[發(fā)明專利]聚焦環(huán)和應用聚焦環(huán)的濺射反應器

有效

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• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN104752138A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 姚力軍;趙凱;相原俊夫;大巖一彥;潘杰;王學澤;張亞光
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;C23C14/34
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發(fā)明涉及半導體工藝領域，尤其是涉及一種聚焦環(huán)和應用聚焦環(huán)的濺射反應器。

背景技術

濺射是現(xiàn)代半導體芯片生產(chǎn)過程中常用的一種薄膜淀積技術，其工作原理是：利用帶電粒子轟擊靶材，使靶材原子從表面逸出并沉積在襯底上。

圖1是現(xiàn)有一種利用靶材在晶圓上沉積薄膜的示意圖，如圖1所示，由于帶電粒子轟擊靶材的方向是不確定的，導致從靶材1表面逸出的靶材原子會從各個方向脫離靶材表面，之后沿直線到達晶圓2表面，進而使得晶圓2上薄膜的均勻性較差。為了提高薄膜的沉積均勻性，在濺射過程中通常會在靶材1和晶圓2之間設置一個聚焦環(huán)3，聚焦環(huán)3可以約束靶材原子的運動軌跡，即使得從靶材1表面濺射出來的朝四面八方運動的靶材原子被聚焦到晶圓2上方，并使濺射原子能均勻的沉積在晶圓2上。不僅如此，聚焦環(huán)3的內(nèi)表面及外表面還形成有花紋，以吸附濺射過程中產(chǎn)生的大量反濺射顆粒物，從而起到凈化的作用。

然而現(xiàn)有聚焦環(huán)在使用過程中，容易因反濺射顆粒物沉積較厚，而有部分反濺射顆粒物從聚焦環(huán)上重新剝落下來，造成生產(chǎn)無法繼續(xù)，對工藝造成極大的困擾。因此，如何使現(xiàn)有的鈦環(huán)可以吸附更多的反濺射顆粒物，防止反濺射顆粒物剝落，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

為此，需要一種新的聚焦環(huán)和應用聚焦環(huán)的濺射反應器，以避免聚焦環(huán)在使用過程中，反濺射顆粒物從聚焦環(huán)剝落，避免濺射過程中對工藝造成破壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是，提供一種聚焦環(huán)和應用聚焦環(huán)的濺射反應器，以使得聚焦環(huán)能夠沉積更多的反濺射顆粒物，保證在整個工藝過程中，所產(chǎn)生的反濺射顆粒物被吸附在聚焦環(huán)上，滿足工藝生產(chǎn)的要求。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面具有花紋，所述花紋的深度大于850μm且小于1000μm。

可選的，所述花紋的深度大于900μm且小于1000μm。

可選的，所述上端面、下端面和外表面的至少其中之一也具有所述花紋。

可選的，所述花紋的螺距數(shù)范圍為80TPI～20TPI。

可選的，所述聚焦環(huán)的材料為鉭、銅或鈦。

可選的，所述花紋為整齊排列的多個條形結構、波浪形結構、鋸齒形結構、螺線形結構或者格子結構。

可選的，所述聚焦環(huán)應用于8英寸襯底上進行濺射過程。

可選的，所述花紋采用滾花的方式制作。

為解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種濺射反應器，包括：

真空室，具有圍繞中心軸線布置的側壁；

濺射靶材，被密封到所述真空室的一端；

基座，沿所述中心軸線布置成與所述濺射靶材相對，用于支撐待處理的晶片；及

聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面具有花紋，所述花紋的深度大于850μm且小于1000μm，所述聚焦環(huán)位于所述真空室內(nèi)，并位于所述濺射靶材與所述基座之間。

所述聚焦環(huán)還具有上端面、下端面和外表面，所述上端面、下端面和外表面的至少其中之一也具有所述花紋。

可選的，所述花紋的螺距數(shù)范圍為80TPI～20TPI。

可選的，所述聚焦環(huán)的材料為鉭、銅或鈦。

可選的，所述花紋為整齊排列的多個條形結構、波浪形結構、鋸齒形結構、螺線形結構或者格子結構。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明的技術方案提供一種聚焦環(huán)，所述聚焦環(huán)內(nèi)表面具有花紋，并且花紋的深度大于850μm且小于1000μm。當聚焦環(huán)內(nèi)表面花紋的深度大于850μm時，聚焦環(huán)對反濺射物質(zhì)（顆粒物）的吸附量增加80%以上，達到180%，因此在整個濺射工藝過程中，反濺射物質(zhì)不再從聚焦環(huán)上脫落（peeling），解決了因反濺射物質(zhì)脫落造成的工藝問題，當花紋深度大于1000μm時，再增加深度，聚焦環(huán)對吸收量對反濺射顆粒物的吸收量提高不再明顯，然而花紋的制作難度卻急劇增加，制作成本相應大幅提高，因此花紋的深度在1000μm內(nèi)。

進一步，在聚焦環(huán)的上端面、下端面和外表面的至少其中之一設置所述花紋，增加花紋的面積，從而進一步增加聚焦環(huán)吸附反濺射物質(zhì)的能力。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有一種利用靶材在晶圓上沉積薄膜的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的聚焦環(huán)立體示意圖；

圖3為圖2所示聚焦環(huán)中部分A的放大示意圖；

圖4為圖3所示結構的俯視示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的濺射反應器示意圖。