CN105695942A - 环件结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环件结构及其制作方法，环件结构包括：环形体部，环形体部的外圆周面与两个圆环形端面之间，以及内圆周面与两个圆环形端面之间均呈圆角连接，圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半。环件结构的制作方法包括：形成环形体部；进行倒角处理，以使外圆周面与两个圆环形端面之间，以及内圆周面与两个圆环形端面之间呈圆角连接，圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半。本发明的有益效果在于，环形体部表面积相对较大，吸附溅射产生颗粒物的能力更强，减少了出现剥落现象的几率；环形体部表面积更大也减少了溅射沉积过程中发生放电击穿现象的几率，进而减小了环件结构在使用时，对溅射沉积过程的影响。

Description

环件结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种环件结构及其制作方法。

背景技术

在半导体制造中常用到溅射(Sputtering)工艺，这种工艺用于将金属溅射到衬底上以形成薄膜。这种工艺是物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,PVD)中的一种，通过高能量粒子轰击溅射靶材，使被轰击的靶材原子或分子沉积在基底表面上形成薄膜。

在溅射过程中，为了提高溅射沉积的均匀性，通常在溅射设备中安置环件结构，以约束溅射粒子的运动轨迹，也就是说，所述环件结构在溅射过程中起到聚焦高能量粒子的作用。

具体可以参考图1，为现有技术中溅射沉积设备的结构示意图，溅射靶材70设于中溅射沉积设备的腔体上方，环件结构72通过连接部(knob)73设于溅射靶材70与待沉积表面74之间。高能量粒子(其轨迹参考图1中的轨迹71)轰击溅射靶材产生的颗粒物部分落在待沉积表面74上，还有部分落在环件结构72上。

但是，现有的环件结构在使用过程中可能会影响溅射沉积的质量，例如，在溅射过程中环件结构上会留有溅射产生的颗粒物，这些颗粒物在环件结构上聚集变为沉积物，沉积物聚集到一定程度后会发生剥落现象(peeling)，剥落的沉积物不仅会影响溅射环境，还容易掉落在溅射表面上，导致产品产生缺陷甚至报废。此外，剥落的沉积物还可能在溅射沉积的过程中导致溅射设备中发生异常放电现象，溅射设备会因此意外中止工作，给整个生产进度带来影响。

为此，如何改进环件结构以减少环件结构对溅射沉积过程的影响，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种环件结构及其制作方法，以减少环件结构对溅射沉积过程的影响。

为解决上述问题，本发明提供一种环件结构，包括：

环形体部，包括轴向相背的两个圆环形端面以及设于所述两个圆环形端面之间且径向相背的外圆周面和内圆周面，所述外圆周面与所述的两个圆环形端面相垂直；

所述环形体部的外圆周面与所述两个圆环形端面之间呈圆角连接，所述圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半。

可选的，所述圆角的圆角半径小于1.5毫米。

可选的，所述圆角的圆角半径在0.7～1.0毫米的范围内。

可选的，所述环形体部的材料为钽、钛或铜。

可选的，所述环形体部的表面均具有凹凸的纹理。

可选的，所述环件结构应用于溅射沉积设备中，所述环件结构还包括设于所述环形体部外圆周面的若干连接部，所述环件结构通过所述连接部设于溅射沉积设备中。

可选的，所述连接部表面设有凹凸的纹理。

此外，本发明还提供一种环件结构的制作方法，包括：

形成环形体部，包括轴向相背的两个圆环形端面以及设于所述两个圆环形端面之间且径向相背的外圆周面和内圆周面，所述外圆周面与所述的两个圆环形端面相垂直；

对外圆周面与所述两个圆环形端面之间进行倒角处理，以使外圆周面与所述两个圆环形端面之间呈圆角连接，所述圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半。

可选的，所述圆角的圆角半径小于1.5毫米。

可选的，所述圆角的圆角半径在0.7～1.0毫米的范围内。

可选的，倒角处理的步骤之后，所述制作方法还包括：在环形体部的表面形成凹凸的纹理。

可选的，形成凹凸的纹理的步骤之后，所述制作方法还包括：对所述环形体部进行酸洗处理。

可选的，所述环件结构应用于溅射沉积设备中，在倒角处理的步骤之后，所述制作方法还包括：在所述环形体部的外圆周面设置若干连接部，所述环件结构通过上述连接部设于溅射沉积设备中。

可选的，设置连接部的步骤还包括：在所述连接部的表面形成凹凸的纹理。

可选的，采用滚花加工或者喷砂加工的方式形成所述凹凸的纹理。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的环件结构的环形体部的外圆周面与其圆环形端面之间呈圆角连接，且所述圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半，相对于现有技术来说，环形体部的面积相对较大。同样尺寸规格的环形体部相比之下，本发明的环形体部表面积相对较大，一方面，在实际使用过程中，环形体部吸附溅射产生颗粒物的能力更强，也就是说，沉积在环件结构上的颗粒物比较不容易从环件结构上掉落，进而减少了溅射沉积过程中出现剥落现象的几率；另一方面，环形体部表面积更大也减少了溅射沉积过程中发生放电击穿现象的几率，进而减小了环件结构在使用时，对溅射沉积过程的影响。

附图说明

图1是现有技术中溅射沉积设备的结构示意图；

图2至图4是本发明环件结构一实施例的结构示意图；

图5是本发明环件结构的制作方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

现有技术中发生剥落(peeling)现象的原因是：环件结构中环形体部的表面积较小，在溅射沉积的过程中，吸附溅射产生的颗粒物的能力较弱，进而导致颗粒物在环件结构上聚集到一定程度后发生剥落现象，这不仅可能导致产品的良率下降，还可能在溅射沉积的过程中导致溅射设备中发生异常放电现象。

因此，本发明提供一种环件结构，包括：

环形体部，包括轴向相背的两个圆环形端面以及设于所述两个圆环形端面之间且径向相背的外圆周面和内圆周面，所述外圆周面与所述的两个圆环形端面相垂直；

所述环形体部的外圆周面与所述两个圆环形端面之间呈圆角连接，所述圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半。

本发明环件结构圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半，与同样尺寸规格的现有环形体部相比，本发明的环形体部表面积相对较大，一方面，环形体部吸附溅射产生沉积物的能力更强，沉积物不易从环件结构上掉落，进而减少了溅射沉积过程中出现剥落现象的几率；另一方面，环形体部表面积相对较大也减少了溅射沉积过程中发生放电击穿现象的几率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图2至图4，为本发明环件结构一实施例的结构示意图。

首先参考图2并结合参考图3，本发明的环件结构包括环形体部100，所述环形体部100包括轴向相背的两个圆环形端面以及设于所述两个圆环形端面之间且径向相背的外圆周面102和内圆周面104，所述外圆周面102与所述的两个圆环形端面相垂直；

所述环形体部的外圆周面102与所述两个圆环形端面之间呈圆角连接，所述圆角103的圆角半径小于外圆周面102宽度h的一半。

继续参考图4，如前文所述，圆角103的圆角半径小于外圆周面102宽度h的一半，在同样尺寸规格，也就是同样的宽高下(参考图4中的点划线A、B)，本发明的环形体部100的表面积大于现有技术中圆角半径大于外圆周面宽度一半的环件结构(参考图4中虚线11，为现有技术中圆角半径大于外圆周面宽度一半时环形体部的外圆周面轮廓)的表面积。

因此，本发明环形体部100吸附溅射产生沉积物的能力更强，沉积物不易从环件结构上掉落，进而减少了溅射沉积过程中出现剥落现象的几率。

另一方面，环形体部100表面积更大，也相对减少了溅射沉积过程中发生放电击穿现象的几率。

在本实施例中，圆角103的圆角半径小于1.5毫米，这样能够尽量增加环形体部100表面积。

具体来说，可以在0.7～1.0毫米的范围内，在此范围内圆角103的圆角半径不至于过小，而导致外圆周面102与其圆环形端面101之间的圆角103变得过于“尖锐”，而导致在溅射沉积过程中发生放电击穿现象，同时，所述圆角103的圆角半径也不至于过大，而导致环形体部100的表面积变得过小。

具体的，本实施例圆角103的圆角半径为0.7毫米。

进一步，本实施例中，所述环形体部100的宽度h为3.5毫米。

在本实施例中，所述外圆周面102与环形体部100的圆环形端面101相垂直，也就是说，圆角103的圆角半径小于外圆周面102宽度的一半(本实施例中圆角半径0.7毫米，环形体部100的宽度h为3.5毫米)。这样有利于进一步增加环形体部100的表面积。

但是本发明对圆角103的圆角半径是否必须小于外圆周面102宽度的一半不作限定，因为环形体部100的尺寸在实际操作中是不确定的，一些环形体部100的外圆周面102的宽度可能较小，圆角103的圆角半径也可能等于或者大于外圆周面102宽度的一半，但是这并不影响本发明的实施。

在本实施例中，所述环形体部100的材料为钽，所述环件结构为钽环。但是本发明对此不作任何限定，所述环形体部100的材料还可以是其他材料，例如钛或铜。

在本实施例中，所述环形体部100的表面还具有凹凸的纹理，这些纹理可以增加环形体部100表面的粗糙程度，进而增加吸附溅射产生沉积物的能力，进一步减少发生剥落现象几率。具体来说，粗糙程度可以增加到10～65微米的范围内。

在本实施例中，所述环件结构还包括连接部(knob)200，所述连接部200设于所述环形体部100的外圆周面102，当环件结构安装于溅射沉积设备内部时，环形体部100通过上述连接部200固定在溅射沉积设备内部。同时需要说明的是，图2中仅示出了一个连接部200，本领域技术人员应当了解，连接部200的数量以及结构应当以实际需求为准。

具体的，在本实施例中，所述连接部200表面设有凹凸的纹理，也就是说，所述连接部200的表面比较粗糙。这进一步有利于减少发生剥落现象几率。

此外，参考图5，本发明还提供一种环件结构的制作方法，包括以下步骤：

步骤S1：形成环形体部，包括轴向相背的两个圆环形端面以及设于所述两个圆环形端面之间且径向相背的外圆周面和内圆周面，所述外圆周面与所述的两个圆环形端面相垂直；

步骤S2：对外圆周面与所述两个圆环形端面之间，以及内圆周面与所述两个圆环形端面之间的连接处进行倒角处理，以使外圆周面与所述两个圆环形端面之间，以及内圆周面与所述两个圆环形端面之间呈圆角连接，所述圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半。

与前文的环件结构相同，圆角半径小于外圆周面宽度的一半，与同样尺寸规格的现有环形体部相比，本发明的环形体部表面积更大(参考图4中虚线11，为现有技术中圆角半径大于外圆周面宽度一半时环形体部的外圆周面轮廓)。这样的好处在于，一方面，环形体部吸附溅射产生沉积物的能力更强，沉积物不易从环件结构上掉落，进而减少了溅射沉积过程中出现剥落现象的几率；另一方面，环形体部的表面积更大也减少了溅射沉积过程中发生放电击穿现象的几率。

在本实施例中，所述圆角的圆角半径小于1.5毫米，这样能够尽量增加环形体部表面积。

具体的，所述圆角的圆角半径可以在0.7～1.0毫米的范围内。在此范围内的圆角能够尽量增加环件结构的表面，同时又不至于过小而导致圆角变得过于尖锐导致使用时产生放电现象。

本实施例中可以使圆角的圆角半径为0.7毫米，这样环形体部的表面积可以尽量大，而又不至于超过最小范围值。

在本实施例中，在倒角处理之后，还包括以下步骤：

在环形体部的表面形成凹凸的纹理。这样可以增加环形体部表面的粗糙程度，进而增加吸附溅射产生沉积物的能力，减少发生剥落现象几率。

具体的，在本实施例中，所述环形体部的表面形成凹凸的纹理可以通过滚花加工的方式形成，滚花加工形成的纹理较深，粗糙程度较大，进一步有利于吸附沉积物。

但是本发明对采用何种方法形成所述纹理不作限定，在本发明的其他实施例中，也可以通过例如喷砂加工等其它方式形成所述纹理。

在本实施例中，形成纹理的步骤之后，还包括以下步骤：

对所述环形体部进行酸洗处理。酸洗处理有利于去除环形体部表面的碎屑，进而保持环形体部表面清洁。

此外，在本实施例中，在倒角处理的步骤之后，还可以在所述环形体部的外圆周面设置若干连接部，在实际使用时，所述环状体部通过上述连接部固定在溅射沉积设备内部。

具体的，在本实施例中，上述的设置若干连接部的步骤可以在酸洗处理的步骤之后进行。但是本发明对此并不作任何限定。

在本实施例中，在形成所述连接部之后，还在所述连接部的表面形成凹凸的纹理的步骤。如前文所述，连接部的表面形成的凹凸的纹理增加了连接部表面的粗糙程度，这有利于所述连接部吸附沉积物。

具体的，可以通过喷砂加工的方式在连接部表面形成所述凹凸的纹理。但是同样的，本发明对如何形成所述凹凸的纹理不作限定，在本发明的其他实施例中，也可以通过例如滚花加工等其它方式形成所述纹理。

此外需要说明的是，本发明的环件结构的制作方法可以但不限于形成上述的环件结构。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种环件结构，其特征在于，包括：

环形体部，包括轴向相背的两个圆环形端面以及设于所述两个圆环形端面之间且径向相背的外圆周面和内圆周面，所述外圆周面与所述的两个圆环形端面相垂直；

所述环形体部的外圆周面与所述两个圆环形端面之间呈圆角连接，所述圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半。

2.如权利要求1所述的环件结构，其特征在于，所述圆角的圆角半径小于1.5毫米。

3.如权利要求1所述的环件结构，其特征在于，所述圆角的圆角半径在0.7～1.0毫米的范围内。

4.如权利要求1所述的环件结构，其特征在于，所述环形体部的材料为钽、钛或铜。

5.如权利要求1所述的环件结构，其特征在于，所述环形体部的表面均具有凹凸的纹理。

6.如权利要求1所述的环件结构，其特征在于，所述环件结构应用于溅射沉积设备中，所述环件结构还包括设于所述环形体部外圆周面的若干连接部，所述环件结构通过所述连接部设于溅射沉积设备中。

7.如权利要求6所述的环件结构，其特征在于，所述连接部表面设有凹凸的纹理。

8.一种环件结构的制作方法，其特征在于，包括：

形成环形体部，包括轴向相背的两个圆环形端面以及设于所述两个圆环形端面之间且径向相背的外圆周面和内圆周面，所述外圆周面与所述的两个圆环形端面相垂直；

对外圆周面与所述两个圆环形端面之间进行倒角处理，以使外圆周面与所述两个圆环形端面之间呈圆角连接，所述圆角的圆角半径小于外圆周面宽度的一半。

9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述圆角的圆角半径小于1.5毫米。

10.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述圆角的圆角半径在0.7～1.0毫米的范围内。

11.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，倒角处理的步骤之后，所述制作方法还包括：在环形体部的表面形成凹凸的纹理。

12.如权利要求11所述的制作方法，其特征在于，形成凹凸的纹理的步骤之后，所述制作方法还包括：对所述环形体部进行酸洗处理。

13.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述环件结构应用于溅射沉积设备中，在倒角处理的步骤之后，所述制作方法还包括：在所述环形体部的外圆周面设置若干连接部，所述环件结构通过上述连接部设于溅射沉积设备中。

14.如权利要求13所述的制作方法，其特征在于，设置连接部的步骤还包括：在所述连接部的表面形成凹凸的纹理。

15.如权利要求11或14所述的制作方法，其特征在于，采用滚花加工或者喷砂加工的方式形成所述凹凸的纹理。