一种溅射腔室及物理气相沉积设备的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种溅射腔室及物理气相沉积设备。

背景技术：

磁控溅射技术广泛应用于材料表面装饰、材料表面改性及光学器件制作等多种领域。磁控溅射的原理为：在真空状态下，当磁控溅射靶材被施加一个负电位、被镀膜的工件加正电位时，在磁控溅射靶材所在的真空室内形成电场，然后向真空室内充入工艺载气(如Ar)，在一定压力和温度下，正电位与负电位之间会产生放电现象，电子沿环形轨道运动，撞击工艺载气(Ar)分子，产生等离子体放电，同时，磁控溅射靶材上的磁铁产生磁场，磁场施加于电场之中，在电场和磁场作用下工艺载气(Ar)产生的离子撞击磁控溅射靶材表面，使得作为阴极的磁控溅射靶材的原子溅射出去，在被镀膜的工件表面上就形成了一层薄膜。

在半导体制造过程中，通过使用溅射镀膜的方法在晶圆上生长铜膜或铝膜。在铜/铝膜沉积过程中，为避免支撑晶圆的基座上沉积铜/铝膜，通常使用盖环覆盖晶圆及基座的边缘，即在沉积过程中晶圆处于盖环和基座之间。由于在铜/铝膜沉积过程需要对晶圆加热，因此在铜/铝膜沉积完成后需要使晶圆冷却后才能够进行一工艺步骤，现有技术中，在晶圆冷却过程中盖环直覆盖于晶圆的边缘上，若当前工艺需要在晶圆上沉积厚铜/铝膜时，待晶圆冷却后盖环与晶圆交接处的铜/铝膜连接，在移除盖环时会出现粘片的现象，即在基座向下移动时，晶圆会因与盖环粘连不能平稳随基座移动，会出现晶圆与基座或溅射装置内其他部碰撞而导致碎片。

技术实现要素：

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种溅射腔室及物理气相沉积设备，给基座增设一个冷却位置，于气相沉积完成后，基座由沉积位置下降至冷却位置使晶圆与盖环脱离，旨在解决现有技术中，晶圆与盖环连接处的沉积物在冷却后造成晶圆与盖环的粘连的问题，进而避免晶圆破片。本实用新型采用如下技术方案：

一种溅射腔室，应用于物理气相沉积设备中，包括：

腔室壁，于所述腔室壁内固定有一盖环；

基座，用于承载待处理的晶圆，所述基座对应于所述盖环设置于所述盖环的下方；

一圆筒状的托举装置，围绕所述基座设置，于所述托举装置的内壁上设置一环形的台阶，所述托举装置的顶部与所述台阶之间具有一高度差；

所述基座具有相对伸出于所述托举装置的沉积位置，以及位于所述托举装置内的冷却位置，所述冷却位置低于所述沉积位置；

于所述基座处于所述沉积位置时，所述盖环覆盖待处理的晶圆的边缘；

于所述基座处于所述冷却位置时，所述基座的上端面位于所述托举装置的顶部和所述台阶之间。

较佳的，上述溅射腔室中，还包括：

溅射源，对应于所述基座设置于所述腔室壁的顶部。

较佳的，上述溅射腔室中，还包括：

屏蔽装置，呈圆筒状，所述屏蔽装置的顶端围绕所述溅射源固定于所述腔室壁上；

所述屏蔽装置的底端包括一朝向所述屏蔽装置的内部向上折回的折回部；

于所述基座处于所述沉积位置时，所述基座位于所述折回部内，并且所述折回部的顶端与所述基座的上端面位于同一水平面。

较佳的，上述溅射腔室中，所述盖环固定于所述折回部上；

于所述基座处于所述沉积位置时，所述盖环、屏蔽装置、腔室壁与待处理的晶圆构成一封闭腔体。

较佳的，上述溅射腔室中，所述盖环的底部设置有一环形的沟槽；

所述沟槽与所述折回部的顶端适配，并且所述沟槽套设于所述折回部的顶端上以将所述盖环固定于所述折回部上。

较佳的，上述溅射腔室中，还包括：

加热装置，设置于所述基座内。

较佳的，上述溅射腔室中，所述加热装置为电阻式加热元件。

较佳的，上述溅射腔室中，所述加热装置为红外加热元件。

还包括，一种物理气相沉积设备，其中，包括上述任意一项所述的溅射腔室。

上述技术方案的有益效果是：给基座增设一个冷却位置，于气相沉积完成后，基座由沉积位置下降至冷却位置使晶圆与盖环脱离，避免晶圆与盖环连接处的沉积物在冷却后造成晶圆与盖环的粘连，进而避免晶圆破片。

附图说明

图1和图2是本实用新型的较佳的实施例中，一种溅射腔室的结构示意图；

其中，图1中基座3处于沉积位置，图2中基座3处于冷却位置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型的较佳的实施例中，如图1所示，提供一种溅射腔室，应用于物理气相沉积设备中，包括：

腔室壁1，于腔室壁1内固定有一盖环2；

基座3，用于承载待处理的晶圆4，基座3对应于盖环2设置于盖环2的下方；

一圆筒状的托举装置5，围绕基座3设置，于托举装置5的内壁上设置一环形的台阶51，托举装置5的顶部与台阶51之间具有一高度差；

基座3具有相对伸出于托举装置5的沉积位置，以及位于托举装置5内的冷却位置，冷却位置低于沉积位置；

于基座3处于沉积位置时，盖环2覆盖待处理的晶圆4的边缘；

于基座3处于冷却位置时，基座3的上端面位于托举装置5的顶部和台阶51之间。

本实施例中，在溅射腔室进行气相沉积工作时，基座3处于上述的沉积位置(如图1所示)，基座3的部分结构伸出于托举装置5，并且盖环2覆盖待处理的晶圆4的边缘，并同时遮盖住基座3，以避免在基座上沉积上物质膜。基座3连接一伺服电机的输出轴，当气相沉积结束后，由伺服电机驱动基座3从沉积位置下降到的冷却位置，在物质膜还未冷却时使晶圆4与盖环2分离，此时晶圆4与盖环2连续处的物质膜不会导致晶圆4与盖环2粘连；进一步地，于基座3处于冷却位置时，如图2所示，基座3的上端面处于托举装置5的顶部与台阶51之间，晶圆4不接触托举装置5，仍由基座3支撑，即在基座3由沉积位置移动到冷却位置时，用于支撑晶圆4的支撑体不变，避免了更换支撑体产生的晶圆4位移，进而避免晶圆4与设备碰撞而产生的破片问题。

上述技术方案中，给基座增设一个冷却位置，于气相沉积完成后，基座由沉积位置下降至冷却位置使晶圆与盖环脱离，避免晶圆与盖环连接处的沉积物在冷却后造成晶圆与盖环的粘连，进而避免晶圆破片。

本实用新型的较佳的实施例中，还包括：

溅射源6，对应于基座3设置于腔室壁1的顶部。

本实用新型的较佳的实施例中，还包括：

屏蔽装置7，呈圆筒状，屏蔽装置7的顶端围绕溅射源6固定于腔室壁1上；

屏蔽装置7的底端包括一朝向屏蔽装置7的内部向上折回的折回部71；

于基座3处于沉积位置时，基座3位于折回部71内，并且折回部71的顶端与基座3的上端面位于同一水平面。

本实用新型的较佳的实施例中，盖环2固定于折回部71上；

于基座3处于沉积位置时，盖环2、屏蔽装置7、腔室壁1与待处理的晶圆4构成一封闭腔体8，以进一步避免基座3以及托举装置5上沉积物质膜。

本实用新型的较佳的实施例中，盖环2的底部设置有一环形的沟槽21；

沟槽21与折回部71的顶端适配，并且沟槽21套设于折回部71的顶端上以将盖环2固定于折回部71上。

本实用新型的较佳的实施例中，还包括：加热装置(图中未画出)，设置于基座3内。

本实用新型的较佳的实施例中，加热装置为电阻式加热元件。

本实用新型的较佳的实施例中，加热装置为红外加热元件。

本实用新型的技术方案中，还包括一种物理气相沉积设备，其中，该物理气相沉积设备使用上述的溅射腔室。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。