预处理装置及物理气相沉积设备的制作方法

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种预处理腔室及物理气相沉积设备。

背景技术：

在对晶圆表面进行物理气相沉积，例如溅射工艺时，需要对晶圆表面进行预处理，在等离子气氛下去除晶圆表面的自然氧化层、表面杂质离子、油污、颗粒等，以改善溅射前晶圆的表面状态，以提高后续物理气相沉积形成的薄膜的沉积质量。

请参考图1，为一现有技术的预处理腔体的结构示意图。

所述预处理腔体包括腔体壁10、位于腔体壁10内的基台11、位于基台11上方的腔体内壁的射频线圈14，以及位于腔体壁10顶部的风扇13。还包括一个石英罩12，设置于腔体内的基台11上方，用来粘附从晶圆表面去除的氧化物等杂质。但是粘附在石英罩12上的杂质容易在工艺工程中因为各种原因脱落到晶圆表面造成缺陷。

因此，如何避免预处理过程中对晶圆表面造成缺陷是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种预处理装置及物理气相沉积设备，避免在预处理过程中在晶圆表面造成缺陷，从而提高物理气相沉积设备的成膜的质量。

为了解决上述问题，本发明提供了一种预处理装置，包括：工艺腔室，用于对晶圆进行预处理；组件腔室，位于所述工艺腔室上方；静电吸附组件，设置于所述组件腔室内；基台，位于所述工艺腔室内，通过一连接部与所述静电吸附组件连接，所述基台表面朝向所述工艺腔室的底部；射频线圈，设置于所述基台下方的腔室侧壁上。

可选的，还包括：位于所述工艺腔室下方的传送室以及设置于所述传送室内的用于传送晶圆的托举部件，所述传送室与工艺腔室底部连通，所述托举部件用于将晶圆托举至被基台吸附。

可选的，所述托举部件包括：驱动马达，连接所述驱动马达的升降杆，固定于所述升降杆顶部的托盘；所述托盘中部镂空。

可选的，所述传送室包括一存储位置，位于所述工艺腔室底部外侧，用于在对晶圆进行预处理过程中容纳所述托举部件。

可选的，所述传送室与工艺腔室之间具有一隔板，所述隔板上具有一开口，用于所述托举部件将晶圆托举至工艺腔室内被基台吸附。

可选的，还包括：安装于所述传送室下方的真空泵浦组件，用于对所述预处理装置内进行抽真空处理。

可选的，还包括：陶瓷屏蔽部件，位于所述工艺腔室内，与所述工艺腔室的腔体之间形成一夹层；所述基台位于所述陶瓷屏蔽部件内。

可选的，所述射频线圈位于所述工艺腔室侧壁与陶瓷屏蔽部件之间的夹层内。

为解决上述问题，本发明的具体实施方式还包括一种物理气相沉积设备，包括上述的预处理装置。

本发明的预处理装置的基台导致与工艺腔室上部，在对晶圆进行预处理时，晶圆的正面朝向工艺腔室的底部，去除的晶圆表面的氧化物等杂质直接掉落在工艺腔室底部，避免对晶圆表面造成二次污染，从而可以提高对晶圆表面进行预处理的效果。

本发明的物理气相沉积设备，包括上述预处理装置以及物理气相沉积装置。所述物理气相沉积装置可以为溅射装置，晶圆在进行溅射工艺处理之前，通过所述预处理装置进行表面预处理，去除晶圆表面的自然氧化物等杂质。由于本发明的预处理装置能够边在预处理过程中避免晶圆表面去除的杂质再次掉落在晶圆表面，从而提高晶圆表面的预处理效果，进而提高后续进行物理气相沉积形成的薄膜质量。

附图说明

图1为现有技术的预处理腔体的结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式的预处理装置的结构示意图；

图3A为本发明一具体实施方式的晶圆置于预处理装置的托举部件上时的俯视示意图；

图3B为本发明一具体实施方式的晶圆置于预处理装置的托举部件上时的侧视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的预处理装置及物理气相沉积设备的具体实施方式做详细说明。

请参考图2，为本发明一具体实施方式的预处理装置的结构示意图。

所述预处理装置200包括：工艺腔室220、组件腔室210，所述组件腔室210位于所述工艺腔室220上方。

所述工艺腔室220，用于对晶圆进行预处理。预处理过程中，晶圆置于所述工艺腔室220内，在所述工艺腔室220内产生等离子体氛围，等离子体撞击晶圆表面，去除晶圆表面的自然氧化物等杂质。

所述工艺腔室220内具有基台221，且所述基台221表面朝向所述工艺腔室220底部，倒置于所述腔室220上部分。所述基台221能够通过静电吸附晶圆，使得晶圆表面朝向工艺腔室220的底部。这样，在对晶圆进行预处理的过程中，从晶圆表面去除的氧化物等杂质能够直接掉落在工艺腔室220的底部，而不会存在掉落在晶圆表面的风险，从而避免在晶圆表面造成缺陷。

所述工艺腔室220内还具有射频线圈223，设置于所述基台221下方的工艺腔室220的侧壁上，用于向所述工艺腔室220内提供磁场，以维持等离子体。

为了提高所述工艺腔室220的真空度，该具体实施方式中，所述预处理装置200还包括陶瓷屏蔽部件224，位于所述工艺腔室220内，与所述工艺腔室220的腔体壁之间形成一夹层；所述基台221位于所述陶瓷屏蔽部件224内。所述陶瓷屏蔽部件224用于在预处理过程中接地，作为接地电极。并且所述陶瓷屏蔽部件224还用于隔绝腔体，保持真空。所述射频线圈223位于所述工艺腔室220侧壁与陶瓷屏蔽部件224之间的夹层内，该具体实施方式中，所述射频线圈223固定于所述工艺腔室220的侧壁上，在本发明的其他具体实施方式中，所述射频线圈223还可以固定于所述陶瓷屏蔽部件224的外壁上。

所述组件腔室210，位于所述工艺腔室220上方，用于容纳静电吸附组件221，所述静电吸附组件221通过一连接部222与所述基台221连接，用于向所述基台221提供静电，使得所述基台221能够通过静电吸附晶圆。所述连接部222还用于与射频偏置电源201连接，用于向所述基台221提供偏置电压，以便在所述工艺腔室内产生强电场，使溅射气体电离，产生等离子体。

该具体实施方式中，所述预处理装置还包括：位于所述工艺腔室220下方的传送室230以及设置于所述传送室230内的用于传送晶圆的托举部件232。所述传送室230与工艺腔室220底部连通，所述托举部件232用于将晶圆托举至被基台221吸附。所述托举部件232包括：驱动马达2321、连接所述驱动马达2321的升降杆2322，固定于所述升降杆2322顶部的托盘2323。所述托举部件232可以托举晶圆在垂直方向上进行升降，也可以在水平方向上移动，以便将晶圆移动至基台221正下方。

在该具体实施方式中，所述工艺腔室220底部与传送室230之间没有任何隔离结构，托举部件232可以在工艺腔室220底部的任何位置进行升降。在本发明的另一具体实施方式中，所述传送室230与工艺腔室220之间具有一隔板，所述隔板上具有一开口，所述托举部件通过所述开口将晶圆托举至工艺腔室220内被基台221吸附。

请参考图3A和图3B，其中，图3A为晶圆300置于所述托举部件232上的俯视示意图，图3B为晶圆300置于所述托举部件232上的侧视示意图。

驱动马达2321驱动所述升降杆2322上升，带动托盘2323将晶圆向上托起至基台221附近，晶圆收到基台221的静电吸附作用，当晶圆与基台221之间距离足够近时，晶圆将被基台221吸附上去；此时，驱动马达2321驱动升降杆2322下降，带动托盘2323下降至传送室230内。晶圆300在所述托盘2323上时，背面朝上，从而使得机台221吸附晶圆300后，晶圆300的正面朝向处理腔室220底部。所述托盘2323中部镂空，避免损伤晶圆300正面上已形成的材料层。

该具体实施方式中，所述托盘2323包括两个对称的弧形支撑架，晶圆300边缘置于所述弧形支撑架的两端上，其它部分悬空，可以减少晶圆300正面与托盘2323的接触面，避免对晶圆300正面造成损伤。在其他具体实施方式中，所述托盘也可以采用其他合适的结构，在此不作限定。

所述驱动马达2321不仅可以驱动所述升降杆2322进行垂直方向的升降运动，还能够驱动所述升降部件232在水平方向上进行移动。所述驱动马达2321还可以连接至其他升降组件，例如控制器等，用于通过升降组件对所述升降部件的具体位置进行准确控制。

请继续参考图2，所述预处理装置还包括一阀门231，当晶圆要进入所述预处理装置时，所述阀门231打开，通过机械手将晶圆送入预处理装置，放置于所述托举部件232上。由于晶圆在一般工艺流程中，通常都是正面朝上的，机械手在运送晶圆的过程中，晶圆也是保持正面朝上的状态；因此，在将晶圆送入预处理装置200的传送室230之前，机械手需要将晶圆进行180°的反转，使得晶圆的背面朝上；然后保持晶圆背面朝上的状态，送入所述传送室230，将晶圆背面朝上置于所述托举部件232上。

该具体实施方式中，所述预处理装置200的传送室230还包括一存储位置233，位于所述工艺腔室220的底部外侧，用于在对晶圆进行预处理过程中容纳所述托举部件232。在对晶圆进行预处理过程中，将所述托举部件232移动至所述存储位置233，避免晶圆表面掉落的氧化物等杂质掉落在所述托举部件232上，从而避免污染后续放置于所述托举部件232上的晶圆。

该具体实施方式中，所述预处理装置200还包括安装于所述传送室230下方的真空泵浦组件240，用于对所述预处理装置200内部进行抽真空处理。所述真空泵浦组件240可以采用涡轮分子真空泵、离子泵等真空泵。

上述预处理装置200，在对晶圆进行预处理时，晶圆的正面朝向工艺腔室220的底部，去除的晶圆表面的氧化物等杂质直接掉落在工艺腔室底部，避免对晶圆表面造成二次污染，从而可以提高对晶圆表面进行预处理的效果。

本发明的具体实施方式还提供一种物理气相沉积设备，包括上述具体实施方式中所述的预处理装置以及物理气相沉积装置。所述物理气相沉积装置可以为溅射装置，晶圆在进行溅射工艺处理之前，通过所述预处理装置进行表面预处理，去除晶圆表面的自然氧化物等杂质。由于本发明的预处理装置能够边在预处理过程中避免晶圆表面去除的杂质再次掉落在晶圆表面，从而提高晶圆表面的预处理效果，进而提高后续进行物理气相沉积形成的薄膜质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。