一种压环的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于溅射工艺(或称为物理气相沉积PVD)反应腔中的基片压环。
【背景技术】
[0002]在半导体集成电路制造过程中，溅射工艺(或称为物理气相沉积(PVD))被用于沉积许多种不同的金属层及相关材料层。其中应用最为广泛的溅射工艺之一是直流磁控溅射技术。典型的直流磁控溅射设备如图1所示，该设备具有圆环型反应腔体1。真空栗系统2可对反应腔体进行抽气而达到约10 6Torr的背底真空度。通过流量计3连接到反应腔体的气体源4可供给溅射反应气体(如氩气、氮气等)。5为承载晶片的底座(带加热或冷却功能)。6为靶材，其被密封在真空腔体上。7为一种绝缘材料(例如G10)，绝缘材料7和靶材6中间充满了去离子水8。溅射时，DC电源会施加偏压至靶材6，使其相对于接地的腔体成为负压，以致氩气放电而产生等离子体，将带正电的氩离子吸引至负偏压的靶材6。当氩离子的能量足够高时，会使金属原子逸出靶材表面并沉积在晶片上。
[0003]为了获得更大的等离子体密度、溅射沉积速率以及靶材利用率，在靶材背部使用了磁控管9，其包括具有相反极性的内外磁极。在革巴材6的表面内磁极和外磁极之间散布的磁场可以迫使等离子中的电子按照一定的轨道运动，由此增加电子的运动时间，增加电子和要电离的气体的碰撞的机会，从而得到高密度的等离子体区10，可大幅度的提高溅射沉积速率。如果磁控管9为非平衡的磁控管(S卩外磁极的总磁场强度远大于内磁极的总磁场强度，如大于两倍或两倍以上)，非平衡磁场会从靶材6朝向晶片11投射而使等离子体扩展，并将溅射出来的离子导向晶片，同时减小等离子体扩展至反应腔体1的侧壁。马达12能够会驱动固定磁极的不锈钢平板沿中央轴转动，这样可在各个角度上产生时间均化磁场，以达到更均匀的靶材溅射型态。因此，磁控管通过控制电子的运动轨道不仅会影响不同位置的靶材的侵蚀速率，影响靶材的寿命，而且还会影响薄膜的沉积的均匀性。
[0004]在先进的集成电路以及LED芯片制造流程中，金属电极经常需要多种金属层来实现，在同一真空反应腔体内完成多种不同金属的沉积已成为行业趋势。在沉积过程中经常需要多种金属的均匀性满足相同的标准，而晶片在真空反应腔体内的多个腔室间传输并进行薄膜沉积时，很容易发生由于晶片与压环相对位置不一致造成的均匀性较差或碎片问题。
[0005]现有技术中具有多腔室的溅射设备如图2所示。图中15为晶片承载转盘，16为薄膜沉积腔室，共有4个，17为沉积腔室中的晶片放置位。压环14在工艺位时压在晶片5上，主要防止晶片5在工艺过程中发生偏移。这种溅射设备工作时，由于承载晶片的转盘在机械加工及安装过程很难保证与腔室完全同心，在进行晶片传片位置及工艺位置调整时，经常会发生晶片仅在部分腔室中与压环同心，而在其他腔室中晶片与压环无法同心(偏心约在之间)。这种情况下，工艺过程中会导致晶片在不同心的腔室内的均匀性呈偏心状态或变差，严重时甚至会造成压环将晶片压碎的情况。因此，寻找一种可以有效提高晶片与压环在各腔室中位置的一致性并尽量减少碎片机率的方法对多种金属的沉积设备非常重要。
[0006]图3所示为现有技术晶片处于工艺位置的示意图，图4所示为现有技术工艺过程中晶片与压环正常相对位置示意图。图中，内衬13固定在薄膜沉积腔室上，压环14架在内衬13上，压环14的内沿14-1和外沿14-2在机械加工时已固定并将内衬13卡住，以保证压环14在每一次底座升降时位置固定。正常情况下，压环14与晶片5基本同心，压环14均匀的压在晶片5边缘上(晶片边缘约〈3_的宽度被压环压边)，这样在工艺过程中可以保证晶片5上薄膜沉积的均匀性并且不会导致晶片碎片。异常情况下，晶片5与压环14不同心时会造成晶片一边压边过多而另一片压边较少，造成晶片压边较多的一边薄膜沉积过薄，从而很难实现较高的薄膜均匀性(目前，行业内对均匀性的要求扩充至晶片边缘3_)。另外，由于晶片5压边不均匀还会造成晶片上的载重不一致而造成碎片问题。在多薄膜沉积腔室设备中，由于承载晶片的转盘15在机械加工及安装过程很难保证所传输的晶片与薄膜沉积腔室16完全同心(偏心约在之间)，因此晶片的传片位置及工艺位置经常会与压环14无法同心，而压环14的内沿14-1及外沿14-2与内衬13均为机械加工精度控制，压环14的内外沿已将内衬13卡死，无法对压环14的位置进行调整。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种压环。该压环可以方便进行位置调节，从而保证与晶片同心，保证薄膜沉积的均匀性并减少碎片机率。
[0008]为实现上述目的，本实用新型技术方案如下:
[0009]一种压环，该压环安装在溅射工艺薄膜沉积腔室中的内衬的翻边上，所述压环包括环状本体和沿环状本体周向间隔排列的至少3个支撑单元，所述支撑单元中设置有能够沿环状本体径向移动的支撑块，压环通过支撑块安装在所述内衬的翻边上，并通过沿环状本体径向改变支撑块的位置以调节所述环状本体与所述内衬的径向相对位置。
[0010]进一步，所述环状本体为平板状环形结构，所述支撑单元位于所述环形结构的下表面上。
[0011]进一步，所述至少3个支撑单元沿所述环状本体的周向均布。
[0012]进一步，所述至少3个支撑单元中的支撑块通过顶压在所述内衬翻边的径向外侧面上而与内衬相固定。
[0013]进一步，所述支撑单元包括支座和所述支撑块，所述支座与所述环状本体相固定，所述支撑块安装在所述支座上。
[0014]进一步，所述支座由所述环状本体下表面向下延伸出的外壁构成，所述支撑块通过连接螺钉和若干个将支撑块向环形结构中心方向顶推的顶推螺钉安装在所述外壁上。
[0015]进一步，每个所述支撑单元设置有4个所述顶推螺钉，该所述4个顶推螺钉环绕所述连接螺钉排列。
[0016]进一步，所述支撑单元中的所述支撑块嵌装在所述外壁上朝向所述环状本体中心开口的U形凹槽中，支撑块的侧面与U形凹槽侧壁相配合形成支撑块防旋结构。
[0017]进一步，所述至少3个支撑单元中的所述外壁相互连接形成一完整环形侧壁。
[0018]—种采用上述压环的溅射工艺真空反应腔体，该真空反应腔体内设置有多个薄膜沉积腔室，以及用以在各薄膜沉积腔室间转移晶片的晶片承载转盘，薄膜沉积腔室内设置有内衬、底座，内衬上设置有翻边，压环经由其支撑单元中的支撑块安装在所述内衬的翻边上，并通过沿压环环状本体径向改变支撑块的位置而将压环环状本体调节至与工艺时所述底座上放置的晶片同心。
[0019]本实用新型通过在压环环状本体上设置可径向移动的支撑块，并经由支撑块将压环安装在薄膜沉积腔室中的内衬上，实现了压环径向位置的微调，为使工艺中晶片与压环同心、保证薄膜沉积的均匀性、减少了晶片的碎片机率提供了技术保障。
【附图说明】
[0020]图1为现有直流磁控溅射设备典型结构示意图；
[0021]图2为现有具有多薄膜沉积腔室的直流磁控溅射设备内部结构示意图；
[0022]图3为现有技术晶片处于工艺位置的不意图；
[0023]图4为现有技术工艺过程中晶片与压环正常相对位置示意图；
[0024]图5为本实用新型压环优选示例结构示意图；
[0025]图6为本图5示例中压环使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合示例对本实用新型进行说明。
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