CN109473331A - 腔室屏蔽装置和半导体处理腔室 - Google Patents

腔室屏蔽装置和半导体处理腔室 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种腔室屏蔽装置和半导体处理腔室，腔室屏蔽装置包括依次拼接的上屏蔽板、侧屏蔽板和下屏蔽板，上屏蔽板与侧屏蔽板通过第一导体电连接，侧屏蔽板和下屏蔽板通过导电组件电连接。该腔室屏蔽装置的上屏蔽板、侧屏蔽板和下屏蔽板的电位相等，能够防止屏蔽板发生表面放电现象，避免屏蔽板表面留下打火痕迹，避免腔室内颗粒度超标。

Description

腔室屏蔽装置和半导体处理腔室
技术领域
本发明涉及半导体制造设备领域，具体涉及一种腔室屏蔽装置和半导体处理腔室。
背景技术
等离子体设备广泛应用于半导体、太阳能电池、平板显示等产品的制造工艺中。目前的制造工艺中所使用的等离子体设备主要基于直流放电、电容耦合等离子体(CCP)、电感耦合等离子体(ICP)以及电子回旋共振等离子体(ECR)等几类。这些类型的等离子体被广泛应用于物理气相沉积(PVD)、等离子体刻蚀以及等离子体化学气相沉积(CVD)等。
在PVD工艺设备中，特别是对于集成电路、硅穿孔、封装制造工艺，需要实施预清洗工艺。预清洗工艺作为PVD工艺的一部分，其目的是为了在沉积金属膜之前，清除晶圆表面的污染物或沟槽和穿孔底部的残余物。预清洗工艺会明显提升后续步骤所沉积膜的附着力、改善芯片的电气性能和可靠性。预清洗工艺之后的下一步骤就是通过溅射来沉积金属膜。一般的预清洗工艺是将气体(如氩气、氦气等)激发为等离子体，利用等离子体的化学反应和物理轰击作用，对晶圆或工件进行去杂质的处理。
图1显示现有技术的用于进行预清洗工艺的预清洗腔室的示意图。预清洗腔室的内壁上分别设置上盖屏蔽板101、法拉第屏蔽板102和下屏蔽板105，其中下屏蔽板105设于基座104上方，预清洗腔室外、真空腔室与预清洗腔室之间设有真空腔室转接件103。预清洗腔室内部是产生等离子体的区域，三个屏蔽板对该区域进行屏蔽，防止刻蚀产生的副产物污染腔室的侧壁。三个屏蔽板可定期进行清洗。
在图1所示的预清洗腔室中，法拉第屏蔽板102和下屏蔽板105之间通过多个零件连接，不同零件的材质不同，导电率也不同，使得在射频等离子体环境中法拉第屏蔽板102和下屏蔽板105的电位不同，需要平衡表面电荷，从而在法拉第屏蔽板102表面出现表面放电现象。放电过程中产生高温，该高温可超过法拉第屏蔽板102的熔点，因此打火后在屏蔽板上留下打火痕迹。类似的，上盖屏蔽板101和下屏蔽板105之间也存在电位差，打火后会在上盖屏蔽板101上留下打火痕迹。此外，表面放电过程还会造成预清洗腔室内颗粒度超标。
因此，希望开发一种避免屏蔽板表面放电现象的屏蔽装置。
发明内容
本发明的目的是克服现有预清洗腔室屏蔽装置出现的表面放电现象。
为了实现上述目的，本发明的一方面提出一种腔室屏蔽装置，包括依次拼接的上屏蔽板、侧屏蔽板和下屏蔽板，所述上屏蔽板与所述侧屏蔽板通过第一导体电连接，所述侧屏蔽板和下屏蔽板通过导电组件电连接。
优选地，所述导电组件为设置于所述侧屏蔽板和下屏蔽板之间的第二导体。
优选地，所述第一导体和/或第二导体为螺旋管型簧片。
优选地，所述第一导体和第二导体的材料分别独立地选自铍铜、铜、不锈钢、铝和钛。
优选地，所述导电组件包括依次电连接的柔性导电带、导电固定件和簧片。
优选地，所述腔室外部设有真空腔室转接件，所述导电固定件设于所述真空腔室转接件上。
优选地，所述柔性导电带的一端固定于所述导电固定件上，所述柔性导电带的另一端与所述下屏蔽板电连接；所述簧片固定于所述导电固定件上并与所述侧屏蔽板电连接。
优选地，所述簧片、所述导电固定件和所述柔性导电带的材料分别独立地选自铍铜、铜、不锈钢、铝和钛。
优选地，所述下屏蔽板接地。
本发明另一方面提供一种半导体处理腔室，包括所述的腔室屏蔽装置。
本发明的有益效果在于上屏蔽板与侧屏蔽板通过第一导体电连接，侧屏蔽板和下屏蔽板通过导电组件电连接，使得上屏蔽板、侧屏蔽板和下屏蔽板的电位相等，从而防止屏蔽板发生表面放电现象，避免屏蔽板表面留下打火痕迹，避免腔室内颗粒度超标。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1显示现有技术的用于进行预清洗工艺的预清洗腔室的示意图；
图2显示根据本发明示例性实施例的腔室屏蔽装置的示意图；
图3显示根据本发明示例性实施例的腔室屏蔽装置的导电组件的示意图；
图4显示根据本发明示例性实施例的腔室屏蔽装置的第一导体的示意图。
附图标记说明：
101-上盖屏蔽板，102-法拉第屏蔽板，103-真空腔室转接件，104基座，105-下屏蔽板；
1-上屏蔽板，2-侧屏蔽板，3-真空腔室转接件，4-第一导体，5-下屏蔽板，6-柔性导电带，7-导电固定件，8-簧片，9-紧固件。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明示例性实施例的腔室屏蔽装置包括依次拼接的上屏蔽板、侧屏蔽板和下屏蔽板，上屏蔽板与侧屏蔽板通过第一导体电连接，侧屏蔽板和下屏蔽板通过导电组件电连接。
通过在上屏蔽板与侧屏蔽板设置第一导体，在侧屏蔽板和下屏蔽板之间设置导电组件，使得上屏蔽板、侧屏蔽板和下屏蔽板彼此电连接，从而电位相等，可以克服屏蔽板表面打火现象，进而避免屏蔽板表面留下打火痕迹，也可以避免腔室内颗粒度超标。
在一个示例中，导电组件为设置于侧屏蔽板和下屏蔽板之间的第二导体。
在侧屏蔽板和下屏蔽板之间设置第二导体，使得侧屏蔽板和下屏蔽板通过第二导体直接电连接，从而电位相等。
在一个示例中，第一导体和/或第二导体为螺旋管型簧片。
为了保证第一导体与上屏蔽板、侧屏蔽板接触良好，第一导体可以为螺旋管型簧片。类似的，为了保证第二导体与侧屏蔽板、下屏蔽板接触良好，第二导体可以为螺旋管型簧片。
在一个示例中，第一导体和第二导体的材料分别独立地选自铍铜、铜、不锈钢、铝和钛。
为了保证第一导体、第二导体具有良好的导电性，第一导体和第二导体的材料可以分别独立地选自铍铜、铜、不锈钢、铝和钛。最优选地，第一导体和第二导体均为螺旋管型铍铜簧片。
在一个示例中，导电组件包括依次电连接的柔性导电带、导电固定件和簧片。
受到真空腔室内壁的限制，侧屏蔽板和下屏蔽板之间的安装空间通常较小，不利于在侧屏蔽板和下屏蔽板之间安装第二导体。因此，通过依次电连接的柔性导电带、导电固定件和簧片将侧屏蔽板和下屏蔽板间接连接，从而避免直接在侧屏蔽板和下屏蔽板之间安装第二导体，提高安装便利性。
在一个示例中，腔室外部设有真空腔室转接件，导电固定件设于真空腔室转接件上。
腔室屏蔽装置一般设于半导体处理腔室内，例如物理气相沉积设备的预清洗腔室。预清洗腔室通常为真空腔室。真空腔室转接件用于对真空腔室进行密封。在现有设备中，真空腔室转接件通常靠近侧屏蔽板和下屏蔽板，因此，导电固定件可设于真空腔室转接件上，真空腔室转接件可以起到固定支撑作用。
在一个示例中，柔性导电带的一端通过紧固件固定于导电固定件上。例如，柔性导电带的一端通过螺钉固定于导电固定件上。螺钉可由铜制成，为了增加导电性及抗氧化性，可在表面先镀银再镀金。柔性导电带的另一端也通过螺钉固定至下屏蔽板。
在一个示例中，簧片通过紧固件固定于导电固定件上。例如，簧片通过螺钉固定于导电固定件上，类似的，螺钉可由铜制成，为了增加导电性及抗氧化性，可在表面先镀银再镀金。簧片与侧屏蔽板电连接。
在一个示例中，簧片、导电固定件和柔性导电带的材料分别独立地选自铍铜、铜、不锈钢、铝和钛，以保证其具有良好的导电性。优选地，为了增加导电性及抗氧化性，柔性导电带的表面先镀银再镀金。
在一个示例中，螺钉的规格为M4，其紧固力矩不小于2N*m。
在一个示例中，下屏蔽板接地，上屏蔽板、侧屏蔽板和下屏蔽板的电位相等。
本发明示例性实施例还提供一种半导体处理腔室，包括所述的腔室屏蔽装置。
实施例
图2显示根据本发明示例性实施例的腔室屏蔽装置的示意图，图3显示根据本发明示例性实施例的腔室屏蔽装置的导电组件的示意图，图4显示根据本发明示例性实施例的腔室屏蔽装置的第一导体的示意图。
如图2-4所示，腔室屏蔽装置包括依次拼接的上屏蔽板1、侧屏蔽板2和下屏蔽板5，上屏蔽板1与侧屏蔽板2通过第一导体4电连接，侧屏蔽板2和下屏蔽板5通过导电组件电连接。
上屏蔽板1、侧屏蔽板2和下屏蔽板5拼接形成的区域是等离子体产生区域，上屏蔽板1、侧屏蔽板2和下屏蔽板5用于屏蔽该区域内的等离子体，防止刻蚀产生的副产物污染腔室的侧壁。上屏蔽板1、侧屏蔽板2和下屏蔽板5可定期清洗。
第一导体4为螺旋管型铍铜簧片，导电组件包括依次电连接的柔性导电带6、导电固定件7和簧片8。其中，柔性导电带6为铜带，厚度为0.2mm，导电固定件7的材料为铜，其表面先镀银再镀金，簧片8为铍铜簧片。
簧片8通过螺钉(未示出)固定于导电固定件7上，从而簧片可与侧屏蔽板2弹性接触；柔性导电带6的两端分别通过螺钉(未示出)固定于导电固定件7和下屏蔽板5上；下屏蔽板5接地。通过这种方式使侧屏蔽板2和下屏蔽板5的电位相等。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种腔室屏蔽装置，包括依次拼接的上屏蔽板、侧屏蔽板和下屏蔽板，其特征在于，所述上屏蔽板与所述侧屏蔽板通过第一导体电连接，所述侧屏蔽板和下屏蔽板通过导电组件电连接。
2.根据权利要求1所述的腔室屏蔽装置，其特征在于，所述导电组件为设置于所述侧屏蔽板和下屏蔽板之间的第二导体。
3.根据权利要求2所述的腔室屏蔽装置，其特征在于，所述第一导体和/或第二导体为螺旋管型簧片。
4.根据权利要求2所述的腔室屏蔽装置，其特征在于，所述第一导体和第二导体的材料分别独立地选自铍铜、铜、不锈钢、铝和钛。
5.根据权利要求1所述的腔室屏蔽装置，其特征在于，所述导电组件包括依次电连接的柔性导电带、导电固定件和簧片。
6.根据权利要求5所述的腔室屏蔽装置，其特征在于，所述腔室外部设有真空腔室转接件，所述导电固定件设于所述真空腔室转接件上。
7.根据权利要求5或6所述的腔室屏蔽装置，其特征在于，所述柔性导电带的一端固定于所述导电固定件上，所述柔性导电带的另一端与所述下屏蔽板电连接；所述簧片固定于所述导电固定件上并与所述侧屏蔽板电连接。
8.根据权利要求5所述的腔室屏蔽装置，其特征在于，所述簧片、所述导电固定件和所述柔性导电带的材料分别独立地选自铍铜、铜、不锈钢、铝和钛。
9.根据权利要求1所述的腔室屏蔽装置，其特征在于，所述下屏蔽板接地。
10.一种半导体处理腔室，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的腔室屏蔽装置。
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