一种承载装置及物理气相沉积设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种承载装置及物理气相沉积设备。
【背景技术】
[0002] 磁控瓣射技术，又称物理气相沉积技术，是集成电路制造过程中沉积金属层和相 关材料层广泛采用的技术。娃通孔灯虹OU曲Silicon Via, W下简称TSV)技术是Η维集成 电路中堆叠芯片实现互连的关键技术，其可W大大降低芯片之间的互连延迟。
[0003] TSV技术中通常采用物理气相沉积方法在娃通孔内沉积阻挡层和铜巧晶层。图1 为现有的一种物理气相沉积设备的结构示意图。请参阅图1，该物理气相沉积设备包括反应 腔室10,在反应腔室10内设置有用于承载被加工工件S的基座11和压环12,压环12包括 环体121和在环体121内周壁上沿其周向间隔设置的多个压爪122,借助多个压爪122的下 表面叠置在被加工工件的边缘区域，用W将被加工工件固定在该基座11上；为实现填充高 深宽比的通孔，基座11与第一电源13电连接，用W向基座11提供负偏压，W吸引等离子体 朝向被加工工件运动，为了适应导电性不佳的晶片，目前的PVD工艺中第一电源13通常为 射频电源，且射频电源的频率范围在400k~13. 56MHz。在反应腔室10的顶部设置有革己材 14,借助祀材14与第二电源（图中未示出）电连接，第二电源包括直流电源，用W向祀材14 提供负偏压，W使氮气放电产生等离子体，并吸引带正电的氮离子轰击祀材14,当氮离子的 能够足够大时会使得祀材14表面的金属原子逸出而沉积在被加工工件上，从而实现在被 加工工件上沉积金属薄膜。
[0004] 在实际应用中，为实现基座11、压环12和被加工工件Η者等电位，W防止打火现 象的发生，基座11和压环12通过诱电线圈形成电接触，W实现二者等电位；压爪122下表 面的靠近被加工工件的区域直接与被加工工件的上表面相接触，如图2所示，但由于被加 工工件上表面上沉积金属薄膜的厚度一般为1 μ m，因此，仅可W实现压爪122与被加工工 件S线接触导通，而针对第一电源13为射频电源来说，需要面接触导通才能实现二者等电 位，也就是说，在实际应用中不能实现压环12与被加工工件S等电位。
[0005] 因此，压爪122边沿与被加工工件表面之间存在第一电势差，且压爪122边沿处的 被加工工件表面的第一电势差最大，所谓压爪122边沿是指压爪122的与被加工工件叠置 的部分的边沿；而基座11与被加工工件表面之间存在第二电势差，且被加工工件表面各个 位置处的第二电势差相等。由于被加工工件表面的总电势差等于第一电势差和第二电势差 的叠加，因此，压爪122边沿处的被加工工件表面的总电势差最大，送在被加工工件表面通 过等离子体与地形成回路的情况下，该总电势差使得该压爪122边沿处的被加工工件表面 的射频电流远大于被加工工件的其他表面，该射频电流会造成该压爪122边沿处的被加工 工件的温度远高于其他表面的温度，当温度达到一定数值，则在压爪122边沿处会发生打 火现象，从而造成承载装置的稳定性差和被加工工件浪费。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种承载装置，其 可W减小在该压环边沿处的被加工工件表面产生的射频电流，因而可W避免该射频电流造 成压环边沿处的被加工工件表面温度过高而发生打火现象，从而可W降低压环边沿处打火 现象发生的可能性，进而可W提高承载装置的稳定性和减小打火现象造成的被加工工件损 坏。
[0007] 为解决上述问题之一，本发明提供了一种承载装置，包括基座和压环，所述基座用 于承载被加工工件，所述基座与射频电源电连接，用W向所述基座提供负偏压，所述压环的 下表面叠置在被加工工件上表面的边缘区域，用W将所述被加工工件固定在所述基座上； 在所述基座的上表面上设置有凹槽，所述凹槽对应所述压环的与被加工工件叠置的部分设 置，且所述压环的与被加工工件叠置的部分的正投影位于所述凹槽内，并且在所述凹槽内 设置有绝缘件，所述绝缘件用于减小其正上方的被加工工件表面与所述基座之间的电势 差，且所述绝缘件不高于所述基座的上表面。
[0008] 其中，所述绝缘件为绝缘体。
[0009] 其中，所述绝缘体采用陶瓷或四氣己帰材料制成。
[0010] 其中，所述绝缘件为绝缘薄膜。
[0011] 其中，所述绝缘薄膜包括硬质阳极氧化膜。
[0012] 其中，所述压环包括环体，在所述环体的内周壁上还设置有多个压爪，所述压爪的 整个或部分下表面叠置在所述被加工工件的边缘区域，或者，所述环体下表面的靠近其环 孔的环形区域W及所述压爪的整个下表面叠置在所述被加工工件的边缘区域。
[0013] 其中，所述压环包括环体，所述环体下表面的靠近其环孔的环形区域叠置在所述 被加工工件的边缘区域。
[0014] 其中，所述绝缘体在竖直方向上的厚度Η根据W下公式计算：
[0015]
[0016] 其中，U表示在所述基座上未设置所述绝缘体时所述基座与所述被加工工件表面 之间的电势差，单位为kv ;厚度Η的单位为mm。
[0017] 其中，所述射频电源的输出功率的范围在400k~13. 56MHz。
[0018] 本发明还提供一种物理气相沉积设备，包括承载装置，所述承载装置采用本发明 提供的上述承载装置。
[0019] 本发明具有W下有益效果：
[0020] 本发明提供的承载装置，在基座的上表面上设置有凹槽，凹槽对应压环的与被加 工工件叠置的部分设置，且压环的与被加工工件叠置的部分的正投影位于凹槽内，并且在 该凹槽内设置有绝缘件，绝缘件不高于基座的上表面，也就是说，压环边沿处的被加工工件 表面位于该绝缘件正上方的被加工工件表面内，并且，绝缘件用于减小其正上方的被加工 工件表面与基座之间的电势差（即第二电势差），因此，可W减小压环边沿处的被加工工件 表面与基座之间的电势差（即第二电势差）。本发明提供的承载装置与现有技术相比，由于 该压环边沿处的被加工工件表面的总电势差等于基座和其之间的电势差（即第二电势差） 与压环边沿和其之间的电势差（即第一电势差）的叠加，而本发明中压环边沿和其之间的 电势差不变，基座和其之间的电势差减小，因此，压环边沿处的被加工工件表面的总电势差 减小，送使得在被加工工件表面通过等离子体与地形成回路的情况下，该总电势差在该压 环边沿处的被加工工件表面产生的射频电流减小，因而可W避免该射频电流造成压环边沿 处的被加工工件表面温度过高而发生打火现象，从而可W降低压环边沿处打火现象发生的 可能性，进而可W提高承载装置的稳定性和减小打火现象造成的被加工工件损坏。
[0021] 本发明提供的物理气相沉积设备，其采用本发明提供的承载装置，可W减小在该 压环边沿处的被加工工件表面产生的射频电流，因而可W避免该射频电流造成压环边沿处 的被加工工件表面温度过高而发生打火现象，从而可W降低压环边沿处打火现象发生的可 能性，进而可W提高承载装置的稳定性和减小打火现象造成的被加工工件损坏。
【附图说明】
[0022] 图1为现有的一种物理气相沉积设备的结构示意图；
[0023] 图2为图1中压环和被加工工件的位置结构示意图；
[0024] 图3为本发明实施例提供的第一种承载装置的剖视图；
[0025] 图4为图3所示的未放置被加工工件的承载装置的俯视图；W及
[0026] 图5为本发明实施例提供的第二种承载装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0027] 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明 实施例提供的承载装置进行详细描述。
[002引图3为本发明实施例提供的第一种承载装置的剖视图。图4为图3所示的未放置 被加工工件的承载装置的俯视图。请一并参阅图3和图4,本实施例提供的承载装置包括基 座20和压环21。其中，基座20用于承载被加工工件S，且基座20与射频电源（图中未示 出）电连接，用W向基座20提供负偏压，W吸引等离子体朝向位于基座20上的被加工工件 S运动，其中，射频电源的频率范围一般为400k~13. 56MHz，并且，射频电源的输出功率越 大，向基座20上加载的负偏差也就越大，因而可W将更多的等离子体吸引到通孔内，从而 可W提高沉积薄膜的台阶覆盖率。
[0029] 压环21的下表面叠置在被加工工件S上表面的边缘区域，用W将被加工工件固定 在基座上。具体地，在本实施例中，压环21包括环体210,并且，在环体210的内周壁上设置 有多个压爪211，借助压爪211的整个下表面叠置在被加工工件S的边缘区域，用W将被加 工工件S固定在基座20上。
[0030] 并且，在基座20上表面上设置有凹槽，凹槽对应压环21的与被加工工件叠置的部 分设置，且压环21的与被加工工件叠置的部分的正投影位于凹槽内，并且在凹槽内设置有 绝缘件22,绝缘件22用于减小其正上方的被加工工件表面与基座20之间的电势差，且绝缘 件22不高于基座20的上表面。具体地，在本实施例中，绝缘件22、基座20上凹槽的数量和 位置与压爪211的数量和位置一一对应，即绝缘件22和基座20上的凹槽为分体结构。并 且，如图3所示，绝缘件22为绝缘体，由于绝缘体的上表面不高于基座20的上表面，送可实 现被加工工件平稳地放置在基座20上。<