[發明專利]工藝腔室、半導體加工設備及薄膜沉積方法

有效

• 申請號: 201711001790.5
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109695022B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 王濤;郭浩
• 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

1.一種工藝腔室，包括機械卡環和基座，所述機械卡環包括環形本體和沿所述環形本體周向間隔設置的多個壓爪；所述基座用于承載基片，且可升降；在所述基座上升時可將所述機械卡環頂起并帶動所述機械卡環同時上升，每個所述壓爪疊壓在所述基片的邊緣區域；在所述基座下降時可與所述機械卡環分離；其特征在于，還包括旋轉驅動機構和升降驅動機構；

所述旋轉驅動機構用于驅動所述基座轉動，以改變所述壓爪疊壓在所述基片周向上的位置，使整個所述基片上均沉積有薄膜；其中，

所述升降驅動機構用于驅動所述基座上升并將機械卡環頂起，帶動所述機械卡環同時上升直至工藝位置，以進行第一次沉積薄膜；預設時間后，驅動所述基座下降直至與所述機械卡環分離；

所述旋轉驅動機構用于驅動所述基座轉動預設角度，以改變所述基座上升時所述機械卡環的壓爪疊壓在所述基片周向上的位置；

所述升降驅動機構還用于驅動所述基座再次上升并將機械卡環頂起，帶動所述機械卡環同時上升直至工藝位置，以進行第二次沉積薄膜。

2.根據權利要求1所述的工藝腔室，其特征在于，還包括基座波紋管裝置；

所述基座波紋管裝置包括：波紋管和支撐軸結構；

所述支撐軸結構的頂端用于支撐所述基座，底端貫穿所述腔體的底壁位于所述腔體之外；

所述波紋管套置在所述支撐軸結構的頂端和腔體底壁之間的側壁外側；

所述旋轉驅動機構設置在所述腔體的外部與所述支撐軸結構相連。

3.根據權利要求2所述的工藝腔室，其特征在于，所述旋轉驅動機構包括：第一帶輪、同步輪和第二帶輪；

所述第一帶輪與旋轉伺服電機相連，用以在所述旋轉伺服電機的驅動下轉動；

所述同步輪分別與第一帶輪和第二帶輪相連，所述第二帶輪與所述支撐軸結構相連，用以將所述第一帶輪的轉動經過所述第二帶輪傳遞至所述支撐軸結構，以使所述支撐軸結構帶動所述基座轉動。

4.根據權利要求2所述的工藝腔室，其特征在于，還包括：設置在腔體外的磁流體密封裝置，

所述磁流體密封裝置包括：均為筒狀結構的底座和本體，

所述底座套置在所述本體的側壁外側且固定在所述腔體的底壁上，

所述底座和本體之間的間隙通過磁流體材料密封；

所述本體套置在所述支撐軸結構的側壁外側，所述波紋管被限制在所述本體的上端面和所述支撐軸結構的頂端之間。

5.根據權利要求4所述的工藝腔室，其特征在于，所述升降驅動機構包括：支架、直線導軌和抱塊；

所述支架與所述本體固定；

所述直線導軌與所述支架固定；

所述抱塊的一端抱緊所述支撐軸結構，另一端與所述直線導軌相連；

所述抱塊還用于與升降伺服電機相連，用于在所述升降伺服電機的驅動下沿所述直線導軌升降，并傳遞至所述支撐軸結構以帶動所述基座升降。

6.根據權利要求1所述的工藝腔室，其特征在于，所述腔體內設置有：套置在所述腔體的側壁內側且為筒狀結構的環形內襯；

所述環形內襯的下端部形成有朝向筒內延伸的懸臂；

所述機械卡環放置在所述懸臂上。

7.根據權利要求6所述的工藝腔室，其特征在于，所述腔體的頂壁的內表面上設置有用于安裝靶材的靶材位。

8.一種半導體加工設備，包括工藝腔室，其特征在于，所述工藝腔室采用權利要求1-7任意一項所述的工藝腔室。

9.一種薄膜沉積方法，其特征在于，包括以下步驟：

驅動基座上升并將機械卡環頂起，帶動所述機械卡環同時上升直至工藝位置；

第一次沉積薄膜；

預設時間后，驅動基座下降直至與所述機械卡環分離；

驅動基座轉動預設角度，以改變所述基座上升時所述機械卡環的壓爪疊壓在所述基片周向上的位置；

驅動所述基座再次上升并將機械卡環頂起，帶動所述機械卡環同時上升直至工藝位置；

第二次沉積薄膜。

10.根據權利要求9所述的薄膜沉積方法，其特征在于，所述第一次沉積薄膜和所述第二次沉積薄膜的預設厚度相同。