CN107248492B - 一种进气机构及预清洗腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种进气机构及预清洗腔室。本发明的进气机构包括盖板和保护板，其中，在盖板中设置有进气通道，该进气通道与气源连接；在盖板和保护板之间设置有缓冲腔；在保护板中设置有出气口；气源提供的工艺气体依次通过进气通道、缓冲腔和出气口进入工艺腔，并且，进气机构还包括阻挡件，该阻挡件设置在缓冲腔内，并能够遮挡出气口，以阻挡自出气口进入缓冲腔的颗粒物到达所述盖板，防止盖板被污染。本发明的预清洗腔室包括本发明的进气机构。本发明提供的进气机构和预清洗腔室，可以避免盖板被污染，从而可以提高设备的使用寿命。

Description

一种进气机构及预清洗腔室
技术领域
本发明涉及半导体设备领域，具体地，涉及一种进气机构及预清洗腔室。
背景技术
在物理气相沉积工艺设备中，特别是对于集成电路(IC)、硅穿孔(TSV)、封装(Packaging)制造工艺，需要一种预清洗(Preclean)工艺腔，进行预清洗工艺，以在沉积金属膜之前，清除晶圆表面的污染物，或者沟槽和穿孔底部的残余物。一般的预清洗工艺，是将工艺气体，如Ar(氩气)、He(氦气)等，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，对晶圆进行去杂质的处理。
目前，通常在反应腔室顶部设置上进气机构，用以向反应腔室内输送工艺气体。图1为现有的上进气机构的结构图。图2为图1中上进气机构的仰视图。图3为图1中上进气机构的局部剖视图。请一并参阅图1～图3，上进气机构包括上盖板1和设置在该上盖板1底部的保护板2，在上盖板1中设置有进气通道3，且在保护板2中设置有多个出气口4，多个出气口4位于保护板2的边缘，且沿保护板2的周向对称分布，如图2所示。而且，在所述上盖板1的下表面形成有凹槽，该凹槽与保护板2的上表面形成中间通道5，该中间通道5分别与进气通道3的出气端和各个出气口4相连通，工艺气体依次经由进气通道3、中间通道5和各个出气口4流入反应腔室中，该工艺气体的流动方向如图3中的箭头所示。
上述上进气机构在实际应用中不可避免地存在以下问题：
如图4所示，在反应腔室中的污染物能够由下而上穿过出气口4，并进入中间通道5中，附着在上盖板1的内壁上，从而对上盖板1造成了污染，由于很难对上盖板1进行清洗和更换，从而降低了设备的使用寿命。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种进气机构及预清洗腔室，其可以避免盖板被污染的问题，从而可以提高设备的使用寿命。
根据本发明的一方面，提供了一种进气机构包括盖板和保护板，其中，在所述盖板中设置有进气通道，所述进气通道与气源连接；在所述盖板和所述保护板之间设置有缓冲腔；在所述保护板中设置有出气口；所述气源提供的工艺气体依次通过所述进气通道、所述缓冲腔和所述出气口进入工艺腔，
所述进气机构还包括阻挡件，所述阻挡件设置在所述缓冲腔内，并能够遮挡所述出气口，以阻挡自所述出气口进入所述缓冲腔的颗粒物到达所述盖板，防止所述盖板被污染。
可选地，根据本发明的进气机构，所述阻挡件包括板状本体，其中，
所述板状本体与所述盖板之间具有第一通道；
所述板状本体中具有第二通道，或在所述板状本体与所述缓冲腔的侧壁之间具有第二通道；
所述板状本体与所述保护板之间具有第三通道；
所述工艺气体依次通过所述进气通道、所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述出气口进入所述工艺腔。
可选地，根据本发明的进气机构，所述第一通道包括：
设置在所述板状本体上的第一凹部，和/或设置在所述盖板上的第二凹部；其中，
所述第一凹部和所述第二凹部分别设置于所述板状本体与所述盖板相对的表面上。
可选地，根据本发明的进气机构，所述板状本体中具有第二通道；
所述第二通道为沿所述板状本体厚度方向设置的通孔，且所述通孔偏离与所述出气口相对的位置。
可选地，根据本发明的进气机构，所述第三通道包括：
设置在所述板状本体上的第三凹部，和/或设置在所述保护板上的第四凹部；其中，
所述第三凹部和所述第四凹部分别设置于所述板状本体与所述保护板相对的表面上。
可选地，根据本发明的进气机构，所述出气口与所述板状本体的中心对应；
所述通孔为多个，且多个所述通孔以所述板状本体的中心为圆心分布至少一圈。
可选地，根据本发明的进气机构，所述第三凹部包括多条凹道；其中，
多条所述凹道的一端汇聚在与所述出气口相对应的位置处；
多条所述凹道的另一端一一对应地延伸至与多个所述通孔对应的位置处，并与其对应的所述通孔连通。
可选地，根据本发明的进气机构，所述出气口为锥形通孔，所述锥形通孔的径向截面面积较大的一端朝向所述工艺腔。
可选地，根据本发明的进气机构，在所述盖板和所述保护板之间包括多个所述缓冲腔和多个所述出气口，多个所述缓冲腔与多个所述出气口一一对应设置，且在每个缓冲腔中均设置有所述阻挡件。
根据本发明的另一方面，提供了一种预清洗腔室，包括腔体和设置于腔体壁上的进气机构，所述进气机构采用本发明的进气机构。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的进气机构，其通过在缓冲腔内设置有阻挡件，该阻挡件能够遮挡保护板中的出气口，以阻挡自该出气口进入缓冲腔的颗粒物到达盖板，防止盖板被污染，从而可以提高设备的使用寿命。本发明提供的预清洗腔室，其通过采用本发明提供的上述进气机构，可以提高设备的使用寿命。
附图说明
图1为现有的上进气机构的结构图；
图2为图1中上进气机构的仰视图；
图3为图1中上进气机构的局部剖视图；
图4为污染物进入中间通道的示意图；
图5为本发明第一实施例提供的进气机构的剖视图；
图6本发明第一实施例提供的进气机构的仰视图；
图7为图5中I区域的放大图；
图8为本发明第二实施例提供的进气机构的剖视图；
图9A为本发明第二实施例采用的阻挡件的上部结构图；
图9B为本发明第二实施例采用的阻挡件的下部结构图；
图10为污染物的分布示意图；
图11为本发明第三实施例提供的进气机构的剖视图；
图12为本发明第三实施例采用的保护件的仰视图；
图13为本发明实施例提供的预清洗腔室的结构图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的进气机构及预清洗腔室进行详细描述。
实施例1
请一并参阅图5～图7，本实施例提供的进气机构，其位于工艺腔的顶部，且包括盖板6和设置在该盖板6底部的保护板7，二者通过多个螺钉11固定连接，如图6所示，多个螺钉11沿盖板6的周向对称分布。并且，如图5所示，在盖板6中设置有进气通道61，该进气通道61的进气端611延伸至盖板6的底部边缘处，且与气源(图中未示出)连接；进气通道61的出气端延伸至盖板6的中心位置处。在盖板6和保护板7之间设置有缓冲腔9。并且，在该保护板7中设置有出气口71，该出气口71同样位于盖板6的中心位置处。上述气 源提供的工艺气体依次通过进气通道61、缓冲腔9和出气口71进入工艺腔。优选的，如图7所示，出气口71为锥形通孔，该锥形通孔的径向截面面积较大的一端朝向工艺腔设置，即，朝下设置，以增大自出气口71喷出的气体的扩散范围，从而可以提高气体的分布均匀性。
而且，如图7所示，在上述缓冲腔9内设置有阻挡件8，该阻挡件8能够遮挡出气口71，以阻挡自出气口71进入缓冲腔的颗粒物到达盖板6，防止盖板6被污染，从而可以提高设备的使用寿命。上述阻挡件8的结构应满足在遮挡出气口71的同时，使进入缓冲腔中的气体通过，并进入出气口71。
具体地，在本实施例中，阻挡件8包括板状本体，其中，该板状本体与盖板6之间具有第一通道，即，在板状本体的上表面与缓冲腔9的顶壁之间的水平间隙；在板状本体与缓冲腔9的侧壁之间具有第二通道，即，在板状本体的侧面与缓冲腔9的侧壁之间的环形间隙；板状本体与保护板7之间具有第三通道，即，板状本体的下表面与缓冲腔9的底壁之间的水平间隙。工艺气体依次通过进气通道61、上述第一通道、第二通道、第三通道和出气口71进入工艺腔。由此，上述阻挡件8的结构满足在遮挡出气口71的同时，使进入缓冲腔中的气体通过，并进入出气口71。
需要说明的是，在本实施例中，进气机构位于工艺腔的顶部，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，进气机构还可以位于工艺腔的其他任意位置，例如工艺腔的一侧。
实施例2
请一并参阅图8～图10，本实施例提供的进气机构与上述第一实施例相比，其区别仅在于：阻挡件8的结构不同。
具体地，阻挡件8包括板状本体，该板状本体占满整个缓冲腔9的内部空间，并且，板状本体与盖板6之间具有第一通道，如图9A所示，该第一通道包括设置在板状本体上的第一凹部81，该第一凹部81位于板状本体的上表面，且和与之相对的缓冲腔9的顶壁形成 上述第一通道。在实际应用中，也可以不设置第一凹部81，而是在盖板6上设置第二凹部，该第二凹部位于盖板6的下表面，且和与之相对的板状本体形成上述第一通道。或者，还可以同时设置上述第一凹部和第二凹部，二者对接形成上述第一通道。
在本实施例中，在板状本体中具有第二通道，如图9A和图9B所示，该第二通道为沿板状本体厚度方向设置的通孔82，且通孔82偏离与出气口71相对的位置。在本实施例中，出气口71与板状本体的中心对应，并且通孔82为多个，且多个通孔82以板状本体的中心为圆心分布至少一圈，从而使工艺气体能够通过各个通孔82同时流入出气口71中。
在本实施例中，板状本体与保护板7之间具有第三通道，该第三通道包括设置在板状本体上的第三凹部83，该第三凹部83位于板状本体的下表面，且和与之相对的缓冲腔9的底壁形成上述第三通道。在实际应用中，也可以不设置第三凹部83，而是在保护板7上设置第四凹部，该第四凹部位于保护板7的上表面，且和与之相对的板状本体形成上述第三通道。或者，还可以同时设置上述第三凹部和第四凹部，二者对接形成上述第三通道。
优选的，上述第三凹部83包括多个凹道，多个凹道的一端(图9B中靠近阻挡件8的中心的一端)汇聚在与出气口71相对应的位置处，多个凹道的另一端(图9B中靠近阻挡件8的边缘的一端)一一对应地与多个通孔82相连通。这样，进入由上述第一凹部81限定的空间中的气体，通过各个通孔82分别进入各个凹道，再由各个凹道汇聚至与出气口71相对应的位置处，最终进入出气口71中。如图10所示，由于凹道较窄，自出气口71进入的污染物无法穿过凹道，从而可以进一步增强对污染物的阻挡作用。
在本实施例中，在盖板6和保护板7相对的两个表面上分别形成有第一凹槽和第二凹槽，二者对接构成上述缓冲腔9。进气部件8的板状本体占满整个缓冲腔9的内部空间，即，板状本体的整体形状与上述缓冲腔9的形状完全吻合，以保证对污染物的阻挡作用。当然，在实际应用中，也可以仅在盖板6的下表面(即，与保护板7相对的 表面)上形成有凹槽，该凹槽与保护板7的上表面(即，与盖板6相对的表面)构成上述缓冲腔9。或者，还可以仅在保护板7的上表面上形成有凹槽，该凹槽与盖板6的下表面构成上述缓冲腔9。
优选的，为了避免出现打火现象，通常需要盖板6接地，在这种情况下，优选的，在阻挡件8与盖板6之间设置有第一诱电线圈24，以增强阻挡件8与盖板6之间的导电性，从而提高阻挡件8的接地效果。与之相类似的，在盖板6与保护板7之间设置有第二诱电线圈10，以增强保护板7与盖板6之间的导电性，从而提高保护板7的接地效果。
还需要说明的是，在本实施例中，上述缓冲腔9位于盖板6的中心位置处，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，上述缓冲腔9也可以位于偏离盖板6的中心位置的任意位置，并且进气通道61的出气端612和出气口71的位置应与该缓冲腔9的位置相对应。
实施例3
请一并参阅图11和图12，本实施例提供的上进气机构与上述第一实施例相比，其区别仅在于：缓冲腔9为多个。
具体地，多个缓冲腔9分别位于盖板6的边缘位置和中心位置处，并且位于盖板6的边缘位置处的多个缓冲腔9沿盖板6的周向对称分布。每个缓冲腔9中设置有上述阻挡件8。并且，进气通道61的出气端612的数量与上述缓冲腔9的数量相对应，且各个进气通道61的出气端612一一对应地与各个缓冲腔9相连通；如图12所示，出气口71为多个，其数量与缓冲腔9的数量相对应，且各个出气口71一一对应地与各个缓冲腔9相连通。
当然，在实际应用中，多个缓冲腔9也可以仅位于盖板6的边缘位置，且沿盖板6的周向对称分布。或者，也可以根据不同需要，自由设定多个缓冲腔9的排布方式，并且进气通道61的出气端612和出气口71的位置均与缓冲腔9的位置相对应。
综上所述，本发明提供的进气机构，其通过在缓冲腔内设置有阻挡件，该阻挡件能够遮挡保护板中的出气口，以阻挡自该出气口进 入缓冲腔的颗粒物到达盖板，防止盖板被污染，从而可以提高设备的使用寿命。
作为另一个技术方案，如图13所示，本发明实施例还提供一种预清洗腔室201，该预清洗腔室201包括腔体和设置于腔体顶壁上的进气机构202。该进气机构202采用了本发明上述各个实施例提供的进气机构，用于向预清洗腔室201中输送工艺气体。
而且，在本实施例中，在上述预清洗腔室201的腔体侧壁中设置有介质筒203，且在该介质筒203的周围环绕设置有射频线圈204，其通过上匹配器207与上射频电源208电连接，上射频电源208用于向射频线圈204加载射频功率，由射频线圈204产生的电磁场能够通过介质筒203馈入至预清洗腔室201中，以激发预清洗腔室201中的工艺气体形成等离子体。并且，在预清洗腔室201中还设置有基座205，其通过下匹配器209和下射频电源208电连接，下射频电源208用于向基座205加载射频负偏压，以吸引等离子体刻蚀衬底表面。
本发明实施例提供的预清洗腔室，其通过采用本发明上述各个实施例提供的上述进气机构，可以提高设备的使用寿命。
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 (9)

1.一种进气机构，包括盖板和保护板，其中，在所述盖板中设置有进气通道，所述进气通道与气源连接；在所述盖板和所述保护板之间设置有缓冲腔；在所述保护板中设置有出气口；所述气源提供的工艺气体依次通过所述进气通道、所述缓冲腔和所述出气口进入工艺腔，其特征在于，
所述进气机构还包括阻挡件，所述阻挡件设置在所述缓冲腔内，并遮挡所述出气口，以阻挡自所述出气口进入所述缓冲腔的颗粒物到达所述盖板，防止所述盖板被污染；其中，
在所述盖板和所述保护板之间包括多个所述缓冲腔和多个所述出气口，多个所述缓冲腔与多个所述出气口一一对应设置，且在每个缓冲腔中均设置有所述阻挡件。
2.根据权利要求1所述的进气机构，其特征在于，所述阻挡件包括板状本体，其中，
所述板状本体与所述盖板之间具有第一通道；
所述板状本体中具有第二通道，或在所述板状本体与所述缓冲腔的侧壁之间具有第二通道；
所述板状本体与所述保护板之间具有第三通道；
所述工艺气体依次通过所述进气通道、所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道和所述出气口进入所述工艺腔。
3.根据权利要求2所述的进气机构，其特征在于，所述第一通道包括：
设置在所述板状本体上的第一凹部，和/或设置在所述盖板上的第二凹部；其中，
所述第一凹部和所述第二凹部分别设置于所述板状本体与所述盖板相对的表面上。
4.根据权利要求3所述的进气机构，其特征在于，所述板状本体中具有第二通道；
所述第二通道为沿所述板状本体厚度方向设置的通孔，且所述通孔偏离与所述出气口相对的位置。
5.根据权利要求4所述的进气机构，其特征在于，所述第三通道包括：
设置在所述板状本体上的第三凹部，和/或设置在所述保护板上的第四凹部；其中，
所述第三凹部和所述第四凹部分别设置于所述板状本体与所述保护板相对的表面上。
6.根据权利要求5所述的进气机构，其特征在于，
所述出气口与所述板状本体的中心对应；
所述通孔为多个，且多个所述通孔以所述板状本体的中心为圆心分布至少一圈。
7.根据权利要求6所述的进气机构，其特征在于，所述第三凹部包括多条凹道；其中，
多条所述凹道的一端汇聚在与所述出气口相对应的位置处；
多条所述凹道的另一端一一对应地延伸至与多个所述通孔对应的位置处，并与其对应的所述通孔连通。
8.根据权利要求1所述的进气机构，其特征在于，所述出气口为锥形通孔，所述锥形通孔的径向截面面积较大的一端朝向所述工艺腔。
9.一种预清洗腔室，包括腔体和设置于腔体壁上的进气机构，其特征在于，所述进气机构采用权利要求1-8任一项所述的进气机构。
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