一种具有自清理功能的静电颗粒收集系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种具有自清理功能的静电颗粒收集系统和方法，包括中压闸阀、静电吸附网、氮气管路、静电发生器、压力计、真空发生器和控制器；静电吸附网水平安装在腔室本体和APC阀之间的通道内，腔室本体临近静电吸附网的底部上安装有中压闸阀，中压闸阀用于根据控制器的控制指令切换腔室本体和通道之间的连通状态；静电发生器与静电吸附网连接，为静电吸附网提供不同等级的静电电压；压力计安装在通道内，用于实时检测通道内的气压值，将检测到的气压值反馈给控制器；真空发生器和氮气管路分别连通至通道。本发明专利技术能够有效消除悬浮颗粒，有效提高芯片品质，就提高芯片生产的良率，给芯片生产企业带来更大的利润。给芯片生产企业带来更大的利润。给芯片生产企业带来更大的利润。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自清理功能的静电颗粒收集系统和方法


[0001]本专利技术属于腔室清理
，具体涉及一种具有自清理功能的静电颗粒收集系统和方法。

技术介绍

[0002]当前芯片产业生产日趋向小线宽高密度的方向发展，同时在生产过程中也会引入越来越多的各种材料，这些半导体相关材料在工艺生产过程中会产生及其负责的副产物，这些副产物在很多情况下会会在腔室测试depo，同时也会在腔室中悬浮。在高真空的状态下，这些颗粒呈不规则布朗运动，单纯利用分子泵，很难快速将这些颗粒进行清除。这些颗粒在芯片生产过程中会导致相关defect map，如图1所示。
[0003]同时由于工艺过程中采用的物质越来越复杂，有些金属副产物和非金属颗粒很难使用等离子气体进行清洗，有些等离子清洗会使用大功率和特种气体，清洗过程也会耗时很久，这就造成了额外的能源消耗和材料消耗，同时由于清洗步骤引入，这些清洗步骤对腔室的部件也会造成一定量的损耗，从而使的部件的使用周期缩短。这样就会导致部件的维护周期变短，增加半导体器件生产的成本，降低生产厂商的利润空间。
[0004]由于这些副产物的存在，会导致半导体器件生产过程中产生大量的不良品。一些颗粒在工艺过程中，落在晶圆表面，对相关的刻蚀产生了干扰，导致刻蚀不良，使得晶圆功能失效，如图2所示，有些金属颗粒可能直至导致晶圆的线路互联，从而使晶圆良率收到影响，严重影响芯片的功能的可靠性，使得芯片生产商蒙受相关效益损失。
[0005]半导体生产过程中，生产的颗粒有的会附着在腔室侧壁，有的会悬浮在腔室空间，一般附着在侧壁的副产物很难脱离，所以这些副产物对晶圆质量影响较小。对晶圆生产影响较大的是悬浮的颗粒，这些颗粒由于在高真空中呈现不规则颗粒运动，很容易会运动到wafer表面，从而导致芯片defect的产生，影响芯片质量和产量。

技术实现思路

[0006]解决的技术问题：本专利技术提出了一种具有自清理功能的静电颗粒收集系统和方法，在当前半导体器件日趋线宽逐渐缩小的情况下，能够有效消除悬浮颗粒，有效提高芯片品质，就提高芯片生产的良率，给芯片生产企业带来更大的利润。
[0007]技术方案：
[0008]一种具有自清理功能的静电颗粒收集系统，所述静电颗粒收集系统包括中压闸阀、静电吸附网、氮气管路、静电发生器、压力计、真空发生器和控制器；所述中压闸阀、氮气管路、静电发生器、压力计、真空发生器均与控制器连接；
[0009]所述静电吸附网水平安装在腔室本体和APC阀之间的通道内，腔室本体临近静电吸附网的底部上安装有中压闸阀，中压闸阀用于根据控制器的控制指令切换腔室本体和通道之间的连通状态；所述静电发生器与静电吸附网连接，为静电吸附网提供不同等级的静电电压；所述压力计安装在通道内，用于实时检测通道内的气压值，将检测到的气压值反馈
给控制器；所述真空发生器和氮气管路分别连通至通道；
[0010]半导体制备工艺结束后，控制器开启中压闸阀，关闭APC阀，使腔室本体和通道切换为连通状态，采用静电发生器持续施加与半导体制备工艺相适配的正向静电电压在静电吸附网上，使腔室本体内的悬浮颗粒在电场作用下吸附在静电吸附网上；
[0011]当正向静电电压施加时长达到第一预设时长时，关闭中压闸阀，隔绝腔室本体和通道，采用静电发生器持续施加反向静电电压在静电吸附网上，同时打开氮气管路，使静电吸附网上的部分颗粒在反向电压和气压的双重作用下脱离静电吸附网，并悬浮在通道内；
[0012]当反向静电电压施加时长达到第二预设时长且通道内的气压达到大气压力时，关闭氮气通道，启动真空发生器，使静电吸附网上的剩余悬浮颗粒脱离静电吸附网，同时使所有悬浮在通道内的颗粒随氮气一起排出通道，直至通道内的气压达到第一真空气压；开启APC阀，采用腔室本体的真空排气系统对通道内的悬浮颗粒进行再排除处理，直至通道内的气压达到第二真空气压，关闭APC阀，关闭真空排气系统，关闭静电发生器，开启中压闸阀。
[0013]进一步地，所述第一预设时长、第二预设时长与半导体制备工艺中产生的悬浮颗粒类型、数量相关。
[0014]进一步地，所述静电发生器施加在静电吸附网上的静电电压的取值范围为
‑
5000V～5000V。
[0015]进一步地，所述气压计采用皮拉尼真空规。
[0016]进一步地，所述静电吸附网上安装有振动电机，振动电机与控制器连接，用于对静电吸附网进行振动。
[0017]进一步地，所述静电吸附网采用银、铜或者不锈钢材质制成。
[0018]进一步地，所述静电吸附网的表面经阳极氧化处理以形成绝缘且抗腐蚀的保护层。
[0019]一种具有自清理功能的静电颗粒收集方法，所述静电颗粒收集方法基于如前所述的静电颗粒收集系统执行；
[0020]所述静电颗粒收集方法包括以下步骤：
[0021]S1，半导体制备工艺结束后，根据半导体制备工艺参数对腔室本体内的悬浮颗粒物的类型和数量进行预估，结合预估结果计算得到静电电压值、第一预设时长和第二预设时长；
[0022]S2，开启中压闸阀，关闭APC阀，使腔室本体和通道切换为连通状态，采用静电发生器持续施加与半导体制备工艺相适配的正向静电电压在静电吸附网上，使腔室本体内的悬浮颗粒在电场作用下吸附在静电吸附网上；
[0023]S3，当正向静电电压施加时长达到第一预设时长时，关闭中压闸阀，隔绝腔室本体和通道，采用静电发生器持续施加反向静电电压在静电吸附网上，同时打开氮气管路，使静电吸附网上的部分颗粒在反向电压和气压的双重作用下脱离静电吸附网，并悬浮在通道内；
[0024]S4，当反向静电电压施加时长达到第二预设时长且通道内的气压达到大气压力时，关闭氮气通道，启动真空发生器，使静电吸附网上的剩余悬浮颗粒脱离静电吸附网，同时使所有悬浮在通道内的颗粒随氮气一起排出通道，直至通道内的气压达到第一真空气压；
[0025]S5，开启APC阀，采用腔室本体的真空排气系统对通道内的悬浮颗粒进行再排除处理，直至通道内的气压达到第二真空气压，关闭APC阀，关闭真空排气系统，关闭静电发生器，开启中压闸阀。
[0026]进一步地，当静电发生器启动时，同步启动振动电机，使静电吸附网以预设振动幅度振动。
[0027]进一步地，所述第一预设时长、第二预设时长与半导体制备工艺中产生的悬浮颗粒类型、数量相关。
[0028]有益效果：
[0029]第一，本专利技术提出的具有自清理功能的静电颗粒收集系统和方法，在当前半导体器件日趋线宽逐渐缩小的情况下，能够有效消除悬浮颗粒，有效提高芯片品质，就提高芯片生产的良率，给芯片生产企业带来更大的利润。
[0030]第二，本专利技术提出的具有自清理功能的静电颗粒收集系统和方法，静电吸附网具有自清理功能，能够采用振动、加反向电压、增大气压和使用Purge增加粘滞流中的部分或者全部手段来去除静电吸附网上的颗粒物，确保清理效果。
[0031]第三，腔室和通道之间的气体呈单向流动，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自清理功能的静电颗粒收集系统，其特征在于，所述静电颗粒收集系统包括中压闸阀、静电吸附网、氮气管路、静电发生器、压力计、真空发生器和控制器；所述中压闸阀、氮气管路、静电发生器、压力计、真空发生器均与控制器连接；所述静电吸附网水平安装在腔室本体和APC阀之间的通道内，腔室本体临近静电吸附网的底部上安装有中压闸阀，中压闸阀用于根据控制器的控制指令切换腔室本体和通道之间的连通状态；所述静电发生器与静电吸附网连接，为静电吸附网提供不同等级的静电电压；所述压力计安装在通道内，用于实时检测通道内的气压值，将检测到的气压值反馈给控制器；所述真空发生器和氮气管路分别连通至通道；半导体制备工艺结束后，控制器开启中压闸阀，关闭APC阀，使腔室本体和通道切换为连通状态，采用静电发生器持续施加与半导体制备工艺相适配的正向静电电压在静电吸附网上，使腔室本体内的悬浮颗粒在电场作用下吸附在静电吸附网上；当正向静电电压施加时长达到第一预设时长时，关闭中压闸阀，隔绝腔室本体和通道，采用静电发生器持续施加反向静电电压在静电吸附网上，同时打开氮气管路，使静电吸附网上的部分颗粒在反向电压和气压的双重作用下脱离静电吸附网，并悬浮在通道内；当反向静电电压施加时长达到第二预设时长且通道内的气压达到大气压力时，关闭氮气通道，启动真空发生器，使静电吸附网上的剩余悬浮颗粒脱离静电吸附网，同时使所有悬浮在通道内的颗粒随氮气一起排出通道，直至通道内的气压达到第一真空气压；开启APC阀，采用腔室本体的真空排气系统对通道内的悬浮颗粒进行再排除处理，直至通道内的气压达到第二真空气压，关闭APC阀，关闭真空排气系统，关闭静电发生器，开启中压闸阀。2.根据权利要求1所述的具有自清理功能的静电颗粒收集系统，其特征在于，所述第一预设时长、第二预设时长与半导体制备工艺中产生的悬浮颗粒类型、数量相关。3.根据权利要求1所述的具有自清理功能的静电颗粒收集系统，其特征在于，所述静电发生器施加在静电吸附网上的静电电压的取值范围为
‑
5000V～5000V。4.根据权利要求1所述的具有自清理功能的静电颗粒收集系统，其特征在于，所述气压计采用皮拉尼真空规。5.根据权利要求1所述的具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小庆，卢浩，孟庆国，刘帅，刘小波，胡冬冬，许开东，
申请(专利权)人：江苏鲁汶仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：