一种圆锅夹具与一种镀膜装置的制作方法

本申请涉及真空镀膜领域，具体涉及一种圆锅夹具与一种镀膜装置。

背景技术：

真空镀膜在半导体、光学等行业中应用较为广泛，镀膜厚度均匀性是一种普遍需求。例如，制备薄膜型锑化铟霍尔元件时，需要在晶圆衬底上蒸镀锑化铟薄膜，然后采用光刻腐蚀的方法，将锑化铟薄膜腐蚀为一个十字架的图形作为霍尔元件的敏感层。在腐蚀后的十字架锑化铟敏感层上再蒸镀上铝层作为电极，形成管芯。薄膜型锑化铟霍尔元件的重要参数，如霍尔电压、不平衡电压、输入电阻和输出电阻与锑化铟薄膜的厚度有关。若锑化铟薄膜的厚度不均匀，则晶圆的不同位置以及不同晶圆间的锑化铟薄膜霍尔元件的输入电阻、输出电阻、不平衡电压和霍尔电压均不同，造成薄膜型锑化铟霍尔元件参数的一致性差，超过一定的范围则不合格，导致良品率下降，同时制造成本增大。

以真空热蒸发镀膜为例，热蒸发源视为点蒸发源或小平面蒸发源，衬底距离蒸发源有一定的距离，在真空中，从蒸发源蒸发出来的原子或分子，绝大多数的原子或分子会以直线运动的方式沉积到衬底上，需要将衬底旋转，扰乱原子或分子落在衬底上的运动轨迹，来得到厚度均匀的镀膜。衬底旋转一般有平面旋转和行星旋转的方法。平面旋转法结构简单，所以比较常用，但是不容易获得比较均匀的镀膜。行星旋转法虽然较平面旋转法容易获得比较均匀的镀膜，但是对于膜层厚度均匀性要求比较高的镀膜，即使采用行星旋转，也无法满足要求。就如同地球围着太阳，虽然有公转，也有自转，但是地球的南极或北极与赤道相比，获得太阳光的辐照强度是不均匀的，地球上的温度也是不均匀的。因此，现有技术的行星旋转法无法满足镀膜厚度均匀性要求比较高的镀膜场景。

技术实现要素：

本申请提供一种圆锅夹具，以解决现有的行星旋转真空镀膜无法获得更均匀镀膜的问题。同时，本申请同时提供一种镀膜装置。

本申请提供一种圆锅夹具，包括：圆锅夹具本体、晶圆夹具以及行星旋转机构；

所述圆锅夹具本体向心的一侧装有所述晶圆夹具，所述圆锅夹具本体与所述晶圆夹具通过晶圆夹具轴承连接；

在所述圆锅夹具本体公转与自转时，所述圆锅夹具本体通过所述行星旋转机构带动所述晶圆夹具绕所述晶圆夹具轴承进行与所述圆锅夹具本体自转方向相反的自转运动。

可选的，所述行星旋转机构包括中心齿轮与从动齿轮；所述从动齿轮与所述中心齿轮相啮合，以实现所述中心齿轮旋转运动时，带动所述从动齿轮旋转运动。

可选的，所述中心齿轮通过所述圆锅夹具轴承固定在所述圆锅夹具本体背心的一侧；其中，所述圆锅夹具的轴承杆通过健槽孔与所述中心齿轮接合，以实现在所述圆锅夹具本体进行自转时，带动所述中心齿轮进行自转运动；

所述从动齿轮与所述晶圆夹具通过所述晶圆夹具轴承固定；其中，所述晶圆夹具的轴承杆通过健槽孔与所述从动齿轮接合，以实现所述中心齿轮通过啮合方式带动所述从动齿轮进行旋转运动时，围绕所述晶圆夹具轴承，通过所述从动齿轮的旋转运动进一步带动所述晶圆夹具进行自转运动。

可选的，所述从动齿轮设置在所述圆锅夹具本体背心的一侧。

可选的，所述晶圆夹具的轴承套上设有一个大圆孔，所述大圆孔周围设有三个小螺丝孔；所述圆锅夹具本体与所述晶圆夹具的轴承套的对接位置上设有与所述大圆孔尺寸对应和匹配的大圆孔，以及，与所述三个小螺丝孔尺寸对应和匹配的三个小圆孔。

可选的，所述圆锅夹具轴承与所述晶圆夹具轴承为陶瓷材料。

可选的，在所述晶圆夹具上设有两个圆形凹面，所述两个圆形凹面与所述晶圆夹具为同心圆。

可选的，在所述晶圆夹具的边缘上设置有槽口，所述槽口用于取放晶圆。

可选的，在所述晶圆夹具的边缘避开所述槽口处设有弹簧压杆。

本申请另外提供一种镀膜装置，包括：旋转机构、圆锅夹具轨道、圆锅夹具本体、晶圆夹具以及行星旋转机构；

所述圆锅夹具本体与所述旋转机构通过圆锅夹具轴承连接，所述圆锅夹具轴承在所述旋转机构旋转时，能够带动所述圆锅夹具本体在所述圆锅夹具轨道上进行公转，同时所述圆锅夹具本体绕所述圆锅夹具轴承进行自转；

所述圆锅夹具本体向心的一侧装有所述晶圆夹具，所述圆锅夹具本体与所述晶圆夹具通过晶圆夹具轴承连接；

在所述圆锅夹具本体公转与自转时，所述圆锅夹具本体通过所述行星旋转机构带动所述晶圆夹具绕所述晶圆夹具轴承进行与所述圆锅夹具本体自转方向相反的自转运动。

可选的，所述行星旋转机构包括中心齿轮与从动齿轮；所述从动齿轮与所述中心齿轮相啮合，以实现所述中心齿轮旋转运动时，带动所述从动齿轮旋转运动。

可选的，所述中心齿轮通过所述圆锅夹具轴承固定在所述圆锅夹具本体背心的一侧；其中，所述圆锅夹具的轴承杆通过健槽孔与所述中心齿轮接合，以实现在所述圆锅夹具本体进行自转时，带动所述中心齿轮进行自转运动；

所述从动齿轮与所述晶圆夹具通过所述晶圆夹具轴承固定；其中，所述晶圆夹具的轴承杆通过健槽孔与所述从动齿轮接合，以实现所述中心齿轮通过啮合方式带动所述从动齿轮进行旋转运动时，围绕所述晶圆夹具轴承，通过所述从动齿轮的旋转运动进一步带动所述晶圆夹具进行自转运动。

可选的，所述从动齿轮设置在所述圆锅夹具本体背心的一侧。

可选的，所述晶圆夹具的轴承套上设有一个大圆孔，所述大圆孔周围设有三个小螺丝孔；所述圆锅夹具本体与所述晶圆夹具的轴承套的对接位置上设有与所述大圆孔尺寸对应和匹配的大圆孔，以及，与所述三个小螺丝孔尺寸对应和匹配的三个小圆孔。

可选的，所述圆锅夹具轴承与所述晶圆夹具轴承为陶瓷材料。

可选的，在所述晶圆夹具上设有两个圆形凹面，所述两个圆形凹面与所述晶圆夹具为同心圆。

可选的，在所述晶圆夹具的边缘上设置有槽口，所述槽口用于取放晶圆。

可选的，在所述晶圆夹具的边缘避开所述槽口处设有弹簧压杆。

可选的，所述旋转机构包括：旋转轴、旋转拨杆、旋转支架和抓手；

所述旋转轴与所述旋转拨杆连接，在所述旋转轴转动时，所述旋转拨杆拨动所述旋转支架旋转；

所述抓手一端安装在所述旋转支架上；所述抓手的另外一端连接固定所述圆锅夹具轴承上，以实现在所述旋转支架旋转时通过所述圆锅夹具轴承带动所述圆锅夹具本体旋转进行公转与自转。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本申请提供一种圆锅夹具与一种镀膜装置，其中，所述圆锅夹具包括：旋转机构、圆锅夹具轨道、圆锅夹具本体、晶圆夹具以及行星旋转机构；所述圆锅夹具本体向心的一侧装有所述晶圆夹具，所述圆锅夹具本体与所述晶圆夹具通过晶圆夹具轴承连接；在所述圆锅夹具本体公转与自转时，所述圆锅夹具本体通过所述行星旋转机构带动所述晶圆夹具绕所述晶圆夹具轴承进行与所述圆锅夹具本体自转方向相反的自转运动。本申请的圆锅夹具通过圆锅夹具本体的公转、自转以及晶圆夹具的自转运动，能够大幅提高晶圆镀膜的均匀性，与平面旋转和行星旋转结构相比，本申请降低了对蒸发舟位置的严格要求。

附图说明

图1为厚度不均匀锑化铟薄膜示意图。

图2a为在不均匀锑化铟薄膜腐蚀时间较短时的锑化铟薄膜腐蚀情形示意图。

图2b为在不均匀锑化铟薄膜腐蚀时间较长时的锑化铟薄膜腐蚀情形示意图。

图3为本申请的镀膜装置结构示意图。

图4为本申请的圆锅夹具安装晶圆夹具的示意图。

图5为本申请的行星旋转机构的连接关系及工作原理示意图。

图6为本申请的从动齿轮结构示意图。

图7为本申请用于安装行星旋转机构与晶圆夹具的圆锅夹具本体的结构示意图。

图8为本申请的晶圆夹具的结构示意图。

图9a为本申请的晶圆夹具夹取晶圆时的第一视角结构示意图。

图9b为本申请的晶圆夹具夹取晶圆时的第二视角结构示意图。

图9c为本申请的晶圆夹具夹取晶圆时的第三视角结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

旋转衬底，一般分为平面旋转衬底与行星旋转衬底。平面旋转衬底结构简单，所以比较常用，但是不容易获得比较均匀的镀膜。因此对于镀膜要求均匀程度较高的场景，一般不使用平面旋转衬底，而使用行星旋转衬底。相较于平面旋转衬底，行星旋转衬底比较容易获得厚度比较均匀的镀膜，在镀膜均匀性要求比较高的场合，需要采用行星旋转衬底来镀膜。这主要和镀膜的机理有关，镀膜的机理描述如下。

以真空热蒸发镀膜为例来说明，热蒸发源可以视为为点蒸发源或小平面蒸发源。衬底距离蒸发源有一定的距离，在真空中，从蒸发源蒸发出来的原子或分子，在真空中超过95％以上的原子或分子会以直线运动的方式沉积到衬底上。衬底面积比较大时，如在线径超过50mm的衬底上，或者在一定空间上分布有不同的衬底上，为了在大面积衬底或不同空间位置上的衬底上获得比较均匀的镀膜厚度，一般将蒸发源放置在偏离中心的位置上，蒸发源的位置需要精确计算，并通过旋转衬底来获得厚度比较均匀的镀膜。上述的行星旋转衬底在旋转时就如同地球绕着太阳，一边公转，一边自转。因此，行星旋转法比较容易获得厚度比较均匀的镀膜。但是，当衬底尺寸更大，并且对同一批次不同位置的衬底镀膜厚度一致性要求更高的场景，即使采用行星旋转，也无法满足要求。就如同地球围着太阳，虽然有公转，也有自转，但是地球的南极或北极相较于赤道，两极与赤道获得太阳光的辐照强度是不同的，因此，地球上的两极与赤道温度也是不均匀的。因此，现有技术的行星旋转法也不易获得比较均匀的镀膜。

然而，真空镀膜，如热蒸发、电子束、磁控溅射、反应等离子等真空镀膜，均希望在衬底上获得厚度均匀的镀膜层。这主要是由于在制备器件时，镀膜层(或沉积层)厚度不均匀会影响器件的电学、光学等性能。例如，在一片玻璃衬底上采用电子束真空镀膜的方法蒸镀透明氧化铟锡导电膜(ito)，若在玻璃的不同位置上ito的厚度不均匀，则ito的不同位置的方块电阻和光的透过率均不同。一般来说，厚度比较厚的区域，方块电阻比较小，光的透过率比较低；反之，厚度比较薄的区域，方块电阻比较大，光的透过率比较高。

又比如，采用热蒸发镀膜的方法在一片4英寸的单面抛光的单晶硅衬底上蒸镀锑化铟薄膜，然后采用光刻腐蚀的方法将锑化铟薄膜腐蚀为一个十字架的图形作为霍尔元件的敏感层，腐蚀后的锑化铟十字架敏感层的尺寸大约为0.35mm×0.35mm，再蒸镀上铝层作为电极，就可以形成一个管芯。管芯的尺寸约为0.75mm×0.75mm，因此在一片4英寸的晶圆上可以获得大约一万只管芯。锑化铟霍尔元件的重要参数，如霍尔电压、不平衡电压、输入电阻和输出电阻等，一方面与锑化铟十字架敏感层的长和宽有关，另一方面也与锑化铟薄膜的厚度有关。若在一片晶圆上，锑化铟薄膜的厚度不均匀，则会显著影响锑化铟霍尔元件的电学性能，导致一万只管芯中有些区域的管芯的电学性能是合格的，有些区域的电学性能是不合格的，这样芯片的良品率降低，霍尔元件的成本增加。

如图1所示，在4英寸晶圆103上，锑化铟薄膜的厚度102不均匀，晶圆左侧的锑化铟薄膜102比较厚，右侧的锑化铟薄膜102比较薄。在锑化铟薄膜的光刻腐蚀过程中，会出现如下两种情况：当置于光刻胶101下侧的锑化铟薄膜102腐蚀时间短，晶圆右侧比较薄的锑化铟薄膜102已经腐蚀到位时，左侧比较厚的锑化铟薄膜102还没有腐蚀到位，左侧的锑化铟管芯就成为不良品(如图2a所示)。或者，腐蚀时间长，左侧比较厚的锑化铟薄膜102腐蚀到位时，右侧会形成钻蚀现象，右侧的锑化铟管芯就不合格(如图2b所示)。

一般来说，在一次镀膜过程中，在夹具上会安装多片晶圆。例如，在钟罩直径为450mm的行星旋转工装夹具的热蒸发真空镀膜机上一次可以安装12片4英寸晶圆。如果某一晶圆上镀膜层的厚度不均匀，那么在工装夹具的不同位置的12片晶圆上，晶圆与晶圆之间的锑化铟薄膜的厚度都不均匀，这样会给批量生产的光刻腐蚀工艺带来极大的不便。因每一片晶圆上锑化铟薄膜的厚度都不均匀，每一片晶圆腐蚀时所用的时间都不相同，因此就不能一次腐蚀多片晶圆，需要一片一片地腐蚀。此时若同时腐蚀多片晶圆上的锑化铟，管芯的良品率会比较低。

因此，在晶圆上得到厚度均匀的锑化铟薄膜对于半导体行业非常重要。对此，本申请提供一种镀膜装置，同时本申请的镀膜装置能够在不同晶圆上实现均匀镀膜。以下采用具体的实施例对本申请的镀膜装置进行描述。

本申请的实施例提供一种镀膜装置，如图3所示，其为本实施例提供的镀膜装置结构示意图，所述装置包括：圆锅夹具轨道301、圆锅夹具本体302、晶圆夹具308、旋转机构以及行星旋转机构。其中，所述圆锅夹具本体302与所述旋转机构通过安装在圆锅夹具本体302上的圆锅夹具轴承303连接。旋转轴304在电机的动力作用下旋转时，带动旋转拨杆305旋转，进而拨动旋转支架306和抓手307进行旋转，通过圆锅夹具轴承303带动圆锅夹具本体302在圆锅夹具轨道301进行公转。同时，圆锅夹具本体302在圆锅夹具轨道301上进行公转的同时，还能够绕着所述圆锅夹具轴承303进行自转，形成行星旋转运动。可以理解的是，公转方向与自转方向恰好相反，例如，如图3所示，当圆锅夹具本体302在圆锅夹具轨道301上进行逆时针公转旋转时(如图3中旋转轴304逆时针旋转)，此时，圆锅夹具本体302绕着圆锅夹具轴承303进行顺时针自转旋转。

在本实施例中，所述旋转机构包括：旋转轴304、旋转拨杆305、旋转支架306和以及固定安装在旋转支架306上的三个抓手307。继续参照图3，所述旋转轴304与所述旋转拨杆305连接，同时，旋转轴304位于三个圆锅夹具本体302形成结构上方的中心位置。所述旋转轴304在外界动力带动(例如电机)转动时，所述旋转拨杆305拨动所述旋转支架306旋转。在旋转支架306旋转后，各自安装在三个抓手307上的三个圆锅夹具轴承303会带动三个圆锅夹具本体302在圆锅夹具轨道301上进行公转旋转，同时圆锅夹具本体302绕着圆锅夹具轴承303进行自转旋转。

旋转机构之所以能够带动圆锅夹具本体302进行公转以及自转，主要与旋转机构与圆锅夹具本体302的连接方式有关。具体地，旋转机构的抓手307一端固定安装在所述旋转支架306上，另外一端连接固定圆锅夹具轴承303上，以实现在所述旋转支架306旋转时可以通过所述圆锅夹具轴承303带动所述圆锅夹具本体302旋转进行公转与自转。

在本实施例的圆锅夹具本体302上还设置有晶圆夹具308，晶圆夹具308用于放置晶圆。本实施例提供的镀膜装置还能够在圆锅夹具本体302旋转的同时，晶圆夹具308会与圆锅夹具本体302产生相对运动，从而实现更高程度的均匀镀膜。

具体地，圆锅夹具本体302上安置有晶圆夹具308。如图4所示，其为圆锅夹具安装的晶圆夹具的示意图。在本实施例中，每个圆锅夹具本体302向心的一侧安装有四个晶圆夹具308。在本申请实施例中，所述圆锅夹具本体302为向内凹陷的结构，将所述圆锅夹具本体302内凹的一侧称作向心的一侧，对应地，将所述圆锅夹具本体302的另外一侧称作背心的一侧。所述圆锅夹具本体302与所述晶圆夹具308之间设置有行星旋转机构，并且所述圆锅夹具本体302与所述晶圆夹具308通过晶圆夹具轴承309(图4未示出，图3和图5中示出)连接。在所述圆锅夹具本体302绕所述圆锅夹具轴承303进行自转时，所述圆锅夹具本体302能够通过所述行星旋转机构带动所述的四个晶圆夹具308绕所述晶圆夹具轴承309进行与所述圆锅夹具本体302旋转方向相反的自转运动。采用上述的连接方式，实现在圆锅夹具本体302与晶圆夹具308之间的相对转动，即晶圆夹具308能够在所述圆锅夹具本体302进行自转时，围绕晶圆夹具轴承309进行与所述圆锅夹具本体302旋转方向相反的自转运动。

上述晶圆夹具308在所述圆锅夹具本体302进行自转时，围绕晶圆夹具轴承309进行与所述圆锅夹具本体302旋转方向相反的自转运动的原理，主要与安装在圆夹具308与圆锅夹具本体302之间的行星旋转机构有关。在本实施例中，行星旋转机构包括中心齿轮310(参见图5)与从动齿轮311(参见图5)。在下述的描述中，以安装在一个圆锅夹具本体302以及对应的四个晶圆夹具308上的一套行星旋转机构为例进行说明。

如图5所示，其为行星旋转机构的连接关系及工作原理示意图。在圆锅夹具本体302夹取晶圆夹具308的背面一侧(即圆锅夹具本体302的背心的一侧)，安装有一个中心齿轮310与四个从动齿轮311。所述四个从动齿轮311与所述中心齿轮310以啮合的方式传动接触，以实现所述中心齿轮310旋转运动时，带动所述从动齿轮311旋转运动。

所述圆锅夹具本体302进行自转时，之所以能够带动晶圆夹具308进行旋转，与中心齿轮310与圆锅夹具本体302的固定方式，以及，从动齿轮311与晶圆夹具308的固定方式有关。

在本申请中，中心齿轮310与圆锅夹具本体302是通过圆锅夹具轴承303进行固定；其中，所述圆锅夹具的轴承杆通过健槽孔与所述中心齿轮310接合，并将中心齿轮310固定在圆锅夹具轴承303的轴承套上，以实现在圆锅夹具本体302进行自转运动时，带动所述中心齿轮310进行同步自转运动。类似地，从动齿轮311与其对应的晶圆夹具308通过晶圆夹具轴承309固定；其中，所述晶圆夹具的轴承杆通过健槽孔与从动齿轮311接合，并将从动齿轮311固定在圆锅夹具本体302背心的一侧上，以实现中心齿轮310通过啮合方式带动从动齿轮311进行旋转运动时，围绕所述晶圆夹具轴承，通过从动齿轮311的旋转运动进一步带动所述晶圆夹具308进行自转运动。

具体地，中心齿轮310是固定在圆锅夹具轴承303的轴承套上。圆锅夹具本体302与所述圆锅夹具的轴承杆进行固定，并可以通过圆锅夹具轴承303进行旋转运动。类似地，从动齿轮311与其对应的晶圆夹具308通过晶圆夹具轴承309固定；其中，所述晶圆夹具的轴承杆通过健槽孔与从动齿轮311接合；晶圆夹具轴承309通过晶圆夹具轴承309轴承套上的3个螺纹孔，以及圆锅夹具本体302上相应位置上对应的3个通孔，采用螺栓固定在圆锅夹具本体302上。这3个螺纹孔位于同一圆周上，按照120°角度在圆周上均匀分布，此圆周与晶圆夹具轴承309同圆心。其中，圆锅夹具本体302上的3个通孔的直径略大于3个螺纹孔的直径，3个通孔也位于与上述圆周直径相等的同一圆周上，按照120°角度在圆周上均匀分布。在圆锅夹具本体302上与3个通孔位置所在的圆周同圆心的位置上开一个通孔，此通孔的直径要略大于所述晶圆夹具的轴承杆的直径，方便所述晶圆夹具的轴承杆通过此通孔，并可以通过轴承结构进行自由旋转。通过上述结构，晶圆夹具轴承309轴承套固定在圆锅夹具本体302上，通过晶圆夹具轴承309，从动齿轮311转动时带动晶圆夹具的轴承杆转动，晶圆夹具的轴承杆又带动晶圆夹具308进行旋转。

圆锅夹具本体302在圆锅夹具轨道301上进行公转旋转时，本身会有一个自转。圆锅夹具本体302自转时，晶圆夹具轴承309轴承套也会围绕圆锅夹具本体302的中心即圆锅夹具轴承303进行旋转，晶圆夹具轴承309轴承套围绕圆锅夹具轴承303形成一个圆周运动，固定在圆锅夹具轴承303轴承套上的中心齿轮310通过啮合方式带动从动齿轮311形成旋转运动，实现晶圆夹具308围绕圆锅夹具轴承303的旋转运动。

更具体地，在圆锅夹具本体302中心位置上通过圆锅夹具轴承303安装一个齿数为模数为3、齿数为34的中心齿轮310，其中，中心齿轮310是固定在圆锅夹具轴承303的轴承套上。当圆锅夹具本体302自转时，中心齿轮310也随着圆锅夹具本体302进行同角速度旋转运动。对应地，在每一个晶圆夹具308上，安装一个晶圆夹具轴承309，具有矩形结构的晶圆夹具的轴承杆一端与晶圆夹具308焊接在一起，一端穿过圆锅夹具本体302上开的通孔，与模数为3，齿数为28的从动齿轮311(如图6所示)连接，并通过螺栓固定。其中，从图6中可以看出，从动齿轮311中心的孔结构与晶圆夹具的轴承杆的矩形结构匹配。通过上述结构连接后，与晶圆夹具308同轴固定的从动齿轮311以啮合的方式与中心齿轮310咬合在一起。因此，当圆锅夹具本体302在圆锅轨道301上进行行星旋转运动时，中心齿轮310会带动每个从动齿轮311进行旋转，实现晶圆夹具308围绕晶圆夹具轴承309的旋转运动。这样旋转装置上就存在三种运动轨迹，即圆锅夹具本体302的公转、自转以及晶圆夹具308的自转。因此，本申请的镀膜装置基于“三旋转”运动能够得到均匀程度非常高的薄膜镀层。

进一步地，如图7所示，其为用于安装行星旋转机构与晶圆夹具308的圆锅夹具本体302的结构示意图。在每个圆锅夹具本体302向心的一侧安装4个晶圆夹具308，背心的一侧安装行星旋转机构。在晶圆夹具轴承套上有3个120°均匀分布的3个螺纹孔(对应三个小螺丝孔)。对应地，在圆锅夹具本体302上相应位置上具有与3个螺纹孔对应的3个通孔，其中，圆锅夹具本体302上的3个通孔的直径略大于3个螺纹孔的直径，3个通孔也位于同一圆周上，按照120°角度在圆周上均匀分布。在圆锅夹具本体302上与3个通孔位置所在的圆周同圆心的位置上开一个通孔，此通孔的直径要略大于所述晶圆夹具的轴承杆的直径，方便所述晶圆夹具的轴承杆通过此通孔，并可以通过轴承结构进行自由旋转。因此，通过螺栓可以将晶圆夹具轴承套、晶圆夹具308与圆锅夹具本体302固定在一起。更具体地，晶圆夹具轴承309上的矩形轴可以穿过圆锅夹具本体302上的3个通孔围着的大通孔以及从动齿轮311中心的矩形槽孔，并用螺栓固定。实现从动齿轮311旋转时带动晶圆夹具轴承309，进而带动晶圆夹具308旋转。由于中心齿轮310与从动齿轮311旋转方向相反，而中心齿轮310与圆锅夹具本体302旋转方向相同，且从动齿轮311与晶圆夹具308旋转方向相同。因此，圆锅夹具本体302与晶圆夹具308旋转方向相反。

此外，由于在真空镀膜过程中，需要对镀膜装置加热至100～200℃，并且蒸发源将被蒸发物加热，也会产生热量，因此圆锅夹具本体302和晶圆夹具308的温度会达到100～200℃以上。在上述描述中提到每个圆锅夹具本体302上有一个中心齿轮310和4个从动齿轮311，需要通过轴承来实现旋转转动。因此，意味着要求轴承需要耐200～300℃的高温，并且不能使用润滑油(主要是由于在真空镀膜中，一般的轴承润滑油是无法承受200～300℃的高温，在此温度下润滑油会蒸发，另外润滑油蒸发出来会污染镀膜材料)。采用陶瓷轴承可以很好地解决这一问题，陶瓷轴承可以承受200℃左右的高温，并且不需要润滑油。因此，本申请的圆锅夹具轴承303与晶圆夹具轴承309为陶瓷材料。

同时，本申请中，采用不锈钢材料作为晶圆夹具。晶圆夹具的结构如图8所示，在晶圆夹具的一边开一个槽口312，方便取放晶圆。避开槽口312的位置在晶圆夹具的周边均匀装配3个配有弹簧的压杆313，压杆313的中心通过夹具上的开孔可以上下移动和左右旋转。需要注意的是，配有弹簧的压杆的一侧的长度不能太长，否则会与圆锅夹具产生干扰或摩擦。此外，在晶圆夹具上具有两个圆形的止口用于安装晶圆。这两个个圆形止口与不锈钢晶圆夹具为同心圆。大圆314内径比晶圆的外径大1mm以上，例如4英寸的晶圆的外径为100mm，那么大圆314止口的内径应为101～102mm，保证可以将4英寸的晶圆放入大圆314止口内。同时大圆314止口的深度比晶圆的厚度多0.2mm左右，例如晶圆的厚度为0.5mm，则大圆314止口的深度为0.7mm。小圆315止口的内径比晶圆的外径小10mm左右，如4英寸的晶圆外径为100mm，则小圆315止口的内径为90mm左右。小圆315止口的深度从大圆形止口平面算起下沉0.5mm左右。以保证将晶圆放入大圆314止口内，旋转3个带弹簧的压杆313，使得压杆313的头压在晶圆的表面上，可以将晶圆固定在晶圆夹具上，并且晶圆向下放置时也不会掉下来。例如，如图9a、图9b以及图9c所示，其为本申请的晶圆夹具夹取晶圆时的第一视角、第二视角以及第三视角结构示意图。其中，在图9a中，视角为晶圆316一面朝上的斜视图；在图9b中，视角为晶圆316一面朝下的斜视图；在图9c中，视角为晶圆316一面朝正上方的侧视图。

上述在晶圆夹具上设置小圆315止口，主要是由于目前晶圆的厚度越来越薄。如4英寸的晶圆，厚度有0.5mm、0.35mm和0.25mm的规格，晶圆厚度越薄则晶圆越容易发生碎裂。若晶圆夹具的平整度不好，或者在使用过程中因加热晶圆夹具产生形变，那么用3个带弹簧的压杆313压紧晶圆时，会因晶圆夹具的不平整导致晶圆产生形变，从而使得较薄的晶圆碎裂。而在晶圆的下方设置一个小圆止口，会极大地改善晶圆形变的情形，并降低晶圆碎裂的可能性。

另外，同一批晶圆的膜层厚度一致性提高后，采用光刻腐蚀的方法刻蚀镀膜材料时，可以将这些晶圆批量放入腐蚀液中，例如一次可以腐蚀12片晶圆。若不同批次晶圆的的膜层厚度也较均匀，则一次可以腐蚀更多的晶圆，如25片。这样可以极大提高光刻腐蚀工艺的效率。

在本实施例中，蒸镀的是锑化铟薄膜，并以此薄膜材料制备薄膜型锑化铟霍尔元件。而这种霍尔元件的重要参数有霍尔电压、输入输出电阻和不平衡电压。薄膜型锑化铟霍尔元件有4个管脚，其中x方向上为一对管脚，y方向为一对管脚，由于对称性，这两对管脚可以互换，所以每种参数均需要x和y方向的两个数值，总计需要6个数值，其中只要一个数值不能满足产品的合格阈值，则判定此参数不合格。而任一参数不合格，则判定霍尔元件不合格。

而锑化铟膜层厚度均匀性提高，可以有效降低薄膜型锑化铟霍尔元件的不平衡电压vos。不平衡电压vos主要反映薄膜型锑化铟霍尔元件工艺制作的精度，如十字架型锑化铟敏感层长和宽的上下左右的对称性，以及膜层厚度的均匀性。锑化铟敏感层长和宽的上下左右的对称性反映的是光刻套刻对准的准确性，膜层厚度的均匀性反映的是镀膜厚度的均匀性。若膜层厚度是不均匀的，会影响到管脚的互换使用，也会降低不平衡电压的良率。不平衡电压vos越小，说明工艺精度越高，霍尔元件的成品率越高。而采用“三旋转”真空镀膜法制备的薄膜型锑化铟霍尔元件，其不平衡电压vos的良品率可以达到98％以上。

另外，薄膜型锑化铟霍尔元件的霍尔电压vh与锑化铟的组分比例、结晶度、杂质浓度、十字架长和宽的对称性及膜层厚度均匀性等参数均有关。例如，膜层厚度均匀性不高，则会降低霍尔电压，并影响霍尔元件管脚的互换使用，并降低霍尔元件的良品率。同样地，若锑化铟的膜层厚度不均匀，则会影响薄膜型锑化铟霍尔元件的输入和输出电阻的一致性，输入和输出电阻的互换性变差，降低霍尔元件的成品率。

使用上述装置镀膜的大量实验结果表明：采用“三旋转”真空镀膜法，处于同一4英寸晶圆上的膜层厚度的不均匀性小于0.05％。在同一批蒸镀的不同位置的12片4英寸晶圆上，任何两片晶圆的膜层厚度的不均匀性可达到0.07％。因此，该装置能够显著提高镀膜的均匀性。进一步地，同一晶圆上膜层厚度均匀性提高后，可以提高光刻腐蚀后管芯的成品率，基本上管芯的成品率可以达到98％以上，从而可以降低芯片的生产成本。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。