本发明专利技术低温深孔偏压溅射装置，靶材和腔体之间增设固定腔体适配器，载片台上固定用于放置晶圆的冷却盘，腔体适配器内放置上下遮罩，上遮罩的顶部固定在腔体适配器上，上遮罩下部的壁上沿着圆周方向开设有多个通孔，下遮罩的壁上沿着圆周方向开设有与通孔相对应的长条调节孔，上遮罩的下部套在下遮罩内，通过螺栓穿设对应的长条调节孔和通孔以固定上下遮罩，下遮罩的底部固定底板，底板上开设中心孔，底板上沿着圆周方向开设多个安装孔，每一安装孔的边沿周缘上均放置绝缘陶瓷柱，绝缘陶瓷柱套在固定柱内，固定柱固定于底板上，T型吊杆顶端置于绝缘陶瓷柱顶部，T型吊杆底端与压环固定连接，压环上沿着圆周方向设置有多个可调节压杆。
【技术实现步骤摘要】
一种低温深孔偏压溅射装置
本专利技术涉及半导体
，应用于半导体金属化制程，具体涉及一种低温深孔偏压溅射装置。
技术介绍
目前磁控溅射又称物理气相沉积，是集成电路制造过程中沉积金属层以及非金属材料广泛采用的方法。而氮化稼背孔工艺使用了这种加工方式，该技术大大降低了芯片之间的互联延时，并且是三维集成实现的关键技术。传统的磁控溅射技术中，金属原子和离子呈一定的角度溅射到晶片上，但对于高深宽比、有异向结构的氮化稼背孔，溅射的金属无法有效进入空洞内部，导致背孔的底部的薄膜覆盖率很低。现有的磁控溅射深孔沉积技术是在磁控溅射的晶片基座上加载一个负偏压来吸引等离子体，负偏压在合适的范围内时，更多的金属正离子就会被吸引吸附到深孔的孔底。通常因为晶片本身绝缘，基座的偏压都是通过在其上加载射频功率来实现的。偏压溅射在背孔工艺中的应用主要在深孔内部沉积粘附层和金籽晶层，粘附层的作用是让金与其他材料更好的粘附在一起。金籽晶层的作用是为后续电镀工艺做一层导电层，因此对于偏压溅射的背孔工艺，其底部的薄膜覆盖率就有很高的要求，粘附层的薄膜覆盖率不高会导致在后续的工艺中发生孔壁金属脱落的情况，金籽层的覆盖率不佳，会导致电镀工艺无法正常进行，验证影响器件的性能。以应用材料5500为例，正常腔室如图1所示，电机(motor)1’旋转的时候带动磁铁(magnet)2’旋转，以束缚等离子体(plasma)以及增加二次电子来保证持续溅射的进行，腔体7’内通入氩气保证溅射过程的持续进行，靶材(target)3’冷却循环水通保证溅射时的热量及时被带走。在靶材3’的下方有适配器，遮罩8’装在适配器上，来遮挡多余的溅射离子，避免其溅射到腔体的其他区域，压环在进行工艺的时候会被顶到与遮罩脱离的位置，以确保射频功率不会被加载在腔体外壳，载片台具有升降机构，来保证不同需求的靶间距。载片台内部有冷却水循环，并有氩气管路加载在晶片背部。正常制程中，晶片被载片台(Pedestal)顶起，由于收到压环(clampring)4’重力的作用晶片会被紧紧压在载片台上，此时通过背部管路的氩气在制程中填充晶片(wafer)5’与载片台(pedestal)6’之间的缝隙作为热传导的媒介，这样热量可以更好的被循环水带走，这样可以达到冷却晶片的目的。如果是高温制程，则通过背部管路的氩气来均匀的传导热量使晶片均匀加热。但是在实际的生产中，溅射重金属，以金(AU)为例，其产生的热量较大，实验发现，用此种结构的腔室来进行制程的时候，刚开始的几片晶片的工艺温度还可以比较好的控制，几片过后，温度开始逐渐升高而导致粘合晶片的蜡溶解而污染晶片，开腔后发现压环的温度非常高，在生产过程中，由于压环的热量在真空中无法快速传导出去，形成了热积累，导致压环的温度很高，变成了热源，在制程中反而对晶片进行了加热。由于工艺胶和蜡需要在100摄氏度以下才能有较好的粘合作用，所以此种机构就无法在大规模的生产中应用。
技术实现思路
为了解决应用材料Endura5500溅射台在溅射某些金属无法实现低温工艺的问题，满足实际生产中加工件表面涂层不熔化的低温需求，本专利技术提供了一种低温深孔偏压溅射装置。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：本专利技术提供一种低温深孔偏压溅射装置，其包括靶材、腔体和置于腔体内的载片台，其特点在于，所述靶材和腔体之间增设固定有腔体适配器，所述腔体适配器上连接有适配器进水管和适配器出水管，所述载片台上固定有用于放置晶圆的冷却盘，所述腔体适配器内放置有上遮罩和下遮罩，所述上遮罩的顶部固定在腔体适配器上，所述上遮罩的下部的壁上沿着圆周方向开设有多个通孔，所述下遮罩的壁上沿着圆周方向开设有与通孔相对应的长条调节孔，所述上遮罩的下部套在下遮罩内，并通过螺栓穿设对应的长条调节孔和通孔以固定上遮罩和下遮罩，所述下遮罩的底部固定有底板，所述底板上开设有中心孔，所述底板上沿着圆周方向开设有多个安装孔，每一所述安装孔的边沿周缘上均放置有绝缘陶瓷柱，所述绝缘陶瓷柱套设在固定柱内，所述固定柱固定于底板上，T型吊杆的顶端置于绝缘陶瓷柱的顶部，所述T型吊杆的底端与压环固定连接，所述压环置于冷却盘的上方，所述压环上沿着圆周方向设置有多个用于夹压晶圆的可调节压杆。较佳地，所述压环包括压环主体，所述压环主体的表面与T型吊杆的底端固定连接，所述压环主体的内径内嵌设有变径环，所述压环主体上沿着圆周方向开设有多个压杆调节槽，每一压杆调节槽的长度方向为由压环主体的边沿向内径方向，每一压杆调节槽内嵌入可调节压杆，所述可调节压杆包括基座，所述基座上固定有长条滑块，所述长条滑块滑配于对应压杆调节槽内，所述基座的前端固定有遮盖，所述遮盖上固定有压点，所述压点朝向晶圆用于压设晶圆，每一基座和长条滑块上竖向开设有固定螺孔，通过固定螺丝依次穿设基座和长条滑块上的固定螺孔并锁紧压杆与对应的压杆调节槽。较佳地，所述压环主体上沿着圆周方向均匀地开设有三个压杆调节槽。较佳地，所述冷却盘包括冷却盘主体，所述冷却盘主体上沿着圆周方向开设有与腔体内的顶针一一匹配的晶圆顶针孔以供顶针穿设，所述冷却盘主体的中央位置处开设有背气的通气孔，所述冷却盘主体表面开设有气道，所述冷却盘主体上沿着圆周方向开设有多个固定孔，所述固定孔用螺栓将冷却盘主体固定在载片台上，所述冷却盘主体的表面用于承载晶圆。较佳地，所述冷却盘主体上沿着圆周方向开设有三个均匀分布的晶圆顶针孔。较佳地，每一所述固定柱均对应有一个保护罩，所述保护罩罩设对应的固定柱。较佳地，所述保护罩的内腔高度大于T型吊杆的高度。较佳地，所述上遮罩的下部的壁上沿着圆周方向均匀地开设有三个通孔。较佳地，所述底板上沿着圆周方向均匀地开设有三个安装孔。较佳地，所述T型吊杆的底端与压环相螺接。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术通过上下遮罩与带水冷的腔体适配器的紧密结合来提高腔室内部的热传导，通过将压环吊在遮罩下方，由于溅射金属被遮罩挡住，压环便不会因为溅射工艺过程而成为加热晶圆的热源，基本通过遮罩将整个溅射的热量带走。通过压环压住晶圆，同时晶圆背面通有背气，特殊设计的带冷却盘的载片台也可以将溅射时晶圆的热量带走，同时保证了溅射时温度均匀分布，通过这些设计，不仅降低了实际工艺中晶圆的温度，也满足了较好的批次间的重复稳定性，可以批量，连续生产这种低温工艺。附图说明图1为现有技术中正常腔室的结构示意图。图2为本专利技术较佳实施例的低温深孔偏压溅射装置的结构示意图。图3为本专利技术较佳实施例的低温深孔偏压溅射装置的结构剖视图。图4和图5为本专利技术较佳实施例的冷却盘、压环、上遮罩和下遮罩的结构组装示意图。图6为本专利技术较佳实施例的冷却盘、压环、上遮罩和下遮罩的结构组装剖视图。图7为本专利技术较佳实施例的绝缘陶瓷柱和固定柱的结构示意图。图8为本专利技术较佳实施例的压环的结构示意图。图9为本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低温深孔偏压溅射装置，其包括靶材、腔体和置于腔体内的载片台，其特征在于，所述靶材和腔体之间增设固定有腔体适配器，所述腔体适配器上连接有适配器进水管和适配器出水管，所述载片台上固定有用于放置晶圆的冷却盘，所述腔体适配器内放置有上遮罩和下遮罩，所述上遮罩的顶部固定在腔体适配器上，所述上遮罩的下部的壁上沿着圆周方向开设有多个通孔，所述下遮罩的壁上沿着圆周方向开设有与通孔相对应的长条调节孔，所述上遮罩的下部套在下遮罩内，并通过螺栓穿设对应的长条调节孔和通孔以固定上遮罩和下遮罩，所述下遮罩的底部固定有底板，所述底板上开设有中心孔，所述底板上沿着圆周方向开设有多个安装孔，每一所述安装孔的边沿周缘上均放置有绝缘陶瓷柱，所述绝缘陶瓷柱套设在固定柱内，所述固定柱固定于底板上，T型吊杆的顶端置于绝缘陶瓷柱的顶部，所述T型吊杆的底端与压环固定连接，所述压环置于冷却盘的上方，所述压环上沿着圆周方向设置有多个用于夹压晶圆的可调节压杆。/n
【技术特征摘要】
1.一种低温深孔偏压溅射装置，其包括靶材、腔体和置于腔体内的载片台，其特征在于，所述靶材和腔体之间增设固定有腔体适配器，所述腔体适配器上连接有适配器进水管和适配器出水管，所述载片台上固定有用于放置晶圆的冷却盘，所述腔体适配器内放置有上遮罩和下遮罩，所述上遮罩的顶部固定在腔体适配器上，所述上遮罩的下部的壁上沿着圆周方向开设有多个通孔，所述下遮罩的壁上沿着圆周方向开设有与通孔相对应的长条调节孔，所述上遮罩的下部套在下遮罩内，并通过螺栓穿设对应的长条调节孔和通孔以固定上遮罩和下遮罩，所述下遮罩的底部固定有底板，所述底板上开设有中心孔，所述底板上沿着圆周方向开设有多个安装孔，每一所述安装孔的边沿周缘上均放置有绝缘陶瓷柱，所述绝缘陶瓷柱套设在固定柱内，所述固定柱固定于底板上，T型吊杆的顶端置于绝缘陶瓷柱的顶部，所述T型吊杆的底端与压环固定连接，所述压环置于冷却盘的上方，所述压环上沿着圆周方向设置有多个用于夹压晶圆的可调节压杆。
2.如权利要求1所述的低温深孔偏压溅射装置，其特征在于，所述压环包括压环主体，所述压环主体的表面与T型吊杆的底端固定连接，所述压环主体的内径内嵌设有变径环，所述压环主体上沿着圆周方向开设有多个压杆调节槽，每一压杆调节槽的长度方向为由压环主体的边沿向内径方向，每一压杆调节槽内嵌入可调节压杆，所述可调节压杆包括基座，所述基座上固定有长条滑块，所述长条滑块滑配于对应压杆调节槽内，所述基座的前端固定有遮盖，所述遮盖上固定有压点，所述压点朝向晶圆用于压设晶圆，每一基座和长条滑块上竖向开设有固定螺孔，通过固定螺丝依...
【专利技术属性】
技术研发人员：张强，夏久龙，
申请(专利权)人：上海悦匠实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。