一種用於反應腔的屏蔽結構的製造方法與工藝
2023-05-26 16:59:31 1
本發明涉及半導體生產技術，尤其涉及一種用於反應腔的屏蔽結構。
背景技術：
在半導體生產領域中，進行PVD（PhysicalVaporDeposition，物理氣相沉積）時，通常採用ICP（InductivelyCoupledPlasma，電感耦合等離子體）的方法在反應腔內激發高密度的等離子體，並由等離子體轟擊濺射源，使得濺射源濺射出分子、原子或離子並沉積在基片上形成薄膜。通常，濺射粒子做無規則運動時也會轟擊介質窗的內壁，此外，用於傳輸射頻能量的放電線圈設置在腔室外與反應腔內的等離子體之間存在容性耦合，會進一步吸引高能量帶電離子轟擊反應腔介質窗的內壁，導致介質窗的使用壽命縮短。此外，帶電離子或濺射粒子轟擊介質窗的內壁時還會產生沉積或濺射，若在介質窗的內壁上沉積出閉合的金屬層，則會影響射頻能量的耦合，而撞擊介質窗的內壁後剝落的顆粒會造成汙染，需要頻繁清洗，提高了成本。為解決上述問題，通常會在反應腔的介質窗的內壁內設置一個屏蔽層，該屏蔽層用於減少帶電離子或濺射粒子對介質窗的內壁的轟擊，避免產生沉積，減少介質窗表面產生的濺射，同時，該屏蔽層不能對射頻能量的傳輸產生影響。圖1為現有技術中的反應腔及屏蔽層的縱切面示例圖，圖2為現有技術中的反應腔及屏蔽層橫切面示例圖，如圖1和圖2所示，現有技術中，位於濺射源3下方的介質窗1的內側設置有圓環形的屏蔽層2，介質窗1的外側設置有放電線圈4，屏蔽層2通常選用良導體，如銅、鋁製成，其能夠避免帶電離子或濺射粒子撞擊介質窗1的內壁，且如圖2所示，屏蔽層2上設置有齒狀溝槽5，避免了形成閉合環路影響射頻能量的傳輸。然而，現有的屏蔽層結構在實際應用中存在如下問題：屏蔽層加工困難，其齒狀溝槽在生產中精度難以保證，容易造成屏蔽層閉合從而產生較大環流，影響射頻能量的傳輸；在PVD工藝過程中，屏蔽層由於不斷受到帶電離子轟擊，使其溫度升高，進而發生膨脹造成對介質窗的破壞，或者可能發生膨脹導致存在閉合環路，產生環流影響射頻能量傳輸，此外，現有的屏蔽層結構的齒狀溝槽中容易沉積濺射粒子導致齒狀溝槽閉合而產生閉合環路。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種用於反應腔的屏蔽結構，以克服現有技術中屏蔽層結構的齒狀溝槽中容易沉積濺射粒子導致齒狀溝槽閉合的問題。為實現上述目的，本發明提供一種用於反應腔的屏蔽結構，所述反應腔包括介質窗，所述屏蔽結構包括遮擋件和遮擋層，所述遮擋層設置在所述介質窗的內壁上，且所述遮擋層包括至少一個缺口，以使所述遮擋層在周向上不連續，所述遮擋件設置在所述介質窗的內壁上並位於所述缺口中，且所述遮擋件凸出於所述介質窗的內壁，所述遮擋件與所述遮擋層之間形成有射頻能量傳送通道。優選地，所述遮擋件覆蓋所述缺口。優選地，所述遮擋件包括遮擋部和連接部，所述遮擋部與所述連接部固定連接，所述連接部固定設置在所述介質窗的內壁上並位於所述缺口中，所述遮擋部延伸至覆蓋所述遮擋層邊緣。優選地，所述遮擋件為與所述缺口一一對應。優選地，所述缺口在所述介質窗的內壁壁上關於所述反應腔的中心軸線對稱分布。優選地，所述缺口為4個，且所述4個缺口在所述介質窗的內壁上關於所述反應腔的中心軸線為十字對稱分布。優選地，所述遮擋層和/或所述遮擋件的材質為金屬良導體。優選地，所述遮擋層由所述金屬良導體噴塗在所述介質窗的內壁上形成。優選地，所述遮擋層的厚度為0.5-2mm。優選地，所述遮擋層和所述遮擋件表面形成有凸起和/或凹坑。可見，本發明通過由遮擋件和遮擋層形成的屏蔽結構，有效地防止了濺射粒子或者帶電離子轟擊介質窗的內壁，能夠對介質窗內壁形成保護，同時，避免了濺射粒子沉積出的金屬層產生閉合環路，上述遮擋件和遮擋層還能夠吸附濺射到其上的濺射粒子，避免了濺射粒子剝落後造成的顆粒汙染。與現有技術相比，本發明的屏蔽結構由遮擋件和遮擋層兩個獨立的部件組成，克服了現有技術中屏蔽層結構的齒狀溝槽中容易沉積濺射粒子導致齒狀溝槽閉合的問題，降低了加工精度的要求，節約了成本，同時，本發明能夠有效避免現有技術中的屏蔽結構受熱膨脹後導致產生閉合環路或者造成對介質窗的破壞的問題。附圖說明附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中：圖1為現有的反應腔及屏蔽層的縱剖面示例圖；圖2為現有的反應腔及屏蔽層的橫剖面示例圖；圖3為本發明提供的用於反應腔的屏蔽結構的縱剖面示例圖；圖4為本發明提供的用於反應腔的屏蔽結構的橫剖面示例圖；圖5為本發明提供的遮擋件局部示例圖。附圖標記說明1、10-介質窗；2-屏蔽層；3、40-濺射源；4、50-放電線圈；5-齒狀溝槽；20-遮擋件；21-遮擋部；22-連接部；30-遮擋層。具體實施方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。本發明提供一種用於反應腔的屏蔽結構，該結構能夠用於在PVD工藝過程中，防止濺射源濺射出的濺射粒子或者帶電離子轟擊反應腔的介質窗。可以如圖3至圖5所示，反應腔可以包括介質窗10，上述屏蔽結構可以包括遮擋件20和遮擋層30，其中，遮擋層30可以設置在介質窗10的內壁上，且遮擋層30包括至少一個缺口以使遮擋層30在周向上不連續，遮擋件20可以設置在介質窗10的內壁上並位於所述缺口中，遮擋件20可以凸出於介質窗10的內壁，且遮擋件20與遮擋層30之間形成有射頻能量傳送通道。具體地，可以在介質窗10的內壁上設置遮擋層30，用於避免濺射源40濺射出的濺射粒子或者帶電離子轟擊介質窗10的內壁，同時，為避免在介質窗10的內壁形成閉合環路影響放電線圈50發送的射頻能量傳送至反應腔內，以及產生渦流，影響放電線圈50磁場並消耗射頻能量，遮擋層30可以包括至少一個缺口，即，遮擋層30在沿環繞介質窗10的內壁的周向上不連續，為了避免濺射粒子或者帶電離子在上述缺口處轟擊介質窗10的內壁，可以在上述缺口處的介質窗10的內壁上設置遮擋件20，即遮擋件20可以設置在介質窗10的內壁上並位於上述缺口中，以防止濺射粒子或者帶電離子在缺口處轟擊介質窗10的內壁。此外，為了避免在介質窗10的內壁形成閉合環路導致射頻能量無法完全傳送至反應腔內，遮擋件20和遮擋層30之間可以形成有射...