专利名称：用于溅射装置的固定环及溅射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种用于溅射装置的固定环及 溅射装置。
背景技术：
目前，在半导体结构表面形成电极膜通常采用溅射的方法。溅射装置主要 包括枪体和固定环(coil)。所述枪体的一端为圓筒形，所述固定环为圓环状，
并且在固定环具有一个缺口将固定环断开为两部分。在溅射之前，要将圓片状 的耙材放置在固定环和枪体之间，然后将固定环与枪体固定，耙材也就被夹在 固定环和枪体之间固定，而且固定环、枪体一端的圆筒部分以及固定环保持中 心轴方向相同。
賊射的工艺过程是在真空状态下的反应室中进行的，将部分枪体位于反应 室内，在反应室内和枪体相对的位置具有基板，将半导体结构位于基板上。在 溅射时,给固定环通电，从而在基板和靶材之间形成电场，等离子体在电场作 用下轰击靶材，靶材溅落在半导体器件表面形成电极膜。因为固定环在溅射的 过程中要通电，从而使靶材和基板之间形成电场，而枪体不能带电，因此在安 装的时候，固定环和枪体的内壁之间需要保持一定的间隙，从而使固定环和枪 体之间保持绝缘。
如图1所示的一种现有的溅射装置的纵向剖面示意图，图2为图1所示的 溅射装置的橫截面示意图。如图l和图2所示，所述枪体10包括固定柱12,所 述固定柱12位于枪体10 —端的圓筒部分的靠近端部的内壁上，且位于枪体内 壁的同一圓周上。例如具有5个固定柱pl-p5,其中在1/2圆周上分布着3个固 定柱pl-p3,其间隔为1/4的圆周；在另外1/2圓周的靠近中点的位置分布着2 个固定柱p4和p5,例如这2个固定柱之间的圓周夹角为15.5° 。通常，固定柱 p 1 -p5和枪体10之间不绝缘，例如固定柱p 1 -p5和枪体10可以是相同的材料。 环体的材料可以为钽，因此固定环20也叫做4巨环(Ta coil)。环体21为圆环形， 并且具有缺口 30。环体21的外侧壁的同一圓周上具有用于与枪体10固定的固 定凸起，所述固定凸起(knob)的位置与固定柱pl-p5的位置对应。例如所述固定凸起共有5个hl-h5,以缺口为中心的1/2圓周上在缺口两侧各具有1个，所述 缺口两侧的2个固定凸起h4和h5的圆周夹角为15.5° ;在另外1/2的圓周上分 布着3个固定凸起hl-h3,其间隔为l/4的圓周。通常，固定凸起hl-h5和固定 环20之间保持绝缘，例如固定凸起的材料为绝缘材料。
在使用时，圆片状靶材被放置在固定环20和枪体10之间，固定环20的固 定凸起hl-h5和枪体10的固定柱pl-p5——对应的固定连接，例如使用螺栓固 定。因为固定环20要和枪体10之间绝缘，也就是固定环20的环体21和固定 柱之间必须保持一定的间隙，足以使环体20和固定柱pl-p5保持绝缘，例如间 隙需要大于2.5mm。然而，经过发明人经过测试发现现有的固定环20在安装时， 间隙往往不能满足绝缘的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种固定环，在将固定环安装在枪体上时，固定环和 枪体之间的间隙可以满足绝缘的要求。
本发明提供了一种用于溅射装置的固定环，包括环体和位于环体的环形外 侧面上的固定凸起，所述环体包括两端分别相连的第 一 半圆部分和第二半圆部 分，其中第一半圓部分的外壁圓周为第一圓的一部分，第二半圓部分的外壁圆 周为第二圓的一部分，在第二半圆部分上具有缺口，所述缺口将所述第二半圆 部分断开，并且第一圆的直径小于第二圓的直径。
优选的，所述固定环的材料为钽。
优选的，所述第一半圓部分的外壁圓周长度大于或等于第一圓圓周长度的
1/2。
优选的，所述的第一半圆部分的长度等于第一圆圓周长度的1/2，并且所述 缺口位于第一半圓部分的中心处。
优选的，第一半圆部分外壁所在的第一圓的直径为282mm,所述固定环的 第二半圆部分外壁所在的第二圓的直径为282.lmm-286.8mm。
优选的，所述固定凸起共有5个，以缺口为中心的第二半圓部分上在缺口 两侧各有1个，所述缺口两侧的2个固定凸起距离固定环的圓心的圆周夹角为15.5°至16。，在第一半圓部分上分布着另外3个间隔为1/4的圓周的固定凸起。
相应的本发明还提供了一种'践射装置，包括枪体和固定环，其中枪体包括 圓筒部分，在圓筒部分的内壁上具有固定柱，所述固定柱位于枪体一端的圓筒 部分的靠近端部的内壁上，且位于枪体内壁的同一圆周上。
优选的，所述固定柱为5个，其中在l/2圆周上分布着3个固定柱，其间隔 为1/4的圆周；在另外1/2圓周的靠近中点的位置分布着2个圆周夹角为15.5° 的固定柱。
优选的，圓周夹角为15.5。的固定柱的高度高于其它固定柱的高度。
优选的，圓周夹角为15.5°的固定柱的高度为22.5mm-22.9mm，其它的固 定柱的高度为22.1mm-22.4mm。
上述技术方案中的用于溅射装置的固定环，相比与现有的固定环由两端分 别相连的第一半圓部分和第二半圓部分组成，其中第一半圓部分的外壁圓周为 第一圓的一部分，第二半圓部分的外壁圓周为第二圓的一部分，在第二半圓部 分上具有缺口，所述缺口将所述第二半圓部分断开，并且第一圓的直径小于第 二圆的直径，从而4吏得第一半圆部分与固定环圆心R0的距离大于第二半圆部分 与固定环圆心的距离，因此保证了固定环的环体和枪体的所有的固定柱之间的 距离间隙都满足绝缘的要求，从而使得枪体在工作过程中不带电，而且安装方 便不需要人工进行调节。
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其 它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部 分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为一种现有的溅射装置的纵向剖面示意图2为图1所示的溅射装置的横截面示意图3为本发明的固定环的实施例的横截面示意图4是本发明的溅射装置一实施例的横截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对 本发明的具体实施方式
做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明 能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背 本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于 说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只 是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、 宽度及深度的三维空间尺寸。
在现有技术中，如图1和图2所示所述固定环20包括环体21和位于环体 上的固定凸起hl-h5。环体21的材料可以为钽，因此固定环也叫做钽环。环体 21为圆形，并且具有缺口 30，所述缺口 30将圆环断开。通常固定环为一个标 准的圆环，也就是环体21外壁上的点到圓心的距离相同，环体21内壁上的点 到圓心的距离相同。环体21的外壁上具有用于与枪体固定的固定凸起，所述固 定凸起的位置与枪体10的固定柱pl-p5的位置对应。例如所述固定凸起共有5 个hl-h5,以缺口 30为中心的1/2圓周上在缺口 30两侧各具有1个，所述缺口 30两侧的2个固定凸起h4和h5的圆周夹角为15.5° ;在另外l/2的圓周上分 布着3个固定凸起hl-h3，其间隔为l/4的圓周。通常，固定凸起hl-h5和环体 21之间保持绝缘，例如固定凸起hl-h5的材料为绝缘材料。
在使用时，圓片状靶材被放置在固定环20和枪体10之间，固定环20的固 定凸起hl-h5和枪体10的固定柱pl-p5——对应的固定连接，例如使用螺栓固 定。因为固定环20要和枪体10之间绝缘，也就是固定环20的环体21和固定 柱pl-p5之间必须保持一定的间隙，足以使环体21和固定柱pl-p5保持绝缘， 例如间隙需要大于2.5mm。然而，经过发明人经过测试发现现有的固定环20在 安装时，间隙往往不能满足绝缘的要求，从而使得枪体10带电，使溅射装置出 现故障。因此如果要所述间隙满足要求就需要在安装的过程中进行手工校正， 这样才能保证固定环20和枪体10之间的间隙满足绝缘要求，但是人工校正过 程浪费人力，精确度差，而且容易把固定环20的内外表面滚花破坏从而影响使用效果。发明人研究后发现固定环20和枪体10之间的间隙不容易满足要求的
问题是现有技术中的固定环20都是标准的圆环，也就是环体21外壁上的点 到圆心的距离相同，环体21内壁上的点到圓心的距离相同。但是由于安装固定 环20的枪体10的固定柱pl-p5的高度不同，具体的对应固定环缺口位置的固定 凸起h4和h5的固定柱p4和p5的高度要大于其它的固定柱pl-p3,也就是距离 较近的固定柱p4和p5的高度大于其它固定柱pl-p3的高度。
因此现有技术中固定环20在安装到4仓体10中时往往固定环20的缺口 30 位置距离枪体10的固定柱p4和p5距离过近，然而如果4巴固定环20的直径减 小，在保证固定环20缺口位置和固定柱p4和p5的距离满足要求的前提下，则 固定环20其它位置和其它固定柱pl-p3之间的距离就过大。
图3是本发明的固定环的实施例的横截面示意图。如图3所示，本发明的 固定环，包括环体210和位于环体210的环形外侧面上的固定凸起hl0-h50,所 述环体210包括两端分别相连的第一半圓部分211和第二半圓部分212，其中第 一半圓部分211的外侧壁圓周为一个直径为rl的第一圓110的一部分，第二半 圆部分212的外侧壁为一个直径为r2的第二圆210的一部分，在第二半圓部分 212上具有缺口 300,所述缺口 300将环体212断开，并且rl小于r2。其中第一 半圆部分211外壁的圓周长度大于等于1/2第一圆110的圓周长度。为了描述方 便，将第一半圓部分211的圆心R0叫做固定环200的圓心。上述设置保证了第 一半圓部分211与固定环圓心R0的距离大于第二半圓部分212与固定环圓心 R0的3巨离。
优选的，所述第一半圓部分211外壁的圆周长度为一个直径为rl的圆环的 圆周长度的1/2,第二半圓部分212外壁的圓周长度为一个直径为r2的圆环的圓 周长度的一部分，所述缺口 300位于第二半圆部分212的中心处。
图4是本发明的溅射装置一实施例的横截面示意图。参考图3和图4,因为 在枪体IOO的圓筒部分的内壁上具有固定柱，，例如固定柱pl0-p50，因此在安装 固定环200时需要将固定凸起hlO-h50和固定柱plO-p50的位置对应，然后将固 定凸起hl0-h50和固定柱pl0-p50固定，例如将固定凸起hl0-h50卡在固定柱 pl0-p50内并用螺丝固定。在安装时，固定柱pl0-p50是为和固定环200距离最近的部位，因此只要固定柱pl0-p50和固定环200之间能保持绝缘就可以使枪体 100和固定环200之间绝缘。固定柱pl0-p50和环体211 、 212之间保持绝缘， 间隙需要在2.5mm以上，但是为了保证固定柱pl0-p50和固定凸起hl0-h50之 间的连接，固定柱pl0-p50和环体211、 212之间的距离又不能太大，例如需要 小于3.0mm。因此，优选的，所述固定环200的第一半圆部分211外壁圓周所 在的第一圓210的圆周直径rl为282mm,所述固定环200的第二半圓部分212 外壁所在的第二圆110的圆周直径r2为282.lmm-286.8mm,例如283.0mm、 284.0mm、 285.0mm。这样使得第一半圆部分211的外壁距离固定环200圓心的 距离为141mm,大于第二半圆部分212的外壁距离固定环200圓心RO的距离 114mm。
因为具有缺口 300第二半圆部分212所在的第二圆210的直径r2大于第一 圆110的直径r 1,从而第二半圆部分212外壁与固定环圆心R0的距离小于第一 半圓部分211外壁与固定环圆心R0的距离，使得第一半圓部分211距离固定环 圆心R0的距离大于第二半圆部分212距离固定环圓心R0的距离，这样弥补了 和固定环缺口 300位置对应的固定柱p40和p50的高度大于其它的固定柱 pl0-p30高度的问题，保证了固定环200的环体和枪体100的所有的固定柱之间 的距离都合适。
所述固定环的材料为钽。
优选的，所述固定凸起共有5个，以缺口 300为中心的第二半圓部分212 上在缺口 300两侧各具有1个，所述缺口 300两侧的2个固定凸起h40和h50 距离固定环圓心rO的圆周夹角为15.5。至16° ,例如15.6° 、 15.7° 、 15.8° 、 15.9° 。为了保证固定凸起hl0-h50和固定柱p10-p50之间的距离合适，具体的 所述缺口 300两侧的2个固定凸起h40和h50之间的圆周夹角R0可以根据第二 圆的直径r2选择，该计算方法可以根据本领域技术人员熟知的方法计算。在第 一半圓部分211上分布着另外3个固定凸起hl0-h30,其间隔为l/4的圓周。固 定凸起的材料为绝缘材料。
当然，在其它实施例中，也可以将第一半圓部分211设置为外壁圓周长度 大于第一圓圓周长度的1/2,第二半圆部分212设置为外壁圆周长度小于第二圆圓周长度的1/2,例如可以将所述缺口 300旁2个固定凸起h40和h50的安装位 置之间的部分设置为第二半圆部分212,其它部分为第一半圓部分211，这样保 证了所述缺口 300旁2个固定凸起h40和h50的安装位置与固定环圆心RO的距 离小于其它固定凸起hl0-h30的安装位置与固定环圆心RO的距离。
当然，在其它实施例中，固定环200的第一半圓部分211外壁所在的第一 圆的直径rl和第二半圆部分212所在的第二圆的直径r2还可以根据枪体100的 内壁所在圓的直径选的。
在另一个实施例中，本发明还提供了一种溅射装置，参考图4,包括枪体 100和固定环200,其中枪体100包括圆筒部分，在圆筒部分的内壁上具有固定 柱pl0-p50，所述固定柱plO-p50位于枪体IOO—端的圆筒部分的靠近端部的内 壁上，且位于枪体100内壁的同一圆周上。所述固定环包括环体和固定凸起， 例如固定凸起hlO-h50，所述固定凸起hlO-h50和固定柱plO-p50的位置对应。 所述环体包括两端分别相连的第一半圓部分211和第二半圓部分212,其中第一 半圓部分211的外壁为一个直径为rl的第一圆的一部分，第二半圓部分212的 外壁为一个直径为r2的第二圆的一部分，在第二半圆部分212上具有缺口 300， 所述缺口 300将环体断开，并且rl小于r2。其中第一半圆部分211的外壁圓周 长度大于等于1/2第一圓的圓周长度。为了描述方便，将第一圓的圆心叫做固定 环200的圓心R0。上述设置保证了第一半圆部分211距离固定环圓心R0的距 离大于第二半圓部分212距离固定环圆心R0的距离。
优选的，所述第一半圆部分211的外壁圆周为一个直径为rl的圆的1/2圓 周，第二半圓部分212的外壁圆周为一个直径为r2的圆的圆周的一部分，所述 缺口 300位于第一半圆部分211的中心处。
优选的，具有5个固定柱pl0-p50,其中在1/2圆周上分布着3个固定柱 pl0-p30，其间隔为1/4的圆周；在另外1/2圆周的靠近中点的位置分布着2个固 定柱p40和p50，例如这2个固定柱p40和p50之间的圓周夹角为15.5° 。并且 圆周夹角为15.5°的两个固定柱p40和p50的高度，例如为22.5mm-22.9mm, 高于其它固定柱pl0-p30的高度，例如为22.lmm-22.4mm。圆筒部分的内壁直径为307.5mm-312.2mm。
所述固定环200的第一半圆部分211的外壁圆周所在的第一圆的直径rl为 282mm,所述固定环200的第二半圓部分212外壁圓周所在的第二圓的直径r2 为282.lmm-286.8mm,例如283.0mm、 284.0mm、 285.0mm。这样使得，第一半 圓部分211距离固定环圓心RO的距离为141mm,大于第二半圓部分212距离 固定环圓心RO的距离114mm。
本发明不需要对固定环进行校正，直接将固定环安装上枪体进行使用，就 可以满足固定环和枪体之间的绝缘间隙，因此节省了一道校正的工艺，使用方 便。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟 悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭 示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为 等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发 明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于 本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1、一种用于溅射装置的固定环，其特征在于，包括环体和位于环体的环形外侧面上的固定凸起，所述环体包括两端分别相连的第一半圆部分和第二半圆部分，其中第一半圆部分的外壁圆周为第一圆的一部分，第二半圆部分的外壁圆周为第二圆的一部分，在第二半圆部分上具有缺口，所述缺口将所述第二半圆部分断开，并且第一圆的直径小于第二圆的直径。
2、 根据权利要求l所述的固定环，其特征在于，所述固定环的材料为钽。
3、 根据权利要求2所述的固定环，其特征在于，所述第一半圆部分的外壁 圆周长度大于或等于第一圓圓周长度的1/2。
4、 根据权利要求3所述的固定环，其特征在于，所述的第一半圆部分的长 度等于第一圓圓周长度的1/2，并且所述缺口位于第一半圓部分的中心处。
5、 根据权利要求4所述的固定环，其特征在于，第一半圆部分外壁所在的 第一圆的直径为282mm,所述固定环的第二半圓部分外壁所在的第二圆的直径 为282.lmm-286.8mm。
6、 根据权利要求5所述的固定环，其特征在于，所述固定凸起共有5个， 以缺口为中心的第二半圓部分上在缺口两侧各有1个，所述缺口两侧的2个固 定凸起距离固定环的圓心的圆周夹角为15.5。至16° ，在第一半圆部分上分布 着另外3个间隔为1/4的圓周的固定凸起。
7、 一种包括权利要求1至6所述的固定环的溅射装置，其特征在于，包括 #仓体和固定环，其中4仓体包括圓筒部分，在圓筒部分的内壁上具有固定柱，所 述固定柱位于枪体一端的圓筒部分的靠近端部的内壁上，且位于枪体内壁的同 一圆周上。
8、 才艮据权利要求7所述的'减射装置，其特征在于，所述固定柱为5个，其 中在l/2圆周上分布着3个固定柱，其间隔为1/4的圓周；在另外1/2圓周的靠 近中点的位置分布着2个圆周夹角为15.5°的固定柱。
9、 根据权利要求8所述的溅射装置，其特征在于，圆周夹角为15.5°的固 定柱的高度高于其它固定柱的高度。
10、 根据权利要求9所述的溅射装置，其特征在于，圆周夹角为15.5。的固定柱的高度为22.5mm-22.9mm,其它的固定柱的高度为22.1mm-22.4mm。
全文摘要
本发明提供了一种用于溅射装置的固定环，包括环体和位于环体的环形外侧面上的固定凸起，所述环体包括两端分别相连的第一半圆部分和第二半圆部分，其中第一半圆部分的外壁圆周为第一圆的一部分，第二半圆部分的外壁圆周为第二圆的一部分，在第二半圆部分上具有缺口，所述缺口将所述第二半圆部分断开，并且第一圆的直径小于第二圆的直径。从而，在将固定环安装在枪体上时，固定环和枪体之间的间隙可以满足绝缘的要求。
文档编号C23C14/34GK101545093SQ20091012846
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者庆 刘, 周友平, 姚力军, 涛 汪 申请人:宁波江丰电子材料有限公司