CN102418073A - 溅射腔室、预清洗腔室以及等离子体加工设备 - Google Patents

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Abstract

一种溅射腔室、预清洗腔室以及等离子体加工设备，所述溅射腔室包括腔体、靶、静电卡盘以及电感线圈，所述靶设置在所述腔体顶端并与电源连接，所述静电卡盘设置在所述腔体底部，所述电感线圈设置在所述腔体的外侧。该溅射腔室可以避免电感线圈被等离子体溅射，从而提高电感线圈的使用寿命，降低溅射腔室的使用成本，同时减少溅射腔室内的颗粒污染源，以及避免因电感线圈表面沉积颗粒而污染被加工工件以及提高靶的利用率。所述预清洗腔室可以将顶盖设计成易于加工的结构，避免采用加工成本较高的拱形结构，从而降低顶盖的加工成本以及提高颗粒与顶盖的附着力，减少甚至避免附着在顶盖表面的颗粒对位于顶盖下方的被加工工件的污染。

Description

溅射腔室、预清洗腔室以及等离子体加工设备
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，涉及一种溅射腔室、预清洗腔室以及等离子体加工设备。
背景技术
等离子体加工设备广泛用于当今的半导体集成电路、太阳能电池、平板显示器等制造工艺中。产业上已经广泛使用的等离子体加工设备有以下类型：例如，直流放电型，电容耦合(CCP)型，电感耦合(ICP)型以及电子回旋共振(ECR)型。这些类型的等离子体加工设备目前被应用于沉积、刻蚀以及清洗等工艺。
溅射腔室是经常采用的一种沉积设备，其是将高功率直流电源连接至靶，通过直流电源产生的等离子体对靶进行轰击，从而将靶的材料沉积在待加工的晶片上形成膜层。图1为目前采用的一种沉积腔室的结构示意图。如图1所示，溅射腔室包括侧壁1和底壁2，靶3设置于溅射腔室的顶部，并与直流电源6连接。静电卡盘8设置于溅射腔室的底部，并通过第二匹配器44与第二射频电源43连接。线圈7设置于侧壁1位置的内侧，并通过第一匹配器42与第一射频电源41连接。
这种溅射腔室中的线圈7设置在腔室的内部，在实施工艺过程中线圈7具有很高的射频偏压，等离子体很容易被吸引至线圈7附近并对其进行溅射，这不仅会降低线圈7的使用寿命，增加物理气相沉积设备的使用成本，而且会引入杂质。尽管可以通过采用与靶3相同的材料来制作线圈7，以避免因线圈7被溅射而引入杂质，但是这又影响了制作线圈7材料选择的灵活性，而且容易增加设备的制造成本。另外，靶材容易在线圈7的表面积累，不仅会造成靶材的浪费，而且还会对晶片造成污染。
为了提高产品的质量，在实施沉积工艺之前，首先要对晶片进行预清洗(Preclean)，以去除晶片表面的氧化物等杂质。
图2为目前采用的第一种预清洗腔室的结构示意图。如图2所示，该预清洗腔室包括侧壁1、底壁2以及顶盖9，顶盖9为采用绝缘材料(如陶瓷或石英)制成的拱形顶盖。线圈7设置在顶盖9的上面(即反应腔室的外侧)，与顶盖9的结构相对应，线圈7为拱形螺线管线圈。第一射频电源41通过第一匹配器42将射频功率施加在线圈7上，以将腔室内的气体激发为等离子体，从而对放置在静电卡盘8上的晶片进行清洗。
这种预清洗腔室的顶盖9为拱形结构，其不仅强度低，可靠性差，而且将具有很高射频偏压的线圈7设置顶盖9的上面，在等离子体起辉时，高密度的等离子体会对顶盖9产生较强的腐蚀作用，因此需要定期更换顶盖9，而拱形结构的顶盖9的制造成本较高，这将增加等离子体加工设备的使用成本。另外，清洗过程中所产生的颗粒容易附着在顶盖9的表面，然而附着在拱形结构顶盖9表面的颗粒的附着力较小，容易对放置在顶盖9下方的晶片造成污染。
图3为目前采用的第二种预清洗腔室的结构示意图。如图3所示，该预清洗腔室包括括侧壁1、底壁2以及顶盖9。在预清洗腔室的底部设有静电卡盘8，在顶盖9上设有用于将工艺气体(氦气或氢气等)引入预清洗腔室内的进气口5。在顶盖9的外侧设有由陶瓷或石英材料制成的远程等离子体系统(RPS)4，远程等离子体系统4用于将气体激发为自由基占多数的等离子体。清洗时，自由基与晶片表面的氧化物反应产生气体，然后由真空泵带出预清洗腔室。
在第二种预清洗腔室中，远程等离子体系统4比较昂贵，导致预清洗腔室的制造成本较高。而且，自由基具有很强的反应活性，容易对远程等离子体系统4造成腐蚀，从而降低等离子体加工设备的使用寿命，进而增加等离子体加工设备的维护成本和使用成本。另外，远程等离子体系统4的腐蚀又容易对晶片造成污染，导致清洗质量降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是针对等离子体加工设备中存在的上述缺陷，提供一种溅射腔室，其可以减少颗粒对被加工工件的污染，而且可以降低溅射腔室的使用成本。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种预清洗腔室，其制造和使用成本低，而且可以减少颗粒对被加工工件的污染。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种等离子体加工设备，该设备在运行过程中可以减少颗粒对被加工工件的污染，而且可以降低等离子体加工设备的制造和使用成本。
解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种等离子体加工设备，包括腔体、靶、基座以及电感线圈，所述靶设置在所述腔体顶端并与电源连接，所述基座设置在所述腔体底部，所述电感线圈设置在所述腔体的外侧。
其中，所述腔体包括叠置的绝缘子腔体和第一导电子腔体，且所述绝缘子腔体位于所述第一导电子腔体的上方，所述电感线圈设置在所述绝缘子腔体的外侧。
其中，在所述绝缘子腔体的内侧设有法拉第屏蔽件，所述法拉第屏蔽件由金属材料制成或者由表面镀有导电材料的绝缘材料制成。
其中，在所述腔体的轴向方向，所述法拉第屏蔽件的长度小于所述绝缘子腔体的长度。
其中，所述法拉第屏蔽件在其轴向方向设有至少一个开缝。
其中，在所述开缝内填充有绝缘材料。
其中，所述绝缘子腔体的底端设有朝向绝缘子腔体中心轴凸出的凸缘，所述法拉第屏蔽件的底端放置在所述凸缘上。
其中，还包括用于遮挡所述法拉第屏蔽件的底端与所述绝缘子腔体接缝处的第一遮挡部件，所述第一遮挡部件包括连接部和延伸部，所述连接部搭接在所述凸缘上，所述延伸部朝向所述第一导电子腔体延伸。
其中，在所述靶与所述腔体之间设有第二遮挡部，所述第二遮挡部件包括连接部和延伸部，所述连接部设置在所述腔体与所述靶之间，所述延伸部朝向所述绝缘子腔体延伸且所述延伸部的底端低于所述法拉第屏蔽件的顶端。
其中，所述腔体还包括第二导电子腔体，所述第二导电子腔体叠置在所述绝缘子腔体的上方且接地，在所述第二导电子腔体与所述靶之间设有隔离部件。
其中，在所述腔体的外侧设有由导电材料制成且接地的线圈保护罩，所述线圈保护罩用于屏蔽所述电感线圈所产生的电磁场。
本发明还提供一种预清洗腔室，包括腔体、顶盖、基座以及电感线圈，所述顶盖设置在所述腔体顶端，所述基座设置在所述腔体底部，所述电感线圈设置在所述腔体的外侧。
其中，所述腔体包括叠置的绝缘子腔体和第一导电子腔体，且所述绝缘子腔体位于所述第一导电子腔体的上方，所述电感线圈设置在所述绝缘子腔体的外侧。
其中，在所述绝缘子腔体的内侧设有法拉第屏蔽件，所述法拉第屏蔽件由金属材料制成或者由表面镀有导电材料的绝缘材料制成。
其中，在所述腔体的轴向方向，所述法拉第屏蔽件的长度小于所述绝缘子腔体的长度。
其中，所述法拉第屏蔽件在其轴向方向设有至少一个开缝。
其中，在所述开缝内填充有绝缘材料。
其中，所述绝缘子腔体的底端设有朝向绝缘子腔体中心轴凸出的凸缘，所述法拉第屏蔽件的底端放置在所述凸缘上。
其中，还包括用于遮挡所述法拉第屏蔽件的底端与所述绝缘子腔体接缝处的第一遮挡部件，所述第一遮挡部件包括连接部和延伸部，所述连接部搭接在所述凸缘上，所述延伸部朝向所述第一导电子腔体延伸。
其中，在所述顶盖与所述腔体之间设有第二遮挡部，所述第二遮挡部件包括连接部和延伸部，所述连接部设置在所述腔体与所述顶盖之间，所述延伸部朝向所述绝缘子腔体延伸且所述延伸部的底端低于所述法拉第屏蔽件的顶端。
其中，所述腔体还包括第二导电子腔体，所述第二导电子腔体叠置在所述绝缘子腔体的上方且接地。
其中，在所述腔体的外侧设有由导电材料制成且接地的线圈保护罩，所述线圈保护罩用于屏蔽所述电感线圈所产生的电磁场。
其中，还包括能够使等离子体中自由基通过的过滤板，所述过滤板设置在所述腔体内且位于所述基座的上方。
其中，所述过滤板由金属材料制成且接地，所述过滤板上设有多个通孔。
其中，所述过滤板的厚度为2～20mm，所述通孔的直径为1～10mm，而且两个相邻通孔的中心线之间的间距为1～20mm。
本发明还提供一种等离子体加工设备，包括溅射腔室和预清洗腔室，所述溅射腔室采用本发明提供的所述的溅射腔室，所述预清洗腔室采用本发明提供的所述预清洗腔室。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的溅射腔室，由于电感线圈设置在腔室的侧面且位于腔室的外侧，即设置在绝缘子腔体的外侧，因此，可以避免电感线圈被等离子体溅射，提高电感线圈的使用寿命，从而降低等离子体加工设备的使用成本；而且可以避免电感线圈被等离子体溅射而造成污染，从而减少溅射腔室内的颗粒污染；同时，可以避免靶材因沉积在电感线圈的表面而造成浪费，从而提高靶的利用率。
本发明提供的预清洗腔室，由于顶盖位置不再设置线圈，因此可以将顶盖设计成易于加工的结构，从而降低顶盖的加工成本，进而降低预清洗腔室的制造和使用成本。而且，由于不再采用拱形结构的顶盖，因此可以提高颗粒与顶盖的附着力，减少甚至避免附着在顶盖表面的颗粒对位于顶盖下方的被加工工件的污染。
本发明提供的预清洗腔室相对于目前所采用的第二种预清洗腔室而言，通过设置在预清洗腔室侧面的电感线圈来代替远程等离子体系统，可以降低预清洗腔室的制造成本；而且可以减少因远程等离子体系统被腐蚀而增加的维护费用，降低预清洗腔室的使用成本；同时可以减少因远程等离子体系统被腐蚀而产生的污染，提高清洗的质量。
此外，本发明提供的等离子体加工设备，由于预清洗腔室和溅射腔室中的电感线圈均设置在腔室的外侧，因此可以减少被加工工件的污染，同时降低整个等离子体加工设备的制造和使用成本。
作为本发明的一个优选实施方式，在电感线圈对应的腔体位置设置法拉第屏蔽件，利用法拉第屏蔽件的电感较小的特征，可以降低法拉第屏蔽件内表面的射频偏压，这不仅可以阻止工艺过程中金属粒子沉积在腔体的表面，而且可以阻止靶材料因沉积在腔室表面而造成靶材料的无用损耗，从而提高了靶的利用率。另外，法拉第屏蔽件可以减少因等离子体轰击腔体而造成腔体的损耗，从而提高等离子体加工设备的使用寿命，进而降低设备的使用成本。
附图说明
通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为目前采用的一种物理沉积设备的结构示意图；
图2为目前采用的第一种预清洗腔室的结构示意图；
图3为目前采用的第二种预清洗腔室的结构示意图；
图4为本发明提供的一种溅射腔室的结构示意图；
图5为图4沿绝缘子腔体直径方向的截面图；
图6为图4中法拉第桶的立体结构示意图；
图7为本发明第一变型实施例溅射腔室的结构示意图；
图8为本发明第二变型实施例溅射腔室的结构示意图；
图9为本发明实施例二提供的预清洗腔室的结构示意图；以及
图10为本发明实施例三提供的预清洗腔室的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部分。
目前，等离子体加工设备中的颗粒污染是影响工艺质量的重要原因之一，发明人研究发现，设置在腔室内部电感线圈具有很高的射频偏压，这将导致其极易被等离子体溅射，这是腔室内部污染颗粒的来源之一。另外，在等离子体起辉时，高密度的等离子体会对设置电感线圈位置的腔室产生较强的腐蚀作用，这又将增加等离子体加工设备的制造成本以及使用成本。
基于上述缘由，本发明提供一种等离子体加工设备，将电感线圈设置在腔室的外部，并在腔室的内部设置法拉第屏蔽件，以有效降低等离子体启辉时因射频偏压而对腔室的腐蚀作用，以及有效阻止颗粒在腔室内表面的沉积。以下结合附图详细说明本发明所述等离子体加工设备的一个具体实施例。
实施例一
图4为本发明提供的一种溅射腔室的结构示意图。如图4所示，溅射腔室包括腔体20、靶25、静电卡盘29以及电感线圈13。腔体20固定在底壁2的上表面，在所述腔体20的顶端设置靶25。靶25、腔体20以及底壁2组成了等离子体加工设备的溅射腔室。
腔体20包括叠置的绝缘子腔体21和第一导电子腔体22，其中，第一导电子腔体22采用导电材料(如不锈钢和铝)制成且接地，其作为射频和直流回路的接地端，用于保证正常的等离子体起辉和维持。绝缘子腔体21采用绝缘材料(如陶瓷或石英)制成。
提供沉积材料的靶25与直流电源28连接，用于将直流功率施加到金属靶。在靶25的上面设有磁控管27，用于提高金属靶表面的等离子体密度。另外，为了避免靶25通过腔体20接地，在绝缘子腔体21与靶25之间设有绝缘材料制成的隔离部件26，以使靶25和绝缘子腔体21电绝缘。
静电卡盘29设置在所述腔体20的底部(靠下位置)，并与金属靶的位置相对。第二射频电源16通过第二匹配器17与静电卡盘29连接。在静电卡盘29的内部还可以设置加热装置或冷却装置(图中未示出)，以调节放置在静电卡盘29表面的被加工工件的温度，从而使被加工工件的温度满足不同工艺的要求。
本实施例中，在靶25的中央和/或边缘设置有进气口(图中未示出)，在溅射腔室的底壁2与静电卡盘29的连接位置设置有排气口(图中未示出)。在工艺过程中，借助该进气口向溅射腔室输入工艺气体，然后借助排气口将残余气体排出溅射腔室。
电感线圈13设置在绝缘子腔体21的外侧，其匝数根据不同的工艺可以为1匝或1匝以上。第一射频电源14通过第一匹配器15与电感线圈13连接，电感线圈13将第一射频电源14和第一匹配器15传送来的射频功率耦合至溅射腔室内以使溅射腔室内的气体电离而产生等离子体。第一射频电源14的频率可以为2MHz或13MHz或40MHz或60MHz。
优选地，在腔体20的外侧设有将电感线圈13线圈保护罩18，线圈保护罩18采用金属材料制成且接地，用以防止电感线圈13的电磁场能量对外界造成辐射影响。本实施例中，由于线圈保护罩18与第一导电子腔体22连接，而第一导电子腔体22接地，因此，线圈保护罩18接地。
绝缘子腔体21的内侧设有由金属材料制成的法拉第屏蔽件10。法拉第屏蔽件10的形状与绝缘子腔体21的形状相同，不同之处在于法拉第屏蔽件10的外径略小于绝缘子腔体21的内径。在本实施例中，法拉第屏蔽件10为圆桶，因此也可称为法拉第屏蔽桶。
本实施例中，为了便于安装法拉第屏蔽件10，在绝缘子腔体21的底端设有朝向其中心轴凸出的凸缘211，凸缘211可以是连续的，也可以是间隔设置的凸缘段。在安装法拉第屏蔽件10时，可以直接将法拉第屏蔽件10放置在凸缘211上。当然，本发明并不局限于通过凸缘211来安装法拉第屏蔽件10，也可以通过其他方式将法拉第屏蔽件10安装在绝缘子腔体的内侧，如采用螺钉固定的方式。
图5为图4沿绝缘子腔体直径方向的截面图，图6为图4中法拉第桶的立体结构示意图。请结合参阅图4至图6，法拉第屏蔽件10在其轴向方向至少设有一个开缝101，在开缝101位置法拉第屏蔽件10完全断开，即，法拉第屏蔽件10为非连续金属桶，以有效地阻止法拉第屏蔽件10的涡流损耗和发热。优选的，所述开缝101的宽度小于10mm。
本实施例中，电感线圈13、绝缘子腔体21和法拉第屏蔽件10构成了电感线圈系统，电感线圈13设置在绝缘子腔体21的外侧，即设置在溅射腔室的外侧，这样可以避免电感线圈13被溅射，从而提高电感线圈13的使用寿命。
另外，为了避免法拉第屏蔽件10的顶端与靶25接触，以保证其处于悬浮电位，法拉第屏蔽件10的高度小于绝缘子腔体21的高度。
本实施例中，由于法拉第屏蔽件10可以屏蔽电磁场，相对于将线圈设置在金属腔体内(参见图1)而言，在相同的输入功率下，法拉第屏蔽件10上的射频偏压较低。因此，在等离子体启辉时，法拉第屏蔽件10可以减小等离子体轰击绝缘子腔体21，这不仅可以减小等离子体对绝缘子腔体21的侵蚀，延长绝缘子腔体21的使用时间，降低溅射腔室的使用成本；而且还可以有效阻止工艺过程所产生的颗粒沉积在腔室21内壁上，从而减少靶材料因沉积在绝缘子腔体21所造成的无用损耗，提高了靶的利用率，同时避免颗粒污染法拉第屏蔽件10，从而减少法拉第屏蔽件10的清洗次数，提高溅射腔室的使用效率。
优选的，法拉第屏蔽件10的开缝101处填充绝缘材料30，如陶瓷或者石英，以进一步防止被溅射出的靶材料等金属粒子沉积在绝缘子腔体21的内壁上，而且可以避免因沉积金属粒子而导致法拉第屏蔽件10在开缝处短路的现象。绝缘材料优选陶瓷，陶瓷材料可以更有效地避免开缝101处被金属粒子覆盖而造成开缝的短路。
需要说明的是，法拉第屏蔽件10不限于采用金属材料制成，还可以是由表面镀有导电层的绝缘材料制成。
优选的，溅射腔室还包括：第一遮挡部件31和/或第二遮挡部件32。如图4所示，第一遮挡部件31为圆环形结构，其包括连接部和延伸部，延伸部与连接部相垂直，即第一遮挡部件31沿溅射腔室的半径方向的剖面呈“L”型。第一遮挡部件31的连接部与绝缘子腔体21的凸缘211搭接，延伸部向第一导电子腔体22的方向延伸，这样可以将绝缘子腔体21和第一导电子腔体22的连接位置遮挡，从而防止因金属粒子沉积在绝缘子腔体21和第一导电子腔体22的连接处而导致绝缘子腔体21和第一导电子腔体22电连接，进而确保法拉第屏蔽件10在等离子体起辉时保持稳定的悬浮电位。
第二遮挡部件32的结构与第一遮挡部件31的结构相同，第二遮挡部件32的连接部压接在绝缘子腔体21与靶25的连接处，第二遮挡部件32的延伸部向绝缘子腔体21方向延伸，这样可以防止金属粒子沉积在绝缘子腔体21和靶25的连接处而导致绝缘子腔体21和靶25电连接，从而确保法拉第屏蔽件10在等离子体起辉时保持稳定的悬浮电位。
本实施例中，由于在法拉第屏蔽件10的端部分别设置第一遮挡部件31和第二遮挡部件32，从而可以保证法拉第屏蔽件10在等离子体起辉时保持稳定的悬浮电位。第一遮挡部件31优选为陶瓷等材料，第二遮挡部件32优选为铝等金属材料。优选的，在第二遮挡部件32和靶25之间设置隔离部件26，以使靶25和第二遮挡部件32电绝缘，从而使得第二遮挡部件32具有独立的电位，进而保证溅射腔室内的工艺气体能够正常起辉。
作为实施例一的第一变型实施例，本发明的溅射腔室还可以包括第二导电子腔体。图7为本发明第一变型实施例溅射腔室的结构示意图。如图7所示，腔体20包括自上而下依次叠置的第二导电子腔体23、绝缘子腔体21和第一导电子腔体22，其中，绝缘子腔体21采用绝缘材料制成，如陶瓷，第一导电子腔体22和第二导电子腔体23采用金属材料制成，如铝。
本实施例中，靶25、绝缘子腔体21、第一导电子腔体22和第二导电子腔体23共同组成了用于溅射的溅射腔室。由于第二导电子腔体23采用加工成本较低的金属材料制成，因此可以降低溅射腔室的制造成本。
本实施例中，隔离部件26设置在第二导电子腔体23和靶25之间，第二遮挡部件32设置在第二导电子腔体23与隔离部件26之间，第二遮挡部件32的延伸部向下延伸，并将绝缘子腔体21和第二导电子腔体23的连接位置遮挡，这样可以避免金属粒子沉积在绝缘子腔体21和第二导电子腔体23的连接处。
第一变型实施例与实施例一相比，除增设第二导电子腔体23外，其它结构与实施例一相同，在此不再赘述。
图8为本发明第二变型实施例溅射腔室的结构示意图。请参阅图8，溅射腔室省略了第二射频电源和第二匹配器，静电卡盘29直接接地。由于第一导电子腔体22和第二导电子腔体23均接地，该第二变型实施例所述溅射腔室可用于非射频偏压的加工工艺。
上述实施例由于将电感线圈13设置在溅射腔室的侧面且位于溅射腔室的外侧，因此，在实施物理气相沉积工艺时可以避免电感线圈13被等离子体溅射，从而提高电感线圈13的使用寿命，降低溅射腔室的使用成本；而且可以减少溅射腔室内的颗粒污染源，提高靶的利用率，同时避免因电感线圈表面沉积颗粒而污染被加工工件。
实施例二
图9为本发明实施例二提供的预清洗腔室的结构示意图。如图9所示，预清洗腔室包括腔体20、顶盖35、静电卡盘29以及电感线圈13。腔体20固定在底壁2的上表面，顶盖35设置在所述腔体20的顶端。顶盖35、腔体20以及底壁2组成了预清洗腔室。
腔体20包括自上而下依次叠置的圆筒形的第二导电子腔体23、绝缘子腔体21和第一导电子腔体22，第二导电子腔体23和第一导电子腔体22接地，以作为射频和直流回路的接地端，用于保证正常的等离子体起辉和维持。
电感线圈13设置在绝缘子腔体21的外侧，并通过第一匹配器15与第一射频电源14连接。电感线圈13将第一射频电源14和第一匹配器15传送来的射频功率耦合至预清洗腔室内以使预清洗腔室内的气体电离而产生等离子体。
静电卡盘29设置在腔体20的底部，并通过第二匹配器17与第二射频电源16连接。第二射频电源16通过第二匹配器17与静电卡盘29连接。在静电卡盘29的内部还可以设置加热装置或冷却装置(图中未示出)，以调节放置在静电卡盘29表面的被加工工件的温度，从而使被加工工件的温度满足不同工艺的要求。
实施例二除利用顶盖35代替靶25外，其它结构与第一实施例相同，这里不再赘述。
需要说明的是，在图9中，虽然在顶盖35和第二导电子腔体23之间未示出隔离部件，在第一导电子腔体22和绝缘子腔体21的连接位置以及第二导电子腔体23与顶盖35之间也未分别示出第一遮挡部件31和第二遮挡部件32，但并不表示本实施例不能设置隔离部件、第一遮挡部件31以及第二遮挡部件32。即使在顶盖35和第二导电子腔体23之间设置隔离部件，在第一导电子腔体22和绝缘子腔体21的连接位置以及第二导电子腔体23与顶盖35之间分别设置第一遮挡部件31和第二遮挡部件32，也不会影响预清洗工艺，而且还可以产生对应的技术效果。
在第二实施例中，由于将电感线圈13设置在预清洗腔室的侧面，使得顶盖35的结构不再受电感线圈13以及工艺特征的限制。因此，可以将顶盖35设计成平板结构或其它易于加工的简单结构，从而降低顶盖35的制造成本，同时可以减少溅射腔室的使用成本。另外，平板结构的顶盖35的机械强度较高，其与工艺过程所产生的颗粒具有良好的结合力，从而可以减少甚至避免附着在顶盖表面的颗粒对位于顶盖下方的被加工工件的污染。
实施例三
图10为本发明实施例三提供的预清洗腔室的结构示意图。请参阅图10，预清洗腔室包括腔体20、靶39、静电卡盘29以及电感线圈13。腔体20固定在底壁2的上表面，顶盖35设置在所述腔体20的顶端。顶盖35、腔体20以及底壁2组成了溅射腔室。
腔体20包括自上而下依次叠置的圆筒形的第二导电子腔体23、绝缘子腔体21和第一导电子腔体22，第二导电子腔体23和第一导电子腔体22接地，作为射频和直流回路的接地端，以保证正常的等离子体起辉以及维持等离子体。
电感线圈13设置在绝缘子腔体21的外侧，并通过第一匹配器15与第一射频电源14连接。电感线圈13将第一射频电源14和第一匹配器15传送来的射频功率耦合至预清洗腔室内以使预清洗腔室内的气体电离而产生等离子体。
静电卡盘29设置在预清洗腔室的底部，用于放置诸如晶片等被加工工件，而且静电卡盘29接地。
在预清洗腔室的底部且在静电卡盘29的上方设有接地的过滤板33，过滤板33由导电的金属材料制成，其上设有多个通气孔34。过滤板33用于过滤预清洗腔室内的等离子体，以使等离子体中呈电中性的自由基传过过滤板33，并与诸如晶片等被加工工件表面的氧化物发生反应，从而达到清洗诸如晶片等被加工工件表面的目的。
本实施例中，过滤板33的厚度为1～20mm，通气孔34的直径为1～10mm，通气孔34的间距为1～20mm。通气孔34均匀地设置在过滤板33，当然，即使通气孔34不均匀地设置在过滤板33上，也不会影响清洗工艺。
本实施例中，在预清洗腔室的径向方向，法拉第屏蔽件10与第二导电子腔体23存在间隙，该间隙小于5mm，这样既可以保证法拉第屏蔽件10处于悬浮状态，又可以减少颗粒进入法拉第屏蔽件10与第二导电子腔体23之间的间隙内以及等离子体通过该间隙侵蚀腔体20。
为了进一步减少、甚至避免等离子体侵蚀腔体20，可以增加法拉第屏蔽件10的高度，使法拉第屏蔽件10顶端高于第二导电子腔体23与绝缘子腔体21的接缝位置。当然，也可以在顶盖35与第二导电子腔体23之间设置类似于实施例一所述第二遮挡部件32，并使第二遮挡部件32的延伸部的低端低于法拉第屏蔽件10顶端。
实施例三与实施例一的主要区别在于在利用顶盖35代替靶25，以及在腔体20的底部设置过滤板33，除此之外，实施例三的其它结构与第一实施例相同，这里不再赘述。
需要说明的是，在图10中，虽然在顶盖35和第二导电子腔体23之间未示出隔离部件，在第一导电子腔体22和绝缘子腔体21的连接位置以及第二导电子腔体23与顶盖35之间也未分别示出第一遮挡部件31和第二遮挡部件32，但并不表示本实施例不能设置隔离部件、第一遮挡部件31以及第二遮挡部件32。即使在顶盖35和第二导电子腔体23之间设置隔离部件，在第一导电子腔体22和绝缘子腔体21的连接位置以及第二导电子腔体23与顶盖35之间分别设置第一遮挡部件31和第二遮挡部件32，也不会影响预清洗工艺，而且还可以产生对应的技术效果。另外，尽管图中示出静电卡盘29接地，但本发明并不局限于此，本发明也可以根据不同的工艺特点而使静电卡盘29通过匹配器连接射频电源，这同样属于本发明的保护范围。
实施例三所述预清洗腔室利用设置在预清洗腔室侧面的电感线圈来代替远程等离子体系统，从而可以降低预清洗腔室的制造成本；而且可以减少因远程等离子体系统被腐蚀而增加的维护费用，降低预清洗腔室的使用成本；同时可以减少因远程等离子体系统被腐蚀而产生的污染，提高清洗的质量。
需要说明的是，上述三个实施例中的静电卡盘29也可以用机械卡盘或其它能够用于承载被加工工件的基座代替。
本实施例还提供一种等离子体加工设备，其包括预清洗腔室和溅射腔室，其中，溅射腔室采用上述实施例一及其变型实施例所述的溅射腔室，预清洗腔室采用上述实施例二或实施例三所述的预清洗腔室。
这种等离子体加工设备由于采用了本发明所述预清洗腔室和溅射腔室，因此可以减少被加工工件的污染，同时降低整个等离子体加工设备的制造和使用成本。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明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发明的保护范围。

Claims (26)

1.一种溅射腔室，包括腔体、靶、基座以及电感线圈，所述靶设置在所述腔体顶端并与电源连接，所述基座设置在所述腔体底部，其特征在于，所述电感线圈设置在所述腔体的外侧。
2.根据权利要求1所述的溅射腔室，其特征在于，所述腔体包括叠置的绝缘子腔体和第一导电子腔体，且所述绝缘子腔体位于所述第一导电子腔体的上方，所述电感线圈设置在所述绝缘子腔体的外侧。
3.根据权利要求2所述的溅射腔室，其特征在于，在所述绝缘子腔体的内侧设有法拉第屏蔽件，所述法拉第屏蔽件由金属材料制成或者由表面镀有导电材料的绝缘材料制成。
4.根据权利要求3所述的溅射腔室，其特征在于，在所述腔体的轴向方向，所述法拉第屏蔽件的长度小于所述绝缘子腔体的长度。
5.根据权利要求3所述的溅射腔室，其特征在于，所述法拉第屏蔽件在其轴向方向设有至少一个开缝。
6.根据权利要求5所述的溅射腔室，其特征在于，在所述开缝内填充有绝缘材料。
7.根据权利要求3所述的溅射腔室，其特征在于，所述绝缘子腔体的底端设有朝向绝缘子腔体中心轴凸出的凸缘，所述法拉第屏蔽件的底端放置在所述凸缘上。
8.根据权利要求7所述的溅射腔室，其特征在于，还包括用于遮挡所述法拉第屏蔽件的底端与所述绝缘子腔体接缝处的第一遮挡部件，所述第一遮挡部件包括连接部和延伸部，所述连接部搭接在所述凸缘上，所述延伸部朝向所述第一导电子腔体延伸。
9.根据权利要求3所述的溅射腔室，其特征在于，在所述靶与所述腔体之间设有第二遮挡部，所述第二遮挡部件包括连接部和延伸部，所述连接部设置在所述腔体与所述靶之间，所述延伸部朝向所述绝缘子腔体延伸且所述延伸部的底端低于所述法拉第屏蔽件的顶端。
10.根据权利要求3所述的溅射腔室，其特征在于，所述腔体还包括第二导电子腔体，所述第二导电子腔体叠置在所述绝缘子腔体的上方且接地，在所述第二导电子腔体与所述靶之间设有隔离部件。
11.根据权利要求1所述的溅射腔室，其特征在于，在所述腔体的外侧设有由导电材料制成且接地的线圈保护罩，所述线圈保护罩用于屏蔽所述电感线圈所产生的电磁场。
12.一种预清洗腔室，包括腔体、顶盖、基座以及电感线圈，所述顶盖设置在所述腔体顶端，所述基座设置在所述腔体底部，其特征在于，所述电感线圈设置在所述腔体的外侧。
13.根据权利要求12所述的预清洗腔室，其特征在于，所述腔体包括叠置的绝缘子腔体和第一导电子腔体，且所述绝缘子腔体位于所述第一导电子腔体的上方，所述电感线圈设置在所述绝缘子腔体的外侧。
14.根据权利要求13所述的预清洗腔室，其特征在于，在所述绝缘子腔体的内侧设有法拉第屏蔽件，所述法拉第屏蔽件由金属材料制成或者由表面镀有导电材料的绝缘材料制成。
15.根据权利要求14所述的预清洗腔室，其特征在于，在所述腔体的轴向方向，所述法拉第屏蔽件的长度小于所述绝缘子腔体的长度。
16.根据权利要求14所述的预清洗腔室，其特征在于，所述法拉第屏蔽件在其轴向方向设有至少一个开缝。
17.根据权利要求16所述的预清洗腔室，其特征在于，在所述开缝内填充有绝缘材料。
18.根据权利要求14所述的预清洗腔室，其特征在于，所述绝缘子腔体的底端设有朝向绝缘子腔体中心轴凸出的凸缘，所述法拉第屏蔽件的底端放置在所述凸缘上。
19.根据权利要求18所述的预清洗腔室，其特征在于，还包括用于遮挡所述法拉第屏蔽件的底端与所述绝缘子腔体接缝处的第一遮挡部件，所述第一遮挡部件包括连接部和延伸部，所述连接部搭接在所述凸缘上，所述延伸部朝向所述第一导电子腔体延伸。
20.根据权利要求14所述的预清洗腔室，其特征在于，在所述顶盖与所述腔体之间设有第二遮挡部，所述第二遮挡部件包括连接部和延伸部，所述连接部设置在所述腔体与所述顶盖之间，所述延伸部朝向所述绝缘子腔体延伸且所述延伸部的底端低于所述法拉第屏蔽件的顶端。
21.根据权利要求14所述的预清洗腔室，其特征在于，所述腔体还包括第二导电子腔体，所述第二导电子腔体叠置在所述绝缘子腔体的上方且接地。
22.根据权利要求1所述的预清洗腔室，其特征在于，在所述腔体的外侧设有由导电材料制成且接地的线圈保护罩，所述线圈保护罩用于屏蔽所述电感线圈所产生的电磁场。
23.根据权利要求12-22所述的预清洗腔室，其特征在于，还包括能够使等离子体中自由基通过的过滤板，所述过滤板设置在所述腔体内且位于所述基座的上方。
24.根据权利要求23所述的预清洗腔室，其特征在于，所述过滤板由金属材料制成且接地，所述过滤板上设有多个通孔。
25.根据权利要求24所述的预清洗腔室，其特征在于，所述过滤板的厚度为2～20mm，所述通孔的直径为1～10mm，而且两个相邻通孔的中心线之间的间距为1～20mm。
26.一种等离子体加工设备，包括溅射腔室和预清洗腔室，其特征在于，所述溅射腔室采用权利要求1-11任一项所述的溅射腔室，所述预清洗腔室采用权利要求12-25任一项所述预清洗腔室。
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