物理气相沉积使用的晶圆旋转装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种物理气相沉积使用的晶圆旋转装置，包括支架、支杆、轴承、软磁体和永磁体。所述的支架与支杆相连，通过轴承与晶圆加热盘相连，所述轴承通过固定杆与腔体固定，所述的支杆末端与软磁体相连，所述软磁体和永磁体对应放置于腔体内外两侧，当外侧永磁体转动时，通过磁耦合实现晶圆托盘旋转。上述物理气相沉积使用的晶圆旋转装置可以改善晶圆表面沉积薄膜的方阻、厚度和应力均匀性。

Wafer rotating device for physical vapor deposition

The utility model provides a wafer rotating device for physical vapor deposition, which comprises a bracket, a support rod, a bearing, a soft magnet and a permanent magnet. The bracket is connected with the support rod, and is connected with the wafer heating plate through the bearing. The bearing is fixed with the cavity through the fixed rod, and the end of the support rod is connected with the soft magnet. The soft magnet and the permanent magnet are correspondingly placed on both sides of the cavity. When the outer permanent magnet rotates, the wafer tray rotates through the magnetic coupling. The wafer rotating device used in the physical vapor deposition can improve the square resistance, thickness and stress uniformity of the deposited film on the wafer surface.

【技术实现步骤摘要】
物理气相沉积使用的晶圆旋转装置
本技术涉及半导体制造装置
，尤其涉及一种物理气相沉积使用的晶圆旋转装置。
技术介绍
物理气相沉积工艺是半导体制造的关键步骤之一，此工艺步骤对沉积薄膜的阻值均匀性和膜厚均匀性等参数要求较高，如何获得高质量的薄膜材料对半导体制造的下一环节十分重要。目前，传统的物理气相沉积工艺得到的薄膜的方阻、厚度和应力等均匀性往往欠佳，尤其是不能满足一些新型的集成电路和MEMS应用的需要，因为这些新型应用要求薄膜的厚度均匀性要达到0.5%甚至更低;为了优化工艺，获得良好的薄膜厚度和应力均匀性，特设计一种物理气相沉积使用的晶圆旋转装置。
技术实现思路
为了优化薄膜的方阻、厚度和应力均匀性，本技术专利提出的技术方案为：一种物理气相沉积使用的晶圆旋转装置，应用于在物理气相沉积腔体中，所述沉积腔体中使用永磁装置通过直流、交流或脉冲直流磁控溅射，将金属氮化物或金属氧化物薄膜沉积到晶圆表面；其中，所述的磁控溅射装置包括永磁装置、靶材和溅射动力源（可以是直流、交流或脉冲直流电源），永磁装置产生初级磁场；其中，所述物理气相沉积使用的晶圆旋转装置包括支架、支杆、轴承、软磁体、永磁体和马达，所述软磁体也可用永磁体代替；所述的支架与支杆相连，通过轴承与晶圆加热盘相连，所述轴承通过固定杆与腔体固定，所述的支杆末端与软磁体相连，与所述软磁体对应的永磁体安装在腔体外部。除了腔外的永磁体和马达，所述晶圆旋转装置均处在所述沉积腔内；所述的支架，上端呈圆环状，有四个支点，呈90°分布，或有三个支点，呈120°分布，或更多支点，用于支撑晶圆。所述支架下端有方形或倒锥形孔洞，在使用过程中，与支杆配合；所述的支杆，一端呈方形或锥形，用于与支架接触时，固定支架；支杆另一端呈正方形可以与软磁体镶嵌在一起；所述软磁体安装在腔体内部，软磁体正面有方形孔，用于与支杆固定；所述永磁体安装在腔体外部，与软磁体对应放置；当所述马达带动腔外永磁体转动时，通过磁耦合带动软磁体一起转动，实现晶圆旋转装置的转动，改善薄膜的方阻、厚度和应力均匀性；所述物理气相沉积使用的晶圆旋转装置亦可采用可旋转顶轴加上下移动波纹管的设计，或者采用磁流体旋转密封的方式。附图说明图1为本技术总体结构示意图；图2为本技术支架结构示意图；1.晶圆；2.晶圆加热盘；3.轴承；4.腔体；5.支架；6.支杆；7.软磁体；8.永磁体。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明；如图1所示，一种物理气相沉积使用的晶圆旋转装置，包括支架5、支杆6、轴承3、软磁体7、永磁体8和马达（图1中未标出）。所述的支架5与支杆6相连，所述支杆6与轴承3相连，所述轴承3通过固定杆与腔体4固定，所述的支杆6末端与软磁体7相连，所述软磁体7对应的永磁体8安装在腔体4外部；如图2所示，所述的支架5，上端呈圆环状，有四个支点，呈90°分布，用于支撑晶圆1。所述支架下端有方形或倒锥形孔洞，在使用过程中，与支杆配合；所述支杆6一端呈正方形可以与软磁体7镶嵌在一起，另一端呈方形或锥形，在使用过程可以与支架形成接触或不接触状态；所述软磁体7安装在腔体4内部，软磁体7正面有方形孔，用于与支杆6固定；所述永磁体8安装在腔体4外部，与软磁体7对应放置；当所述马达带动永磁体8转动时，通过磁耦合带动软磁体7，实现晶圆旋转装置的转动；使用步骤，在薄膜沉积反应过程中，晶圆加热盘2处在高位，晶圆1紧贴晶圆加热盘2进行反应，此时，支杆6与支架5相脱离。当制程反应部分完成，需要旋转晶圆1时，晶圆加热盘2下降，支杆6与支架5相接触固定，晶圆1脱离晶圆加热盘2并位于支架5之上；然后，腔体外永磁体8进行旋转，通过永磁耦合带动软磁体7、支杆6、支架5和晶圆1旋转一定角度。旋转结束后，晶圆加热盘2上升，支杆6与支架5相脱离，晶圆1重新回到晶圆加热盘2上，薄膜沉积反应继续进行。薄膜沉积反应可分两步或多步进行，在沉积步骤之间，所述晶圆旋转装置可带动晶圆1可进行一次或多次旋转；可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本技术的原理而采用的示例性实施方式，然而本技术并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本技术的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理气相沉积使用的晶圆旋转装置，应用于物理气相沉积腔体中，所述沉积腔体中使用永磁装置通过直流、交流或脉冲直流磁控溅射，将金属氮化物或金属氧化物薄膜沉积到晶圆表面；其中，所述的磁控溅射装置包括永磁装置、靶材和溅射动力源，所述永磁装置产生初级磁场，所述溅射动力源可以是直流、交流或脉冲直流电源；/n其特征在于：所述物理气相沉积使用的晶圆旋转装置包括支架、支杆、轴承、软磁体、永磁体和马达，所述软磁体也可以用永磁体代替；所述的支架与支杆相连，通过轴承与晶圆加热盘相连，所述轴承通过固定杆与腔体固定，所述的支杆末端与软磁体相连，与所述软磁体对应的永磁体安装在腔体外部；除了腔外的永磁体和马达，所述晶圆旋转装置都处在所述沉积腔体内；当所述马达带动腔外永磁体转动时，通过磁耦合带动软磁体一起转动，从而实现晶圆旋转装置的转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种物理气相沉积使用的晶圆旋转装置，应用于物理气相沉积腔体中，所述沉积腔体中使用永磁装置通过直流、交流或脉冲直流磁控溅射，将金属氮化物或金属氧化物薄膜沉积到晶圆表面；其中，所述的磁控溅射装置包括永磁装置、靶材和溅射动力源，所述永磁装置产生初级磁场，所述溅射动力源可以是直流、交流或脉冲直流电源；
其特征在于：所述物理气相沉积使用的晶圆旋转装置包括支架、支杆、轴承、软磁体、永磁体和马达，所述软磁体也可以用永磁体代替；所述的支架与支杆相连，通过轴承与晶圆加热盘相连，所述轴承通过固定杆与腔体固定，所述的支杆末端与软磁体相连，与所述软磁体对应的永磁体安装在腔体外部；除了腔外的永磁体和马达，所述晶圆旋转装置都处在所述沉积腔体内；当所述马达带动腔外永磁体转动时，通过磁耦合带动软磁体一起转动，从而实...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云，睢智峰，张德培，
申请(专利权)人：上海陛通半导体能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31