气体喷头的清洁系统及清洁方法与流程

1.本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种气体喷头的清洁系统及清洁方法。


背景技术：

2.在微电子集成电路制造领域，半导体晶片的等离子体处理被用在电介质刻蚀、金属刻蚀、化学气相沉积和其他处理中。在进行相应工艺处理时，半导体工艺设备通常采用气体喷头(showerhead)将工艺气体导入，一般气体喷头位于反应腔室顶部。由于气体喷头的孔径非常小，且距离反应腔室内反应平台的距离非常近，当工艺气体或化学药品流过气体喷头内部的气体通孔时，在温度或射频等离子体的影响下，在气体喷头气体通孔内部会产生副产物(by-product)，从而导致孔径变得不均匀，进而导致工艺参数漂移，影响工艺性能。因此，需要定期对气体喷头进行清洁。
3.现阶段，一般采用人工刷洗来清洁气体喷头表面，但该方式不易清理干净，气体通孔内仍会残留部分物质。且气体喷头表面可能存在毒害物质及化学反应的粉末，对人体有害。鉴于以上问题，有必要提出一种气体喷头的清洁系统，对气体喷头实现自动清洗，节省人力，清洁彻底，从而保证工艺的稳定性。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种气体喷头的清洁系统及清洁方法，能够实现气体喷头非原位的自动清洗。
5.第一方面，本发明提供一种气体喷头的清洁系统，所述系统包括：
6.清洁液供应模块，用于供应清洁液；
7.超纯水供应模块，用于供应超纯水；
8.干燥气体供应模块，用于供应干燥气体；
9.清洁组件，所述清洁组件用于在清洁处理期间保持要被清洁的气体喷头，并使注入的清洁液、超纯水及干燥气体穿过所述气体喷头的气体通孔，其中所述清洁液供应模块、所述超纯水供应模块及所述干燥气体供应模块各自通过清洁液供应管线、超纯水供应管线和干燥气体供应管线与所述清洁组件连通，以分别将清洁液、超纯水及干燥气体注入所述清洁组件。
10.可选地，所述清洁组件包括：
11.固定部，与所述气体喷头连接，用于固定所述气体喷头；
12.输入部，所述输入部设置有流体入口，所述流体入口用于注入清洁液、超纯水及干燥气体；
13.输出部，所述输出部设置有流体出口，所述流体出口用于将注入的清洁液、超纯水及干燥气体从所述清洁组件输出以穿过要被清洁的气体喷头的气体通孔；
14.其中，所述输入部和所述输出部之间形成一个流体均匀腔，使得注入的清洁液、超
纯水及干燥气体均匀分布于输出部整个表面。
15.可选地，所述清洁液供应管线、所述超纯水供应管线及所述干燥气体供应管线均设置有对应的控制阀。
16.可选地，所述系统还包括：系统控制器，用于对所述清洁液供应管线、所述超纯水供应管线及所述干燥气体供应管线上的控制阀进行控制，以控制清洁处理的进程。
17.可选地，所述系统控制器包括用于整体控制各控制阀的可编程逻辑控制器。
18.可选地，所述清洁组件的尺寸和形状与被清洁的气体喷头的尺寸和形状相匹配。
19.可选地，所述干燥气体为氮气(n2)或者压缩空气。
20.可选地，所述系统还包括：
21.流体储存槽，用于储存在清洁处理期间从所述清洁组件中流出的清洁液和超纯水；
22.排出管，用于排出所述流体储存槽获得的清洁液和超纯水。
23.第二方面，本发明提供一种气体喷头的清洁方法，所述方法包括：
24.将清洁液通过清洁液供应管线供应到所述清洁组件，使得所述清洁液穿过所述气体喷头的气体通孔，实现对所述气体喷头的清洁；
25.将超纯水通过超纯水供应管线供应到所述清洁组件，使得所述超纯水穿过所述气体喷头的气体通孔，实现对所述气体喷头的漂洗；
26.将干燥气体通过干燥气体供应管线供应到所述清洁组件，使得所述干燥气体穿过所述气体喷头的气体通孔，实现对所述气体喷头的干燥。
27.本发明提供的气体喷头的清洁系统及清洁方法，能够实现气体喷头非原位的自动清洗，确保气体喷头的气体通孔内部清洁彻底，可以防止通孔堵塞导致工艺参数不均匀的问题，且可以缩短清洁时间，在清洁液完成清洁程序后，立即对气体喷头进行漂洗和干燥，防止清洁液对气体喷头的通孔表面进行刻蚀。
附图说明
28.图1为本发明一实施例提供的气体喷头的清洁系统的示意侧视图；
29.图2为本发明另一实施例提供的气体喷头的清洁系统的示意侧视图；
30.图3为本发明另一实施例提供的气体喷头的清洁系统的示意侧视图；
31.图4为本发明另一实施例提供的气体喷头的清洁系统的示意侧视图。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本实施例提供一种气体喷头的清洁系统，用于对气体喷头的非原位清洁。图1为本实施例的清洁系统的示意侧视图，该清洁系统包括清洁组件101、清洁液供应模块102、超纯水(upw，ultra pure water)供应模块103以及干燥气体供应模块104，其中，清洁液供应模块102通过对应的清洁液供应管线与清洁组件101连通，超纯水供应模块103通过对应的超
纯水供应管线与清洁组件101连通，干燥气体供应模块104通过对应的干燥气体供应管线与清洁组件101连通，清洁液供应模块102用于向清洁组件101供应清洁处理期间需要的清洁液，超纯水供应模块103用于向清洁组件101供应清洁处理期间需要的超纯水，干燥气体供应模块104用于向清洁组件101供应清洁处理期间需要的干燥气体，清洁组件101用于在清洁处理期间保持要被清洁的气体喷头100，并使注入的清洁液、超纯水及干燥气体穿过气体喷头100的气体通孔，以实现对气体喷头的清洁、漂洗和干燥。
34.具体地，可参考图1，清洁组件101可以包括固定部1011、输入部1012和输出部1013，固定部1011与气体喷头100连接，用于固定气体喷头100。输入部1012设置有流体入口，流体入口连接至管线的出口，用于注入清洁液、超纯水及干燥气体。输出部1013设置有流体出口，通过流体出口将注入的清洁液、超纯水及干燥气体从清洁组件101输出以穿过要被清洁的气体喷头的气体通孔。输入部1012和输出部1013之间形成一个流体均匀腔，使得注入的清洁液、超纯水及干燥气体均匀分布于输出部1013整个表面。为使清洁组件保持要被清洁的气体喷头，清洁组件101的尺寸和形状与被清洁的气体喷头100的尺寸和形状相匹配。在一个实施例中，干燥气体可以采用氮气(n2)、压缩空气等。
35.在具体实现时，本发明对清洁液供应管线、超纯水供应管线和干燥气体供应管线的具体实现形式不做具体限定，图1-图3分别示出了3种可行的管线连接形式。图1中，清洁液供应管线、超纯水供应管线和干燥气体供应管线汇集到主管线，之后再经由多条管线连接到清洁组件101。图2中，清洁液供应管线、超纯水供应管线和干燥气体供应管线汇集到主管线，之后由主管线直接连接到清洁组件101。图3中，清洁液供应管线、超纯水供应管线和干燥气体供应管线各自连接到清洁组件101。不论哪种连接形式，清洁液供应管线、超纯水供应管线和干燥气体供应管线上均设置有对应的控制阀，可以控制管线的通断。对应的，清洁系统还包括系统控制器(图中未展示)，该系统控制器用于对清洁液供应管线、超纯水供应管线和干燥气体供应管线上的控制阀进行控制，以控制清洁处理的进程。
36.一般来说，系统控制器被设计为有助于清洁系统的整体控制和自动化，并且系统控制器通常包括中央处理器(cpu)、存储器和支持电路(或i/o)。在一个实施例中，系统控制器还包括用来控制清洁系统的一个或多个模块的可编程逻辑控制器(plc)。应用本实施例的清洁系统，可以连续对气体喷头执行清洁，漂洗和干燥，直至气体喷头实现了期望的清洁度。
37.如图4所示，清洁系统还包括流体储存槽105和排出管106，流体储存槽105用于储存在清洁处理期间从清洁组件101中流出的清洁液和超纯水，排出管106用于排出流体储存槽105获得的清洁液和超纯水。
38.本发明实施例提供的气体喷头的清洁系统，能够实现气体喷头非原位的自动清洗，确保气体喷头的气体通孔内部清洁彻底，可以防止通孔堵塞导致工艺参数不均匀的问题，且可以缩短清洁时间，在清洁液完成清洁程序后，立即对气体喷头进行漂洗和干燥，防止清洁液对气体喷头的通孔表面进行刻蚀。
39.根据上述实施例的气体喷头的清洁系统，本发明另一实施例提供一种气体喷头的清洁方法，具体包括如下步骤：
40.首先将清洁液通过清洁液供应管线供应到清洁组件，使得清洁液穿过气体喷头的气体通孔，实现对气体喷头的清洁；
41.然后将超纯水通过超纯水供应管线供应到清洁组件，使得超纯水穿过气体喷头的气体通孔，实现对气体喷头的漂洗；
42.最后将干燥气体通过干燥气体供应管线供应到清洁组件，使得干燥气体穿过气体喷头的气体通孔，实现对气体喷头的干燥。
43.在一个实施例中，循环重复执行清洁/漂洗/干燥工序，直至气体喷头实现了期望的清洁度。在执行清洁时，系统控制器打开清洁液供应管线的控制阀，在执行漂洗时，系统控制器打开超纯水供应管线的控制阀，在执行干燥时，系统控制器打开干燥气体供应管线的控制阀。需要说明的是，本发明不局限于上述实施方式，例如，可以向清洁组件同时注入清洁液和氮气，或者，同时注入清洁液和超纯水，或者，同时注入清洁液、氮气和超纯水，这些都可以根据需要调整。
44.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
45.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。