[發(fā)明專利]物理氣相沉積設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210520225.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN103849840A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佘清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C23C14/34
• 分類號(hào): C23C14/34
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種物理氣相沉積設(shè)備。

背景技術(shù)

物理氣相沉積（Physical?Vapor?Deposition，PVD）設(shè)備是半導(dǎo)體工業(yè)中常用的一種薄膜制造設(shè)備，其工作原理是將靶材上的材料沉積至基片上。對(duì)于PVD設(shè)備來說，靶基間距（即靶材到基片之間的距離）是其中重要的工藝參數(shù)之一，為適應(yīng)不同深寬比的填孔經(jīng)常需要進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到更好的工藝均勻性及滿足不同的濺射速率。具體地，對(duì)于較大深寬比的填孔一般會(huì)采用長(zhǎng)程濺射，即較大的靶基間距，這樣通過與邊磁鐵等的配合并采用較低的速率進(jìn)行沉積來提高濺射的準(zhǔn)直性，減少填孔口處的懸突（overhang）現(xiàn)象進(jìn)而獲得良好的臺(tái)階覆蓋，而對(duì)于較小深寬比或是孔徑較大的填孔，由于overhang現(xiàn)象不易產(chǎn)生，可以通過較小的靶基間距，獲得較大的沉積速率，提高產(chǎn)能同時(shí)保持較好的均勻性。

如圖1和圖2所示，現(xiàn)有的PVD設(shè)備包括：腔室1、工藝組件2、上電極3、開蓋架4、開蓋電機(jī)5、轉(zhuǎn)軸6和開蓋立柱7。具體地，開蓋架4、開蓋電機(jī)5和轉(zhuǎn)軸6組成的開蓋機(jī)構(gòu)固定在開蓋立柱7上。腔室1內(nèi)部有基片支座及加熱燈管等裝置，工藝組件2包括用于保護(hù)側(cè)壁的內(nèi)襯，上電極3上設(shè)置有靶材并附有制冷裝置，該靶材位于腔室1、工藝組件2和上電極3形成的一個(gè)封閉空間內(nèi)。開蓋電機(jī)5可驅(qū)動(dòng)開蓋架4繞轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)上電極3的開合。針對(duì)不同的工藝需求靶材到基片的距離經(jīng)常需要調(diào)整，當(dāng)工藝參數(shù)變化較大時(shí)，基片自身升降機(jī)構(gòu)不能滿足要求就需要同時(shí)更換工藝組件2和開蓋立柱7以調(diào)整上電極3與腔室1之間的距離，這樣就需要先將上電極3從開蓋立柱7上取下，更換開蓋立柱7及工藝組件2后再重新裝回到新的開蓋立柱7上。由于上電極3的自重較大，又位于較高位置，拆裝時(shí)需要借助于天車等吊裝設(shè)備，因此對(duì)于工藝組件和開蓋立柱的更換較為困難。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種物理氣相沉積設(shè)備，其能夠在不取下上電極以及不更換工藝組件和開蓋立柱的前提下，實(shí)現(xiàn)靶基間距的方便調(diào)節(jié)。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種物理氣相沉積設(shè)備，包括：

上電極，用于放置基片的腔室，位于上電極和所述腔室之間的工藝組件以及固定連接于所述上電極的開蓋架，其中，所述工藝組件與上電極和腔室形成封閉空間進(jìn)行濺射工藝，所述物理氣相沉積設(shè)備，還包括：用于支撐所述開蓋架的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)包括：升降支架和軸承座安裝板，其中：

所述軸承座安裝板，固定連接于所述升降支架上端，所述開蓋架通過轉(zhuǎn)軸固定連接于所述軸承座安裝板；

所述升降支架，用于支撐所述軸承座安裝板上升或下降，所述升降支架的下端與腔室的底面所在平面固定連接；

其中，通過調(diào)節(jié)所述升降支架自身的高度，使固定連接于所述升降支架上端的軸承座安裝板連同開蓋架、轉(zhuǎn)軸和上電極同時(shí)上升或下降，以便調(diào)節(jié)所述上電極和所述腔室之間的距離。

進(jìn)一步地，所述物理氣相沉積設(shè)備，還包括：

開蓋電機(jī)，與所述開蓋架連接，所述開蓋電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述開蓋架帶動(dòng)所述上電極沿所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述升降支架，包括：底部支撐柱、上部支撐柱和自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其中：

所述上部支撐柱與所述軸承座安裝板固定連接，所述底部支撐柱和上部支撐柱之間通過豎直方向的導(dǎo)軌連接；

所述自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述上部支撐柱沿所述導(dǎo)軌相對(duì)所述底部支撐柱運(yùn)動(dòng)，以便調(diào)節(jié)所述升降支架的高度。

進(jìn)一步地，所述底部支撐柱上設(shè)置有豎直方向的直筒狀導(dǎo)軌，所述上部支撐柱上設(shè)置有豎直方向的圓柱狀滑動(dòng)部件，所述圓柱狀滑動(dòng)部件嵌在所述直筒狀導(dǎo)軌中，沿直筒狀導(dǎo)軌滑動(dòng)。

可選地，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置為氣動(dòng)升降裝置，所述氣動(dòng)升降裝置包括：氣缸、由所述氣缸驅(qū)動(dòng)的升降桿和氣缸安裝板，其中：

所述升降桿的頂端固定連接于所述軸承座安裝板，所述氣缸安裝板與所述底部支撐柱的下端連接，以便于通過所述氣缸驅(qū)動(dòng)所述升降桿的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)所述升降支架的高度。

可選地，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置為電動(dòng)升降裝置，所述電動(dòng)升降裝置包括：

豎直方向的絲杠，所述絲杠的頂端固定連接于所述軸承座安裝板；

與所述絲杠螺紋連接的蝸輪；

與所述蝸輪嚙合的蝸桿；

絲杠安裝板，與所述底部支撐柱的下端連接；

電機(jī)，所述電機(jī)的主軸固定連接于所述蝸桿，用于驅(qū)動(dòng)所述蝸桿旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)所述絲杠升降。

進(jìn)一步地，所述升降支架，包括：底部支撐柱和上部支撐柱，其中：