一种半导体处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体处理装置。该半导体处理装置包括射频电源、阻抗匹配单元和处理腔室，射频电源连接阻抗匹配单元，用于将射频能量传输至处理腔室；阻抗匹配单元连接处理腔室，用于对处理腔室的阻抗和射频电源的阻抗进行匹配，阻抗匹配单元包括切换元件，处理腔室包括至少两个，切换元件用于将射频能量切换传输至各个处理腔室。该半导体处理装置能够使至少两个处理腔室共用一个射频电源和一个阻抗匹配单元，从而降低了半导体处理装置的生产成本，并简化了半导体处理装置的结构，进而提升了半导体处理装置的核心竞争力。

Semiconductor processing device

The present invention provides a semiconductor processing device. The semiconductor processing apparatus includes an RF power supply and impedance matching unit and a processing chamber, an RF power supply connection impedance matching unit for RF energy transmitted to the processing chamber; the impedance matching unit is connected with the processing chamber, for impedance to the processing chamber and the RF power supply impedance matching, impedance matching unit comprises a switching element, a processing chamber including at least two, the switching element for the RF energy switching transmission to each processing chamber. The semiconductor processing device can make at least two processing chamber shared an RF power supply and an impedance matching unit, thereby reducing the cost of production of semiconductor processing device, and simplifies the structure of semiconductor processing device, thereby enhancing the core competitiveness of semiconductor processing device.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体处理装置
本专利技术涉及半导体处理
，具体地，涉及一种半导体处理装置。
技术介绍
物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，PVD)是指利用物理方法沉积金属薄膜的工艺。在CuBarrier/Seed(铜阻挡和籽晶层)、TSV(硅穿孔)等PVD工艺设备中，需要一种预清洗(Preclean)腔室，工作原理是通过射频功率的作用，将低气压的反应气体(如氩气、氦气、氢气等)激发为等离子体，等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性基团，这些活性反应基团与待加工的晶圆表面发生各种化学反应和物理轰击，从而将晶圆表面以及沟槽底部的残留物清除。预清洗工艺完成后的下一步工艺就是通过磁控溅射来沉积铝、铜等金属薄膜，以构成金属接触、金属互连线等，工作原理是将高功率直流电源输出连接至被溅射的靶材(一般为金属或导体，典型的为Cu、Ta等)，通过直流电压产生的等离子体离子对靶材进行轰击，同时，为增加靶材溅射强度，一般会在靶材上方施加磁控管，大大提高了溅射效率。目前PVD工艺设备中所采用的一种薄膜沉积装置的结构，包括沉积腔室、被溅射靶材、磁控管、射频电源(频率通常为13.56MHz，特征阻抗50Ω)、与射频电源对应的阻抗匹配网络、静电卡盘。直流电源将直流功率施加至靶材上，产生等离子体，并吸引离子轰击靶材，使靶材的材料能够被溅射后沉积在静电卡盘(ESC)上面的晶圆上。加在静电卡盘上的射频功率能够产生射频自偏压，可以吸引离子，以改善晶圆上的孔隙填充效果。目前PVD工艺设备中所采用的一种预清洗(Preclean)装置的结构包括预清洗腔室、第一射频电源(频率通常为2MHz，特征阻抗50Ω)、与第一射频电源对应的第一阻抗匹配网络、螺线管状的耦合线圈，线圈安装在腔室顶盖上。还包括第二射频电源(工作频率为13.56Hz，特征阻抗50Ω)，与第二射频电源对应的阻抗匹配网络、静电卡盘上面放置待加工的晶圆。第一射频电源通过第一阻抗匹配网络将射频功率加在线圈上，能量从线圈耦合到预清洗腔室，使预清洗腔室中的气体(例如Ar气)产生电离形成高密度等离子体，第二射频电源通过阻抗匹配网络将射频功率加在静电卡盘上以产生自偏压，吸引离子轰击静电卡盘上面的晶圆，去除晶圆表面以及沟槽底部的残留物和金属氧化物，实现预清洗。现有技术中，PVD装置中的沉积腔室和预清洗腔室都分别使用了13.56MHz射频电源和13.56MHz阻抗匹配网络，对于某些PVD工艺设备，其对产能要求并不高时，或者预清洗工艺与沉积工艺必须串行进行或间隔进行(先后进行)时，即预清洗工艺与沉积工艺串行进行或间隔进行并不影响整个PVD机台产能时，预清洗工艺与沉积工艺完全可以分开进行。如果沉积腔室和预清洗腔室都分别使用13.56MHz射频电源和13.56MHz阻抗匹配网络，无疑会增加PVD工艺设备的生产成本，使PVD工艺设备的结构变得更加复杂，降低PVD工艺产品的核心竞争力。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种半导体处理装置。该半导体处理装置能够使至少两个处理腔室共用一个射频电源和一个阻抗匹配单元，从而降低了半导体处理装置的生产成本，并简化了半导体处理装置的结构，进而提升了半导体处理装置的核心竞争力。本专利技术提供一种半导体处理装置，包括射频电源、阻抗匹配单元和处理腔室，所述射频电源连接所述阻抗匹配单元，用于将射频能量传输至所述处理腔室；所述阻抗匹配单元连接所述处理腔室，用于对所述处理腔室的阻抗和所述射频电源的阻抗进行匹配，所述阻抗匹配单元包括切换元件，所述处理腔室包括至少两个，所述切换元件用于将所述射频能量切换传输至各个所述处理腔室。优选地，所述处理腔室包括第一腔室和第二腔室，所述切换元件采用双触点开关元件，所述双触点开关元件的第一触点与所述第一腔室连接，所述双触点开关元件的第二触点与所述第二腔室连接。优选地，所述第一腔室为预清洗腔室，所述第二腔室为沉积腔室。优选地，所述双触点开关元件包括双触点电磁开关元件或双触点手动开关元件。优选地，所述双触点电磁开关元件包括绝缘基座、一端连接在所述绝缘基座上的弹簧、连接在所述弹簧另一端的触片和与所述触片相对设置的电磁铁，所述电磁铁能通过通电获得磁力，以吸附所述触片与所述第一触点相接触，从而使所述射频电源通过所述阻抗匹配单元接入至所述第一腔室；所述电磁铁能通过断电失去磁力，以使所述触片脱离所述第一触点并与所述第二触点相接触，从而使所述射频电源通过所述阻抗匹配单元接入至所述第二腔室。优选地，所述第一触点和所述第二触点上分别设置有铍铜簧片。优选地，所述第一触点和所述第一腔室之间通过第一射频电缆连接，所述第二触点和所述第二腔室之间通过第二射频电缆连接。优选地，所述射频电源的频率包括13.56MHz、400KHz、2MHz或60MHz。优选地，所述处理腔室包括三个，所述切换元件采用三触点开关元件，所述三触点开关元件的三个触点分别与三个所述处理腔室连接。优选地，所述半导体处理装置为物理气相沉积装置。本专利技术的有益效果：本专利技术所提供的半导体处理装置，通过在阻抗匹配单元中设置切换元件，使其在对产能要求不高时，并在其内部的至少两个处理腔室中的等离子体处理工艺可以分开并先后进行时，能够使至少两个处理腔室共用一个射频电源和一个阻抗匹配单元，从而降低了半导体处理装置的生产成本，并简化了半导体处理装置的结构，进而提升了半导体处理装置的核心竞争力。附图说明图1为本专利技术实施例1中半导体处理装置的结构原理示意图；图2为本专利技术实施例2中半导体处理装置的结构原理示意图。其中的附图标记说明：1.射频电源；2.阻抗匹配单元；21.切换元件；211.绝缘基座；212.弹簧；213.触片；214.电磁铁；215.第一电磁铁；216.第二电磁铁；CD.第一触点；AB.第二触点；EF.第三触点；22.采集部；23.控制部；24.阻抗匹配部；25.第一射频电缆；26.第二射频电缆；27.第三射频电缆；3.处理腔室；31.第一腔室；32.第二腔室；33.第三腔室；C1.第一电容；C2.第二电容；L.电感。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，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术所提供的一种半导体处理装置作进一步详细描述。实施例1：本实施例提供一种半导体处理装置，如图1所示，包括射频电源1、阻抗匹配单元2和处理腔室3，射频电源1连接阻抗匹配单元2，用于将射频能量传输至处理腔室3；阻抗匹配单元2连接处理腔室3，用于对处理腔室3的阻抗和射频电源1的阻抗进行匹配，阻抗匹配单元2包括切换元件21，处理腔室3包括至少两个，切换元件21用于将射频能量切换传输至各个处理腔室3。该半导体处理装置通过在阻抗匹配单元2中设置切换元件21，使其在对产能要求不高时，并在其内部的至少两个等离子体腔室3中的等离子体处理工艺可以分开进行时，能够使至少两个处理腔室3共用一个射频电源1和一个阻抗匹配单元2，从而降低了半导体处理装置的生产成本，并简化了半导体处理装置的结构，进而提升了半导体处理装置的核心竞争力。本实施例中，处理腔室3包括第一腔室31和第二腔室32，切换元件21采用双触点开关元件，双触点开关元件的第一触点CD与第一腔室3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体处理装置，包括射频电源、阻抗匹配单元和处理腔室，所述射频电源连接所述阻抗匹配单元，用于将射频能量传输至所述处理腔室；所述阻抗匹配单元连接所述处理腔室，用于对所述处理腔室的阻抗和所述射频电源的阻抗进行匹配，其特征在于，所述阻抗匹配单元包括切换元件，所述处理腔室包括至少两个，所述切换元件用于将所述射频能量切换传输至各个所述处理腔室。

【技术特征摘要】
1.一种半导体处理装置，包括射频电源、阻抗匹配单元和处理腔室，所述射频电源连接所述阻抗匹配单元，用于将射频能量传输至所述处理腔室；所述阻抗匹配单元连接所述处理腔室，用于对所述处理腔室的阻抗和所述射频电源的阻抗进行匹配，其特征在于，所述阻抗匹配单元包括切换元件，所述处理腔室包括至少两个，所述切换元件用于将所述射频能量切换传输至各个所述处理腔室。2.根据权利要求1所述的半导体处理装置，其特征在于，所述处理腔室包括第一腔室和第二腔室，所述切换元件采用双触点开关元件，所述双触点开关元件的第一触点与所述第一腔室连接，所述双触点开关元件的第二触点与所述第二腔室连接。3.根据权利要求2所述的半导体处理装置，其特征在于，所述第一腔室为预清洗腔室，所述第二腔室为沉积腔室。4.根据权利要求2所述的半导体处理装置，其特征在于，所述双触点开关元件包括双触点电磁开关元件或双触点手动开关元件。5.根据权利要求4所述的半导体处理装置，其特征在于，所述双触点电磁开关元件包括绝缘基座、一端连接在所述绝缘基座上的弹簧、连接在所述弹簧另一端的触片和与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建生，陈鹏，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11