一种多通道腔室清洁终点监测装置及方法制造方法及图纸

一种多通道腔室清洁终点监测装置及方法，涉及半导体技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种多通道腔室清洁终点监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及半导体设备
，具体为一种多通道腔室清洁终点监测装置及方法
。

技术介绍

[0002]薄膜工艺是制造半导体器件的关键技术，它是建立在一层层生长的膜基础之上再结合其它工艺堆积起来的微型“大厦”，掌握更加先进的半导体技术是兴国之要
。
目前，薄膜生产工艺的腔室清洗受到了一定的限制，腔体的环境受到沉积物厚度
、
沉积物类型
、
温度
、
压力与活性气体等多因素的影响，难以标定一个最佳清洁时间，从而造成膜堆积或过刻蚀现象
。
腔室清洗不干净或过度清洗，均会很大程度影响晶圆的质量和产量
。
且由于当前薄膜清洗设备的较单一种类限制，无法清洁涉及到众多的沉积材料类型的薄膜生产工艺
。
[0003]国内外现有的腔室清洁装置有以下三种，包括：
[0004]第一种，将滤光片放入光路，通过滤光片轮旋转产生入射角，从而进行波长传输
。
但是该设备结构老化容易出现测试误差，且只用于
CVD
工艺测试单种气体
SIF4。
[0005]第二种，采用红外吸光度原理将流出物吸光度中的目标气体种类与参考信号进行比较，以计算目标气体种类的浓度
。
而该设备只用于
CVD
工艺测试两种气
SIF4、CF4，局限性较大
。
[0006]第三种，该设备且只用于/>CVD
工艺测试一种
SIF4气体，测试气体单一且工艺局限
。
[0007]综上所述，上述已有装置存在设备测试系统结构老化
、
测量气体种类单一
、
工艺应用范围狭窄和难以识别多种低浓度气体等缺陷，从而限制着半导体薄膜工艺的生产发展进入更高层次水平
。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在克服现有技术的不足，目的在于提供一种多通道腔室清洁终点监测装置及方法，本装置可以同时监测薄膜腔室清洁中涉及的多种类型的气体，并精准识别低浓度气体及应用于广泛的薄膜工艺范围
。
[0009]为完成上述任务，本专利技术提供如下技术方案：一种多通道腔室清洁终点监测装置，竖直安装在清洁腔室的前端尾排管道旁侧进行实时气体浓度监测，装置结构包括：
[0010]光源；
[0011]气体腔室，所述气体腔室包括柱形腔室本体及垂直设于腔室本体侧的进气管道和出气管道，所述进气管道与出气管道端口为标准
NW25
法兰接口；
[0012]探测器，所述探测器包括滤光片和热释电探测元；
[0013]透镜组，所述透镜组包括准直镜和聚焦镜分别设于所述气体腔室两侧，用于对光线进行准直与汇聚并密封气体腔室
。
[0014]优选地，所述光源是宽带远红外光源，其波长范围为2μ
m
至
20
μ
m。
[0015]优选地，所述光源的光程为
600mm。
[0016]优选地，所述气体腔室内表面经过平滑打磨，粗糙度小于
0.2
μ
m。
[0017]优选地，所述探测器为双通道
、
四通道或八通道类型
。
[0018]一种多通道腔室清洁终点监测方法，通过一种多通道腔室清洁终点监测装置，包括如下步骤：
[0019]步骤1：将所述装置竖直安装在目标工艺机台清洁腔室的前端尾排管道旁侧，打开电源开关；
[0020]步骤2：清除
(purge)
所述气体腔室中的细小颗粒杂质和残留气体；
[0021]步骤3：将清洁腔室中的待测气体通入所述气体腔室；
[0022]步骤4：所述光源工作产生红外光线经所述准直镜准直光路后穿过待测气体；
[0023]步骤5：所述探测器实时监测并收集经气体吸收后气体腔室接收端光线的光强变化，通过
GUI
界面输出气体浓度
‑‑
时间曲线图，从零点上升至稳定区间再降至预设的气体浓度终点监测极小值即为清洁终点
。
[0024]优选地，所述步骤1中的应用工艺为
CVD、PVD
或
SEG
中任一种
。
[0025]优选地，所述步骤3中待测气体为
SIF4、CF4、WF6、TiF4、CuF2、AlF2、CoF2和
TaF5中的一种或几种
。
[0026]优选地，所述步骤5中的实时监测是一种动态检测方法，通过嵌入式算法在考虑各种漂移情况下实现多通道气体浓度的精确计算，所述漂移情况包括温度
、
压力
、
膜厚和气流速度因素
。
[0027]优选地，步骤5中气体浓度终点监测极小值设定范围为
1.0*10
‑6‑
50.0*10
‑6VOL。
[0028]由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比所具有的积极效果在于：
[0029](1)
本专利技术装置安装简单便捷，易操作
。
[0030](2)
气体管道为耐特气腐蚀材料且气体腔室内表面经平滑打磨以最小化气体吸收，因而可以精确地识别各低浓度气体
。
[0031](3)
本专利技术能够实现同时监测多达七种气体的实时浓度值，对于腔体清洁终点的反馈能够对腔室起到很好的保护作用
。
[0032](4)
本专利技术扩展了清洁终点监测在
CVD、PVD
和
SEG
工艺中的应用，能够有效提高腔室清洁效率并带来薄膜工艺领域生产水平的提升
。
[0033]因此，本专利技术具有安装使用简单便捷
、
精确识别低浓度气体
、
多种类气体监测及可应用工艺范围广的特点
。
附图说明
[0034]图1为本专利技术提供的多通道腔室清洁方法流程图；
[0035]图2为本专利技术明实施例一的清洁终点探测装置的结构示意图；
[0036]图3为本专利技术施例一的清洁终点探测装置的工作曲线图；
[0037]图4为本专利技术实施例二的清洁终点探测装置的结构示意图；
[0038]图5为本专利技术实施例二的清洁终点探测装置探测图形的结构示意图；
[0039]图6为本专利技术实施例三的清洁终点探测装置的结构示意图；
[0040]图7为本专利技术施例三的清洁终点探测装置探测图形的结构示意图
。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多通道腔室清洁终点监测装置，竖直安装在清洁腔室的前端尾排管道旁侧进行实时气体浓度监测，其特征在于，所述装置的结构包括：光源；气体腔室，所述气体腔室包括柱形腔室本体及垂直设于腔室本体并与之连通的进气管道和出气管道，所述进气管道与出气管道端口为标准
NW25
法兰接口；探测器，所述探测器包括滤光片和热释电探测元；透镜组，所述透镜组包括准直镜和聚焦镜分别设于所述气体腔室两侧，用于对光线进行准直与汇聚并密封气体腔室
。2.
根据权利要求1所述的一种多通道腔室清洁终点监测装置，其特征在于，所述光源是宽带远红外光源，其波长范围为2μ
m
至
20
μ
m。3.
根据权利要求1所述的一种多通道腔室清洁终点监测装置，其特征在于，所述光源的光程为
600mm。4.
根据权利要求1所述的一种多通道腔室清洁终点监测装置，其特征在于，所述气体腔室为耐特气腐蚀材料且内表面经过平滑打磨，粗糙度小于
0.2
μ
m。5.
根据权利要求1所述的一种多通道腔室清洁终点监测装置，其特征在于，所述探测器为双通道
、
四通道或八通道类型
。6.
一种多通道腔室清洁终点监测方法，利用权利要求1～6所述的一种多通道腔室清洁终点监测装置，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将所述装置竖直安装在目标工艺机台清洁腔室的前端尾排管道旁侧，打开电源开关；步骤2：清除
(purge)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎明，张南南，郝美琪，云燕午，唐凯，
申请(专利权)人：上海车仪田科技有限公司，
类型：发明
国别省市：