一種mocvd反應(yīng)腔室的清理裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型通過在承載盤上鉸接清理手臂制作清理裝置，并通過設(shè)定清理手臂與水平面的夾角α、及清理裝置的旋轉(zhuǎn)速度n，使清理手臂在最小轉(zhuǎn)速下即可于豎直方向張開，進(jìn)而對反應(yīng)腔室內(nèi)壁清理，減少能耗；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了在不拆開反應(yīng)腔室的基礎(chǔ)上就可以將堆積于腔室內(nèi)的沉積物清除干凈，避免了反應(yīng)腔室內(nèi)部與大氣接觸吸附水汽、氧氣等雜質(zhì)。保持了反應(yīng)腔室內(nèi)部的潔凈度，提高了在腔室維護(hù)過后機(jī)器性能的穩(wěn)定性。
【專利說明】
-種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝 置及清理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] MOCVD(英文全稱：Metal Organic Qiemical 化pour deposition,中文全稱：金屬 有機(jī)化學(xué)氣相沉積)是一種用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積過程的設(shè)備，被廣泛用于Lm)的外延 生長，其主要構(gòu)成部分反應(yīng)腔室在經(jīng)過一定的氣相沉積反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生較多副產(chǎn)物，當(dāng)副產(chǎn) 物積累到一定厚度或者量時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響L邸外延片的光電性能，必須定期進(jìn)行清理。
[0003] 目前清理副產(chǎn)物的方法是將反應(yīng)腔室拆開，并利用吸塵器將副產(chǎn)物抽取干凈。但 因反應(yīng)腔室被打開而暴露在大氣中，大量的水汽、氧氣等吸附在腔室內(nèi)壁，在維護(hù)過后很難 將運(yùn)些吸附的水氧去除。反應(yīng)腔室內(nèi)壁吸附的水、氧等如果不能有效去除，在生長過程中 水、氧分子就會(huì)慢慢的釋放，反應(yīng)腔室內(nèi)部環(huán)境的恢復(fù)會(huì)持續(xù)很長的時(shí)間，同時(shí)會(huì)造成外外 延片電壓高、亮度低等一系列問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有清理過程中的問題，本實(shí)用新型提供一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置及 清理方法，旨在不打開反應(yīng)腔室的情況下，對反應(yīng)腔室內(nèi)壁的副產(chǎn)物進(jìn)行自動(dòng)清理。
[0005] 本實(shí)用新型提供一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，至少包括:一承載盤、復(fù)數(shù)個(gè)均 勻分布并較接于承載盤上部邊緣的清理手臂，所述清理手臂處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)均向所述承載 盤中屯、方向傾斜，且清理手臂與水平面的夾角為a，0°<a<90°;
[0006] 優(yōu)選的，所述清理裝置通過旋轉(zhuǎn)方式清理MOCVD反應(yīng)腔室，其旋轉(zhuǎn)速度n、承載盤的 直徑D W及清理手臂長度L之間的關(guān)系符合：
[0007] 優(yōu)選的，所述清理手臂包括支撐機(jī)構(gòu)及安裝于支撐機(jī)構(gòu)表面的擦拭機(jī)構(gòu)，所述擦 拭機(jī)構(gòu)用于清掃反應(yīng)腔室內(nèi)壁。
[000引優(yōu)選的，所述支撐機(jī)構(gòu)與所述擦拭機(jī)構(gòu)的總厚度H大于等于所述承載盤邊緣至反 應(yīng)腔室內(nèi)壁的距離H'。
[0009] 優(yōu)選的，所述清理手臂的長度小于等于所述MOCVD反應(yīng)腔室的垂直高度。
[0010] 優(yōu)選的，所述承載盤下表面中屯、處有一凹槽。
[OOW 優(yōu)選的，所述承載盤的直徑小于所述MOCVD反應(yīng)腔室的內(nèi)徑。
[0012] 優(yōu)選的，所述擦拭機(jī)構(gòu)為無紡布、海綿、毛刷中的一種或者任意兩者的組合。
[0013] 優(yōu)選的，所述清理手臂的個(gè)數(shù)大于等于2。
[0014] 優(yōu)選的，所述清理裝置還包括置于所述清理手臂與所述承載盤之間的墊塊。
[0015] 本實(shí)用新型至少具有W下有益效果：1)根據(jù)清理手臂與水平面的夾角設(shè)定最小轉(zhuǎn) 速，節(jié)約能耗;2)實(shí)現(xiàn)了在不拆開反應(yīng)腔室的基礎(chǔ)上就可W將堆積于腔室內(nèi)的沉積物清除 干凈，避免了反應(yīng)腔室內(nèi)部與大氣接觸吸附水汽、氧氣等雜質(zhì);3)保持了反應(yīng)腔室內(nèi)部的潔 凈度，提高了在腔室維護(hù)過后機(jī)器性能的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016] 附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用 新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是 描述概要，不是按比例繪制。
[0017] 圖1本實(shí)用新型實(shí)施例一之MOCVD反應(yīng)腔室和清理裝置的剖視圖；
[0018] 圖2本實(shí)用新型實(shí)施例一之合頁俯視圖；
[0019] 圖3本實(shí)用新型實(shí)施例一之采用石墨盤制作的清理裝置示意圖；
[0020] 圖4本實(shí)用新型實(shí)施例一之采用石墨盤制作的清理裝置在MOCVD中工作狀態(tài)剖視 圖；
[0021] 圖5本實(shí)用新型實(shí)施例二之清理裝置在MOCVD中工作狀態(tài)剖視圖；
[0022] 附圖標(biāo)注：1:反應(yīng)腔室；11:旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；12頂蓋;2:承載盤;2'：石墨盤;21:墊塊;22: 凹槽；23:合頁；231:葉面；232:通孔;24:凹槽；241:凹槽表面;3:清理手臂；31:擦拭機(jī)構(gòu)； 32:支撐機(jī)構(gòu);321:葉面;4:尾氣處理裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 參看附圖1，本實(shí)施例提供一種MOCVD反應(yīng)腔室1的清理裝置，其至少包括一承載盤 2W及復(fù)數(shù)個(gè)均勻分布并較接于承載盤2上部邊緣的清理手臂3。
[0025] 其中，承載盤2為金屬盤、陶瓷盤或石墨盤，形狀為圓形或正多邊形，為使承載盤2 自由進(jìn)出反應(yīng)腔室1，承載盤2的直徑D設(shè)置為小于MOCVD反應(yīng)腔室1的內(nèi)徑，承載盤2下表面 中屯、處置還設(shè)置一凹槽22，清理裝置通過凹槽22安裝于反應(yīng)腔室1內(nèi)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11上。進(jìn)一 步地，清理手臂3包括支撐機(jī)構(gòu)32及安裝于支撐機(jī)構(gòu)32表面的擦拭機(jī)構(gòu)31，所述擦拭機(jī)構(gòu)31 用于清掃反應(yīng)腔室1，且擦拭機(jī)構(gòu)31與支撐機(jī)構(gòu)32的總的厚度H大于等于承載盤2邊緣至反 應(yīng)腔室1側(cè)壁的距離H'；為能充分的清掃反應(yīng)腔室1內(nèi)壁，擦拭機(jī)構(gòu)31為無紡布、海綿、毛刷 中的一種或者任意兩者的組合。
[00%]繼續(xù)參看附圖1，當(dāng)清理裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，清理手臂3向承載盤2中屯、方向傾 斜，并且為便于清理裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)，清理手臂3可在最小轉(zhuǎn)速下于豎直方向張開，清理手臂3通 過較鏈連接于承載盤2上，并與水平面呈一夾角a, a滿足〇°<a<90°。優(yōu)選普通合頁23(如附 圖2)連接清理手臂3與承載盤2,其無彈黃較鏈功能，可在最小力的作用下打開，而當(dāng)兩扇葉 面231的夾角小于90角時(shí)，其在自身重量的作用下則會(huì)閉合，實(shí)現(xiàn)清理裝置在最小轉(zhuǎn)速下清 理MOCVD反應(yīng)腔室1，節(jié)省能耗，葉面上231表面設(shè)有若干個(gè)通孔232，螺栓通過通孔232分別 將兩扇葉面231連接于承載盤2上部及支撐機(jī)構(gòu)32傷。本實(shí)用新型提供的一種清理裝置，其 啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)速度n、承載盤2直徑DW及清理手臂3長度L之間的關(guān)系符合：
，且飯:-:審祗結(jié)雜:興:該。即清理裝置的最小啟動(dòng)速度女
最小轉(zhuǎn)速n通過 清理手臂3自身重力與其垂直方向的分力等于離屯、力與清理手臂3垂直方向的分力相等得 出，離屯、力垂直于清理手臂3方向上的分力與清理手臂3自身重力垂直于清理手臂3方向的 分力方向正好相反，當(dāng)兩個(gè)方向的分力相同時(shí)，此時(shí)的清理裝置的旋轉(zhuǎn)速度n即為清理手臂 3旋轉(zhuǎn)張開的最小轉(zhuǎn)速，因此，隨著轉(zhuǎn)速n的增加離屯、力垂直于清理手臂3方向上的分力增 大，為清理手臂3在豎直方向張開提供了動(dòng)力。另外，當(dāng)清理手臂3較接與承載盤2上表面時(shí)， 清理手臂3與水平面之間的夾角a通過設(shè)置于清理手臂3與承載盤2之間的墊塊21的高度及 位置調(diào)節(jié)，當(dāng)然清理手臂3與水平面的夾角a也可W通過其它方式調(diào)節(jié)。
[0027] 繼續(xù)參看附圖1，在本實(shí)用新型中，清理裝置放置于MOCVD反應(yīng)腔室1內(nèi)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 11上，因此，承載盤2與反應(yīng)腔室1底部具有一定高度，為保證清理手臂3能旋轉(zhuǎn)清掃反應(yīng)腔 室1內(nèi)壁，清理手臂3的長度小于或等于反應(yīng)腔室1的豎直高度，承載盤2的直徑小于反應(yīng)腔 室1的內(nèi)徑。
[0028] 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，本實(shí)施例WVeeco K465i MOCVD設(shè)備為例，簡述清理裝置的制 作及其工作方法：
[0029] 參考附圖3，首先，優(yōu)選石墨盤2 '作為承載盤2制作清理裝置，尤其是在外延生長過 程中，因表面破損、附著物清除不干凈等影響晶片光電性能而報(bào)廢的圓形石墨盤2'，采用此 類報(bào)廢石墨盤2'作為承載盤2可大大節(jié)省清理裝置的制作成本。其制作過成如下，首先將石 墨盤2'從底部邊緣處向上表面中屯、方向切割若干個(gè)模形凹槽24,凹槽表面241與水平面的 夾角為a,清理裝置3通過普通合頁23交接于凹槽24內(nèi)；目前常用石墨盤2'直徑D為465mm，厚 度為10mm，石墨盤2'上表面至MOCVD反應(yīng)腔室頂部的距離為150mm，因此清理手臂3的長度L 為150mm，為保證清理裝置在傳送過程中能自由進(jìn)入反應(yīng)腔室1，優(yōu)選清理手臂3的位于凹槽 24內(nèi)（參考附圖4)，由此計(jì)算出清理手臂3與水平面的夾角a為6°，進(jìn)而得出所述清理裝置旋 轉(zhuǎn)工作時(shí)的最小轉(zhuǎn)速n為583轉(zhuǎn)/分，選取最小轉(zhuǎn)速啟動(dòng)清理裝置，W節(jié)省能耗。
[0030] 同時(shí)，優(yōu)選石墨盤2'邊緣至反應(yīng)腔室1內(nèi)壁的距離H'等于擦拭機(jī)構(gòu)31與支撐機(jī)構(gòu) 32的總厚度H。擦拭機(jī)構(gòu)31優(yōu)選潔凈度和吸附性較高的無紡布與彈性較大的海綿組合，首先 在支撐機(jī)構(gòu)32上安裝一海綿，后在海綿上繼續(xù)安裝一無紡布，在清掃的同時(shí)防止反應(yīng)腔室1 內(nèi)揚(yáng)塵現(xiàn)象的產(chǎn)生。為保證對反應(yīng)腔室1單次清掃的潔凈度，清理手臂3的個(gè)數(shù)大于等于2， 本實(shí)施例優(yōu)選4個(gè)清理手臂3均勻較接于石墨盤2 '表面，當(dāng)然也可根據(jù)實(shí)際需要選擇6個(gè)或8 個(gè)等。
[0031] 然后，將上述清理裝置轉(zhuǎn)移至MOCVD反應(yīng)腔室1中的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11上；同時(shí)通過反應(yīng) 腔室1的頂蓋12向反應(yīng)腔室內(nèi)部通入氮?dú)猓３址磻?yīng)腔室1內(nèi)部壓強(qiáng)在700~SOOTorr，氮?dú)饬?量為100升/分鐘；啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11，驅(qū)動(dòng)所述清理裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，設(shè)定轉(zhuǎn)速為583轉(zhuǎn)/分，所 述清理手臂3在離屯、力的作用下在豎直方向上張開，貼緊所述反應(yīng)腔室1的內(nèi)壁，對MOCVD反 應(yīng)腔室1側(cè)壁進(jìn)行清掃;驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，開啟MOCVD設(shè)備的尾氣處理裝置4,通過氮 氣的吹掃及尾氣處理裝置4的抽氣，防止MOCVD反應(yīng)腔室1在清掃過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵現(xiàn)象。
[0032] 為保證MOCVD反應(yīng)腔室1內(nèi)的沉積物徹底清除，可W重復(fù)上述步驟，直至將反應(yīng)腔 室1內(nèi)部沉積物清除完，當(dāng)然，擦拭機(jī)構(gòu)31、支撐機(jī)構(gòu)32、石墨盤2'均可W拆卸清洗，W實(shí)現(xiàn) 循環(huán)利用。
[0033] 利用該方法，清理裝置隨旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)工作，且兩者的旋轉(zhuǎn)速度相同， 因此工作人員可W通過直接設(shè)定MOCVD設(shè)備的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11的轉(zhuǎn)速來計(jì)算清理裝置的轉(zhuǎn)速， 進(jìn)而在最小轉(zhuǎn)速下將清理手臂3張開清掃反應(yīng)腔室I內(nèi)壁的沉積物，減小能耗;擦拭機(jī)構(gòu)31 具有一定的柔性及吸附沉積物的性能，最大程度的防止揚(yáng)塵的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了在不拆開反應(yīng) 腔室1的基礎(chǔ)上就可W將堆積于腔室內(nèi)的沉積物清除干凈，避免了反應(yīng)腔室1內(nèi)部與大氣接 觸吸附水汽、氧氣等雜質(zhì);進(jìn)而保持了反應(yīng)腔室1內(nèi)部的潔凈度，提高了在MOCVD反應(yīng)腔室1 維護(hù)過后機(jī)器性能的穩(wěn)定性。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 參看附圖5，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:支撐機(jī)構(gòu)32與擦拭機(jī)構(gòu)31的長度和 形狀不同，支撐機(jī)構(gòu)32的形狀為長方形，而擦拭機(jī)構(gòu)31為實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)腔室1側(cè)壁、頂蓋12、及 底部的清理，其設(shè)置于支撐機(jī)構(gòu)32靠近反應(yīng)腔室1側(cè)壁的部位，W及其上部和下部，且擦拭 機(jī)構(gòu)31優(yōu)選選擇毛刷與無紡布的組合，即先在承載機(jī)構(gòu)31左側(cè)壁、上部及下部安裝一定厚 度的毛刷，在將無紡布安裝于毛刷上，實(shí)現(xiàn)清理手臂3質(zhì)輕，且緊貼反應(yīng)腔室1內(nèi)壁的要求， 進(jìn)而對反應(yīng)腔室1內(nèi)壁的清掃；除上述區(qū)特征，其余參數(shù)及工作方法均與實(shí)施例一相同，在 此不在累述。
[0036] 需要說明的是，W上實(shí)施方式僅用W說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解； 其依然可W對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征 進(jìn)行等同替換，而運(yùn)些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施 方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，至少包括:一承載盤、復(fù)數(shù)個(gè)均勻分布并鉸接于承 載盤上部邊緣處的清理手臂，所述清理手臂處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)均向所述承載盤中心方向傾 斜，且清理手臂與水平面的夾角為α，0°<α<90°。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述清理手臂 通過旋轉(zhuǎn)方式清理MOCVD反應(yīng)腔室，其旋轉(zhuǎn)速度η、承載盤的直徑D以及清理手臂長度L之間 的關(guān)系符合:η:3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述清理手臂 包括支撐機(jī)構(gòu)及安裝于所述支撐機(jī)構(gòu)表面的擦拭機(jī)構(gòu)，所述擦拭機(jī)構(gòu)用于清掃反應(yīng)腔室內(nèi) 壁。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述支撐機(jī)構(gòu) 與所述擦拭機(jī)構(gòu)的總厚度H大于等于所述承載盤邊緣至反應(yīng)腔室內(nèi)壁的距離Η'。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述清理手臂 的長度小于等于所述MOCVD反應(yīng)腔室的垂直高度。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述承載盤下 表面中心處有一凹槽。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述承載盤的 直徑小于所述MOCVD反應(yīng)腔室的內(nèi)徑。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述擦拭機(jī)構(gòu) 為無紡布、海綿、毛刷中的一種或者任意兩者的組合。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述清理手臂 的個(gè)數(shù)大于等于2。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MOCVD反應(yīng)腔室的清理裝置，其特征在于:所述清理裝置 還包括置于所述清理手臂與所述承載盤之間的墊塊。
【文檔編號】C23C16/18GK205443444SQ201620116629
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月5日
【發(fā)明人】徐志軍, 王亞偉, 周宏敏, 劉勇, 吳洪浩, 尋飛林, 李攭鴨, 謝祥彬, 林兓兓, 張家宏
【申請人】安徽三安光電有限公司