[发明专利]用于减少在抽吸排气系统中流出物积聚的系统和方法

说明书

本发明提供了用于减少在抽吸排气系统中流出物积聚的系统和方法，一种用于减少衬底处理系统的抽吸排气系统中的流出物积聚的方法包括：在衬底处理工艺期间，将衬底布置在处理室中的衬底支撑件上；将一种或多种处理气体供给至所述处理室；将惰性稀释气体以第一流率供给到所述抽吸排气系统；在所述处理室中对所述衬底进行所述衬底处理工艺；使用所述抽吸排气系统从所述处理室排出反应物。所述方法包括：在所述衬底处理工艺后，在清洁工艺期间在所述处理室中供给包括清洁气体的清洁等离子体；以及在所述清洁工艺期间将所述惰性稀释气体以比所述第一流率小的第二流率供给到所述抽吸排气系统。

技术领域

本公开涉及衬底处理系统，更具体地涉及衬底处理系统的抽吸排气系统。

背景技术

这里提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的背景的目的。在该背景技术部分中描述的程度上的目前提名的发明人的工作和在申请时可能无资格另外作为现有技术的描述的方面既未清楚地，也未隐含地被承认作为针对本公开的现有技术。

衬底处理系统可用于执行衬底处理，例如在衬底上沉积膜或蚀刻在衬底上的膜。衬底处理系统通常包括具有在内部布置的衬底支撑件(例如基座、卡盘、板等)的处理室。在处理期间，将衬底(例如半导体晶片)布置在衬底支撑件上。可以在处理室中布置诸如喷头之类的气体扩散装置，以根据需要输送和分配处理气体和吹扫气体。

在一些应用中，使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或等离子体增强原子层沉积(PEALD)来沉积膜。在PEALD期间，执行一个或多个循环以在衬底上沉积膜。每个PEALD循环通常包括前体给料、给料吹扫、RF等离子体给料和RF吹扫步骤。在沉积期间，处理气体可以使用喷头被输送到处理室。在RF等离子体给料期间，将RF功率供给到喷头，并且衬底支撑件接地(或反之亦然)。

反应物的排出可以通过连接到下游泵的入口的排气连接器使用减压抽吸来进行。下游泵的出口被输入到通常包括气体燃烧器和水洗器的减排装置。减排装置的输出通常连接到设施清洗排气系统。

一些处理气体组合在抽吸排气系统的排气管线中形成固体流出物积聚。为了防止固体流出物积聚，将加热的惰性稀释气体注入抽吸排气系统中，并且加热泵和/或排气管线以防止冷凝。然而，随着时间的推移，连接处理室、下游泵和减排装置的排气管线由于流出物积聚而变得越来越被阻塞。结果，该工艺可能不按预期执行，并且由于减少的排气流率，缺陷可能增加。最终，排气管线变得充分阻塞，使得处理室需要脱机(take offline)，并且排气管线需要更换或以其他方式进行修理。

一些处理气体组合(如硅前体和氧化剂)在较高的温度和压力下可能更具反应性。因此，通过加热惰性稀释气体、排气管线和泵以防止冷凝而减少排气管线积聚物的方法由于反应速率的增加而不能使用。

发明内容

一种用于减少衬底处理系统的抽吸排气系统中的流出物积聚的方法包括：在衬底处理工艺期间，将衬底布置在处理室中的衬底支撑件上；将一种或多种处理气体供给至所述处理室；将惰性稀释气体以第一流率供给到所述抽吸排气系统；在所述处理室中对所述衬底进行所述衬底处理工艺；使用所述抽吸排气系统从所述处理室排出反应物。所述方法包括：在所述衬底处理工艺后，在清洁工艺期间在所述处理室中供给包括清洁气体的清洁等离子体；以及在所述清洁工艺期间将所述惰性稀释气体以比所述第一流率小的第二流率供给到所述抽吸排气系统。

在其他特征中，所述抽吸排气系统包括阀、泵、减排装置以及排气管线，所述排气管线将所述阀连接到所述处理室、将所述泵连接到所述阀、以及将所述减排装置连接到所述泵。

在其他特征中，所述惰性稀释气体被供给在以下中的至少一个：所述阀和所述泵之间；以及所述泵和所述减排装置之间。所述衬底处理工艺包括等离子体增强原子层沉积和等离子体增强化学气相沉积之一。所述一种或多种处理气体包括前体气体、氧化剂气体和惰性气体。所述前体气体包括硅前体气体。所述氧化剂气体选自包括分子氧和一氧化二氮的组。所述惰性稀释气体包括分子氮。