[發明專利]一種承載裝置及物理氣相沉積設備

有效

• 申請號: 201410559698.0
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN105586574B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 張超;陳鵬;劉建生;郭浩;呂峰
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/50
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

本發明提供了一種承載裝置及物理氣相沉積設備，該承載裝置包括基座和壓環，基座用于承載被加工工件，基座與射頻電源電連接，用以向基座提供負偏壓，壓環的下表面疊置在被加工工件上表面的邊緣區域，用以將被加工工件固定在基座上；基座的上表面上?設置有凹槽，凹槽對應壓環的與被加工工件疊置的部分設置，且壓環的與被加工工件疊置的部分的正投影位于所述凹槽內，在凹槽內設置有絕緣件，絕緣件用于減小其正上方的被加工工件表面與基座之間的電勢差，且絕緣件不高于基座的上表面。該承載裝置，可以避免該射頻電流造成壓環邊沿處的被加工工件表面溫度過高而發生打火現象，從而可以降低壓環邊沿處打火現象發生的可能性。

技術領域

本發明屬于微電子加工技術領域，具體涉及一種承載裝置及物理氣相沉積設備。

背景技術

磁控濺射技術，又稱物理氣相沉積技術，是集成電路制造過程中沉積金屬層和相關材料層廣泛采用的技術。硅通孔(Through Silicon Via，以下簡稱TSV)技術是三維集成電路中堆疊芯片實現互連的關鍵技術，其可以大大降低芯片之間的互連延遲。

TSV技術中通常采用物理氣相沉積方法在硅通孔內沉積阻擋層和銅籽晶層。圖1為現有的一種物理氣相沉積設備的結構示意圖。請參閱圖1，該物理氣相沉積設備包括反應腔室10，在反應腔室10內設置有用于承載被加工工件S的基座11和壓環12，壓環12包括環體121和在環體121內周壁上沿其周向間隔設置的多個壓爪122，借助多個壓爪122的下表面疊置在被加工工件的邊緣區域，用以將被加工工件固定在該基座11上；為實現填充高深寬比的通孔，基座11與第一電源13電連接，用以向基座11提供負偏壓，以吸引等離子體朝向被加工工件運動，為了適應導電性不佳的晶片，目前的PVD工藝中第一電源13通常為射頻電源，且射頻電源的頻率范圍在400k～13.56MHz。在反應腔室10的頂部設置有靶材14，借助靶材14與第二電源(圖中未示出)電連接，第二電源包括直流電源，用以向靶材14提供負偏壓，以使氬氣放電產生等離子體，并吸引帶正電的氬離子轟擊靶材14，當氬離子的能夠足夠大時會使得靶材14表面的金屬原子逸出而沉積在被加工工件上，從而實現在被加工工件上沉積金屬薄膜。

在實際應用中，為實現基座11、壓環12和被加工工件三者等電位，以防止打火現象的發生，基座11和壓環12通過誘電線圈形成電接觸，以實現二者等電位；壓爪122下表面的靠近被加工工件的區域直接與被加工工件的上表面相接觸，如圖2所示，但由于被加工工件上表面上沉積金屬薄膜的厚度一般為1μm，因此，僅可以實現壓爪122與被加工工件S線接觸導通，而針對第一電源13為射頻電源來說，需要面接觸導通才能實現二者等電位，也就是說，在實際應用中不能實現壓環12與被加工工件S等電位。

因此，壓爪122邊沿與被加工工件表面之間存在第一電勢差，且壓爪122邊沿處的被加工工件表面的第一電勢差最大，所謂壓爪122邊沿是指壓爪122的與被加工工件疊置的部分的邊沿；而基座11與被加工工件表面之間存在第二電勢差，且被加工工件表面各個位置處的第二電勢差相等。由于被加工工件表面的總電勢差等于第一電勢差和第二電勢差的疊加，因此，壓爪122邊沿處的被加工工件表面的總電勢差最大，這在被加工工件表面通過等離子體與地形成回路的情況下，該總電勢差使得該壓爪122邊沿處的被加工工件表面的射頻電流遠大于被加工工件的其他表面，該射頻電流會造成該壓爪122邊沿處的被加工工件的溫度遠高于其他表面的溫度，當溫度達到一定數值，則在壓爪122邊沿處會發生打火現象，從而造成承載裝置的穩定性差和被加工工件浪費。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種承載裝置，其可以減小在該壓環邊沿處的被加工工件表面產生的射頻電流，因而可以避免該射頻電流造成壓環邊沿處的被加工工件表面溫度過高而發生打火現象，從而可以降低壓環邊沿處打火現象發生的可能性，進而可以提高承載裝置的穩定性和減小打火現象造成的被加工工件損壞。