專利名稱：等離子腔室的腔室屏蔽的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在其中產(chǎn)生等離子的腔室之改進屏蔽系統(tǒng)。
背景技術：
在典型的半導體制造作業(yè)中常為許多目的使用等離子，例如蝕刻形成在半導體晶片上的層，或者在半導體晶片上沉積材料。諸如非均質等離子蝕刻之類的工藝技術是公知的，譬如等離子強化的化學沉積。在這樣的設備中，等離子典型地在腔室中產(chǎn)生，然后通過腔室壁中的孔隙出來而施加在晶片上。另一種使用等離子的半導體制造作業(yè)是等離子植入操作。更具體地說就是，等離子是在離子植入機的源腔室中形成的。
圖1示出一種在其中形成等離子的腔室100的內(nèi)部。圖1示出的特定設備是一種由瓦里安公司(Varian)供貨的離子植入工具的源腔室。為清楚起見，去掉了蓋板使之能夠看到所述腔室。每次在腔室內(nèi)形成等離子時，在腔室的內(nèi)表面上都形成沉積。這種沉積逐漸積累，為了定期維護就必需周期性地中斷工作。
圖1中所示的腔室100具有內(nèi)表面，含一個頂表面102、一個底表面104，和一個射束孔隙106，離子束經(jīng)該孔隙從腔室100發(fā)出。如圖1中所示，頂表面102一般地是平面的并且固定一個頂磁體，所述的頂磁體部分地由一個頂磁體蓋108蓋住。同樣底表面104也固定一個底磁體，所述的底磁體也由一個底磁體蓋110蓋住。
而且，腔室100與一個真空泵例如渦輪泵的流體連通，用于在腔室內(nèi)產(chǎn)生和維持真空狀態(tài)。渦輪泵部分地由一個凸緣112與等離子體相屏蔽。
在圖1所示的構形中，制造廠家已經(jīng)裝進了兩個屏蔽件114和116，如圖所示，這兩個屏蔽件在腔室的后表面附近。在機器運行時，沉積形成在這些屏蔽件上，而屏蔽件可以拆下清理。
圖2示出圖1腔室的一個側壁201。圖2示出腔室100的一個側壁201，連同難于觸及和有效清理的拐角202。在周期性或者定期維護之間，技術人員往往要花數(shù)小時來清理沉積在這些壁上的物質。
圖3示出圖1的腔室的底壁302(還有圖1中的104)。圖3示出腔室底表面(圓形區(qū)域)中的一個磁體304，連同屏蔽件306(還有圖1中的110)，該屏蔽件只是部分地包圍磁體304。該屏蔽件也接受在腔室內(nèi)形成的等離子沉積，并且也必須清理。如可從此圖(圖3)看出的，原制造廠商供應的磁體蓋306沒有充分地保護在正常工作中接受大量沉積的的源磁體區(qū)。圖3還示出了一個凸緣308(還有圖1中的112)，用于防止等離子沉積在渦輪泵上或其附近。
圖4示出在源渦輪泵(未示)附近的區(qū)域400。源渦輪泵部分地通過凸緣308保護而防止等離子沉積。當清理該腔室時，環(huán)渦輪泵周圍的區(qū)域聚集任何用于清理腔室的流體并且把流體留滯在基本上不可能人工去除的位置。結果，留滯的流體通過把腔室抽到真空去除，并且要等待所有聚積的流體蒸發(fā)。腔室清理和排氣總和用時很大地延長定期維護的時間。當然在設備是下線維護時是不能夠制造產(chǎn)品的，致使生產(chǎn)效率降低。
因此需要一種充分地保護內(nèi)表面以及等離子腔室的真空泵附近區(qū)域不受等離子沉積的改進屏蔽系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種用于等離子腔室的屏蔽系統(tǒng)，包括一個頂屏蔽板，構形用于附著在等離子腔室的頂部內(nèi)表面；一個底屏蔽板，構形用于附著在等離子腔室的底部內(nèi)表面；和一個后屏蔽板，構形用于附著在等離子腔室的后部內(nèi)表面，其中，頂屏蔽板的后緣與后屏蔽板的頂緣相交，并且底屏蔽板的后緣與后屏蔽板的底緣相交，從而頂屏蔽板、底屏蔽板和后屏蔽板裝配在一起而在等離子腔室工作時幾乎全部蓋住腔室的內(nèi)表面，由此減小在該內(nèi)表面上的沉積。
另外，在某些方面，頂或底、或頂和底兩屏蔽板包括實質上平坦的平面部分并且還包括結構構件，所述構件配接著從等離子腔室的內(nèi)表面突起的構件，從而使屏蔽板的實質上平坦的平面部分貼裝在等離子腔室的內(nèi)表面上。
還有后屏蔽板包括一個與所述用于離子發(fā)出的等離子腔室的孔隙對齊的孔隙。在某些實施形式中，頂屏蔽板、底屏蔽板和后屏蔽板用石墨制造。
除了上述的三塊屏蔽部分之外，本發(fā)明的屏蔽系統(tǒng)的一個實施形式還包括一個具有形狀大致上與包圍等離子真空泵的凸緣相似的凸緣屏蔽板，在此凸緣屏蔽板構形得與包圍等離子真空泵的凸緣連接從而延伸了所述凸緣從而減少在等離子腔室中真空泵附近的沉積。
另外，本發(fā)明的屏蔽系統(tǒng)的某些實施形式包括一個頂部延伸屏蔽板，在此頂部延伸屏蔽板具有一條實質上在尺寸上與頂屏蔽板邊緣相等的邊緣，頂部延伸屏蔽板具有一條沿此邊緣的溝槽，并且在此頂屏蔽板具有一個沿其裝配緣的舌片，從而頂延伸屏蔽板的溝槽構形得接合著頂屏蔽板的舌片。而且，除了舌片和溝槽之外，頂延伸板由一個頂延伸支承構件支承，在此所述支承構件構形得沿所述具有溝槽的邊緣之外的一個邊緣支承著頂部屏蔽板。
對本發(fā)明性質和優(yōu)點的進一步理解請參見結合附圖進行的以下說明。


圖1示出一個在其中形成等離子的腔室的內(nèi)部。
圖2示出圖1的腔室的側壁。
圖3示出圖1的腔室的底壁。
圖4示出示出圖1腔室所用的源渦輪泵附近區(qū)域。
圖5示出本發(fā)明的一個實施形式的屏蔽部件。
圖6更詳細地示出本發(fā)明的一個實施形式的凸緣屏蔽部件。
圖7更詳細地示出本發(fā)明的一個實施形式的頂部延伸屏蔽支承部件。
圖7A是圖7沿A-A面的剖視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施形式針對諸如圖1所示腔室的腔室屏蔽系統(tǒng)，其屏蔽較現(xiàn)有技術的屏蔽更容易裝配在一起，并且為腔室提供更好的保護。所述的屏蔽示于圖5中。它較易于安裝，并且在安裝在腔室內(nèi)后是穩(wěn)定的。在等離子腔室工作時，一些物質沉積在側壁上就像如前所述的那樣。然而，因為內(nèi)屏蔽相當易于拆卸，拆卸內(nèi)屏蔽板并且用清理的屏蔽板更換來減少腔室停工時間，就是直接了當?shù)氖虑椤?br> 圖5示出引入腔室中的大多數(shù)屏蔽部件500之位向。換言之，頂板502、底板504和背板506將如圖所示對齊。腔室和屏蔽之間的相互連接是任意的，可以使用任何公知的方法。在優(yōu)選的實施形式中使用常規(guī)的緊固件固定，譬如用螺絲、銷釘針、栓桿等。如圖5中所示，屏蔽500包括一個底板504、一個背板506和一個頂板502及頂板延伸508，連同一個凸緣屏蔽510和一個頂部延伸支承512。這些部件結合在一起基本上蓋住等離子腔室的所有暴露的內(nèi)表面。這樣取代了如制造廠商提供的只蓋住內(nèi)表面的一部分的屏蔽，而根據(jù)本發(fā)明的實施形式的屏蔽系統(tǒng)裝配在一起基本上蓋住等離子腔室的所有內(nèi)部暴露的表面。
如從該圖(圖5)中可見，頂板502和底板504是幾乎一模一樣的，即都具有結構來裝接在形成等離子腔室的頂和底表面的突起(例如源腔室中的源磁體)。例如，如圖所示在頂板502上，突起514從頂板502向向上伸地裝配在頂源磁體上并且蓋住源磁體304(如圖3中所示)。突起結構的背側從頂板502處可以看見底板504上有突起516。從頂板502和504上突出的結構514和516可以取任何形狀且最好可以匹配并且能夠裝配從腔室頂和底表面伸出的凸起，所述的腔室由頂和底板蓋住。在圖5所示的屏蔽實施形式中，結構524和516一般地是橢圓形的以匹配其所蓋住的磁體。從而在工作中頂板502和底板504裝配在諸如頂和底源磁體之類從腔室內(nèi)表面突起來的結構上。頂板502和底板504兩者都使用常規(guī)的緊固件與腔室的頂和底表面連接，所述的緊固件經(jīng)孔520裝配進頂板502和底板504中。
背板506還構形用于裝配在腔室的背部上。如可從圖5所見，背板506具有一個等離子或者離子可以經(jīng)之穿出所述腔室的孔隙522。而且背板506使用用常規(guī)的緊固件與腔室的背部連接，所述的緊固件經(jīng)孔524裝配進背板506中。背板506包括頂邊緣526和底邊緣528，所述的頂邊緣526和底邊緣528分別對接著頂板502和底板504以保證當屏蔽系統(tǒng)在位后其下的腔室表面被充分地蓋住。
除了頂板502、底板504和背板506之外，屏蔽系統(tǒng)還包括一個由頂部延伸支承件512支承著的頂部延伸508。另外，所述的屏蔽系統(tǒng)包括一個凸緣屏蔽510。圖6更詳細地示出凸緣屏蔽600(即圖5中的510)。本發(fā)明實施形式的凸緣屏蔽600設計用于包圍真空泵的凸緣。在凸緣屏蔽600中的溝槽602裝配在凸緣112上(示于圖1)以改進屏蔽并且因此減少等離子在真空泵附近的沉積。該區(qū)域增加和改進的屏蔽會減少或者甚至消除在此區(qū)域的濕清理。因此，因為沒有液體用于濕清理，因此在清理過程中不會滯留液體，伴隨周期性保養(yǎng)排氣需要的時間也顯著地減少。
圖7更詳細地示出本發(fā)明的一個實施形式的頂部延伸屏蔽支承部件700。圖7A示出圖7的沿A-A截面。如圖7A中所示，在頂部延伸支承部件700中的一個溝槽702裝配在廠商提供的屏蔽114上。栓桿704與支承件700配合并且從之伸出以保證處在支承件700頂部上的頂部延伸板508在腔室內(nèi)穩(wěn)固連接。
除了頂部延伸支承件512之外，頂部延伸板508還有一個在邊緣上的舌片，所述的舌片與溝槽532配合在頂部屏蔽502的邊緣上，以保證頂部延伸屏蔽在腔室內(nèi)穩(wěn)固支承。
所述的屏蔽優(yōu)選地用石墨制造，但是也可以用不銹鋼、鋁或其它材料制造。
所述的屏蔽系統(tǒng)和支承件在腔室內(nèi)穩(wěn)固裝配在一起以實質上屏蔽腔室的內(nèi)表面，包括由等離子的沉積的高度沉積區(qū)域(譬如源腔室中磁體附近)。本發(fā)明實施形式的屏蔽系統(tǒng)增加了裝配了它們的腔室的有效工作時間，從而使得有效地生產(chǎn)用這樣的腔室生產(chǎn)的集成電路。特別地，備用屏蔽的備件充足，使得能夠快速地更換屏蔽從而可以在需要時快速地更換和清理。這種更換和方便的清理減少了腔室的清理時間達數(shù)小時，從而使整個的制造工藝更加有效率。而且，使用本發(fā)明實施形式的屏蔽系統(tǒng)，由此取消腔室的濕清理，還減少了排氣所需要的時間。需要用于排氣的時間進一步地減少為恢復真空所需要的時間縮短達數(shù)小時，從而也使整個的制造工藝更加地有效率。另外增加覆蓋的屏蔽和得到的取消濕清理減少了為定期維護所需要的時間達數(shù)小時(例如六個小時以上)，從而提高了其中安裝所述屏蔽的等離子腔系統(tǒng)的使用效率。
如領域內(nèi)普通技術人員所能夠理解，本發(fā)明可以以其它具體的形式實施而不偏離其基本特征。例如，頂、底或者后屏蔽可以有形狀的表面突起以容納和裝配從其裝配于其上的腔室的內(nèi)表面突出的突起，諸如磁體之類。還有所述的屏蔽可以用許多適當?shù)牟牧现圃欤┤缡?、鋁、其它金屬或者作為任何適當?shù)闹圃旃に嚱M合的復合材料。我們要把這些其它的實施形式包括在權利要求書中提出的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種用于等離子腔室的屏蔽系統(tǒng)，包括一個頂屏蔽板，構形成用于附著在等離子腔室的一個頂部內(nèi)表面；一個底屏蔽板，構形成用于附著在等離子腔室的一個底部內(nèi)表面；和一個后屏蔽板，構形成用于附著等離子腔室的一個后部內(nèi)表面，其中，所述頂屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的頂緣相交，所述底屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的底緣相交，從而所述頂屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板裝配在一起基本上蓋住腔室的內(nèi)表面，從而在等離子腔室工作時減少在等離子腔室內(nèi)側表面上的沉積。
2.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，所述的等離子腔室含有一個用于離子植入工具的源腔室。
3.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，所述的頂屏蔽板大體上是矩形的。
4.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，所述的頂屏蔽板包括一個大體上平坦的平面部分并且還包括結構構件，所述構件配合著從等離子腔室的頂內(nèi)表面突起的構件，從而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分貼裝在等離子腔室的所述頂部內(nèi)表面上。
5.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，所述的頂屏蔽板包括一個大體上平坦的平面部分并且還包括結構構件，所述構件配合著從等離子腔室的底內(nèi)表面突起的構件，從而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分貼裝在等離子腔室的所述底部內(nèi)表面上。
6.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，所述的后屏蔽板包括與所述的用于從所述的腔室發(fā)出離子的所述等離子腔室的孔隙對齊的孔隙。
7.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，所述頂屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板構形得用于用緊固件附著于腔室的內(nèi)表面上
8.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，所述頂屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板用石墨制造。
9.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，進一步包括一個具有形狀大體上與包圍等離子真空泵的凸緣相似的凸緣屏蔽，所述凸緣屏蔽構形得與包圍等離子真空泵的凸緣連接而由其延伸來減少在等離子腔室中真空泵附近的沉積。
10.如權利要求1所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，進一步包括一個頂部延伸屏蔽，所述頂部延伸屏蔽板具有一個基本上在尺寸上與頂屏蔽板邊緣相等的邊緣，所述頂部延伸屏蔽具有一個沿所述頂部延伸屏蔽邊緣的溝槽，所述頂屏蔽板具有沿所述頂部屏蔽板邊緣的舌片，其中所述頂延伸屏蔽板的所述溝槽構形得接合著所述頂屏蔽板的所述舌片。
11.如權利要求10所述的屏蔽系統(tǒng)，其特在于，進一步含有一個頂部延伸支承構件，所述的支承構件構形得沿所述具有溝槽的邊緣之外的一條邊緣支承著頂部屏蔽板。
12.一種用于離子植入腔室的屏蔽系統(tǒng)，包括一個頂屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個頂部內(nèi)表面；一個底屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個底部內(nèi)表面；和一個后屏蔽板，構形成用于附著源腔室的一個后部內(nèi)表面，其中，所述頂屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的頂緣相交，所述底屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的底緣相交，從而所述頂屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板裝配在一起基本上蓋住腔室的內(nèi)表面，從而在等離子腔室工作時減少在等離子腔室內(nèi)側表面上的沉積。
13.一種用于離子植入腔室的屏蔽系統(tǒng)，包括一個頂屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個頂部內(nèi)表面；一個底屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個底部內(nèi)表面；和一個后屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個后部內(nèi)表面，其中，所述頂屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的頂緣相交，所述底屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的底緣相交，從而所述頂屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板裝配在一起基本上蓋住腔室的內(nèi)表面，從而在等離子腔室工作時減少在等離子腔室內(nèi)側表面上的沉積，并且所述的頂屏蔽板包括大體上平坦的平面部分并且還包括結構構件，所述構件配合著從等離子腔室的頂內(nèi)表面突起的構件，從而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分貼裝在等離子腔室的所述頂部內(nèi)表面上。
14.一種用于離子植入腔室的屏蔽系統(tǒng)，包括一個頂屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個頂部內(nèi)表面；一個底屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個底部內(nèi)表面；和一個后屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個后部內(nèi)表面，其中，所述頂屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的頂緣相交，所述底屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的底緣相交，從而所述頂屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板裝配在一起基本上蓋住腔室的內(nèi)表面，從而在等離子腔室工作時減少在等離子腔室內(nèi)側表面上的沉積；其中，所述的頂屏蔽板包括一個大體上平坦的平面部分并且還包括結構構件，所述構件配合著從等離子腔室的頂內(nèi)表面突起的構件，從而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分貼裝配在等離子腔室的所述頂部內(nèi)表面上，所述的后屏蔽板包括一個與所述的用于從所述的腔室發(fā)出離子的所述等離子腔室的孔隙對齊的孔隙。
15.一種用于離子植入腔室的屏蔽系統(tǒng)，包括一個頂屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個頂部內(nèi)表面；一個底屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個底部內(nèi)表面；和一個后屏蔽板，構形成用于附著在源腔室的一個后部內(nèi)表面，其中，所述頂屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的頂緣相交，所述底屏蔽板的后緣與所述后屏蔽板的底緣相交，從而所述頂屏蔽板、所述底屏蔽板和所述后屏蔽板裝配在一起基本上蓋住腔室的內(nèi)表面，從而在等離子腔室工作時減少在等離子腔室內(nèi)側表面上的沉積，所述的頂屏蔽板包括一個大體上平坦的平面部分并且還包括結構構件，所述構件配合著從等離子腔室的頂內(nèi)表面突起的構件，從而使所述屏蔽板的所述平坦的平面部分貼裝在等離子腔室的所述頂部內(nèi)表面上，所述的后屏蔽板包括一個與所述的用于從所述的腔室發(fā)出離子的所述等離子腔室的孔隙對齊的孔隙。一個形狀大體上與包圍等離子真空泵的凸緣相似的凸緣屏蔽板，所述凸緣屏蔽板構形得與包圍等離子真空泵的凸緣連接而從其延伸來減少在等離子腔室中真空泵附近的沉積。一個頂部延伸屏蔽板，所述頂部延伸屏蔽板具有一個大體上在尺寸上與所述頂屏蔽板邊緣相等的邊緣，所述頂部延伸屏蔽板具有一個沿所述頂部延伸屏蔽板邊緣的溝槽，所述頂屏蔽板具有一個沿所述頂部屏蔽板邊緣的舌片，其中所述頂延伸屏蔽板的所述溝槽構形得接合著所述頂屏蔽板的所述舌片。
全文摘要
一種用于諸如離子植入機的源腔室之類的等離子腔室的屏蔽系統(tǒng)，包括一個頂屏蔽板(502)，構形成附著在等離子腔室的頂部內(nèi)表面；一個底屏蔽板(504)，構形成附著在等離子腔室的底部內(nèi)表面；和一個后屏蔽板(506)，構形成附著在等離子腔室的后部內(nèi)表面，其中，頂屏蔽板(502)的后緣與后屏蔽板(506)的頂緣相交，底屏蔽板(504)的后緣(528)與后屏蔽板(506)的底緣相交，從而頂屏蔽板(502)、底屏蔽板(504)和后屏蔽板(506)裝配在一起基本上蓋住腔室的內(nèi)表面，從而在等離子腔室工作時減少在等離子腔室內(nèi)側表面上的沉積。
文檔編號C23C14/00GK1550031SQ02817066
公開日2004年11月24日 申請日期2002年8月28日 優(yōu)先權日2001年8月28日
發(fā)明者布瑞·詹姆斯·古德, 布瑞 詹姆斯 古德 申請人:現(xiàn)代半導體美國公司