本發明涉及上電極板加工,尤其是涉及一種cvd反應腔室的上電極板加工用清洗裝置。
背景技術:
1、在?cvd(化學氣相沉積)制程中,對上電極進行打孔并清洗孔中鋁屑的操作,是圍繞工藝穩定性、薄膜質量和設備可靠性設計的關鍵環節,具體原因如下:
2、一、上電極打孔的核心目的
3、上電極是?cvd?反應腔室的核心組件之一(尤其在等離子體增強型?cvd,即?pecvd中),其打孔設計主要服務于以下工藝需求:
4、1、實現反應氣體的均勻分布
5、cvd?工藝需要反應氣體(如硅烷、氨氣等)在基片(如晶圓)表面形成穩定且均勻的濃度場。上電極的孔洞可作為氣體通路,將氣體從腔室頂部均勻導入,通過合理設計孔的數量、孔徑、分布密度,引導氣體形成層流或湍流狀態,確保氣體在基片表面(通常放置于下電極)均勻覆蓋。
6、若氣體分布不均,會導致基片不同區域的反應速率差異,直接引發薄膜厚度不均、成分偏差(如摻雜濃度波動)等問題,嚴重影響器件性能(如半導體芯片的電學一致性)。
7、2、優化等離子體的形態與穩定性
8、在?pecvd?中,上電極常作為射頻(rf)能量的施加端,與下電極形成電場以激發等離子體。孔洞設計可調節電場分布:
9、減少射頻能量的反射和損耗,使等離子體在腔室中心區域更集中、密度更均勻;
10、避免邊緣電場過強導致的?“邊緣效應”(如基片邊緣薄膜過厚或過薄),同時抑制等離子體?“鞘層”?的異常波動,保障反應的穩定性。
11、3、輔助腔室壓力與溫度調控
12、部分孔洞可作為壓力平衡通道,配合真空泵調節腔室內的真空度,確保反應在穩定的壓力環境中進行;
13、對于需要溫控的上電極(如內置冷卻水路的設計),孔洞可輔助熱量擴散,避免局部過熱導致的電極變形或腔室溫度不均,間接保障基片溫度的一致性。
14、二、清洗孔中鋁屑的必要性
15、上電極材質多為鋁合金(兼具導電性、導熱性和成本優勢),打孔加工過程中不可避免會產生鋁屑殘留,若不徹底清洗,會對工藝造成多方面危害:
16、1、防止鋁屑污染薄膜,降低缺陷率
17、cvd?對雜質的容忍度極低(尤其在半導體制造中,微米級顆粒即可導致器件失效)。鋁屑若殘留在孔內,可能在工藝過程中因氣流沖擊、振動或等離子體轟擊而脫落,直接:
18、掉落在基片表面,形成?“顆粒缺陷”,導致薄膜局部厚度異常或絕緣/導電性能失效;
19、混入等離子體中,參與化學反應生成異質相(如鋁的化合物),改變薄膜成分(如氧化硅膜中混入鋁雜質,會導致介電常數異常)。
20、2、避免孔洞堵塞,保障工藝穩定性
21、鋁屑若堆積在孔內,會縮小甚至堵塞氣體通道,破壞原有的氣流設計:
22、導致氣體分布不均,引發薄膜厚度偏差;
23、改變腔室內的壓力場和等離子體形態,使工藝參數(如沉積速率、薄膜應力)出現波動,影響批次間的一致性。
24、3、保護電極與腔室設備,延長使用壽命
25、殘留的鋁屑可能在射頻電場或高溫環境下發生異常反應(如鋁被等離子體氧化生成?al2o3),形成堅硬的沉積物附著在孔壁,長期會導致:
26、電極結構腐蝕或損傷,降低其導電性和射頻能量耦合效率;
27、后續清潔難度驟增,甚至需要提前更換電極,增加設備維護成本。
28、然而在現有技術中對于上電極板孔內鋁屑的清洗一般有人工拿取噴槍或者水腔進行沖洗,由于孔數量眾多,人工清洗方式不徹底,仍存在少量鋁屑殘留,進而影響后續加工以及降低產品質量。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種cvd反應腔室的上電極板加工用清洗裝置,本技術通過清洗裝置能夠實現對cvd反應腔室的上電極板加工過程中孔槽內鋁屑高速的清洗與吹掃,相較于傳統人工清洗而言,不僅提高了清洗處理效率,減少孔中鋁屑殘留,并且清洗加吹掃的模式進一步提高產品處理效率和質量,以解決上述背景技術中提出的問題。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種cvd反應腔室的上電極板加工用清洗裝置,包括兩側傾斜設計的三角支撐架,三角支撐架一側斜面上放置有待清洗的鋁板,所述三角支撐架的外部一側設置有對待清洗鋁板清洗用的清洗裝置,清洗裝置沿著待清洗鋁板表面以s型路徑高壓水沖洗,對鋁板表面孔中鋁屑清理;
3、清洗裝置包括外固定架,外固定架的前后兩側對稱固定連接有側固定架,側固定架傾斜設計與鋁板放置與三角支撐架后的傾斜角度一致,兩個所述側固定架之間活動連接有橫梁主體,所述橫梁主體與側固定架之間設置有橫向調節結構,所述橫梁主體外側活動連接有清洗結構,通過橫向調節結構驅動清洗結構沿著橫梁主體橫向位移對待清洗鋁板進行清洗處理;
4、所述外固定架的頂部設置有高度驅動結構,通過高度驅動結構驅動橫向調節結構、橫梁主體以及清洗結構上下高度調節;
5、所述清洗結構包括活動連接在橫梁主體上的滑座,固定在滑座上的固定塊,以及連通固定在固定塊上的噴管和高壓噴頭。
6、優選的,所述橫梁主體呈工字型結構設計,所述滑座與橫梁主體滑動連接不可脫離,所述橫梁主體以及其中一個側固定架遠離鋁板的一側設置有輸送鏈帶,輸送鏈帶中設置有線纜以及水管、氣管。
7、優選的,所述噴管的數量為若干個,等距離固定在固定塊上,所述噴管的外部套接有橡膠管。
8、優選的,所述高度驅動結構包括固定在外固定架頂部的l型結構的安裝架,所述安裝架的兩側固定有斜撐架,所述斜撐架底部與外固定架連接固定,所述安裝架的底部固定連接有傳動盒一,所述傳動盒一的一側設置有與安裝架固定連接的伺服電機。
9、優選的,所述傳動盒一的一側轉動連接有連接軸,所述連接軸的一端延伸至傳動盒一的內部,所述連接軸的另一端與伺服電機輸出軸固定,所述傳動盒一內的連接軸一端固定有錐形齒輪一,所述傳動盒一中轉動連接有軸桿一,所述軸桿一的兩端均固定連接有傳動軸,所述傳動軸貫穿傳動盒一延伸至傳動盒一的外部并與傳動盒一轉動連接,所述軸桿一的外部套接固定有錐形齒輪二,所述錐形齒輪一與錐形齒輪二嚙合連接。
10、優選的,所述橫向調節結構包括固定在橫梁主體兩端的傳動盒二,所述傳動盒二與側固定架活動連接,所述傳動盒二內部轉動連接有第二鏈輪,所述傳動盒二與橫梁主體連接處兩側均開設有活動槽口,兩側所述傳動盒二中的第二鏈輪外部傳動連接有第二鏈帶,且第二鏈帶經活動槽口延伸出來分布在橫梁主體兩側,所述滑座與第二鏈帶固定,所述第二鏈輪的上端面固定有軸桿二,所述傳動盒二的上端面固定連接有電機,且電機輸出端與軸桿二固定。
11、優選的,所述側固定架的頂部固定連接有傳動盒三,所述傳動盒三中轉動連接有第一鏈輪,所述第一鏈輪的外部傳動連接有第一鏈帶,所述第一鏈輪與傳動軸一端固定,所述傳動盒二一側與第一鏈帶固定,所述傳動盒二和第一鏈帶的傳動結構與滑座和第二鏈帶的傳動結構相同。
12、優選的,所述三角支撐架的下端面中心位置滑動連接有滑軌,所述三角支撐架的下端面兩側固定有滾輪。
13、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
14、本技術通過清洗裝置能夠實現對cvd反應腔室的上電極板加工過程中孔槽內鋁屑高速的清洗與吹掃,相較于傳統人工清洗而言,不僅提高了清洗處理效率,減少孔中鋁屑殘留,并且清洗加吹掃的模式進一步提高產品處理效率和質量。