[發明專利]一種氮化物和金屬薄膜沉積與修整設備及其應用

在審

• 申請號: 201910735911.1
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN111058005A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 李國強
• 申請（專利權）人: 河源市眾拓光電科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/56;C23C14/18;C23C14/16;C23C14/06;C23C14/02;C23C14/58
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 陶潔雯

本發明公開了一種氮化物和金屬薄膜沉積與修整設備，包括載片裝置、修膜裝置、金屬濺射裝置、氮化物濺射裝置、傳送裝置；傳送腔分別與載片腔、修膜腔、金屬濺射腔、氮化物濺射腔的晶片傳送口連通；在每個晶片傳送口處均安裝有閥門，每個閥門都能夠實現獨立打開或關閉；所述傳送腔中設有機械手，所述機械手用于從載片盒取出晶片，并且能夠在修膜腔、金屬濺射腔及氮化物濺射腔之間進行傳片操作。本發明還公開了的氮化物和金屬薄膜沉積與修整設備的應用。采用本發明的設備，在沉積薄膜的過程中，采用直流與射頻磁控濺射相結合的方法，可以避免沉積的薄膜中間厚邊緣薄的問題，結合等離子體刻蝕修膜技術，可以使4?8英寸晶片上的薄膜厚度均勻性≤0.1％。

技術領域

本發明涉及一種氮化物和金屬薄膜沉積與修整設備及其應用，屬于微電子加工技術領域。

背景技術

無線通訊終端的多功能化發展對射頻器件提出了微型化、高頻率、高性能、低功耗、低成本等高技術要求。傳統的聲表面波濾波器(SAW)在2.4GHz以上的高頻段插入損耗大，介質濾波器有很好的性能但是體積太大。薄膜體聲波諧振器(FBAR)技術是近年來隨著加工工藝技術水平的提高和現代無線通信技術，尤其是個人無線通信技術的快速發展而出現的一種新的射頻器件技術。它具有極高的品質因數Q值(1000以上)和可集成于IC芯片上的優點，并能與互補金屬氧化物半導體(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)工藝兼容，同時有效地避免了聲表面波諧振器和介質諧振器無法與CMOS工藝兼容的缺點。

FBAR是制作在襯底材料上的電極--壓電膜--電極的三明治結構的薄膜器件。FBAR的壓電材料通常采用PZT、ZnO和AlN。其中AlN聲速最高，因此應用于更高的頻率，符合現在無線通信往高頻化發展的要求。并且AlN具有相對另外兩種材料溫度系數低、熱導率高、固有損耗小、化學穩定性好、制備工藝相對簡單的優點。此外，鋅、鉛、鋯等材料相對于CMOS工藝來說是很危險的材料，因為它們會嚴重降低半導體中載流子的壽命，而AlN不存在這個問題。因此，AlN是FBAR兼容在CMOS器件中的理想材料。

目前，國際上用于制備FBAR相對比較理想的AlN材料主要是用磁控濺射的方法制備的，隨著國際上半導體器件加工朝著大尺寸(6、8、12英寸)襯底方向發展，FBAR濾波器芯片也不例外，襯底尺寸的增大，襯底上各位置應力、粗糙度等性質差異性也會隨之增大，因此運用傳統的PVD磁控濺射系統想保證大尺寸襯底上薄膜厚度均勻性差異在1nm以下相當困難，而FBAR濾波器頻率跟厚度緊密相關，1nm的厚度差頻率就會偏移MHz級別，因此，設計一款可以制備高厚度均勻性薄膜的PVD設備對FBAR濾波器的生產至關重要。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種氮化物和金屬薄膜沉積與修整設備，采用該設備，在沉積薄膜的過程中，采用直流與射頻磁控濺射相結合的方法，可以避免沉積的薄膜中間厚邊緣薄的問題，結合等離子體刻蝕修膜技術，可以使4-8英寸晶片上的薄膜厚度均勻性≤0.1％。

本發明的目的之二在于提供一種氮化物和金屬薄膜沉積與修整設備的應用。

本發明的目的之一采用如下技術方案實現：

一種氮化物和金屬薄膜沉積與修整設備，其特征在于，包括載片裝置、修膜裝置、金屬濺射裝置、氮化物濺射裝置、傳送裝置；

所述載片裝置包括具有載片腔的第一殼體，所述第一殼體上設有晶片傳送口；所述載片腔中設有用于容置晶片的載片器，以及用來將載片器輸送至晶片傳送口處的輸送機構；

所述修膜裝置包括具有修膜腔的第二殼體，所述第二殼體上設有晶片傳送口；所述修膜腔中分別設有用于承托晶片的修膜載片臺、用于驅動載片臺移動的驅動機構、以及用于對晶片表面進行清理和修平處理的聚焦離子束裝置；