本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工領(lǐng)域,具體涉及一種化學(xué)氣相沉積裝置及其清潔方法。
背景技術(shù):
目前工業(yè)上廣泛使用的化學(xué)氣相沉積設(shè)備,具有大旋轉(zhuǎn)臂的晶圓載體和晶圓載體下方的加熱元件,參加反應(yīng)的氣體流過晶圓因?yàn)橄路郊訜岫磻?yīng)沉積,剩余氣體借助排氣裝置自反應(yīng)腔排出。排氣裝置具有控制反應(yīng)腔的氣體流與穩(wěn)定反應(yīng)所需氣體壓力,必須盡可能的保持排氣口的通暢,才能保持反應(yīng)腔內(nèi)的條件均一進(jìn)而維持晶圓工藝的一致性。所以可以經(jīng)常性維持排氣口清潔并移除沉積的寄生反應(yīng)物,進(jìn)而減少拆卸清理反應(yīng)腔的時(shí)間與次數(shù),便是化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,簡(jiǎn)稱CVD)業(yè)內(nèi)大家一直在努力的優(yōu)化方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)氣相沉積裝置及其清潔方法,通過在氣體抽取部件內(nèi)設(shè)置多個(gè)清潔部件,使得多個(gè)清潔部件與氣體抽取部件的多個(gè)抽氣孔位置分別對(duì)應(yīng);并且將每個(gè)清潔部件與限流環(huán)連接。當(dāng)限流環(huán)上下移動(dòng)時(shí)能夠帶動(dòng)多個(gè)清潔部件移動(dòng),從而帶動(dòng)清潔部件中的刮片旋轉(zhuǎn)從而清除沉積在抽氣孔上的沉淀物,并將沉淀物帶入氣體抽取部件底部,保持抽氣孔的清潔通暢。本發(fā)明提高了化學(xué)氣相沉積裝置的工作效率,延長(zhǎng)了每次化學(xué)氣相沉積裝置的拆卸清理時(shí)間,降低了化學(xué)氣相沉積裝置的使用成本。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種化學(xué)氣相沉積裝置,該裝置包含:
反應(yīng)腔;
進(jìn)氣部件,設(shè)置在所述反應(yīng)腔頂部,并與該反應(yīng)腔內(nèi)部相通;
旋轉(zhuǎn)軸,設(shè)置在所述反應(yīng)腔內(nèi)底部;
托盤,設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸頂部,并與所述進(jìn)氣部件相對(duì)設(shè)置;
加熱部件,環(huán)繞設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸、所述托盤下方;
限流環(huán),設(shè)置在所述托盤周邊;
氣體抽取部件,設(shè)置在所述反應(yīng)腔內(nèi)底部,并環(huán)繞設(shè)置在所述加熱裝置周邊;所述氣體抽取部件與外部相通,所述氣體抽取環(huán)頂蓋設(shè)有多個(gè)抽氣孔;
多個(gè)清潔部件,每個(gè)所述清潔部件包含:一個(gè)傳動(dòng)單元和刮片;所述傳動(dòng)單元還包含第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸,所述刮片設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸、所述第二旋轉(zhuǎn)軸上;
所述傳動(dòng)單元還包括曲軸結(jié)構(gòu),所述曲軸結(jié)構(gòu)包含一對(duì)旋轉(zhuǎn)臂、一個(gè)第一連桿;
所述清潔部件還包括與所述限流環(huán)上向下延伸的連動(dòng)桿,所述第一連桿與所述連動(dòng)桿相連接,所述第一連桿通過一對(duì)所述旋轉(zhuǎn)臂分別與所述第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸連接;
所述刮片的位置與相應(yīng)所述抽氣孔位置對(duì)應(yīng),所述限流環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí),所述連動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)單元上的刮片沿旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),所述刮片掃過所述抽氣孔。
所述氣體抽取部件包含:
氣體抽取環(huán),呈環(huán)形,設(shè)置在所述反應(yīng)腔內(nèi)底部,并環(huán)繞設(shè)置在所述加熱裝置周邊;
氣體抽取環(huán)頂蓋,呈環(huán)形,對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述氣體抽取環(huán)頂部。
所述氣體抽取環(huán)截面呈U形;該氣體抽取環(huán)設(shè)有一對(duì)匯總孔,所述一對(duì)匯總孔對(duì)稱設(shè)置在該氣體抽取環(huán)底部;
所述氣體抽取部件通過該對(duì)匯總孔于外部相通。
所述傳動(dòng)桿單元中:
所述第一旋轉(zhuǎn)軸的一端與所述氣體抽取環(huán)的一內(nèi)側(cè)壁連接,該第一旋轉(zhuǎn)軸的另一端與所述曲軸結(jié)構(gòu)連接; 所述刮片設(shè)置在該第一旋轉(zhuǎn)軸上;
所述第二旋轉(zhuǎn)軸的一端與所述氣體抽取環(huán)的另一內(nèi)側(cè)壁連接,該第二旋轉(zhuǎn)軸的另一端與所述曲軸結(jié)構(gòu)連接;
所述第一旋轉(zhuǎn)軸與所述第二旋轉(zhuǎn)軸處于一條直線上。
所述曲軸結(jié)構(gòu)中:
所述第一旋轉(zhuǎn)軸的一端與所述反應(yīng)腔的一內(nèi)側(cè)壁連接,該第一旋轉(zhuǎn)軸的另一端與所述曲軸結(jié)構(gòu)連接; 所述刮片設(shè)置在該第一旋轉(zhuǎn)軸上;
所述第二旋轉(zhuǎn)軸的一端與該反應(yīng)腔的同側(cè)內(nèi)側(cè)壁連接,該第二旋轉(zhuǎn)軸的另一端與所述曲軸結(jié)構(gòu)連接;
所述第一旋轉(zhuǎn)軸與所述第二旋轉(zhuǎn)軸處于一條直線上。
所述曲軸結(jié)構(gòu)中:
一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的旋轉(zhuǎn)臂,一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)臂的外側(cè)壁底部與所述第一旋轉(zhuǎn)軸連接;另一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)臂的外側(cè)壁底部所述第二旋轉(zhuǎn)軸連接;
第一連桿,設(shè)置在所述一對(duì)旋轉(zhuǎn)臂頂部之間。
所述連動(dòng)桿包含:
連動(dòng)環(huán),套置在所述第一連桿上;
第二連桿,所述第二連桿的一端與所述連動(dòng)環(huán)連接,該第二連桿的另一端與所述限流環(huán)連接。
所述旋轉(zhuǎn)臂的直徑大于所述第二連桿的長(zhǎng)度。
所述第二連桿的初始位置與鉛垂面呈一個(gè)銳角。
一種用于化學(xué)氣相沉積裝置的清潔部件,所述化學(xué)氣相沉積裝置包含:反應(yīng)腔,設(shè)于反應(yīng)腔的頂部進(jìn)氣部件,設(shè)于反應(yīng)腔內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸、托盤、加熱部件、限流環(huán),以及設(shè)于反應(yīng)腔內(nèi)底部的氣體抽取部件;
該清潔部件設(shè)置于所述反應(yīng)腔內(nèi),并與限流環(huán)連接;所述清潔部件包含:
一個(gè)傳動(dòng)單元和刮片;所述傳動(dòng)單元還包含第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸,所述刮片設(shè)置在所述第一旋轉(zhuǎn)軸、所述第二旋轉(zhuǎn)軸上;
所述傳動(dòng)單元還包括曲軸結(jié)構(gòu),所述曲軸結(jié)構(gòu)包含一對(duì)旋轉(zhuǎn)臂、一個(gè)第一連桿;
所述清潔部件還包括與所述限流環(huán)上向下延伸的連動(dòng)桿,所述第一連桿與所述連動(dòng)桿相連接,所述第一連桿通過一對(duì)所述旋轉(zhuǎn)臂分別與所述第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸連接;
所述刮片的位置與相應(yīng)所述抽氣孔位置對(duì)應(yīng),所述限流環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí),所述連動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)單元上的刮片沿旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),所述刮片掃過所述抽氣孔。
所述氣體抽取部件包含:
氣體抽取環(huán),呈環(huán)形,設(shè)置在所述反應(yīng)腔內(nèi)底部,并環(huán)繞設(shè)置在所述加熱裝置周邊;
氣體抽取環(huán)頂蓋,呈環(huán)形,對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述氣體抽取環(huán)頂部,所述氣體抽取環(huán)頂蓋設(shè)有抽氣孔。
所述氣體抽取環(huán)截面呈U形;該氣體抽取環(huán)設(shè)有一對(duì)匯總孔,所述一對(duì)匯總孔對(duì)稱設(shè)置在該氣體抽取環(huán)底部;
所述氣體抽取部件通過該對(duì)匯總孔于外部相通。
所述傳動(dòng)桿單元中:
第一旋轉(zhuǎn)軸,所述第一旋轉(zhuǎn)軸的一端與所述氣體抽取環(huán)的一內(nèi)側(cè)壁連接,該第一旋轉(zhuǎn)軸的另一端與所述曲軸結(jié)構(gòu)連接;所述刮片設(shè)置在該第一旋轉(zhuǎn)軸上;
第二旋轉(zhuǎn)軸,所述第二旋轉(zhuǎn)軸的一端與所述氣體抽取環(huán)的另一內(nèi)側(cè)壁連接,該第二旋轉(zhuǎn)軸的另一端與所述曲軸結(jié)構(gòu)連接;
所述第一旋轉(zhuǎn)軸與所述第二旋轉(zhuǎn)軸處于一條直線上。
所述曲軸結(jié)構(gòu)中:
所述第一旋轉(zhuǎn)軸的一端與所述反應(yīng)腔的一內(nèi)側(cè)壁連接,該第一旋轉(zhuǎn)軸的另一端與所述曲軸結(jié)構(gòu)連接; 所述刮片設(shè)置在該第一旋轉(zhuǎn)軸上;
所述第二旋轉(zhuǎn)軸的一端與該反應(yīng)腔的同側(cè)內(nèi)側(cè)壁連接,該第二旋轉(zhuǎn)軸的另一端與所述曲軸結(jié)構(gòu)連接;
所述第一旋轉(zhuǎn)軸與所述第二旋轉(zhuǎn)軸處于一條直線上。
所述曲軸結(jié)構(gòu)中:
一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)臂的外側(cè)壁底部與所述第一旋轉(zhuǎn)軸連接;另一個(gè)所述旋轉(zhuǎn)臂的外側(cè)壁底部所述第二旋轉(zhuǎn)軸連接;
第一連桿,設(shè)置在所述一對(duì)旋轉(zhuǎn)臂頂部之間。
所述連動(dòng)桿包含:
連動(dòng)環(huán),設(shè)置在所述第一連桿上;
第二連桿,所述第二連桿的一端與所述連動(dòng)環(huán)連接,該第二連桿的另一端與所述限流環(huán)連接。
所述旋轉(zhuǎn)臂的直徑大于所述第二連桿的長(zhǎng)度。
所述第二連桿的初始位置與鉛垂面呈一個(gè)銳角。
一種化學(xué)氣相沉積裝置的清潔方法,該方法包含如下步驟:
在所述氣體抽取部件內(nèi)設(shè)定多個(gè)所述清潔部件,或在反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)定多個(gè)所述清潔部件;
當(dāng)所述限流環(huán)移動(dòng)時(shí),帶動(dòng)多個(gè)所述清潔部件轉(zhuǎn)動(dòng);
每個(gè)所述清潔部件與對(duì)應(yīng)的所述抽氣孔相接觸,以清潔該抽氣孔。
根據(jù)所述氣體抽取部件中抽氣孔的數(shù)量,設(shè)定所述清潔部件的數(shù)量;
將每個(gè)所述清潔部件的刮片位置與相應(yīng)的所述抽氣孔位置一一對(duì)應(yīng);
將所有的清潔部件設(shè)定在所述氣體抽取環(huán)內(nèi)或設(shè)定在所述反應(yīng)腔內(nèi);同時(shí)確保初始狀態(tài)時(shí),所述第二連桿的初始位置與鉛垂面之間呈一個(gè)銳角。
當(dāng)所述限流環(huán)進(jìn)行上下移動(dòng)時(shí),帶動(dòng)所有的連動(dòng)桿進(jìn)行上下移動(dòng);
每個(gè)所述連動(dòng)桿帶動(dòng)與其連接的曲軸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)刮片轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)每個(gè)所述刮片在所述氣體抽取部件內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),該刮片與對(duì)應(yīng)的所述抽氣孔充分接觸,將沉積在該抽氣孔上的沉淀物去除,并將沉淀物帶入截面呈U形的所述氣體抽取環(huán)內(nèi),實(shí)現(xiàn)所有抽氣孔的清潔。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明公開的一種化學(xué)氣相沉積裝置及其清潔方法,通過在氣體抽取部件內(nèi)設(shè)置多個(gè)清潔部件,使得多個(gè)清潔部件與氣體抽取部件的多個(gè)抽氣孔位置分別對(duì)應(yīng);并且將每個(gè)清潔部件與限流環(huán)連接。當(dāng)限流環(huán)上下移動(dòng)時(shí)能夠帶動(dòng)多個(gè)清潔部件移動(dòng),從而帶動(dòng)清潔部件中的刮片旋轉(zhuǎn)從而清除沉積在抽氣孔上的沉淀物,并將沉淀物帶入氣體抽取部件底部,保持抽氣孔的清潔通暢。延長(zhǎng)了每次化學(xué)氣相沉積裝置的拆卸清理時(shí)間,降低了化學(xué)氣相沉積裝置的使用成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種化學(xué)氣相沉積裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明一種化學(xué)氣相沉積裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖3為本發(fā)明一種化學(xué)氣相沉積裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖4為本發(fā)明一種化學(xué)氣相沉積裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖之三。
圖5為本發(fā)明一種化學(xué)氣相沉積裝置清潔方法的整體流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖,通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
實(shí)施例1
如圖1-圖3所示,一種化學(xué)氣相沉積裝置,該裝置包含:反應(yīng)腔1、進(jìn)氣部件2、旋轉(zhuǎn)軸3、托盤5、加熱部件4、限流環(huán)6、氣體抽取部件7及多個(gè)清潔部件8。
其中,進(jìn)氣部件2設(shè)置在反應(yīng)腔1頂部,并與該反應(yīng)腔1內(nèi)部相通。旋轉(zhuǎn)軸3設(shè)置在反應(yīng)腔1內(nèi)底部。托盤5設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸3頂部,并與進(jìn)氣部件2相對(duì)設(shè)置。加熱部件4環(huán)繞設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸3、托盤5周邊。限流環(huán)6設(shè)置在托盤5、加熱裝置4周邊。氣體抽取部件7設(shè)置在反應(yīng)腔1內(nèi)底部,并環(huán)繞設(shè)置在加熱裝置4周邊;氣體抽取部件7與外部相通。多個(gè)清潔部件8分別與限流環(huán)6連接。
如圖1所示,加熱裝置4包含:加熱器41、加熱器隔熱屏42。其中,加熱器41設(shè)置在托盤5底部,加熱器隔熱屏42環(huán)繞設(shè)置在托盤5及旋轉(zhuǎn)軸3周邊。
在化學(xué)氣相沉積裝置使用中,工藝氣體通過進(jìn)氣部件2進(jìn)入反應(yīng)腔1內(nèi),與放置于旋轉(zhuǎn)軸3頂部旋轉(zhuǎn)的托盤5承載的晶圓發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。此時(shí),托盤5被加熱器41進(jìn)行加熱。
工藝氣體在托盤5表面的均勻分布對(duì)MOCVD工藝是至關(guān)重要的。為了確保這個(gè)關(guān)鍵的工藝要求,除了進(jìn)氣部件2的作用之外,氣體抽取部件7的作用也非常大。氣體抽取部件7能夠均勻抽取由托盤5流下的氣體,如果氣體抽取部件7的氣流抽取不均勻,則會(huì)直接影響托盤5上的氣流分布,進(jìn)而影響工藝結(jié)果。
因此,確保氣體抽取部件7的抽取氣流的均勻性,成為本發(fā)明要解決的一個(gè)重要問題。
如圖2所示,氣體抽取部件7包含:氣體抽取環(huán)71、氣體抽取環(huán)頂蓋72。氣體抽取環(huán)71呈環(huán)形,設(shè)置在反應(yīng)腔1內(nèi)底部,并環(huán)繞設(shè)置在加熱裝置4周邊。氣體抽取環(huán)頂蓋72呈環(huán)形,對(duì)應(yīng)設(shè)置在氣體抽取環(huán)71頂部。
本發(fā)明中,氣體抽取環(huán)頂蓋72設(shè)有多個(gè)抽氣孔721;多個(gè)抽氣孔721的個(gè)數(shù)與多個(gè)清潔部件8的個(gè)數(shù)相同。氣體抽取環(huán)71截面呈U形;該氣體抽取環(huán)71設(shè)有一對(duì)匯總孔711,一對(duì)匯總孔711對(duì)稱設(shè)置在該氣體抽取環(huán)71底部;氣體抽取部件7通過該對(duì)匯總孔711于外部相通。
本發(fā)明中,多個(gè)抽氣孔721用于均勻分布由托盤5流下來的氣體;由氣體抽取環(huán)頂蓋72的多個(gè)抽氣孔721流入的氣體在氣體抽取環(huán)71中流動(dòng)至一對(duì)匯總孔711,氣體經(jīng)由匯總口流出。
在金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(或稱“MOCVD”)工藝中,會(huì)產(chǎn)生大量顆粒狀或片狀副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物在托盤5上的氣流中產(chǎn)生,并跟隨氣流落在氣體抽取部件7的氣體抽取環(huán)頂蓋72上,并大量沉積,一段時(shí)間后,沉積物會(huì)將部分或全部的抽氣孔721堵塞,造成工藝氣體分布不均勻,進(jìn)而造成MOCVD工藝不穩(wěn)定。
同時(shí),MOCVD工藝中,也經(jīng)常發(fā)生晶圓從托盤5上飛落的事故,因此,晶圓碎片也會(huì)落在氣體抽取環(huán)頂蓋72上,將抽氣孔721堵塞,造成工藝氣體分布不均勻,進(jìn)而造成MOCVD工藝不穩(wěn)定。
一旦發(fā)生上述事故時(shí),需要停止化學(xué)氣相沉積裝置,進(jìn)行維護(hù)。因此,在本發(fā)明中,通過增加多個(gè)清潔部件8,確保氣體抽取部件7的全部抽氣孔721不會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象,避免由于氣體抽取部件7堵塞造成的化學(xué)氣相沉積裝置維護(hù)。
如圖3所示,每個(gè)清潔部件8包含:傳動(dòng)單元81、刮片82及連動(dòng)桿83。其中,傳動(dòng)單元81可設(shè)置在氣體抽取環(huán)71兩側(cè)壁之間。刮片82設(shè)置在傳動(dòng)單元81上,并與氣體抽取環(huán)頂蓋72上相應(yīng)抽氣孔721位置對(duì)應(yīng)。連動(dòng)桿83一端與傳動(dòng)桿單元81連接,該連動(dòng)桿83另一端與限流環(huán)6連接。
本發(fā)明中,只要能夠?qū)崿F(xiàn)清除對(duì)應(yīng)抽氣孔721內(nèi)的沉積物,刮片82可以呈任意形狀,同時(shí)可以為實(shí)心片(塊)或空心框架。同時(shí),刮片82軸線位置可以與對(duì)應(yīng)抽氣孔721處于同一平面位置,或是在對(duì)應(yīng)抽氣孔721的上、下、前、后位置。
本發(fā)明中,傳動(dòng)單元81還可設(shè)置在反應(yīng)腔1一側(cè)的內(nèi)壁上。
如圖3、圖4所示,傳動(dòng)桿單元81包含:曲軸結(jié)構(gòu)811、第一旋轉(zhuǎn)軸812及第二旋轉(zhuǎn)軸813。
當(dāng)傳動(dòng)單元81設(shè)置在氣體抽取環(huán)71兩側(cè)壁之間時(shí),第一旋轉(zhuǎn)軸812的一端與氣體抽取環(huán)71的一內(nèi)側(cè)壁連接,該第一旋轉(zhuǎn)軸812的另一端與曲軸結(jié)構(gòu)811連接; 刮片82設(shè)置在該第一旋轉(zhuǎn)軸812上。第二旋轉(zhuǎn)軸813的一端與氣體抽取環(huán)71的另一內(nèi)側(cè)壁連接,該第二旋轉(zhuǎn)軸813的另一端與曲軸結(jié)構(gòu)811連接。第一旋轉(zhuǎn)軸812與第二旋轉(zhuǎn)軸813處于一條直線上。
當(dāng)傳動(dòng)單元81設(shè)置在反應(yīng)腔1一側(cè)的內(nèi)壁上時(shí),第一旋轉(zhuǎn)軸812的一端與反應(yīng)腔1的一內(nèi)側(cè)壁連接,該第一旋轉(zhuǎn)軸812的另一端與曲軸結(jié)構(gòu)811連接; 刮片82設(shè)置在該第一旋轉(zhuǎn)軸812上。第二旋轉(zhuǎn)軸813的一端與反應(yīng)腔1同一內(nèi)側(cè)壁連接,該第二旋轉(zhuǎn)軸813的另一端與曲軸結(jié)構(gòu)811連接。第一旋轉(zhuǎn)軸812與第二旋轉(zhuǎn)軸813處于一條直線上。
如圖3、圖4所示,曲軸結(jié)構(gòu)811包含:一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的旋轉(zhuǎn)臂8111、第一連桿8112。一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂8111的外側(cè)壁底部與第一旋轉(zhuǎn)軸812連接;另一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂8111的外側(cè)壁底部第二旋轉(zhuǎn)軸813連接。第一連桿8112設(shè)置在一對(duì)旋轉(zhuǎn)臂8111頂部之間。
如圖4所示,連動(dòng)桿83包含:連動(dòng)環(huán)831、第二連桿832。其中,連動(dòng)環(huán)831套置在第一連桿8112上。第二連桿832的一端與連動(dòng)環(huán)831連接,該第二連桿832的另一端與限流環(huán)6連接。
其中,旋轉(zhuǎn)臂8111的直徑大于第二連桿832的長(zhǎng)度。第二連桿832的初始位置與鉛垂面呈一個(gè)銳角。
本發(fā)明的上述設(shè)計(jì),是為了確保限流環(huán)6上下移動(dòng)時(shí),能夠方便、連貫的帶動(dòng)第二連桿832運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)刮片82轉(zhuǎn)動(dòng),清除對(duì)應(yīng)抽氣孔721中的沉淀物。
如圖5所示,本發(fā)明公開的化學(xué)氣相沉積裝置清潔方法具體操作如下步驟:
S1,在氣體抽取部件7內(nèi)或反應(yīng)腔1內(nèi)設(shè)定多個(gè)清潔部件8。
根據(jù)氣體抽取部件7中抽氣孔721的數(shù)量,設(shè)定清潔部件8的數(shù)量。將所有的清潔部件8設(shè)定在氣體抽取環(huán)71內(nèi)或反應(yīng)腔1內(nèi);確保每個(gè)清潔部件8的刮片82與氣體抽取環(huán)頂蓋72上相應(yīng)的抽氣孔721位置一一對(duì)應(yīng)。
同時(shí),要求曲軸結(jié)構(gòu)811的一對(duì)旋轉(zhuǎn)臂8111的直徑均大于第二連桿832的長(zhǎng)度。同時(shí)確保初始狀態(tài)時(shí),設(shè)置第二連桿832的初始位置與鉛垂面呈一個(gè)銳角。
S2,當(dāng)限流環(huán)6移動(dòng)時(shí),帶動(dòng)多個(gè)清潔部件8轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)限流環(huán)6進(jìn)行上下移動(dòng)時(shí),帶動(dòng)所有的連動(dòng)桿83進(jìn)行上下移動(dòng);每個(gè)連動(dòng)桿83帶動(dòng)與其連接的曲軸結(jié)構(gòu)811轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)刮片82轉(zhuǎn)動(dòng)。
S3,每個(gè)清潔部件8與對(duì)應(yīng)的抽氣孔721相接觸,以清潔該抽氣孔721。
當(dāng)每個(gè)刮片82在氣體抽取部件7內(nèi)或在反應(yīng)腔1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),該刮片82與對(duì)應(yīng)的抽氣孔721充分接觸,將沉積在該抽氣孔721上的沉淀物去除,并將沉淀物帶入截面呈U形的氣體抽取環(huán)71內(nèi),實(shí)現(xiàn)所有抽氣孔721的清潔通暢。
實(shí)施例2
在化學(xué)氣相沉積裝置使用中,工藝氣體通過進(jìn)氣部件2進(jìn)入反應(yīng)腔1內(nèi),與放置于旋轉(zhuǎn)軸3頂部旋轉(zhuǎn)的托盤5承載的晶圓發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。此時(shí),托盤5被加熱器41進(jìn)行加熱。
工藝氣體在托盤5表面的均勻分布對(duì)MOCVD工藝是至關(guān)重要的。為了確保這個(gè)關(guān)鍵的工藝要求,除了進(jìn)氣部件2的作用之外,氣體抽取部件7的作用也非常大。氣體抽取部件7能夠均勻抽取由托盤5流下的氣體,如果氣體抽取部件7的氣流抽取不均勻,則會(huì)直接影響托盤5上的氣流分布,進(jìn)而影響工藝結(jié)果。
在金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(或稱“MOCVD”)工藝中,會(huì)產(chǎn)生大量顆粒狀或片狀副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物在托盤5上的氣流中產(chǎn)生,并跟隨氣流落在氣體抽取部件7上,并大量沉積,一段時(shí)間后,沉積物會(huì)將氣體抽取部件7堵塞,造成工藝氣體分布不均勻,進(jìn)而造成MOCVD工藝不穩(wěn)定。
同時(shí),MOCVD工藝中,也經(jīng)常發(fā)生晶圓從托盤5上飛落的事故,因此,晶圓碎片也會(huì)落在氣體抽取部件7上,將氣體抽取部件7堵塞,造成工藝氣體分布不均勻,進(jìn)而造成MOCVD工藝不穩(wěn)定。
因此,確保氣體抽取部件7的抽取氣流的均勻性,成為本發(fā)明要解決的一個(gè)重要問題。為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種用于化學(xué)氣相沉積裝置的清潔部件,該清潔部件的結(jié)構(gòu)、工作原理具體如下。
如圖1-圖4所示,一種用于化學(xué)氣相沉積裝置的清潔部件8,設(shè)置在化學(xué)氣相沉積裝置內(nèi)。該化學(xué)氣相沉積裝置包含:反應(yīng)腔1,設(shè)于反應(yīng)腔1的頂部進(jìn)氣部件2,設(shè)于反應(yīng)腔1內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸3、托盤5、加熱部件4、限流環(huán)6,以及設(shè)于反應(yīng)腔1內(nèi)底部的氣體抽取部件7。
如圖1-圖4所示,用于化學(xué)氣相沉積裝置的清潔部件8可設(shè)置于氣體抽取部件7內(nèi),并與限流環(huán)6連接;清潔部件8也可設(shè)置于反應(yīng)腔1內(nèi),并與限流環(huán)6連接。
清潔部件8包含:傳動(dòng)單元81、刮片82及連動(dòng)桿83。其中,傳動(dòng)單元81可設(shè)置在氣體抽取部件7內(nèi)或反應(yīng)腔1內(nèi)。刮片82設(shè)置在傳動(dòng)單元81上;連動(dòng)桿83一端與傳動(dòng)桿單元81連接,該連動(dòng)桿83另一端與限流環(huán)6連接。
本發(fā)明中,只要能夠?qū)崿F(xiàn)清除對(duì)應(yīng)抽氣孔721內(nèi)的沉積物,刮片82可以呈任意形狀,同時(shí)可以為實(shí)心片(塊)或空心框架。同時(shí),刮片82軸線位置可以與對(duì)應(yīng)抽氣孔721處于同一平面位置,或是在對(duì)應(yīng)抽氣孔721的上、下、前、后位置。
如圖2所示,氣體抽取部件7包含:氣體抽取環(huán)71、氣體抽取環(huán)頂蓋72。其中,氣體抽取環(huán)71呈環(huán)形,設(shè)置在反應(yīng)腔1內(nèi)底部,并環(huán)繞設(shè)置在加熱裝置4周邊。氣體抽取環(huán)頂蓋72呈環(huán)形,對(duì)應(yīng)設(shè)置在氣體抽取環(huán)71頂部。
其中,氣體抽取環(huán)頂蓋72設(shè)有抽氣孔721。氣體抽取環(huán)71截面呈U形;該氣體抽取環(huán)71設(shè)有一對(duì)匯總孔711,一對(duì)匯總孔711對(duì)稱設(shè)置在該氣體抽取環(huán)71底部。氣體抽取部件7通過該對(duì)匯總孔711于外部相通。
傳動(dòng)單元81設(shè)置在氣體抽取環(huán)71兩側(cè)壁之間,刮片82與抽氣孔721位置對(duì)應(yīng)。
如圖3、圖4所示,傳動(dòng)桿單元81包含:曲軸結(jié)構(gòu)811、第一旋轉(zhuǎn)軸812及第二旋轉(zhuǎn)軸813。
其中,當(dāng)傳動(dòng)桿單元81設(shè)置在氣體抽取部件7內(nèi)時(shí),第一旋轉(zhuǎn)軸812的一端與氣體抽取環(huán)71的一內(nèi)側(cè)壁連接,該第一旋轉(zhuǎn)軸812的另一端與曲軸結(jié)構(gòu)811連接;刮片82設(shè)置在該第一旋轉(zhuǎn)軸812上。第二旋轉(zhuǎn)軸813的一端與氣體抽取環(huán)71的另一內(nèi)側(cè)壁連接,該第二旋轉(zhuǎn)軸813的另一端與曲軸結(jié)構(gòu)811連接。第一旋轉(zhuǎn)軸812與第二旋轉(zhuǎn)軸813處于一條直線上。
其中,當(dāng)傳動(dòng)桿單元81設(shè)置在反應(yīng)腔1內(nèi)時(shí),第一旋轉(zhuǎn)軸812的一端與反應(yīng)腔1的一內(nèi)側(cè)壁連接,該第一旋轉(zhuǎn)軸812的另一端與曲軸結(jié)構(gòu)811連接;刮片82設(shè)置在該第一旋轉(zhuǎn)軸812上。第二旋轉(zhuǎn)軸813的一端與反應(yīng)腔1的同一內(nèi)側(cè)壁連接,該第二旋轉(zhuǎn)軸813的另一端與曲軸結(jié)構(gòu)811連接。第一旋轉(zhuǎn)軸812與第二旋轉(zhuǎn)軸813處于一條直線上。
如圖3、圖4所示,曲軸結(jié)構(gòu)811包含:一對(duì)對(duì)稱設(shè)置的旋轉(zhuǎn)臂8111、第一連桿8112。其中,一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂8111的外側(cè)壁底部與第一旋轉(zhuǎn)軸812連接;另一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂8111的外側(cè)壁底部第二旋轉(zhuǎn)軸813連接。第一連桿8112設(shè)置在一對(duì)旋轉(zhuǎn)臂8111頂部之間。
如圖3、圖4所示,連動(dòng)桿83包含:連動(dòng)環(huán)831及第二連桿832。其中,連動(dòng)環(huán)831設(shè)置在第一連桿8112上。第二連桿832的一端與連動(dòng)環(huán)831連接,該第二連桿832的另一端與限流環(huán)6連接。
本發(fā)明中,旋轉(zhuǎn)臂8111的直徑大于第二連桿832的長(zhǎng)度。第二連桿832的初始位置與鉛垂面呈一個(gè)銳角。
本發(fā)明中,為了實(shí)現(xiàn)工藝氣體分布均勻的要求,在氣體抽取部件7的氣體抽取環(huán)頂蓋72上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)抽氣孔721,則需要在氣體抽取環(huán)71的內(nèi)設(shè)置與抽氣孔721數(shù)量相同的清潔部件8,并且使得多個(gè)清潔部件8的刮片82與多個(gè)抽氣孔721位置一一對(duì)應(yīng)。
如圖5所示,一種用于化學(xué)氣相沉積裝置的清潔部件的使用方法具體如下:
S1,在氣體抽取部件7內(nèi)或反應(yīng)腔1內(nèi)設(shè)定多個(gè)清潔部件8。
根據(jù)氣體抽取部件7中抽氣孔721的數(shù)量,設(shè)定清潔部件8的數(shù)量。將所有的清潔部件8設(shè)定在氣體抽取環(huán)71內(nèi)或反應(yīng)腔1內(nèi);確保每個(gè)清潔部件8的刮片82與氣體抽取環(huán)頂蓋72上相應(yīng)的抽氣孔721位置一一對(duì)應(yīng)。
同時(shí),要求曲軸結(jié)構(gòu)811的一對(duì)旋轉(zhuǎn)臂8111的直徑均大于第二連桿832的長(zhǎng)度。同時(shí)確保初始狀態(tài)時(shí),設(shè)置第二連桿832的初始位置與鉛垂面呈一個(gè)銳角。
S2,當(dāng)限流環(huán)6移動(dòng)時(shí),帶動(dòng)多個(gè)清潔部件8轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)限流環(huán)6進(jìn)行上下移動(dòng)時(shí),帶動(dòng)所有的連動(dòng)桿83進(jìn)行上下移動(dòng);每個(gè)連動(dòng)桿83帶動(dòng)與其連接的曲軸結(jié)構(gòu)811轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)刮片82在氣體抽取部件7內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
S3,每個(gè)清潔部件8與對(duì)應(yīng)的抽氣孔721相接觸,以清潔該抽氣孔721。
當(dāng)每個(gè)刮片82在氣體抽取部件7內(nèi)或反應(yīng)腔1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),該刮片82與對(duì)應(yīng)的抽氣孔721充分接觸,將沉積在該抽氣孔721上的沉淀物去除,并將沉淀物帶入截面呈U形的氣體抽取環(huán)71內(nèi),實(shí)現(xiàn)所有抽氣孔721的清潔通暢。
本發(fā)明能夠有效地延長(zhǎng)每次化學(xué)氣相沉積裝置的拆卸清理時(shí)間,并且提高了化學(xué)氣相沉積裝置的工作效率,降低了化學(xué)氣相沉積裝置的使用成本。
盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹,但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后,對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。