[發(fā)明專利]一種壓環(huán)、反應(yīng)腔室和半導(dǎo)體加工設(shè)備

在審

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• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN107579033A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李新穎;蔣秉軒;王寬冒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/687
• 分類號: H01L21/687;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11112
• 代理人: 彭瑞欣,張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓環(huán)、反應(yīng)腔室和半導(dǎo)體加工設(shè)備。

背景技術(shù)

在集成電路的制備過程中，通常采用物理氣相沉積(以下簡稱PVD)設(shè)備完成沉積薄膜工藝。典型的PVD設(shè)備如圖1所示，在反應(yīng)腔室1的頂部設(shè)置有靶材5，并且在反應(yīng)腔室1內(nèi)設(shè)置有用于承載晶片6的基座2，以及用于包圍至少部分腔室壁的內(nèi)襯4，壓環(huán)3用于疊壓在晶片6上表面的邊緣區(qū)域，從而保證將晶片6固定在基座2，而不會發(fā)生偏移，以及保證在向晶片6的背面引入冷卻氣體時，晶片6不會被吹飛。在進行濺射沉積工藝時，通過直流電源向靶材5施加負壓，以將反應(yīng)腔室1內(nèi)的工藝氣體激發(fā)形成等離子體，并吸引等離子中的帶正電離子轟擊靶材5，靶材5表面的原子被轟擊逸出并通過擴散沉積在晶片6上表面，從而實現(xiàn)在晶片6的上表面沉積薄膜。

在實際應(yīng)用中，為了提高晶片6的利用率，如圖2所示，壓環(huán)3上設(shè)有多個壓爪7(通常8個)，用以壓住晶片6上表面的邊緣區(qū)域。而且，為了防止因鍍膜過程中在晶片6和壓爪7的連接處形成薄膜，而使晶片6粘在壓爪7上，通常在壓爪7壓住晶片6上表面的表面上設(shè)置有壓爪屋檐8，該壓爪屋檐8可以起到遮擋作用，以減少沉積在晶片6和壓爪7的連接處的金屬粒子數(shù)量。

但是，上述壓爪7雖然能夠通過壓爪屋檐8遮擋掉大多數(shù)垂直擴散的金屬粒子，但仍有部分粒子會擴散至壓爪7和晶片6的連接處，造成壓環(huán)3與晶片6之間發(fā)生“粘片”。當基座2下降時，壓環(huán)3由內(nèi)襯4的下端支撐，同時與基座2相分離，此時由 于晶片6與壓爪7之間存在粘連，晶片6的位置可能發(fā)生偏移，“粘片”較嚴重時甚至會造成晶片6碎裂。若想避免上述問題的發(fā)生，就要求壓爪屋檐8的尺寸足夠大，但這又會產(chǎn)生這樣的問題，即：由于壓爪屋檐8的尺寸較大，其遮擋晶片6上表面的區(qū)域增大，導(dǎo)致晶片6損失的有效鍍膜區(qū)域會更多，從而造成晶片6的利用率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種壓環(huán)、反應(yīng)腔室和半導(dǎo)體加工設(shè)備，該壓環(huán)解決了壓環(huán)與晶片之間的“粘片”問題。

解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種壓環(huán)，用于將晶片固定于基座上，所述壓環(huán)包括環(huán)狀本體和沿所述環(huán)狀本體周向排布的若干個壓爪，所述壓環(huán)還包括設(shè)置在所述壓爪底部的彈性部件，所述彈性部件與所述若干個壓爪一一對應(yīng)；并且，所述彈性部件在所述壓環(huán)將所述晶片固定于基座上時產(chǎn)生壓縮變形，并與所述晶片上表面的邊緣區(qū)域彈性接觸。

優(yōu)選的是，每個所述彈性部件包括相互連接的第一彈片和第二彈片，二者之間形成夾角，且該夾角的開口朝向所述環(huán)狀本體的中心軸線；其中，

所述第一彈片與所述壓爪固定連接；

所述第二彈片在所述壓環(huán)將被晶片固定于基座上時，與所述晶片上表面的邊緣區(qū)域彈性接觸。

優(yōu)選的是，所述第一彈片與所述壓爪的連接方式包括粘接、焊接或者壓接。壓接指的是通過壓力使得被壓部位產(chǎn)生機械壓縮或變形，從而形成機械連接或電連接的方法。

優(yōu)選的是，所述壓爪的底面設(shè)置有凹槽，所述彈性部件包括第三彈片和第四彈片，二者之間形成夾角，且該夾角的開口朝向所述凹槽，并且所述第三彈片和所述第四彈片可活動的位于所述凹槽之內(nèi)；

所述第三彈片與所述第四彈片的夾角處在所述壓環(huán)將被加工件固定于基座上時，與所述晶片上表面的邊緣區(qū)域彈性接觸。

優(yōu)選的是，在所述第三彈片與所述第四彈片之間的夾角處形成有弧形部，所述弧形部在所述壓環(huán)將晶片固定于基座上時，與所述晶片上表面的邊緣區(qū)域彈性接觸。

優(yōu)選的是，所述彈性部件為壓縮彈簧，該壓縮彈簧的一端與所述壓爪固定連接，所述壓縮彈簧的另外一端在所述壓環(huán)將晶片固定于基座上時，與所述晶片上表面的邊緣區(qū)域彈性接觸。

優(yōu)選的是，多個所述彈性部件與所述若干個壓爪在所述環(huán)狀本體的周向均勻分布。

優(yōu)選的是，在所述壓爪的底面設(shè)置有凹槽，

所述彈性部件在產(chǎn)生壓縮變形時，朝向所述凹槽運動。

本發(fā)明還提供一種反應(yīng)腔室，包括用于承載晶片的基座，所述基座能夠上升至工藝位置進行工藝，或者下降至裝卸位置進行取放片操作，所述反應(yīng)腔室還包括壓環(huán)，所述壓環(huán)在所述基座位于所述工藝位置時，壓住所述晶片上表面的邊緣區(qū)域；所述壓環(huán)在所述基座位于所述裝卸位置時，與所述晶片分離；所述壓環(huán)為上述的壓環(huán)。

本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室為上述的反應(yīng)腔室。