工艺腔室的制作方法

1.本技术属于半导体加工技术领域，具体涉及一种工艺腔室。


背景技术：

2.在晶圆表面(即多晶硅表面和有源区表面)制成金属硅化物的工艺技术中，通常采用pvd(physical vapor deposition，物理气相淀积)磁控溅射设备在多晶硅栅和有源区上淀积一层金属(如ti、co或nipt等)，经两次快速热退火处理以及一次选择性湿法刻蚀处理，最终在多晶硅表面和有源区表面形成金属硅化物，如tisi2、cosi2或niptsi等薄膜。
3.为使晶圆表面能够制成较为均匀的金属硅化物，在pvd磁控溅射设备的腔室内增设准直器，准直器可以过滤掉从靶材上逸出的角度较大的金属原子，从而保留了角度较小的金属原子使其沉积到晶圆表面，以使晶圆表面上能够生成较为均匀的金属硅化物。
4.但随着靶材的消耗，准直器表面会沉积很多的金属，这会导致准直器与靶材之间的距离缩小，进而导致靶材上逸出的金属原子较难作用到晶圆表面上，进而导致晶圆的表面均匀性较差。


技术实现要素：

5.本技术公开一种工艺腔室，以解决晶圆的表面均匀性较差的问题。
6.为了解决上述技术问题，本技术采用下述技术方案：
7.一种工艺腔室，包括腔室本体、承载装置、靶材、准直器和驱动装置，所述承载装置设置于所述腔室本体内且用于承载待加工的晶圆，所述靶材设置于所述腔室本体的顶部，所述准直器设置于所述承载装置与所述靶材之间且与所述靶材相对设置，所述驱动装置与所述准直器相连，所述驱动装置可驱动所述准直器沿靠近或远离所述靶材的方向运动。
8.本技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
9.本技术中，靶材和准直器均设于工艺腔室的腔室本体中，准直器设在靶材和承载装置之间，且靶材与准直器相对设置，以使准直器能够更好地保留角度较小的金属原子，驱动装置与准直器相连，以使驱动装置能够驱动准直器沿靠近或远离靶材的方向运动。由此可知，当准直器上沉积的金属较多时，可以通过驱动装置驱动准直器远离靶材，从而使得靶材与沉积有金属的准直器整体之间的距离不变，进而使得从靶材上逸出的角度较小的金属原子较容易作用到晶圆表面上，进而使得晶圆表面制成的金属硅化物等物质的均匀性较好。因此，本技术公开的工艺腔室能够解决晶圆的表面均匀性较差的问题。
附图说明
10.图1为本技术实施例公开的半导体工艺设备的工艺腔室的结构示意图；
11.图2为本技术实施例公开的准直器、支撑架和驱动装置的连接结构示意图；
12.图3为本技术实施例公开的驱动装置的局部结构示意图；
13.图4为本技术实施例公开的准直器、支撑架和第二防护内衬的连接结构示意图；
14.图5为本技术实施例公开的准直器的结构示意图。
15.附图标记说明：
16.100-腔室本体、110-内壁、120-第一内腔、130-第二内腔；
17.200-靶材；
18.300-准直器、310-通孔；
19.400-驱动装置、410-驱动源、420-驱动杆、430-滑块、431-限位部、440-丝杆、450-安装架、460-第一限位传感器、470-第二限位传感器；
20.500-波纹管；
21.600-支撑架；
22.710-第一防护内衬、720-第二防护内衬、730-晶圆、740-第三防护内衬、750-电机、760-磁控管、770-陶瓷环、780-遮挡环、790-承载装置。
具体实施方式
23.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例公开的工艺腔室进行详细地说明。
25.请参考图1-图5，本技术公开了一种工艺腔室，所公开的工艺腔室包括腔室本体100、承载装置790、靶材200、准直器300和驱动装置400。
26.本技术公开的工艺腔室用于半导体工艺设备中，以用于在晶圆表面上制成金属硅化物等物质，具体地，承载装置790设置于腔室本体100内且用于承载待加工的晶圆730，靶材200和准直器300均设置于腔室本体100内，且靶材200设置于腔室本体100的顶部，腔室本体100为高真空腔室，具体由设在腔室本体100底部的冷泵实现维持高真空。准直器300将腔室本体100分隔为第一内腔120和第二内腔130，靶材200位于第一内腔120，晶圆730位于第二内腔130，且准直器300设置于承载装置790与靶材200之间，靶材200与准直器300相对设置，以使准直器300能够更好地保留角度较小的金属原子。
27.具体地，当金属原子从靶材200上逸出后，经准直器300的过滤，即准直器300将逸出角度较大的金属原子留在准直器300上，角度较小的金属原子经过准直器300可以作用于晶圆730的表面，以用于制成金属硅化物。
28.驱动装置400用于与准直器300相连，从而使得驱动装置400可驱动准直器300沿靠近或远离靶材200的方向运动，即通过驱动装置400可使得靶材200与准直器300之间的间距可变，从而实现靶材200与沉积有金属的准直器300之间的间距可调。由此可知，当准直器300上沉积的金属越来越多时，为确保晶圆表面制成的金属硅化物的均匀性，本技术可通过驱动装置400持续调节靶材200与准直器300之间的间距，从而确保角度较小的金属原子能够顺利作用到晶圆表面，以用于制成均匀性较好的金属硅化物。可选地，驱动装置400可以是能够驱动部件运动的构件。
29.本技术中，靶材200和准直器300均设于半导体工艺设备的腔室本体100中，准直器
300设在靶材200和承载装置790之间，且靶材200与准直器300相对设置，以使准直器300能够更好地保留角度较小的金属原子，驱动装置400与准直器300相连，以使驱动装置400能够驱动准直器300沿靠近或远离靶材200的方向运动。由此可知，当准直器300上沉积的金属较多时，可以通过驱动装置400驱动准直器300远离靶材200，从而使得靶材200与沉积有金属的准直器300整体之间的距离不变，进而使得从靶材200上逸出的角度较小的金属原子较容易作用到晶圆表面上，进而使得晶圆表面制成的金属硅化物等物质的均匀性较好。因此，本技术公开的工艺腔室能够解决晶圆730的表面均匀性较差的问题。
30.另外，由于靶材200与准直器300之间的间距可调，这使得本技术能够充分利用靶材200上逸出的金属原子，进而使得靶材200的使用率升高，即提高了靶材200的使用寿命，从而降低了客户的使用成本，且由于准直器300在腔室本体100内的高度可调，这样可以扩大半导工艺设备的调试窗口，由此，这种可调节高度的准直器300可以适用于更多具有准直器300需求的工艺设备中。
31.可选地，驱动装置400可以是电磁驱动式装置，即驱动装置400包括磁铁和驱动线圈，通过磁铁和驱动线圈以驱动准直器300运动。
32.在另一种实施例中，驱动装置400包括驱动源410、传动组件和支撑架600，驱动源410设置于腔室本体100之外，准直器300固定设置于支撑架600上，且传动组件与支撑架600相连，驱动源410通过传动组件驱动支撑架600，以带动准直器300沿垂直于靶材200的方向移动，即，当驱动源410工作时，驱动源410带动传动组件运动，传动组件带动支撑架600运动，支撑架600带动准直器300运动，以实现驱动准直器300沿垂直于靶材200的方向移动，即沿靠近或远离靶材200的方向运动，从而实现靶材200与准直器300之间的间距可调，并且准直器300相对于靶材200平动，两者之间的距离始终比较均匀。此种通过驱动力驱动准直器300运动的方式较易实现，且更为可靠。可选地，驱动源410可以是步进电机或伺服电机等，且驱动源410也可以设置于腔室本体100内。可选地，支撑架600可以通过粘接、焊接、紧固件连接等方式固定与准直器300连接。
33.一种实施例中，传动组件包括波纹管500和驱动杆420，波纹管500套设于驱动杆420之外，波纹管500的一端与驱动杆420相连，波纹管500的另一端与腔室本体100相连，驱动杆420的两端分别连接驱动源410和支撑架600，即驱动源410通过驱动杆420与支撑架600相连，以实现驱动准直器300运动。可选地，支撑架600与驱动杆420之间可以通过螺纹连接件实现连接。
34.由于波纹管500具有一定的弹性，因此，驱动源410在驱动驱动杆420运动的过程中，波纹管500可以变形，与此同时，波纹管500具有密封作用，因此，即使驱动杆420相对于腔室本体100运动，波纹管500也可以始终保证腔室本体100与驱动杆420之间的密封，从而保证工艺腔室的真空环境不被破坏。此外，在波纹管500的弹性限制下，驱动杆420运动时的稳定性和准直性较好。
35.可选地，驱动源410的驱动方式可以是转动驱动，为更稳定地驱动准直器300运动，在另一种实施例中，传动组件还包括滑块430和丝杆440，丝杆440与驱动源410相连，滑块430与丝杆440螺纹配合，且滑块430与驱动杆420相连，即驱动源410驱动丝杆440转动，滑块430在丝杆440上移动，从而使滑块430带动驱动杆420移动，进而使驱动杆420可以更稳定地带动准直器300在靠近或远离靶材200的方向上移动。
36.可选地，为防止准直器300无限制升降，即无限制靠近或远离靶材200，本技术可以设置驱动源410的驱动丝杆440的运动时间，在到达预设时间之后，驱动源410反向驱动丝杆440运动，或停止驱动丝杆440运动。
37.为更精准地控制准直器300的运动，在另一种实施例中，驱动装置400还包括安装架450、第一限位传感器460和第二限位传感器470，安装架450与腔室本体100相连，第一限位传感器460和第二限位传感器470沿滑块430的移动方向间隔设置于安装架450，滑块430设有限位部431，限位部431用于与第一限位传感器460和第二限位传感器470限位配合，且限位部431可在第一限位传感器460和第二限位传感器470之间往复运动，即滑块430带动限位部431在第一限位传感器460和第二限位传感器470之间做往复运动。
38.具体地，在滑块430朝向第一限位传感器460移动的过程中，当限位部431与第一限位传感器460接触时，第一限位传感器460被触发，以使驱动源410停止工作或带动丝杆440沿第一方向转动，丝杆440沿第一方向转动时，滑块430带动限位部431朝向第二限位传感器470运动，当限位部431与第二限位传感器470接触时，第二限位传感器470被触发，以使驱动源410停止工作或带动丝杆440沿第二方向转动，其中，第一方向和第二方向相反，由此可实现滑块430带动限位部431在第一限位传感器460和第二限位传感器470之间做往复运动。通过第一限位传感器460和第二限位传感器470可以对滑块430进行机械限位，从而防止滑块430的运动范围超出预定范围。
39.可选地，第一限位传感器460和第二限位传感器470之间的间距范围可在10～100毫米之间，即准直器300到靶材200的距离可调节范围在10～100毫米之间。
40.可选地，传动组件可以直接与准直器300相连，但由于准直器300是多孔结构，因此传动组件不容易直接与准直器300相连，且直接与准直器300相连时，传动组件较容易影响准直器300过滤金属的效果。
41.因此，在另一种实施例中，传动组件可以通过支撑架600与准直器300相连，具体地，支撑架600与准直器300叠置，且支撑架600的边缘凸出于准直器300的边缘，传动组件与支撑架600的边缘相连，这使得传动组件距离准直器300较远，进而较难影响到准直器300的正常工作。
42.可选地，支撑架600的形状可以为盘状，支撑架600可以凸出设置在准直器300远离靶材200的一侧，即位于准直器300和晶圆730之间，在另一种实施例中，支撑架600凸出设置在准直器300靠近靶材200的一侧，即支撑架600位于准直器300和靶材200之间，这使得支撑架600的边缘与准直器300之间形成的空间能够安装传动组件，即传动组件与支撑架600背离靶材200的一侧相连，此种设置方式使得支撑架600在一定程度上能够阻挡部分金属原子溅射在内壁110和传动组件上，以保护内壁110和传动组件。
43.进一步地，为使靶材200上逸出的金属能够穿过准直器300的通孔310，并作用于晶圆730上，支撑架600上开设有开孔，该开孔与准直器300的通孔310相对设置，且一一对应，以使从靶材200上逸出的角度较小的金属首先穿过支撑架600的开孔，其次穿过通孔310，最后作用于晶圆730上。
44.可选地，由于在准直器300的周向上本身存在凸缘，支撑架600可以是该凸缘在准直器300的径向上延长所形成的部件，此时支撑架600与准直器300为一体式结构，即一体式结构的支撑架600和准直器300具有较强的结构强度，且更便于制造支撑架600和准直器
300。
45.可选地，工艺腔室还包括第一防护内衬710和第二防护内衬720，第一防护内衬710和第二防护内衬720均用于防止从靶材200上逸出的金属溅射在内壁110上。具体地，第一防护内衬710和第二防护内衬720均设置于腔室本体100内，第一防护内衬710与腔室本体100相连，第二防护内衬720与支撑架600相连，第一防护内衬710和第二防护内衬720在靶材200的轴向上至少部分重叠，即第一防护内衬710和第二防护内衬720均设在靶材200和准直器300之间，在准直器300靠近和远离靶材200时，由于第一防护内衬710和第二防护内衬720存在重叠的部分，这使得从靶材200上逸出的角度较大的金属较不容易溅射到准直器300与靶材200之间的内壁110上，进而对内壁110起到保护作用。
46.可选地，第二防护内衬720与支撑架600的边缘相连，第二防护内衬720位于第一防护内衬710和内壁110之间，即第二防护内衬720远离准直器300设置，这使得第二防护内衬720较不容易阻挡角度较小的金属，即在避免影响晶圆表面制成的金属硅化物等物质的均匀性的同时，还能防止角度较大的金属溅射在内壁110上。
47.可选地，工艺腔室还可以包括第三防护内衬740，第三防护内衬740设于腔室本体100内，且第三防护内衬740可设在准直器300与晶圆730之间，以防止部分金属溅射到准直器300与晶圆730之间的内壁110上。
48.可选地，驱动装置400的数量可以为一个，但由于准直器300的尺寸较大，且重量较重，为进一步保证对准直器300的驱动效果和驱动稳定性，在另一种实施例中，驱动装置400的数量为至少两个，即准直器300通过至少两个驱动装置400实现驱动，且各驱动装置400沿靶材200的周向均匀且间隔设置，以使各驱动装置400更稳定，且更精准控制驱动准直器300靠近或远离靶材200。
49.可选地，准直器300的供角度较小的金属穿过的通孔310的形状可以为正六边形，当然，该通孔310的形状还可以为其他形状，本技术实施例对此不作具体限制。
50.可选地，本身请所公开的工艺腔室还包括电机750、磁控管760、陶瓷环770、遮挡环780和承载装置790，电机750用于驱动磁控管760转动，靶材200和腔室本体100之间设置磁控管760的空腔内设置有等离子体水，陶瓷环770设在靶材200两端，以和靶材200共同起到密封该空腔的作用，遮挡环780可以与第三防护内衬740相配合，以共同防止金属原子溅射在腔室本体100的底面或内壁110上，承载装置790可用于承载待加工的晶圆730。
51.本技术上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
52.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。