[发明专利]预清洗腔室及半导体加工设备

说明书

本发明提供的预清洗腔室及半导体加工设备，包括腔体、设置在该腔体顶部的介质窗以及进气装置，在预清洗腔室内环绕设置有工艺组件，该工艺组件和介质窗共同限定的空间用作工艺子腔，腔体位于工艺组件下方的空间用作装卸子腔；进气装置包括相对于工艺组件的轴线中心对称的多路气路，每路气路与工艺子腔相连通，用于自工艺组件的上方直接将工艺气体输送至工艺子腔内。本发明提供的预清洗腔室，其不仅可以缩短工艺气体的进气路径，减少工艺气体的浪费，而且还可以实现均匀进气，从而可以提高工艺质量。

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，涉及一种预清洗腔室及半导体加工设备。

背景技术

等离子体加工设备广泛用于当今的半导体集成电路、太阳能电池、平板显示器等制造工艺中。产业上已经广泛使用的等离子体加工设备有以下类型：例如，直流放电型，电容耦合(CCP)型，电感耦合(ICP)型以及电子回旋共振(ECR)型。这些类型的等离子体加工设备目前被应用于沉积、刻蚀以及清洗等工艺。

在进行工艺的过程中，为了提高产品的质量，在实施沉积工艺之前，首先要对晶片进行预清洗(Preclean)，以去除晶片表面的氧化物等杂质。一般的预清洗腔室的基本原理是：将通入清洗腔室内的诸如氩气、氦气或氢气等的清洗气体激发形成等离子体，以对晶片进行化学反应和物理轰击，从而可以去除晶片表面的杂质。

目前采用的一种预清洗腔室由腔体和设置在该腔体顶部的介质窗形成。在预清洗腔室内设置有用于承载晶片的基座，其依次与第一匹配器和第一射频电源连接。介质窗为采用绝缘材料(如陶瓷或石英)制成的拱形顶盖，在介质窗的上方设置有线圈，该线圈为螺线管线圈，且依次与第二匹配器和第二射频电源连接。而且，在预清洗腔室内，且环绕在上述基座的周围设置有工艺组件，该工艺组件、基座和介质窗共同形成工艺腔，而腔体在基座下方形成的空间用作装卸腔；并且，该工艺组件形成迷宫结构的进气/出气通道，用以供装卸腔内的工艺气体进出工艺腔。此外，在腔体上还设置有进气管路，用以将工艺气体输送至装卸腔。工艺气体的流动方向为：工艺气体自进气管路进入装卸腔，然后向上扩散，并经由由工艺组件形成的迷宫结构进行匀流之后，进入工艺腔被激发形成等离子体。反应后的工艺气体再穿过工艺组件进入装卸腔，并由真空泵抽出。

上述预清洗腔室在实际应用中不可避免地存在以下问题：

其一，工艺气体进入工艺腔的路径过长，从而到达工艺腔的时间较长，影响工艺效率。

其二，由于工艺腔内的气压大于真空泵口附近的气压，而真空泵在进行工艺的过程中一直处于工作状态，导致大部分工艺气体在未进入工艺腔之前就直接被真空泵抽走，从而需要通过进气管路不断地补充大量工艺气体，以维持等离子保持激发状态，进而需要更多的工艺气体才能达到所需的等离子体密度，造成工艺气体的浪费。

其三，由于进气管路仅有一路，其自单个方向将工艺气体输送至装卸腔，这使得工艺气体到达工艺腔的路径长度不相同，从而造成气体分布不均匀。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种预清洗腔室及半导体加工设备，其不仅可以缩短工艺气体的进气路径，减少工艺气体的浪费，而且还可以实现均匀进气，从而可以提高工艺质量。

本发明提供了一种预清洗腔室，包括腔体和设置在该腔体顶部的介质窗，在所述预清洗腔室内环绕设置有工艺组件，所述工艺组件和所述介质窗共同限定的空间用作工艺子腔，所述腔体位于所述工艺组件下方的空间用作装卸子腔；所述预清洗腔室还包括进气装置，所述进气装置包括相对于所述工艺组件的轴线中心对称的多路气路，每路气路与所述工艺子腔相连通，用于自所述工艺组件的上方直接将工艺气体输送至所述工艺子腔内。

优选的，所述预清洗腔室包括转接底座，所述转接底座设置在所述腔体与所述介质窗之间，且环绕在所述工艺组件的外侧；所述多路气路设置在所述转接底座内。

优选的，所述转接底座为相对于所述工艺组件的轴线中心对称的环体结构。