级管道组件包括：排放导管；沿着排放导管布置的隔离阀和维护阀，其配置为将半导体处理系统流体联接到排放泵；以及隔离阀和维护阀之间的压力控制阀，其配置为控制半导体处理系统的室装置内的压力。堆积传感器布置在压力控制阀和维护阀之间的排放导管内，以提供指示排放导管内的堆积量的堆积信号；并且蚀刻剂端口沿着排放导管限定在隔离阀和压力控制阀之间，以使用利用堆积信号的蚀刻剂从排放导管内去除堆积。

21、提供本
技术实现要素：
是为了以简化的形式介绍一些概念。这些概念在以下公开内容的示例的详细描述中被进一步详细描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。