[發(fā)明專利]用于物理氣相沉積裝置的輔助治具及其維護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710042419.3
• 申請(qǐng)日: 2007-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101328571A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫佳儒;周鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/00
• 分類號(hào): C23C14/00;C23C14/50
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物理氣相沉積工藝，尤其涉及用于物理氣相沉積的輔助治具及其維護(hù)方法。?

物理氣相沉積(Physical?Vapor?Deposition，PVD)是半導(dǎo)體器件制造的一項(xiàng)重要工藝，物理氣相沉積裝置包括腔體以及設(shè)置于腔體內(nèi)的靶材和加熱板，腔體側(cè)面還開(kāi)有進(jìn)氣口。通過(guò)向腔體內(nèi)通入高壓氣體，轟擊靶材產(chǎn)生金屬離子，使金屬離子均勻散落到晶圓表面以實(shí)現(xiàn)沉積。?

物理氣相沉積裝置在使用過(guò)程中需要采用輔助治具來(lái)加以配合，這些輔助治具包括：用于承載晶圓的沉積環(huán)(dep?ring)，套設(shè)在沉積環(huán)上的圓環(huán)蓋板(coverring)，用于覆蓋腔體內(nèi)側(cè)以吸附金屬離子的數(shù)塊擋板，以及加熱板預(yù)熱時(shí)使用的擋片(shutter?disc)。?

圖1是沉積環(huán)和圓環(huán)蓋板在使用狀態(tài)下的俯視圖，目前使用的沉積環(huán)1，其外徑尺寸Φ₁小于圓環(huán)蓋板2的內(nèi)徑Φ₂，因此，當(dāng)圓環(huán)蓋板2套設(shè)在沉積環(huán)1上時(shí)，兩者之間存在較大的縫隙3，在沉積過(guò)程中容易發(fā)生相對(duì)移動(dòng)并產(chǎn)生火花，濺射出的火花顆粒掉落在晶圓上會(huì)形成缺陷，從而影響晶圓的良率。?

在加熱板的預(yù)熱過(guò)程中，為了防止金屬離子直接掉落在加熱板上影響其性能，需要在加熱板上放置擋片來(lái)阻擋金屬離子?，F(xiàn)有的擋片如圖2所示，其邊緣呈弧形，故對(duì)金屬離子的阻擋效果不佳，容易在加熱板對(duì)應(yīng)擋片邊緣的位置產(chǎn)生一定的顆粒污染。?

設(shè)置于物理氣相沉積裝置內(nèi)的這些輔助治具需要定期清洗維護(hù)，通常采用酸或有機(jī)物溶液對(duì)沉積環(huán)、擋板、擋片等進(jìn)行清洗，去除掉大部分金屬離子后再放回腔體內(nèi)使用。然而，清洗后的輔助治具上會(huì)殘留部分酸或有機(jī)物溶液，對(duì)吸附力有一定影響，因此現(xiàn)有的沉積裝置，每工作75kw/h就需作一次清理維?

本發(fā)明的目的在于提供一種物理氣相沉積裝置及其維護(hù)方法，以減少氣相沉積過(guò)程中產(chǎn)生的顆粒污染現(xiàn)象，并延長(zhǎng)輔助治具的維護(hù)周期，降低維護(hù)成本，提高晶圓的產(chǎn)量。?

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種物理氣相沉積裝置，所述的物理氣相沉積裝置具有腔體、加熱板和輔助治具，所述的輔助治具包括：用于承載晶圓的沉積環(huán)，套設(shè)在沉積環(huán)上的圓環(huán)蓋板，用于覆蓋腔體內(nèi)側(cè)的數(shù)塊擋板，以及加熱板預(yù)熱時(shí)使用的擋片，其中，所述沉積環(huán)的外徑與圓環(huán)蓋板的內(nèi)徑大小相匹配，當(dāng)圓環(huán)蓋板套設(shè)在沉積環(huán)上時(shí)，兩者不發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。?

進(jìn)一步地，所述擋片的邊緣為直角。?

本發(fā)明還提供了一種維護(hù)物理氣相沉積裝置的方法，在對(duì)所述的輔助治具進(jìn)行清洗之后再執(zhí)行一高溫烘干步驟。?

進(jìn)一步地，該高溫烘干步驟在大于100攝氏度的氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行。?

本發(fā)明通過(guò)改善沉積環(huán)和圓環(huán)蓋板的匹配程度，改進(jìn)擋片的邊緣形狀，可有效減少物理氣相沉積及其預(yù)熱過(guò)程中對(duì)晶圓及加熱板造成的顆粒污染情況，通過(guò)在清洗輔助治具之后增加一高溫烘干步驟，可有效延長(zhǎng)輔助治具的維護(hù)周期，降低維護(hù)成本，提高晶圓的產(chǎn)量。?

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的用于物理氣相沉積裝置的輔助治具由以下的實(shí)施例及附圖給出。?

圖1為沉積環(huán)和圓環(huán)蓋板在使用狀態(tài)下的俯視圖；?

圖2為現(xiàn)有的擋片的側(cè)視圖；?

圖3為本發(fā)明所采用的擋片的側(cè)視圖。?

具體實(shí)施方式

以下將對(duì)本發(fā)明的用于物理氣相沉積裝置的輔助治具及其維護(hù)方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。?

本發(fā)明的用于物理氣相沉積裝置的輔助治具包括沉積環(huán)、圓環(huán)蓋板、擋片和數(shù)塊擋板。參見(jiàn)圖1，為了防止氣相沉積過(guò)程中因沉積環(huán)1和圓環(huán)蓋板2發(fā)生相對(duì)移動(dòng)而產(chǎn)生火花造成晶圓表面的缺陷，本發(fā)明通過(guò)增加沉積環(huán)1的外徑Φ₁來(lái)減小沉積環(huán)1與圓環(huán)蓋板2之間的縫隙3。于本發(fā)明的實(shí)施例中，保持圓環(huán)蓋板2的內(nèi)徑Φ₂不變，而將沉積環(huán)1的外徑Φ₁從原先的352mm增加到368mm，使兩者之間的縫隙3大大減小，從而避免了沉積環(huán)1和圓環(huán)蓋板2的相對(duì)移動(dòng)。?

在預(yù)熱加熱板的過(guò)程中，為了能夠更嚴(yán)密地遮蓋加熱板，本發(fā)明所采用的擋片具有如圖3所示的結(jié)構(gòu)，其邊緣為直角，而非弧形，故不會(huì)出現(xiàn)加熱板對(duì)應(yīng)擋片邊緣處形成顆粒污染的現(xiàn)象。當(dāng)然，另一種替代方法是直接采用晶圓來(lái)進(jìn)行預(yù)熱，由于晶圓放置在加熱板上，其與加熱板之間的距離很小，原子很難進(jìn)入，因此能夠起到較好的阻擋效果。?

每當(dāng)氣相沉積裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，需要采用酸或有機(jī)物溶劑對(duì)這些輔助治具進(jìn)行清洗。為了防止清洗溶劑的殘余影響到擋片、擋板的吸附力，本發(fā)明在清洗步驟之后還增加了一高溫烘干步驟，將清洗后的輔助治具置于100攝氏度以上的高溫環(huán)境中烘烤12小時(shí)，并不斷通入氮?dú)?，使氮?dú)庋h(huán)流動(dòng)。經(jīng)過(guò)該烘干步驟后，輔助治具的表面不會(huì)留有較多的清洗溶劑殘余，其對(duì)金屬離子的吸附力較好，故使用時(shí)間也會(huì)增加，從而延長(zhǎng)了輔助治具的維護(hù)周期，降低了維護(hù)成本，提高了產(chǎn)率。