CN110496825B - 真空腔污染颗粒的清除装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空腔污染颗粒的清除装置，包括：真空腔，通过真空管路和真空泵相连；在真空管路上设置有隔离阀；手阀的第一端连接在真空腔上且和真空腔的内部连通；手阀的第二端供吸尘器连接；在真空腔进行工作时，隔离阀打开，手阀关闭；当真空腔进行污染颗粒清除时，隔离阀关闭，手阀打开，手阀的第二端和第一端连通，吸尘器连接到手阀的第二端上并实现对真空腔内的污染颗粒进行清除。本发明还公开了一种真空腔污染颗粒的清除方法。本发明能实现不开腔对真空腔进行污染颗粒清除，能消除颗粒对产品产生影响，能提高生产设备的运行时间，提高生产效率并降低人力消耗。

Description

真空腔污染颗粒的清除装置和方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种真空腔污染颗粒的清除装置。本发明还涉及一种真空腔污染颗粒的清除方法。
背景技术
离子注入机在半导体制造领域应用广泛，能实现对半导体衬底如硅衬底的掺杂。离子注入机包括离子源、离子束(beam line)路径和终端台。离子源是通过热电子对掺杂气体进行撞击产生正离子，正离子加速后进入到离子束路径中，在离子束路径中进行杂质选择、离子加减速、聚焦和偏束等过程之后进入到终端台中将离子注入到半导体衬底中。
离子注入机都需要采用真空环境，如离子源需要设置在离子源腔体中，离子束路径设置在离子束腔体中，终端台上设置有工艺注入腔。通常，离子源腔体、离子束腔体和工艺注入腔的真空环境单独设置。
通常，离子束腔体的各组成部分的管壁都是由石墨组成，由于离子束中的正离子都是经过加速后的高能量离子，故会离子束腔体上的管壁上的石墨产生损耗的作用，被损耗的石墨最终会形成污染颗粒(particle)堆积在离子束腔体中。现有方法中，需要定期将离子注入机停机，之后打开离子束腔体，之后再对离子束腔体进行清洗以去除污染颗粒，从而能保证生产的产品不被颗粒污染。但是，在半导体制造领域中，减少生产设备的停机时间(downtime)，提高生产设备的运行时间(uptime)对降低生产成本，提高产量非常重要。显然，开腔对离子束腔体进行清洗会大大增加清洗时间，增加离子注入机的停机时间，并最后会影响生产；同时，还会增加人力消耗。所以，如何实现对类似于离子束腔体的污染颗粒的清洗效率的提高以及在不开腔的条件下进行污染颗粒清洗将显得非常重要，这会大大提高生产设备的运行时间，会提高产量，以及降低人力消耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种真空腔污染颗粒的清除装置，能实现不开腔对真空腔进行污染颗粒清除，提高生产设备的运行时间，提高生产效率并降低人力消耗。
为解决上述技术问题，本发明提供的真空腔污染颗粒的清除装置包括：
真空腔，通过真空管路和真空泵相连。
在所述真空管路上设置有隔离阀。
手阀的第一端连接在所述真空腔上且和所述真空腔的内部连通。
所述手阀的第二端供吸尘器连接。
在所述真空腔进行工作时，所述隔离阀打开，所述手阀关闭。
当所述真空腔进行污染颗粒清除时，所述隔离阀关闭，所述手阀打开，所述手阀的第二端和第一端连通，所述吸尘器连接到所述手阀的第二端上并实现对所述真空腔内的污染颗粒进行清除。
进一步的改进是，所述真空腔为离子注入机的离子束腔体。
进一步的改进是，所述离子束腔体的各组成部分的管壁由石墨组成。
进一步的改进是，所述离子束腔体的组成部分包括：质量分析器、加速器、聚焦装置、偏束器或扫描器。
进一步的改进是，所述真空泵为涡轮分子泵。
进一步的改进是，所述污染颗粒的来源为离子束对所述离子束腔体的石墨材料的损耗。
进一步的改进是，所述离子注入机还包括离子源腔体和工艺注入腔体；所述离子束腔体的第一侧连接所述离子源腔体，所述离子束腔体的第二侧连接所述工艺注入腔体。
进一步的改进是，所述离子源腔体、所述离子束腔体和所述工艺注入腔体的真空分别独立控制。
为解决上述技术问题，本发明提供的真空腔污染颗粒的清除方法包括如下步骤：
步骤一、对所述真空腔进行如下设置：
所述真空腔通过真空管路和真空泵相连。
在所述真空管路上设置隔离阀。
手阀的第一端连接在所述真空腔上且和所述真空腔的内部连通。
所述手阀的第二端供吸尘器连接。
在所述真空腔进行工作时，所述隔离阀打开，所述手阀关闭。
步骤二、对所述真空腔进行污染颗粒清除，包括分步骤：
关闭所述隔离阀。
将所述吸尘器连接到所述手阀的第二端。
打开所述手阀，打开后的所述手阀的第二端和第一端连通。
通过所述吸尘器清除所述真空腔内的污染颗粒。
进一步的改进是，所述真空腔为离子注入机的离子束腔体。
进一步的改进是，所述离子束腔体的各组成部分的管壁由石墨组成。
进一步的改进是，所述离子束腔体的组成部分包括：质量分析器、加速器、聚焦装置、偏束器或扫描器。
进一步的改进是，所述真空泵为涡轮分子泵。
进一步的改进是，所述污染颗粒的来源为离子束对所述离子束腔体的石墨材料的损耗。
进一步的改进是，所述离子注入机还包括离子源腔体和工艺注入腔体；所述离子束腔体的第一侧连接所述离子源腔体，所述离子束腔体的第二侧连接所述工艺注入腔体。
本发明通过在真空腔的真空管上设置隔离阀，以及设置和外部连通的手阀，在真空腔正常工作时，隔离阀打开，手阀也关闭，这样能使隔离阀和手阀并不会影响到真空腔的正常工艺。当需要对真空腔进行清洗时，则会关闭隔离阀，隔离阀关闭后能消除真空泵对真空腔的影响；之后连接吸尘器到手阀上，手阀慢慢打开后就能实现对真空腔的污染颗粒的清除。和现有技术相比，本发明不需要进行开腔，能提高生产设备的运行时间，能提高生产效率和产量，还能降低人力消耗。
本发明特别适用于对离子注入机中的离子束腔体的污染颗粒的清除，离子注入机采用下沉式结构设计，离子束中的离子对腔体壁上的石墨进行撞击后产生的污染颗粒容易产生堆积，本发明能对在不打开离子束腔体的条件下快速清除这些污染颗粒，能有效降低成本和增加效率，能降低污染颗粒对产品的影响。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例真空腔污染颗粒的清除装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明实施例真空腔污染颗粒的清除装置的结构示意图；本发明实施例真空腔污染颗粒的清除装置包括：
真空腔1，通过真空管路2和真空泵3相连。
本发明实施例中，所述真空腔1为离子注入机的离子束腔体。所述离子束腔体的各组成部分的管壁由石墨组成。
所述离子注入机还包括离子源腔体和工艺注入腔体；所述离子束腔体的第一侧连接所述离子源腔体，所述离子束腔体的第二侧连接所述工艺注入腔体。
所述离子源腔体、所述离子束腔体和所述工艺注入腔体的真空分别独立控制。
所述离子源腔体中设置有离子源产生装置，离子源是通过热电子对掺杂气体进行撞击产生正离子。
所述离子束腔体的组成部分包括：质量分析器、加速器、聚焦装置、偏束器或扫描器。其中，质量分析器通常采用扇形磁体，利用磁体产生的磁场对从离子源中出来的离子束进行偏转，离子束中的离子质量不同时，偏转的角度会不同，运动轨迹弯曲的曲率半径会不同，从而能从不同的出口狭缝筛选出所要采用的离子。
从离子源出来的离子束的速度可能不是所需要的离子能量对于的速度，这时需要采用加速器对离子进行加减速，经过聚焦装置聚焦后得到对应的离子束斑来实现注入。
偏束器能实现对离子束中中性离子的筛除，中性离子主要是由离子束中的带电离子和空气产生电荷交换而变为中性离子，中性离子对离子注入无用，故能采用偏束器去除。
由于离子束的直径比半导体衬底片如半导体衬底组成的晶圆的直径小很多，故通常会采用扫描器实现对晶圆的各位置进行注入。
在终端台上设置有工艺注入腔，晶圆会经过终端台上的传输装置传输到工艺注入腔中，在工艺注入腔中实现离子注入。
在所述真空管路2上设置有隔离阀4。所述隔离阀4通常是采用设备如离子注入机的自动控制系统进行自动操作，如能采用气动装置对所述隔离阀4进行开关的控制。
本发明实施例中，所述真空泵3为涡轮分子泵。
所述污染颗粒的来源为离子束对所述离子束腔体的石墨材料的损耗。
手阀5的第一端连接在所述真空腔1上且和所述真空腔1的内部连通。
所述手阀5的第二端供吸尘器6连接。
在所述真空腔1进行工作时，所述隔离阀4打开，所述手阀5关闭。
当所述真空腔1进行污染颗粒清除时，所述隔离阀4关闭，所述手阀5打开，所述手阀5的第二端和第一端连通，所述吸尘器6连接到所述手阀5的第二端上并实现对所述真空腔1内的污染颗粒进行清除。
本发明实施例通过在真空腔1的真空管上设置隔离阀4，以及设置和外部连通的手阀5，在真空腔1正常工作时，隔离阀4打开，手阀5也关闭，这样能使隔离阀4和手阀5并不会影响到真空腔1的正常工艺。当需要对真空腔1进行清洗时，则会关闭隔离阀4，隔离阀4关闭后能消除真空泵3对真空腔1的影响；之后连接吸尘器6到手阀5上，手阀5慢慢打开后就能实现对真空腔1的污染颗粒的清除。和现有技术相比，本发明实施例不需要进行开腔，能提高生产设备的运行时间，能提高生产效率和产量，还能降低人力消耗。
本发明实施例特别适用于对离子注入机中的离子束腔体的污染颗粒的清除，离子注入机采用下沉式结构设计，离子束中的离子对腔体壁上的石墨进行撞击后产生的污染颗粒容易产生堆积，本发明实施例能对在不打开离子束腔体的条件下快速清除这些污染颗粒，能有效降低成本和增加效率，能降低污染颗粒对产品的影响。
本发明实施例真空腔污染颗粒的清除方法包括如下步骤：
步骤一、对所述真空腔1进行如下设置：
所述真空腔1通过真空管路2和真空泵3相连。
在所述真空管路2上设置隔离阀4。
本发明实施例方法中，所述真空腔1为离子注入机的离子束腔体。所述离子束腔体的各组成部分的管壁由石墨组成。
所述离子注入机还包括离子源腔体和工艺注入腔体；所述离子束腔体的第一侧连接所述离子源腔体，所述离子束腔体的第二侧连接所述工艺注入腔体。
所述离子源腔体、所述离子束腔体和所述工艺注入腔体的真空分别独立控制。
所述离子源腔体中设置有离子源产生装置，离子源是通过热电子对掺杂气体进行撞击产生正离子。
所述离子束腔体的组成部分包括：质量分析器、加速器、聚焦装置、偏束器或扫描器。其中，质量分析器通常采用扇形磁体，利用磁体产生的磁场对从离子源中出来的离子束进行偏转，离子束中的离子质量不同时，偏转的角度会不同，运动轨迹弯曲的曲率半径会不同，从而能从不同的出口狭缝筛选出所要采用的离子。
从离子源出来的离子束的速度可能不是所需要的离子能量对于的速度，这时需要采用加速器对离子进行加减速，经过聚焦装置聚焦后得到对应的离子束斑来实现注入。
偏束器能实现对离子束中中性离子的筛除，中性离子主要是由离子束中的带电离子和空气产生电荷交换而变为中性离子，中性离子对离子注入无用，故能采用偏束器去除。
由于离子束的直径比半导体衬底片如半导体衬底组成的晶圆的直径小很多，故通常会采用扫描器实现对晶圆的各位置进行注入。
在终端台上设置有工艺注入腔，晶圆会经过终端台上的传输装置传输到工艺注入腔中，在工艺注入腔中实现离子注入。
所述隔离阀4通常是采用设备如离子注入机的自动控制系统进行自动操作，如能采用气动装置对所述隔离阀4进行开关的控制。
本发明实施例方法中，所述真空泵3为涡轮分子泵。
所述污染颗粒的来源为离子束对所述离子束腔体的石墨材料的损耗。
手阀5的第一端连接在所述真空腔1上且和所述真空腔1的内部连通。
所述手阀5的第二端供吸尘器6连接。
在所述真空腔1进行工作时，所述隔离阀4打开，所述手阀5关闭。
步骤二、对所述真空腔1进行污染颗粒清除，包括分步骤：
关闭所述隔离阀4。
将所述吸尘器6连接到所述手阀5的第二端。
打开所述手阀5，打开后的所述手阀5的第二端和第一端连通。
通过所述吸尘器6清除所述真空腔1内的污染颗粒。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种真空腔污染颗粒的清除装置，其特征在于，包括：
真空腔，通过真空管路和真空泵相连；在所述真空管路上设置有隔离阀；
手阀的第一端连接在所述真空腔上且和所述真空腔的内部连通；
所述手阀的第二端供吸尘器连接；
在所述真空腔进行工作时，所述隔离阀打开，所述手阀关闭；
所述真空腔为离子注入机的离子束腔体；所述离子束腔体的各组成部分的管壁由石墨组成；所述污染颗粒的来源为离子束对所述离子束腔体的石墨材料的损耗；
所述离子注入机采用下沉式结构，所述污染颗粒会在所述离子束腔体中产生堆积；
当所述真空腔进行污染颗粒清除时，所述隔离阀关闭，所述手阀打开，所述手阀的第二端和第一端连通，所述吸尘器连接到所述手阀的第二端上并实现对所述真空腔内的堆积的污染颗粒进行清除。
2.如权利要求1所述的真空腔污染颗粒的清除装置，其特征在于：所述离子束腔体的组成部分包括：质量分析器、加速器、聚焦装置、偏束器和扫描器中的一个或多个。
3.如权利要求1所述的真空腔污染颗粒的清除装置，其特征在于：所述真空泵为涡轮分子泵。
4.如权利要求1所述的真空腔污染颗粒的清除装置，其特征在于：所述离子注入机还包括离子源腔体和工艺注入腔体；所述离子束腔体的第一侧连接所述离子源腔体，所述离子束腔体的第二侧连接所述工艺注入腔体。
5.如权利要求4所述的真空腔污染颗粒的清除装置，其特征在于：所述离子源腔体、所述离子束腔体和所述工艺注入腔体的真空分别独立控制。
6.一种真空腔污染颗粒的清除方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、对所述真空腔进行如下设置：
所述真空腔通过真空管路和真空泵相连；
在所述真空管路上设置隔离阀；
手阀的第一端连接在所述真空腔上且和所述真空腔的内部连通；
所述手阀的第二端供吸尘器连接；
在所述真空腔进行工作时，所述隔离阀打开，所述手阀关闭；
所述真空腔为离子注入机的离子束腔体；所述离子束腔体的各组成部分的管壁由石墨组成；所述污染颗粒的来源为离子束对所述离子束腔体的石墨材料的损耗；
所述离子注入机采用下沉式结构，所述污染颗粒会在所述离子束腔体中产生堆积；步骤二、对所述真空腔进行污染颗粒清除，包括分步骤：
关闭所述隔离阀；
将所述吸尘器连接到所述手阀的第二端；
打开所述手阀，打开后的所述手阀的第二端和第一端连通；
通过所述吸尘器清除所述真空腔内的堆积的污染颗粒。
7.如权利要求6所述的真空腔污染颗粒的清除方法，其特征在于：所述离子束腔体的组成部分包括：质量分析器、加速器、聚焦装置、偏束器和扫描器中的一个或多个。
8.如权利要求6所述的真空腔污染颗粒的清除方法，其特征在于：所述真空泵为涡轮分子泵。
9.如权利要求6所述的真空腔污染颗粒的清除方法，其特征在于：所述离子注入机还包括离子源腔体和工艺注入腔体；所述离子束腔体的第一侧连接所述离子源腔体，所述离子束腔体的第二侧连接所述工艺注入腔体。
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