CN106702342A - 用于靶材溅射工艺的压紧环 - Google Patents

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Abstract

一种用于靶材溅射工艺的压紧环，包括：基板，包括与衬底相对的第一表面与第一表面相对的第二表面，基板的形状为环面，包括位于第一表面和第二表面之间的内环面和外环面；内侧壁，凸出基板的第一表面且围绕基板的内环面，包括朝向所述内环面的内表面；沟槽，沿基板的第一表面开设于所述内侧壁的内表面中，且所述沟槽沿环绕所述内环面的方向延伸。本发明通过沿压紧环基板的第一表面在内侧壁的内表面中开设沟槽，所述沟槽用于在溅射过程中堆积溅射原子，增加了衬底与压紧环连接部位的空间，从而提高了所述压紧环堆积溅射原子的能力，进而提高了所述压紧环的使用寿命。

Description

用于靶材溅射工艺的压紧环
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种用于靶材溅射工艺的压紧环。
背景技术
物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition；PVD)是一种真空薄膜沉积技术，采用低电压、大电流的电弧放电技术，在真空条件下，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在晶圆上形成薄膜，物理气相沉积制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点，现已成为半导体制备领域中最为普遍的溅镀工艺。
在PVD溅镀工艺过程中，晶圆置于溅射基台上。为了保护溅射基台，一般会在晶圆上方安装一枚压紧环并将晶圆上表面压紧，以防止在晶圆上形成薄膜时靶材溅射原子掉落在溅射基台上。
但是，现有技术所采用的压紧环的使用寿命较短。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种用于靶材溅射工艺的压紧环，提高压紧环的使用寿命。
为解决上述问题，本发明提供一种用于靶材溅射工艺的压紧环。包括：基板，包括用于与所述衬底相对的第一表面，以及与第一表面相对的第二表面，所述基板为环形，所述基板包括位于所述第一表面和第二表面之间的内环面和外环面；内侧壁，凸出所述基板的第一表面且围绕所述基板的内环面，所述内侧壁包括朝向所述内环面的内表面；沟槽，沿所述基板的第一表面开设于所述内侧壁的内表面中，且所述沟槽沿环绕所述内环面的方向延伸。
可选的，还包括：多个凸出部，凸出设置于所述基板的内环面，且与位于所述内侧壁与所述基板的内环面之间的第一表面齐平；多个衬垫结构，位于所述凸出部表面且凸出于所述基板的第一表面，所述多个衬垫结构与所述内侧壁的内表面相连接，用于压紧所述衬底；所述沟槽开设于所述内侧壁未设置有衬垫结构的区域。
可选的，所述衬垫结构与所述凸出部一一对应。
可选的，所述沟槽为围绕所述基板的内环面的环形沟槽；所述沟槽的数量为多个，且所述多个沟槽位于所述多个衬垫结构之间。
可选的，所述多个凸出部的数量为大于或等于2的任一偶数个。
可选的，所述凸出部的数量为六个。
可选的，所述溅射基台包括环形凸起，所述压紧环还包括：围绕所述内侧壁的多个侧壁，所述多个侧壁之间围成环形凹槽，所述环形凹槽与所述环形凸起相匹配。
可选的，所述多个侧壁包括：围绕所述内侧壁的第一外侧壁；围绕所述第一外侧壁的第二外侧壁；围绕所述第二外侧壁的第三外侧壁。
可选的，所述第三外侧壁与所述基板的外环面相连接。
可选的，所述衬底为晶圆，所述基板的形状为圆环面。
可选的，所述沟槽沿所述基板直径方向的横截面形状为长方形。
可选的，所述沟槽沿所述基板直径方向的深度为1.2mm至1.4mm。
可选的，所述沟槽沿垂直所述基板直径方向的高度为1.7mm至1.9mm。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
在溅射过程中，会有一些溅射原子掉落在衬底与压紧环的连接部位，所述连接部位包括由所述衬底、基板和内侧壁构成的空间，从而导致所述衬底与压紧环连接部位的空间减少，本发明通过沿压紧环基板的第一表面在所述内侧壁的内表面中开设沟槽，增加了衬底与压紧环连接部位的空间，所述沟槽用于在溅射过程中堆积溅射原子，从而提高了所述压紧环堆积溅射原子的能力，增加了所述压紧环的使用周期，进而提高了所述压紧环的使用寿命，降低了溅射工艺的制造成本。
附图说明
图1是现有技术一种用于靶材溅射工艺的压紧环的结构剖面图；
图2是图1的局部放大图；
图3是本发明用于靶材溅射工艺的压紧环一实施例的结构剖面图；
图4是图3所示压紧环面向侧壁的结构示意图；
图5是图3所示压紧环面向基板第一表面的结构示意图；
图6是图3中虚线区的局部放大图。
具体实施方式
现有技术所采用的压紧环的使用寿命较短，结合参考图1和图2，图1示出了现有技术一种用于靶材溅射工艺的压紧环的结构剖面图，图2为图1中虚线区A的局部放大剖面图，分析其原因，在于：在半导体PVD溅镀工艺过程中，溅射基台100上放置有衬底200，为了防止溅射原子掉落在所述溅射基台100上，在所述衬底200上方安装一枚压紧环300并将所述衬底200的上表面压紧。所述压紧环300的形状为环形，但在溅射过程中，会有一些溅射原子掉落在所述压紧环300和衬底200的连接部位B(如图2所示)；随着使用时间的增长，所述连接部位B内堆积的溅射原子越来越多，即所述连接部位B的空间越来越小，从而导致安装所述衬底200的空间逐渐减小，过多的溅射原子堆积容易导致所述衬底200与所述压紧环300发生粘连，溅射工艺完成后难以分离所述衬底200与所述压紧环300，甚至当所述连接部位B内的溅射原子堆积到一定程度后，使所述衬底200在所述溅射基台100上的安装位置受到影响，进而影响对所述衬底200的溅射工艺。因此，为了保证所述衬底200的溅射工艺不受影响，需及时更换所述压紧环300，相应地，降低了所述压紧环300的使用寿命。
为了解决所述技术问题，本发明提供一种用于靶材溅射工艺的压紧环，包括：基板，包括用于与所述衬底相对的第一表面，以及与第一表面相对的第二表面，所述基板为环形，包括位于所述第一表面和第二表面之间的内环面和外环面；内侧壁，凸出所述基板的第一表面且围绕所述基板的内环面，所述内侧壁包括朝向所述内环面的内表面；沟槽，沿所述基板的第一表面开设于所述内侧壁的内表面中，且所述沟槽沿环绕所述内环面的方向延伸。
本发明通过沿压紧环基板的第一表面在所述内侧壁的内表面中开设沟槽，增加了衬底与压紧环连接部位的空间，所述沟槽用于在溅射过程中堆积溅射原子，从而提高了所述压紧环堆积溅射原子的能力，增加了所述压紧环的使用周期，进而提高了所述压紧环的使用寿命，降低了溅射工艺的制造成本。
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。
图3示出了本发明用于靶材溅射工艺的压紧环一实施例的结构剖面图。
参考图3，本实施例中，所述压紧环600用于压紧位于所述溅射基台400上的衬底500。
具体地，结合参考图4和图5，图4和图5分别为图3所示压紧环面向侧壁的结构示意图和面向基板第一表面的结构示意图。所述压紧环600包括：
基板(未标注)，包括用于与所述衬底400相对的第一表面620，以及与第一表面620相对的第二表面630(如图3所示)，所述基板为环形，包括位于所述第一表面620和第二表面630之间的内环面640和外环面650；
内侧壁601，凸出所述基板的第一表面620且围绕所述基板的内环面640，所述内侧壁601包括朝向所述内环面640的内表面611；
沟槽610，沿所述基板的第一表面620开设于所述内侧壁601的内表面611中，且所述沟槽610沿环绕所述内环面640的方向延伸。
本实施例中，所述沟槽610用于在溅射过程中堆积溅射原子，从而提高了所述压紧环600堆积溅射原子的能力，增加了所述压紧环600的使用周期，进而提高了所述压紧环600的使用寿命。
本实施例中，所述压紧环600还包括：多个凸出部660，凸出设置于所述基板的内环面640，且与位于所述内侧壁601与所述基板的内环面640之间的第一表面620齐平；
多个衬垫结构670，位于所述凸出部660表面且突出与所述基板的第一表面620，所述衬垫结构670与所述内侧壁601的内表面611相连接；所述沟槽610开设于所述内侧壁601未设置有衬垫结构670的区域。
本实施例中，所述多个衬垫结构670用于压紧所述衬底200，防止所述衬底200在所述溅射基台400表面发生移动，此外，通过所述衬垫结构670，使所述衬底400与所述第一表面620之间具有一定空隙，使溅射过程中产生的溅射原子通过所述空隙进入沟槽610中，避免在所述衬底400表面堆积溅射原子的同时，提高了所述压紧环600堆积溅射原子的能力。
本实施例中，所述多个凸出部660用于坚固所述多个衬垫结构670，提高所述多个衬垫结构670的强度。
需要说明的而是，所述多个衬垫结构670与所述凸出部650一一对应，即所述衬垫结构670的数量与所述凸出部650的数量相同。
所述多个凸出部660的数量为大于或等于2的任一偶数个。本实施例中，所述凸出部660的数量为六个，相应地，所述衬垫结构670的数量为六个。
结合参考图3和图4，所述溅射基台400包括多个环形凸起410(如图3所示)，所述压紧环600还包括：围绕所述内侧壁601的多个侧壁，所述多个侧壁之间围成多个环形凹槽605(如图4所示)，所述多个环形凹槽605与所述多个环形凸起410相匹配。
具体地，如图4所示，所述多个侧壁包括：围绕所述内侧壁601的第一外侧壁602；围绕所述第一外侧壁602的第二外侧壁603；围绕所述第二外侧壁603的第三外侧壁604。其中，所述第三外侧壁604与所述基板的外环面650相连接。
需要说明的是，所述第二表面630为平面，为了使所述多个环形凹槽605与所述多个环形凸起410相匹配，所述第三外侧壁604与所述第二外侧壁603之间的基板，以及位于所述第二外侧壁603与所述第一外侧壁602之间的基板具有第一厚度，位于所述第一外侧壁602与所述内侧壁601之间的基板，以及位于所述内侧壁601与所述内环面640之间的基板具有第二厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度。也就是说，所述第一表面620为阶梯形。
继续参考图4，所述沟槽610为围绕所述基板的内环面640的环形沟槽，所述沟槽610的数量为多个，且所述多个沟槽610位于所述多个衬垫结构670之间。
本实施例中，所述衬垫结构670的数量为六个，相应地，所述沟槽610的数量为六个。
需要说明的是，所述衬底200为晶圆，相应的，所述基板的形状为圆环形。
结合参考图6，图6图3中虚线区C的局部放大图。所述沟槽610沿所述基板直径方向(如图3中X方向)的横截面形状为长方形。
需要说明的是，所述沟槽610的深度L不能过深，也不能过浅。如果所述沟槽610的深度L过深，所述沟槽610容易贯穿所述内侧壁601；如果所述沟槽610的深度L过浅，所述沟槽610堆积溅射原子的效果不显著，从而导致提高所述压紧环600使用寿命的效果不显著。为此，本实施例中，所述沟槽610的深度L为1.2mm至1.4mm。
还需要说明的是，所述沟槽610的高度H不能过高，也不能过低。如果所述沟槽610的高度H过高，由于所述内侧壁601的部分区域为斜面(未图示)，所述沟槽610容易贯穿所述内侧壁601的斜面；如果所述沟槽610的高度H过低，所述沟槽610堆积溅射原子的效果不显著，从而导致提高所述压紧环600使用寿命的效果不显著。为此，本实施例中，所述沟槽610的高度H为1.7mm至1.9mm。
在PVD溅射过程中，会有一些溅射原子掉落在所述衬底200与所述压紧环600的连接部位C中，通过沿压紧环600基板的第一表面620在所述内侧壁601的内表面611中开设沟槽610，增加了所述衬底200与所述压紧环600连接部位C的空间，使溅射过程中的溅射原子堆积在所述沟槽610中，从而提高了所述压紧环600堆积溅射原子的能力，增加了所述压紧环600的使用周期，进而提高了所述压紧环600的使用寿命，降低了溅射工艺的制造成本。
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 (13)

1.一种用于靶材溅射工艺的压紧环，用于压紧位于溅射基台上的衬底，其特征在于，包括：
基板，包括用于与所述衬底相对的第一表面，以及与第一表面相对的第二表面，所述基板为环形，所述基板包括位于所述第一表面和第二表面之间的内环面和外环面；
内侧壁，凸出所述基板的第一表面且围绕所述基板的内环面，所述内侧壁包括朝向所述内环面的内表面；
沟槽，沿所述基板的第一表面开设于所述内侧壁的内表面中，且所述沟槽沿环绕所述内环面的方向延伸。
2.如权利要求1所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，还包括：
多个凸出部，凸出设置于所述基板的内环面，且与位于所述内侧壁与所述基板的内环面之间的第一表面齐平；
多个衬垫结构，位于所述凸出部表面且凸出于所述基板的第一表面，所述多个衬垫结构与所述内侧壁的内表面相连接，用于压紧所述衬底；
所述沟槽开设于所述内侧壁未设置有衬垫结构的区域。
3.如权利要求2所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述衬垫结构与所述凸出部一一对应。
4.如权利要求2所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述沟槽为围绕所述基板的内环面的环形沟槽；
所述沟槽的数量为多个，且所述多个沟槽位于所述多个衬垫结构之间。
5.如权利要求2所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述多个凸出部的数量为大于或等于2的任一偶数个。
6.如权利要求5所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述凸出部的数量为六个。
7.如权利要求1所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述溅射基台包括环形凸起，所述压紧环还包括：围绕所述内侧壁的多个侧壁，所述多个侧壁之间围成环形凹槽，所述环形凹槽与所述环形凸起相匹配。
8.如权利要求7所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述多个侧壁包括：围绕所述内侧壁的第一外侧壁；
围绕所述第一外侧壁的第二外侧壁；
围绕所述第二外侧壁的第三外侧壁。
9.如权利要求8所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述第三外侧壁与所述基板的外环面相连接。
10.如权利要求1所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述衬底为晶圆，所述基板的形状为圆环面。
11.如权利要求10所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述沟槽沿所述基板直径方向的横截面形状为长方形。
12.如权利要求10所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述沟槽沿所述基板直径方向的深度为1.2mm至1.4mm。
13.如权利要求10所述的用于靶材溅射工艺的压紧环，其特征在于，所述沟槽沿垂直所述基板直径方向的高度为1.7mm至1.9mm。
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