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JP-2026514908-A - 半導体プロセス装置及びそのプロセスチャンバ

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Abstract

本願は、半導体プロセス装置のプロセスチャンバを開示し、キャビティと、校正機構と、キャビティ内に設けられた載置ベース、ブラケット、及び遮蔽部材と、を含み、校正機構は、キャビティに設けられ、遮蔽部材は、ブラケットとともに第１位置と第２位置との間で切り替え可能であり、遮蔽部材が第１位置にある場合、遮蔽部材は、載置ベースと互い違いに配置され、校正機構は、遮蔽部材をブラケット上の予め設定された位置に調整することができ、遮蔽部材がブラケット上の予め設定された位置にあり、ブラケットが遮蔽部材を駆動して第２位置に移動させる場合、遮蔽部材は、載置ベースの上方に位置し、遮蔽部材の中心軸線と載置ベースの中心軸線との間の間隔距離は、第１予め設定された距離以下である。 【選択図】図１

Inventors

  • ワン レイ
  • リー ビン
  • リー ジィァン
  • フー シュォポン
  • ヂャオ カンニン
  • ヤン イーロン

Assignees

  • 北京北方華創微電子装備有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240618
Priority Date
20230621

Claims (13)

  1. 半導体プロセス装置のプロセスチャンバであって、キャビティと、校正機構と、前記キャビティ内に設けられた載置ベース、ブラケット、及び遮蔽部材と、を含み、前記校正機構は、前記キャビティに設けられ、前記遮蔽部材が前記ブラケットに載置されている場合、前記遮蔽部材は、前記ブラケットとともに第１位置と第２位置との間で切り替え可能であり、 前記遮蔽部材が前記第１位置にある場合、前記遮蔽部材は、前記載置ベースと互い違いに配置され、前記校正機構は、前記遮蔽部材を前記ブラケット上の予め設定された位置に調整することができ、 前記遮蔽部材が前記ブラケット上の前記予め設定された位置にあり、前記ブラケットが前記遮蔽部材を駆動して前記第２位置に移動させる場合、前記遮蔽部材は、前記載置ベースの上方に位置し、前記遮蔽部材の中心軸線と前記載置ベースの中心軸線との間の間隔距離は、第１予め設定された距離以下である、ことを特徴とするプロセスチャンバ。
  2. 前記校正機構は、前記キャビティ上に移動可能に設けられた校正ロッドを含み、前記校正ロッドの上端は、テーパ状突起を含み、前記ブラケットに面する前記遮蔽部材の底面にはテーパ状溝が設けられ、 前記遮蔽部材が前記第１位置にある場合、前記校正ロッドは、前記遮蔽部材の下方に位置し、前記校正ロッドは、前記テーパ状突起を駆動して、前記ブラケットを貫通して前記テーパ状溝内に伸び、前記遮蔽部材を持ち上げるようにさせることができ、 前記遮蔽部材が持ち上げられるプロセスにおいて、前記遮蔽部材の重力によって前記テーパ状溝の内壁と前記テーパ状突起の外壁がスライド駆動され、前記遮蔽部材が前記ブラケット上の前記予め設定された位置に移動するように案内される、ことを特徴とする請求項１に記載のプロセスチャンバ。
  3. 前記校正機構は、圧力センサをさらに含み、前記テーパ状突起には収容溝が設けられ、前記圧力センサは、前記収容溝内に取り付けられ、前記圧力センサは、前記収容溝の開口と面一であるか、又は前記収容溝の開口よりも低く、前記テーパ状溝の底壁にはセンサトリガー突起が設けられており、 前記テーパ状突起が前記テーパ状溝内に伸びた場合、前記センサトリガー突起は、前記収容溝内に伸びて前記圧力センサを押圧する、ことを特徴とする請求項２に記載のプロセスチャンバ。
  4. 前記プロセスチャンバは、警報器をさらに含み、前記警報器は、前記圧力センサに接続され、前記遮蔽部材が持ち上げられ、前記圧力センサが圧力信号を送信しない場合に、前記警報器は故障アラームを発するために使用される、ことを特徴とする請求項３に記載のプロセスチャンバ。
  5. 前記センサトリガー突起は、テーパ状構造であり、前記テーパ状突起が前記テーパ状溝内に伸びた場合、前記センサトリガー突起の小さい方の端部が前記収容溝内に伸びて前記圧力センサを押圧する、ことを特徴とする請求項３に記載のプロセスチャンバ。
  6. 前記圧力センサは、弾性構造部材であり、前記テーパ状溝の底壁が第１平面であり、前記テーパ状突起の上面が第２平面であり、前記テーパ状突起が前記テーパ状溝内に伸びた場合、前記センサトリガー突起は、前記収容溝内に伸び、前記圧力センサを収縮状態に押圧し、前記第１平面は、前記第２平面に密着する、ことを特徴とする請求項３に記載のプロセスチャンバ。
  7. 前記校正機構は、前記キャビティの外側に位置する第１円筒状伸縮部材をさらに含み、前記キャビティには、第１回避孔が開けられ、前記校正ロッドの下端は、前記第１回避孔を貫通して前記キャビティの外側に位置し、前記第１円筒状伸縮部材の第１ポートは、前記第１回避孔にシールしてドッキングされ、前記第１円筒状伸縮部材は、前記校正ロッドの外側に外嵌され、前記第１円筒状伸縮部材の第２ポートは、前記校正ロッドにシールして嵌合し、前記第１円筒状伸縮部材は、前記校正ロッドの昇降移動に伴って伸縮可能である、ことを特徴とする請求項２に記載のプロセスチャンバ。
  8. 前記校正機構は、第１駆動機構をさらに含み、前記第１駆動機構は、前記キャビティの外側に位置し、前記校正ロッドの下端に接続され、前記校正ロッドを昇降駆動して前記遮蔽部材を持ち上げるか、又は前記遮蔽部材から分離するために使用される、ことを特徴とする請求項７に記載のプロセスチャンバ。
  9. 前記ブラケットには第２回避孔が設けられ、前記校正ロッドは、前記テーパ状突起を駆動して、前記第２回避孔を貫通して前記テーパ状溝内に伸びるようにさせることができる、ことを特徴とする請求項２に記載のプロセスチャンバ。
  10. 前記遮蔽部材に面する前記ブラケットの面には、制限突起が設けられ、前記ブラケットに面する前記遮蔽部材の底面には、第１制限溝が設けられ、前記制限突起は、前記第１制限溝内に伸び、前記載置ベースの載置面と平行な平面内で前記第１制限溝と制限嵌合する、ことを特徴とする請求項１に記載のプロセスチャンバ。
  11. 前記制限突起は環状突起であるか、又は前記制限突起は、複数あり、円形になって設けられる、ことを特徴とする請求項１０に記載のプロセスチャンバ。
  12. 前記プロセスチャンバは、エジェクタピンをさらに含み、前記ブラケットに面する前記遮蔽部材の底面には、第２制限溝が設けられ、前記第１制限溝は、前記第２制限溝の底壁に開けられ、前記第２制限溝は、前記エジェクタピンが伸びるために使用され、前記載置面と平行な平面内で前記エジェクタピンと制限嵌合する、ことを特徴とする請求項１０に記載のプロセスチャンバ。
  13. 請求項１～１２のいずれか一項に記載のプロセスチャンバを含む、ことを特徴とする半導体プロセス装置。

Description

本願は、半導体プロセス装置の技術分野に属し、具体的には、半導体プロセス装置及びそのプロセスチャンバに関する。 スパッタリングプロセスは、広く使用されている半導体加工プロセスである。スパッタリングプロセスは、プラズマを使用してターゲット材の表面に衝突させ、ターゲット材の原子を衝突により取り出して、最終的に原子をウエハの表面に堆積させて薄膜を形成するプロセスである。ターゲット材を交換するプロセス中に、ターゲット材の表面に不純物が吸着されやすい。薄膜の品質を確保するためには、コーティング前にターゲット材をクリーニングする必要がある。当然のことながら、長時間のスパッタリングプロセスでは、スパッタリング反応物などの不純物がターゲット材の表面に蓄積されやすくなる。これらの不純物も、薄膜に堆積しやすく、コーティングの品質に影響を与える。以上より、ターゲット材をクリーニングする洗浄プロセスは、スパッタリングプロセスに不可欠かつ重要な工程であることがわかった。 洗浄プロセスでは、半導体プロセス装置は、遮蔽部材によって載置ベースを遮蔽し、それによって、載置ベース上に不純物が堆積して載置ベースが汚染されるのを防止する。しかし、遮蔽部材が載置ベース上でずれやすく、載置ベースの遮蔽効果に影響を及ぼす可能性が高い。 遮蔽部材が第１位置にある場合の、本願の実施例で開示された半導体プロセス装置の構造概略図である。遮蔽部材が第２位置にある場合の、本願の実施例で開示された半導体プロセス装置の構造概略図である。本願の実施例で開示された校正機構の構造概略図である。本願の実施例で開示された校正機構の部分構造概略図である。図４の構造の一部を拡大した概略図である。テーパ状突起が遮蔽部材を持ち上げた後の連携を示す概略図である。本願の実施例で開示された遮蔽部材の構造概略図である。本願の実施例で開示された別の遮蔽部材の構造概略図である。本願の実施例で開示されたブラケットの構造概略図である。図９の断面図である。本願の実施例で開示された別のブラケットの構造概略図である。図１１の断面図である。本願の実施例で開示されたブラケットと遮蔽部材との嵌合構造の概略図である。校正が完了した後の、ブラケット上の予め設定された位置における遮蔽部材の構造概略図である。 本発明の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下で本発明の具体的な実施例及び対応する図面と併せて、本発明の技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。明らかに、説明される実施例は、本発明の実施例のすべてではなく、実施例の一部にすぎない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を要することなく得る他のすべての実施例も、本発明の保護範囲に含まれるものとする。 スパッタリングプロセスは、広く使用されている半導体加工プロセスである。スパッタリングプロセスは、プラズマを使用してターゲット材の表面に衝突させ、ターゲット材の原子を衝突により取り出して、最終的に原子をウエハの表面に堆積させて薄膜を形成するプロセスである。ターゲット材を交換するプロセス中に、ターゲット材の表面に不純物が吸着されやすい。薄膜の品質を確保するためには、コーティング前にターゲット材をクリーニングする必要がある。当然のことながら、長時間のスパッタリングプロセスでは、スパッタリング反応物などの不純物がターゲット材の表面に蓄積されやすくなる。これらの不純物も、薄膜に堆積しやすく、コーティングの品質に影響を与える。以上より、ターゲット材をクリーニングする洗浄プロセスは、スパッタリングプロセスに不可欠かつ重要な工程であることがわかった。洗浄プロセスでは、半導体プロセス装置は、遮蔽部材によって載置ベースを遮蔽し、それによって、載置ベース上に不純物が堆積して載置ベースが汚染されるのを防止する。しかし、遮蔽部材が載置ベース上でずれやすく、載置ベースの遮蔽効果に影響を及ぼす可能性が高い。これを踏まえて、関連技術における半導体プロセス装置では、エジェクタピンを用いて遮蔽部材の位置を調整する。 しかし、本発明者らは、本願を実現するプロセスにおいて、エジェクタピンを用いて遮蔽部材の位置を調整する場合、エジェクタピンに対して遮蔽部材を移動させる必要があり、エジェクタピンに対する遮蔽部材の移動により摩擦が生じ、遮蔽部材に付着した不純物が載置ベースに落下しやすくなり、位置調整段階で載置ベースを汚染する可能性があることを発見した。明らかに、これは、クリーニング効果だけでなく、その後のスパッタリングプロセスにも影響する。 本願の実施例は、半導体プロセス装置のプロセスチャンバを開示する。開示されたプロセスチャンバは、半導体プロセス装置がスパッタリングプロセスを実行する場所であり、半導体プロセス装置の重要な構成要素である。図１～図１４を参照すると、本願の実施例で開示されるプロセスチャンバは、キャビティ１０と、校正機構２０と、載置ベース３０、ブラケット４０、及び遮蔽部材５０と、を含む。 キャビティ１０は、プロセスチャンバの周辺構造部材である。キャビティ１０は、プロセスチャンバの他の部材を収容するためのキャビティ空間を有する。本願の実施例では、載置ベース３０、ブラケット４０、及び遮蔽部材５０は、いずれもキャビティ１０内、すなわちキャビティ空間内に設けられる。 校正機構２０は、遮蔽部材５０の位置を校正するための機構であり、校正機構２０はキャビティ１０に設けられる。具体的には、校正機構２０は、キャビティ空間内に完全に位置することができ、一部がキャビティ空間内に、残りがキャビティ空間外に位置することもできる。当然のことながら、校正機構２０は、キャビティ空間外に設けられ、校正が必要な場合にはキャビティ空間内に入って校正を行うこともできる。本願の実施例は、キャビティ１０における校正機構２０の具体的な配置形態や位置を限定するものではなく、キャビティ空間内に設けられた遮蔽部材５０の位置を校正機構２０によって校正できることを確保できればよい。 載置ベース３０は、ウエハを載置するために使用される。スパッタリングプロセスでは、ウエハを載置ベース３０上に載置し、キャビティ空間内のプラズマをターゲット材６１に衝突させることで、ターゲット材６１中の原子を衝突により取り出す。衝突により取り出された原子がウエハ上に堆積されることで、スパッタリングによる成膜が実現される。載置ベース３０は、静電チャックであってもよく、ウエハを載置可能なその他の部材であってもよい。本願の実施例は、載置ベース３０の具体的な種類を限定するものではない。 背景技術で説明したように、本願の実施例に係る遮蔽部材５０は、洗浄プロセスにおいて載置ベース３０の載置面を覆うことで、載置ベース３０の載置面に不純物が堆積して載置面が汚染されることを防止するために使用される。遮蔽部材５０は、図７及び図８に示すように、通常、円盤状の構造である。当然のことながら、１つの具体的な実施例では、遮蔽部材５０の上端は、テーパ状の端部であってもよく、すなわち、図７に示すように、遮蔽部材５０の上面と外周面との間にテーパ環状面５５が形成される。他の実施例では、遮蔽部材５０の上端は、同径の端部であってもよく、すなわち、遮蔽部材５０の上面と外周面とのなす角度は直角である。本願の実施例は、遮蔽部材５０の具体的な形状を限定するものではない。なお、遮蔽部材５０の上端とは、遮蔽部材５０が載置ベース３０の上方に位置している際に、遮蔽部材５０の載置ベース３０から離れた側の端部を指す。 ブラケット４０は、校正プロセス中に遮蔽部材５０を載置するために使用される。当然のことながら、スパッタリングプロセス中は、遮蔽部材５０をブラケット４０上に載置して、それにより遮蔽部材５０を使用しない際には一時的に保管することもできる。遮蔽部材５０を校正した後、載置ベース３０上に載置して洗浄プロセスを行う際には、遮蔽部材５０とブラケット４０とを分離することができる。つまり、ブラケット４０は、常に遮蔽部材５０を載置しているわけではない。ブラケット４０が遮蔽部材５０を載置している場合にのみ、遮蔽部材５０の校正が必要となる。本願の実施例では、ブラケット４０は、キャビティ１０上に移動可能に設けられ、遮蔽部材５０を駆動して位置を切り替える。１つの具体的な実施例では、ブラケット４０は、キャビティ１０上に回転可能に設けられ、ブラケット４０は、回転することで遮蔽部材５０を回転駆動し、それによって遮蔽部材５０の位置切り替えを実現する。別の具体的な実施例では、ブラケット４０は、キャビティ１０上に移動可能に設けられ、ブラケット４０は、移動することで遮蔽部材５０を移動駆動し、それによって遮蔽部材５０の位置切り替えを実現する。当然のことながら、本願の実施例は、ブラケット４０とキャビティ１０との具体的な接続関係を限定するものではない。 本願の実施例では、遮蔽部材５０がブラケット４０に載置されている場合、遮蔽部材５０は、ブラケット４０とともに第１位置と第２位置との間で切り替え可能である。 遮蔽部材５０が第１位置にある場合、遮蔽部材５０は、載置ベース３０と互い違いに配置され、校正機構２０は、遮蔽部材５０をブラケット４０上の予め設定された位置に調整することができ、それによって第１位置で遮蔽部材５０を適切な位置に調整することができる。なお、本明細書では、遮蔽部材５０が載置ベース３０と互い違いに配置されるとは、載置ベース３０の載置面に垂直な方向における遮蔽部材５０の投影が載置ベース３０の載置面と重ならず、遮蔽部材５０が載置ベース３０の載置面のいずれの領域も覆わず、言い換えれば、載置ベース３０の載置面に垂直な方向における遮蔽部材５０の投影が載置ベース３０の載置面の外に位置することを意味する。 遮蔽部材５０がブラケット４０上の予め設定された位置にあり、ブラケット４０が遮蔽部材５０を駆動して第２位置に移動させる場合、遮蔽部材５０は、載置ベース３０の上方に位置し、遮蔽部材５０の中心軸線と載置ベース３０の中心軸線との間の間隔距離は、第１予め設定された距離以下である。本明細書では、校正機構２０は、ブラケット４０における遮蔽部材５０の位置を調整することができ、遮蔽部材５０がブラケット４０上の予め設定された位置に移動できるようにし、これにより、ブラケット４０が遮蔽部材５０を駆動して第２位置に移動させる場合、遮蔽部材５０の中心軸線と載置ベース３０の中心軸線との間の間隔距離が第１予め設定された距離以下であることを保証し、それによって、両者の位置合わせが達成され、最終的に校正が成功する。 当然のことながら、遮蔽部材５０がブラケット４０上の予め設定された位置にあり、ブラケット４０が遮蔽部材５０を駆動して第２位置に移動させる場合、遮蔽部材５０の載置面での投影が載置面を覆うことになる。具体的には、遮蔽部材５０の中心軸線と載置ベース３０の中心軸線との間の間隔距離が第１予め設定された距離に等しい場合、遮蔽部材５０と載置ベース３０との相対的な位置関係は、洗浄プロセス中の遮蔽要件をちょうど満たすことができる。遮蔽部材５０の中心軸線と載置ベース３０の中心軸線との間の間隔距離が第１予め設定された距離未満である場合、遮蔽部材５０と載置ベース３０との間の相対的な位置関係は、洗浄プロセス中の遮蔽要件をより容易に満たすことができる。当然のことながら、遮蔽部材５０の中心軸線と載置ベース３０の中心軸線との間の間隔距離が第１予め設定された距離よりも大きい場合、遮蔽部材５０が載置ベース３０上でずれているため、載置ベース３０を要求通りに遮蔽できず、最終的に遮蔽効果に影響を及ぼすと考えられる。 なお、本願の実施例で開示されたプロセスチャンバは、堆積リング６４をさらに含んでもよい。堆積リング６４は、載置ベース３０の載置面を取り囲んで設けられる。遮蔽部材５０が第２位置に移動する場合、上記の遮蔽要件は、遮蔽部材５０が