专利名称：预清洗工艺腔室的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微电子技术领域，特别涉及一种预清洗工艺腔室。
背景技术：
等离子体设备广泛用于目前的半导体、太阳能电池、平板显示等制造工艺中。在目前的制造工艺中，等离子体设备的类型包括直流放电类型、电容耦合等离子体(CCP)类型、电感耦合等离子体(ICP)类型以及电子回旋共振等离子体(ECR)类型。目前上述类型的等离子体设备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)等工艺。在PVD工艺中，特别是对于集成电路(IC)、硅穿孔(TSV)、封装(Packaging)制造工艺，需要通过预清洗(Preclean)工艺腔室对待清洗件进行预清洗工艺。预清洗工艺作为 PVD工艺的一部分，其目的是为了在待清洗件上沉积金属膜之前，清除待清洗件表面的污染物或待清洗件上沟槽和穿孔底部的残余物。预清洗工艺完成后的下一个步骤就是通过溅射工艺在待清洗件上沉积金属膜。预清洗工艺会明显提升沉积金属膜工艺中所沉积的金属膜的附着力以及改善芯片的电气性能和可靠性。预清洗工艺是将工艺气体激发为等离子体，并利用等离子体的化学反应和物理轰击作用，对待清洗件进行去杂质的处理，例如工艺气体可以为氩气(Ar)或者氦气(He)等。待清洗件可包括晶圆或者工件。在预清洗工艺腔室中，工艺气体被激发为等离子体后，由于中心区域的等离子体的正、负粒子的碰撞复合较难，而边缘区域的等离子体的正粒子或者负粒子可以与腔室壁复合，这导致中心区域的等离子体密度高于边缘区域的等离子体密度，从而造成预清洗工艺的工艺均匀性较差。
实用新型内容本实用新型提供一种预清洗工艺腔室，用以提高预清洗工艺的工艺均匀性。为实现上述目的，本实用新型提供一种预清洗工艺腔室，包括腔体、第一射频装置和承载装置，所述承载装置位于所述腔体的内部，所述腔室的顶盖向所述腔体外部凸起，且所述顶盖中心位置的凸起程度大于所述顶盖边缘位置的凸起程度；所述第一射频装置，用于向所述腔体提供第一射频功率，以将所述腔体内的工艺气体激发为等离子体；所述承载装置，用于承载待清洗件。可选地，所述顶盖从中心位置到边缘位置凸起程度均匀降低。可选地，所述顶盖的中心位置与所述承载装置承载面的垂直距离大于所述顶盖的边缘位置与所述承载装置承载面的垂直距离。可选地，所述顶盖的中心位置对应于所述腔体的中心区域，所述顶盖的边缘位置对应于所述腔体的边缘区域。可选地，所述顶盖的形状包括穹顶形。[0013]可选地，所述顶盖的形状包括圆锥形。可选地，所述顶盖的形状包括顶部为圆弧状的圆锥形或者顶部为平台状的圆锥形。可选地，所述预清洗工艺腔室还包括线圈，所述线圈设置于所述腔体的侧壁的外部，所述第一射频装置连接至所述线圈。可选地，所述预清洗腔室还包括第二射频装置，所述第二射频装置连接至所述承载装置；所述第二射频装置，用于通过所述承载装置向腔体提供第二射频功率。可选地，所述预清洗工艺腔室还包括设置于所述顶盖外部的屏蔽壳；所述屏蔽壳，用于屏蔽来自于所述腔体内部的辐射。本实用新型具有以下有益效果本实用新型提供的预清洗工艺腔室的技术方案中，腔体的顶盖向腔体外部凸起，且顶盖中心位置的凸起程度大于顶盖边缘位置的凸起程度，使密度较高的中心区域的等离子体可通过向上扩散而较大程度的降低密度，有效减小了中心区域等离子体密度和边缘区域等离子体密度的差异，从而提高了预清洗工艺的工艺均匀性。
图I为本实用新型实施例一提供的一种预清洗工艺腔室的结构示意图；图2为本实用新型实施例二提供的一种预清洗工艺腔室的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图对本实用新型提供的预清洗工艺腔室进行详细描述。图I为本实用新型实施例一提供的一种预清洗工艺腔室的结构示意图，如图I所示，该预清洗工艺腔室包括腔体、第一射频装置和承载装置1，承载装置I位于腔体的内部，腔室的顶盖2向腔体外部凸起，且顶盖2中心位置的凸起程度大于顶盖2边缘位置的凸起程度。第一射频装置用于向腔体提供第一射频功率，以将腔体内的工艺气体激发为等离子体。承载装置I用于承载待清洗件。其中，待清洗件可包括晶圆或者工件。腔室可包括顶盖2、侧壁和底壁3，顶盖2设置与侧壁之上，侧壁设置于底壁3，而承载装置I位于腔体的底部。本实施例中，侧壁可以包括第一金属环状部件4、绝缘环状部件5和第二金属环状部件6。第一金属环状部件4、绝缘环状部件5、第二金属环状部件6依次连接，以形成侧壁。其中，绝缘环状部件5的材料优选为陶瓷。底壁3为金属环状部件。可选地，第二金属环状部件6和底壁3还可以一体成型。本实施例中，承载装置I可以为静电卡盘或者基座。第一射频装置可以包括第一射频电源，或者第一射频装置可以包括第一射频电源和第一匹配器。本实施例中，优选地，第一射频装置包括第一射频电源7和第一匹配器8，第一射频电源7通过第一匹配器8向所述提供第一射频功率。该第一射频功率可将腔体内的工艺气体激发成等离子体。在腔体内，利用等离子体的化学反应和物理轰击作用，对待清洗件进行去杂质的处理，从而实现对待清洗件的预清洗。工艺气体优选为惰性气体，例如工艺气体可以为氩气(Ar)或者氦气(He)等。第一射频功率可以为400KHz、2MHz、13. 56MHz、40MHz 或者 60MHz。可选地，该预清洗工艺腔室还包括线圈12，线圈12设置于腔体的侧壁的外部，具体地，线圈12设置于绝缘环状部件5的外部。第一射频装置连接至线圈12，具体地，第一射频电源7通过第一匹配器8连接至线圈12。第一射频电源7通过第一匹配器8将第一射频功率施加于线圈12上，以实现向腔体提供第一射频功率,从而实现将腔体内的工艺气体激发为等离子体。其中，线圈12为螺线管线圈，该线圈12的匝数可以为I匝或者多匝。本实施例中，可选地，第一射频装置还可以连接至顶盖，以向腔体提供第一射频功率，此种情况不再具体画出。可选地，预清洗腔室还可以包括第二射频装置，第二射频装置连接至承载装置
I。第二射频装置用于通过承载装置I向腔体提供第二射频功率。第二射频装置可包括第二 射频电源，或者第二射频装置可包括第二射频电源和第二匹配器。本实施例中，优选地，第二射频装置可包括第二射频电源9和第二匹配器10，第二射频电源9通过第二匹配器10将第二射频功率施加于承载装置I上，以在承载装置I承载的待清洗件上产生射频自偏压，进一步地吸引等离子体中的粒子来轰击待清洗件，从而实现对待清洗件更好的预清洗效果。其中，第二射频功率可以为400KHz、2MHz或者13. 56MHz。本实施例中，顶盖2呈向腔体外部凸起的结构，优选地，顶盖2从中心位置到边缘位置凸起程度均匀降低。顶盖2的中心位置与承载装置I承载面的垂直距离大于顶盖2的边缘位置与承载装置I承载面的垂直距离。由于顶盖2的中心位置对应于腔体的中心区域，顶盖2的边缘位置对应于腔体的边缘区域，因此，顶盖2的结构增加了中心区域的等离子体的扩散空间。顶盖2的形状可以包括穹顶形或者圆锥形。其中，若顶盖2的形状为圆锥形，则顶盖2的具体形状可以包括顶部为圆弧状的圆锥形或者顶部为平台状的圆锥形。如图I所示，本实施例中顶盖2的形状优选为穹顶形。进一步地，顶盖2的形状还可以为其它衍生形状，此处不再一一列举。顶盖2的材料可以为金属，本实施例中顶盖2的材料优选为铝。本实施例中，腔体的顶盖向腔体外部凸起，且顶盖中心位置的凸起程度大于顶盖边缘位置的凸起程度，因此腔体内中心区域向上的扩散空间大于边缘区域向上的扩散空间。由于腔体内等离子体是从密度高处向密度低处扩散，且等离子体向上和向下的扩散程度相近，因此密度较高的中心区域的等离子体可通过向上扩散而较大程度的降低密度，有效减小了中心区域等离子体密度和边缘区域等离子体密度的差异，从而提高了预清洗工艺的工艺均匀性。本实施例中的预清洗工艺腔室能够很好的满足预清洗工艺的工艺均匀性，从而较大程度的增加了预清洗工艺腔室的工艺窗口，使得该预清洗工艺腔室有利于多种产品的开发。图2为本实用新型实施例二提供的一种预清洗工艺腔室的结构示意图，如图2所示，在上述实施例一的基础上，该预清洗工艺腔室还可以包括设置于顶盖2外部的屏蔽壳11，该屏蔽壳11可位于侧壁上。屏蔽壳11用于屏蔽来自于腔体内部的辐射。从而有效防止腔体内部的辐射对操作人员造成危害。[0037]本实用新型中的技术方案主要应用于铝(Al)、钛/氮化钛(Ti/TiN)、钨(W)等PVD领域的晶圆清洗工艺。另外，本实用新型中的技术方案也可以应用于硅穿孔(Through Silicon Via,简称TSV)、晶圆级封装(Wafer Level Packaging)工艺领域的预清洗工艺以及铜阻挡和籽晶层(Cu barrier/seed)等PVD工艺领域的预清洗工艺。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种预清洗工艺腔室，其特征在于，包括腔体、第一射频装置和承载装置，所述承载装置位于所述腔体的内部，所述腔室的顶盖向所述腔体外部凸起，且所述顶盖中心位置的凸起程度大于所述顶盖边缘位置的凸起程度； 所述第一射频装置，用于向所述腔体提供第一射频功率，以将所述腔体内的工艺气体激发为等离子体； 所述承载装置，用于承载待清洗件。
2.根据权利要求I所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述顶盖从中心位置到边缘位置凸起程度均匀降低。
3.根据权利要求I所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述顶盖的中心位置与所述承载装置承载面的垂直距离大于所述顶盖的边缘位置与所述承载装置承载面的垂直距离。
4.根据权利要求I所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述顶盖的中心位置对应于所述腔体的中心区域，所述顶盖的边缘位置对应于所述腔体的边缘区域。
5.根据权利要求I所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述顶盖的形状包括穹顶形。
6.根据权利要求I所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述顶盖的形状包括圆锥形。
7.根据权利要求6所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述顶盖的形状包括顶部为圆弧状的圆锥形或者顶部为平台状的圆锥形。
8.根据权利要求I所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述预清洗工艺腔室还包括线圈，所述线圈设置于所述腔体的侧壁的外部，所述第一射频装置连接至所述线圈。
9.根据权利要求I所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述预清洗腔室还包括第二射频装置，所述第二射频装置连接至所述承载装置； 所述第二射频装置，用于通过所述承载装置向腔体提供第二射频功率。
10.根据权利要求I所述的预清洗工艺腔室，其特征在于，所述预清洗工艺腔室还包括设置于所述顶盖外部的屏蔽壳； 所述屏蔽壳，用于屏蔽来自于所述腔体内部的辐射。
专利摘要本实用新型公开了一种预清洗工艺腔室。该预清洗工艺腔室包括腔体、第一射频装置和承载装置，承载装置位于腔体的内部，腔室的顶盖向腔体外部凸起，且顶盖中心位置的凸起程度大于顶盖边缘位置的凸起程度；第一射频装置，用于向腔体提供第一射频功率，以将腔体内的工艺气体激发为等离子体；承载装置，用于承载待清洗件。本实用新型中，腔体的顶盖向腔体外部凸起，顶盖中心位置的凸起程度大于顶盖边缘位置的凸起程度，使密度较高的中心区域的等离子体可通过向上扩散而较大程度的降低密度，有效减小了中心区域等离子体密度和边缘区域等离子体密度的差异，从而提高了预清洗工艺的工艺均匀性。
文档编号C23C14/22GK202717836SQ201220282730
公开日2013年2月6日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者陈鹏, 吕铀, 王东, 郭浩 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司