基座系统及半导体加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子技术，涉及半导体加工设备，具体涉及一种基座系统及包含该基座系统的半导体加工设备。
【背景技术】
[0002]对于半导体加工设备而言，每个腔室都有一个用于承载和固定晶片的基座系统。图1为典型的物理气相沉积设备的结构示意图。如图1所示，物理气相沉积设备包括腔体I和腔体内衬7，腔体内衬7嵌套于腔体I内。靶材4设于腔体I的顶端,基座系统90设于腔体I的底部且与靶材4相对，基座系统90的承载面位于腔体内衬7和靶材4所围成的区域内，在这一区域内，等离子体的浓度较高。磁控管5设于靶材4的上方，并在电机6的驱动下扫描靶材4的表面。在腔体I的顶端设有上盖体2，上盖体2与靶材4形成一封闭空间，磁控管5设于封闭空间内，在封闭空间内充入去离子水3。
[0003]结合图2a、2b和2c所示，基座系统90包括卡环8、挡环11和基座9，晶片10放置于基座9的承载面(即基座的上表面)，并由卡环8固定。挡环11设于卡环8与基座9之间，用以阻止等离子体进入腔体I的底部。在卡环8顶部的内周缘设有多个向卡环8内侧凸出的卡环压爪13，卡环8借助卡环压爪13将晶片10压接于基座9的承载面。
[0004]在使用过程中，由于卡环8的卡环压爪13与其它区域的上表面处于同一高度，而且卡环8的上表面高于晶片10的被加工面，卡环8会遮挡晶片10的边缘，导致部分靶材4无法沉积在晶片10边缘区域，影响晶片10加工的均匀性。如图3所示，区域I部分的靶材4受卡环8的遮挡无法沉积到晶片10的边缘区域，这将导致晶片边缘区域不能被利用，降低了晶片的利用率。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种基座系统及半导体加工设备，其可以减少卡环对晶片的遮挡，从而提闻晶片的利用率。
[0006]解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种基座系统，包括基座和卡环，被加工的基片设于基座的承载面，所述卡环包括卡爪本体以及间隔设于所述卡爪本体的卡爪，所述卡环套置于基座顶端的外侧，并且所述卡爪压接所述基片的边缘，所述卡爪所在区域之外的所述卡爪本体的上表面低于所述卡爪所在区域的上表面。
[0007]其中，在所述卡环压接所述基片时，所述卡爪所在区域之外的所述卡爪本体的上表面不高于所述基片的被加工面。
[0008]其中，所述卡爪沿所述卡爪本体的周向间隔对称设置。
[0009]其中，在所述基座和所述卡环之间设有沉积挡环，在所述沉积挡环的接触面设有凹槽，在所述卡环的接触面设有凸部，所述凸部与所述凹槽相配合，以在所述沉积挡环与所述卡爪本体之间形成完全通道。
[0010]本发明还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室和设于所述反应腔室内的基座系统，所述基座为本发明提供的所述的基座系统。
[0011]其中，所述半导体加工设备用于沉积薄膜或刻蚀工艺。
[0012]本发明具有以下有益效果:
[0013]本发明提供的基座系统，将卡环设置为:卡爪所在区域之外的所述卡爪本体的上表面低于所述卡爪所在区域的上表面，以此降低卡爪之外的区域的高度，减小了卡环对基片的遮挡，使晶片的边缘区域能够获得与中心区域相同厚度的薄膜，提高晶片加工的均匀性，进而提闻晶片的利用率。
[0014]本发明提供的半导体加工设备，其采用本发明另一技术方案提供的基座系统，可以减少卡环对晶片的遮挡，从而提闻晶片的利用率。
【附图说明】
[0015]图1为典型的物理气相沉积设备的结构示意图；
[0016]图2a为当前常用的卡环的俯视图；
[0017]图2b为当前常用的卡环和基座在卡爪所在区域的截面示意图；
[0018]图2c为卡爪所在区域之外卡环和基座的截面示意图；
[0019]图3为实施工艺时卡环与晶片相对位置的结构示意图；
[0020]图4a为本发明实施例卡环的结构示意图；
[0021]图4b为本发明实施例卡环所在区域卡环和基座的截面示意图；
[0022]图4c为本发明实施例卡环所在区域之外卡环和基座的截面示意图；
[0023]图5为本发明实施例卡环与晶片相对位置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的基座系统及半导体加工设备进行详细描述。
[0025]本实施例提供的半导体加工设备可用于沉积薄膜或刻蚀工艺。如图1所示，半导体加工设备包括腔体1、靶材4、磁控管5、腔体内衬7和基座系统90。其中，靶材4设于腔体I的顶端，腔体内衬7嵌套于腔体I的内侧，基座系统90设于腔体I的底部。磁控管5设于靶材4的上方，并在电机6的驱动下扫描靶材4的表面。溅射时，等离子体主要集中于腔体内衬7、靶材4和基座系统90围成的相对封闭空间内。在靶材4上施加负偏压时，等离子体中带正电的离子轰击靶材4，使其表面的原子逸出而沉积在基片10的表面。在腔体I的顶端设有上盖体2，上盖体2与靶材4形成一封闭空间，磁控管5设于封闭空间内。在封闭空间内充入去尚子水3。
[0026]结合图4a、图4b和图4c，基座系统90包括卡环8和基座9，基座9的上表面即为基座承载面(又称基座系统的承载面)，被加工的晶片10放置于基座承载面，并用卡环8固定。
[0027]卡环8包括卡爪本体81和卡爪82，卡爪82沿卡爪本体81的周向间隔设置。使用时，将卡环8从基座9的顶部套置于基座9顶端的外侧，并使卡爪82压接晶片10的被加工面(即晶片的上表面)，从而将晶片10固定于基座9的承载面。本实施例的卡环仅卡爪82压接晶片10的被加工面，卡爪82所在区域之外的卡爪本体81不与晶片10接触，以减小卡环8对晶片10的影响。
[0028]另外，在本实施例中，卡爪82所在区域之外卡爪本体81的上表面低于卡爪82的上表面，即卡爪82是凸出于卡爪本体81。相对于卡爪本体81而言，卡爪82的面积较小，其对晶片10的遮挡有限，甚至可以忽略，卡爪82所在区域之外的卡爪本体81的上表面低于卡爪82所在区域的上表面，这样可减少卡环8对晶片10边缘的影响，从而提高晶片的利用率。
[0029]优选地，如图5所示，在卡环8压接基片10时，卡爪82所在区域之外的卡爪本体81的上表面不闻于基片10的被加工面，以彻底消除卡环8对晶片10边缘的遮挡，从而提闻晶片10加工的均勻性，进而提闻晶片10的利用率。
[0030]在另一优选实施例中，卡爪82沿卡爪本体81的周向间隔对称设置，使卡爪82能够均匀地作用在晶片10上,从而可避免晶片10被卡环8压坏。
[0031]在卡环8嵌套于基座9外侧时，卡环8和基座9之间存在较宽的缝隙，这些缝隙会导致等离子体进入腔体I的底部而将其污染。为此，本实施例在基座9和卡环8之间设置沉积挡环11，沉积挡环11嵌套于基座9顶部的外侧。为进一步阻止等离子体进入腔体I底部，在沉积挡环11与卡环8的接触面分别设置凹槽Ila和凸部8a，而且凸部8a与凹槽Ila相配合，即在沉积挡环11的接触面设置凹槽11a，在卡环8的接触面设有凸部8a，从而在沉积挡环11与卡爪本体81之间形成弯曲的通道，这种弯曲的通道可有效地阻止等离子体穿过卡环8与沉积挡环11之间的缝隙，从而避免污染腔体I。
[0032]本实施例基座系统使卡爪所在区域之外的所述卡爪本体的上表面低于所述卡爪所在区域的上表面，以此降低了卡爪之外的区域的高度，减小了卡环对基片的遮挡，从而使晶片的边缘区域和中心区域的均匀性一致，从而提高了晶片的利用率。
[0033]不难理解，由于本实施例的半导体加工设备采用了本实施例提供的基座系统，有效地减小了卡环对晶片的遮挡，提高了晶片边缘区域与中心区域的均匀性，从而提高了晶片的利用率。
[0034]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基座系统，包括基座和卡环，被加工的基片设于基座的承载面，所述卡环包括卡爪本体以及间隔设于所述卡爪本体的卡爪，所述卡环套置于基座顶端的外侧，并且所述卡爪压接所述基片的边缘，其特征在于，所述卡爪所在区域之外的所述卡爪本体的上表面低于所述卡爪所在区域的上表面。2.根据权利要求1所述的基座系统，其特征在于，在所述卡环压接所述基片时，所述卡爪所在区域之外的所述卡爪本体的上表面不高于所述基片的被加工面。3.根据权利要求1所述的基座系统，其特征在于，所述卡爪沿所述卡爪本体的周向间隔对称设置。4.根据权利要求1所述的基座系统，其特征在于，在所述基座和所述卡环之间设有沉积挡环，在所述沉积挡环的接触面设有凹槽，在所述卡环的接触面设有凸部，所述凸部与所述凹槽相配合，以在所述沉积挡环与所述卡爪本体之间形成完全通道。5.一种半导体加工设备，包括反应腔室和设于所述反应腔室内的基座系统，其特征在于，所述基座为权利要求1-4任意一项所述的基座系统。6.根据权利要求5所述的半导体加工设备，其特征在于，所述半导体加工设备用于沉积薄膜或刻蚀工艺。
【专利摘要】本发明提供一种基座系统及半导体加工设备，基座系统包括基座和卡环，被加工的基片设于基座的承载面，所述卡环包括卡爪本体以及间隔设于所述卡爪本体的卡爪，所述卡环套置于基座顶端的外侧，并且所述卡爪压接所述基片的边缘，所述卡爪所在区域之外的所述卡爪本体的上表面低于所述卡爪所在区域的上表面。本发明提供的基座系统及半导体加工设备，可减小卡环对基片的遮挡，提高晶片的利用率。
【IPC分类】H01L21/687, H01L21/205
【公开号】CN105632994
【申请号】CN201410647993
【发明人】王宽冒, 李新颖
【申请人】北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月14日