專利名稱：腔室組件及應(yīng)用該腔室組件的半導(dǎo)體處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種腔室組件及其應(yīng)用該腔室組件的半導(dǎo)體處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制備工藝的不斷發(fā)展，物理氣相沉積(PVD)設(shè)備或等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)設(shè)備等需要進(jìn)行冷卻處理的設(shè)備廣泛用于當(dāng)今的半導(dǎo)體、太陽能電池、 平板顯示等制作工藝。物理氣相沉積設(shè)備或等離子體增強化學(xué)氣相沉積設(shè)備通常包括多個腔室組件。半導(dǎo)體處理設(shè)備的腔室組件限定的腔室內(nèi)通常設(shè)有屏蔽部件，現(xiàn)有的屏蔽部件通常使用銅、鋁等導(dǎo)體制成。在工藝過程中，由于渦流和離子轟擊的影響，在屏蔽部件上會產(chǎn)生較大的熱量。為使工藝過程更加穩(wěn)定，需考慮對屏蔽部件進(jìn)行必要的冷卻。目前存在一種屏蔽部件，在該屏蔽部件中，采用在屏蔽部件中加入水循環(huán)以對該屏蔽部件進(jìn)行冷卻。如圖1和圖2所示，在屏蔽部件的上端和下端均形成有環(huán)形的水路通道61，、64，，水路通道61，、64，通過豎直通道63，、65，連接。其中，62，、66，分別為進(jìn)水口和出水口。但是，采用上述現(xiàn)有的屏蔽冷卻裝置存在如下缺點1)設(shè)計復(fù)雜，加工成本高、周期長；2)屏蔽部件放置于腔室中，一旦漏水會造成比較嚴(yán)重的設(shè)備故障，降低了設(shè)備的可靠性；以及3)由于屏蔽部件中存在水循環(huán)，維護(hù)時不易拆裝，降低了設(shè)備的可維護(hù)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種腔室組件，該腔室組件在保證屏蔽部件冷卻效果的基礎(chǔ)上，降低了屏蔽部件的設(shè)計復(fù)雜度，提高了設(shè)備的可靠性且便于拆裝。本發(fā)明的另一目的在于提出一種具有上述腔室組件的半導(dǎo)體處理設(shè)備。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實施例提出了一種腔室組件，所述腔室組件包括腔室主體，所述腔室主體內(nèi)限定有處理腔室；屏蔽部件，所述屏蔽部件設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)；和屏蔽冷卻單元，所述屏蔽冷卻單元至少設(shè)置在所述腔室主體的一端且與所述屏蔽部件接觸，用于冷卻所述屏蔽部件。根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件，通過設(shè)置獨立于冷卻屏蔽部件的屏蔽冷卻單元， 可以對屏蔽部件進(jìn)行冷卻，并且腔室組件的結(jié)構(gòu)簡單且制作成本低，并且便于拆裝進(jìn)而提高腔室組件的可維護(hù)性以及可靠性。在本發(fā)明的一個實施例中，所述屏蔽冷卻單元內(nèi)形成有冷卻通道，且所述冷卻通道具有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口。由此，通過在屏蔽冷卻單元中設(shè)置可容許冷卻介質(zhì)循環(huán)流動的冷卻通道，以冷卻屏蔽部件。
在本發(fā)明的一個實施例中所述屏蔽冷卻單元和所述屏蔽部件之間設(shè)置有熱傳導(dǎo)部件。由此，可以通過熱傳導(dǎo)部件經(jīng)由屏蔽冷卻單元中冷卻劑或者冷卻介質(zhì)進(jìn)一步冷卻屏蔽部件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述熱傳導(dǎo)部件為陶瓷環(huán)。由此，熱傳導(dǎo)部件采用陶瓷環(huán)形式，更利于將冷能傳導(dǎo)至屏蔽部件，以冷卻屏蔽部件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述屏蔽冷卻單元包括第一屏蔽冷卻單元，所述第一屏蔽冷卻單元設(shè)置在所述腔室主體的上端；和第二屏蔽冷卻單元，所述第二屏蔽冷卻單元設(shè)置在所述腔室主體的下端。由此，在屏蔽部件的上端和下端分別設(shè)有屏蔽冷卻單元，可更高效的冷卻屏蔽部件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述屏蔽冷卻單元包括第一屏蔽冷卻單元，所述第一屏蔽冷卻單元設(shè)置在所述腔室主體的上端。在本發(fā)明的一個實施例中，所述屏蔽部件包括第一豎直部，所述第一豎直部設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)且鄰近所述腔室主體的內(nèi)周壁；和第一凸緣，所述第一凸緣從所述第一豎直部的上端水平地向外凸出到所述腔室主體的上端面上方。由此，屏蔽部件擋住處理腔室的周向側(cè)壁的外側(cè)，從而避免了等離子體在處理腔室的周向側(cè)壁上的沉積。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一屏蔽冷卻單元內(nèi)形成有第一冷卻通道，且所述第一冷卻通道具有第一冷卻介質(zhì)入口和第一冷卻介質(zhì)出口。由此，通過在第一屏蔽冷卻單元中設(shè)置可容納冷卻劑循環(huán)流動的第一冷卻通道，以冷卻屏蔽部件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一屏蔽冷卻單元包括第二豎直部，所述第二豎直部；以及第二凸緣，所述第二凸緣從所述第二豎直部的下端水平地向內(nèi)凸出以與所述第一凸緣相對且相互接觸。由此，第一屏蔽冷卻單元的第二凸緣可防止等離子體沉積在處理腔室的周向側(cè)壁的一部分上。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二凸緣和所述第一凸緣之間設(shè)置有第一熱傳導(dǎo)部件。由此，第一屏蔽冷卻單元中冷卻劑或者冷卻介質(zhì)可通過第一熱傳導(dǎo)部件進(jìn)一步加強對屏蔽部件進(jìn)行冷卻。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一熱傳導(dǎo)部件為陶瓷環(huán)。由此，第一熱傳導(dǎo)部件采用陶瓷環(huán)形式，更利于強化冷卻屏蔽部件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述屏蔽冷卻單元包括第二屏蔽冷卻單元，所述第二屏蔽冷卻單元設(shè)置在所述腔室主體的下端。在本發(fā)明的一個實施例中，所述屏蔽部件包括第一豎直部，所所述第一豎直部設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)且鄰近所述腔室主體的內(nèi)周壁；以及第三凸緣，所述第三凸緣從所述第一豎直部的下端水平地向內(nèi)凸出。由此，屏蔽部件可以擋住處理腔室的周向側(cè)壁的外側(cè)， 從而避免了等離子體沉積在處理腔室的周向側(cè)壁上。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二屏蔽冷卻單元內(nèi)形成有第二冷卻通道，所述第二冷卻通道具有第二冷卻介質(zhì)入口和第二冷卻介質(zhì)出口。由此，通過在第二屏蔽冷卻單元中設(shè)置可容納冷卻劑或者冷卻介質(zhì)循環(huán)流動的第二冷卻通道，以冷卻屏蔽部件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二屏蔽冷卻單元和所述第三凸緣之間進(jìn)一步設(shè)置有第二熱傳導(dǎo)部件。由此，可以通過第二屏蔽冷卻單元中的冷卻介質(zhì)經(jīng)由第二熱傳導(dǎo)部件進(jìn)一步加強對屏蔽部件的冷卻。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二熱傳導(dǎo)部件為陶瓷環(huán)。由此，第二熱傳導(dǎo)部件采用陶瓷環(huán)形式，更利于強化冷卻屏蔽部件。在本發(fā)明的一個實施例中，所述屏蔽部件進(jìn)一步包括第三豎直部，所述第三豎直部從第三凸緣的內(nèi)沿豎直向下延伸，用于擋住所述第二熱傳導(dǎo)部件。由此，通過屏蔽部件的第三凸緣可以阻擋等離子體在第二熱傳導(dǎo)部件的內(nèi)側(cè)面的沉積。在本發(fā)明的一個實施例中，所述屏蔽部件為法拉第屏蔽部件。本發(fā)明第二方面的實施例提出一種半導(dǎo)體處理設(shè)備，包括根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例所述的腔室組件。在本發(fā)明的一些具體實施例中，所述半導(dǎo)體處理設(shè)備為物理氣相沉積設(shè)備或等離子體增強化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其中所述腔室組件可以用作濺射腔室組件和/或預(yù)清洗腔室組件。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為現(xiàn)有的法拉第屏蔽部件的立體示意圖；圖2為圖1中所示的法拉第屏蔽部件的部分立體示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例腔室組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中所示的屏蔽部件的立體示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的腔室組件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中所述腔室組件用作物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件；圖6為根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的腔室組件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中所述腔室組件用作物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件；以及圖7為利用根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件用作物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件進(jìn)行磁控濺射的工藝流程圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件。如圖3和4所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的腔室組件100包括腔室主體4、屏蔽部件6和屏蔽冷卻單元。在腔室主體4內(nèi)限定有處理腔室111，屏蔽部件6設(shè)置在處理腔室 111內(nèi)。屏蔽冷卻單元至少設(shè)置在腔室主體4的一端且與屏蔽部件6接觸，以冷卻屏蔽部件
66。在本發(fā)明的一個實施例中，腔室主體4可以為陶瓷桶。根據(jù)本發(fā)明的腔室組件100，通過獨立于屏蔽部件設(shè)置的屏蔽冷卻單元對屏蔽部件進(jìn)行冷卻，屏蔽冷卻單元可以單獨制造，拆裝，因此在拆裝、更換時屏蔽冷卻單元與屏蔽部件之間不會相互影響，從而頻繁更換屏蔽部件時無需更換屏蔽冷卻單元，降低了成本。由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件100制作成本低，便于拆裝，進(jìn)而可以提高腔室組件的可維護(hù)性以及可靠性。在本發(fā)明的一個示例中，屏蔽部件6可以為法拉第屏蔽冷卻部件。更具體而言，在屏蔽冷卻單元的內(nèi)部形成有冷卻通道，該冷卻通道具有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口。冷卻介質(zhì)可以從冷卻介質(zhì)入口流入到冷卻通道并在冷卻通道內(nèi)循環(huán)流動以對屏蔽部件6進(jìn)行冷卻，冷卻介質(zhì)可以從冷卻介質(zhì)出口流出。在本發(fā)明的一些實施例中，在屏蔽冷卻單元和屏蔽部件6之間可以設(shè)有熱傳導(dǎo)部件，從而可以進(jìn)一步加強對屏蔽部件6的冷卻。在本發(fā)明的一個具體示例中，熱傳導(dǎo)部件可以為陶瓷環(huán)。如圖3所示，在本發(fā)明的一些具體示例中，屏蔽冷卻單元包括第一屏蔽冷卻單元 120a，第一屏蔽冷卻單元120a設(shè)置在腔室主體4的上端。屏蔽部件6與腔室主體4的內(nèi)周壁相鄰設(shè)置，第一屏蔽冷卻單元120a與屏蔽部件6接觸以對屏蔽部件進(jìn)行冷卻。如圖3和4所示，在本發(fā)明的一個具體示例中，屏蔽部件6包括第一豎直部61和第一凸緣62，第一豎直部61設(shè)置在處理腔室111內(nèi)且鄰近腔室主體4的內(nèi)周壁上，第一凸緣62從第一豎直部61的上端水平地沿徑向向外凸出到腔室主體4的上端面上方。在陶瓷桶4的下方設(shè)置有第二轉(zhuǎn)接法蘭9。在本發(fā)明的一些實施例中，第一屏蔽冷卻單元120a可形成為臺階狀，包括第二豎直部81和第二凸緣82。其中，第二豎直部81與靶1相連接，從而可支撐并固定靶1。第二凸緣82從第二豎直部81水平地沿徑向向內(nèi)凸出以與第一凸緣 62上下相對且彼此接觸。在第一屏蔽冷卻單元120a的內(nèi)部形成有第一冷卻通道12a。第一冷卻通道12a具有第一冷卻介質(zhì)入口和第一冷卻介質(zhì)出口。冷卻介質(zhì)可以從第一冷卻介質(zhì)入口流入第一冷卻通道12a，在第一冷卻通道12a中循環(huán)流動，然后從第一冷卻介質(zhì)出口流出。由于第一屏蔽冷卻單元120a的第二凸緣82與屏蔽部件6的第一凸緣62接觸，從而冷卻介質(zhì)可以將屏蔽部件6的熱量帶走，達(dá)到冷卻屏蔽部件6的目的。換言之，在本發(fā)明的上述實施例中，第一屏蔽冷卻單元120a為轉(zhuǎn)接法蘭的形式。為了更好地利用冷卻介質(zhì)冷卻屏蔽部件6，可在第一屏蔽冷卻單元120a的第二凸緣82和第一凸緣62之間設(shè)置第一熱傳導(dǎo)部件11a。其中，第一凸緣62、第一熱傳導(dǎo)部件 Ila和第一屏蔽冷卻單元120a之間緊密接觸，從而第一屏蔽冷卻單元120a、第一熱傳導(dǎo)部件Ila和屏蔽部件6之間具有充分的導(dǎo)熱面積，從而可更高效地冷卻屏蔽部件6。在本發(fā)明的一個示例中，第一熱傳導(dǎo)部件Ila可為陶瓷環(huán)。當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，第一熱傳導(dǎo)部件Ila也可由其他材料制成，只要滿足將冷卻介質(zhì)的冷卻能力更好地傳遞給屏蔽部件6，即落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明的實施例中，屏蔽部件6的第一豎直部61鄰接陶瓷桶4的內(nèi)周壁面，且第一凸緣62設(shè)置在第一熱傳導(dǎo)部件Ila的上表面上，從而使工藝過程中的等離子體不會沉積在第一熱傳導(dǎo)部件Ila的上表面及陶瓷桶4的內(nèi)周壁面上，進(jìn)而對第一熱傳導(dǎo)部件Ila 和陶瓷桶4起到保護(hù)作用。
根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件100可以用作半導(dǎo)體處理設(shè)備例如物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件。圖5-6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件100用作物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件的示例，在用作濺射腔室組件的示例中，在處理腔室111的上方設(shè)置有靶1，與靶1連接的設(shè)置有電源3，通過該電源3可以向靶1施加例如負(fù)壓的電壓。在本發(fā)明的一個示例中，電源3可為直流電源。當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，電源3還可為其他形式的電源，如脈沖電源，從而提供極性例如為負(fù)的脈沖信號，從而將處理腔室111中的惰性氣體電離為等離子體。在靶1的上表面上設(shè)置有磁控管2，磁控管2可以向處理腔室111中提供磁場。在靶1的下方設(shè)置限定出處理腔室111的腔室主體4，例如，腔室主體可以為陶瓷桶。屏蔽部件6設(shè)置在陶瓷桶4的內(nèi)周側(cè)上，屏蔽冷卻單元至少設(shè)置在陶瓷桶4的一端，且與屏蔽部件6連接，以冷卻屏蔽部件6。在陶瓷桶4的外周側(cè)設(shè)置有射頻線圈5，用于控制金屬離子運動的電磁場。與射頻線圈5相連的設(shè)置有射頻電源7，以將射頻信號加載到射頻線圈5上，射頻線圈5在射頻信號的激勵下產(chǎn)生電磁場。在處理腔室111的下方且與靶 1相對的位置設(shè)置有靜電卡盤10，靜電卡盤10可以支撐設(shè)置在靜電卡盤10上表面上的晶片。需要理解的是，根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件100用作物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件時的其他構(gòu)件和操作對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是已知的，這里不再贅述。下面將參考圖5以用作物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件為例描述根據(jù)本發(fā)明一個實施例的腔室組件100。如圖5所示，在用作物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件的腔室組件100中，屏蔽冷卻單元包括第二屏蔽冷卻單元120b，第二屏蔽冷卻單元120b設(shè)置在陶瓷桶4的下端。屏蔽部件6與陶瓷筒4的內(nèi)周壁相鄰設(shè)置并與第二屏蔽冷卻單元120b接觸。其中屏蔽部件 6包括第一豎直部61和第三凸緣63，第一豎直部設(shè)置在處理腔室111內(nèi)且鄰近陶瓷桶4的內(nèi)周壁，第三凸緣63從第一豎直部61的下端水平地沿徑向向內(nèi)凸出以與第二屏蔽冷卻單元120b接觸。在陶瓷桶4的上方設(shè)置有第一轉(zhuǎn)接法蘭8。通過第一轉(zhuǎn)接法蘭8可支撐并固定靶1。第二屏蔽冷卻單元120b的內(nèi)部形成有第二冷卻通道12b。第二冷卻通道12b具有第二冷卻介質(zhì)入口和第二冷卻介質(zhì)出口。冷卻介質(zhì)可從第二冷卻介質(zhì)入口流入到第二冷卻通道12b中循環(huán)流動，從而冷卻屏蔽部件6。冷卻介質(zhì)從第二冷卻介質(zhì)出口流出。由于第二屏蔽冷卻單元120b與屏蔽部件6的第三凸緣63接觸，從而達(dá)到冷卻屏蔽部件6的目的。 在上述實施例中，第二屏蔽冷卻單元120b為轉(zhuǎn)接法蘭的形式。為了更好地利用冷卻介質(zhì)冷卻屏蔽部件6，可在第二屏蔽冷卻單元120b和屏蔽部件6的第三凸緣63之間設(shè)置第二熱傳導(dǎo)部件lib。其中，第三凸緣63、第二熱傳導(dǎo)部件lib 和第二屏蔽冷卻單元120b之間緊密接觸，從而第二屏蔽冷卻單元120b、第二熱傳導(dǎo)部件 lib和屏蔽部件6之間具有充分的導(dǎo)熱面積，可更高效冷卻屏蔽部件6。在本發(fā)明的一個示例中，第二熱傳導(dǎo)部件lib為陶瓷環(huán)。當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，第二熱傳導(dǎo)部件lib也可由其他材料制成，只要滿足將冷卻介質(zhì)提供的冷能傳遞給屏蔽部件6的功能，即落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。在此實施例中，屏蔽部件6的第一豎直部61鄰接陶瓷桶4的內(nèi)周壁，且第三凸緣 63設(shè)置在第二熱傳導(dǎo)部件lib的上表面上，從而使工藝過程中的等離子體不會沉積在第二熱傳導(dǎo)部件lib的上表面及陶瓷桶4的內(nèi)周壁上，進(jìn)而對第二熱傳導(dǎo)部件lib和陶瓷桶4 起到保護(hù)作用。此外，為了進(jìn)一步避免等離子體在第二熱傳導(dǎo)部件lib的內(nèi)側(cè)面上沉積，屏蔽部件6可進(jìn)一步包括第三豎直部64，該第三豎直部64從第三凸緣63的內(nèi)沿豎直向下延伸，從而擋住第二熱傳導(dǎo)部件lib的內(nèi)側(cè)面，由此對第二熱傳導(dǎo)部件lib進(jìn)一步起到保護(hù)作用。在第二屏蔽冷卻單元120b的下方設(shè)置有支撐部件13，用于支撐并固定位于其上方的各個部件。需要說明的是，在圖3所述的實施例中，在腔室主體4上端設(shè)置了第一屏蔽冷卻單元120a，而下端設(shè)置了第二轉(zhuǎn)接法蘭9，在圖5所示的實施例中，在腔室主體4下端設(shè)置了第二屏蔽冷卻單元120b，而上端設(shè)置了第一轉(zhuǎn)接法蘭8。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，第一屏蔽冷卻單元120a可以通過在第一轉(zhuǎn)接法蘭8內(nèi)加工出冷卻通道形成，而第二屏蔽冷卻單元120b可以通過在第二轉(zhuǎn)接法蘭9內(nèi)加工出冷卻通道形成。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一屏蔽冷卻單元120a和第二屏蔽冷卻單元120b同時起到了支撐的作用。下面參考圖6描述用作半導(dǎo)體處理設(shè)備例如物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件的根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件100的另一實施例。如圖6所示，屏蔽冷卻單元包括第一屏蔽冷卻單元120a和第二屏蔽冷卻單元120b，其中第一屏蔽冷卻單元120a設(shè)置在陶瓷桶 4的上端，第二屏蔽冷卻單元120b設(shè)置腔室主體4的下端。屏蔽部件6與陶瓷桶4的內(nèi)周壁相鄰設(shè)置且屏蔽部件6的上端和下端分別與第一屏蔽冷卻單元120a和第二屏蔽冷卻單元120b接觸。其中屏蔽部件6包括第一豎直部61、第一凸緣62和第三凸緣63，第一豎直部61設(shè)置在處理腔室111內(nèi)且鄰近陶瓷桶4的內(nèi)周壁，第一凸緣62從第一豎直部61的上端向外凸出到腔室主體4的上端面上方。第三凸緣63從第一豎直部61的下端向內(nèi)凸出。第一屏蔽冷卻單元120a可形成為臺階狀，包括第二豎直部81和第二凸緣82。其中，第二豎直部81與靶1相接觸，從而可支撐并固定靶1。第二凸緣82從第二豎直部81的下端水平地向內(nèi)凸出以與第一凸緣62相對且相互接觸。第二屏蔽冷卻單元120b分別與陶瓷桶4及屏蔽部件6的第三凸緣63相連接。在第一屏蔽冷卻單元120a的內(nèi)部形成有第一冷卻通道12a，在第二屏蔽冷卻單元 120b的內(nèi)部形成有第二冷卻通道12b，在第一冷卻通道12a和第二冷卻通道12b可以通入冷卻介質(zhì)。第一冷卻通道12a具有第一冷卻介質(zhì)入口和第一冷卻介質(zhì)出口。第二冷卻通道 12b具有第二冷卻介質(zhì)入口和第二冷卻介質(zhì)出口。冷卻介質(zhì)可通過第一冷卻介質(zhì)入口和第二冷卻介質(zhì)入口分別進(jìn)入第一冷卻通道12a和第二冷卻通道12b，在第一冷卻通道12a和第二冷卻通道12b中循環(huán)流動。冷卻介質(zhì)可通過第一冷卻介質(zhì)出口和第二冷卻介質(zhì)出口流出。由于第一屏蔽冷卻單元120a的第二凸緣82與屏蔽部件6的第一凸緣62接觸，第二屏蔽冷卻單元120b與屏蔽部件6的第三凸緣63接觸，從而達(dá)到冷卻屏蔽部件6的目的。由于在陶瓷桶4的上端和下端分別設(shè)置了第一屏蔽冷卻單元120a和第二屏蔽冷卻單元120b， 從而可以增強冷卻效果。為了更好地利用冷卻介質(zhì)冷卻屏蔽部件6，可在第一屏蔽冷卻單元120a的第二凸緣82和第一凸緣62之間設(shè)置第一熱傳導(dǎo)部件11a，在第二屏蔽冷卻單元 120b和屏蔽部件6的第三凸緣63之間設(shè)置第二熱傳導(dǎo)部件lib。其中，第一凸緣62、第一熱傳導(dǎo)部件Ila和第一屏蔽冷卻單元120a之間緊密接觸，從而第一屏蔽冷卻單元120a第一熱傳導(dǎo)部件Ila和屏蔽部件6之間具有充分的導(dǎo)熱面積，可更高效地冷卻屏蔽部件6。第三凸緣63、第二熱傳導(dǎo)部件lib和第二屏蔽冷卻單元120b之間緊密接觸，從而第二屏蔽冷卻單元120b、第二熱傳導(dǎo)部件lib和屏蔽部件6之間具有充分的導(dǎo)熱面積，可更高效地冷卻屏蔽部件6。其中，第一熱傳導(dǎo)部件Ila和第二熱傳導(dǎo)部件lib為陶瓷環(huán)。當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，第一熱傳導(dǎo)部件Ila和第二熱傳導(dǎo)部件lib也可由其他材料制成，只要滿足將冷卻介質(zhì)提供的冷能傳遞給屏蔽部件6的功能就可以。在本發(fā)明的實施例中，屏蔽部件6的第一豎直部61鄰接陶瓷桶4的內(nèi)周壁，且第一凸緣62壓在第一熱傳導(dǎo)部件Ila的上表面，第三凸緣63壓在第二熱傳導(dǎo)部件lib的上表面，從而使工藝過程中的等離子體不會沉積在第一熱傳導(dǎo)部件Ila的上表面、第二熱傳導(dǎo)部件lib的上表面及陶瓷桶4的內(nèi)周壁上，進(jìn)而對第一熱傳導(dǎo)部件11a、第二熱傳導(dǎo)部件 1 Ib和陶瓷桶4起到保護(hù)作用。此外，為了進(jìn)一步避免等離子體在第二熱傳導(dǎo)部件1 Ib的內(nèi)側(cè)面上沉積，屏蔽部件6進(jìn)一步包括第三豎直部64，該第三豎直部64與第三凸緣63相連接，從而擋住第二熱傳導(dǎo)部件lib的內(nèi)側(cè)面，從而對第二熱傳導(dǎo)部件lib進(jìn)一步起到保護(hù)作用。在第二屏蔽冷卻單元120b的下方設(shè)置有支撐部件13，通過該支撐部件13可支撐并固定位于其上方的各個部件。在上述實施例中，第一冷卻通道12a和第二冷卻通道Ila中的冷卻介質(zhì)可為水。當(dāng)然本領(lǐng)域的人員可以理解的是，冷卻介質(zhì)也可為其他具有冷卻功能的介質(zhì)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室組件100，可以用作半導(dǎo)體處理設(shè)備例如物理氣相沉積設(shè)備的濺射腔室組件，但并發(fā)明并不限于此，例如也可以用作半導(dǎo)體處理設(shè)備例如物理氣相沉積設(shè)備的預(yù)清洗腔室組件。下面參考圖7描述利用根據(jù)本發(fā)明一個實施例的腔室組件進(jìn)行磁控濺射的工藝流程，包括如下步驟SlOl 將晶片放置在與靶相對的靜電卡盤上；S102 將電壓信號施加至靶，且靶被進(jìn)行金屬離化以獲得金屬離子；和S103 金屬離子在電磁場的控制下沉積到所述晶片的表面上。根據(jù)本發(fā)明實施例的采用上述濺射腔室組件進(jìn)行磁控濺射的方法，在實現(xiàn)對晶片處理的同時，對屏蔽部件進(jìn)行冷卻，提高了物理氣相沉積設(shè)備的可靠性，可提高晶片的處理效率。下面結(jié)合圖5至圖7對磁控濺射工藝的具體步驟進(jìn)行簡單說明。首先將晶片放置在與靶1相對的靜電卡盤10上。如圖5所示，電源3的正極端接公共地，負(fù)極端接靶1，從而向靶1施加負(fù)壓。其中，電源3可為直流電源。在負(fù)壓的作用下，將處理腔室111中的惰性氣體電離成等離子體。其中，惰性氣體可為氬氣。在磁控管2 提供的磁場的作用下，等離子體轟擊靶1，以使靶被濺射產(chǎn)生金屬離子。射頻線圈5在射頻電源7的激勵下產(chǎn)生電磁場，進(jìn)而將其附近的惰性氣體電離為等離子體。這些等離子體在射頻線圈5提供的電磁場的控制下與金屬離子碰撞，從而使金屬離子在射頻線圈5提供的電磁場的控制下沉積到晶片的表面上。為了使等離子體及金屬離子不發(fā)生外濺，在沉積腔室的周圍設(shè)置有屏蔽部件。在工藝過程中，由于渦流和離子的轟擊的影響，在屏蔽部件上會產(chǎn)生較大的熱量。通過利用上述物理氣相沉積設(shè)備中的屏蔽冷卻單元，從而在上述磁控濺射方法中通入冷卻介質(zhì)以很好地冷卻該屏蔽部件，從而提供工藝的穩(wěn)定性及晶片的處理效率。
根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體處理設(shè)備包括上述腔室組件100，如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體處理設(shè)備可以為物理氣相沉積設(shè)備或等離子體增強化學(xué)氣相沉積設(shè)備， 其中腔室組件100可以用作濺射腔室組件，也可以用作預(yù)清洗腔室組件。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體處理設(shè)備，通過設(shè)置可以冷卻屏蔽部件的單獨的屏蔽冷卻單元對屏蔽部件進(jìn)行冷卻。在對屏蔽部件冷卻的基礎(chǔ)上，半導(dǎo)體處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單且制作成本低，并且便于拆裝，進(jìn)而可以提高半導(dǎo)體處理設(shè)備的可維護(hù)性以及可靠性。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種腔室組件，其特征在于，包括腔室主體，所述腔室主體內(nèi)限定有處理腔室； 屏蔽部件，所述屏蔽部件設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)；和屏蔽冷卻單元，所述屏蔽冷卻單元至少設(shè)置在所述腔室主體的一端且與所述屏蔽部件接觸，用于冷卻所述屏蔽部件。
2.如權(quán)利要求1所述腔室組件，其特征在于，所述屏蔽冷卻單元內(nèi)形成有冷卻通道，且所述冷卻通道具有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口。
3.如權(quán)利要求2所述的腔室組件，其特征在于，所述屏蔽冷卻單元和所述屏蔽部件之間設(shè)置有熱傳導(dǎo)部件。
4.如權(quán)利要求3所述的腔室組件，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)部件為陶瓷環(huán)。
5.如權(quán)利要求1所述的腔室組件，所述屏蔽冷卻單元包括第一屏蔽冷卻單元，所述第一屏蔽冷卻單元設(shè)置在所述腔室主體的上端；和第二屏蔽冷卻單元，所述第二屏蔽冷卻單元設(shè)置在所述腔室主體的下端。
6.如權(quán)利要求1所述的腔室組件，所述屏蔽冷卻單元包括第一屏蔽冷卻單元，所述第一屏蔽冷卻單元設(shè)置在所述腔室主體的上端。
7.如權(quán)利要求6所述的腔室組件，其特征在于，所述屏蔽部件包括第一豎直部，所述第一豎直部設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)且鄰近所述腔室主體的內(nèi)周壁；禾口第一凸緣，所述第一凸緣從所述第一豎直部的上端水平地向外凸出到所述腔室主體的上端面上方。
8.如權(quán)利要求7所述的腔室組件，其特征在于，所述第一屏蔽冷卻單元內(nèi)形成有第一冷卻通道，且所述第一冷卻通道具有第一冷卻介質(zhì)入口和第一冷卻介質(zhì)出口。
9.如權(quán)利要求8所述的腔室組件，其特征在于，所述第一屏蔽冷卻單元包括 第二豎直部；以及第二凸緣，所述第二凸緣從所述第二豎直部的下端水平地向內(nèi)凸出以與所述第一凸緣相對且相互接觸。
10.如權(quán)利要求9所述的腔室組件，其特征在于，所述第二凸緣和所述第一凸緣之間設(shè)置有第一熱傳導(dǎo)部件。
11.如權(quán)利要求10所述的腔室組件，其特征在于，所述第一熱傳導(dǎo)部件為陶瓷環(huán)。
12.如權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，所述屏蔽冷卻單元包括第二屏蔽冷卻單元，所述第二屏蔽冷卻單元設(shè)置在所述腔室主體的下端。
13.如權(quán)利要求12所述的腔室組件，其特征在于，所述屏蔽部件包括第一豎直部，所述第一豎直部設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)且鄰近所述腔室主體的內(nèi)周壁；禾口第三凸緣，所述第三凸緣從所述第一豎直部的下端水平地向內(nèi)凸出且與所述第二屏蔽冷卻單元接觸。
14.如權(quán)利要求13所述的腔室組件，其特征在于，所述第二屏蔽冷卻單元內(nèi)形成有第二冷卻通道，所述第二冷卻通道具有第二冷卻介質(zhì)入口和第二冷卻介質(zhì)出口。
15.如權(quán)利要求14所述的腔室組件，其特征在于，所述第二屏蔽冷卻單元和所述第三凸緣之間設(shè)有第二熱傳導(dǎo)部件。
16.如權(quán)利要求15所述的腔室組件，其特征在于，所述第二熱傳導(dǎo)部件為陶瓷環(huán)。
17.如權(quán)利要求15所述的腔室組件，其特征在于，所述屏蔽部件進(jìn)一步包括第三豎直部，所述第三豎直部從第三凸緣的內(nèi)沿豎直向下延伸，用于擋住所述第二熱傳導(dǎo)部件。
18.如權(quán)利要求1所述的腔室組件，其特征在于，所述屏蔽部件為法拉第屏蔽部件。
19.一種半導(dǎo)體處理設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-18中任一項所述的腔室組件。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體處理設(shè)備，其特征在于，所述半導(dǎo)體處理設(shè)備為物理氣相沉積設(shè)備或等離子體增強化學(xué)氣相沉積設(shè)備，其中所述腔室組件為濺射腔室組件和/ 或預(yù)清洗腔室組件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種腔室組件，包括腔室主體，所述腔室主體內(nèi)限定有處理腔室；屏蔽部件，所述屏蔽部件設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)；和屏蔽冷卻單元，所述屏蔽冷卻單元至少設(shè)置在所述腔室主體的一端且與所述屏蔽部件接觸，用于冷卻所述屏蔽部件。根據(jù)本發(fā)明的腔室組件，通過單獨設(shè)置屏蔽冷卻單元對屏蔽部件進(jìn)行冷卻，因此屏蔽冷卻單元可以單獨制造，拆裝，因此在拆裝、更換時屏蔽冷卻單元與屏蔽部件之間不會相互影響，從而頻繁更換屏蔽部件時無需更換屏蔽冷卻單元，降低了成本。本發(fā)明還公開一種具有上述腔室組件的半導(dǎo)體處理設(shè)備。
文檔編號C23C16/44GK102465260SQ201010549068
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者呂鈾, 鄭金果 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司