溅射处理室中的工艺套件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种溅射处理室中的工艺套件，包括圆形卡环、接地屏蔽件、定位螺钉、外毂、隔离件和内毂，其中内毂和外毂通过螺纹连接；所述内毂为中空结构，其贯穿地装于接地屏蔽件上，内毂靠近接地屏蔽件的端部具有卡在接地屏蔽件上的凸缘以及限制隔离件的卡台；所述外毂为中空结构，其远离接地屏蔽件的端部具有限制隔离件的卡台；所述隔离件为中空结构，其安装在内毂中；所述定位螺钉依次穿过外毂、隔离件和内毂将圆形卡环和接地屏蔽件连接。本实用新型采用螺纹连接的外毂和内毂，并且利用内外毂具有的卡台限制固定隔离件，结构简单，省去了卡环同时又不需要使用卡环钳工具进行装配，可以快速拆卸和安装工艺套件，节约了设备维护时间。
【专利说明】溅射处理室中的工艺套件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体制造【技术领域】，特别属于一种溅射设备中的工艺套件。
【背景技术】
[0002]物理气相淀积(PhysicalVapor Deposition,简称 PVD)或溅射(Sputtering)是半导体制造过程中经常使用的处理方式之一。溅射工艺是一种物理过程，主要是在处理室中形成等离子体的环境，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，从而使靶原子逸出并淀积在衬底材料上的过程。溅射处理室的底部有一个加热器2对硅片4加热，加热器2不接地而是悬浮或接射频偏置电源，工艺套件保护溅射处理室的内壁，避免在溅射工艺中内壁被溅射。如图1、图2所示，工艺套件I通常包括圆形卡环3、接地屏蔽件10以及连接圆形卡环3和接地屏蔽件10的连接结构，硅片4背面通氩气来控制硅片温度，圆形卡环3压住硅片4防止硅片4移动并保护腔体被溅射。溅射过程中等离子体会在硅片4表面、圆形卡环3和加热器2上累积电荷，所以硅片4淀积时需要将圆形卡环3和接地屏蔽件10进行电气绝缘，如图2所示，硅片4淀积完成后再将累积的电荷释放掉。
[0003]图1是加热器2和圆形卡环3处于分离位置的截面示意图，其中接地屏蔽件10固定在半导体处理室上，此时接地屏蔽件10支撑住圆形卡环3，圆形卡环3和接地屏蔽件10是等电位的。图2为处于溅射工艺时的状态示意图，此时加热器2上的硅片4托起圆形卡环3，由于圆形卡环3与定位螺钉5连接在电气上仍然是导通的，故圆形卡环3和接地屏蔽件10之间需要通过隔离件50绝缘。
[0004]为了使圆形卡环3沿竖直方向上下运动而限制其水平方向运动，同时确保在工艺位置时定位螺钉5和接地屏蔽件10之间电气绝缘，采用图3所示结构对圆形卡环3和接地屏蔽件10进行连接装配。首先，将陶瓷隔离件50向上插入到毂30的内腔中，利用卡环钳将内卡环40安装到毂30的内卡槽中，该内卡环40将陶瓷隔离件50限制在内卡槽上方的毂30内腔中。然后，将毂30放入接地屏蔽件10的开孔中，毂30端部的凸缘搭在接地屏蔽件10上，利用卡环钳将外卡环20安装在接地屏蔽件10的底部，通过该外卡环20固定毂30，如果外卡环20安装正确，那么毂30则不会发生旋转。最后，将定位螺钉5依次穿过毂30内腔下端、陶瓷隔离件50的中心孔、毂30顶部开孔固定到圆形卡环3上。在一个溅射处理室内包括两套工艺套件。
[0005]图4是现有技术中毂30的截面示意图，其具有凸缘32和开孔34，凸缘32的厚度约1.0mm,开孔34的直径为12.6mm-12.8mm。毂30具有一内腔，内腔远离凸缘32和开孔34的一端具有供内卡环40嵌入的内卡槽35。毂30的高度为16.5mm-17.5mm,内腔33的直径约15.9mm，外壁31的直径约19.0mm。
[0006]图5是现有技术中外卡环20的俯视图，其厚度为1.4mm-1.6mm，两个孔23用于卡环钳装配时将外卡环20张开，孔23的直径为3.0mm-3.5mm,外卡环20的内圈22直径为18.0mm-18.5mm。
[0007]图6是现有技术中内卡环40的俯视图，其厚度为0.85mm-0.95mm，两个孔43用于卡环钳装配时将内卡环40压紧合拢，孔43的直径为1.85mm-1.90mm,内卡环40的外圈41直径为17.0mm-17.5mm,内圈直径大于隔离件内壁52的直径且小于隔离件外壁51的直径。
[0008]图7是隔离件50的截面图，该隔离件50是空心圆柱体，其外壁51的直径为15.2mm-15.3mm,内壁 52 的直径为 7.55mm_7.65mm，高度为 12.65mm-12.75mm。
[0009]上述工艺套件结构复杂，所含零件较多，并且在装配过程中需要依靠卡环钳来安装内卡环及外卡环，因此，拆装工艺需要耗费较多时间，不利于维护保养。
实用新型内容
[0010]本实用新型要解决的技术问题是提供一种溅射处理室中的工艺套件，可以快速安装和拆卸工艺套件，结构简单，易于装配。
[0011]为解决上述技术问题，本实用新型的溅射处理室中的工艺套件，包括圆形卡环、接地屏蔽件和定位螺钉，此外还包括外毂、隔离件和内毂，其中内毂和外毂通过螺纹连接；所述内毂为中空结构，其贯穿地装于接地屏蔽件上，所述内毂靠近接地屏蔽件的端部具有卡在接地屏蔽件上的凸缘以及限制隔离件的卡台；所述外毂为中空结构，其远离接地屏蔽件的端部具有限制隔离件的卡台；所述隔离件为中空结构，其安装在内毂中；所述定位螺钉依次穿过外毂、隔离件和内毂将圆形卡环和接地屏蔽件连接。
[0012]在上述技术方案中，所述外毂的内壁具有内螺纹，内毂的外壁具有相配合的外螺纹。
[0013]其中，所述外毂和内毂为金属材质，优选的为不锈钢、钛或铝。
[0014]此外，所述外毂和内毂具有与扳手开口接触的平面。
[0015]其中，所述隔离件为陶瓷材质。
[0016]本实用新型采用螺纹连接的外毂和内毂，并且利用内外毂具有的卡台限制固定隔离件，其结构简单，省去了卡环同时又不需要使用卡环钳工具进行装配，可以快速拆卸和安装工艺套件，节约了设备维护时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是溅射处理室内加热器和圆形卡环处于分离位置的示意图；
[0018]图2是溅射处理室内加热器和圆形卡环处于加工位置的示意图；
[0019]图3是图1和图2中连接接地屏蔽件和圆形卡环的连接结构的示意图；
[0020]图4是图3中毂的截面示意图；
[0021]图5是图3中外卡环的示意图；
[0022]图6是图3中内卡环的示意图；
[0023]图7是隔离件的截面示意图；
[0024]图8是本实用新型中连接接地屏蔽件和圆形卡环的连接结构的示意图；
[0025]图9是图8中外毂的截面示意图；
[0026]图10是图9的俯视图；
[0027]图11是图8中内毂的截面示意图；
[0028]图12是图11的仰视图。【具体实施方式】
[0029]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0030]本实用新型提供的溅射处理室中的工艺套件，包括圆形卡环3、接地屏蔽件10、定位螺钉5、外毂60、隔离件50和内毂70，其中外毂60的内壁具有内螺纹63，内毂70的外壁具有外螺纹73，内毂70和外毂60通过相啮合的螺纹连接，如图8、图9、图11所示。
[0031]隔离件50仍采用中空圆柱体的结构，其外壁51的直径为15.2mm-15.3mm,内壁52的直径为 7.55mm-7.65_，高度为 12.65mm-12.75_。
[0032]如图8、图11所示，内毂70为中空结构，其贯穿地装于接地屏蔽件10上。内毂70靠近接地屏蔽件10的端部具有卡在接地屏蔽件10上的凸缘71以及限制隔离件50的卡台72。内毂70的中空结构由端部的开孔和圆柱形内腔74组成，其中开孔的直径小于内腔74的直径，并且开孔的直径小于隔离件50的外壁51直径且大于隔离件50的内壁52直径。对应地，内毂70的高度为13.5mm-14.5mm，开孔的直径为12.7mm-13.0mm0此外，如图12所示，内毂70具有与扳手开口接触的平面75，该平面优选地位于凸缘71的外壁，便于利用扳手安装和拆卸。
[0033]如图8、图9所示，外毂60为中空结构，其远离接地屏蔽件10的端部具有限制隔离件50的卡台61。外毂60的中空结构由卡台61处的开孔以及内腔62组成，其中开孔的直径小于内腔62的直径，并且开孔的直径小于隔离件50的外壁51直径且大于隔离件50的内壁52直径。对应地，外毂60的高度为13.5mm-14.5mm,开孔的直径为12.7mm-13.0mm,外壁直径为21.9mm-22.1mm。此外，如图10所示，外毂60具有与扳手开口接触的平面64，该平面位于外毂60的外壁，便于利用扳手安装和拆卸。
[0034]在上述结构中，外毂60和内毂70采用金属材质，如不锈钢、钛或铝。而隔离件50米用陶瓷材料。
[0035]装配时，首先把内毂70插入接地屏蔽件10的开孔中，并通过凸缘71卡在接地屏蔽件10上，其次将陶瓷隔离件50插入内毂70的圆柱形内腔74中，然后将外毂60安装到内毂70上，如果安装正确外毂60和内毂70都不会旋转，最后将定位螺钉5依次穿过外毂70的开孔、隔离件50的内腔、内毂60的开孔固定到圆形卡环3上，这样就将圆形卡环3和接地屏蔽件10连接在一起。在一个溅射处理室内包括两套上述工艺套件。
[0036]外毂60的内螺纹63和内毂70的外螺纹73参数匹配，二者相互啮合以固定在接地屏蔽件10上并限制陶瓷隔离件50运动。
[0037]本实用新型一般应用于溅射处理室，如购自美国应用材料公司的Endura溅射设备，其采用螺纹连接的外毂和内毂，并且利用内外毂具有的卡台限制固定隔离件，其结构简单，省去了卡环同时又不需要使用卡环钳工具进行装配，可以快速拆卸和安装工艺套件，节约了设备维护时间，因此本实用新型可以用于卡环型工艺腔，包括淀积铝铜、铝硅铜、铝硅、钛、钴、硅化钨等处理工艺中。当然，与本实施例的溅射处理室功能类似或相近的其它设备处理室也可以根据需要配置这种工艺套件。
[0038]以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员可对本实用新型的外毂形状、内毂形状等做出许多变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种溅射处理室中的工艺套件，包括圆形卡环、接地屏蔽件和定位螺钉，其特征在于，还包括外毂、隔离件和内毂，其中内毂和外毂通过螺纹连接；所述内毂为中空结构，其贯穿地装于接地屏蔽件上，所述内毂靠近接地屏蔽件的端部具有卡在接地屏蔽件上的凸缘以及限制隔离件的卡台；所述外毂为中空结构，其远离接地屏蔽件的端部具有限制隔离件的卡台；所述隔离件为中空结构，其安装在内毂中；所述定位螺钉依次穿过外毂、隔离件和内毂将圆形卡环和接地屏蔽件连接。
2.根据权利要求1所述的溅射处理室中的工艺套件，其特征在于，所述外毂的内壁具有内螺纹，内毂的外壁具有相配合的外螺纹。
3.根据权利要求1所述的溅射处理室中的工艺套件，其特征在于，所述外毂和内毂为金属材质。
4.根据权利要求3所述的溅射处理室中的工艺套件，其特征在于，所述外毂和内毂的材质为不锈钢、钛或招。
5.根据权利要求1所述的溅射处理室中的工艺套件，其特征在于，所述外毂和内毂具有与扳手开口接触的平面。
6.根据权利要求1所述的溅射处理室中的工艺套件，其特征在于，所述隔离件为陶瓷材质。
【文档编号】C23C14/34GK203602704SQ201320722901
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】何秉元, 张嘉训, 季芝慧 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司