System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种薄膜制备装置和系统制造方法及图纸_技高网

一种薄膜制备装置和系统制造方法及图纸

技术编号:40385985 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-20 22:20
本发明专利技术涉及了薄膜制备技术领域,具体的说是一种薄膜制备装置和系统,包括高真空传输腔,所述高真空传输腔通过超高真空插板阀连接超高真空物理气相沉积室A、超高真空物理气相沉积室B、超高真空电子束蒸发室和超高真空氧化室,超高真空物理气相沉积室A与超高真空电子束蒸发室位于同一侧,且所述超高真空物理气相沉积室A、超高真空物理气相沉积室B设置于高真空传输腔的两侧。本发明专利技术的薄膜处理系统实现了高效、稳定的薄膜制备。高真空传输室的机械手和传感器装置确保了晶圆的精确搬运和准确定位,而超高真空物理气相沉积室和超高真空氧化室的磁控溅射阴极和样品台则提供了溅射角度和溅射距离的可调节功能,满足了不同工艺需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜制备,具体的说是一种薄膜制备装置和系统


技术介绍

1、集成电路领域所述的薄膜通常为依附于其他物体表面的二维体系,其厚度通常为纳米量级。薄膜制备是集成电路加工工艺的第一步,真空镀膜是指通过真空泵使封闭腔体达到真空状态,而后将膜材气化并沉积到固体衬底上形成薄膜的技术。此过程大致可分为:靶材气化、真空运动和薄膜生长三个过程。物理气相沉积设备是通过物理方法将所需的材料沉积在晶圆表面的技术,通常包括磁控溅射设备、分子束外延设备、电子束蒸发设备和脉冲激光沉积设备。

2、中国专利申请号为cn202010533267.2公开了一种磁控溅射设备,该设备包括工艺腔室和设置再工艺腔室中的靶材,还包括与靶材相对设置的承载台。通过改善工艺气体的注入路径,降低了靶材的中毒速率,提高了生产率。

3、中国专利申请号为cn202110985070.7公开了一种pvd镀膜设备,包括:腔体、溅射单元、基座、承载装置、形变传感器和边缘顶针装置;溅射单元位于腔体上部;基座、承载装置位于腔体内部,承载装置包括承载件和升降机构,承载件位于基座的外围,升降机构与承载件相连接;形变传感器位于腔体内壁,一端电性连接有控制单元;边缘顶针装置有两个,分别与控制单元电性连接,根据控制单元接收到的晶圆形变的信号将镀膜后的晶圆顶起。本专利技术中的设备保证晶圆只在边缘处接触边缘凸环,减少了晶圆正面的划伤和晶圆碎片,提升良率且有效防止晶圆正面产品被镀;且兼顾镀膜后不同的晶圆翘曲形变,大幅降低晶圆滑落及碎片的几率。

4、从上述方案可知,目前主要需要存在以下核心问题:如何实现多个工艺腔室的互联与高效和精确的薄膜传输;如何实现多层薄膜的沉积和调控,实现多层膜和共溅射薄膜的沉积和氧化以及低温等处理。薄膜工艺和处理系统通常包括一个高真空腔室和一些特定的工艺腔室,如物理气相沉积(pvd)室、电子束蒸发室和氧化室。这些工艺腔室的布置和连接方式对于实现高效的薄膜制备和处理至关重要。薄膜的制备通常由磁控溅射设备实现,薄膜的处理通常包括清洗、氧化、薄膜热处理和低温处理,通过氧化和热冷处理可以改变材料的性能从而达到特定的工艺需求。在溅射设备中通常传统方案采用一个腔室内一个阴极的方案,然而目前磁存储和量子信息等领域需要的材料达到了十几种,因此需要在单个腔室内进行阴极的多组集成。然而,溅射腔室中的阴极安装接口以及溅射角度和溅射距离的调节也对薄膜的制备过程和质量起着重要作用。此外,由于存在多个工艺腔体,需要传输腔实现多个工艺腔体的互联,因此如何实现高真空、高效和精确的晶圆传输也是目前面临的一个关键问题。现有技术中的薄膜制备装置和系统存在多工艺腔室的互联方案不够成熟。无法同时实现多层薄膜的沉积(包含共溅射的多组分薄膜)、电子束薄膜沉积、电子束晶圆清洗、晶圆热处理、薄膜氧化处理、薄膜低温处理。

5、为此我们提出了一种薄膜制备装置和系统来解决上述问题。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种薄膜制备装置和系统,解决了多工艺腔室的互联方案不够成熟。无法同时实现多层薄膜的沉积(包含共溅射的多组分薄膜)、电子束薄膜沉积、电子束晶圆清洗、晶圆热处理、薄膜氧化处理、薄膜低温处理的技术问题。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用了如下技术方案:

3、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种薄膜制备装置,包括高真空传输腔,所述高真空传输腔通过超高真空插板阀连接超高真空物理气相沉积室a、超高真空物理气相沉积室b、超高真空电子束蒸发室和超高真空氧化室,超高真空物理气相沉积室a与超高真空电子束蒸发室位于同一侧,且所述超高真空物理气相沉积室a、超高真空物理气相沉积室b设置于高真空传输腔的两侧,且所述超高真空物理气相沉积室a、超高真空物理气相沉积室b与高真空传输腔之间连接口为由物理气相沉积室向高真空传输腔倾斜向下设置。

4、优选的,所述高真空传输腔内部安装有机械手a和机械手b,且所述机械手a的左侧安装有多个校准装置,所述高真空传输腔内部有传感器装置,且所述传感器装置围绕机械手a和机械手b设置,所述高真空传输腔上设置有低温装置安装接口,且所述低温装置安装接口上安装有低温装置,且低温装置位于所述机械手a和机械手b之间。

5、优选的,超高真空物理气相沉积室a和超高真空物理气相沉积室b上盖上设有多个阴极安装接口,超高真空物理气相沉积室a的中部安装有垂直溅射阴极,且所述超高真空物理气相沉积室a的四角处对称安装有可调角度的磁控溅射阴极。

6、优选的,超高真空物理气相沉积室b结构与超高真空物理气相沉积室a相同。

7、优选的,超高真空电子束蒸发室、超高真空氧化室均与机械手b处的高真空传输腔连通;

8、所述校准装置位两个,两个校准装置对称设置在机械手a的两侧。

9、优选的,高真空传输腔内设有一个用于对晶圆进行低温处理的低温腔;

10、所述高真空传输腔的一侧通过超高真空插板阀连接高真空load lock室进口和高真空load lock室出口,所述高真空传输腔的另一侧通过超高真空插板阀连接超高真空氧化室;

11、所述超高真空氧化室的上盖设有两个阴极安装接口。

12、优选的,所述高真空load lock室进口与超高真空物理气相沉积室b位于同一侧,高真空load lock室出口与超高真空物理气相沉积室a位于同一侧。

13、优选的,所述高真空传输腔的底端固定安装有底板,且底板的底端固定安装有缓冲结构,所述缓冲结构的外侧设置有稳定结构,且稳定结构的外侧固定安装有连接结构。

14、优选的,所述缓冲结构包括支撑组件,且支撑组件固定安装在所述底板的底端,所述底板的底端固定安装有缓冲组件,所述底板的底端固定安装有阻尼组件,所述支撑组件的底端固定安装有调节板。

15、优选的,所述稳定结构包括承载组件,且承载组件套设在所述调节板的外侧,所述承载组件的内部插设有驱动结构,所述承载组件的内部插设有展开组件;

16、所述连接结构包括齿条,且齿条固定安装在展开组件的外侧,所述展开组件的内部插设有螺纹柱b,且螺纹柱b的外侧固定安装有圆形齿轮。

17、优选的,所述超高真空氧化室的上盖设有两个阴极安装接口。

18、一种如上述的薄膜制备装置的系统,该系统由薄膜制备装置组成。

19、本专利技术的有益效果是:

20、(1)本专利技术特殊形状的高真空传输室集成了低温薄膜处理腔和校准腔以及进样室,并且具备四个水平的连接位置(2,3,4和预留位置),方便连接较大的工艺腔室。装置总体可以实现多个工艺腔室的连接以及晶圆的高效和精确传输,集成了多个工艺腔室,可以同时实现多层薄膜的沉积(包含共溅射的多组分薄膜)、电子束薄膜沉积、电子束晶圆清洗、晶圆热处理、薄膜氧化处理、薄膜低温处理。从而可以实现复杂工艺的处理。

21、(2)本专利技术的薄膜处理系统实现了高效、稳定的薄膜制备。高真空传输室的机械手和传感器装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种薄膜制备装置,包括高真空传输腔(1),所述高真空传输腔(1)通过超高真空插板阀连接超高真空物理气相沉积室A(2)、超高真空物理气相沉积室B(3)、超高真空电子束蒸发室(4)和超高真空氧化室(5),其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:所述高真空传输腔(1)内部安装有机械手A(11)和机械手B(12),且所述机械手A(11)的左侧安装有多个校准装置(14),所述高真空传输腔(1)内部有传感器装置(13),且所述传感器装置(13)围绕机械手A(11)和机械手B(12)设置,所述高真空传输腔(1)上设置有低温装置安装接口(8),且所述低温装置安装接口(8)上安装有低温装置(15),且低温装置(15)位于所述机械手A(11)和机械手B(12)之间。

3.根据权利要求1所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:超高真空物理气相沉积室A(2)和超高真空物理气相沉积室B(3)上盖上设有多个阴极安装接口,超高真空物理气相沉积室A(2)的中部安装有垂直溅射阴极(22),且所述超高真空物理气相沉积室A(2)的四角处对称安装有可调角度的磁控溅射阴极(21)。

4.根据权利要求3所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:超高真空物理气相沉积室B(3)结构与超高真空物理气相沉积室A(2)相同。

5.根据权利要求2所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:超高真空电子束蒸发室(4)、超高真空氧化室(5)均与机械手B(12)处的高真空传输腔(1)连通;

6.根据权利要求5所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:高真空传输腔(1)内设有一个用于对晶圆进行低温处理的低温腔;

7.根据权利要求1所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:所述高真空Load lock室进口(6)与超高真空物理气相沉积室B(3)位于同一侧,高真空Load lock室出口(7)与超高真空物理气相沉积室A(2)位于同一侧。

8.根据权利要求1所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:所述高真空传输腔(1)的底端固定安装有底板(31),且底板(31)的底端固定安装有缓冲结构(41),所述缓冲结构(41)的外侧设置有稳定结构(51),且稳定结构(51)的外侧固定安装有连接结构(61)。

9.根据权利要求8所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:所述缓冲结构(41)包括支撑组件(411),且支撑组件(411)固定安装在所述底板(31)的底端,所述底板(31)的底端固定安装有缓冲组件(412),所述底板(31)的底端固定安装有阻尼组件(413),所述支撑组件(411)的底端固定安装有调节板(414)。

10.根据权利要求9所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:所述稳定结构(51)包括承载组件(511),且承载组件(511)套设在所述调节板(414)的外侧,所述承载组件(511)的内部插设有驱动结构(512),所述承载组件(511)的内部插设有展开组件(513);

11.一种根据权利要求1-10任一项所述的薄膜制备装置的系统,其特征在于:该系统由薄膜制备装置组成。

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【技术特征摘要】

1.一种薄膜制备装置,包括高真空传输腔(1),所述高真空传输腔(1)通过超高真空插板阀连接超高真空物理气相沉积室a(2)、超高真空物理气相沉积室b(3)、超高真空电子束蒸发室(4)和超高真空氧化室(5),其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:所述高真空传输腔(1)内部安装有机械手a(11)和机械手b(12),且所述机械手a(11)的左侧安装有多个校准装置(14),所述高真空传输腔(1)内部有传感器装置(13),且所述传感器装置(13)围绕机械手a(11)和机械手b(12)设置,所述高真空传输腔(1)上设置有低温装置安装接口(8),且所述低温装置安装接口(8)上安装有低温装置(15),且低温装置(15)位于所述机械手a(11)和机械手b(12)之间。

3.根据权利要求1所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:超高真空物理气相沉积室a(2)和超高真空物理气相沉积室b(3)上盖上设有多个阴极安装接口,超高真空物理气相沉积室a(2)的中部安装有垂直溅射阴极(22),且所述超高真空物理气相沉积室a(2)的四角处对称安装有可调角度的磁控溅射阴极(21)。

4.根据权利要求3所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:超高真空物理气相沉积室b(3)结构与超高真空物理气相沉积室a(2)相同。

5.根据权利要求2所述的一种薄膜制备装置,其特征在于:超高真空电子束蒸发室(4)、超高真空氧化室(5)均与机械手b(12)处的高真空传输腔(1)连通;

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【专利技术属性】
技术研发人员:程厚义李成胡计豹丁庆
申请(专利权)人:合肥致真精密设备有限公司
类型:发明
国别省市:

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