專利名稱：預(yù)清洗工藝腔室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)清洗工藝腔室。
背景技術(shù)：
等離子體設(shè)備廣泛用于目前的半導(dǎo)體、太陽能電池、平板顯示等制造工藝中。在目前的制造工藝中，等離子體設(shè)備的類型包括直流放電類型、電容耦合等離子體(CCP)類型、電感耦合等離子體(ICP)類型以及電子回旋共振等離子體(ECR)類型。目前上述類型的等離子體設(shè)備被廣泛應(yīng)用于物理氣相沉積(PVD)、等離子體刻蝕以及等離子體化學(xué)氣相沉積(CVD)等工藝。在PVD工藝中，特別是對于集成電路(IC)、硅穿孔(TSV)、封裝(Packaging)制造工藝，需要通過預(yù)清洗(Preclean)工藝腔室對待清洗件進(jìn)行預(yù)清洗工藝。預(yù)清洗工藝作為 PVD工藝的一部分，其目的是為了在待清洗件上沉積金屬膜之前，清除待清洗件表面的污染物或待清洗件上溝槽和穿孔底部的殘余物。預(yù)清洗工藝完成后的下一個(gè)步驟就是通過濺射工藝在待清洗件上沉積金屬膜。預(yù)清洗工藝會明顯提升沉積金屬膜工藝中所沉積的金屬膜的附著力以及改善芯片的電氣性能和可靠性。預(yù)清洗工藝是將工藝氣體激發(fā)為等離子體，并利用等離子體的化學(xué)反應(yīng)和物理轟擊作用，對待清洗件進(jìn)行去雜質(zhì)的處理，例如工藝氣體可以為氬氣(Ar)或者氦氣(He)等。待清洗件可包括晶圓或者工件。在預(yù)清洗工藝腔室中，工藝氣體被激發(fā)為等離子體后，由于中心區(qū)域的等離子體的正、負(fù)粒子的碰撞復(fù)合較難，而邊緣區(qū)域的等離子體的正粒子或者負(fù)粒子可以與腔室壁復(fù)合，這導(dǎo)致中心區(qū)域的等離子體密度高于邊緣區(qū)域的等離子體密度，從而造成預(yù)清洗工藝的工藝均勻性較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種預(yù)清洗工藝腔室，用以提高預(yù)清洗工藝的工藝均勻性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種預(yù)清洗工藝腔室，包括腔體、第一射頻裝置和承載裝置，所述承載裝置位于所述腔體的內(nèi)部，所述腔室的頂蓋向所述腔體外部凸起，且所述頂蓋中心位置的凸起程度大于所述頂蓋邊緣位置的凸起程度；所述第一射頻裝置，用于向所述腔體提供第一射頻功率，以將所述腔體內(nèi)的工藝氣體激發(fā)為等離子體；所述承載裝置，用于承載待清洗件?？蛇x地，所述頂蓋從中心位置到邊緣位置凸起程度均勻降低?？蛇x地，所述頂蓋的中心位置與所述承載裝置承載面的垂直距離大于所述頂蓋的邊緣位置與所述承載裝置承載面的垂直距離?？蛇x地，所述頂蓋的中心位置對應(yīng)于所述腔體的中心區(qū)域，所述頂蓋的邊緣位置對應(yīng)于所述腔體的邊緣區(qū)域?？蛇x地，所述頂蓋的形狀包括穹頂形。[0013]可選地，所述頂蓋的形狀包括圓錐形?？蛇x地，所述頂蓋的形狀包括頂部為圓弧狀的圓錐形或者頂部為平臺狀的圓錐形。可選地，所述預(yù)清洗工藝腔室還包括線圈，所述線圈設(shè)置于所述腔體的側(cè)壁的外部，所述第一射頻裝置連接至所述線圈。可選地，所述預(yù)清洗腔室還包括第二射頻裝置，所述第二射頻裝置連接至所述承載裝置；所述第二射頻裝置，用于通過所述承載裝置向腔體提供第二射頻功率?？蛇x地，所述預(yù)清洗工藝腔室還包括設(shè)置于所述頂蓋外部的屏蔽殼；所述屏蔽殼，用于屏蔽來自于所述腔體內(nèi)部的輻射。本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型提供的預(yù)清洗工藝腔室的技術(shù)方案中，腔體的頂蓋向腔體外部凸起，且頂蓋中心位置的凸起程度大于頂蓋邊緣位置的凸起程度，使密度較高的中心區(qū)域的等離子體可通過向上擴(kuò)散而較大程度的降低密度，有效減小了中心區(qū)域等離子體密度和邊緣區(qū)域等離子體密度的差異，從而提高了預(yù)清洗工藝的工藝均勻性。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種預(yù)清洗工藝腔室的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種預(yù)清洗工藝腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型提供的預(yù)清洗工藝腔室進(jìn)行詳細(xì)描述。圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種預(yù)清洗工藝腔室的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，該預(yù)清洗工藝腔室包括腔體、第一射頻裝置和承載裝置1，承載裝置I位于腔體的內(nèi)部，腔室的頂蓋2向腔體外部凸起，且頂蓋2中心位置的凸起程度大于頂蓋2邊緣位置的凸起程度。第一射頻裝置用于向腔體提供第一射頻功率，以將腔體內(nèi)的工藝氣體激發(fā)為等離子體。承載裝置I用于承載待清洗件。其中，待清洗件可包括晶圓或者工件。腔室可包括頂蓋2、側(cè)壁和底壁3，頂蓋2設(shè)置與側(cè)壁之上，側(cè)壁設(shè)置于底壁3，而承載裝置I位于腔體的底部。本實(shí)施例中，側(cè)壁可以包括第一金屬環(huán)狀部件4、絕緣環(huán)狀部件5和第二金屬環(huán)狀部件6。第一金屬環(huán)狀部件4、絕緣環(huán)狀部件5、第二金屬環(huán)狀部件6依次連接，以形成側(cè)壁。其中，絕緣環(huán)狀部件5的材料優(yōu)選為陶瓷。底壁3為金屬環(huán)狀部件?？蛇x地，第二金屬環(huán)狀部件6和底壁3還可以一體成型。本實(shí)施例中，承載裝置I可以為靜電卡盤或者基座。第一射頻裝置可以包括第一射頻電源，或者第一射頻裝置可以包括第一射頻電源和第一匹配器。本實(shí)施例中，優(yōu)選地，第一射頻裝置包括第一射頻電源7和第一匹配器8，第一射頻電源7通過第一匹配器8向所述提供第一射頻功率。該第一射頻功率可將腔體內(nèi)的工藝氣體激發(fā)成等離子體。在腔體內(nèi)，利用等離子體的化學(xué)反應(yīng)和物理轟擊作用，對待清洗件進(jìn)行去雜質(zhì)的處理，從而實(shí)現(xiàn)對待清洗件的預(yù)清洗。工藝氣體優(yōu)選為惰性氣體，例如工藝氣體可以為氬氣(Ar)或者氦氣(He)等。第一射頻功率可以為400KHz、2MHz、13. 56MHz、40MHz 或者 60MHz。可選地，該預(yù)清洗工藝腔室還包括線圈12，線圈12設(shè)置于腔體的側(cè)壁的外部，具體地，線圈12設(shè)置于絕緣環(huán)狀部件5的外部。第一射頻裝置連接至線圈12，具體地，第一射頻電源7通過第一匹配器8連接至線圈12。第一射頻電源7通過第一匹配器8將第一射頻功率施加于線圈12上，以實(shí)現(xiàn)向腔體提供第一射頻功率,從而實(shí)現(xiàn)將腔體內(nèi)的工藝氣體激發(fā)為等離子體。其中，線圈12為螺線管線圈，該線圈12的匝數(shù)可以為I匝或者多匝。本實(shí)施例中，可選地，第一射頻裝置還可以連接至頂蓋，以向腔體提供第一射頻功率，此種情況不再具體畫出?？蛇x地，預(yù)清洗腔室還可以包括第二射頻裝置，第二射頻裝置連接至承載裝置
I。第二射頻裝置用于通過承載裝置I向腔體提供第二射頻功率。第二射頻裝置可包括第二 射頻電源，或者第二射頻裝置可包括第二射頻電源和第二匹配器。本實(shí)施例中，優(yōu)選地，第二射頻裝置可包括第二射頻電源9和第二匹配器10，第二射頻電源9通過第二匹配器10將第二射頻功率施加于承載裝置I上，以在承載裝置I承載的待清洗件上產(chǎn)生射頻自偏壓，進(jìn)一步地吸引等離子體中的粒子來轟擊待清洗件，從而實(shí)現(xiàn)對待清洗件更好的預(yù)清洗效果。其中，第二射頻功率可以為400KHz、2MHz或者13. 56MHz。本實(shí)施例中，頂蓋2呈向腔體外部凸起的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地，頂蓋2從中心位置到邊緣位置凸起程度均勻降低。頂蓋2的中心位置與承載裝置I承載面的垂直距離大于頂蓋2的邊緣位置與承載裝置I承載面的垂直距離。由于頂蓋2的中心位置對應(yīng)于腔體的中心區(qū)域，頂蓋2的邊緣位置對應(yīng)于腔體的邊緣區(qū)域，因此，頂蓋2的結(jié)構(gòu)增加了中心區(qū)域的等離子體的擴(kuò)散空間。頂蓋2的形狀可以包括穹頂形或者圓錐形。其中，若頂蓋2的形狀為圓錐形，則頂蓋2的具體形狀可以包括頂部為圓弧狀的圓錐形或者頂部為平臺狀的圓錐形。如圖I所示，本實(shí)施例中頂蓋2的形狀優(yōu)選為穹頂形。進(jìn)一步地，頂蓋2的形狀還可以為其它衍生形狀，此處不再一一列舉。頂蓋2的材料可以為金屬，本實(shí)施例中頂蓋2的材料優(yōu)選為鋁。本實(shí)施例中，腔體的頂蓋向腔體外部凸起，且頂蓋中心位置的凸起程度大于頂蓋邊緣位置的凸起程度，因此腔體內(nèi)中心區(qū)域向上的擴(kuò)散空間大于邊緣區(qū)域向上的擴(kuò)散空間。由于腔體內(nèi)等離子體是從密度高處向密度低處擴(kuò)散，且等離子體向上和向下的擴(kuò)散程度相近，因此密度較高的中心區(qū)域的等離子體可通過向上擴(kuò)散而較大程度的降低密度，有效減小了中心區(qū)域等離子體密度和邊緣區(qū)域等離子體密度的差異，從而提高了預(yù)清洗工藝的工藝均勻性。本實(shí)施例中的預(yù)清洗工藝腔室能夠很好的滿足預(yù)清洗工藝的工藝均勻性，從而較大程度的增加了預(yù)清洗工藝腔室的工藝窗口，使得該預(yù)清洗工藝腔室有利于多種產(chǎn)品的開發(fā)。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種預(yù)清洗工藝腔室的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在上述實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，該預(yù)清洗工藝腔室還可以包括設(shè)置于頂蓋2外部的屏蔽殼11，該屏蔽殼11可位于側(cè)壁上。屏蔽殼11用于屏蔽來自于腔體內(nèi)部的輻射。從而有效防止腔體內(nèi)部的輻射對操作人員造成危害。[0037]本實(shí)用新型中的技術(shù)方案主要應(yīng)用于鋁(Al)、鈦/氮化鈦(Ti/TiN)、鎢(W)等PVD領(lǐng)域的晶圓清洗工藝。另外，本實(shí)用新型中的技術(shù)方案也可以應(yīng)用于硅穿孔(Through Silicon Via,簡稱TSV)、晶圓級封裝(Wafer Level Packaging)工藝領(lǐng)域的預(yù)清洗工藝以及銅阻擋和籽晶層(Cu barrier/seed)等PVD工藝領(lǐng)域的預(yù)清洗工藝?？梢岳斫獾氖牵陨蠈?shí)施方式僅僅是為了說明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，包括腔體、第一射頻裝置和承載裝置，所述承載裝置位于所述腔體的內(nèi)部，所述腔室的頂蓋向所述腔體外部凸起，且所述頂蓋中心位置的凸起程度大于所述頂蓋邊緣位置的凸起程度； 所述第一射頻裝置，用于向所述腔體提供第一射頻功率，以將所述腔體內(nèi)的工藝氣體激發(fā)為等離子體； 所述承載裝置，用于承載待清洗件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述頂蓋從中心位置到邊緣位置凸起程度均勻降低。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述頂蓋的中心位置與所述承載裝置承載面的垂直距離大于所述頂蓋的邊緣位置與所述承載裝置承載面的垂直距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述頂蓋的中心位置對應(yīng)于所述腔體的中心區(qū)域，所述頂蓋的邊緣位置對應(yīng)于所述腔體的邊緣區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述頂蓋的形狀包括穹頂形。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述頂蓋的形狀包括圓錐形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述頂蓋的形狀包括頂部為圓弧狀的圓錐形或者頂部為平臺狀的圓錐形。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述預(yù)清洗工藝腔室還包括線圈，所述線圈設(shè)置于所述腔體的側(cè)壁的外部，所述第一射頻裝置連接至所述線圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述預(yù)清洗腔室還包括第二射頻裝置，所述第二射頻裝置連接至所述承載裝置； 所述第二射頻裝置，用于通過所述承載裝置向腔體提供第二射頻功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)清洗工藝腔室，其特征在于，所述預(yù)清洗工藝腔室還包括設(shè)置于所述頂蓋外部的屏蔽殼； 所述屏蔽殼，用于屏蔽來自于所述腔體內(nèi)部的輻射。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種預(yù)清洗工藝腔室。該預(yù)清洗工藝腔室包括腔體、第一射頻裝置和承載裝置，承載裝置位于腔體的內(nèi)部，腔室的頂蓋向腔體外部凸起，且頂蓋中心位置的凸起程度大于頂蓋邊緣位置的凸起程度；第一射頻裝置，用于向腔體提供第一射頻功率，以將腔體內(nèi)的工藝氣體激發(fā)為等離子體；承載裝置，用于承載待清洗件。本實(shí)用新型中，腔體的頂蓋向腔體外部凸起，頂蓋中心位置的凸起程度大于頂蓋邊緣位置的凸起程度，使密度較高的中心區(qū)域的等離子體可通過向上擴(kuò)散而較大程度的降低密度，有效減小了中心區(qū)域等離子體密度和邊緣區(qū)域等離子體密度的差異，從而提高了預(yù)清洗工藝的工藝均勻性。
文檔編號C23C14/22GK202717836SQ201220282730
公開日2013年2月6日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者陳鵬, 呂鈾, 王東, 郭浩 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司