CN1550031A - 等离子腔室的腔室屏蔽 - Google Patents
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Abstract
一种用于诸如离子植入机的源腔室之类的等离子腔室的屏蔽系统，包括：一个顶屏蔽板(502)，构形成附着在等离子腔室的顶部内表面；一个底屏蔽板(504)，构形成附着在等离子腔室的底部内表面；和一个后屏蔽板(506)，构形成附着在等离子腔室的后部内表面，其中，顶屏蔽板(502)的后缘与后屏蔽板(506)的顶缘相交，底屏蔽板(504)的后缘(528)与后屏蔽板(506)的底缘相交，从而顶屏蔽板(502)、底屏蔽板(504)和后屏蔽板(506)装配在一起基本上盖住腔室的内表面，从而在等离子腔室工作时减少在等离子腔室内侧表面上的沉积。
Description
相关申请的交叉参引
本申请对2001年8月28日提交的60/315,868号美国临时专利申请要求优先权，该美国申请的技术内容全部引入本申请作参照。
技术领域
本发明涉及一种在其中产生等离子的腔室之改进屏蔽系统。
技术背景
在典型的半导体制造作业中常为许多目的使用等离子，例如蚀刻形成在半导体晶片上的层，或者在半导体晶片上沉积材料。诸如非均质等离子蚀刻之类的工艺技术是公知的，譬如等离子强化的化学沉积。在这样的设备中，等离子典型地在腔室中产生，然后通过腔室壁中的孔隙出来而施加在晶片上。另一种使用等离子的半导体制造作业是等离子植入操作。更具体地说就是，等离子是在离子植入机的源腔室中形成的。
图1示出一种在其中形成等离子的腔室100的内部。图1示出的特定设备是一种由瓦里安公司(Varian)供货的离子植入工具的源腔室。为清楚起见，去掉了盖板使之能够看到所述腔室。每次在腔室内形成等离子时，在腔室的内表面上都形成沉积。这种沉积逐渐积累，为了定期维护就必需周期性地中断工作。
图1中所示的腔室100具有内表面，含一个顶表面102、一个底表面104，和一个射束孔隙106，离子束经该孔隙从腔室100发出。如图1中所示，顶表面102一般地是平面的并且固定一个顶磁体，所述的顶磁体部分地由一个顶磁体盖108盖住。同样底表面104也固定一个底磁体，所述的底磁体也由一个底磁体盖110盖住。
而且，腔室100与一个真空泵例如涡轮泵的流体连通，用于在腔室内产生和维持真空状态。涡轮泵部分地由一个凸缘112与等离子体相屏蔽。
在图1所示的构形中，制造厂家已经装进了两个屏蔽件114和116，如图所示，这两个屏蔽件在腔室的后表面附近。在机器运行时，沉积形成在这些屏蔽件上，而屏蔽件可以拆下清理。
图2示出图1腔室的一个侧壁201。图2示出腔室100的一个侧壁201，连同难于触及和有效清理的拐角202。在周期性或者定期维护之间，技术人员往往要花数小时来清理沉积在这些壁上的物质。
图3示出图1的腔室的底壁302(还有图1中的104)。图3示出腔室底表面(圆形区域)中的一个磁体304，连同屏蔽件306(还有图1中的110)，该屏蔽件只是部分地包围磁体304。该屏蔽件也接受在腔室内形成的等离子沉积，并且也必须清理。如可从此图(图3)看出的，原制造厂商供应的磁体盖306没有充分地保护在正常工作中接受大量沉积的的源磁体区。图3还示出了一个凸缘308(还有图1中的112)，用于防止等离子沉积在涡轮泵上或其附近。
图4示出在源涡轮泵(未示)附近的区域400。源涡轮泵部分地通过凸缘308保护而防止等离子沉积。当清理该腔室时，环涡轮泵周围的区域聚集任何用于清理腔室的流体并且把流体留滞在基本上不可能人工去除的位置。结果，留滞的流体通过把腔室抽到真空去除，并且要等待所有聚积的流体蒸发。腔室清理和排气总和用时很大地延长定期维护的时间。当然在设备是下线维护时是不能够制造产品的，致使生产效率降低。
因此需要一种充分地保护内表面以及等离子腔室的真空泵附近区域不受等离子沉积的改进屏蔽系统。
发明内容
本发明针对一种用于等离子腔室的屏蔽系统，包括：一个顶屏蔽板，构形用于附着在等离子腔室的顶部内表面；一个底屏蔽板，构形用于附着在等离子腔室的底部内表面；和一个后屏蔽板，构形用于附着在等离子腔室的后部内表面，其中，顶屏蔽板的后缘与后屏蔽板的顶缘相交，并且底屏蔽板的后缘与后屏蔽板的底缘相交，从而顶屏蔽板、底屏蔽板和后屏蔽板装配在一起而在等离子腔室工作时几乎全部盖住腔室的内表面，由此减小在该内表面上的沉积。
另外，在某些方面，顶或底、或顶和底两屏蔽板包括实质上平坦的平面部分并且还包括结构构件，所述构件配接着从等离子腔室的内表面突起的构件，从而使屏蔽板的实质上平坦的平面部分贴装在等离子腔室的内表面上。
还有后屏蔽板包括一个与所述用于离子发出的等离子腔室的孔隙对齐的孔隙。在某些实施形式中，顶屏蔽板、底屏蔽板和后屏蔽板用石墨制造。
除了上述的三块屏蔽部分之外，本发明的屏蔽系统的一个实施形式还包括一个具有形状大致上与包围等离子真空泵的凸缘相似的凸缘屏蔽板，在此凸缘屏蔽板构形得与包围等离子真空泵的凸缘连接从而延伸了所述凸缘从而减少在等离子腔室中真空泵附近的沉积。
另外，本发明的屏蔽系统的某些实施形式包括一个顶部延伸屏蔽板，在此顶部延伸屏蔽板具有一条实质上在尺寸上与顶屏蔽板边缘相等的边缘，顶部延伸屏蔽板具有一条沿此边缘的沟槽，并且在此顶屏蔽板具有一个沿其装配缘的舌片，从而顶延伸屏蔽板的沟槽构形得接合着顶屏蔽板的舌片。而且，除了舌片和沟槽之外，顶延伸板由一个顶延伸支承构件支承，在此所述支承构件构形得沿所述具有沟槽的边缘之外的一个边缘支承着顶部屏蔽板。
对本发明性质和优点的进一步理解请参见结合附图进行的以下说明。
附图说明
图1示出一个在其中形成等离子的腔室的内部。
图2示出图1的腔室的侧壁。
图3示出图1的腔室的底壁。
图4示出示出图1腔室所用的源涡轮泵附近区域。
图5示出本发明的一个实施形式的屏蔽部件。
图6更详细地示出本发明的一个实施形式的凸缘屏蔽部件。
图7更详细地示出本发明的一个实施形式的顶部延伸屏蔽支承部件。
图7A是图7沿A-A面的剖视图。
具体实施方式
本发明的实施形式针对诸如图1所示腔室的腔室屏蔽系统，其屏蔽较现有技术的屏蔽更容易装配在一起，并且为腔室提供更好的保护。所述的屏蔽示于图5中。它较易于安装，并且在安装在腔室内后是稳定的。在等离子腔室工作时，一些物质沉积在侧壁上就像如前所述的那样。然而，因为内屏蔽相当易于拆卸，拆卸内屏蔽板并且用清理的屏蔽板更换来减少腔室停工时间，就是直接了当的事情。
图5示出引入腔室中的大多数屏蔽部件500之位向。换言之，顶板502、底板504和背板506将如图所示对齐。腔室和屏蔽之间的相互连接是任意的，可以使用任何公知的方法。在优选的实施形式中使用常规的紧固件固定，譬如用螺丝、销钉针、栓杆等。如图5中所示，屏蔽500包括一个底板504、一个背板506和一个顶板502及顶板延伸508，连同一个凸缘屏蔽510和一个顶部延伸支承512。这些部件结合在一起基本上盖住等离子腔室的所有暴露的内表面。这样取代了如制造厂商提供的只盖住内表面的一部分的屏蔽，而根据本发明的实施形式的屏蔽系统装配在一起基本上盖住等离子腔室的所有内部暴露的表面。
如从该图(图5)中可见，顶板502和底板504是几乎一模一样的，即都具有结构来装接在形成等离子腔室的顶和底表面的突起(例如源腔室中的源磁体)。例如，如图所示在顶板502上，突起514从顶板502向向上伸地装配在顶源磁体上并且盖住源磁体304(如图3中所示)。突起结构的背侧从顶板502处可以看见底板504上有突起516。从顶板502和504上突出的结构514和516可以取任何形状且最好可以匹配并且能够装配从腔室顶和底表面伸出的凸起，所述的腔室由顶和底板盖住。在图5所示的屏蔽实施形式中，结构524和516一般地是椭圆形的以匹配其所盖住的磁体。从而在工作中顶板502和底板504装配在诸如顶和底源磁体之类从腔室内表面突起来的结构上。顶板502和底板504两者都使用常规的紧固件与腔室的顶和底表面连接，所述的紧固件经孔520装配进顶板502和底板504中。
背板506还构形用于装配在腔室的背部上。如可从图5所见，背板506具有一个等离子或者离子可以经之穿出所述腔室的孔隙522。而且背板506使用用常规的紧固件与腔室的背部连接，所述的紧固件经孔524装配进背板506中。背板506包括顶边缘526和底边缘528，所述的顶边缘526和底边缘528分别对接着顶板502和底板504以保证当屏蔽系统在位后其下的腔室表面被充分地盖住。
除了顶板502、底板504和背板506之外，屏蔽系统还包括一个由顶部延伸支承件512支承着的顶部延伸508。另外，所述的屏蔽系统包括一个凸缘屏蔽510。图6更详细地示出凸缘屏蔽600(即图5中的510)。本发明实施形式的凸缘屏蔽600设计用于包围真空泵的凸缘。在凸缘屏蔽600中的沟槽602装配在凸缘112上(示于图1)以改进屏蔽并且因此减少等离子在真空泵附近的沉积。该区域增加和改进的屏蔽会减少或者甚至消除在此区域的湿清理。因此，因为没有液体用于湿清理，因此在清理过程中不会滞留液体，伴随周期性保养排气需要的时间也显著地减少。
图7更详细地示出本发明的一个实施形式的顶部延伸屏蔽支承部件700。图7A示出图7的沿A-A截面。如图7A中所示，在顶部延伸支承部件700中的一个沟槽702装配在厂商提供的屏蔽114上。栓杆704与支承件700配合并且从之伸出以保证处在支承件700顶部上的顶部延伸板508在腔室内稳固连接。
除了顶部延伸支承件512之外，顶部延伸板508还有一个在边缘上的舌片，所述的舌片与沟槽532配合在顶部屏蔽502的边缘上，以保证顶部延伸屏蔽在腔室内稳固支承。
所述的屏蔽优选地用石墨制造，但是也可以用不锈钢、铝或其它材料制造。
所述的屏蔽系统和支承件在腔室内稳固装配在一起以实质上屏蔽腔室的内表面，包括由等离子的沉积的高度沉积区域(譬如源腔室中磁体附近)。本发明实施形式的屏蔽系统增加了装配了它们的腔室的有效工作时间，从而使得有效地生产用这样的腔室生产的集成电路。特别地，备用屏蔽的备件充足，使得能够快速地更换屏蔽从而可以在需要时快速地更换和清理。这种更换和方便的清理减少了腔室的清理时间达数小时，从而使整个的制造工艺更加有效率。而且，使用本发明实施形式的屏蔽系统，由此取消腔室的湿清理，还减少了排气所需要的时间。需要用于排气的时间进一步地减少为恢复真空所需要的时间缩短达数小时，从而也使整个的制造工艺更加地有效率。另外增加覆盖的屏蔽和得到的取消湿清理减少了为定期维护所需要的时间达数小时(例如六个小时以上)，从而提高了其中安装所述屏蔽的等离子腔系统的使用效率。
如领域内普通技术人员所能够理解，本发明可以以其它具体的形式实施而不偏离其基本特征。例如，顶、底或者后屏蔽可以有形状的表面突起以容纳和装配从其装配于其上的腔室的内表面突出的突起，诸如磁体之类。还有所述的屏蔽可以用许多适当的材料制造，譬如石墨、铝、其它金属或者作为任何适当的制造工艺组合的复合材料。我们要把这些其它的实施形式包括在权利要求书中提出的本发明的范围内。
Claims (15)
1.一种用于等离子腔室的屏蔽系统，包括：
一个顶屏蔽板，构形成用于附着在等离子腔室的一个顶部内表面；
一个底屏蔽板，构形成用于附着在等离子腔室的一个底部内表面；和
一个后屏蔽板，构形成用于附着等离子腔室的一个后部内表面，
其中，所述顶屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的顶缘相交，所述底屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的底缘相交，从而所述顶屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板装配在一起基本上盖住腔室的内表面，从而在等离子腔室工作时减少在等离子腔室内侧表面上的沉积。
2.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，所述的等离子腔室含有一个用于离子植入工具的源腔室。
3.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，所述的顶屏蔽板大体上是矩形的。
4.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，所述的顶屏蔽板包括一个大体上平坦的平面部分并且还包括结构构件，所述构件配合着从等离子腔室的顶内表面突起的构件，从而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分贴装在等离子腔室的所述顶部内表面上。
5.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，所述的顶屏蔽板包括一个大体上平坦的平面部分并且还包括结构构件，所述构件配合着从等离子腔室的底内表面突起的构件，从而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分贴装在等离子腔室的所述底部内表面上。
6.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，所述的后屏蔽板包括与所述的用于从所述的腔室发出离子的所述等离子腔室的孔隙对齐的孔隙。
7.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，所述顶屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板构形得用于用紧固件附着于腔室的内表面上
8.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，所述顶屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板用石墨制造。
9.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，进一步包括一个具有形状大体上与包围等离子真空泵的凸缘相似的凸缘屏蔽，所述凸缘屏蔽构形得与包围等离子真空泵的凸缘连接而由其延伸来减少在等离子腔室中真空泵附近的沉积。
10.如权利要求1所述的屏蔽系统，其特在于，进一步包括一个顶部延伸屏蔽，所述顶部延伸屏蔽板具有一个基本上在尺寸上与顶屏蔽板边缘相等的边缘，所述顶部延伸屏蔽具有一个沿所述顶部延伸屏蔽边缘的沟槽，
所述顶屏蔽板具有沿所述顶部屏蔽板边缘的舌片，
其中所述顶延伸屏蔽板的所述沟槽构形得接合着所述顶屏蔽板的所述舌片。
11.如权利要求10所述的屏蔽系统，其特在于，进一步含有一个顶部延伸支承构件，所述的支承构件构形得沿所述具有沟槽的边缘之外的一条边缘支承着顶部屏蔽板。
12.一种用于离子植入腔室的屏蔽系统，包括：
一个顶屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个顶部内表面；
一个底屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个底部内表面；和
一个后屏蔽板，构形成用于附着源腔室的一个后部内表面，
其中，所述顶屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的顶缘相交，所述底屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的底缘相交，从而所述顶屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板装配在一起基本上盖住腔室的内表面，从而在等离子腔室工作时减少在等离子腔室内侧表面上的沉积。
13.一种用于离子植入腔室的屏蔽系统，包括：
一个顶屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个顶部内表面；
一个底屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个底部内表面；和
一个后屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个后部内表面，
其中，所述顶屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的顶缘相交，所述底屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的底缘相交，从而所述顶屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板装配在一起基本上盖住腔室的内表面，从而在等离子腔室工作时减少在等离子腔室内侧表面上的沉积，并且
所述的顶屏蔽板包括大体上平坦的平面部分并且还包括结构构件，所述构件配合着从等离子腔室的顶内表面突起的构件，从而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分贴装在等离子腔室的所述顶部内表面上。
14.一种用于离子植入腔室的屏蔽系统，包括：
一个顶屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个顶部内表面；
一个底屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个底部内表面；和
一个后屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个后部内表面，
其中，所述顶屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的顶缘相交，所述底屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的底缘相交，从而所述顶屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板装配在一起基本上盖住腔室的内表面，从而在等离子腔室工作时减少在等离子腔室内侧表面上的沉积；
其中，所述的顶屏蔽板包括一个大体上平坦的平面部分并且还包括结构构件，所述构件配合着从等离子腔室的顶内表面突起的构件，从而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分贴装配在等离子腔室的所述顶部内表面上，
所述的后屏蔽板包括一个与所述的用于从所述的腔室发出离子的所述等离子腔室的孔隙对齐的孔隙。
15.一种用于离子植入腔室的屏蔽系统，包括：
一个顶屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个顶部内表面；
一个底屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个底部内表面；和
一个后屏蔽板，构形成用于附着在源腔室的一个后部内表面，
其中，所述顶屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的顶缘相交，所述底屏蔽板的后缘与所述后屏蔽板的底缘相交，从而所述顶屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板装配在一起基本上盖住腔室的内表面，从而在等离子腔室工作时减少在等离子腔室内侧表面上的沉积，
所述的顶屏蔽板包括一个大体上平坦的平面部分并且还包括结构构件，所述构件配合着从等离子腔室的顶内表面突起的构件，从而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分贴装在等离子腔室的所述顶部内表面上，所述的后屏蔽板包括一个与所述的用于从所述的腔室发出离子的所述等离子腔室的孔隙对齐的孔隙。
一个形状大体上与包围等离子真空泵的凸缘相似的凸缘屏蔽板，所述凸缘屏蔽板构形得与包围等离子真空泵的凸缘连接而从其延伸来减少在等离子腔室中真空泵附近的沉积。
一个顶部延伸屏蔽板，所述顶部延伸屏蔽板具有一个大体上在尺寸上与所述顶屏蔽板边缘相等的边缘，所述顶部延伸屏蔽板具有一个沿所述顶部延伸屏蔽板边缘的沟槽，
所述顶屏蔽板具有一个沿所述顶部屏蔽板边缘的舌片，
其中所述顶延伸屏蔽板的所述沟槽构形得接合着所述顶屏蔽板的所述舌片。
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