一种晶圆表面预清洁的装置及方法与流程

专利2025-05-05  31


本发明属于晶圆处理设备,主要涉及一种晶圆表面预清洁的装置及方法。


背景技术:

1、在半导体工艺中,在对晶圆表面进行外延工艺之前,需要去除晶圆表面导电层的氧化物,因此需要一种晶圆预清洁设备对晶圆表面进行清洗,以便后续对晶圆进行进一步的外延工艺,这种清洗晶圆表面的工艺就是晶圆的预清洁工艺。

2、在预清洁工艺中,需要向等离子体处理设备的处理腔中通入工艺气体,经混合后喷淋到晶圆表面,工艺气体与晶圆表面导电层的氧化物进行反应,达到去除氧化物的效果。

3、在现有技术中,常会用到多种混合工艺气体对晶圆进行刻蚀,但是都是简单的将多种物质进行混合。例如授权公告号为cn220121783u的中国专利文件公开了一种晶圆预清洁设备,该晶圆预清洁设备包括处理腔、设于处理腔上部的气体喷淋头以及设于处理腔内的基座,基座用于在预清洁工艺时承载晶圆,气体喷淋头用于向处理腔内通入混合均匀后的工艺气体,工艺气体用于将晶圆上的氧化物刻蚀清除。

4、上述晶圆预清洁设备只是简单的将工艺气体进行混合,混合后的气体并不均匀,中间位置的工艺气体浓度高,周边的工艺气体浓度低,不均匀的工艺气体将会影响晶圆的刻蚀效果,从而影响后续晶圆器件的好坏以及性能。


技术实现思路

1、本发明提供一种晶圆表面预清洁的装置及方法,以解决现有技术中晶圆表面预清洁设备易出现工艺气体混合不均,进而影响晶圆蚀刻效果的问题。

2、为解决上述问题,本发明采用如下技术方案:

3、一种晶圆表面预清洁的装置,包括主体、设于主体上的进腔管以及安装在进腔管内的混合组件,所述主体内具有用于放置晶圆的处理腔,进腔管与处理腔连通且轴线沿上下方向延伸,进腔管正对处理腔内的晶圆;

4、所述混合组件包括多个设于进腔管内的混合件,每个混合件均包括两个沿上下方向间隔布置的固定环以及固定装配在两个固定环之间的多个等间隔分布的导流板,每个导流板均通过一块直板绕所述固定环的中心轴线扭曲设定的角度而形成,导流板具有位于上下两端且平行的端部平面以及位于两个端部平面之间的螺旋曲面,同一个混合件中任意相邻的两个导流板之间、位于两侧导流板与进腔管的管壁之间均形成供工艺气体混合流通的混合导流通道,相邻两个混合件中一一对应的两块导流板的端部平面之间具有夹角α,夹角α大于0°且小于180°。

5、具有以下有益效果:多种工艺气体从第一个混合件的多个混合导流通道中通过,在导流板的导流下发生混合,在进入到下个混合件的多个混合导流通道中时,上个混合件的每个混合导流通道中通过的工艺气体均被分为多份,分别进入到下个混合件不同的混合导流通道中,这样经过相邻两个混合件的混合作用,实现多种工艺气体的均匀混合。

6、进一步地,所述混合组件还包括两个分置在进腔管内上下两侧的固定板,多个所述混合件位于两个固定板之间,两个固定板上均具有通孔;

7、每个所述混合件均包括与固定环中心轴线同轴的转动轴,所述转动轴固定装配在中间位置的导流板上,相邻转动轴同轴转动连接,对应侧的固定板转动连接对应的转动轴,导流板的数量为奇数;

8、相邻两个所述混合件中导流板的螺旋延伸方向相反。

9、具有以下有益效果:转动轴在流动的工艺气体的作用下驱动混合件内的多个导流板转动,导流板的转动将会提高多种工艺气体流动的雷诺系数,提高多种工艺气体的混合程度;同时因为相邻两个混合件的螺旋延伸方向不同,因此导流板的转动方向也不相同,也能提高多种工艺气体流动的雷诺系数,提高多种工艺气体的混合程度,实现多种工艺气体的均匀混合。

10、进一步地,所述混合组件还包括设于进腔管内的管壳,两个固定板固定装配在管壳的两个管口上,多个混合件设于管壳内;

11、所述进腔管内部的下侧设有台阶,位于下侧的固定板放置于台阶上。

12、具有以下有益效果:通过两个固定板将多个混合件布置在管壳内,使混合组件能够成为一个独立的部件,使用时直接将混合组件放置于进腔管内即可,更换时,直接将整个混合组件拿出更换一个新的,方便了维修,节约了维修时间。

13、进一步地,每个所述导流板上均具有多个混合孔,混合孔连通相邻两个混合导流通道。

14、具有以下有益效果:工艺气体在混合导流通道流动时,工艺气体会从混合孔进入到相邻的混合导流通道中,提高多种工艺气体的混合程度,同时混合孔也会改变工艺气体的流程路程,使工艺气体发生湍流,提高多种工艺气体流动的雷诺系数,提高多种工艺气体的混合程度,实现多种工艺气体的均匀混合;同时因为混合件需要转动,通过混合孔的增加或者减少能够更容易实现混合件的动平衡。

15、进一步地,每个所述导流板为180°螺旋延伸。

16、进一步地,相邻两个所述混合件中相邻所述导流板端面的延伸方向具有90°的夹角α。

17、进一步地,所述主体上设有连通处理腔的出腔管,所述出腔管用于排放出残余的工艺气体以及用于抽取真空,所述处理腔内设有载台,所述晶圆用于放置在载台上,所述主体上设有连通处理腔的传片口,所述传片口用于晶圆的进出。

18、进一步地,所述载台上设有加热组件,载台连接有射频偏置电场。

19、进一步地,所述主体上设有环形永磁铁,所述环形永磁铁绕进腔管的外侧轴向布置,处理腔内设有均气盘,所述均气盘位于进腔管与载台之间,均气盘上设有透过孔。

20、一种晶圆表面预清洁的方法,应用于上述晶圆表面预清洁的装置,包括以下步骤:

21、步骤一:将晶圆放置于处理腔内;

22、步骤二:多种经过rps处理的工艺气体通入到进腔管内,混合组件将多种工艺气体混合均匀;

23、步骤三:多种工艺气体与晶圆上的氧化物接触,以去除晶圆上的氧化物。

24、具有以下有益效果:多种工艺气体从第一个混合件的多个混合导流通道中通过,在导流板的导流下发生混合,在进入到下个混合件的多个混合导流通道中时,上个混合件的每个混合导流通道中通过的工艺气体均被分为多份,分别进入到下个混合件不同的混合导流通道中,这样经过相邻两个混合件的混合作用,实现多种工艺气体的均匀混合。



技术特征:

1.一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,包括主体、设于主体上的进腔管以及安装在进腔管内的混合组件,所述主体内具有用于放置晶圆的处理腔,进腔管与处理腔连通且轴线沿上下方向延伸,进腔管正对处理腔内的晶圆;

2.根据权利要求1所述的一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,所述混合组件还包括两个分置在进腔管内上下两侧的固定板,多个所述混合件位于两个固定板之间,两个固定板上均具有通孔;

3.根据权利要求2所述的一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,所述混合组件还包括设于进腔管内的管壳,两个固定板固定装配在管壳的两个管口上,多个混合件设于管壳内;

4.根据权利要求1所述的一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,每个所述导流板上均具有多个混合孔,混合孔连通相邻两个混合导流通道。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,每个所述导流板为180°螺旋延伸。

6.根据权利要求1所述的一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,相邻两个所述混合件中相邻所述导流板端面的延伸方向具有90°的夹角α。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,所述主体上设有连通处理腔的出腔管,所述出腔管用于排放出残余的工艺气体以及用于抽取真空,所述处理腔内设有载台,所述晶圆用于放置在载台上,所述主体上设有连通处理腔的传片口,所述传片口用于晶圆的进出。

8.根据权利要求7所述的一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,所述载台上设有加热组件,载台连接有射频偏置电场。

9.根据权利要求8所述的一种晶圆表面预清洁的装置,其特征在于,所述主体上设有环形永磁铁,所述环形永磁铁绕进腔管的外侧轴向布置,处理腔内设有均气盘,所述均气盘位于进腔管与载台之间,均气盘上设有透过孔。

10.一种晶圆表面预清洁的方法,其特征在于,应用于权利要求1-9任一项所述的一种晶圆表面预清洁的装置,包括以下步骤:


技术总结
本发明属于晶圆处理设备技术领域,主要涉及一种晶圆表面预清洁的装置及方法,晶圆表面预清洁装置包括主体、进腔管以及混合组件,主体内具有与进腔管连通的处理腔;混合组件包括多个混合件,混合件包括两个固定环以及多个导流板,导流板均通过一块直板绕固定环的中心轴线扭曲设定的角度而形成,导流板具有位于上下两端且平行的端部平面以及位于两个端部平面之间的螺旋曲面,混合件中任意相邻的两个导流板之间、位于两侧导流板与进腔管的管壁之间均形成供工艺气体混合流通的混合导流通道,相邻两个混合件中一一对应的两块导流板的端部平面之间具有夹角α。经过相邻两个混合件的混合作用,实现多种工艺气体的均匀混合。

技术研发人员:许磊,宋永辉,王世宽
受保护的技术使用者:无锡尚积半导体科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-24165.html