[发明专利]等离子体清洗装置和具有该装置的半导体加工器械

说明书

本发明涉及一种等离子体清洗装置和具有该装置的半导体加工器械。一种等离子体清洗装置，包括金属室、闸门组件、电介质和高压电极。金属室连接到真空管，并且设置有第一开口，真空管连接加工室和真空泵。闸门组件包括闸门支撑件和闸门，该闸门支撑件围绕第一开口被固定到金属室并具有第二开口，该闸门联接到闸门支撑件并具有关闭第二开口的第一位置和打开第二开口的第二位置，第一位置和第二位置可彼此切换。电介质围绕第二开口联接到闸门支撑件的外部，且高压电极位于电介质的外表面上。

发明背景

(a)发明领域

本发明涉及一种等离子体清洗装置(plasma cleaning apparatus)。更具体地，本发明涉及一种可以增加真空管和真空泵的使用寿命的等离子体清洗装置。

(b)背景技术

半导体工艺是通过重复执行在加工室(process chamber)中的晶片上沉积薄膜和选择性蚀刻沉积薄膜的工艺来制造特定图案的半导体芯片的工艺。在这种情况下，加工室通过真空管连接到真空泵，使得其内部被排空。

从加工室排出的加工气体包含未分解的前体(precursors)和加工副产物(process by-products)，它们随着时间的推移积累在真空管和真空泵中，从而缩短真空管和真空泵的寿命。此外，由于最近的精制工艺，随着所用前体量的增加，真空管和真空泵的更换周期正在缩短。

已知一种等离子体清洗装置，其中在真空管的特定部分处产生等离子体，以从清洗气体中产生氟自由基或氯自由基，然后通过使用这些自由基来气化累积在真空管和真空泵中的未分解的前体和加工副产物。在已知的等离子体清洗装置中，高压电极被施加交流(AC)或高频(RF)电压，并且它被电介质保护。

已知的等离子体清洗装置可以以这样的方法操作，即在将前体注入加工室的部分(沉积部分)中关闭等离子体，在将清洗气体注入加工室的部分(清洗部分)中打开等离子体，然后清洗等离子体。

在这种情况下，未分解的前体和加工副产物中的金属成分可以以不规则的形状施加到电介质的内壁，并且电介质的污染导致电弧放电和不稳定的等离子体产生。电弧放电导致电介质击穿，不稳定的等离子体产生导致清洗效果降低。

在此背景部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此其可能包含不形成在本国已为本领域普通技术人员知晓的现有技术的信息。

发明概述

本发明致力于提供一种等离子体清洗装置和具有该装置的半导体加工器械，其可以最小化电介质的污染以抑制电弧放电和不稳定的等离子体产生，因此，在防止电介质击穿的同时提高等离子体清洗效果。

根据本发明实施例的等离子体清洗装置包括金属室、闸门(gate)组件、电介质和高压电极。金属室连接到真空管并且设置有第一开口，该真空管连接加工室和真空泵。闸门组件包括闸门支撑件和闸门，闸门支撑件固定在金属室的第一开口周围并具有第二开口，闸门联接到闸门支撑件并具有关闭第二开口的第一位置和打开第二开口的第二位置，第一位置和第二位置可彼此切换。电介质围绕第二开口联接到闸门支撑件的外部，且高压电极位于电介质的外表面上。当闸门处于第二位置时，向高压电极施加驱动电压，从而执行等离子体清洗。

闸门支撑件可以是板状构件，其中第二开口位于该板状构件的中心处。闸门可包括闸门板、多个传送杆和致动器，闸门板位于闸门支撑件内，多个传送杆固定到闸门板并穿过闸门支撑件，致动器联接到多个传送杆中的至少一个。

闸门板可以大于第二开口，多个传送杆可以相对于闸门支撑件保持密封状态，并且闸门组件可以接地，使得闸门板在第二位置起到接地电极的作用。电介质可包括被固定到闸门支撑件的管状第一电介质，以及封堵第一电介质的端部的板状第二电介质。高压电极可以是包围第一电介质的管状构件。