CN103572211A - 物理气相沉积设备及物理气相沉积工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理气相沉积装置，包括一反应腔室，所述反应腔室包括：位于所述反应腔室内以将所述反应腔室隔离成上部腔室和下部腔室的介质窗，所述介质窗具有透光性且密封所述下部腔室；位于所述下部腔室内的基片支撑部件；设在所述上部腔室的顶壁、用于加热所述待加工基片的加热部件；基片传输口，所述基片传输口位于所述下部腔室的侧壁上，用于将加工完的基片从所述下部腔室传出或将待加工的基片传入所述下部腔室；和加热约束桶，所述加热约束桶位于所述下部腔室内且能够通过升降机构在所述下部腔室内升降。本发明提供的物理气相沉积设备，可大大提高基片加热时的均匀性，提高基片的去气效果。本发明还公开了一种物理气相沉积工艺。

Description

物理气相沉积设备及物理气相沉积工艺

技术领域

本发明涉及半导体加工领域，特别涉及一种物理气相沉积装置及利用该装置的物理气相沉积工艺。

背景技术

铜互连物理气相沉积工艺主要包括四个工艺过程：1）去气；2）预清洗；3）Ta(N)沉积；4）Cu沉积。对于去气工艺过程，主要是在去气腔内将基片加热至一定温度，以去除基片上吸附的水蒸气以及其它易挥发杂质，实际去气过程中，对去气工艺加热的均匀性要求很高，如果加热不均匀，可能会导致基片部分区域残留易挥发杂质，影响后续工艺，局部温度不均匀甚至还可能损坏基片。

图7是现有技术中的物理气相沉积的剖面图。7’为加热灯泡安装座，它安装在灯泡安装板1’上，安装板1’上有冷却水管路5’，反射板2’上有圆孔，灯泡可以穿过，灯泡安装板1’与反射板2’紧贴在一起，以此实现反射板2’的冷却，防止其温度过高。反射板2”下表面做光滑处理进行光反射’。10’为基片4’的支撑针，11’为基片传输进口。3’为腔室屏蔽件，其中有冷却水路，用以防止加热灯使用时腔室壁过热，其间会嵌入一较厚石英窗9’，用以将腔室与外界隔离’，透过石英窗9’进行照射，灯泡6’的供电由外部直接供给灯泡安装座7’。由灯泡6’加热基片4’。

图8是现有技术中的物理气相沉积设备的俯视图，从图8中可以看出，反应腔室的侧壁上的基片传输口11’会导致从反应腔室的内壁面反射到基片4’上的热量不均匀，造成基片4’温度分布不均匀，影响基片4’的后续工艺。换言之，由于在腔室侧壁开设有一传输口，因此腔室的结构不是完全对称的，所以具有开口一侧的腔室壁反射到基片上的光要小于没有开口那一侧的腔室壁反射到基片上的光，这样就造成了腔室内壁反射到基片上的热量不相等，进而导致基片周向的加热均匀性不好。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种能够提高基片加热均匀性的物理气相沉积装置。

本发明的另一个目的在于提出一种利用上述物理气相沉积装置进行的物理气相沉积工艺。

根据本发明第一方面的物理气相沉积装置，包括一反应腔室，所述反应腔室包括：介质窗，所述介质窗位于所述反应腔室内，将所述反应腔室隔离成上部腔室和下部腔室，所述介质窗具有透光性且密封所述下部腔室；基片支撑部件，所述基片支撑部件位于所述下部腔室内；加热部件，所述加热部件设在所述上部腔室的顶壁，用于加热所述待加工基片；基片传输口，所述基片传输口位于所述下部腔室的侧壁上，用于将加工完的基片从所述下部腔室传出或将待加工的基片传入所述下部腔室；和加热约束桶，所述加热约束桶位于所述下部腔室内且能够通过升降机构在所述下部腔室内升降。

根据本发明实施例的物理气相沉积装置，通过设置加热约束桶，使加热约束桶的内壁面反射给基片的热量均匀，解决了基片加热不均匀的问题，提高了基片温度分布的均匀性，促进基片表面水蒸气和其它易挥发性杂质的挥发，从而大大提高了物理气相沉积装置的去气效果。

在本发明的一些实施例中，所述加热约束桶的中心轴线通过待加工基片的圆心。

在本发明的一些实施例中，所述中心轴线垂直通过所述待加工基片的圆心。

这种结构的设计使得加热约束桶的内壁面到基片边缘的距离沿基片的中心对称，从而使加热约束桶4的内壁面反射给基片的热量更加均匀。

在本发明的一些实施例中，所述升降机构设在所述下部腔室外部且穿过所述下部腔室的底壁与所述加热约束桶相连。

在本发明的一些实施例中，所述升降机构包括电机和由所述电机驱动的丝杠传动机构。

在本发明的一些实施例中，所述加热约束桶为底端封闭的圆筒，所述加热约束桶的底壁上设有通孔，所述基片支撑部件穿过所述通孔。

在本发明的一些实施例中，所述加热约束桶由不锈钢或耐高温材料制成。

在本发明的一些实施例中，所述加热部件为加热灯。

在本发明的一些实施例中，所述加热灯由内环加热灯和外环加热灯组成。由此，可以更好地对基片进行加热，提高基片温度分布的径向均匀性。

在本发明的一些实施例中，所述内环加热灯和外环加热灯同圆心设置。

在本发明的一些实施例中，所述内环加热灯与所述外环加热灯分别沿周向均匀布置。

在本发明的一些实施例中，所述加热约束桶的内表面为镜反射面或漫反射面。

在本发明的一些实施例中，所述加热约束桶为不透光桶。

在本发明的一些实施例中，所述基片支撑部件包括支撑针。

在本发明的一些实施例中，所述支撑针为三个。

在本发明的一些实施例中，所述基片支撑部件还包括支撑基座，所述支撑基座上设有用于通过所述支撑针的通孔。

在本发明的一些实施例中，所述支撑基座内设有用于加热所述待加工基片的加热组件。

在本发明的一些实施例中，所述加热组件为加热电阻丝。

通过在支撑基座内部设置加热电阻丝和上部腔室的加热灯同时加热放置在基片支撑部件上面的基片，提升加热效率，同时由于通过在支撑部件内设置加热部件对基片进行加热的方式能够更容易获得较好的加热均匀度。

在本发明的一些实施例中，所述加热约束桶上设有通孔，所述通孔构造为所述加热部件发出的光通过所述通孔后不再反射回所述反应腔室内。

在本发明的一些实施例中，所述通孔的孔径与所述通孔的深度比小于1:5。

现有技术的物理气相沉积装置，反应腔室的结构相对于基片是非对称的，在使用灯泡加热时，由于基片传输口一侧的内壁反射的光能量小于对面内壁反射的光能量，导致基片靠近基片传输口一侧的温度较低，整个基片温度的均匀性差，根据本发明实施例的物理气相沉积装置，通过设置加热约束桶，解决了在用灯泡加热过程中，由于腔室内壁到基片边缘距离不等所造成的基片温度分布不均的问题，具体地说，从加热约束桶的内壁面反射给基片的光能量均匀，从而提升了基片加热的均匀性，消除了腔室内壁对基片辐射不对称所引起的基片温度不均匀问题。

在本发明的一些实施例中，在支撑基座内设置加热电阻丝并与加热灯同时对基片加热，从而可以更加迅速地提高基片的温度并提升基片表面温度分布的均匀性，提高物理气相沉积装置的去气效果。

根据本发明第二方面的物理气相沉积工艺，利用根据本发明上述第一方面的物理气相沉积装置，所述物理气相沉积工艺包括去气、预清洗和沉积步骤，其中所述去气步骤包括：

A、下降所述加热约束桶以使所述加热约束桶的上端面低于所述基片传输口的下沿；

B、从所述基片传输口将待加工的基片传送到所述基片支撑部件上；

C、上升所述加热约束桶以使所述加热约束桶的上端面高于所述基片传输口的上沿；

D、通过所述加热部件对所述基片进行加热；和

E、下降所述加热约束桶以使所述加热约束桶的上端面低于所述基片传输口的下沿，通过所述基片传输口将加工完的基片传出所述下部腔室。

在本发明的一些实施例中，所述去气步骤还包括在步骤D之前的步骤C1，即向所述反应腔室内通入惰性气体。

在本发明的一些实施例中，所述惰性气体为氩气或者氦气或二者的混合气体。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的物理气相沉积设备的结构示意图，其中所述加热光源约束桶处在所述下部位置；

图2是根据本发明实施例的物理气相沉积设备的结构示意图，其中所述加热光源约束桶处在所述上部位置；

图3是根据本发明实施例的物理气相沉积设备的俯视剖视图；

图4是根据本发明实施例的多个加热灯泡的分布示意图；

图5是根据本发明实施例的物理气相沉积工艺的流程图；

图6是根据本发明另一个实施例的具有基座的物理气相沉积设备的局部示意图；

图7是现有技术中物理气相沉积设备的示意图；和

图8是现有技术中的物理气相沉积设备的去气腔的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面首先参考图1-图4描述根据本发明实施例的物理气相沉积装置100。根据本发明实施例的物理气相沉积装置100可应用在铜互连PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)工艺中，用于去除基片上吸附的水蒸气以及其它易挥发性杂质，保证铜互连PVD其它后续工艺的顺利进行。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的物理气相沉积装置100，包括一反应腔室11，反应腔室11由腔体1限定出，反应腔室11内设有介质窗3，介质窗3位于反应腔室11内，将反应腔室11隔离成上部腔室111和下部腔室112，介质窗11具有透光性且密封下部腔室112，优选地，介质窗11为石英窗。通过设置石英介质窗，使下部腔室112与外部大气隔离，为基片200提供一个更加良好地去气环境，保证基片200去气工艺的效果。基片支撑部件12位于下部腔室112内，具体而言，基片支撑部件12可包括多个设在下部腔室112底壁的多个支撑针，支撑针用于支撑固定基片200。

加热部件2设在上部腔室111内，用于加热待加工基片，例如通过加热部件2的热辐射方式，将基片200加热至预定温度，以去除基片200表面吸附的水蒸气和其它易挥发性杂质，防止影响铜互连PVD后续工艺例如预清洗、Ta(N)沉积、Cu沉积工艺的进行。

如图1和图2所示，上部腔室111的上端设有反射板6以封闭上部腔室111，这样反射板6和介质窗3限定出上部腔室111，反射板6用于反射加热部件2发出的光，反射板6可以是铝板，且下表面即反射面做光滑处理，从而使反射板6可更好地反射加热部件2的热量，提高加热部件2的加热效率。

进一步地，参考图1和图2所示，反射板6上设有安装板7，安装板7内设有冷却通道，加热部件2安装在安装板7上且穿过反射板6伸入到上部腔室111内。其中在安装板7的冷却通道内通入冷却液例如水以对安装板7进行冷却，防止加热部件2长时间通电后安装板7温度过高。优选地，反射板6可紧贴在安装板7的下表面，这种结构能同时对反射板6进行冷却，防止其温度过高，延长反射板的使用寿命，进而实现设备使用成本的降低。当然腔体1的侧壁内也可设有冷却通道，并在冷却通道内通入冷却液例如水以对腔体1进行冷却，防止腔体1温度过高。

参考图1和图2所示，为更好地将加热部件2固定在安装板7上，安装板7上还可设有多个加热部件安装座8，加热部件2安装在加热部件安装座8上且穿过安装板7和反射板6伸入到上部腔室111内，其中加热部件2由外部电源供电，具体地说，外部电源与加热部件安装座8相连并通过加热部件安装座8对设在其上的加热部件2供电。

基片传输口13位于下部腔室112的侧壁上，用于将加工完的基片200从下部腔室112传出或将待加工的基片200传入下部腔室112，基片200的传入或传出通过设置在腔体1外部的机械手（图未示出）完成。

加热约束桶4位于下部腔室112内且能够通过升降机构在下部腔室112内升降。具体而言，如图1-图2所示，加热约束桶4在下部腔室112内沿竖向可在上部位置（如图1所示）与下部位置（如图2所示）之间移动。如图1所示，加热约束桶4在下部位置时，其上端面低于基片传输口13的下沿，以方便机械手通过基片传输口13将基片200放置在下部腔室112内的支撑针上。如图2所示，加热约束桶4在上部位置时，其上端面高于基片传输口13的上沿，优选地，在上部位置，加热约束桶4的上端面邻近介质窗3的下表面以更好地提高基片200温度的均匀性。

通过设置加热约束桶4，可以大大提高物理气相沉积设备100的去气效果。具体而言，在物理气相沉积过程中，通过调整加热约束桶4在下部反应腔室112内的位置，实现改善基片200表面温度的均匀性。具体为通过升降结构将加热约束桶4下降至下部位置，这里的下部位置是指加热约束桶4的上端面低于基片传输口13的下沿，此时机械手将基片200从基片传输口13传输到下部腔室112内并将基片200放置在支撑部件12上，通过升降机构将加热约束桶4上升至上部位置，这里的上部位置是指加热约束桶4的上端面高于基片传输口13的上沿，施加功率至加热部件2上，通过加热部件2对基片200进行加热，一方面加热部件2通过直接照射基片200表面对基片200进行加热，另一方面，加热部件2发出的光通过加热约束桶4的内壁面反射至基片200表面间接对基片200进行加热，由于加热约束桶4相对于基片200是周向对称的结构，因此对于基片200而言，通过加热约束桶4的内壁面反射到基片200的光热量不再因为基片传输口13的存在而受到影响，进而解决了现有技术中由于反应腔室侧壁上的基片传输口13的存在而导致反应腔室内壁反射到基片上的光热量不均匀，进而影响基片200表面的温度均匀性。本实施例通过在下部反应腔室112内设置加热约束桶4为晶件200的加工提供了一个对称的工艺环境，使得基片200表面的温度更加均匀，从而提升了物理气相沉积设备的去气效果。

根据本发明实施例的物理气相沉积装置100，通过设置加热约束桶4，由于加热约束桶4相对于基片200而言是对称的，因此加热约束桶4的内壁面反射给基片200的热量更加均匀，进而提高了基片200表面温度分布的均匀性，基片200表面温度分布均匀会使得其上吸附的水蒸气和其它易挥发性杂质更加均匀的被挥发掉，从而大大提高了物理气相沉积装置100的去气效果。

如图1-图3所示，在本发明的一个具体实施例中，加热约束桶4为底端封闭的圆筒，通常地，加热约束桶4的中心轴线通过待加工基片200的圆心，当然通常地加热约束桶4的中心轴线垂直通过待加工基片200的圆心。也就是说，在本实施例中，加热约束桶4的水平截面为圆形，且加热约束桶4同心地设在基片200的周向外侧。通过在下部反应腔室112内这样设置加热约束桶4可使得加热约束桶4的内壁面到基片200边缘的距离沿基片200的中心对称，从而使加热约束桶4的内壁面反射给基片200的热量更加均匀，基片200的温度分布更加均匀。

本实施例中，升降机构包括电机51和由电机51驱动的丝杠传动机构5，丝杠传动机构5可设在下部腔室112外部且穿过下部腔室112的底壁与加热约束桶4相连。也就是说，丝杠传动机构5的上部穿过腔体1的底壁以与加热约束桶4的底部相连，例如丝杠传动机构5可位于腔体1的正下方。可以理解，升降机构包括但不限于上述丝杠传动机构5和电机51，即只要能够满足驱动加热约束桶4上下运动即可。为了保证丝杠传动机构5与腔体1的底壁之间的密封性，优选地，丝杠升降机构5与腔体1的底壁之间设有用于密封的波纹管（图未示出），从而保证下部腔室112的密封性，防止下部腔室112与外部大气相通影响去气工艺。

通常地，加热约束桶4由不锈钢材料制成，当然，其内壁面可以是镜反射面，由此可以更好地将照射在内壁面上的光线反射给基片200，提高加热部件2的光利用率。当然，加热约束桶4的内壁面也可以是漫反射面。需要说明的是，加热约束桶4只要能够实现为基片200提供一个对称的去气工艺环境就可以了，其具体材料的选择不应被看做是对本发明的限制，也不是本发明的重点内容，因此在此不对加热约束桶的材料进行一一列举了。

在本发明的一些实施例中，加热约束桶4可以是不透光的桶，也可是是部分透光的桶，这里的部分透光是指在加热约束桶4上设置有通孔，这个通孔要满足从加热部件2发出的光通过这个通孔后不再被反射回下反应腔室112内。通常地，通孔被设计成圆形孔，且该通孔的孔径与其深度比小于1:5。不管加热约束桶4是不透光的桶还是其上设有部分透光的通孔，这两种结构的加热约束桶均可以实现为基片200提供对称的加热环境，也就是能够实现改善基片200加热的周向均匀性，解决了由于基片传输口13的存在而导致的反射到基片200上的热量不均匀的问题，从而改善了基片200表面吸附的水蒸气以及其它易挥发性杂质的去除效果。

如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，加热部件2可以是多个加热灯构成的加热灯组。通常地，每一个加热灯的功率为800W。当然，每一个加热灯的功率也可以不一样，这个可以根据工艺需要进行设定。加热灯组可由内环加热灯和外环加热灯组成，内环加热灯和外环加热灯同圆心设置，优选地，内环加热灯和外环加热灯的圆心在与支撑部件12的中心对应。，大多数情况下，每一个加热灯的下端处在同一平面内，即每一个加热灯的下端到介质窗3的上表面距离相等以进一步提高基片200径向加热的均匀性。为了更进一步提高加热灯的加热均匀性，内环加热灯与外环加热灯分别沿周向均匀布置，也就是说，位于内环的加热灯在内环的周向上均匀分布，对应地，位于外环的加热灯在外环的周向均匀分布，例如在图4的示例中，内环上均匀分布有四个加热灯，外环上均匀分布有七个加热灯。可以理解的是，加热灯2的数量、分布形式等可以根据去气工艺的具体要求来设置，例如通过增加或减少加热灯2的数量、改变多个加热灯2的分布形式例如分布在三个或更多个同心圆上等来满足物理气相沉积装置100的工艺要求。

由于加热灯为多个且每一个的功率均较高，因此为了保证去气工艺过程的安全性，反射板6上可设有用于封盖安装板7和加热部件安装座8的保护罩9，使加热部件安装座8和加热灯均被隔离在保护罩9内，避免工艺过程中工作人员与加热部件安装座8或加热灯接触发生触电危险，提高安全性，改善工作环境。

在本发明的一个实施例中，如图6所示，基片支撑部件12包括支撑针，支撑针可以是多个且排列成与基片200共心的圆形以更好地支撑基片200，通常支撑针是三个。当然，支撑针也可以是四个。可以理解的是，支撑针的个数可根据实际需要设置，只要能够满足支撑基片即可。进一步地，基片支撑部件12还包括支撑基座14，支撑基座14上设有用于通过支撑针的通孔141，优选地，支撑基座14内设有用于加热待加工基片200的加热组件，加热组件可以是加热电阻丝。由此通过设置加热组件15与加热灯2协同对基片200进行加热，从而使基片200升温更加迅速且温度分布更加均匀，提高了基片200表面吸附的水蒸气以及其它易挥发性杂质的去除效果。通过在支撑基座14内部设置加热电阻丝和上部腔室的加热灯同时加热放置在基片支撑部件上面的基片，提升加热效率，同时由于通过在支撑部件内设置加热部件的方式对基片进行加热的方式能够更容易获得较好的加热均匀度。在本实施例中，基片支撑部件12可以进一步包括一个升降机构（图中未示出），该升降机构用于驱动基片支撑部件12在下部反应腔室112内竖向升降。具体地，当进行去气工艺时，基片支撑部件12位于下部反应腔室112的底部，此时基片200被传输至下部反应腔室112内并被放置在基片支撑部件12上，通过升降机构将基片支撑部件12上升至工艺位置，然后将约束桶上升至上部位置，开始进行去气工艺。另外，基片支撑部件的升降机构可以和加热约束桶4的升降机构为一套升降机构，也可以是两个独立的升降机构，本发明对此不作限制，只要能够实现加热约束桶4和基片支撑部件12的独立升降即可。当然，在本实施例中基片支撑部件12的位置也可以固定不动，只要其能够支撑基片200实现去气工艺即可。

传统的物理气相沉积装置100中，腔室的结构相对于基片是非对称的，在使用灯泡加热时，由于基片传输口一侧的内壁反射的光能量小于对面内壁反射的光能量，导致基片靠近基片传输口一侧的温度较低，整个基片温度的均匀性差，根据本发明实施例的物理气相沉积装置100，通过设置加热约束桶4，解决了在用灯泡加热过程中，由于腔室内壁反射到基片的热量不均引起基片温度分布不均匀的问题，提升了基片加热的均匀性，消除了腔室内壁对基片辐射不对称所引起的基片温度不均匀问题。

此外，在支撑基座14内设置加热电阻丝并与加热灯同时对基片加热，从而可以更加迅速地提高基片的温度并保证基片温度分布的均匀性，提高物理气相沉积装置100的去气效果。本发明的物理气相沉积设备100除了可以被应用于Cu沉积去气工艺外，也可以使用于其他PVD去气过程，比如TSV封装用的PVD或者LED ITO用PVD。下面参考图5描述根据本发明实施例的利用上述物理气相沉积设备100进行的物理气相沉积工艺，该工艺包括去气、预清洗和沉积三个步骤，其中去气步骤包括：

A、下降加热约束桶4以使加热约束桶4的上端面低于基片传输口13的下沿；

B、从基片传输口13将待加工的基片200传送到基片支撑部件12上；

C、上升加热约束桶4以使加热约束桶4的上端面高于基片传输口13的上沿，优选地，加热约束桶4的上端面邻近介质窗3的下表面；

D、通过加热部件2对基片200进行加热；和

E、下降加热约束桶4以使加热约束桶4的上端面低于基片传输口13的下沿，通过基片传输口13将加工完的基片200传出下部腔室112。

优选地，上述去气步骤还包括在步骤D之前增加步骤C1，其中C1为向所述反应腔室内通入惰性气体，所述惰性气体为氩气，当然也可以是氦气，或者为氩气和氦气二者的混合气体。

根据本发明上述实施例的物理气相沉积工艺，可大大提高去气步骤中基片温度分布的均匀性，大大提高去气步骤的去气效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (23)

1.一种物理气相沉积装置，包括一反应腔室，其特征在于，所述反应腔室包括：

介质窗，所述介质窗位于所述反应腔室内，将所述反应腔室隔离成上部腔室和下部腔室，所述介质窗具有透光性且密封所述下部腔室；

基片支撑部件，所述基片支撑部件位于所述下部腔室内；

加热部件，所述加热部件设在所述上部腔室的顶壁，用于加热所述待加工基片；

基片传输口，所述基片传输口位于所述下部腔室的侧壁上，用于将加工完的基片从所述下部腔室传出或将待加工的基片传入所述下部腔室；和

加热约束桶，所述加热约束桶位于所述下部腔室内且能够通过升降机构在所述下部腔室内升降。

2.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热约束桶的中心轴线通过待加工基片的圆心。

3.根据权利要求2所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述中心轴线垂直通过所述待加工基片的圆心。

4.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述升降机构设在所述下部腔室外部且穿过所述下部腔室的底壁与所述加热约束桶相连。

5.根据权利要求4所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述升降机构包括电机和由所述电机驱动的丝杠传动机构。

6.根据权利要求4所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热约束桶为底端封闭的圆筒，所述加热约束桶的底壁上设有通孔，所述基片支撑部件穿过所述通孔。

7.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热约束桶由不锈钢或耐高温材料制成。

8.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热部件为加热灯。

9.根据权利要求8所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热灯由内环加热灯和外环加热灯组成。

10.根据权利要求9所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述内环加热灯和外环加热灯同圆心设置。

11.根据权利要求10所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述内环加热灯与所述外环加热灯分别沿周向均匀布置。

12.根据权利要求1物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热约束桶的内表面为镜反射面或漫反射面。

13.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热约束桶为不透光桶。

14.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述基片支撑部件包括支撑针。

15.根据权利要求14所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述支撑针为三个。

16.根据权利要求14所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述基片支撑部件还包括支撑基座，所述支撑基座上设有用于通过所述支撑针的通孔。

17.根据权利要求16所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述支撑基座内设有用于加热所述待加工基片的加热组件。

18.根据权利要求17所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热组件为加热电阻丝。

19.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述加热约束桶上设有通孔，所述通孔构造为所述加热部件发出的光通过所述通孔后不再反射回所述反应腔室内。

20.根据权利要求19所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述通孔的孔径与所述通孔的深度比小于1:5。

21.一种利用如权利要求1-20中任一项所述的物理气相沉积装置进行的物理气相沉积工艺，包括去气、预清洗和沉积步骤，其特征在于，所述去气步骤包括：

A、下降所述加热约束桶以使所述加热约束桶的上端面低于所述基片传输口的下沿；

B、从所述基片传输口将待加工的基片传送到所述基片支撑部件上；

C、上升所述加热约束桶以使所述加热约束桶的上端面高于所述基片传输口的上沿；

D、通过所述加热部件对所述基片进行加热；和

E、下降所述加热约束桶以使所述加热约束桶的上端面低于所述基片传输口的下沿，通过所述基片传输口将加工完的基片传出所述下部腔室。

22.根据权利要求21所述的物理气相沉积工艺，其特征在于，所述去气步骤还包括在步骤D之前的步骤C1，即

向所述反应腔室内通入惰性气体。

23.根据权利要求21所述的物理气相沉积工艺，其特征在于，所述惰性气体为氩气或者氦气或二者的混合气体。

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