TWI541078B - 反應腔室清洗裝置 - Google Patents

Description

反應腔室清洗裝置

本發明係關於一種反應腔室清洗裝置，特別關於一種反應腔室清洗裝置，其能有效移除附著於反應腔室之雜質，並可避免反應腔室在清洗的過程中被污染。

一般而言，半導體製造裝置係進行一系列步驟：一沉積步驟，係形成一薄膜於一半導體基板上；一化學機械研磨步驟，係使該薄膜平整；一光微影步驟，係形成一光阻圖案於該薄膜上；一蝕刻步驟，係藉由光阻圖案而圖案化薄膜以使其具有電特性；一離子注入步驟，係注入特定離子於一半導體基板之一預定區域內；以及一清洗步驟，係從半導體基板移除雜質。

在半導體製程中，薄膜沉積方法可分類為物理氣相沉積(PVD)以及化學氣相沉積(CVD)。化學氣相沉積方法包含供應反應氣體至一反應腔室內，並使用熱或電漿使反應氣體產生化學反應，因而在基板上沉積一特定薄膜。另外，一金屬有機化學氣相沈積(metal-organic chemical-vapor deposition,MOCVD)方法係使用一有機金屬化合物係作為前驅物(precursor)，其被傳送至反應腔室作為一載運氣體(carrier gas)，如此便能成長一有機金屬化合物薄膜於一加熱基板之表面。

當一半導體基板在一反應腔室進行處理的同時，一些 物質可能會附著於反應腔室的內表面。舉例而言，在沉積製程中，除了基板上有沉積一薄膜之外，在反應腔室的內表面也會形成一薄膜。沉積於反應腔室內表面的物質可能會在不斷進行的製程中以微粒的形態掉落在一承載盤(susceptor)或一基板上而造成缺陷。為避免此問題，反應腔室就必需週期性的清洗。

在一習知的反應腔室清洗方法中，清洗氣體係供應至反應腔室內以將附著的雜質從反應腔室內表面移除。然而，假使清洗氣體仍無法將附著雜質從反應腔室移除，則需要進行一物理清洗製程。

有鑒於上述問題，本發明之一目的在於提供一種反應腔室清洗裝置，其能物理性地移除附著於反應腔室內表面的物質，並且避免在清洗過程中產生的粒子掉落於一承載盤上。

為達上述目的，本發明提供一種反應腔室清洗裝置，其係包含一清洗單元以及一開合單元。清洗單元包含一刷頭，刷頭係置入一反應腔室內並實施一清洗程序以清洗反應腔室之一內部。開合單元用以阻擋在使用刷頭實施之清洗程序的過程中所掉落的物質。

在一實施例中，反應腔室清洗裝置更包含一清洗控制裝置以及一開合控制裝置。清洗控制裝置包含一清洗機械手臂組件，其係連接於清洗單元，清洗控制裝置調整清洗 單元之一位置。開合控制裝置包含一開合機械手臂組件，其係連接於開合單元，開合控制裝置係調整開合單元之一位置。

在一實施例中，清洗單元包含一馬達，該馬達轉動該刷頭。馬達可例如為一電驅馬達或是空氣馬達。空氣馬達係由氣壓作動。

在一實施例中，刷頭之一角度係調整到至少一方向。

在一實施例中，開合單元係在反應腔室之一承載盤上方展開。

在一實施例中，開合單元包含複數開合元件，該等開合元件相互連接且在相互連接的狀態中展開。

在一實施例中，開合單元包含一屏幕元件，其係滑動地展開。

以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之反應腔室清洗裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1為本發明較佳實施例之一種反應腔室清洗裝置的示意圖。

如圖1所示，一反應腔室1包含一承載盤3以及一噴頭5。承載盤3上設置一基板。噴頭5係供應反應氣體至反應腔室1內。

依據本發明之腔室清洗裝置包含一清洗單元16以及 一開合單元26。清洗單元16係移除附著於反應腔室1內表面之物質。開合單元26係避免在清洗單元16之清洗過程中往下掉落之物質落在承載盤3上。

在本實施例中，清洗單元16係連接於一清洗控制裝置10，其係調整清洗單元16之位置並控制清洗單元16之作動。開合單元26係連接於一開合控制裝置20，其係調整開合單元26之位置並控制開合單元26之作動。

清洗控制裝置10包含一清洗機械基台12以及一清洗機械手臂組件14。清洗機械手臂組件14係連接於清洗機械基台12。

清洗機械手臂組件14包含複數機械手臂，且清洗機械手臂組件14之一遠端係連接於清洗單元16。為調整清洗單元16之位置，清洗機械手臂組件14係可至少二維作動，更佳者為可三維作動。

開合控制裝置20包含一開合機械機台22以及一開合機械手臂組件24，二者係相互連接。開合機械手臂組件24包含複數機械手臂，且開合機械手臂組件24之一遠端係連接於開合單元26。為調整開合單元26之位置，開合機械手臂組件24係可至少二維作動，更佳者為可三維作動。連接於清洗機械手臂組件14之清洗單元16以及連接於開合機械手臂組件24之開合單元26係進入反應腔室1。

圖2為本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之清洗單元16之一第一實例的示意圖，圖3為清洗單元16之一第二實例的示意圖。

請參照圖2所示，清洗單元16包含一第一連接件30、一第二連接件32以及一刷頭34。第一連接件30係連接清洗機械手臂組件14。第二連接件32係連接第一連接件30。刷頭34係設置於第二連接件32之一端。第一連接件30及第二連接件32之形狀例如為一中空柱體或一方形箱體。第二連接件32係連接於第一連接件30並可依據至少一方向轉動。

刷頭34係可轉動。刷頭34係轉動並移除附著於反應腔室1內表面之物質或移除附著於噴頭5之物質。刷頭34可由人工樹脂製成，例如聚丙烯(polypropylene)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)或尼龍(nylon)、或其他軟金屬材料。在本實施例中，一刷頭驅動馬達36係設置於第二連接件32內以驅動刷頭34。

第一連接件30係可轉動地樞接於第二連接件32，並且一被驅動滑輪組38係設置於第一連接件30與第二連接件32之連接處。被驅動滑輪組38係藉由一動力傳輸索40連接於一驅動滑輪組44。驅動滑輪組44係藉由一第一驅動馬達42作動。換言之，第一驅動馬達42係轉動被驅動滑輪組38以使第二連接件32能依據第一連接件30轉動。一第一連接件被驅動齒輪組46設置於第一連接件30之一外周緣。第一連接件被驅動齒輪組46與一第一連接件驅動齒輪組48嚙合，而第一連接件驅動齒輪組48連接於一第二驅動馬達50。如此，第一連接件30可以藉由第二驅動馬達50之作動而被驅動以致繞自己的長軸轉動。需注 意者，如圖2所示，刷頭34、第一連接件30與第二連接件32轉動僅為舉例說明，非用以限制本發明，在其他實施例中可依實際需求而改變。

請參照圖3所示，第二實施例之清洗單元16包含一第一連接件30、一第二連接件32以及一刷頭34。清洗單元16更包含一空氣馬達52，其係轉動刷頭34。一氣壓產生單元58係作動空氣馬達52。一第一傳輸管54與一第二傳輸管56係連接於空氣馬達52。氣壓產生單元58係產生正壓或負壓。在氣壓產生單元58產生正壓的態樣中，氣壓產生單元58係作為一空氣泵；在此態樣中，當空氣馬達52作動時，空氣係經由第二傳輸管56供應至空氣馬達52內，然後再經由第一傳輸管54從空氣馬達52排出。另一方面，在氣壓產生單元58產生負壓的態樣中，氣壓產生單元58係作為一真空泵；在此態樣中，當空氣馬達52作動時，空氣係經由第一傳輸管54而被吸入至空氣馬達52內，並經由空氣馬達52而被傳送至第二傳輸管62。

在本發明之一實施例中，一空氣刷頭(圖未示)可與刷頭34一同設置或取代刷頭34。換言之，本發明之刷頭34係被視為包含所有能夠施力於反應腔室1或噴頭5之內表面以移除附著物質之方法及元件。

圖4為依據本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之開合單元之一折疊狀態的示意圖，圖5為開合單元之一未折疊狀態的示意圖，圖6為開合單元之一剖面示意圖，圖7為開合單元26之一開合元件的示意圖，圖8為圖7沿A-A’ 線段之一剖面示意圖。

開合單元26包含一開合連接器60以及一開合模組64。開合連接器60係連接於開合機械手臂組件24。開合模組64包含複數開合元件64-1、64-2、…、64-n。各開合元件在其一端部具有一組合洞66。一組合桿62係插設於該等開合元件64-1、64-2、…、64-n之組合洞66。組合桿62係連接於開合連接器60。

在開合機械手臂組件24置入反應腔室1之後，開合單元26係展開開合元件64-1、64-2、…、64-n以覆蓋承載盤3。開合元件64-1、64-2、…、64-n係藉由組合桿62之轉動而被展開。在一實施例中，如圖6所示，組合桿62係藉由一固定點63而固設於最上方之開合元件64-1。若組合桿62旋轉，則最上方之開合元件64-1係開始展開，並且其餘位於開合元件64-1下方之開合元件64-2、…、64-n係接續地展開。在一實施例中，為使組合桿62旋轉，一組合桿被驅動齒輪組65可設置於組合桿62，並且一組合桿驅動馬達69係與一組合桿驅動齒輪組67連接，而組合桿驅動齒輪組67係嚙合於組合桿被驅動齒輪組65。

如圖7、圖8所示，除了最下方之開合元件64-n以外，一停止凸部68係設置於各開合元件64-1、64-2、…之下。一弧形凹槽70係形成於最上方之開合元件64-1之各開合元件64-2、…、64-n之一上表面。一展開端74以及一折疊端72係分別位於弧形凹槽70之相對兩端。在最上方之開合元件64-1藉由組合桿62之旋轉而開始展開之後，開 合元件64-1之停止凸部68係沿開合元件64-2(緊位於開合元件64-1下方)之弧形凹槽70移動，直到停止凸部68被弧形凹槽70之展開端74擋住。藉此，開合元件64-2就可被展開。接著，其餘的開合元件64-3、…、64-n係接續用同樣的方式展開。另外，藉由最上方之開合元件64-1之停止凸部68沿開合元件64-2的弧形凹槽70移動並且被弧形凹槽70之折疊端72(作為起始點)擋住，開合模組64可被折疊。

開合模組64之展開或折疊係藉由開合元件64-1、64-2、…、64-n之連接關係而實現。在本發明中，開合元件64-1、64-2、…、64-n亦可藉由連接元件，例如連接線，而相互連接。

圖9及圖10係為本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之開合單元之不同態樣的示意圖。

如圖9所示，開合單元26包含一支撐條80以及複數配置桿82a、82b，配置桿82a、82b係配置於支撐條80。支撐條80包含導引通道81a、81b。配置桿82a、82b係分別沿導引通道81a、81b移動。

一屏幕元件84設置於配置桿82a、82b之間，屏幕元件84之一第一側之相對兩端係固接於配置桿82a、82b之接合元件83a、83b。屏幕元件84之一第二側係固接於支撐條80。

如圖10所示，當配置桿82a、82b被移動至支撐條80的左邊(以圖10的圖面方向)時，屏幕元件84係位於一 折疊狀態。當配置桿82a、82b移動至支撐條80之右邊時，屏幕元件84係被展開，如圖9所示。

圖9及圖10所示之開合單元26中，屏幕元件84係以滑動的方式而展開。但在其他實施例中，屏幕元件的展開可由其他方式來達成。

在使用依據本發明之腔室清洗裝置清洗反應腔室1內部的過程中，開合單元26進入反應腔室並且在承載盤3上方展開，藉此可避免在清洗過程中所產生的物質掉落在承載盤3上。清洗單元16亦進入反應腔室1，然後使刷頭34作動而清洗反應腔室1內部。

如上所述，依據本發明之一反應腔室清洗裝置能夠物理性地移除附著於反應腔室內表面的物質。此外，本發明可避免被移除之物質在清洗過程中掉落於一承載盤上或其他元件上，藉以使清洗效果得到最大化。

此外，本發明之開合單元可在反應腔室內展開。因此，即使容讓開合單元進入反應腔室內的進口相對較小，但開合單元仍能以折疊的狀態輕易進入反應腔室。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧反應腔室

10‧‧‧清洗控制裝置

12‧‧‧清洗機械基台

14‧‧‧清洗機械手臂組件

16‧‧‧清洗單元

20‧‧‧開合控制裝置

22‧‧‧開合機械機台

24‧‧‧開合機械手臂組件

26‧‧‧開合單元

3‧‧‧承載盤

30‧‧‧第一連接件

32‧‧‧第二連接件

34‧‧‧刷頭

36‧‧‧刷頭驅動馬達

38‧‧‧被驅動滑輪組

40‧‧‧動力傳輸索

42‧‧‧第一驅動馬達

44‧‧‧驅動滑輪組

46‧‧‧第一連接件被驅動齒輪組

48‧‧‧第一連接件驅動齒輪組

5‧‧‧噴頭

50‧‧‧第二驅動馬達

52‧‧‧空氣馬達

54‧‧‧第一傳輸管

56‧‧‧第二傳輸管

58‧‧‧氣壓產生單元

60‧‧‧開合連接器

62‧‧‧組合桿

63‧‧‧固定點

64‧‧‧開合模組

64-1、64-2、…、64-n‧‧‧開合元件

65‧‧‧組合桿被驅動齒輪組

66‧‧‧組合洞

67‧‧‧組合桿驅動齒輪組

68‧‧‧停止凸部

69‧‧‧組合桿驅動馬達

70‧‧‧弧形凹槽

72‧‧‧折疊端

74‧‧‧展開端

80‧‧‧支撐條

81a、81b‧‧‧導引通道

82a、82b‧‧‧配置桿

83a、83b‧‧‧接合元件

84‧‧‧屏幕元件

圖1為本發明較佳實施例之一種反應腔室清洗裝置的 示意圖；圖2為本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之一清洗單元之一第一實例的示意圖；圖3為本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之一清洗單元之一第二實例的示意圖；圖4為依據本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之一開合單元之一折疊狀態的示意圖；圖5為依據本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之開合單元之一未折疊狀態的示意圖；圖6為依據本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之開合單元之一剖面示意圖；圖7為依據本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之一開合元件的示意圖；圖8為圖7沿A-A’線段之一剖面示意圖；以及圖9及圖10係為本發明較佳實施例之腔室清洗裝置之開合單元之不同態樣的示意圖。

1‧‧‧反應腔室

10‧‧‧清洗控制裝置

12‧‧‧清洗機械基台

14‧‧‧清洗機械手臂組件

16‧‧‧清洗單元

20‧‧‧開合控制裝置

22‧‧‧開合機械機台

24‧‧‧開合機械手臂組件

26‧‧‧開合單元

3‧‧‧承載盤

5‧‧‧噴頭

Claims (6)

1. 一種反應腔室清洗裝置，包含：一清洗單元，包含一刷頭，該刷頭係置入一反應腔室內並實施一清洗程序以清洗該反應腔室之一內部；以及一開合單元，用以阻擋在使用該刷頭實施之該清洗程序的過程中所掉落的物質，其中該開合單元係在該反應腔室之一承載盤上方展開並覆蓋該承載盤。
2. 如申請專利範圍第1項所述之反應腔室清洗裝置，更包含：一清洗控制裝置，包含一清洗機械手臂組件，其係連接於該清洗單元，該清洗控制裝置調整該清洗單元之一位置；以及一開合控制裝置，包含一開合機械手臂組件，其係連接於該開合單元，該開合控制裝置係調整該開合單元之一位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之反應腔室清洗裝置，其中該清洗單元包含一馬達，該馬達轉動該刷頭。
4. 如申請專利範圍第3項所述之反應腔室清洗裝置，其中該刷頭之一角度係調整到至少一方向。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之反應腔室清洗裝置，其中該開合單元包含複數開合元件， 該等開合元件相互連接且在相互連接的狀態中展開。
6. 如申請專利範圍第1項至第4項之任一項所述之反應腔室清洗裝置，其中該開合單元包含一屏幕元件，其係滑動地展開。