工艺腔室、半导体加工设备及去气和预清洗的方法技术

本发明专利技术提供的工艺腔室及半导体加工设备，其包括：加工子腔，其内设置有基座；存放子腔设置在加工子腔的一侧，具有与加工子腔相连通的通道；加热灯组件用于采用热辐射的方式加热晶片；顶针升降机构包括至少三个顶针和顶针升降装置；预清洗装置包括下电极板、上电极板、进气机构和射频电源，下电极板设置在基座上，其上表面用于承载晶片；下电极板与基座电绝缘，且与射频电源电连接；进气机构用于向加工子腔内通入工艺气体；上电极板接地，通过驱动上电极板运动，而使其位于加工子腔内与下电极板相对的第一位置处，或者位于存放子腔内的第二位置处。本发明专利技术提供的工艺腔室，其不仅可以提高简化传输过程、提高传输效率，而且有助于提高设备的产能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体加工
，具体地，涉及一种工艺腔室、半导体加工设备及去气和预清洗的方法。
技术介绍
物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，以下简称PVD)技术是微电子领域常用的加工技术，如，用于加工集成电路中的铜互连层。制作铜互连层主要包括去气、预清洗、Ta(N)沉积以及Cu沉积等步骤，其中，去气步骤是去除晶片等被加工工件上的水蒸气及其它易挥发性杂质。在实施去气步骤时，需要将晶片等被加工工件加热至300℃以上。预清洗步骤的目的是为了在沉积金属薄膜之前，清除晶片表面的污染物或沟槽和穿孔底部的残余物。在现有的技术方案中，去气步骤和预清洗步骤分别在两个独立的腔室中完成，即，去气腔室和预清洗腔室为两个独立的模块，且分别安装在不同的位置。这在实际应用中不可避免地存在以下问题：其一，需要增加传输模块的配置要求，以实现在去气腔室和预清洗腔室之间进行取放片操作，而且在两个腔室之间传输晶片，其传输过程复杂，且传输效率较低。其二，在现有的PVD系统中，去气腔室、预清洗腔室和各个金属沉积腔室等均环绕设置在传输腔室的周围。而在某些应用中，往往传输腔室的周围已没有空间再容许增加腔室，从而限制了系统的产能。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种工艺腔室、半导体加工设备及去气和预清洗的方法，其不仅可以提高简化传输过程、提高传输效率，而且有助于提高设备的产能。为实现本专利技术的目的而提供一种工艺腔室，包括：加工子腔，在所述加工子腔内设置有基座；存放子腔，设置在所述加工子腔的一侧，且具有与所述加工子腔相连通的通道；加热灯组件，设置在所述加工子腔内，且位于所述基座上方，用于采用热辐射的方式加热晶片；预清洗装置，包括下电极板、上电极板、进气机构和射频电源，其中，所述下电极板设置在所述基座上，所述下电极板的上表面用于承载晶片；所述下电极板与所述基座电绝缘，并且与所述射频电源电连接；所述进气机构用于向所述加工子腔内通入工艺气体；所述上电极板接地，并且通过驱动所述上电极板运动，而使其位于所述加工子腔内与所述下电极板相对的第一位置处，或者位于所述存放子腔内的第二位置处；顶针升降机构，包括至少三个顶针和顶针升降装置，其中，所述至少三个顶针设置在所述基座下方，且沿所述基座的周向间隔分布；所述顶针升降装置用于驱动所述至少三个顶针贯穿所述基座和所述下电极板上升或下降，以使其顶端高于或低于所述下电极板的上表面其中，所述工艺腔室还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括：旋转轴，竖直设置在所述加工子腔内，且位于所述通道所在一侧，并且所述旋转轴与所述上电极板连接；旋转电机，用于驱动所述旋转轴旋转，从而带动所述上电极板经由所述通道旋转至所述第一位置或者所述第二位置。优选的，所述旋转轴采用导电材料制作，且接地，并且所述旋转轴与所述上电极板电连接。优选的，所述旋转轴与所述上电极板通过螺纹连接实现固定和电连接。其中，所述工艺腔室还包括连杆驱动机构，所述连杆驱动机构包括：连杆，其包括固定端和伸缩端，所述固定端位于所述存放子腔内，所述伸缩端与所述上电极板连接；驱动源，用于驱动所述伸缩端相对于所述固定端经由所述通道伸出至所述第一位置，或者回缩至所述第二位置。优选的，所述连杆采用导电材料制作，且接地，并且所述连杆与所述上电极板电连接。优选的，所述连杆与所述上电极板通过螺纹连接实现固定和电连接。优选的，所述预清洗装置还包括电连接件，所述电连接件的上端与所述下电极板电连接，所述电连接件的下端竖直向下延伸至所述加工子腔之外，并与所述射频电源电连接。优选的，所述工艺腔室还包括介质窗，所述介质窗设置在所述加工子腔内，并将其隔离形成上部空间和下部空间，其中，所述加热灯组件位于所述上部空间内，并透过所述介质窗朝向所述基座的方向辐射热量；所述通道与所述下部空间相连通；所述基座、下电极板和上电极板均位于所述下部空间内。优选的，所述工艺腔室还包括基座驱动装置，用于驱动所述基座和设置在其上的所述下电极板同步上升或下降。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种半导体加工设备，包括本专利技术提供的上述工艺腔室。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种去气和预清洗的方法，采用了本专利技术提供的上述反应腔室先后进行去气和预清洗工艺，包括以下步骤：S1，利用所述顶针升降装置驱动所述至少三个顶针上升，以使其顶端高于所述下电极板的上表面；S2，将晶片传入所述加工子腔，并放置于所述至少三个顶针的顶端；S3，开启所述加热灯组件，进行所述去气工艺；S4，待所述去气工艺完成后，关闭所述加热灯组件，并利用所述顶针升降装置驱动所述至少三个顶针下降，直至所述晶片被传递至所述下电极板的上表面；S5，驱动所述上电极板运动，直至其位于所述第一位置处；S6，利用所述进气机构向所述加工子腔通入工艺气体，并开启所述射频电源，进行所述预清洗工艺；S7，待所述预清洗工艺完成后，关闭所述进气机构和射频电源，并驱动所述上电极板运动，直至其位于所述第二位置处。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的工艺腔室，其通过设置加热灯组件和预清洗装置，且通过驱动预清洗装置的上电极板运动，可以使该上电极板在进行预清洗工艺时，位于加工子腔内与下电极板相对的第一位置处；在进行去气工艺时，位于存放子腔内的第二位置处，从而可以实现去气工艺和预清洗工艺顺序进行，且不相干扰，进而可以实现在同一腔室分别进行去气工艺和预清洗工艺，从而不仅可以提高简化传输过程、提高传输效率，而且有助于提高设备的产能。本专利技术提供的半导体加工设备，其通过采用本专利技术提供的上述工艺腔室，不仅可以提高简化传输过程、提高传输效率，而且有助于提高设备的产能。本专利技术提供的去气和预清洗的方法，其通过采用本专利技术提供的反应腔室先后进行去气和预清洗工艺，不仅可以提高简化传输过程、提高传输效率，而且有助于提高设备的产能。附图说明图1为本专利技术实施例提供的工艺腔室在进行去气工艺时的剖视图；图2为图1中工艺腔室的原理简图；以及图3为本专利技术实施例提供的工艺腔室在进行预清洗工艺时的剖视图；以及图4为图3中工艺腔室的原理简图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的工艺腔室、半导体加工设备及去气和预清洗的方法进行详细描述。为了便于描述，本实施例将工艺腔室水平放置，上部空间是指位于介质窗上方的空间。下部空间是指位于介质窗下方的空间。请一并参阅图1-图4，工艺腔室包括加工子腔10、存放子腔14、介质窗13、加热灯组件12、顶针升降机构、预清洗装置和旋转驱动机构。其中，存放子腔14设置在加工子腔10的一侧，且具有与加工子腔10相连通的通道101。具体来说，在加工子腔10的侧壁上设置有通孔，存放子腔固定在加工子腔10的侧壁上，并且具有与该通孔相连通的开口，该开口和通孔共同形成了上述通道101。另外，在加工子腔10的侧壁上还设置有传片口102，用于供传输晶片的机械手(图中未示出)通过，以进行取放片操作。介质窗13设置在加工子腔10内，并将其隔离形成上部空间11和下部空间，其中，在下部空间内设置有基座20。加热灯组件12位于上部空间11内，用以透过介质窗13朝向基座20的方向辐射热量，加热灯组件12可以为诸如红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工艺腔室，其特征在于，包括：加工子腔，在所述加工子腔内设置有基座；存放子腔，设置在所述加工子腔的一侧，且具有与所述加工子腔相连通的通道；加热灯组件，设置在所述加工子腔内，且位于所述基座上方，用于采用热辐射的方式加热晶片；预清洗装置，包括下电极板、上电极板、进气机构和射频电源，其中，所述下电极板设置在所述基座上，所述下电极板的上表面用于承载晶片；所述下电极板与所述基座电绝缘，并且与所述射频电源电连接；所述进气机构用于向所述加工子腔内通入工艺气体；所述上电极板接地，并且通过驱动所述上电极板运动，而使其位于所述加工子腔内与所述下电极板相对的第一位置处，或者位于所述存放子腔内的第二位置处；顶针升降机构，包括至少三个顶针和顶针升降装置，其中，所述至少三个顶针设置在所述基座下方，且沿所述基座的周向间隔分布；所述顶针升降装置用于驱动所述至少三个顶针贯穿所述基座和所述下电极板上升或下降，以使其顶端高于或低于所述下电极板的上表面。

【技术特征摘要】
1.一种工艺腔室，其特征在于，包括：加工子腔，在所述加工子腔内设置有基座；存放子腔，设置在所述加工子腔的一侧，且具有与所述加工子腔相连通的通道；加热灯组件，设置在所述加工子腔内，且位于所述基座上方，用于采用热辐射的方式加热晶片；预清洗装置，包括下电极板、上电极板、进气机构和射频电源，其中，所述下电极板设置在所述基座上，所述下电极板的上表面用于承载晶片；所述下电极板与所述基座电绝缘，并且与所述射频电源电连接；所述进气机构用于向所述加工子腔内通入工艺气体；所述上电极板接地，并且通过驱动所述上电极板运动，而使其位于所述加工子腔内与所述下电极板相对的第一位置处，或者位于所述存放子腔内的第二位置处；顶针升降机构，包括至少三个顶针和顶针升降装置，其中，所述至少三个顶针设置在所述基座下方，且沿所述基座的周向间隔分布；所述顶针升降装置用于驱动所述至少三个顶针贯穿所述基座和所述下电极板上升或下降，以使其顶端高于或低于所述下电极板的上表面。2.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括：旋转轴，竖直设置在所述加工子腔内，且位于所述通道所在一侧，并且所述旋转轴与所述上电极板连接；旋转电机，用于驱动所述旋转轴旋转，从而带动所述上电极板经由所述通道旋转至所述第一位置或者所述第二位置。3.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，所述旋转轴采用导电材料制作，且接地，并且所述旋转轴与所述上电极板电连接。4.根据权利要求3所述的工艺腔室，其特征在于，所述旋转轴与所述上电极板通过螺纹连接实现固定和电连接。5.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室还包括连杆驱动机构，所述连杆驱动机构包括：连杆，其包括固定端和伸缩端，所述固定端位于所述存放子腔内，所述伸缩端与所述上电极板连接；驱动源，用于驱动所述伸缩端相对于所述固定端经由所述通道伸出至所述第一位置，或者回缩至所述第二位置。...

【专利技术属性】
技术研发人员：武学伟，赵梦欣，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11