[發明專利]可靈活調整濺射范圍的物理氣相沉積設備

有效

• 申請號: 202110508314.2
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN112981352B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 方合;張慧;崔世甲;宋維聰
• 申請（專利權）人: 陛通半導體設備（蘇州）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 盧炳瓊

本發明提供一種可靈活調整濺射范圍的物理氣相沉積設備，包括腔體、濺射裝置、基座、擋板、驅動裝置、驅動齒輪、傳動齒輪及多個可動遮擋單元；擋板包括第一部分和第二部分，第一部分沿腔體的周向分布，第二部分一端與第一部分的底部相連接，另一端向腔體的中心方向延伸；驅動齒輪和傳動齒輪相嚙合；多個可動遮擋單元位于傳動齒輪的內側，各可動遮擋單元包括相互連接的嚙合部和遮擋部，嚙合部與傳動齒輪相嚙合，相鄰的遮擋部部分重疊，以在遮擋部的內側形成濺射通道；驅動裝置與驅動齒輪相連接；當驅動齒輪在驅動裝置的驅動下旋轉時，傳動齒輪在嚙合作用下旋轉，并帶動可動遮擋單元旋轉，由此改變濺射通道的大小。本發明有助于提高鍍膜均勻性。

技術領域

本發明涉及集成電路領域，特別是涉及一種用于制造集成電路的設備，尤其是涉及一種可靈活調整濺射范圍的物理氣相沉積設備。

背景技術

鍍膜工藝是半導體器件制備過程中的重要工藝。鍍膜均勻性對產品質量至關重要，其不僅是薄膜參數的重要指標之一，同時也是衡量物理氣相沉積（PVD）設備的核心指標。鍍膜厚度的均勻性與靶基距（濺射靶材與晶圓基座的距離）、靶材上方磁鐵組件的型號及氣體流量等都有較大的關系。鍍膜過程中，晶圓放置在基座上，非鍍膜面與基座相接觸，鍍膜面向上與靶材相對。對于某些功率器件、封裝類器件等產品，在晶圓上鍍膜時通常要求不能將金屬薄膜濺鍍在晶圓的非鍍膜面?，F有技術中，為了防止晶圓的非鍍膜面被濺鍍上薄膜而影響器件的功能，一般會在晶圓邊緣上方設置遮擋組件（例如對于內徑為300mm的晶圓，通常會采用口徑略小于晶圓內徑，如內徑為290mm或者280mm的遮蔽環）來進行遮擋濺射，避免晶圓的非鍍膜面被污染。

現有公開技術中，遮蔽環的設計主要有兩種：第一種是遮蔽環壓住晶圓邊緣隨晶圓基座一起上下運動以實現鍍膜均勻性的可調，該設計的缺點是遮蔽環壓住晶圓進行鍍膜工藝后會存在遮蔽環粘片和晶圓破片等問題，同時對晶圓邊緣的薄膜厚度的可控性也較差。即，由于遮蔽環與晶圓直接接觸，導致晶圓邊緣接觸位置存在鍍膜堆積現象，并且難以均勻地控制鍍膜厚度。第二種是遮蔽環位于腔體內濺射靶材與基座之間的某一位置，由于磁控濺射靶材會隨著使用時間的增加而逐漸變薄，其相對于基座的距離（即靶基距）也會隨之變大，若想保證鍍膜的均勻性并且避免晶圓非鍍膜面被污染，則需要調整靶材、可動遮蔽環、基座三者之間的位置關系，調整方案主要有以下幾種：

1）遮蔽環和基座位置不變，將靶材調節到合適的高度；

2）靶材和遮蔽環不動，將基座調節到合適的高度；

3）靶材和基座不動，將遮蔽環調節到合適的高度；

對應以上3種方案有3種類型的調節裝置。但無論采用基于以上哪種方案設計出的調節裝置，都必須要解決靶材、遮蔽環和基座三者中任意一者的升降結構問題（即改變三者的上下位置關系），而腔體內部原本的空間比較有限，增設升降結構無疑會占用更多的腔內空間，更甚者會導致腔體本身的體積結構過于龐大，增加設備制造成本的同時也增加了設備的運行功耗。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種可靈活調整濺射范圍的物理氣相沉積設備，以解決現有設計的遮蔽環結構會導致粘片和晶圓破片，或者導致設備體積龐大，增加設備成本和運行功耗等問題。本發明可在現有腔體空間大小的基礎上進一步縮小腔體空間以降低設備成本和運行功耗的同時，還能達到改善由于靶材損耗造成的靶基距變化而需重新調整設備狀態（靶材、遮蔽環和基座三者之間的位置、濺射遮蔽入射角等狀態）等問題。