半導體清潔裝置以及具有清潔裝置的半導體工藝設備的制作方法

本發明涉及半導體，尤其涉及半導體工藝設備的腔室清潔結構。

背景技術：

1、在工藝腔室中已進行沉積、蝕刻等工序步驟后，工藝腔室需要進行清潔以移除可能已形成在腔室壁上的工藝氣體殘余物。例如，在現有的化學氣相沉積(cvd)或者等離子體增強化學氣相沉積(plasma?enhanced?chemical?vapor?deposition，pecvd)薄膜制程中，由于工藝氣體具有擴散特性，導致不僅會在晶圓表面形成薄膜，也會在噴淋板的表面、反應腔的側壁、加熱盤的底部、排氣系統內部等形成沉積。

2、因此，在工藝結束后需要進行反應腔清潔，常用的方法是使用遠程等離子體源(remote?plasma?source，rps)進行腔室清潔。遠程等離子體源(rps)也稱為遠程高密度等離子發生器，它是半導體、芯片制造過程中的核心裝備。遠程等離子體源(rps)通過射頻或微波來激發氣體，產生等離子體。氣體被激發后所產生的自由基(活性化后的氣體分子)能有效清潔沉積在芯片結構內部的硅粉塵或顆粒物。

3、遠程等離子體源(rps)通過遠程傳輸通道將等離子體輸送至工藝腔室的上端的進氣口，流經噴淋板后均勻擴散，以充分清潔反應腔、加熱盤等。

4、然而，這種結構的缺陷是基座下方往往存在清潔死區，清潔空氣無法有效清除基座下方的粉塵或者顆粒物。此外，被排氣系統抽走的氣體通常是摻雜有各種雜質或者顆粒物的污染氣體，時間久了，容易在排氣系統的真空管或者真空泵內沉積有各種氣體殘余物，嚴重的時候甚至會造成真空泵卡死。

技術實現思路

1、為了改善腔室的清潔效果，本發明提供了一種半導體清潔裝置以及具有該半導體清潔裝置的半導體工藝設備。

2、該半導體清潔裝置包括第一遠程等離子體源清潔系統以及第二遠程等離子體源清潔系統。

3、所述第一遠程等離子體源清潔系統以及第二遠程等離子體源清潔系統與一反應腔連接，所述反應腔的內部具有基座、頂部具有第一進氣口、側壁具有第二進氣口。

4、所述第一遠程等離子體清潔系統連通所述第一進氣口。

5、所述第二遠程等離子體清潔系統連通所述第二進氣口。

6、所述第二進氣口到所述反應腔的底部的垂直高度小于所述基座的下表面到所述反應腔的底部的垂直高度；所述第二遠程等離子體源清潔系統共用所述第一遠程等離子體源清潔系統的清潔氣體源。

7、在一個實施例中，所述第二遠程等離子體源清潔系統共用所述第一遠程等離子體源清潔系統的第一遠程等離子體源。

8、在一個實施例中，所述第一遠程等離子體源清潔系統包括所述清潔氣體源、第一清潔氣體輸送管路、所述第一遠程等離子體源、第一等離子體輸送管路；所述清潔氣體源通過所述第一清潔氣體輸送管路連接所述第一遠程等離子體源，所述第一遠程等離子體源對所述清潔氣體源進行激發，產生激發后的清潔氣體；所述第一遠程等離子體源通過所述第一等離子體輸送管路連接至所述反應腔的所述第一進氣口；所述激發后的清潔氣體通過所述第一等離子體輸送管路從所述第一進氣口被輸送至所述反應腔內。

9、在一個實施例中，所述第二遠程等離子體源清潔系統包括第二等離子體輸送管路，所述第二等離子體輸送管路具有進氣端和出氣端，所述進氣端與第一遠程等離子體源的輸出端連接，所述出氣端連通所述反應腔的側壁上的所述第二進氣口；所述第一遠程等離子體源產生的激發后的清潔氣體通過所述第二等離子體輸送管路被輸送到所述基板的下方區域。

10、本發明還提供了一種半導體清潔裝置，所述半導體工藝設備包括：第一遠程等離子體源清潔系統以及第二遠程等離子體源清潔系統。

11、所述第一遠程等離子體源清潔系統以及第二遠程等離子體源清潔系統與一反應腔連接。

12、所述反應腔的內部具有基座、頂部具有第一進氣口、底部連接有真空管。

13、所述第一遠程等離子體清潔系統連通所述第一進氣口。

14、所述第二遠程等離子體清潔系統連通所述真空管的一側壁進氣口。

15、所述第二遠程等離子體源清潔系統共用所述第一遠程等離子體源清潔系統的清潔氣體源。

16、在一個實施例中，所述第一遠程等離子體源清潔系統包括所述清潔氣體源、第一清潔氣體輸送管路、第一遠程等離子體源、第一等離子體輸送管路；所述清潔氣體源通過所述第一清潔氣體輸送管路連接所述第一遠程等離子體源，所述第一遠程等離子體源對所述清潔氣體源進行激發，產生激發后的清潔氣體；所述第一遠程等離子體源通過所述第一等離子體輸送管路連接至所述反應腔的所述第一進氣口；所述激發后的清潔氣體通過所述第一等離子體輸送管路從所述第一進氣口被輸送至所述反應腔內。

17、在一個實施例中，所述第二遠程等離子體源清潔系統包括第二遠程等離子體源、第二清潔氣體輸送管路、第二等離子體輸送管路。

18、在一個實施例中，所述第二等離子體輸送管路的一端連接所述清潔氣體源，另一端連接所述第二遠程等離子體源的輸入端；所述清潔氣體源通過所述第二清潔氣體輸送管路連接所述第二遠程等離子體源；所述第二遠程等離子體源對所述清潔氣體源進行激發，產生激發后的清潔氣體；所述第二等離子體輸送管路的一端連接所述第二遠程等離子體源的輸出端，另一端連接所述真空管的側壁進氣口；所述第二遠程等離子體源產生的激發后的清潔氣體通過所述第二等離子體輸送管路被輸送到所述真空管內部。

19、在一個實施例中，所述第二遠程等離子體源清潔系統還包括第三等離子體輸送管路，所述反應腔的底部或者側壁具有第三進氣口；所述第三等離子體輸送管路的一端連接所述第二遠程等離子體源的輸出端，另一端連接所述第三進氣口。

20、本發明提供的具有清潔裝置的半導體工藝設備包括如前述的半導體清潔裝置以及與前述半導體清潔裝置連接的所述反應腔。

21、本發明的半導體清潔裝置以及半導體工藝設備結構簡單，并能夠有效清潔基座下方的死區位置。此外，本發明的半導體清潔裝置以及半導體工藝設備還能同時改善排氣系統的清洗效果，提升排氣系統的使用壽命。

技術特征：

1.一種半導體清潔裝置，其特征在于，所述半導體清潔裝置包括：

2.如權利要求1所述的半導體清潔裝置，其特征在于，所述第二遠程等離子體源清潔系統共用所述第一遠程等離子體源清潔系統的第一遠程等離子體源。

3.如權利要求2所述的半導體清潔裝置，其特征在于，所述第一遠程等離子體源清潔系統包括所述清潔氣體源、第一清潔氣體輸送管路、所述第一遠程等離子體源、第一等離子體輸送管路；所述清潔氣體源通過所述第一清潔氣體輸送管路連接所述第一遠程等離子體源，所述第一遠程等離子體源對所述清潔氣體源進行激發，產生激發后的清潔氣體；所述第一遠程等離子體源通過所述第一等離子體輸送管路連接至所述反應腔的所述第一進氣口；所述激發后的清潔氣體通過所述第一等離子體輸送管路從所述第一進氣口被輸送至所述反應腔內。

4.如權利要求3所述的半導體清潔裝置，其特征在于，所述第二遠程等離子體源清潔系統包括第二等離子體輸送管路，所述第二等離子體輸送管路具有進氣端和出氣端，所述進氣端與第一遠程等離子體源的輸出端連接，所述出氣端連通所述反應腔的側壁上的所述第二進氣口；所述第一遠程等離子體源產生的激發后的清潔氣體通過所述第二等離子體輸送管路被輸送到所述基板的下方區域。

5.一種半導體清潔裝置，其特征在于，所述半導體工藝設備包括：

6.如權利要求5所述的半導體清潔裝置，其特征在于，所述第一遠程等離子體源清潔系統包括所述清潔氣體源、第一清潔氣體輸送管路、第一遠程等離子體源、第一等離子體輸送管路；所述清潔氣體源通過所述第一清潔氣體輸送管路連接所述第一遠程等離子體源，所述第一遠程等離子體源對所述清潔氣體源進行激發，產生激發后的清潔氣體；所述第一遠程等離子體源通過所述第一等離子體輸送管路連接至所述反應腔的所述第一進氣口；所述激發后的清潔氣體通過所述第一等離子體輸送管路從所述第一進氣口被輸送至所述反應腔內。

7.如權利要求6所述的半導體清潔裝置，其特征在于，所述第二遠程等離子體源清潔系統包括第二遠程等離子體源、第二清潔氣體輸送管路、第二等離子體輸送管路。

8.如權利要求7所述的半導體清潔裝置，其特征在于，所述第二等離子體輸送管路的一端連接所述清潔氣體源，另一端連接所述第二遠程等離子體源的輸入端；所述清潔氣體源通過所述第二清潔氣體輸送管路連接所述第二遠程等離子體源；所述第二遠程等離子體源對所述清潔氣體源進行激發，產生激發后的清潔氣體；所述第二等離子體輸送管路的一端連接所述第二遠程等離子體源的輸出端，另一端連接所述真空管的側壁進氣口；所述第二遠程等離子體源產生的激發后的清潔氣體通過所述第二等離子體輸送管路被輸送到所述真空管內部。

9.如權利要求8所述的半導體清潔裝置，其特征在于，所述第二遠程等離子體源清潔系統還包括第三等離子體輸送管路，所述反應腔的底部或者側壁具有第三進氣口；所述第三等離子體輸送管路的一端連接所述第二遠程等離子體源的輸出端，另一端連接所述第三進氣口。

10.一種具有清潔裝置的半導體工藝設備，其特征在于，所述半導體工藝設備包括如權利要求1至9中任一項所述的半導體清潔裝置以及與所述半導體清潔裝置連接的所述反應腔。

技術總結
本發明提供了一種半導體清潔裝置，所述半導體清潔裝置包括：第一遠程等離子體源清潔系統以及第二遠程等離子體源清潔系統。所述第一遠程等離子體源清潔系統以及第二遠程等離子體源清潔系統與一反應腔連接，所述反應腔的內部具有基座、頂部具有第一進氣口、側壁具有第二進氣口；所述第一遠程等離子體清潔系統連通所述第一進氣口；所述第二遠程等離子體清潔系統連通所述第二進氣口；所述第二進氣口到所述反應腔的底部的垂直高度小于所述基座的下表面到所述反應腔的底部的垂直高度；所述第二遠程等離子體源清潔系統共用所述第一遠程等離子體源清潔系統的清潔氣體源。

技術研發人員：李丹,黃明策
受保護的技術使用者：拓荊創益（沈陽）半導體設備有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21