[实用新型]一种工艺腔室及半导体处理设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及等离子体设备领域，更具体地，涉及一种工艺腔室及半导体处理设备。

背景技术

等离子体设备广泛应用于半导体、太阳能电池、平板显示等制造领域中。常见的等离子体设备包括电容耦合等离子体(CapacitivelyCoupled Plasma，CCP)、电感耦合等离子体(InductivelyCoupled Plasma，ICP)以及电子回旋共振等离子体(ElectronCyclotron Resonance，ECR)等类型的等离子体处理设备。这些等离子体设备通常可在等离子体刻蚀、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)以及增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)等加工工艺中使用。

等离子体设备使用时需要使用大量的气体，如何优化气体的供应方式成为本领域亟需解决的技术难题。

以物理气相沉积加工工艺为例，该工艺是微电子领域常用的加工技术，如，用于加工集成电路中的铜互连层。制作铜互连层主要包括去气、预清洗、Ta(N)沉积以及Cu沉积等步骤。其中，去气工艺一般是通过热源对晶片进行加热，抽真空后去除气体。预清洗的目的是为了在沉积金属薄膜之前，清除例如为晶片的待处理工件的表面的污染物、沟槽和穿孔底部的残余物。常见的预清洗工艺，是指将如Ar(氩气)、He(氦气)等工艺气体激发为等离子体，利用等离子体的化学反应和物理轰击作用，对晶片表面进行处理。在现有技术中，物理气相沉积设备将去气腔室和预清洗腔室集成为一个工艺腔室，如图1所示，该工艺腔室包括腔体1′、车库2′、基座3′、电极板4′、和旋转机构6′,腔体1′和车库2′相连通,基座3′位于腔体1′内，晶片7′放置在基座3′的表面。基座3′与射频电源(图中未示出)电连接。在腔体1′中设置有进气口11′和出气口12′，进气口11′设置在腔体1′的侧壁上，且出气口12′还连接有真空泵；另外，在腔体1′的上部还设置有加热灯泡13′。

当进行预清洗时，电极板4′被旋转至腔体1′中，与基座3′上的晶片7′相对，工艺气体自进气口进入腔体1′。工艺气体在上电极板4′与基座3′之间所形成的电压的作用下，被激发为等离子体，等离子体轰击晶片7′的表面，实现对晶片7′的预清洗，图中箭头为工艺气体在加工腔内的流动路径示意。当进行去气时，上电极板4′被旋转至车库2′中，接通加热灯泡13′，对晶片7′进行加热，同时真空泵将其中的气体抽去，实现去气工艺。

在现有技术中，由于腔体顶壁安装有加热灯泡13′，在腔体顶壁上不能设置进气口，因此在腔体的侧壁上设置了进气口11′，但侧壁进气存在如下问题：工艺气体容易被真空泵从出气口12′中抽走，只有部分进入基座和电极板之间，利用率不高；且工艺气体自腔体1′的侧壁上的进气口11′进入腔体1′，到达待处理晶片7′表面的路径长短不一致，导致激发产生的等离子体能量不均匀，直接影响到预清洗的效果。

实用新型内容

本实用新型提供一种工艺腔室和一种半导体处理设备，至少解决了现有技术中存在的工艺气体由于侧方进气导致的利用率不高和产生的等离子体能量不均匀的技术问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种工艺腔室，所述工艺腔室用于对晶片进行去气和预清洗，所述腔室包括：腔体、电极板、设置于所述腔体内顶部的热源、设置于所述腔体内底部的基座；其中，所述基座和所述热源相对设置，所述电极板可旋转；

所述电极板中设置有输气通道；当所述电极板旋转至所述基座的上方时，工艺气体经所述输气通道输送至所述基座的上方，对晶片进行预清洗工艺；当所述电极板旋转离开所述基座的上方时，接通所述热源对晶片进行去气工艺。

可选地，根据本实用新型的工艺腔室，所述电极板包括电极板主体；

所述电极板主体上设有进气口、气流通道和出气口；

所述工艺气体自所述进气口输入，流经所述气流通道后，自所述出气口输送至所述基座的上方。

可选地，根据本实用新型的工艺腔室，所述电极板主体为圆盘形；

所述进气口设置于所述电极板主体沿厚度方向的侧壁上；

所述出气口设置于所述电极板主体与所述基座相对的表面上；

所述气流通道设置在所述电极板主体的内部，且所述气流通道连通所述进气口和所述出气口。

可选地，根据本实用新型的工艺腔室，所述电极板还包括电极匀流板，所述电极匀流板上设置有匀流孔；