[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

本發明提供了一種工藝腔室，包括機械卡環和基座，機械卡環包括環形本體和沿環形本體周向間隔設置的多個壓爪；基座用于承載基片，且可升降；在基座上升時可將機械卡環頂起并帶動機械卡環同時上升，每個壓爪疊壓在基片的邊緣區域；在基座下降時可與機械卡環分離；還包括旋轉驅動機構；旋轉驅動機構用于驅動基座轉動，以改變壓爪疊壓在基片周向上的位置。本發明還提供一種半導體加工設備及薄膜沉積方法。本發明可以解決打火現象發生的問題。

技術領域

本發明屬于半導體加工設備技術領域，具體涉及工藝腔室、半導體加工設備及薄膜沉積方法。

背景技術

目前，硅通孔(Through Silicon Via，簡稱TSV)技術大大降低了芯片之間的互連延遲，是三維集成實現的關鍵技術。磁控濺射(又稱為物理氣相沉積，PVD)在TSV中的應用主要是在硅通孔內部沉積阻擋層和銅籽晶層。雖然，目前PVD技術中主要采用靜電卡盤(ESC)對基片進行支撐和固定，但是，在TSV中通常需要采用機械卡環對基片進行固定，這是因為：其一，硅通孔與集成電路銅互連工藝不同，沉積的薄膜厚度較大，這樣薄膜應力過大會導致靜電卡盤無法對晶片進行靜電吸附；其二，硅通孔薄膜沉積多出現在后道封裝工藝中，基片一般被減薄后需要采用玻璃粘結對基片進行支撐，靜電卡盤同樣無法對玻璃基底進行靜電吸附。

機械卡環通常包括環形本體和沿環形本體周向設置的多個壓爪，壓爪用于疊壓在基片上，以固定基片，在沉積薄膜時，壓爪疊壓的基片的區域并不會沉積金屬薄膜，而基片的其他區域會沉積有金屬薄膜，故二者的電位不同，因此容易出現打火現象。

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，提出了一種工藝腔室、半導體加工設備及沉積方法，可以避免打火現象的產生。

為解決上述問題之一，本發明提供了一種工藝腔室，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；還包括旋轉驅動機構；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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，還包括：升降驅動機構；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。

優選地，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。

優選地，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。