TWI426579B - 半導體設備及其清潔方法 - Google Patents

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Description

半導體設備及其清潔方法
本發明係有關於一種半導體設備，特別是有關於一種具有自動化清潔功能的半導體設備。
半導體設備普遍應用於半導體元件之生產，半導體設備通常具有一反應室，半導體製程所需之反應氣體可藉由反應室之氣體噴頭流入反應室內部。經過數次半導體製程後，沈積物或污染物可能會附著於反應室內部而影響製程結果及製程良率。
反應室內部之沈積物或污染物一般可藉由通入特定反應氣體進行清除。或者反應室內部之沈積物或污染物也可藉由人工打開反應室進行清除。然而，將特定反應氣體通入反應室內部，進行沈積物或污染物之清除通常效果不佳，而藉由人工打開反應室進行沈積物或污染物之清除通常會造成維修時間過長、製程良率不穩定等不良結果。
鑑於上述先前技術所存在的缺點，有必要提出一種具有自動化清潔功能的半導體設備，該半導體設備可藉由清潔刷頭清除附著於反應室內部之殘留物。
本發明欲解決的問題為提供一種具有自動化清潔功能的半導體設備，該半導體設備可藉由清潔刷頭清除附著於反應室內部之殘留物。
為解決上述的問題，本發明提出一種半導體設備，該半導體設備包含一反應室、一可動承座以及至少一清潔刷頭。反應室內部具有至少一待清潔部分；可動承座設置於反應室之內部，可動承座可承載一晶圓承座；清潔刷頭可接觸待清潔部分，且該清潔刷頭可相對於待清潔部分進行運動，藉以清除附著於待清潔部分之殘留物。
本發明之半導體設備可藉由清潔刷頭清除附著於反應室內部之殘留物，由於本發明之半導體設備不需打開反應室，即可藉由清潔刷頭清除附著於反應室內部之殘留物，因此，可降低半導體設備之維修時間，增進製程良率。
200‧‧‧半導體設備
210‧‧‧反應室
211‧‧‧門閥
212‧‧‧第三框架
213‧‧‧第二框架
214‧‧‧第一框架
220‧‧‧可動承座
230‧‧‧晶圓承座
231‧‧‧具有清潔刷頭之承座
240‧‧‧機器手臂
241‧‧‧清潔裝置
242‧‧‧清潔裝置
281‧‧‧伸縮導管
290‧‧‧傳動裝置
291‧‧‧直線傳動裝置
292‧‧‧馬達
293‧‧‧齒輪組
第一圖顯示本發明一較佳實施例之半導體設備之示意圖。
第二A圖顯示第一圖中，半導體設備之一使用範例之示意圖。
第二B圖顯示第一圖中，半導體設備之另一使用範例之示意圖。
第二C圖顯示第一圖中，半導體設備之又一使用範例之示意圖。
本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而，除了如下描 述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行，且本發明的範圍並不受實施例之限定，其以之後的專利範圍為準。再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發明，圖式內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。
第一圖顯示本發明一較佳實施例之半導體設備200之示意圖。半導體設備200包含一反應室210、一可動承座220、一門閥211以及一機器手臂240。其中，反應室210包含一氣體噴頭(showerhead)，半導體製程所需之反應氣體可藉由氣體噴頭流入反應室內部，氣體噴頭可設置於反應室210之上部(為簡化圖示，圖中並未繪出氣體噴頭)，可動承座220設置於反應室210之內部，可動承座220可承載一晶圓承座(susceptor)230，該晶圓承座230可承載至少一晶圓。可動承座220可使晶圓承座230旋轉或垂直運動。
半導體設備200進一步包含一第一框架214、一第二框架213、一第三框架212、一傳動裝置290以及一伸縮導管281。其中，傳動裝置290包含一直線傳動裝置291，該直線傳動裝置291設置於第一框架214與第二框架213之間，藉由該直線傳動裝置291，第二框架213可相對於第一框架214垂直運動。可動承座220設置於第二框架213，當第二框架213垂直運動時，可動承座220亦進行垂直運動。伸縮導管281設置於第三框架212與第二框架213之間，伸縮導管281可避免反應室210內部的氣體洩漏至外界。傳動裝置290包含一旋轉傳動裝置，本實施例中，旋轉傳動裝置是由一馬達292與一齒輪組293所構成，馬達292之動力可 藉由齒輪組293傳遞至可動承座220，使得可動承座220進行旋轉運動。
第二A圖顯示第一圖中，半導體設備200之一使用範例之示意圖。經過數次半導體製程後，沈積物或污染物可能會附著於反應室210內部之待清潔部分。如第二A圖所示，此時，待清潔部分位於反應室210之上部，例如，待清潔部分包含前述之氣體噴頭。具有清潔刷頭之承座231可藉由機器手臂240移至反應室210之內部，置於可動承座220之上；接著，可動承座220垂直移動，使得承座231之清潔刷頭接觸前述之待清潔部分；然後，可動承座220進行旋轉，使得清潔刷頭相對於待清潔部分運動，藉以清除附著於待清潔部分之沈積物或污染物。完成上述清潔步驟後，可進一步將適當氣體通入反應室210內部，藉以清除相關粉塵(particle)。另外，也可以對反應室210內部進行適當時間之高溫烘烤，藉以進一步清除相關污染物。
第二B圖顯示第一圖中，半導體設備200之另一使用範例之示意圖。經過數次半導體製程後，沈積物或污染物可能會附著於反應室210內部之待清潔部分。如第二B圖所示，此時，待清潔部分位於210反應室之上部與下部，例如，待清潔部分可包含前述之氣體噴頭與晶圓承座230。首先，開啟門閥211，藉由機器手臂240將具有清潔刷頭之清潔裝置241移至反應室210之內部，使得清潔刷頭接觸待清潔部分。清潔裝置241具有驅動裝置，該驅動裝置可使清潔刷頭旋轉或移動，藉以清除附著於待清潔部分之沈積物或污染物。清潔裝置241也可直接設置於機器手臂240，或者清潔裝置241可以是一獨立裝置，該清潔裝置241可藉由機器手臂240移至待清潔部分。
第二C圖顯示第一圖中，半導體設備200之又一使用範例 之示意圖。經過數次半導體製程後，沈積物或污染物可能會附著於反應室210內部之待清潔部分。如第二C圖所示，此時，待清潔部分位於210反應室之下部，例如，待清潔部分可包含晶圓承座230。首先，開啟門閥211，藉由機器手臂240將具有清潔刷頭之清潔裝置242移至反應室210之內部，使得清潔刷頭接觸待清潔部分。然後，可動承座220進行旋轉，使得清潔刷頭相對於待清潔部分運動，藉以清除附著於待清潔部分之沈積物或污染物。清潔裝置242也可直接設置於機器手臂240，或者清潔裝置242可以是一獨立裝置，該清潔裝置242可藉由機器手臂240移至待清潔部分。
本發明之半導體設備可藉由清潔刷頭清除附著於反應室內部之殘留物，由於本發明之半導體設備不需打開反應室，即可藉由清潔刷頭清除附著於反應室內部之殘留物，因此，可降低半導體設備之維修時間，增進製程良率。
本發明另一較佳實施例提供一種半導體設備之清潔方法，該清潔方法包含下列步驟。請參考第二A圖至第二C圖，首先，提供一半導體設備，該半導體設備具有一反應室，其中，至少一待清潔部分位於該反應室之內部；然後，提供至少一清潔刷頭，該清潔刷頭可接觸待清潔部分，且該清潔刷頭可相對於待清潔部分進行運動，藉以清除附著於待清潔部分之一殘留物。完成上述清潔步驟後，可進一步將適當氣體通入反應室210內部，藉以清除相關粉塵(particle)。另外，也可以對反應室210內部進行適當時間之高溫烘烤，藉以進一步清除相關污染物。
如第二A圖所示，此時，待清潔部分位於反應室210之上 部，且清潔刷頭設置於一承座231，承座231可垂直移動，使得清潔刷頭接觸待清潔部分，且承座231可旋轉，使得清潔刷頭相對於待清潔部分運動，藉以清除附著於待清潔部分之該殘留物。本實施例中，待清潔部分包含一氣體噴頭(showerhead)，但並不以此為限。
如第二B圖所示，清潔刷頭設置於一清潔裝置241，清潔裝置241具有一驅動裝置，且該驅動裝置可使清潔刷頭旋轉或移動。本實施例中，清潔裝置係藉由一機器手臂移至反應室210之內部，使得清潔刷頭接觸待清潔部分，但並不以此為限，清潔刷頭也可以設置於該機器手臂，該機器手臂可使清潔刷頭接觸待清潔部分。
如第二C圖所示，此時，待清潔部分位於反應室210之下部，晶圓承座220可旋轉，使得清潔刷頭相對於待清潔部分運動，藉以清除附著於待清潔部分之一殘留物，本實施例中，待清潔部分包含晶圓承座，但並不以此為限。
本發明之半導體設備之清潔方法可藉由清潔刷頭清除附著於反應室內部之殘留物，由於本發明之半導體設備不需打開反應室，即可藉由清潔刷頭清除附著於反應室內部之殘留物，因此，可降低半導體設備之維修時間，增進製程良率。
上述本發明之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡其它未脫離本發明所揭示之精神所完成之等效的各種改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內，均應包含在下述之申請專利範圍內。
200‧‧‧半導體設備
210‧‧‧反應室
211‧‧‧門閥
212‧‧‧第三框架
213‧‧‧第二框架
214‧‧‧第一框架
220‧‧‧可動承座
230‧‧‧晶圓承座
231‧‧‧具有清潔刷頭之承座
281‧‧‧伸縮導管
290‧‧‧傳動裝置
291‧‧‧直線傳動裝置
292‧‧‧馬達
293‧‧‧齒輪組

Claims (10)

  1. 一種半導體設備，包含：一反應室，其中，至少一待清潔部分位於該反應室之內部；一可動承座，該可動承座設置於該反應室之內部，該可動承座可承載一晶圓承座(susceptor)；一第一清潔刷頭，該第一清潔刷頭可接觸該待清潔部分，且該第一清潔刷頭可相對於該待清潔部分運動，藉以清除附著於該待清潔部分之一殘留物；以及一機器手臂，該機器手臂可移動該晶圓承座至該反應室之內部；其中，該待清潔部分位於該反應室之上部，且該待清潔部分包含一氣體噴頭(showerhead)，該第一清潔刷頭設置於該晶圓承座，該可動承座可垂直移動，使得該第一清潔刷頭接觸該待清潔部分，且該可動承座可旋轉，使得該第一清潔刷頭相對於該待清潔部分運動，藉以清除附著於該待清潔部分之該殘留物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體設備，一第二清潔刷頭設置於該機器手臂，該機器手臂可使該第二清潔刷頭接觸該待清潔部分。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之半導體設備，其中，該待清潔部分位於該反應室之下部，該機械手臂可旋轉，使得該第二清潔刷頭相對於該待清潔部分運動，藉以清除附著於該待清潔部分之一殘留物。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之半導體設備，其中，該待清潔部分包含該晶圓承座。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體設備，更包含一齒輪裝 置，該齒輪裝置可使該可動承座旋轉。
  6. 一種半導體設備之清潔方法，包含：提供一半導體設備，該半導體設備具有一反應室，其中，至少一待清潔部分位於該反應室之內部；提供一第一清潔刷頭，該第一清潔刷頭可接觸該待清潔部分，且該第一清潔刷頭可相對於該待清潔部分運動，藉以清除附著於該待清潔部分之一殘留物；以及提供一第一機器手臂，一第二清潔刷頭設置於該第一機器手臂，該第一機器手臂可使該第二清潔刷頭接觸該待清潔部分；其中，該待清潔部分位於該反應室之上部，且該待清潔部分包含一氣體噴頭，該第一清潔刷頭設置於一晶圓承座，該晶圓承座可垂直移動，使得該第一清潔刷頭接觸該待清潔部分，且該晶圓承座可旋轉，使得該第一清潔刷頭相對於該待清潔部分運動，藉以清除附著於該待清潔部分之該殘留物。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體設備之清潔方法，其中，一第三清潔刷頭設置於一清潔裝置，該清潔裝置具有一驅動裝置，該驅動裝置可使該第三清潔刷頭旋轉或移動。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之半導體設備之清潔方法，其中，該半導體設備包含一第二機器手臂，該第二機器手臂可移動該清潔裝置至該反應室之內部，使得該第三清潔刷頭接觸該待清潔部分。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之半導體設備之清潔方法，其中，該待清潔部分位於該反應室之下部，該第一機械手臂可旋轉，使得該第二清潔刷頭相對於該待清潔部分運動，藉以清除附著於該待清潔部分之一殘留 物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體設備之清潔方法，其中，該待清潔部分包含該晶圓承座。
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