一种用于碳化硅外延设备的TM腔的净化装置及设备的制作方法

一种用于碳化硅外延设备的tm腔的净化装置及设备
技术领域
1.本技术涉及半导体设备领域，具体地涉及一种用于碳化硅外延设备tm腔的空气循环的净化装置及(碳化硅外延)设备。


背景技术：

2.tm腔(也称传递腔)在cvd设备中起到传递基片进/出pm腔(反应腔)的作用，tm腔内配置有传输装置(如机械手)。cvd设备运行时，基于机械手从载片盒中取基片送入pm腔进行外延生长反应，反应完成后再从pm腔中取出外延片送回到载片盒中(有些设备会增加缓冲腔以提升效率)，在这个过程中tm腔连接的两端(pm腔及载片盒)都有污染物颗粒源头。对pm腔，在高温成膜反应时，反应腔中会产生一些会产生一些反应副产物颗粒。在实际运行中为提升生产效率，使得生产中开腔清理的周期越来越长，这样该颗粒会在打开pm腔的仓门，机械手进/出反应腔时漂移到pm腔内，在维护周期内tm腔中的颗粒会不断增加和累积。对载片盒，载片盒和洁净室大气连通，这样不可避免的会引入一些大气中悬浮的颗粒。在传递基片/外延片过程中进入tm腔内的颗粒悬浮在空气中并长期存在，会危害到下一批次的基片，颗粒一旦落在基片的表面，在后续的外延生长中成为缺陷，从而增加外延片中产生缺陷的概率。
3.目前针对tm腔内颗粒的清理主要通过充/抽气置换来减少实现，但是要通过大量的充气置换来消除tm腔内空气中悬浮的颗粒，一则效果不好，二则会延长工艺时间，降低生产率。
4.因此，需要改进目前tm腔内颗粒的清理方式，以提升tm腔中空气的洁净度。


技术实现要素：

5.为克服上述存在的缺点，本技术的目的在于：提出一种用于碳化硅外延设备tm腔的净化装置，该净化装置可实现简化充/抽的操作且能提升tm腔中空气的洁净度。
6.为了达到以上目的，本技术采用如下技术方案：
7.一种用于碳化硅外延设备tm腔的净化装置，所述tm腔内配置有传输装置，其特征在于，包括：
8.鼓风装置、空气过滤装置及管道检修阀，
9.所述鼓风装置具有出风端及回风端；
10.所述空气过滤装置具有输入端及输出端，
11.所述鼓风装置的出风端经管道连接至所述空气过滤装置的输入端，所述空气过滤装置的输出端经管道连接至tm腔的进气口，所述鼓风装置的回风端经管道连接至tm腔的出气口，
12.所述管道检修阀分别配置于与tm腔的进气口及出气口连接的管道上，
13.所述鼓风装置电性连接控制单元，且配置成在传输装置处于空闲时基于控制单元的指令运行。
14.在一实施方式中，该空气过滤装置包括：
15.壳体及配置于所述壳体内的滤芯，所述滤芯用于捕集0.5um以下的颗粒。
16.在一实施方式中，该壳体上配置有提示模块，其连接配置于所述壳体内的传感器，
17.所述传感器用于检测所述壳体内的灰尘收集量，若检测出灰尘收集量超过设定值反馈至提示模块，所述提示模块接收并响应所述收集量的信息发出提示信息。
18.在一实施方式中，该tm腔的进气口与出气口同侧配置，且所述进气口与出气口处于tm腔的底部的对角位置。以最大限度的提高气体的流路距离。实现最大限度的避免气体走捷径，确保洁净效果。
19.在一实施方式中，该管道检修阀为角阀或球阀。
20.在一实施方式中，该管道检修阀的口径介于1/5～1/2英寸。
21.在一实施方式中，该tm腔包括：主体部，所述主体部的周向上配置复数连接通道，所述连接通道用于连接pm腔、载片盒或连接pm腔、载片盒及缓冲腔，
22.所述进气口与出气口设于相对配置的连接通道的底部管道上。
23.在一实施方式中，该进气口与出气口的口径皆为1/4英寸。
24.在一实施方式中，该进气口和出回气口分别位于tm腔的正对的两个侧面，以最大限度的提高气体的流路距离。
25.本技术实施例提出一种碳化硅外延设备，其配置有上述的用于碳化硅外延设备的tm腔的净化装置，
26.所述净化装置的鼓风装置基于指令运行，用于循环净化tm腔内的空气。
27.有益效果
28.与现有技术相比，本技术实施方式的循环净化装置能显著的减少充/抽气的置换次数。相较于目前的操作中，一个生产周期中通常需要进行充/抽置换50次，每次1分钟左右，共需要50分钟；而本技术实施方式的可以将充/抽次数降低到5～10次，节约40～45分钟，提升生产效率30％以上；同时还提升tm腔中的空气的洁净度，有助于降低由此引发的碳化硅外延片缺陷率10％以上。另外，本技术实施方式的减少工艺操作中充/抽步骤，使操作更简便。
附图说明
29.附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本技术内容。
30.图1为本技术实施例的用于碳化硅外延设备的tm腔的净化装置的系统示意图。
31.图2为本技术实施例的俯视图。
32.图3为本技术实施例的控制单元连接鼓风装置的示意图。
具体实施方式
33.以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本技术而不限于限制本技术的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
34.本技术提出一种用于碳化硅外延设备tm腔的净化装置。该空气循环净化装置包括：鼓风装置、空气过滤装置及管道检修阀，鼓风装置具有出风端及回风端；空气过滤装置具有输入端及输出端，鼓风装置的出风端经管道连接至空气过滤装置的输入端，空气过滤装置的输出端经管道连接至tm腔的进气口，鼓风装置的回风端经管道连接至tm腔的出气口，管道检修阀分别配置于与tm腔的进气口及出气口连接的管道上，鼓风装置电性连接控制单元，且配置成在传输装置处于空闲时基于控制单元的指令运行。通过这样的设计，可以降低tm腔充/抽气的次数，以节约生产时间，提升生产效率，且能实现提升tm腔中的空气的洁净度。该循环净化装置利用tm腔闲置(此时tm腔内的传输装置不进行基片/外延片的传输)时对腔内气体进行循环过滤从而达到清洁的目的。该循环净化装置可减少充/抽置换的次数以提升生产效率。空闲时可理解为传输装置处于初始位置，其可通过传感器监测或程序控制，传感器监测时其连接至控制单元，控制单元接收并响应该信息。
35.接下来结合附图来描述本技术提出的用于碳化硅外延设备的tm腔的净化装置。
36.如图1所示为本技术提出的用于碳化硅外延设备的tm腔的净化装置的结构示意图，
37.该装置包括：
38.tm腔1、鼓风装置2、空气过滤装置3、管道4/5及管道检修阀6。
39.鼓风装置2，经过管道5连接至空气过滤装置3，空气过滤装置3经管道4连接至tm腔1，经过空气过滤装置3过滤的气体(如空气)经管道4从tm腔1的进气口进入tm腔1，tm腔1配置有出气口，该出风端经管道连接至鼓风装置2，这样循环实现对tm腔1内的空气换气，进而降低tm腔1内的tm腔内的颗粒。本实施方式中，管道4/5的材质采用不锈钢316l。通过这样的设计能显著减少充/抽置换次数(需要另外的装置进行，图未示)，相较于目前的操作中，一个生产周期中通常需要进行充/抽置换50次，每次1分钟左右，共需要50分钟，通过本技术的实施方式可以将充抽次数降低到5～10次，节约40～45分钟，提升生产效率30％以上；提升tm腔中空气质量同时简化装置的操作。tm腔1的侧部配置有第一通道10，通过连接至pm腔(图未示)，第二通道20通过连接至载片盒(图未示)。在其他的实施方式中，tm腔1的侧部还配置有第三通道30，通过其连接至缓冲腔(图未示)。本实施方式中鼓风装置可连接控制单元(参见图3)，该控制单元连接至碳化硅外延设备的控制模块，以获得tm腔内的传输装置的状态，在传输装置空闲时控制单元控制该鼓风装置运行，以实现对tm腔内的气体(空气)过滤，以降低空气中的污染物颗粒。在一实施方式中，tm腔内配置有颗粒传感器，其连接控制单元，这样在传输装置取基片时检测出tm腔内污染物颗粒超出设定的阈值时，控制单元经反馈至控制模块，经控制模块发出指令来暂时传输装置动作，先触发鼓风装置运行，对tm腔内的空气过滤，以降低空气中的污染物颗粒。这样降低tm腔内的污染物颗粒落在基片上的概率，以降低外延片中产生缺陷的概率。本实施方式中，tm腔呈正多边形(如正五边形)。
40.在一实施方式中，该tm腔1配置有出气口配置于tm腔中的下方侧，其口径为1/4英寸。这样的设计可尽量避免与其他部件的位置冲突，提高设备的整体美观度。
41.在一实施方式中，该tm腔1配置有进气口，该进气口配置于tm腔中，其口径为1/4英寸。在其他的实施方式中，口径介于1/5～1/2英寸。较佳的，进气口配置于tm腔下方，与出气口同侧配置。进一步的，该进气口与出气口处于tm腔底部的对角位置，这样变相拉长气体在tm腔内的流动长度，以避免气体走捷径降低净化效果。该tm腔1的与进气口及出气口相连的
管道上分别配置有检修阀6。该检修阀6为角阀或球阀，其口径为1/4英寸，材质为不锈钢316l。通过这样的设计，在不干扰tm腔及设备操作的前提下更换滤芯及鼓风装置。
42.在一实施方式中，该tm腔的周向上配置有间隔的配置复数通道，通过该通道连接至pm腔、缓冲腔、冷却腔及载片盒等。此时该tm腔的进气口和出气口分别配置于位于通道的底部侧，较佳的，配置于两相对配置的通道的底部侧，这样以最大限度的拉长进气口和出气口间的流路的长度，以提高气体的流路距离。实现最大限度的避免气体走捷径，确保洁净效果。
43.在一实施方式中，该tm腔的进气口和出气口分别配置于tm腔主体的底部，呈对角配置，这样以最大限度的拉长进气口和出气口间的流路的长度，以提高气体的流路距离。实现最大限度的避免气体走捷径，确保洁净效果。
44.在一实施方式中，该鼓风装置具有输出端2a，其口径为1/4英寸，运行功率1kw，半导体级别。该输出端2a经管道连接空气过滤装置3的进风端3a。
45.在一实施方式中，该空气过滤装置，包括：壳体及配置与壳体内的滤芯。优选地，该滤芯采用高效颗粒搜集过滤器(hepa)，用于捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物，对粒径≥0.1μm微粒的去除效率≥99.999％。进一步的，该空气过滤装置的容尘量大于10毫升(减少更换滤芯的频率)。较佳的，壳体上配置有提示模块，其连接配置于壳体内的传感器(如，灰尘传感器)，该传感器用于检测壳体内的灰尘收集量，若检测出灰尘收集量超过设定值反馈至提示模块，提示模块发出提示信息。这样用户及时清理该收集的灰尘。
46.本技术实施方式提出一种碳化硅外延设备，其配置有上述的用于碳化硅外延设备的tm腔的净化装置。控制单元识别出tm腔的传输装置是否处于初始位置(该位置一般认为传输装置处于空闲状态)，若是则控制鼓风装置的鼓风机动作，tm腔的空气经空气过滤装置及管道来循环净化tm腔中的空气。通过该空气循环净化装置可减少停机来对tm腔的充/抽气的次数(需要另外的充/抽系统)，以节约生产时间，在tm腔循环净化的同时pm腔在外延生长，这样提升生产效率，且能实现提升tm腔中的空气的洁净度。配置2个检修阀，其分别配置于tm腔的出气口及进气口的管道上，这样更换滤芯时，关闭这2个检修阀避免外界空气进入tm腔内。
47.上述实施例只为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本技术的保护范围。凡如本技术精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本技术的保护范围之内。