[发明专利]用于处理气流的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理气流的设备。本发明在从用于半导体或平板显示产业中的处理室中排出的气流的处理中找到了具体应用。

背景技术

半导体装置制造中的主要步骤为通过蒸汽前体的化学反应在半导体基底上形成薄膜。用于在基底上沉积薄膜的一种已知的技术为化学气相沉积（CVD），其通常由等离子增强。在该技术中，处理气体供应到容纳基底的处理室中，且反应以在基底的表面上形成薄膜。供应到处理室以形成薄膜的气体的例子包括但不限于：用于形成氮化硅膜的硅烷和氨；用于形成SiON膜的硅烷、氨和一氧化二氮；用于形成二氧化硅膜的氧与臭氧中的一者和TEOS；以及用于形成氧化铝膜的Al（CH₃）₃和水蒸气。

使用等离子消减装置可以以高的效率和相对低的成本来处理从处理室中排出的气体。在等离子消减过程中，使气流流入高密度等离子体并且在气流内的等离子组分内的密集条件下易于与高能电子撞击，导致分解成反应组分，该反应组分能够与氧或氢结合以产生相对稳定的副产物。

在产生固体副产物（例如，硅烷或TEOS氧化期间的二氧化硅）的气体的等离子消减期间，已经遇到了位于等离子焰下游的反应室中的堵塞问题。该室通常由直径大约30mm且长度90mm至150mm的管道组成。反应室的目的在于包含有限体积的热气体，以允许发生消减反应。然而，该室在消减例如硅烷、TEOS或有机硅烷时例如会被粘附到内表面上的二氧化硅颗粒堵塞。

避免颗粒粘附到室的壁上的一种方式在于在它们的表面上形成水堰。然而，在电极（阳极）与反应室之间仍然存在等离子反应器干燥区域，且电极自身需要额外的清洁。

发明内容

本发明提供了一种用于处理气流的设备，该设备包括用于生成等离子焰的等离子生成器，第一入口，其用于将气流输送进入设备，以及反应室，其位于等离子生成器的下游，其中气流由生成的等离子焰处理，第二入口，其用于接收液体进入设备，用于在反应室的内表面上建立液体堰，以用于抵抗固体沉积物从内表面上的等离子体处理积累，以及流体导向器，即堰引导部，该流体导向器具有外环形表面，其与第二入口流体连通并且相对于反应室的内表面定位用于在反应室的内表面上引导液体，其中流体导向器还包括内环形表面，其与流体导向器的外环形表面流体连通，使得液体可以在流体导向器的内环形表面上流动以抵抗在流体导向器的内环形表面上的沉积。

在第二方面，本发明提供了一种流体导向器，即堰引导部，该流体导向器具有外环形表面，其在使用中将布置成与液体入口流体连通并且相对于反应室的内表面定位用于在反应室的内表面上引导液体，其中流体导向器还包括内环形表面，其与外环形表面流体连通，使得所述液体可以在内环形表面上流动以抵抗在流体导向器的内环形表面上的沉积。

附图说明

为了可更好地理解本发明，本发明的一些实施例（其仅以例子的方式给出），现将参考附图来描述，在附图中：

图1是用于处理气流的设备的示意图；

图2示出了设备的流体导向器；以及

图3示出了使用中的流体导向器。

具体实施方式

参照图1，示出了用于处理气流12的设备10。该设备包括用于生成等离子焰16的等离子生成器14。第一入口18将气流12输送进入设备。反应室20位于等离子生成器的下游，其中气流由生成的等离子焰处理。一些气体可以在反应室的外侧处理。

第二入口22接收液体32（典型地是水）进入设备，用于在反应室22的内表面26上建立液体堰24，以用于抵抗固体沉积物从内表面26上的等离子体处理积累。在这个例子中反应室大致是圆柱形的。

流体导向器通常用附图标记28显示并且在图2和图3中更详细地显示。流体导向器可以与反应室为一体或者可以包括适于装配在处理设备中的插入件。流体导向器具有外环形表面30，其与第二入口22流体连通并且相对于反应室的内表面26定位用于在建立水堰24的内表面上引导水。流体导向器还具有内环形表面34，其与外环形表面30流体连通，如由图1中的小箭头36所示，使得液体被引导流动并且在内环形表面34上流动以抵抗在内环形表面上的沉积。在内环形表面上流动的液体建立小水堰38，其最初在内环形表面上流动，然后在重力作用下滴下合并成更大的水堰24。因此，水堰是建立在流体导向器的内表面和外表面二者上。内环形表面和外环形表面之间的流体连通在图3中更详细地示出。