溅射工艺反应腔制造技术

本发明专利技术公开了一种溅射工艺反应腔，通过设置第一冷却件和第二冷却件，同时第一冷却件和第二冷却件的上下表面均各自设置了多个能够喷出冷却介质的冷却孔，因此通过这样通过第一冷却件和第二冷却件能够同时对晶圆的上下表面以及加热基座和腔室整体进行冷却降温，可以有效降低晶圆由于磁控溅射引起的升温现象，避免了晶圆升温对薄膜质量的影响，保证了工艺过程的稳定进行，提高效率。同时，对晶圆上下表面同时喷射冷却介质也可以保证晶圆上下表面的气压平衡，避免在晶圆受到冷却介质吹扫冷却过程中在顶针上发生位置偏移。程中在顶针上发生位置偏移。程中在顶针上发生位置偏移。

【技术实现步骤摘要】
溅射工艺反应腔


[0001]本专利技术涉及半导体加工的
，尤其是涉及一种溅射工艺反应腔。

技术介绍

[0002]在半导体的加工过程中，PVD(Physical Vapour Deposition，物理气相沉积)工艺是一种常用的加工手段。在PVD工艺过程中，通常借助磁控管产生磁场，增大对电子的约束能力，同时，在腔室内通入工艺气体，向靶材施加偏压，使工艺气体电离产生等离子体，等离子体撞击靶材，产生靶材材料的原子或离子等粒子，这些粒子沉积在晶圆等被加工件上，即可在被加工件上成膜。
[0003]目前，为了提升产能，因此作为靶材的厚度逐渐变得更厚，这就需要磁控装置的溅射功率也需要相应增大，溅射的粒子沉积在晶圆表面会产生大量热量，容易造成晶圆温度迅速升高，从而导致晶圆的实际温度高于设定的工艺温度，薄膜性能偏离规格。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种溅射工艺反应腔，可以有效降低晶圆由于磁控溅射引起的升温现象，避免了晶圆升温对薄膜质量的影响，保证了工艺过程的稳定进行，提高效率。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种溅射工艺反应腔，包括：
[0006]腔室；
[0007]加热基座，可升降设置在所述腔室的底部，用于承载并加热晶圆；
[0008]顶针组件，包括穿设于所述加热基座的至少三个顶针，当所述加热基座下降时，所述顶针撑起所述晶圆，以使所述晶圆和所述加热基座分离；
[0009]冷却组件，包括可活动设置于所述腔室内的第一冷却件和第二冷却件，所述第一冷却件的上下两表面以及所述第二冷却件的上下两表面各自设置均匀分布的多个冷却孔，所述冷却孔用于喷出冷却介质；
[0010]其中，当所述晶圆和所述加热基座分离时，所述第一冷却件能够移动至所述晶圆和所述加热基座之间，所述第二冷却件能够移动至所述晶圆的上方。
[0011]在可选的实施方式中，所述冷却组件还包括可转动设置于所述腔室底壁的旋转轴，所述第一冷却件和所述第二冷却件均设置于所述旋转轴上，以绕所述旋转轴的轴线进行转动，从而移动至所述加热基座上方或者从所述加热基座上方退出，其中，所述旋转轴设置有介质通道，所述介质通道与所述冷却孔相连通。
[0012]在可选的实施方式中，所述顶针相对于所述腔室能够升降，当所述顶针托起所述晶圆升至高于所述第二冷却件的预设位置时，所述第二冷却件能够移动至所述晶圆的下方并通过自身上表面设置的冷却孔朝所述晶圆喷出冷却介质。
[0013]在可选的实施方式中，所述腔室内设置有位置检测件，所述位置检测件用于检测所述晶圆是否升至所述预设位置；
[0014]和/或，
[0015]所述顶针组件还包括顶针环和连杆，所述顶针环位于所述腔室内，且环绕于所述加热基座的外周侧，所述顶针的底端固定连接于所述顶针环，所述连杆的顶端连接于所述顶针环，所述连杆的底端从所述腔室的底壁伸出，所述连杆能够在外力作用下升降，以通过所述顶针环带动所述顶针进行升降。
[0016]在可选的实施方式中，所述顶针的顶端设置吸盘，所述吸盘用于吸附所述晶圆。
[0017]在可选的实施方式中，所述顶针为中空的管状，所述吸盘与所述顶针的内腔连通，所述顶针的内腔用于连接真空泵。
[0018]在可选的实施方式中，所述顶针组件还包括顶针环和连杆，所述顶针环位于所述腔室内，且环绕于所述加热基座的外周侧，所述顶针的底端固定连接于所述顶针环，所述连杆的顶端连接于所述顶针环，所述连杆的底端从所述腔室的底壁伸出；
[0019]其中，所述顶针环和所述连杆均为中空结构，所述连杆的内腔、所述顶针环的内腔以及所述顶针的内腔依次连通，所述连杆的底端用于连接所述真空泵。
[0020]在可选的实施方式中，所述顶针为中空的管状，其内部设置有弹性件，所述弹性件与所述吸盘连接，用于朝上方推抵所述吸盘。
[0021]在可选的实施方式中，所述顶针内部有连接杆，所述连接杆的顶端与所述吸盘连接，所述连接杆的底端与所述弹性件连接。
[0022]在可选的实施方式中，所述顶针内设置温度检测件，所述温度检测件用于检测所述晶圆的实时温度；
[0023]和/或，
[0024]所述顶针为中空的管状，侧面设置均匀分布的多个开口。
[0025]本专利技术实施例的有益效果包括：
[0026]通过设置第一冷却件和第二冷却件，同时第一冷却件和第二冷却件的上下表面均各自设置了多个能够喷出冷却介质的冷却孔，因此可以在晶圆和加热基座分离时，通过将第一冷却件移动至晶圆和加热基座之间，这样通过第一冷却件上表面冷却孔能够对晶圆的下表面进行冷却降温，同时第一冷却件下表面冷却孔喷出的冷却介质能够对加热基座以及腔室下方区域进行降温，通过将第二冷却件移动至晶圆的上方，第二冷却件下表面冷却孔喷出的冷却介质能够对晶圆的上表面进行冷却降温，第二冷却件上表面冷却孔喷出的冷却介质则能够对腔室上方区域进行降温，这样通过第一冷却件和第二冷却件能够同时对晶圆的上下表面以及加热基座和腔室整体进行冷却降温，可以有效降低晶圆由于磁控溅射引起的升温现象，而且可以避免因仅对晶圆进行冷却降温使其温度降至低于或等于预设温度后，由于加热基座和腔室整体的温度没有降温而高于预设温度，从而导致加热基座和腔室的热量传递至晶圆上，使得晶圆温度重新被加热到高于预设温度的情况发生，避免了晶圆升温对薄膜质量的影响，保证了工艺过程的稳定进行，提高效率。同时，对晶圆上下表面同时喷射冷却介质也可以保证晶圆上下表面的气压平衡，避免在晶圆受到冷却介质吹扫冷却过程中在顶针上发生位置偏移。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为一个实施例中溅射工艺反应腔的剖视图；
[0029]图2为图1中冷却组件工作时的示意图；
[0030]图3为一个实施例中顶针组件的示意图；
[0031]图4为一个实施例中顶针和吸盘的示意图；
[0032]图5为另一个实施例中顶针和吸盘的示意图；
[0033]图6为一个实施例顶针的局部示意图。
[0034]图标：1
‑
腔室；2
‑
磁控管；3
‑
靶材；4
‑
晶圆；5
‑
适配器；6
‑
内衬；7
‑
盖板；8
‑
加热基座；9
‑
顶针；10
‑
第二冷却件；11
‑
第一冷却件；13
‑
顶针环；14
‑
连杆；15
‑
吸盘；16
‑
真空泵；17
‑
弹性件；18...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溅射工艺反应腔，其特征在于，包括：腔室(1)；加热基座(8)，可升降设置在所述腔室(1)的底部，用于承载并加热晶圆(4)；顶针(9)组件，包括穿设于所述加热基座(8)的至少三个顶针(9)，当所述加热基座(8)下降时，所述顶针(9)撑起所述晶圆(4)，以使所述晶圆(4)和所述加热基座(8)分离；冷却组件，包括可活动设置于所述腔室(1)内的第一冷却件(11)和第二冷却件(10)，所述第一冷却件(11)的上下两表面以及所述第二冷却件(10)的上下两表面各自设置均匀分布的多个冷却孔，所述冷却孔用于喷出冷却介质；其中，当所述晶圆(4)和所述加热基座(8)分离时，所述第一冷却件(11)能够移动至所述晶圆(4)和所述加热基座(8)之间，所述第二冷却件(10)能够移动至所述晶圆(4)的上方。2.根据权利要求1所述的溅射工艺反应腔，其特征在于，所述冷却组件还包括可转动设置于所述腔室(1)底壁的旋转轴，所述第一冷却件(11)和所述第二冷却件(10)均设置于所述旋转轴上，以绕所述旋转轴的轴线进行转动，从而移动至所述加热基座(8)上方或者从所述加热基座(8)上方退出，其中，所述旋转轴设置有介质通道，所述介质通道与所述冷却孔相连通。3.根据权利要求1所述的溅射工艺反应腔，其特征在于，所述顶针(9)相对于所述腔室(1)能够升降，当所述顶针(9)托起所述晶圆(4)升至高于所述第二冷却件(10)的预设位置时，所述第二冷却件(10)能够移动至所述晶圆(4)的下方并通过自身上表面设置的冷却孔朝所述晶圆(4)喷出冷却介质。4.根据权利要求3所述的溅射工艺反应腔，其特征在于，所述腔室(1)内设置有位置检测件，所述位置检测件用于检测所述晶圆(4)是否升至所述预设位置；和/或，所述顶针组件还包括顶针环(13)和连杆(14)，所述顶针环(13)位于所述腔室(1)内，且环绕于所述加热基座(8)的外周侧，所述顶针(9)的底端固定连接于...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪昌州，宋维聪，
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：发明
国别省市：