一种多靶枪真空镀膜设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多靶枪真空镀膜设备，其包括靶枪组、以及顺次连通的真空泵、带有进出料口的预抽腔室、溅射腔室和分子泵，预抽腔室上设置有水平驱动机构、设置于水平驱动机构输出端的晶圆夹爪、第一旋转升降机构、以及设置于第一旋转升降机构输出端的晶圆笼，溅射腔室上设置有第二旋转升降机构、以及设置于第二旋转升降机构输出端的镀膜台，晶圆夹爪的移动路径依次经过晶圆笼和镀膜台，靶枪组按照出料口朝向镀膜台的方式安装于溅射腔室上。本实用新型专利技术通过设置可移动的晶圆夹爪和晶圆笼，并在溅射腔室和外界环境之间布置预抽腔室进行缓冲，再通过设置可移动的镀膜台和靶枪组，达到了提高加工效率、便于控制镀膜均匀性的目的。便于控制镀膜均匀性的目的。便于控制镀膜均匀性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种多靶枪真空镀膜设备


[0001]本技术涉及半导体加工的
，尤其是涉及一种多靶枪真空镀膜设备。

技术介绍

[0002]晶圆生产包括多个工艺步骤，镀膜是其中的一个重要工艺，目前在进行镀膜时广泛采用真空镀膜工艺，真空镀膜时需要利用到真空镀膜室，真空镀膜室一般采用真空泵进行抽真空，并采用阴阳极放电轰靶实现溅射镀膜。现有的磁控溅射装置在使用时，靶枪和基片处于相对静止状态，容易导致镀膜厚度不均匀，为了减小影响只能对单个基片进行镀膜，而且基片的尺寸不能过大，使用局限性大。
[0003]授权公告号为CN216378367U的中国专利公开了一种半导体光电用磁控溅射镀膜装置，包括腔体，所述腔体的内底壁螺栓连接有两个靶枪，所述腔体的顶部螺栓连接有旋转机构，所述旋转机构包括固定板，所述固定板的底部螺栓连接有步进电机，所述步进电机的顶部转动连接有第一转动轮，所述固定板的顶部转动连接有第二转动轮，所述第二转动轮的底部螺栓连接有转动盘，所述转动盘的底部固定连接有六个环形排列的置片架。
[0004]上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在每次镀膜前后，上述装置都需要人工打开仓门，以完成置片架上基片的上下料，这会直接导致加工效率的降低，并且会使腔体内的真空环境快速失效，在下一阶段加工时，就需要重新通过机械泵将腔体内的气体抽出，导致加工时间延长；此外，仅通过旋转机构带动置片架旋转的方式，虽然能使基片周向上的靶材溅镀均匀，但是靶枪和置片架的相对位置固定，上述装置还需要通过膜厚仪监控的方式监控靶材溅镀厚度，控制过程较为繁琐，有待改进。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种多靶枪真空镀膜设备，其解决了现有磁控溅射镀膜装置加工效率低、镀膜厚度控制不变的问题，达到了提高加工效率、便于控制镀膜均匀性的效果。
[0006]本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种多靶枪真空镀膜设备，包括靶枪组、以及顺次连通的真空泵、带有进出料口的预抽腔室、溅射腔室和分子泵，所述预抽腔室上设置有水平驱动机构、设置于水平驱动机构输出端的晶圆夹爪、第一旋转升降机构、以及设置于所述第一旋转升降机构输出端的晶圆笼，所述溅射腔室上设置有第二旋转升降机构、以及设置于所述第二旋转升降机构输出端的镀膜台，所述晶圆夹爪的移动路径依次经过所述晶圆笼和镀膜台，所述靶枪组按照出料口朝向镀膜台的方式安装于所述溅射腔室上。
[0008]通过采用上述技术方案，加工时，多个晶圆预先层叠装载在晶圆笼，且预抽腔室的进出料口保持关闭状态，再通过真空泵将预抽腔室和溅射腔室内的空气抽出，以达到较高真空状态，然后晶圆夹爪受水平驱动机构驱使，吸取晶圆笼上的晶圆、并将其插送入溅射腔室内的镀膜台，接着晶圆夹爪收回，分子泵使溅射腔室达到高稳定的高真空状态，将一定量
的氩气充入溅射腔室内，镀膜台受第二旋转升降机构驱使动作，且靶枪组也开始工作、并将靶材以离子态溅射到溅射腔室内，期间通过控制镀膜台的旋转速度、高度、靶枪组的功率以及靶枪组开启的数量等各条件以达到多变量控制磁控溅射工艺中所需镀膜厚度均匀性等各项参数；单个晶圆加工完成后，晶圆夹爪将镀膜台上的镀膜晶圆送回晶圆笼，第一旋转升降机构再将晶圆笼上的下一待加工晶圆转移至晶圆夹爪的移动路径上，如此循环往复，直至晶圆笼上的所有晶圆镀膜完成；一批量的晶圆加工完成后，通过开启出料口将晶圆笼上的晶圆取出，并将下一批量晶圆安放在晶圆笼上，此过程中，由于预抽腔室在溅射腔室和外界环境之间起到缓冲作用，能避免溅射腔室的真空状态快速丧失，从而能降低下次抽真空的时间；在此过程中，通过设置可移动的晶圆夹爪和晶圆笼，并在溅射腔室和外界环境之间布置预抽腔室进行缓冲，能较快达到真空状态、并在真空状态下实现一批量晶圆的连续上下料，再通过可移动的镀膜台和靶枪组，控制镀膜台的旋转速度、高度、靶枪组的功率以及靶枪组开启的数量等各条件以达到多变量控制磁控溅射工艺中所需镀膜厚度均匀性等各项参数，达到了提高加工效率、便于控制镀膜均匀性的目的。
[0009]本技术进一步设置为：所述水平驱动机构包括设置于所述预抽腔室上的直线模组、设置于所述直线模组的滑块上的安装座、以及设置于所述安装座上的磁力送样杆，所述晶圆夹爪设置于所述磁力送样杆上。
[0010]通过采用上述技术方案，直线模组能通过安装座带动磁力送样杆往复直线运动，进而带动晶圆夹爪在晶圆笼和镀膜台之间运动，且磁力送样杆能加强晶圆夹爪在吸取晶圆时的吸附力，保证晶圆镀膜前后的稳定转移。
[0011]本技术进一步设置为：所述第一旋转升降机构包括设置于所述预抽腔室上的第一托板、设置于所述第一托板上的第一升降电机和第一滑轨、滑动连接于所述第一滑轨上的第一转动座、设置于所述第一托板和第一转动座之间的第一丝杆副、设置于所述第一升降电机和第一丝杆副之间的第一带传动副、设置于所述第一转动座上的第一旋转电机、转动连接于所述第一转动座上的第一转轴、以及设置于所述第一旋转电机和第一转轴之间的第二带传动副，所述晶圆笼设置于所述第一转轴上。
[0012]通过采用上述技术方案，升降时，以第一升降电机作为驱动源，通过第一滑轨进行导向、第一丝杆副和第一带传动副进行传动，能带动第一转动座升降，进而带动晶圆笼升降；旋转时，以第一旋转电机作为驱动源，通过第二带传动副进行传动，能带动第一转轴进行旋转，进而带动晶圆笼旋转；其中，第一转轴优选采用磁流体支撑杆。
[0013]本技术进一步设置为：所述第一丝杆副包括转动连接于所述第一托板上的第一丝杆轴、以及设置于所述第一转动座上并螺纹连接于所述第一丝杆轴上的第一传动螺母；所述第一带传动副包括设置于所述第一升降电机输出轴上的第一主动轮、设置于第一丝杆轴上的第一从动轮、以及套设于所述第一主动轮和第一从动轮上的第一传动带。
[0014]通过采用上述技术方案，丝杆传动具有启动力矩小、自锁好的优点，配合带传动将力在双轴之间进行传动，能实现第一转动座的定点升降，进而保证晶圆笼上的下一待加工晶圆能稳定运转至晶圆夹爪的移动路径上。
[0015]本技术进一步设置为：所述第二带传动副包括设置于所述第一旋转电机输出轴上的第二主动轮、设置于所述第一转轴上的第二从动轮、以及套设于所述第二主动轮和第二从动轮上的第二传动带。
[0016]通过采用上述技术方案，带传动具有运行平稳、噪音小、吸震缓冲的优点，能带动晶圆笼进行平稳转动。
[0017]本技术进一步设置为：所述第二旋转升降机构包括设置于所述溅射腔室上的第二托板、设置于所述第二托板上的第二升降电机和第二滑轨、滑动连接于所述第二滑轨上的第二转动座、设置于所述第二托板和第二转动座之间的第二丝杆副、设置于所述第二升降电机和第二丝杆副之间的第三带传动副、设置于所述第二转动座上的第二旋转电机、转动连接于所述第二转动座上的第二转轴、以及设置于所述第二旋转电机和第二转轴之间的第四带传动副，所述镀膜台设置于所述第二转轴上。
[0018]通过采用上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多靶枪真空镀膜设备，其特征在于：包括靶枪组(72)、以及顺次连通的真空泵(4)、带有进出料口(21)的预抽腔室(2)、溅射腔室(3)和分子泵(5)，所述预抽腔室(2)上设置有水平驱动机构(61)、设置于水平驱动机构(61)输出端的晶圆夹爪(62)、第一旋转升降机构(63)、以及设置于所述第一旋转升降机构(63)输出端的晶圆笼(64)，所述溅射腔室(3)上设置有第二旋转升降机构(73)、以及设置于所述第二旋转升降机构(73)输出端的镀膜台(74)，所述晶圆夹爪(62)的移动路径依次经过所述晶圆笼(64)和镀膜台(74)，所述靶枪组(72)按照出料口朝向镀膜台(74)的方式安装于所述溅射腔室(3)上。2.根据权利要求1所述的一种多靶枪真空镀膜设备，其特征在于：所述水平驱动机构(61)包括设置于所述预抽腔室(2)上的直线模组(611)、设置于所述直线模组(611)的滑块上的安装座(612)、以及设置于所述安装座(612)上的磁力送样杆(613)，所述晶圆夹爪(62)设置于所述磁力送样杆(613)上。3.根据权利要求1所述的一种多靶枪真空镀膜设备，其特征在于：所述第一旋转升降机构(63)包括设置于所述预抽腔室(2)上的第一托板(631)、设置于所述第一托板(631)上的第一升降电机(632)和第一滑轨(633)、滑动连接于所述第一滑轨(633)上的第一转动座(634)、设置于所述第一托板(631)和第一转动座(634)之间的第一丝杆副(635)、设置于所述第一升降电机(632)和第一丝杆副(635)之间的第一带传动副(636)、设置于所述第一转动座(634)上的第一旋转电机(637)、转动连接于所述第一转动座(634)上的第一转轴(638)、以及设置于所述第一旋转电机(637)和第一转轴(638)之间的第二带传动副(639)，所述晶圆笼(64)设置于所述第一转轴(638)上。4.根据权利要求3所述的一种多靶枪真空镀膜设备，其特征在于：所述第一丝杆副(635)包括转动连接于所述第一托板(631)上的第一丝杆轴(6351)、以及设置于所述第一转动座(634)上并螺纹连接于所述第一丝杆轴(6351)上的第一传动螺母(6352)；所述第一带传动副(636)包括设置于所述第一升降电机(632)输出轴上的第一主动轮(6361)、设置于第一丝杆轴(6351)上的第一从动轮(6362)、以及套设于所述第一主动轮(6361)和第一从动轮(6362)上的第一传动带(6363)。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟杰，刘东立，杨猛，刘霄，
申请(专利权)人：西湖仪器杭州技术有限公司，
类型：新型
国别省市：