专利名称：一种物理气相沉积设备的压环装置的制作方法
技术领域：
[0001]本实用新型涉及一种物理气相沉积设备，尤其涉及一种可以防止发生粘片现象的物理气相沉积设备的压环装置。
背景技术：
金属化工艺是在芯片制造过程中，在绝缘介质薄膜上淀积金属薄膜，随后光刻与刻蚀形成图形，并在图形中填充形成互联金属线和集成电路的通孔的过程。在金属化工艺中，铝作为传统的互连导线，在半导体工艺中被广泛应用。物理气相沉积法是在半导体工艺制程中淀积形成铝互连线的最主要方法，其基本原理是在工艺腔中形成等离子体环境，用带正电的气体离子氩轰击靶材，把动能直接传递给靶材原子(即，沉积物质)，从而使靶材原子逸出，淀积在晶圆衬底材料上的物理化学过程。气体离子氩不断轰击靶材原子，靶材原子不断淀积在晶圆衬底材料上，在此过程中会产生大量热量，会导致工艺腔升温。在物理气相沉积铝互联线的一些制程中，由于要求大电流通过，顶层铝互连导线需要加厚到3 4微米。由于铝是在高温高直流电流的腔体中进行溅射的，当工艺腔体连续工作时，大功率的等离子体(Plasma)会产生大量的热，引起腔体的零部件,尤其是与晶圆直接接触的压环(Clamp Ring)装置在工作中温度持续升高。由于压环装置与晶圆直接接触，而两者材质不同，热膨胀系数相差较大(压环为不锈钢，膨胀系数为14. 4 16. 0PPM/°C，晶圆为硅，膨胀系数为3. 0PPM/°C )，同时压环装置的内环与晶圆的外沿接触，在高温高功率的环境下可能会造成因膨胀幅度不同而导致粘片现象。同时，形成在晶圆衬底上的铝又出现软化，甚至局部有融化的现象。如果上述软化甚至融化的铝正好镀到压环和晶圆接触的地方，就会发生粘片现象。对于发生了粘片的晶圆，轻者造成该晶圆的良率降低，重者导致晶圆的碎片。并且，对于发生粘片的工艺腔，必须停止工作，并进行保养和更换零部件，导致缩短了设备的平均故障间隔(MTBF)，降低了设备的可利用率(Up time)，直接影响了生产进度。此外，为了半导体工艺中各个工艺的精确对准，通常在晶圆上形成一个小缺口或小凹槽，称之为对准标记(Alignment Mark)。在物理气相沉积过程中，物理气相沉积工艺(例如铝淀积工艺)有时需要淀积3 4微米厚，较厚的沉积物质(例如铝)会把晶圆的对准标记填满，使晶圆的对准标记无法辨别，导致后续的光刻等工艺因难以对准而无法完成正常的工艺过程。
实用新型内容本实用新型要解决的问题是提供一种物理气相沉积设备的压环装置，以减少粘片现象，同时避免沉积填满进入晶圆的对准标记而无法辨别的问题。为解决上述问题，本实用新型提供了一种物理气相沉积设备的压环装置，包括环形本体；至少一个伸出条，固定设置于所述环形本体的环形表面上，与所述环形本体所在的平面平行；以及至少三个凸出体，与所述环形本体的内环边缘固定连接，并与所述环形本体位于同一平面上。可选的，所述伸出条的形状为椭圆形或矩形。可选的，所述凸出体的形状为梯形或矩形。较佳的，所述伸出条为两个，所述凸出体为四个。较佳的，所述二个伸出条分别位于环形本体内环的一直径的两端。较佳的，所述四个凸出体相互对称地分布于所述环形本体的内环边缘上。进一步的，所述压环装置还包括保护环，所述保护环与所述环形本体的外环边缘固定连接，与所述环形本体所在平面呈固定角度。进一步的，所述固定角度的范围为0 90°。进一步的，所述保护环、所述伸出条、所述凸出体以及所述环形本体为一体成型。较佳的，所述伸出条的长度为5 15mm。进一步的，所述环形本体的内环直径为4 12英寸。较佳的，所述压环装置的材质为不锈钢或钛。本实用新型中压环装置与现有技术相比，在压环装置的环状本体的内环上增加部件，包括至少一个伸出条和至少三个凸出体。工作时，压环装置仅有凸出体与晶圆相接触，减少了压环装置和晶圆的接触面积，进而减少粘片现象的发生。同时，所述伸出条的位置与晶圆的对准标记相对应，当压环装置压设于晶圆上方时，伸出条2能够位于晶圆的对准标记的上方，阻挡物理气相沉积过程中沉积物质(例如铝)填充到晶圆的对准标记，进而避免了因物理气相沉积过程中沉积物质沉积充满晶圆的对准标记而使其无法辨别的问题，进而保护了晶圆在后续光刻工艺中的正常对准。此外，在环状本体上增加保护环，便于压环装置的安装和拆卸，避免污染晶圆。
图I为本实用新型一实施例中物理气相沉积设备的压环装置的俯视图。图2为本实用新型一实施例中物理气相沉积设备的压环装置的侧视图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。本实用新型提供了一种物理气相沉积的压环装置，用于物理气相沉积，尤其针对铝互连线的物理气相沉积。所述压环装置的材料可以为金属，例如为不锈钢或钛。金属不锈钢或钛形状固定，机械强度高，在高温条件下不易变形，且不会对晶圆产生杂质污染。其中压环装置较佳的材料为膨胀系数更低的钛(钛的膨胀系数为10. 8PPM/°C )，膨胀系数低的钛在高温条件下变形小，能够更好的与晶圆接触。图I为本实用新型一实施例中物理气相沉积设备的压环装置的俯视图，如图I所示，所述压环装置包括环形本体1，以及至少一个伸出条2和至少三个凸出体3 ;所述伸出条2与固定设置于所述环形本体I的环形表面上，并与所述环形本体I所在的平面平行，所述凸出体3与所述环形本体I的内环边缘固定连接，并与所述环形本体I位于同一平面上。在本实施例中，所述环形本体I的内环直径等于所述晶圆的直径，故所述环形本体I的内环直径的实际尺寸根据实际采用的晶圆尺寸确定。针对半导体工艺中常见的4 12英寸的晶圆，所述环形本体I的内环直径较佳的范围为4 12英寸，对于其他尺寸的晶圆，所述环形本体I的内环直径的尺寸可以相应地进行改变。此外，在其他的实施例中，环形本体I的内环直径还可以略大于晶圆的直径，只要当压环装置放置于所述晶圆上时，凸出体3能够与与晶圆接触，并能够起到固定晶圆作用的环形本体I的尺寸，都在本实用新型的思想范围内。在本实施例中，所述伸出条2固定设置于所述环形本体I的环形表面上，位置高于所述环形本体I，用于遮挡晶圆的对准标记。当压环装置压设于晶圆上方时，将伸出条2调整至位于晶圆的对准标记正上方，能够阻挡物理气相沉积过程中沉积物质填充进入到对准标记中，避免因沉积物质充满晶圆的对准标记而使其无法辨别的问题；因此，可以根据晶圆的对准标记的长度,确定所述伸出条的长度,范围在5mm 15mm,其中较佳的长度为IOmm;在其他实施例中，所述伸出条2还可以是固定连接于所述环形本体I的内环边缘，并与所述环形本体I位于同一平面的位置，在遮挡晶圆的对准标记的同时，替代部分凸出体起到与晶圆相接触的作用。所述凸出体3用于与晶圆相接触，多个凸出体3均匀地分布于环形本体I的内环上，有利于压环装置与晶圆之间的力均匀分布。如图I所示，在本实施例中，压环装置包括两个伸出条2和四个凸出体3，伸出条2的形状为椭圆形，凸出体3的形状为矩形，二个伸出条2位置相对称，分别位于环形本体I的环形表面上，位于内环一条直径的两端，即，如图I中的三点钟和九点钟方向处，四个凸出体3相互对称地分布于环形本体I的内环边缘上，即，如图I中的两点钟、四点钟、七点钟和十一点钟方向处。此外，所述伸出条2和凸出体3的形状和数量不被限制，例如所述伸出条2可以为一个或三个等，其形状还可以为矩形等，所述凸出体3具有三个或六个等，其形状还可以为矩形等；只要在压环装置工作过程中，伸出条2能够遮挡晶圆的对准标记，凸出体3能够与晶圆良好地接触的压环装置的结构均在本实用新型的思想范围内。图2为本实用新型一实施例中物理气相沉积设备的压环装置的侧视图。结合图I和图2，压环装置还包括保护环4，所述保护环4固定连接于所述环形本体I的外环上，并倾斜于所述环形本体1，即，所述固定环4与所述环状本体I之间呈固定角度a，所述固定角度a的范围为大于0°小于等于90°。所述保护环4利用外界机械或人力对压环装置的安装和拆卸，同时能够减小外界机械或人力与环状本体I接触，污染环状本体1，避免进一步污染晶圆。在本实施例中，所述保护环4、所述伸出条2、所述凸出体3以及所述环形本体I为一体成型，一体成型便于制作且结构结实耐用。本实用新型中压环装置与现有技术相比，在压环装置的环状本体I的内环上增加包括至少一个伸出条2和至少三个凸出体3的部件。在工作时，压环装置仅有凸出体3与晶圆相接触，减少了压环装置和晶圆的接触面积，进而减少了粘片现象的发生。同时，当压环装置压设于晶圆上方时，伸出条2能够位于晶圆的对准标记上方，阻挡物理气相沉积过程中沉积物质(例如铝)填充晶圆的对准标记，避免了因沉积物质充满晶圆的对准标记而、使其无法辨别的问题，进而保护了晶圆在后续光刻工艺中的正常对准。此外，在环状本体I上增加保护环4，便于压环装置的安装和拆卸，避免污染晶圆。以上实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，不脱离本实用新型精神和范围的任何修改或局部修改，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，包括 环形本体； 至少一个伸出条，固定设置于所述环形本体的环形表面上，与所述环形本体所在的平面平行；以及 至少三个凸出体，与所述环形本体的内环边缘固定连接，并与所述环形本体位于同一平面上。
2.如权利要求I所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述伸出条的形状为椭圆形或矩形。
3.如权利要求I所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述凸出体的形状为梯形或矩形。
4.如权利要求I所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述伸出条为两个，所述凸出体为四个。
5.如权利要求4所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述二个伸出条分别位于环形本体内环的一直径的两端。
6.如权利要求4所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述四个凸出体相互对称地分布于所述环形本体的内环边缘。
7.如权利要求I所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，还包括保护环，所述保护环与所述环形本体的外环边缘固定连接，与所述环形本体所在平面呈固定角度。
8.如权利要求7所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述固定角度的范围为O 90°。
9.如权利要求7所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述保护环、所述伸出条、所述凸出体以及所述环形本体为一体成型。
10.如权利要求I至9中任意一项所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述伸出条的长度为5 15mm。
11.如权利要求I至9中任意一项所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述环形本体的内环直径为4 12英寸。
12.如权利要求I至9中任意一项所述的物理气相沉积设备的压环装置，其特征在于，所述压环装置的材质为不锈钢或钛。
专利摘要本实用新型提供一种物理气相沉积设备的压环装置，包括环形本体；至少一个伸出条，固定设置于所述环形本体的环形表面上，与所述环形本体所在的平面平行；以及至少三个凸出体，与所述环形本体的内环边缘固定连接，并与所述环形本体位于同一平面上。所述压环装置与现有技术相比，在压环装置的环状本体的内环上增加部件，包括至少一个伸出条和至少三个凸出体。压环装置仅有凸出体与晶圆相接触，减少了压环装置和晶圆的接触面积，进而减少粘片现象的发生。所述伸出条的位置与晶圆的对准标记相对应，阻挡物理气相沉积过程中沉积物质填充晶圆的对准标记，进而避免了因沉积物质充满晶圆的对准标记而使其无法辨别的问题。
文档编号C23C14/00GK202359191SQ201120293969
公开日2012年8月1日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日
发明者曾绍海 申请人:上海集成电路研发中心有限公司