一种溅射镀膜机的预清洁装置的制作方法

本发明涉及镀膜，较为具体的，涉及到一种溅射镀膜机的预清洁装置。

背景技术：

1、溅射镀膜技术是用离子轰击靶材表面，把靶材的原子被击出的现象称为溅射，溅射产生的原子沉积在基体表面成膜称为溅射镀膜，为得到高质量薄膜，在磁控溅射装置中充入一定量的工作气体，通过对两块相对应的电极板加以电压，在电极板所产生的电场下，将能够获得足够的能量，从而与电极板之间的气体分子进行撞击，发生电离，产生出离子，离子在电场和磁场的作用下撞击靶材，溅射出靶材原子沉积到基片上成膜。准确控制反应气压，靶材与基板间距，溅射功率等参数从而精确控制沉积速率得到高质量薄膜材料。

2、溅射镀膜流程需要对晶圆进行加热、冷却，其中晶圆表面会附着一些杂质、化合物，因此，需要提供一种清洁装置清洁晶圆表面以达到更高的清洁度。

3、对比文件 1，cn107305858b，公开日为20201110公开一种顶针机构及预清洗腔室，当基座升降时，各个顶针可以贯穿基座，直至其顶端高于或低于基座的上表面，从而可以与机械手相配合实现晶片的取放片操作。

4、也就绝缘垫块、安装架和安装法兰固定连接在腔体底部，是固定不动的，只是依靠升降轴，进行基座的运动，并且运动轨迹只能是基座到顶针，被顶针承托后，运动轨迹再也没办法做任何改变了，具有很大的局限性。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种溅射镀膜机的预清洁装置，所述晶圆抬升托盘组件51是能够进行上下运动的，首先将晶圆通过晶圆取手升降机构5运载至基座41，并且将晶圆取手升降机构5降低至不影响晶圆托盘升降机构4的运动，同时，晶圆托盘升降机构4也是一个升降机构，能够将承载的晶圆做任意的升降运动，配合所述晶圆抬升托盘组件51，能够大大增加了晶圆的运动行程，以适合多种晶圆的清洗。

2、一种溅射镀膜机的预清洁装置，包括腔体1，所述腔体1底部设有底板11，其特征在于：所述底板11上设有第一通孔14，晶圆托盘升降机构4穿过第一通孔14连接有基座41，所述底板11上还设有第二通孔15，穿过第二通孔15连接有晶圆取手升降机构5，晶圆取手升降机构5的顶部一端连接有晶圆抬升托盘组件51，所述晶圆抬升托盘组件51上设有多个晶圆顶针52，所述晶圆抬升托盘组件51位于所述基座41的下部且多个所述晶圆顶针52穿过所述基座41的本体，当多个所述晶圆顶针52向上运动并突出所述基座41的上表面，多个所述晶圆顶针52的顶端与进入的晶圆的下表面接触，用于顶起进入的晶圆从而使得其脱离外部输送装置，当多个所述晶圆顶针52向下运动并下落至所述基座41的上表面以下位置时，将晶圆下落置所述基座41，通过所述基座41承接晶圆；所述晶圆抬升托盘组件51是能够进行上下运动的，首先将晶圆通过晶圆取手升降机构5运载至基座41，并且将晶圆取手升降机构5降低至不影响晶圆托盘升降机构4的运动，同时，晶圆托盘升降机构4也是一个升降机构，能够将承载的晶圆做任意的升降运动，配合所述晶圆抬升托盘组件51，能够大大增加了晶圆的运动行程，以适合多种晶圆的清洗，所述腔体1上方设有上射频组件6，所述上射频组件6下部设有下射频组件9，所述下射频组件9的下射频发射面为所述基座41的上表面，通过上射频组件6和下射频组件9将腔体1内的惰性气体转化成离子，再通过离子轰击晶圆清洗晶圆表面的杂质、化合物以达到预清洁效果。

3、进一步的，所述底板11下方一侧设有下射频的发生装置7，所述发生装置7电性连接所述下射频组件9，为下射频组件9提供电能。

4、进一步的，所述腔体1为由外壳围设而成的中空腔体1，腔体1的一侧设有晶圆输送口12，另一侧设有连接口13，用于连接分子泵8，通过分子泵8给腔体1内抽真空。

5、进一步的，所述分子泵8与连接口13之间设有转接法兰81，所述转接法兰81上设有环境电容膜片真空计82，用于检测腔体1内的真空度。

6、进一步的，所述腔体1顶部设有多圈凹槽，所述多圈凹槽由内圈至外圈依次包括第一凹槽16、第二凹槽17、第三凹槽18，所述第一凹槽16用于连接防着护罩2，所述第二凹槽17用于连接石英罩3，所述第三凹槽18用于连接上射频组件6。

7、进一步的，所述防着护罩2置于腔体1内，所述防着护罩2为中空环形结构，所述防着护罩2包括上边缘21与下边缘22，所述上边缘21向外弯折并与第一凹槽16通过密封圈连接，所述防着护罩2的下边缘22向所述基座41弯折，所述防着护罩2的下边缘22位于所述基座41的上部，所述晶圆位于所述防着护罩2的中空结构处，通过所述防着护罩2阻挡晶圆清洁后的杂质下落置晶圆。

8、进一步的，所述石英罩3置于上射频组件6内，石英罩3的底部边缘与所述第二凹槽17连接，所述石英罩3的底部边缘与所述第二凹槽17的连接处设有密封圈，石英罩3与下射频组件9配合，使得其输送的惰性气体离子化，从而对晶圆进行清洗。

9、进一步的，所述晶圆托盘升降机构4包括气缸44、主轴套筒45、射频主轴46、波纹管48和基座41，所述主轴套筒45的顶部向外延伸设有连接板451，通过连接板451与第一通孔14连接，所述主轴套筒45底部设有气缸44，所述主轴套筒45内设有射频主轴46，所述波纹管48套设于射频主轴46外，所述基座41设于射频主轴46的顶部，所述波纹管48的底部与所述连接板451固定连接，所述波纹管48的顶部与所述基座41的底部固定连接，通过波纹管48来做到腔体1内的密封。

10、进一步的，所述基座41外缘套设有绝缘体42，所述绝缘体42与射频主轴46连接处设有基座防护罩43。

11、进一步的，所述射频主轴46上还设有行程开关47，所述用于控制气缸44升降。

12、进一步的，射频主轴46为中空结构，用于传设下射频的发生装置7与下射频组件9的连接线，使得密封。

13、进一步的，所述上射频组件6包括射频罩61，所述射频罩61的底部边缘与所述第三凹槽18卡接，射频罩61保护过程不受相邻pvd室产生的磁场的影响，提高了过程的均匀性，卡接处设有密封圈和导电网条，导电网条用于获得等电位。

14、进一步的，所述射频罩61内壁靠近下部环设有铜线圈62，用于低频功率供电，增加铜线圈62功率，射频罩61内等离子体的密度增加。

15、进一步的，所述射频罩61外壁设有侧触点块63和上触点块64，用于检测射频罩61是否安装在腔体1上。

16、本发明的工作原理：通过在晶片上创建一个等离子体并提供一个电场来吸引离子到晶片上，离子与晶片表面的碰撞有足够的能量，以去除表面上的物质，在这个过程中只使用了氩气，氩气是一种惰性气体，所以这是一个无反应性的清洗过程，该过程去除整个晶片上的材料，而不仅仅是在通孔和接触点的底部。工艺晶片采用氧化物涂层，氧化物电介质可以防止直流传输，射频功率的高频在介电表面传播以产生等离子体，电子和离子在晶圆和等离子体之间快速转移，建立了一个直流偏置来平衡电子和离子的流动，离子被直流偏压充分加速，以溅射清洁晶片表面。在预清洗系统中，必须增加等离子体功率以增加蚀刻率，功率的增加也增加了直流偏置，直流偏置和蚀刻速率是唯一由等离子体功率所决定的，产生这种依赖关系是因为预清洁只有一个电容耦合的等离子体，高偏置和高蚀刻率会导致阈值电压偏移和低栅极击穿电压形式的器件损坏，射频系统为预清洗室提供射频电源，高压激发腔室中存在的气体来撞击等离子体，带正电荷的离子被吸引到带负电荷的底座上，这些离子在基座上的晶片，并垂直蚀刻晶片表面。射频匹配通过调整电路中的电容性电抗和电感电抗来调节腔室阻抗以匹配射频电缆阻抗，当电路中的总电容和电感值相等时，它们相互抵消，产生一个与理想阻抗匹配的谐振电路，在射频匹配室电路中，腔室、输出电容、调谐电容和输出电感器被连接起来，从而形成一个平行的谐振电路。

17、此过程中射频匹配的操作如下：

18、1.机械手将一个晶圆转移到腔体中，晶圆托盘升降机构将晶圆放置在基座上。

19、2.预设模式下的射频匹配控制板将负载电容和调谐电容器设置为3v。

20、3.氩气处理气体被引入到腔体中。

21、4.射频发生器打开，负载电容器电机和调谐电容器电机开始移动，高压和高电流撞击腔室中的氩等离子体，当等离子体存在时，腔室在电路中显示出电容和电阻，为了维持等离子体并保持腔室中的高电压，电路应保持谐振状态。

22、5.射频匹配控制板转向自动模式，电路板开始调整负载电容器和调整电容位置，以最小化射频反射功率，负载电容器调节输入连接器和电路之间的联轴器，调谐电容可调节电路中的电容。

23、6.当射频匹配使输入阻抗保持在50ω，电路保持谐振时，等离子体维持在腔室中进行蚀刻过程，当阻抗不匹配，且射频反射功率大于系统常数时，就会限制射频功率传输，以保护射频发生器，如果射频反射功率保持在该水平，射频功率将关闭，过程将停止。

24、本发明的有益效果：包括腔体1，所述腔体1底部设有底板11，所述底板11上设有第一通孔14，晶圆托盘升降机构4穿过第一通孔14连接有基座41，所述底板11上还设有第二通孔15，穿过第二通孔15连接有晶圆取手升降机构5，晶圆取手升降机构5的顶部一端连接有晶圆抬升托盘组件51，所述晶圆抬升托盘组件51上设有多个晶圆顶针52，所述晶圆抬升托盘组件51位于所述基座41的下部且多个所述晶圆顶针52穿过所述基座41的本体，当多个所述晶圆顶针52向上运动并突出所述基座41的上表面，多个所述晶圆顶针52的顶端与进入的晶圆的下表面接触，用于顶起进入的晶圆从而使得其脱离外部输送装置，当多个所述晶圆顶针52向下运动并下落至所述基座41的上表面以下位置时，将晶圆下落置所述基座41，通过所述基座41承接晶圆；所述晶圆抬升托盘组件51是能够进行上下运动的，首先将晶圆通过晶圆取手升降机构5运载至基座41，并且将晶圆取手升降机构5降低至不影响晶圆托盘升降机构4的运动，同时，晶圆托盘升降机构4也是一个升降机构，能够将承载的晶圆做任意的升降运动，配合所述晶圆抬升托盘组件51，能够大大增加了晶圆的运动行程，以适合多种晶圆的清洗，所述腔体1上方设有上射频组件6，所述上射频组件6下部设有下射频组件9，所述下射频组件9的下射频发射面为所述基座41的上表面，通过上射频组件6和下射频组件9将腔体1内的惰性气体转化成离子，再通过离子轰击晶圆清洗晶圆表面的杂质、化合物以达到预清洁效果。