CN108962713B - 一种工艺腔室及半导体处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工艺腔室及半导体处理设备。本发明的工艺腔室用于对晶片进行去气和预清洗，包括：腔体、电极板、设置于腔体内顶部的热源、设置于腔体内底部的基座；其中，基座和热源相对设置，电极板可旋转；电极板中设置有输气通道；当电极板旋转至基座的上方时，工艺气体经输气通道输送至基座的上方，对晶片进行预清洗工艺；当电极板旋转离开基座的上方时，接通热源对晶片进行去气工艺。本发明的半导体处理设备包括本发明的工艺腔室。本发明的工艺腔室，当进行预清洗时，通过电极板将工艺气体直接输送至基座的上方,工艺气体利用率高；且工艺气体到达晶片的路径长短一致，使得等离子体能量均匀，预清洗的效果好。
Description
技术领域
本发明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(ElectronCyclotronResonance，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 VaporDeposition，CVD)以及增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，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。
发明内容
本发明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。
根据本发明的一方面，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，根据本发明的工艺腔室，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，根据本发明的工艺腔室，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，根据本发明的工艺腔室，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；
所述电极匀流板设置于所述电极板主体的下方；
所述电极匀流板和所述电极板主体之间形成匀流腔，所述工艺气体自所述出气口进入所述匀流腔，并经所述匀流腔通过所述匀流孔输送至所述基座的上方。
可选地，根据本发明的工艺腔室，所述电极板还包括调节件，所述调节件设置于所述电极板主体和所述电极匀流板之间,用于调节所述电极板主体和所述电极匀流板之间的距离；
所述电极板主体、所述调节件和所述电极匀流板构成所述匀流腔；
可选地，根据本发明的工艺腔室，所述工艺腔室还包括连接轴和旋转机构；
所述连接轴的一端与所述电极板固定连接，另一端与所述旋转机构连接，所述旋转机构驱动所述连接轴带动所述电极板旋转；
所述连接轴内设置有第一进气通道，所述工艺气体经所述第一进气通道输送至所述电极板。
可选地，根据本发明的工艺腔室，所述旋转机构包括摆动气缸、联轴器和旋转轴，其中，
所述摆动气缸通过所述联轴器与所述旋转轴的一端连接，所述旋转轴的另一端与所述连接轴连接，所述摆动气缸驱动所述旋转轴带动所述连接轴转动；
所述旋转轴内设置有第二进气通道，所述第二进气通道与所述第一进气通道连通。
可选地，根据本发明的工艺腔室，所述腔室还包括进气管，所述进气管设置在所述旋转机构的外部并与所述第二进气通道连通；
所述工艺气体自所述进气管流经所述第二进气通道后输入所述第一进气通道。
可选地，根据本发明的工艺腔室，所述连接轴位于所述腔体内并穿过所述腔体的底壁，所述旋转机构位于所述腔体的底壁外部；
在所述底壁和所述旋转机构之间还设置有水平调节机构，所述水平调节机构用于调节所述电极板的水平度。
可选地，根据本发明的工艺腔室，所述水平调节机构包括多个调节杆和连接板，其中，
所述连接板设置于所述底壁和所述旋转机构之间，并与所述旋转机构连接；
所述连接轴穿过所述连接板，所述连接板与所述底壁具有一定间距；
所述调节杆的一端与所述底壁固定连接，另一端穿过所述连接板，且其穿过所述连接板的长度可调；
通过调节所述调节杆穿过所述连接板的长度，调节所述连接板的水平度，所述连接板带动所述旋转机构对所述连接轴的垂直度进行调节，从而实现对所述电极板的水平度进行调节。
可选地，根据本发明的工艺腔室，所述水平调节机构还包括伸缩管；
所述伸缩管套设于所述连接轴外，且其第一端与所述底壁密封连接，第二端与所述连接板密封连接。
可选地，根据本发明的工艺腔室，所述腔体包括第一子腔体和第二子腔体，其中，
所述第二子腔体设置在所述第一子腔体侧壁上，并与所述第一子腔体连通；其中，所述基座设置在所述第一子腔体内；所述电极板能在所述第一子腔体和所述第二子腔体之间旋转；
当所述电极板旋转至所述第一子腔体中时，所述电极板与所述基座相对，以对晶片进行预清洗工艺；
当所述电极板旋转至所述第二子腔体中时，所述电极板离开所述基座的上方，以对晶片进行去气工艺。
根据本发明的另一方面，提供了一种半导体处理设备，包括本发明所述的工艺腔室。
有益效果：
本发明的工艺腔室通过电极板将工艺气体直接输送至基座的上方，工艺气体不会直接被真空泵抽走，不需要通过补充大量的工艺气体来保持等离子体的激发状态，工艺气体不会发生损失，且工体气体进入电极板和基座之间的路径长短一致，使得工艺气体激发产生的等离子体能量均匀，提高了等离子体的稳定性，使得预清洗的效果更好。
本发明的半导体处理设备，包括本发明的工艺腔室，由于电极板中输气通道的设置，提高了工艺气体利用率和等离子体稳定性，从而提高了预清洗的效果。
附图说明
图1为现有工艺腔室剖面图的示意图；
图2为本发明一种实施方式的工艺腔室的剖面图；
图3为本发明一种实施方式的电极板的剖面图；
图4为本发明一种实施方式的工艺腔室的电极板、连接轴、旋转机构和进气管连接的立体图；
图5为本发明一种实施方式的工艺腔室的电极板、连接轴、旋转机构和进气管连接的剖面图；
图6为本发明一种实施方式的电极板的剖面图；
图7为本发明一种实施方式的水平调节机构的剖面图；
其中，附图标记为：
腔体-1′，进气口-11′，出气口-12′，车库-2′，基座-3′，电极板-4′，旋转机构-6′，晶片-7′，加热灯泡-13′；
腔体-1，第一子腔体-11，第二子腔体-12，基座-2，电极板-3，电极板主体-31，进气口-311，气流通道-312，出气口-313，电极匀流板-32，匀流孔-321，匀流腔-33，调节件-34，连接轴-4，第一进气通道-41，旋转机构-5，摆动气缸-51，联轴器-52，旋转轴-53，第二进气通道-531，进气管-6，水平调节机构-7，调节杆-71，连接板-72，伸缩管-73，晶片-8。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明提供了一种工艺腔室，工艺腔室用于对晶片进行去气和预清洗，腔室包括：腔体、电极板、设置于腔体内顶部的热源、设置于腔体内底部的基座；其中，基座和热源相对设置，电极板可旋转；电极板中设置有输气通道；当电极板旋转至基座的上方时，工艺气体经输气通道输送至基座的上方，对晶片进行预清洗工艺；当电极板旋转离开基座的上方时，接通热源对晶片进行去气工艺。
如图2至图7所示，该工艺腔室包括：腔体1、设置于腔体1下部的基座2、以及电极板3。通常，基座2设置在腔体1内，基座2为射频基座，也即是，基座2上设有与射频电源电连接的电极板，或者基座2直接与射频电源电连接，电极板3也和电源进行连接，当电极板被旋转至基座的上方时，工艺气体通过输气通道输送至基座上方，工艺气体在基座2和电极板3之间形成的电压的作用下被激发为等离子体，对晶片8实现预清洗。
在电极板3中设置有输气通道，用于工艺气体的流动，工艺气体经输气通道直接输送至基座2的上方，在基座2和电极板3之间被激发为等离子体，以对晶片8进行预清洗。
如图2中所示，该图中箭头为工艺气体的流动路径的示意，工艺气体被电极板3输送至基座2的上方。在基座2和电极板3之间形成的电压作用下，工艺气体在基座2和电极板3之间被激发为等离子体。等离子体轰击晶片8的表面，实现对晶片8的预清洗。
本发明的工艺腔室通过电极板3中的输气通道将工艺气体直接输送至基座2的上方，工艺气体不会直接被真空泵抽走，不需要通过补充大量的工艺气体来保持等离子体的激发状态，工艺气体不损失，提高了工艺气体的利用率。此外，通过电极板3的输气通道输出的工艺气体到达晶片8的路径长短一致，使工艺气体激发产生的等离子体能量均匀，等离子体稳定，提高了预清洗的效果。
根据本发明工艺腔室的一种实施方式，电极板包括电极板主体；电极板主体上设有进气口、气流通道和出气口；工艺气体自进气口输入，流经气流通道后，自出气口输送至基座的上方。
在上述实施方式中，电极板上设置的进气口、气流通道和出气口属于输气通道，出气口设置在电极板主体正对基座的一面，即能实现将工艺气体直接输送至电极板和基座相对的空间。
根据本发明工艺腔室的一种实施方式，电极板主体为圆盘形；进气口设置于电极板主体沿厚度方向的侧壁上；出气口设置于电极板主体与基座相对的表面上；气流通道设置在电极板主体的内部，且气流通道连通进气口和出气口。
具体地，参考图2和图3所示，电极板3包括电极板主体31，电极板主体31的形状优选具有一定厚度的圆盘形形状，也可以选用矩形盘形状、椭圆形形状或者其他可以采用的形状。电极板主体31上设有进气口311、气流通道312和出气口313。具体实施时，气源可直接与进气口311相连，以将工艺气体输入电极板3的气流通道312，从出气口313输送至基座2的上方。这样，进气口设置在电极板的侧壁上，出气口设置在电极板的与基座正对的表面上，实现了上方进气。解决了现有技术中由于加热灯泡设置在腔体顶壁，阻挡了在上顶壁上设置进气口，不能实现上方进气的问题。
进气口311和出气口313的数量和位置均可根据实际需求灵活选择。例如，进气口311和出气口313分别设置在电极板主体31的长度方向的两端上；又例如，进气口311位于电极板主体31的厚度方向的壁上，出气口313位于电极板主体31的长度方向的壁上。
工艺气体自进气口311输入，流经气流通道312后，自出气口313输送至基座2的上方。气流通道312可为位于进气口311和出气口313之间的通道；或者，气流通道312可为电极板主体31内的腔状结构，腔状结构的气流通道312有利于提高工艺气体输出的均匀性和稳定性。
出气口313的形状、数量和设置位置均可灵活设置。例如，出气口313为圆形或者矩形；又例如，出气口313的数量为一个或两个或者更多；再例如，当电极板主体31具有圆盘形结构时，出气口313位于该圆形盘的端面的中心位置处，特别地，当电极板主体31具有圆形盘结构时，气流通道312沿着圆形盘的径向方向延伸。
以图3中示出的电极板3为例。在该实施例中，电极板主体31的剖面形状为矩形。进气口311位于该矩形的宽边上，出气口313位于该矩形的长边的中心点处。气流通道312自该矩形的一宽边延伸至另一宽边。
出气口313的数量设置为一个时，出气口313位于电极板主体31的中心。这种设置方式有利于提高自出气口313流出的工艺气体的均匀性和稳定性。
根据本发明工艺腔室的另一种实施方式，电极板还包括电极匀流板，电极匀流板上设置有匀流孔；电极匀流板设置于电极板主体的下方；电极匀流板和电极板主体之间形成匀流腔，工艺气体自出气口进入匀流腔，并经匀流腔通过匀流孔输送至基座的上方。
根据图2和图3示出的电极板3还包括电极匀流板32，电极匀流板32的形状可根据实际需求设置。例如，电极匀流板32为圆形板或矩形板等。
电极匀流板32设置于电极板主体31的下方。在此，“下方”是指电极板主体31的邻近基座2的端面的一侧。通常，电极匀流板32的形状可与电极板主体31的形状相匹配。例如，电极板主体31为圆盘形形状时，电极匀流板32为圆形板。
电极匀流板32与电极板主体31连接在一起。电极匀流板32与电极板主体31之间的连接可通过焊接或螺栓连接等方式实现。应当注意的是，当电极板主体31和电极匀流板32通过螺栓连接在一起时，为了提高等离子体设备进气机构的气密性，可在电极板主体31和电极匀流板32的连接处设置例如为密封圈的密封件。
电极匀流板32和电极板主体31之间形成有匀流腔33，工艺气体自出气口313进入匀流腔33，并经匀流腔33输送至基座2的上方，以提高输送至基座2的上方的工艺气体的均匀性。
匀流腔33由电极板主体31和电极匀流板32构成。具体实施时，可通过在电极板主体311和/或电极匀流板32上设置凸起，使得电极板主体31和电极匀流板32之间具有一定的空间，从而在电极板主体31和电极匀流板32之间形成匀流腔33。或者，可在电极板主体31和电极匀流板32之间设置支撑部件，该支撑部件可将电极板主体311和电极匀流板32分隔开来，从而在电极板主体31和电极匀流板32之间形成匀流腔33。
出气口313与匀流腔33相连通，电极匀流板32上设有匀流孔3，匀流孔321可将工艺气体从匀流腔33输送至基座的上方。
使用时，工艺气体自进气口311进入电极板主体31的气流通道312，再自出气口313进入匀流腔33，接着自电极匀流板的匀流孔321流出电极板3，从而将工艺气体输送至基座2的上方。
匀流孔321的形状和数量可根据实际需求设置。例如，匀流孔321为圆形孔或矩形孔。又例如，匀流孔321的数量为多个，多个匀流孔321均匀地分布在电极匀流板32上。上述“均匀分布”可例如为多个匀流孔321呈阵列排布，或者，多个匀流孔321以同心圆的方式排布。优选地，在电极匀流板32上设置有多个匀流孔321，多个匀流孔321有利于提高电极板3供气的均匀性和稳定性。
多个匀流孔321优选地均匀分布在电极匀流板32上。在此，“均匀分布”可例如为多个匀流孔321呈阵列排布；或者，多个匀流孔321以同心圆的方式排布；或者，多个匀流孔321以电极匀流板32的几何中心为中心呈放射状排布。进一步地，匀流孔321的孔径优选0.5mm-1mm。
根据本发明工艺腔室的另一种实施方式，电极板还包括调节件，调节件设置于电极板主体和电极匀流板之间,用于调节电极板主体和电极匀流板之间的距离；电极板主体、调节件和电极匀流板构成匀流腔。
根据图3和图5所示，可以看出，电极板3还包括调节件34，调节件34用于调整电极板主体31和电极匀流板32之间的距离，以调整电极匀流板32与基座2之间的距离。
调节件34位于电极板主体31和电极匀流板32之间，调节件34与电极板主体31和电极匀流板32相连接。电极板主体31和调节件34之间的连接可通过焊接或螺栓连接等方式实现。电极匀流板32与调节件34之间的连接可通过焊接或螺栓连接等方式实现。
应当注意的是，当电极板主体31和电极匀流板32通过螺栓与调节件34连接在一起时，为了提高工艺腔室的气密性，可在电极板主体31和调节件34的连接处，以及电极匀流板32与调节件4的连接处设置例如为密封圈的密封件。调节件34的形状结构优选环状结构，也即是，调节件34为调节环。匀流腔33由电极板主体31、调节件34和电极匀流板32构成。
电极板主体31和电极匀流板32与调节件34之间均为可拆卸连接。即，电极板主体31和调节件34之间的连接为可拆卸连接；电极匀流板32和调节件34之间的连接为可拆卸连接。上述可拆卸连接可通过螺栓连接或卡扣连接等方式实现。
通过更换不同厚度或形状的调节件34，可改变匀流腔33的体积或形状。此外，通过更换不同厚度的调节件34，可改变电极板3的下端面与基座2之间的距离，从而调节预清洗的效果。而且，针对不同的工艺需求，可通过更换调节件4，来降低工艺腔室的成本。
根据本发明工艺腔室的一种实施方式，工艺腔室还包括连接轴和旋转机构；连接轴的一端与电极板固定连接，另一端与旋转机构连接，旋转机构驱动连接轴带动电极板旋转；连接轴内设置有第一进气通道，工艺气体经第一进气通道输送至电极板。
根据图2所示，工艺腔室还包括连接轴4和旋转机构5，连接轴4的第一端与电极板3相连接，连接轴4的第二端与旋转机构5连接。电极板3可通过电极板主体31的外表面上向外延伸的凸台与连接轴4相连接。或者，电极板3可通过电极板主体31上与连接轴4的端部相匹配的凹槽与连接轴4相连接。
电极板3与连接轴4之间的连接可通过焊接或螺栓连接等方式实现。应当注意的是，当电极板3和连接轴4通过螺栓连接在一起时，为了提高工艺腔室的气密性，可在电极板3和连接轴4的连接处设置例如为密封圈的密封件。此外，为了更方便地将电极板3和连接轴4连接在一起，可使用包括螺钉、弹簧垫圈和平垫圈的连接组件。
旋转机构5与连接轴4相连接。旋转机构5控制连接轴4发生转动，从而带动电极板3旋转至基座2的上方，或者带动电极板3离开基座2的上方。通常旋转机构包括可驱动连接轴4转动的驱动器件。上述驱动器件可例如为DDR(直接驱动旋转)电机。
连接轴内设置有第一进气通道，工艺气体经第一进气通道输送至电极板，因此可以将输送至电极板中的气体的进气口设置在连接轴上，将进气口引出，方便进气。
根据本发明的一种实施方式，旋转机构5包括摆动气缸51、联轴器52和旋转轴53。旋转轴53的第一端与连接轴4连接。联轴器52将摆动气缸51和旋转轴53的第二端连接在一起。联轴器52与摆动气缸51和旋转轴53之间的连接可通过本领域熟知的方式实现，本发明对此不作进一步地限定。旋转轴53与连接轴4相连接。旋转轴53与连接轴4可通过焊接或一体成型等方式连接在一起。
摆动气缸51驱动旋转轴53旋转，以使得旋转轴53带动连接轴4转动。摆动气缸51通过联轴器52带动旋转轴53在一定角度范围内作往复回转运动，旋转轴53带动与连接轴4相连接的电极板3转动，从而将电极板3旋转至基座2的上方，或者带动电极板3离开基座2的上方，选择摆动气缸51的转动角度，可控制电极板3的转动角度。
连接轴4内设有第一进气通道41，工艺气体经第一进气通道41输送至电极板3。可选地，第一进气通道41与进气口311相连通。连接轴4可起到将气源与电极板连接的作用。此外，连接轴5也可起到支撑电极板3的作用。
具体实施时，工艺气体通过第一进气通道41自进气口311进入电极板主体31的气流通道312，再自出气口313进入匀流腔33，接着自电极匀流板32的匀流孔321流出电极板3，实现供气功能。
旋转轴53内设有第二进气通道531，第二进气通道531与第一进气通道41连通。
进一步地，本发明的工艺腔室还包括进气管6，进气管6可选用金属波纹管，进气管6与第二进气通道531连通。可选地，进气管6可与旋转轴53相连接，以将工艺气体输入第二进气通道531。进气管6将工艺气体输入第二进气通道531，接着工艺气体自第二进气通道531进入第一进气通道41后，再进入电极板3。当旋转轴53旋转时，进气管6可跟随着旋转轴53的转动而移动或伸缩变形。
根据本发明的工艺腔室的一种实施方式，连接轴位于腔体内并穿过腔体的底壁，旋转机构位于腔体的底壁外部；在底壁和旋转机构之间还设置有水平调节机构，水平调节机构用于调节电极板的水平度。
在本发明中设置水平调节机构，调节电极板的水平度，从而调整进入基座上方的气体的路径长短更加均一，从而使电离的等离子体更加均匀。
进一步地，水平调节机构优选包括多个调节杆和连接板，其中，连接板设置于底壁和旋转机构之间，并与旋转机构连接；连接轴穿过连接板，连接板与底壁具有一定间距；调节杆的一端与底壁固定连接，另一端穿过连接板，且其穿过连接板的长度可调；通过调节调节杆穿过连接板的长度，调节连接板的水平度，连接板带动旋转机构对连接轴的垂直度进行调节，从而实现对电极板的水平度进行调节。水平调节机构还优选包括伸缩管；伸缩管套设于连接轴外，且其第一端与底壁密封连接，第二端与连接板密封连接。
如图7所示，本发明的水平调节机构7包括多个调节杆71和连接板72。连接板72设置于腔体1的底壁的下方，并与底壁之间具有一定间距。连接轴4穿过连接板72，连接轴4在连接板72的连接轴过孔内转动。应当注意的是，为了提高工艺腔室的气密性，可在连接轴4与连接板72之间设置例如为密封圈的密封件。
旋转机构5安装在连接板72远离底壁的一侧,并与连接板72连接，调节杆71的两端分别与腔体1的底壁和连接板72相连接，连接板72被设置为在调节杆71上的位置可调，即穿过连接板的调节杆71的长度可调；调节杆71与腔体1的底壁之间的连接可通过焊接或螺纹连接实现。调节杆71与连接板72之间的连接可通过螺纹连接或凸起和凹槽的配合实现。
连接板72被设置为在调节杆71上的位置可调，这样，连接板72的水平度可调，从而使连接板72带动旋转机构5的垂直度的调整，旋转机构5带动连接轴4的垂直度的调整，从而带动电极板3的水平度的调节。
水平调节机构7还优选包括伸缩管73，伸缩管73套设在连接轴4外，伸缩管73的两端分别与腔体1的底壁和连接板72密封连接。伸缩管73具有弹性，为柔性管，可在一定范围内伸缩变形，从而更方便地调节电极板3的水平。伸缩管73与腔体1和连接板72之间的密封连接可保证腔体1的真空需求。
根据本发明的一种实施方式，腔体包括第一子腔体和第二子腔体，其中，第二子腔体设置在第一子腔体侧壁上，并与第一子腔体连通；其中，基座设置在第一子腔体内；电极板能在第一子腔体和第二子腔体之间旋转；当电极板旋转至第一子腔体中时，电极板与基座相对，以对晶片进行预清洗工艺；当电极板旋转至第二子腔体中时，电极板离开所述基座的上方，以对晶片进行去气工艺。
根据图2所示，腔体1包括第一子腔体11和第二子腔体12，第一子腔体11和第二子腔体12连通，且第二子腔体12设置在第一子腔体11侧壁上，基座2设置在第一子腔体11内，电极板3能旋转至第一子腔体11和第二子腔体12，当电极板3旋转至第一子腔体11中时，电极板3与基座2相对，进行预清洗工艺，此时，电极板3与基座2上的例如为晶片的晶片8相对。
当电极板3旋转至第二子腔体12中时，电极板3离开基座2的上方，可以进行去气工艺，此时，电极板3与基座2上的晶片8错开，第二子腔体12优选以车库的形式存在，通常，第一子腔体11上设有与真空泵相连接的开口，在进行去气工艺时，接通热源并接通真空泵。
下面，以图5中示出的具体实施例为例，说明本发明的工艺腔室：
如图5所示，工艺腔室包括腔体1、基座2、电极板3、连接轴4、旋转机构5、进气管6和水平调节机构7。腔体1包括第一子腔体11和第二子腔体12，第一子腔体11和第二子腔体12相连通，且第二子腔体12设置在第一子腔体11侧壁上，基座2设置在第一子腔体11内，电极板3具有圆盘形形状，其包括电极板主体31、电极匀流板32、匀流腔33和调节件4，其中，电极板主体31上设有进气口311、气流通道312和出气口313。进气口311设置于电极板主体31的沿厚度方向的壁上，出气口313设置于电极板主体31与基座2相对的表面上，且出气口313位于电极板主体31的中心，出气口313的数量为一个，电极匀流板32上设置有多个匀流孔321。调节件34位于电极板主体31和电极匀流板32之间，调节件34与电极板主体31和电极匀流板32相连接，匀流腔33由电极板主体31、调节件34和电极匀流板32构成。连接轴4与电极板3相连接，连接轴4内设有第一进气通道41，第一进气通道41与进气口311相连通，旋转机构5包括摆动气缸51、联轴器52和旋转轴53，联轴器52将摆动气缸51和旋转轴53连接在一起，旋转轴53与连接轴4相连接。旋转轴53内设有第二进气通道531，第二进气通道531与第一进气通道41相连通，摆动气缸51驱动旋转轴53转动，以使得旋转轴53带动连接轴4转动，进气管6与旋转轴53相连接，以将工艺气体输入第二进气通道531。
工艺气体的传输路径如下：
工艺气体自进气管6进入第二进气通道531，接着工艺气体自第二进气通道531进入第一进气通道41后，再进入电极板3，在电极板3内，工艺气体自进气口311进入电极板主体31的气流通道312，再自出气口313进入匀流腔33，接着自电极匀流板32的匀流孔321流出电极板3，从而工艺气体被输送至基座2的上方。
摆动气缸51通过联轴器52带动旋转轴53在一定角度范围内作往复回转运动，旋转轴53带动与连接轴4相连接的电极板3转动。
当电极板3旋转至第一子腔体11中时，电极板3与基座2相对，工艺气体自输气通道输送至基座上方，被电离为等离子体，等离子体对晶片进行轰击，实现预清洗工艺；当电极板3旋转至第二子腔体12中时，电极板3离开基座2的上方，接通热源对晶片进行加热，并打开真空泵对腔体进行抽真空，实现对晶片的去气工艺。
本发明还提供了一种半导体处理设备，包括上述任一中实施方式中的工艺腔室。
本发明的半导体处理设备中包括发明的工艺腔室，在利用本发明的工艺腔室进行预清洗时，通过电极板3将工艺气体直接输送至基座2的上方，工艺气体不会直接被真空泵抽走，不需要通过补充大量的工艺气体来保持等离子体的激发状态，工艺气体不损失，等离子体的稳定性高。此外，通过电极板3输出的工艺气体到达基座2上的晶片8的路径长短一致，使得工艺气体激发产生的等离子体能量均匀，半导体处理设备预清洗的效果好。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (12)
1.一种工艺腔室，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；其特征在于，
旋转的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；
其中，所述工艺腔室还包括连接轴和旋转机构；
所述连接轴的一端与所述电极板固定连接，另一端与所述旋转机构连接，所述旋转机构驱动所述连接轴带动所述电极板旋转；
所述连接轴内设置有第一进气通道，所述工艺气体经所述第一进气通道输送至所述电极板。
2.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，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。
4.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，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；
所述电极匀流板设置于所述电极板主体的下方；
所述电极匀流板和所述电极板主体之间形成匀流腔，所述工艺气体自所述出气口进入所述匀流腔，并经所述匀流腔通过所述匀流孔输送至所述基座的上方。
5.根据权利要求4所述的工艺腔室，其特征在于，所述电极板还包括调节件，所述调节件设置于所述电极板主体和所述电极匀流板之间,用于调节所述电极板主体和所述电极匀流板之间的距离；
所述电极板主体、所述调节件和所述电极匀流板构成所述匀流腔。
6.根据权利要求1-5中任一所述的工艺腔室，其特征在于，所述旋转机构包括摆动气缸、联轴器和旋转轴，其中，
所述摆动气缸通过所述联轴器与所述旋转轴的一端连接，所述旋转轴的另一端与所述连接轴连接，所述摆动气缸驱动所述旋转轴带动所述连接轴转动；
所述旋转轴内设置有第二进气通道，所述第二进气通道与所述第一进气通道连通。
7.根据权利要求6所述的工艺腔室，其特征在于，所述腔室还包括进气管，所述进气管设置在所述旋转机构的外部并与所述第二进气通道连通；
所述工艺气体自所述进气管流经所述第二进气通道后输入所述第一进气通道。
8.根据权利要求1-5中任一所述的工艺腔室，其特征在于，所述连接轴位于所述腔体内并穿过所述腔体的底壁，所述旋转机构位于所述腔体的底壁外部；
在所述底壁和所述旋转机构之间还设置有水平调节机构，所述水平调节机构用于调节所述电极板的水平度。
9.根据权利要求8所述的工艺腔室，其特征在于，所述水平调节机构包括多个调节杆和连接板，其中，
所述连接板设置于所述底壁和所述旋转机构之间，并与所述旋转机构连接；
所述连接轴穿过所述连接板，所述连接板与所述底壁具有一定间距；
所述调节杆的一端与所述底壁固定连接，另一端穿过所述连接板，且其穿过所述连接板的长度可调；
通过调节所述调节杆穿过所述连接板的长度，调节所述连接板的水平度，所述连接板带动所述旋转机构对所述连接轴的垂直度进行调节，从而实现对所述电极板的水平度进行调节。
10.根据权利要求9所述的工艺腔室，其特征在于，所述水平调节机构还包括伸缩管；
所述伸缩管套设于所述连接轴外，且其第一端与所述底壁密封连接，第二端与所述连接板密封连接。
11.根据权利要求1-5中任一所述的工艺腔室，其特征在于，所述腔体包括第一子腔体和第二子腔体，其中，
所述第二子腔体设置在所述第一子腔体侧壁上，并与所述第一子腔体连通；其中，所述基座设置在所述第一子腔体内；所述电极板能在所述第一子腔体和所述第二子腔体之间旋转；
当所述电极板旋转至所述第一子腔体中时，所述电极板与所述基座相对，以对晶片进行预清洗工艺；
当所述电极板旋转至所述第二子腔体中时，所述电极板离开所述基座的上方，以对晶片进行去气工艺。
12.一种半导体处理设备，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的工艺腔室。
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