CN219808006U - 工艺腔清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种工艺腔清洁装置，包括气柜、等离子发生器及至少一个过滤器，所述气柜的出气口通过一供气管道与所述等离子发生器的进气口连通，所述等离子发生器的出气口与所述工艺腔连通，所述气柜用于供应电离气体，所述至少一个所述过滤器安装在所述供气管道上以用于对所述电离气体进行过滤。通过在所述气柜与所述等离子发生器之间的供气管道上增设过滤器，能够有效避免进入等离子发生器的电离气体受到污染，进而避免所述等离子发生器后端的工艺腔受到污染，从而避免对晶圆造成缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种工艺腔清洁装置。
背景技术
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)是借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种化学气相沉积的方式称为等离子体增强化学气相沉积。
Vector机台主要进行等离子体增强方式化学气相沉积工艺，是化学气相淀积工艺的一种主流机台，几乎可以用于淀积各种性质的导电薄膜层和绝缘薄膜层，应用非常广泛。Vector机台在工作过程中，其工艺腔内部会不断蓄积成膜成分的固体状堆积物，该固体状堆积物容易引起成膜异常。因此，当累积膜厚达到一定厚度时，某些特定情况下需要人为进行工艺腔清洁。
现目前，常采用干燥清洁的方式去除工艺腔表面吸附的固体状堆积物，具体做法是把工艺腔抽真空后，在工艺腔里注入NF3气体，并设定压力值。当工艺腔压力达到设定值并稳定后，启动射频。在射频的作用下工艺腔内的NF3启辉产生等离子体，F-离子与工艺腔内表吸附的膜物质反应，使用由固体变成气体并排出。但是现有的清洁方式须配有大功率射频电源及用于调节阻抗的匹配器；经济成本高，幅射大；且直接在工艺腔里起辉生成等离子易对工艺腔造成损伤；清洁时间长，效率不高。
中国实用新型专利(公开号为CN210001929U)提供了一种远程等离子清洁PECVD工艺腔的设备，利用等离子发生器将NF3气体分解为F-和氮气，与腔壁上的膜反应生成SiF4与副产物，能够提高清洁效果。但是这种方式由于电离气体是直接由气柜进入等离子发生器，中途没有经过过滤，当进入气柜的电离气体受到污染，或者在等离子发生器的前端管路出现阀件损坏或者管路受到污染时，导致电离气体中含有颗粒，当电离气体进入等离子发生器电离以及电离后进入工艺腔时，将会导致等离子发生器和工艺腔受到污染，从而对晶圆造成缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种工艺腔清洁装置，至少解决了现有等离子清洁PECVD工艺腔存在的技术问题之一。
为达到上述目的，本实用新型提供一种工艺腔清洁装置，包括气柜、等离子发生器及至少一个过滤器，所述气柜的出气口通过一供气管道与所述等离子发生器的进气口连通，所述等离子发生器的出气口与所述工艺腔连通，所述气柜用于供应电离气体，所述至少一个所述过滤器安装在所述供气管道上以用于对所述电离气体进行过滤。
可选的，所述等离子发生器的出气口通过波纹管与所述工艺腔连通。
可选的，所述供气管道通过三通阀与所述气柜及一工艺气体输送管道连通。
可选的，所述供气管道上还设置有切断阀。
可选的，所述供气管道上还设置有气体流量计。
可选的，所述工艺腔清洁装置还包括废气处理柜，所述废气处理柜与所述工艺腔连接并用于接收所述工艺腔排出的废气。
可选的，所述废气处理柜与所述工艺腔之间还设置有真空泵。
可选的，所述工艺腔清洁装置还包括检测传感器，所述检测传感器用于检测所述工艺腔内的残余膜厚。
可选的，所述检测传感器为激光传感器或红外传感器。
可选的，所述电离气体包括氩气和三氟化氮。
在本实用新型提供的一种工艺腔清洁装置中，包括气柜、等离子发生器及至少一个过滤器，所述气柜的出气口通过一供气管道与所述等离子发生器的进气口连通，所述等离子发生器的出气口与所述工艺腔连通，所述气柜用于供应电离气体，所述至少一个所述过滤器安装在所述供气管道上以用于对所述电离气体进行过滤。通过在所述气柜与所述等离子发生器之间的供气管道上增设过滤器，能够有效避免进入等离子发生器的电离气体受到污染，进而避免所述等离子发生器后端的工艺腔受到污染，从而避免对晶圆造成缺陷。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本实用新型，而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中：
图1为本实用新型一实施例提供的工艺腔清洁装置的示意图。
附图中：
1-气柜；2-等离子发生器；3-过滤器；4-供气管道；5-工艺腔；6-喷淋头；7-工艺气体输送管道；8-切断阀；9-气体流量计；10-废气处理柜；11-真空泵。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
如在本实用新型中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参照图1，图1为本实用新型一实施例提供的工艺腔清洁装置的示意图，本实用新型实施例提供了一种工艺腔清洁装置，包括气柜1、等离子发生器2及至少一个过滤器3，所述气柜1的出气口通过一供气管道4与所述等离子发生器2的进气口连通，所述等离子发生器2的出气口与所述工艺腔5连通，所述气柜1用于供应电离气体，所述至少一个所述过滤器3安装在所述供气管道4上以用于对所述电离气体进行过滤，所述等离子发生器2用于对所述电离气体进行电离产生等离子体，所述等离子体能够与所述工艺腔5的腔壁上的固体状堆积物发生反应，从而实现清洁。
通过在所述气柜1与所述等离子发生器2之间的供气管道4上增设过滤器3，能够有效避免进入等离子发生器2的电离气体受到污染，进而避免所述等离子发生器2后端的工艺腔5受到污染，从而避免对晶圆造成缺陷。
本实施例中，所述过滤器3可以是一个，也可以是多个，如串联两个过滤精度不同的过滤器3，本申请对此不作任何限制。所述过滤器3采用半导体制作领域中常用的过滤器3即可，本申请对此不作具体限制。
本实施例中，所述等离子发生器2的出气口通过波纹管与所述工艺腔5连通。当所述电离气体进入所述等离子发生器2后，将会电离出高温等离子体，故采用波纹管进行输送。所述波纹管可以是一根，也可以是多根，本申请对此不作具体限制。
优选的，所述波纹管的端部设置有喷淋头6，所述喷淋头6用于对所述工艺腔5内的各个角落进行清洁。需要理解的是，所述喷淋头6可以采用喷射方向固定的结构，也可以采用喷射角度可调的结构，本申请对此不作限制。
本实施例中，所述供气管道4通过三通阀与所述气柜1及一工艺气体输送管道7连通。也就是说，通过控制所述三通阀的导通方向，能够切换工艺气体与电离气体的供应，如此设计，对于原有设备及管道的改动较小，安装也较为方便。
优选的，所述供气管道4上还设置有切断阀8，所述切断阀8可用于控制所述供气管道4的通断，进而控制所述电离气体的供应。所述切断阀8可以采用手动阀们，也可以采用气动阀等结构，本申请对此不作限制。
优选的，所述供气管道4上还设置有气体流量计9。所述气体流量计9用于设定与控制所述电离气体的流量。
本实施例中，所述工艺腔清洁装置还包括废气处理柜10，所述废气处理柜10与所述工艺腔5连接并用于接收所述工艺腔5排出的废气。
本实施例中，所述废气处理柜10与所述工艺腔5之间还设置有真空泵11。所述真空泵11可用于抽出所述工艺腔5因高温等离子体与沉积的固体状堆积物发生化学反应产生的废气。
优选的，所述工艺腔清洁装置还包括检测传感器，所述检测传感器用于检测所述工艺腔5内的残余膜厚，以便于获取所述工艺腔5的清洁效果，保证所述清洁达到要求，控制清洁的时间。
所述检测传感器为激光传感器或红外传感器。激光传感器利用激光技术进行测量的传感器，能实现无接触远距离测量，具有速度快、精度高、量程大以及抗干扰能力强等优点。红外传感器是利用红外线来进行测量的一种传感器，具有灵敏度高等优点，也是较佳的选择。
本实施例中，所述电离气体包括氩气和三氟化氮。通过所述等离子发生器2能够将NF3气体分解为F-和氮气，F-与工艺腔5的腔壁上的膜反应生成SiF4与副产物，其中副产物根据膜质的不同有所区别。
综上，本实用新型实施例提供了一种工艺腔清洁装置，包括气柜1、等离子发生器2及至少一个过滤器3，所述气柜1的出气口通过一供气管道4与所述等离子发生器2的进气口连通，所述等离子发生器2的出气口与所述工艺腔5连通，所述气柜1用于供应电离气体，所述至少一个所述过滤器3安装在所述供气管道4上以用于对所述电离气体进行过滤，所述等离子发生器2用于对所述电离气体进行电离产生等离子体，所述等离子体能够与所述工艺腔5的腔壁上的固体状堆积物发生反应，从而实现清洁。通过在所述气柜1与所述等离子发生器2之间的供气管道4上增设过滤器3，能够有效避免进入等离子发生器2的电离气体受到污染，进而避免所述等离子发生器2后端的工艺腔5受到污染，从而避免对晶圆造成缺陷。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施方式的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若这些修改和变型属于本实用新型及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种工艺腔清洁装置，其特征在于，包括气柜、等离子发生器及至少一个过滤器，所述气柜的出气口通过一供气管道与所述等离子发生器的进气口连通，所述等离子发生器的出气口与所述工艺腔连通，所述气柜用于供应电离气体，所述至少一个所述过滤器安装在所述供气管道上以用于对所述电离气体进行过滤。
2.根据权利要求1所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述等离子发生器的出气口通过波纹管与所述工艺腔连通。
3.根据权利要求1所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述供气管道通过三通阀与所述气柜及一工艺气体输送管道连通。
4.根据权利要求1所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述供气管道上还设置有切断阀。
5.根据权利要求1所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述供气管道上还设置有气体流量计。
6.根据权利要求1所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述工艺腔清洁装置还包括废气处理柜，所述废气处理柜与所述工艺腔连接并用于接收所述工艺腔排出的废气。
7.根据权利要求6所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述废气处理柜与所述工艺腔之间还设置有真空泵。
8.根据权利要求1所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述工艺腔清洁装置还包括检测传感器，所述检测传感器用于检测所述工艺腔内的残余膜厚。
9.根据权利要求8所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述检测传感器为激光传感器或红外传感器。
10.根据权利要求1所述的工艺腔清洁装置，其特征在于，所述电离气体包括氩气和三氟化氮。
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