CN102465260A - 腔室组件及应用该腔室组件的半导体处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种腔室组件，包括：腔室主体，所述腔室主体内限定有处理腔室；屏蔽部件，所述屏蔽部件设置在所述处理腔室内；和屏蔽冷却单元，所述屏蔽冷却单元至少设置在所述腔室主体的一端且与所述屏蔽部件接触，用于冷却所述屏蔽部件。根据本发明的腔室组件，通过单独设置屏蔽冷却单元对屏蔽部件进行冷却，因此屏蔽冷却单元可以单独制造，拆装，因此在拆装、更换时屏蔽冷却单元与屏蔽部件之间不会相互影响，从而频繁更换屏蔽部件时无需更换屏蔽冷却单元，降低了成本。本发明还公开一种具有上述腔室组件的半导体处理设备。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种腔室组件及其应用该腔室组件的半导体处理设备。
背景技术
随着半导体制备工艺的不断发展，物理气相沉积(PVD)设备或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备等需要进行冷却处理的设备广泛用于当今的半导体、太阳能电池、平板显示等制作工艺。物理气相沉积设备或等离子体增强化学气相沉积设备通常包括多个腔室组件。
半导体处理设备的腔室组件限定的腔室内通常设有屏蔽部件，现有的屏蔽部件通常使用铜、铝等导体制成。在工艺过程中，由于涡流和离子轰击的影响，在屏蔽部件上会产生较大的热量。为使工艺过程更加稳定，需考虑对屏蔽部件进行必要的冷却。
目前存在一种屏蔽部件，在该屏蔽部件中，采用在屏蔽部件中加入水循环以对该屏蔽部件进行冷却。如图1和图2所示，在屏蔽部件的上端和下端均形成有环形的水路通道61’、64’，水路通道61’、64’通过竖直通道63’、65’连接。其中，62’、66’分别为进水口和出水口。但是，采用上述现有的屏蔽冷却装置存在如下缺点：
1)设计复杂，加工成本高、周期长；
2)屏蔽部件放置于腔室中，一旦漏水会造成比较严重的设备故障，降低了设备的可靠性；以及
3)由于屏蔽部件中存在水循环，维护时不易拆装，降低了设备的可维护性。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种腔室组件，该腔室组件在保证屏蔽部件冷却效果的基础上，降低了屏蔽部件的设计复杂度，提高了设备的可靠性且便于拆装。
本发明的另一目的在于提出一种具有上述腔室组件的半导体处理设备。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种腔室组件，所述腔室组件包括：腔室主体，所述腔室主体内限定有处理腔室；屏蔽部件，所述屏蔽部件设置在所述处理腔室内；和屏蔽冷却单元，所述屏蔽冷却单元至少设置在所述腔室主体的一端且与所述屏蔽部件接触，用于冷却所述屏蔽部件。
根据本发明实施例的腔室组件，通过设置独立于冷却屏蔽部件的屏蔽冷却单元，可以对屏蔽部件进行冷却，并且腔室组件的结构简单且制作成本低，并且便于拆装进而提高腔室组件的可维护性以及可靠性。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽冷却单元内形成有冷却通道，且所述冷却通道具有冷却介质入口和冷却介质出口。由此，通过在屏蔽冷却单元中设置可容许冷却介质循环流动的冷却通道，以冷却屏蔽部件。
在本发明的一个实施例中所述屏蔽冷却单元和所述屏蔽部件之间设置有热传导部件。由此，可以通过热传导部件经由屏蔽冷却单元中冷却剂或者冷却介质进一步冷却屏蔽部件。
在本发明的一个实施例中，所述热传导部件为陶瓷环。由此，热传导部件采用陶瓷环形式，更利于将冷能传导至屏蔽部件，以冷却屏蔽部件。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽冷却单元包括：第一屏蔽冷却单元，所述第一屏蔽冷却单元设置在所述腔室主体的上端；和第二屏蔽冷却单元，所述第二屏蔽冷却单元设置在所述腔室主体的下端。由此，在屏蔽部件的上端和下端分别设有屏蔽冷却单元，可更高效的冷却屏蔽部件。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽冷却单元包括：第一屏蔽冷却单元，所述第一屏蔽冷却单元设置在所述腔室主体的上端。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽部件包括：第一竖直部，所述第一竖直部设置在所述处理腔室内且邻近所述腔室主体的内周壁；和第一凸缘，所述第一凸缘从所述第一竖直部的上端水平地向外凸出到所述腔室主体的上端面上方。由此，屏蔽部件挡住处理腔室的周向侧壁的外侧，从而避免了等离子体在处理腔室的周向侧壁上的沉积。
在本发明的一个实施例中，所述第一屏蔽冷却单元内形成有第一冷却通道，且所述第一冷却通道具有第一冷却介质入口和第一冷却介质出口。由此，通过在第一屏蔽冷却单元中设置可容纳冷却剂循环流动的第一冷却通道，以冷却屏蔽部件。
在本发明的一个实施例中，所述第一屏蔽冷却单元包括：第二竖直部，所述第二竖直部；以及第二凸缘，所述第二凸缘从所述第二竖直部的下端水平地向内凸出以与所述第一凸缘相对且相互接触。由此，第一屏蔽冷却单元的第二凸缘可防止等离子体沉积在处理腔室的周向侧壁的一部分上。
在本发明的一个实施例中，所述第二凸缘和所述第一凸缘之间设置有第一热传导部件。由此，第一屏蔽冷却单元中冷却剂或者冷却介质可通过第一热传导部件进一步加强对屏蔽部件进行冷却。
在本发明的一个实施例中，所述第一热传导部件为陶瓷环。由此，第一热传导部件采用陶瓷环形式，更利于强化冷却屏蔽部件。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽冷却单元包括第二屏蔽冷却单元，所述第二屏蔽冷却单元设置在所述腔室主体的下端。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽部件包括：第一竖直部，所所述第一竖直部设置在所述处理腔室内且邻近所述腔室主体的内周壁；以及第三凸缘，所述第三凸缘从所述第一竖直部的下端水平地向内凸出。由此，屏蔽部件可以挡住处理腔室的周向侧壁的外侧，从而避免了等离子体沉积在处理腔室的周向侧壁上。
在本发明的一个实施例中，所述第二屏蔽冷却单元内形成有第二冷却通道，所述第二冷却通道具有第二冷却介质入口和第二冷却介质出口。由此，通过在第二屏蔽冷却单元中设置可容纳冷却剂或者冷却介质循环流动的第二冷却通道，以冷却屏蔽部件。
在本发明的一个实施例中，所述第二屏蔽冷却单元和所述第三凸缘之间进一步设置有第二热传导部件。由此，可以通过第二屏蔽冷却单元中的冷却介质经由第二热传导部件进一步加强对屏蔽部件的冷却。
在本发明的一个实施例中，所述第二热传导部件为陶瓷环。由此，第二热传导部件采用陶瓷环形式，更利于强化冷却屏蔽部件。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽部件进一步包括第三竖直部，所述第三竖直部从第三凸缘的内沿竖直向下延伸，用于挡住所述第二热传导部件。由此，通过屏蔽部件的第三凸缘可以阻挡等离子体在第二热传导部件的内侧面的沉积。
在本发明的一个实施例中，所述屏蔽部件为法拉第屏蔽部件。
本发明第二方面的实施例提出一种半导体处理设备，包括根据本发明第一方面实施例所述的腔室组件。
在本发明的一些具体实施例中，所述半导体处理设备为物理气相沉积设备或等离子体增强化学气相沉积设备，其中所述腔室组件可以用作溅射腔室组件和/或预清洗腔室组件。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为现有的法拉第屏蔽部件的立体示意图；
图2为图1中所示的法拉第屏蔽部件的部分立体示意图；
图3为根据本发明的一个实施例腔室组件的结构示意图；
图4为图3中所示的屏蔽部件的立体示意图；
图5为根据本发明另一个实施例的腔室组件的结构示意图，其中所述腔室组件用作物理气相沉积设备的溅射腔室组件；
图6为根据本发明再一个实施例的腔室组件的结构示意图，其中所述腔室组件用作物理气相沉积设备的溅射腔室组件；以及
图7为利用根据本发明实施例的腔室组件用作物理气相沉积设备的溅射腔室组件进行磁控溅射的工艺流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的腔室组件。
如图3和4所示，根据本发明一个实施例的腔室组件100包括腔室主体4、屏蔽部件6和屏蔽冷却单元。在腔室主体4内限定有处理腔室111，屏蔽部件6设置在处理腔室111内。屏蔽冷却单元至少设置在腔室主体4的一端且与屏蔽部件6接触，以冷却屏蔽部件6。在本发明的一个实施例中，腔室主体4可以为陶瓷桶。
根据本发明的腔室组件100，通过独立于屏蔽部件设置的屏蔽冷却单元对屏蔽部件进行冷却，屏蔽冷却单元可以单独制造，拆装，因此在拆装、更换时屏蔽冷却单元与屏蔽部件之间不会相互影响，从而频繁更换屏蔽部件时无需更换屏蔽冷却单元，降低了成本。由此，根据本发明实施例的腔室组件100制作成本低，便于拆装，进而可以提高腔室组件的可维护性以及可靠性。
在本发明的一个示例中，屏蔽部件6可以为法拉第屏蔽冷却部件。更具体而言，在屏蔽冷却单元的内部形成有冷却通道，该冷却通道具有冷却介质入口和冷却介质出口。冷却介质可以从冷却介质入口流入到冷却通道并在冷却通道内循环流动以对屏蔽部件6进行冷却，冷却介质可以从冷却介质出口流出。
在本发明的一些实施例中，在屏蔽冷却单元和屏蔽部件6之间可以设有热传导部件，从而可以进一步加强对屏蔽部件6的冷却。在本发明的一个具体示例中，热传导部件可以为陶瓷环。
如图3所示，在本发明的一些具体示例中，屏蔽冷却单元包括第一屏蔽冷却单元120a，第一屏蔽冷却单元120a设置在腔室主体4的上端。屏蔽部件6与腔室主体4的内周壁相邻设置，第一屏蔽冷却单元120a与屏蔽部件6接触以对屏蔽部件进行冷却。
如图3和4所示，在本发明的一个具体示例中，屏蔽部件6包括第一竖直部61和第一凸缘62，第一竖直部61设置在处理腔室111内且邻近腔室主体4的内周壁上，第一凸缘62从第一竖直部61的上端水平地沿径向向外凸出到腔室主体4的上端面上方。在陶瓷桶4的下方设置有第二转接法兰9。在本发明的一些实施例中，第一屏蔽冷却单元120a可形成为台阶状，包括第二竖直部81和第二凸缘82。其中，第二竖直部81与靶1相连接，从而可支撑并固定靶1。第二凸缘82从第二竖直部81水平地沿径向向内凸出以与第一凸缘62上下相对且彼此接触。在第一屏蔽冷却单元120a的内部形成有第一冷却通道12a。第一冷却通道12a具有第一冷却介质入口和第一冷却介质出口。冷却介质可以从第一冷却介质入口流入第一冷却通道12a，在第一冷却通道12a中循环流动，然后从第一冷却介质出口流出。由于第一屏蔽冷却单元120a的第二凸缘82与屏蔽部件6的第一凸缘62接触，从而冷却介质可以将屏蔽部件6的热量带走，达到冷却屏蔽部件6的目的。换言之，在本发明的上述实施例中，第一屏蔽冷却单元120a为转接法兰的形式。
为了更好地利用冷却介质冷却屏蔽部件6，可在第一屏蔽冷却单元120a的第二凸缘82和第一凸缘62之间设置第一热传导部件11a。其中，第一凸缘62、第一热传导部件11a和第一屏蔽冷却单元120a之间紧密接触，从而第一屏蔽冷却单元120a、第一热传导部件11a和屏蔽部件6之间具有充分的导热面积，从而可更高效地冷却屏蔽部件6。在本发明的一个示例中，第一热传导部件11a可为陶瓷环。当然本领域的技术人员可以理解的是，第一热传导部件11a也可由其他材料制成，只要满足将冷却介质的冷却能力更好地传递给屏蔽部件6，即落入本发明的保护范围。
在本发明的实施例中，屏蔽部件6的第一竖直部61邻接陶瓷桶4的内周壁面，且第一凸缘62设置在第一热传导部件11a的上表面上，从而使工艺过程中的等离子体不会沉积在第一热传导部件11a的上表面及陶瓷桶4的内周壁面上，进而对第一热传导部件11a和陶瓷桶4起到保护作用。
根据本发明实施例的腔室组件100可以用作半导体处理设备例如物理气相沉积设备的溅射腔室组件。
图5-6示出了根据本发明实施例的腔室组件100用作物理气相沉积设备的溅射腔室组件的示例，在用作溅射腔室组件的示例中，在处理腔室111的上方设置有靶1，与靶1连接的设置有电源3，通过该电源3可以向靶1施加例如负压的电压。在本发明的一个示例中，电源3可为直流电源。当然本领域的技术人员可以理解的是，电源3还可为其他形式的电源，如脉冲电源，从而提供极性例如为负的脉冲信号，从而将处理腔室111中的惰性气体电离为等离子体。在靶1的上表面上设置有磁控管2，磁控管2可以向处理腔室111中提供磁场。在靶1的下方设置限定出处理腔室111的腔室主体4，例如，腔室主体可以为陶瓷桶。屏蔽部件6设置在陶瓷桶4的内周侧上，屏蔽冷却单元至少设置在陶瓷桶4的一端，且与屏蔽部件6连接，以冷却屏蔽部件6。在陶瓷桶4的外周侧设置有射频线圈5，用于控制金属离子运动的电磁场。与射频线圈5相连的设置有射频电源7，以将射频信号加载到射频线圈5上，射频线圈5在射频信号的激励下产生电磁场。在处理腔室111的下方且与靶1相对的位置设置有静电卡盘10，静电卡盘10可以支撑设置在静电卡盘10上表面上的晶片。需要理解的是，根据本发明实施例的腔室组件100用作物理气相沉积设备的溅射腔室组件时的其他构件和操作对于本领域的普通技术人员而言是已知的，这里不再赘述。
下面将参考图5以用作物理气相沉积设备的溅射腔室组件为例描述根据本发明一个实施例的腔室组件100。
如图5所示，在用作物理气相沉积设备的溅射腔室组件的腔室组件100中，屏蔽冷却单元包括第二屏蔽冷却单元120b，第二屏蔽冷却单元120b设置在陶瓷桶4的下端。屏蔽部件6与陶瓷筒4的内周壁相邻设置并与第二屏蔽冷却单元120b接触。其中屏蔽部件6包括第一竖直部61和第三凸缘63，第一竖直部设置在处理腔室111内且邻近陶瓷桶4的内周壁，第三凸缘63从第一竖直部61的下端水平地沿径向向内凸出以与第二屏蔽冷却单元120b接触。在陶瓷桶4的上方设置有第一转接法兰8。通过第一转接法兰8可支撑并固定靶1。
第二屏蔽冷却单元120b的内部形成有第二冷却通道12b。第二冷却通道12b具有第二冷却介质入口和第二冷却介质出口。冷却介质可从第二冷却介质入口流入到第二冷却通道12b中循环流动，从而冷却屏蔽部件6。冷却介质从第二冷却介质出口流出。由于第二屏蔽冷却单元120b与屏蔽部件6的第三凸缘63接触，从而达到冷却屏蔽部件6的目的。在上述实施例中，第二屏蔽冷却单元120b为转接法兰的形式。
为了更好地利用冷却介质冷却屏蔽部件6，可在第二屏蔽冷却单元120b和屏蔽部件6的第三凸缘63之间设置第二热传导部件11b。其中，第三凸缘63、第二热传导部件11b和第二屏蔽冷却单元120b之间紧密接触，从而第二屏蔽冷却单元120b、第二热传导部件11b和屏蔽部件6之间具有充分的导热面积，可更高效冷却屏蔽部件6。在本发明的一个示例中，第二热传导部件11b为陶瓷环。当然本领域的技术人员可以理解的是，第二热传导部件11b也可由其他材料制成，只要满足将冷却介质提供的冷能传递给屏蔽部件6的功能，即落入本发明的保护范围。
在此实施例中，屏蔽部件6的第一竖直部61邻接陶瓷桶4的内周壁，且第三凸缘63设置在第二热传导部件11b的上表面上，从而使工艺过程中的等离子体不会沉积在第二热传导部件11b的上表面及陶瓷桶4的内周壁上，进而对第二热传导部件11b和陶瓷桶4起到保护作用。此外，为了进一步避免等离子体在第二热传导部件11b的内侧面上沉积，屏蔽部件6可进一步包括第三竖直部64，该第三竖直部64从第三凸缘63的内沿竖直向下延伸，从而挡住第二热传导部件11b的内侧面，由此对第二热传导部件11b进一步起到保护作用。在第二屏蔽冷却单元120b的下方设置有支撑部件13，用于支撑并固定位于其上方的各个部件。
需要说明的是，在图3所述的实施例中，在腔室主体4上端设置了第一屏蔽冷却单元120a，而下端设置了第二转接法兰9，在图5所示的实施例中，在腔室主体4下端设置了第二屏蔽冷却单元120b，而上端设置了第一转接法兰8。对于本领域的普通技术人员可以理解，第一屏蔽冷却单元120a可以通过在第一转接法兰8内加工出冷却通道形成，而第二屏蔽冷却单元120b可以通过在第二转接法兰9内加工出冷却通道形成。因此，根据本发明的实施例，第一屏蔽冷却单元120a和第二屏蔽冷却单元120b同时起到了支撑的作用。
下面参考图6描述用作半导体处理设备例如物理气相沉积设备的溅射腔室组件的根据本发明实施例的腔室组件100的另一实施例。如图6所示，屏蔽冷却单元包括第一屏蔽冷却单元120a和第二屏蔽冷却单元120b，其中第一屏蔽冷却单元120a设置在陶瓷桶4的上端，第二屏蔽冷却单元120b设置腔室主体4的下端。屏蔽部件6与陶瓷桶4的内周壁相邻设置且屏蔽部件6的上端和下端分别与第一屏蔽冷却单元120a和第二屏蔽冷却单元120b接触。其中屏蔽部件6包括第一竖直部61、第一凸缘62和第三凸缘63，第一竖直部61设置在处理腔室111内且邻近陶瓷桶4的内周壁，第一凸缘62从第一竖直部61的上端向外凸出到腔室主体4的上端面上方。第三凸缘63从第一竖直部61的下端向内凸出。
第一屏蔽冷却单元120a可形成为台阶状，包括第二竖直部81和第二凸缘82。其中，第二竖直部81与靶1相接触，从而可支撑并固定靶1。第二凸缘82从第二竖直部81的下端水平地向内凸出以与第一凸缘62相对且相互接触。第二屏蔽冷却单元120b分别与陶瓷桶4及屏蔽部件6的第三凸缘63相连接。
在第一屏蔽冷却单元120a的内部形成有第一冷却通道12a，在第二屏蔽冷却单元120b的内部形成有第二冷却通道12b，在第一冷却通道12a和第二冷却通道12b可以通入冷却介质。第一冷却通道12a具有第一冷却介质入口和第一冷却介质出口。第二冷却通道12b具有第二冷却介质入口和第二冷却介质出口。冷却介质可通过第一冷却介质入口和第二冷却介质入口分别进入第一冷却通道12a和第二冷却通道12b，在第一冷却通道12a和第二冷却通道12b中循环流动。冷却介质可通过第一冷却介质出口和第二冷却介质出口流出。由于第一屏蔽冷却单元120a的第二凸缘82与屏蔽部件6的第一凸缘62接触，第二屏蔽冷却单元120b与屏蔽部件6的第三凸缘63接触，从而达到冷却屏蔽部件6的目的。由于在陶瓷桶4的上端和下端分别设置了第一屏蔽冷却单元120a和第二屏蔽冷却单元120b，从而可以增强冷却效果。为了更好地利用冷却介质冷却屏蔽部件6，可在第一屏蔽冷却单元120a的第二凸缘82和第一凸缘62之间设置第一热传导部件11a，在第二屏蔽冷却单元120b和屏蔽部件6的第三凸缘63之间设置第二热传导部件11b。其中，第一凸缘62、第一热传导部件11a和第一屏蔽冷却单元120a之间紧密接触，从而第一屏蔽冷却单元120a第一热传导部件11a和屏蔽部件6之间具有充分的导热面积，可更高效地冷却屏蔽部件6。第三凸缘63、第二热传导部件11b和第二屏蔽冷却单元120b之间紧密接触，从而第二屏蔽冷却单元120b、第二热传导部件11b和屏蔽部件6之间具有充分的导热面积，可更高效地冷却屏蔽部件6。其中，第一热传导部件11a和第二热传导部件11b为陶瓷环。当然本领域的技术人员可以理解的是，第一热传导部件11a和第二热传导部件11b也可由其他材料制成，只要满足将冷却介质提供的冷能传递给屏蔽部件6的功能就可以。
在本发明的实施例中，屏蔽部件6的第一竖直部61邻接陶瓷桶4的内周壁，且第一凸缘62压在第一热传导部件11a的上表面，第三凸缘63压在第二热传导部件11b的上表面，从而使工艺过程中的等离子体不会沉积在第一热传导部件11a的上表面、第二热传导部件11b的上表面及陶瓷桶4的内周壁上，进而对第一热传导部件11a、第二热传导部件11b和陶瓷桶4起到保护作用。此外，为了进一步避免等离子体在第二热传导部件11b的内侧面上沉积，屏蔽部件6进一步包括第三竖直部64，该第三竖直部64与第三凸缘63相连接，从而挡住第二热传导部件11b的内侧面，从而对第二热传导部件11b进一步起到保护作用。
在第二屏蔽冷却单元120b的下方设置有支撑部件13，通过该支撑部件13可支撑并固定位于其上方的各个部件。
在上述实施例中，第一冷却通道12a和第二冷却通道11a中的冷却介质可为水。当然本领域的人员可以理解的是，冷却介质也可为其他具有冷却功能的介质。
如上所述，根据本发明实施例的腔室组件100，可以用作半导体处理设备例如物理气相沉积设备的溅射腔室组件，但并发明并不限于此，例如也可以用作半导体处理设备例如物理气相沉积设备的预清洗腔室组件。
下面参考图7描述利用根据本发明一个实施例的腔室组件进行磁控溅射的工艺流程，包括如下步骤：
S101：将晶片放置在与靶相对的静电卡盘上；
S102：将电压信号施加至靶，且靶被进行金属离化以获得金属离子；和
S103：金属离子在电磁场的控制下沉积到所述晶片的表面上。
根据本发明实施例的采用上述溅射腔室组件进行磁控溅射的方法，在实现对晶片处理的同时，对屏蔽部件进行冷却，提高了物理气相沉积设备的可靠性，可提高晶片的处理效率。
下面结合图5至图7对磁控溅射工艺的具体步骤进行简单说明。
首先将晶片放置在与靶1相对的静电卡盘10上。如图5所示，电源3的正极端接公共地，负极端接靶1，从而向靶1施加负压。其中，电源3可为直流电源。在负压的作用下，将处理腔室111中的惰性气体电离成等离子体。其中，惰性气体可为氩气。在磁控管2提供的磁场的作用下，等离子体轰击靶1，以使靶被溅射产生金属离子。射频线圈5在射频电源7的激励下产生电磁场，进而将其附近的惰性气体电离为等离子体。这些等离子体在射频线圈5提供的电磁场的控制下与金属离子碰撞，从而使金属离子在射频线圈5提供的电磁场的控制下沉积到晶片的表面上。
为了使等离子体及金属离子不发生外溅，在沉积腔室的周围设置有屏蔽部件。在工艺过程中，由于涡流和离子的轰击的影响，在屏蔽部件上会产生较大的热量。通过利用上述物理气相沉积设备中的屏蔽冷却单元，从而在上述磁控溅射方法中通入冷却介质以很好地冷却该屏蔽部件，从而提供工艺的稳定性及晶片的处理效率。
根据本发明实施例的半导体处理设备包括上述腔室组件100，如上所述，根据本发明实施例的半导体处理设备可以为物理气相沉积设备或等离子体增强化学气相沉积设备，其中腔室组件100可以用作溅射腔室组件，也可以用作预清洗腔室组件。
根据本发明的半导体处理设备，通过设置可以冷却屏蔽部件的单独的屏蔽冷却单元对屏蔽部件进行冷却。在对屏蔽部件冷却的基础上，半导体处理设备的结构简单且制作成本低，并且便于拆装，进而可以提高半导体处理设备的可维护性以及可靠性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (20)
1.一种腔室组件，其特征在于，包括：
腔室主体，所述腔室主体内限定有处理腔室；
屏蔽部件，所述屏蔽部件设置在所述处理腔室内；和
屏蔽冷却单元，所述屏蔽冷却单元至少设置在所述腔室主体的一端且与所述屏蔽部件接触，用于冷却所述屏蔽部件。
2.如权利要求1所述腔室组件，其特征在于，所述屏蔽冷却单元内形成有冷却通道，且所述冷却通道具有冷却介质入口和冷却介质出口。
3.如权利要求2所述的腔室组件，其特征在于，所述屏蔽冷却单元和所述屏蔽部件之间设置有热传导部件。
4.如权利要求3所述的腔室组件，其特征在于，所述热传导部件为陶瓷环。
5.如权利要求1所述的腔室组件，所述屏蔽冷却单元包括：
第一屏蔽冷却单元，所述第一屏蔽冷却单元设置在所述腔室主体的上端；和
第二屏蔽冷却单元，所述第二屏蔽冷却单元设置在所述腔室主体的下端。
6.如权利要求1所述的腔室组件，所述屏蔽冷却单元包括：
第一屏蔽冷却单元，所述第一屏蔽冷却单元设置在所述腔室主体的上端。
7.如权利要求6所述的腔室组件，其特征在于，所述屏蔽部件包括：
第一竖直部，所述第一竖直部设置在所述处理腔室内且邻近所述腔室主体的内周壁；和
第一凸缘，所述第一凸缘从所述第一竖直部的上端水平地向外凸出到所述腔室主体的上端面上方。
8.如权利要求7所述的腔室组件，其特征在于，所述第一屏蔽冷却单元内形成有第一冷却通道，且所述第一冷却通道具有第一冷却介质入口和第一冷却介质出口。
9.如权利要求8所述的腔室组件，其特征在于，所述第一屏蔽冷却单元包括：
第二竖直部；以及
第二凸缘，所述第二凸缘从所述第二竖直部的下端水平地向内凸出以与所述第一凸缘相对且相互接触。
10.如权利要求9所述的腔室组件，其特征在于，所述第二凸缘和所述第一凸缘之间设置有第一热传导部件。
11.如权利要求10所述的腔室组件，其特征在于，所述第一热传导部件为陶瓷环。
12.如权利要求1所述的腔室组件，其特征在于，所述屏蔽冷却单元包括第二屏蔽冷却单元，所述第二屏蔽冷却单元设置在所述腔室主体的下端。
13.如权利要求12所述的腔室组件，其特征在于，所述屏蔽部件包括：
第一竖直部，所述第一竖直部设置在所述处理腔室内且邻近所述腔室主体的内周壁；和
第三凸缘，所述第三凸缘从所述第一竖直部的下端水平地向内凸出且与所述第二屏蔽冷却单元接触。
14.如权利要求13所述的腔室组件，其特征在于，所述第二屏蔽冷却单元内形成有第二冷却通道，所述第二冷却通道具有第二冷却介质入口和第二冷却介质出口。
15.如权利要求14所述的腔室组件，其特征在于，所述第二屏蔽冷却单元和所述第三凸缘之间设有第二热传导部件。
16.如权利要求15所述的腔室组件，其特征在于，所述第二热传导部件为陶瓷环。
17.如权利要求15所述的腔室组件，其特征在于，所述屏蔽部件进一步包括第三竖直部，所述第三竖直部从第三凸缘的内沿竖直向下延伸，用于挡住所述第二热传导部件。
18.如权利要求1所述的腔室组件，其特征在于，所述屏蔽部件为法拉第屏蔽部件。
19.一种半导体处理设备，其特征在于，包括如权利要求1-18中任一项所述的腔室组件。
20.如权利要求19所述的半导体处理设备，其特征在于，所述半导体处理设备为物理气相沉积设备或等离子体增强化学气相沉积设备，其中所述腔室组件为溅射腔室组件和/或预清洗腔室组件。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103820758A (zh) * | 2012-11-19 | 2014-05-28 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 物理气相沉积装置 |
| CN104593735A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-06 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种用于反应腔的屏蔽结构 |
| CN104746043A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 反应腔室及等离子体加工设备 |
| CN105789011A (zh) * | 2014-12-24 | 2016-07-20 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 感应耦合型等离子体处理装置 |
| CN109686645A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-04-26 | 大连理工大学 | 一种射频放电系统及其法拉第屏蔽结构 |
| CN110462094A (zh) * | 2017-03-24 | 2019-11-15 | 艾克斯特朗欧洲公司 | 用于在ovpd覆层设备内降低水的分压的设备和方法 |
| CN111164234A (zh) * | 2017-08-02 | 2020-05-15 | 欧瑞康表面处理解决方案股份公司普费菲孔 | 用于进行高效低温涂覆的涂覆设备 |
| CN111235535A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-05 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种溅射反应腔室的工艺组件及其溅射反应腔室 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1487118A (zh) * | 2003-08-13 | 2004-04-07 | 复旦大学 | 等离子体分解法制备类金刚石薄膜的方法及其装置 |
| US6800173B2 (en) * | 2000-12-15 | 2004-10-05 | Novellus Systems, Inc. | Variable gas conductance control for a process chamber |
| CN1723530A (zh) * | 2003-01-08 | 2006-01-18 | 东京毅力科创株式会社 | 高密度等离子体半导体处理中的冷式沉积用挡板 |
| JP4108354B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2008-06-25 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング装置 |
| CN101736301A (zh) * | 2008-11-19 | 2010-06-16 | 苏州新爱可镀膜设备有限公司 | 真空磁控镀膜室中的遮挡装置 |
| KR20100073565A (ko) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | 주식회사 동부하이텍 | 물리적 기상 증착 장치 |
-
2010
- 2010-11-17 CN CN2010105490687A patent/CN102465260A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800173B2 (en) * | 2000-12-15 | 2004-10-05 | Novellus Systems, Inc. | Variable gas conductance control for a process chamber |
| JP4108354B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2008-06-25 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング装置 |
| CN1723530A (zh) * | 2003-01-08 | 2006-01-18 | 东京毅力科创株式会社 | 高密度等离子体半导体处理中的冷式沉积用挡板 |
| CN1487118A (zh) * | 2003-08-13 | 2004-04-07 | 复旦大学 | 等离子体分解法制备类金刚石薄膜的方法及其装置 |
| CN101736301A (zh) * | 2008-11-19 | 2010-06-16 | 苏州新爱可镀膜设备有限公司 | 真空磁控镀膜室中的遮挡装置 |
| KR20100073565A (ko) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | 주식회사 동부하이텍 | 물리적 기상 증착 장치 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103820758A (zh) * | 2012-11-19 | 2014-05-28 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 物理气相沉积装置 |
| CN103820758B (zh) * | 2012-11-19 | 2016-08-31 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 物理气相沉积装置 |
| CN104593735A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-06 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种用于反应腔的屏蔽结构 |
| CN104593735B (zh) * | 2013-11-01 | 2017-10-13 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种用于反应腔的屏蔽结构 |
| CN104746043A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 反应腔室及等离子体加工设备 |
| CN104746043B (zh) * | 2013-12-31 | 2017-10-13 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 反应腔室及等离子体加工设备 |
| CN105789011A (zh) * | 2014-12-24 | 2016-07-20 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 感应耦合型等离子体处理装置 |
| CN110462094A (zh) * | 2017-03-24 | 2019-11-15 | 艾克斯特朗欧洲公司 | 用于在ovpd覆层设备内降低水的分压的设备和方法 |
| TWI863888B (zh) * | 2017-03-24 | 2024-12-01 | 德商愛思強歐洲公司 | Ｏ分壓之裝置及方法 |
| CN111164234A (zh) * | 2017-08-02 | 2020-05-15 | 欧瑞康表面处理解决方案股份公司普费菲孔 | 用于进行高效低温涂覆的涂覆设备 |
| CN111164234B (zh) * | 2017-08-02 | 2022-02-11 | 欧瑞康表面处理解决方案股份公司普费菲孔 | 用于进行高效低温涂覆的涂覆设备 |
| US11637000B2 (en) | 2017-08-02 | 2023-04-25 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon | Coating device for conducting high efficient low temperature coating |
| CN109686645A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-04-26 | 大连理工大学 | 一种射频放电系统及其法拉第屏蔽结构 |
| CN111235535A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-05 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种溅射反应腔室的工艺组件及其溅射反应腔室 |
| WO2021147724A1 (zh) * | 2020-01-22 | 2021-07-29 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 溅射反应腔室的工艺组件及溅射反应腔室 |
| CN111235535B (zh) * | 2020-01-22 | 2021-11-16 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种溅射反应腔室的工艺组件及其溅射反应腔室 |
| US11952653B2 (en) | 2020-01-22 | 2024-04-09 | Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. | Sputtering reaction chamber and process assembly of sputtering reaction chamber |
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