CN109023287B - 沉积环及卡盘组件 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种沉积环(50)及使用其的卡盘组件,其在卡盘组件中与盖环和基座配合使用,包括:具有上表面(52)和下表面(53)的环形本体(51);形成于所述上表面(52)的环形凹槽(55);其中,所述沉积环还包括用于卡接到所述基座的卡接部(58)。通过将沉积环卡接到基座,可以降低沉积环的移位和脱落危险,增加沉积环的有效工作时间。

Description

沉积环及卡盘组件
技术领域
本发明涉及一种沉积环及使用其的卡盘组件,尤其是一种用于集 成电路制备的溅射设备中的沉积环及卡盘组件。
背景技术
在集成电路的制备过程中,需要物理气相沉积(以下简称PVD) 设备完成沉积薄膜工艺,常用的技术是磁控溅射方式,典型的溅射设 备如图1所示,该设备具有反应腔体1、靶材4,绝缘材料2,绝缘材 料2和靶材4中间形成腔室并充满去离子水3。溅射时DC电源会施加偏压至靶材4,使其相对于接地的腔体成为负压,以致氩气放电而 产生等离子体,负偏压同时能将带正电的氩离子吸引至靶材4。当氩 离子的能量足够高并在由旋转的磁控管5形成的磁场作用下轰击靶材 4时,会使金属原子逸出靶材表面,并通过扩散沉积在晶片10上。为避免污染反应腔体1而设置盖环8。附图标记9为承载晶片的基座, 在集成电路(IC)制造工艺过程中,为了固定、支撑及传送晶片并实 现温度控制,避免在工艺过程中出现移动或错位现象,往往使用高温静电卡盘结构。在进一步的使用中,为防止污染高温静电卡盘,又设置了沉积环11。其保护静电卡盘不被膜层物质污染;当沉积环经过喷 砂等处理后,污染物更容易附着到沉积环上而不脱落,从而可保证工 艺的持久性;沉积环另外的设计要求还有拆装方便、易于更换、可定 时清洗等。
图2示出现有技术中用在溅射设备中的一种静电卡盘组件。其包 括绝缘层201、基座202、沉积环203和盖环204。绝缘层201用来支持晶片,基座202则用来支持绝缘层201,同时可以接入RF偏压, 也可控制晶片的温度。
图3为图2在I处的放大图。如图3所示,为防止沉积环203和 盖环204之间产生粘连,盖环上设置环形的凸起2041,这使得盖环 204和沉积环203之间产生缝隙G。
图4和图5分别示出图2的沉积环203的局部截面图和立体图。如图所示,沉积环203底面是平面,直接落放在基座上;而顶面形成有凹槽2031,凹槽内进行喷砂处理,以增大 膜层粒子的沉积面积,防止产生颗粒污染晶片,同时也延长了沉积环203的清洗周期。
尽管现有技术已经采用凸起2041来防止粘连,当溅射工艺持续 进行一段时间T时,盖环204和沉积环203之间随着镀制膜层厚度增 加仍可能产生粘连。当盖环204被升起时,由于粘连现象的存在,沉积环也容易被带着升起来,导致沉积环203脱离基座202。此外,现 有技术中的盖环204仅仅是落放在沉积环203上,无法确保二者同心,可能会导致工艺结果偏移。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沉积环及使用其的卡盘组件,其至少 降低沉积环的移位和脱落危险。
本发明实现上述目的的方案是提供一种沉积环,其在卡盘组件中 与盖环和基座配合使用,所述沉积环包括:具有上表面和下表面的环 形本体;形成于所述上表面的环形凹槽;另外,所述沉积环还包括卡 接部,所述卡接部用于将所述沉积环卡接到所述基座上,以将所述沉 积环固定在所述基座上。
本发明实现上述目的的方案是提供一种卡盘组件,包括与盖环和 基座配合使用的沉积环,所述沉积环包括具有上表面和下表面的环形 本体;形成于所述上表面的环形凹槽;另外,所述沉积环还包括卡接 部,所述卡接部用于将所述沉积环卡接到所述基座上,以将所述沉积 环固定在所述基座上;所述基座还包括卡扣件,所述卡扣件包括与所述基座相连的下侧部、与所述卡接部相卡接的上侧部以及连接所述下 侧部和所述上侧部的中间部。
通过将沉积环上卡接到基座,可以降低沉积环的移位和脱落危 险,增加沉积环的有效工作时间。
附图说明
参考附图和说明书可以更好地理解本发明。附图中的部件不一定 按比例绘制,其用意仅在于阐明本发明的原理。在附图中:
图1为现有技术的一种溅射设备的示意图;
图2为现有技术的一种静电卡盘组件的示意图;
图3为现有技术的一种沉积环与盖环及基座相配合的示意图;
图4为图3所示沉积环的放大截面图;
图5为图3所示沉积环的立体图;
图6为根据本发明一个实施例的卡盘组件的截面图,所述卡盘组 件包括基座、沉积环和盖环;
图7为图6的局部放大图,更清晰地示出沉积环与基座和盖环的 配合;
图8为图6所示沉积环在卡接部处的截面图;
图9为根据一个实施例的沉积环及其卡接部的立体图;
图10和图11示出沉积环与卡扣件形成卡接的其他替代设计;
图12为根据本发明一个实施例的卡盘组件的卡扣件的立体图;
图13示出根据本发明一个实施例的卡扣件的安装前状态。
具体实施方式
下面的说明涉及根据本发明的一个实例的卡盘组件,其中图6为 根据本发明一个实施例的卡盘组件的截面图,所述卡盘组件包括基座 40、沉积环50和盖环60;图7为图6的局部放大图,更清晰地示出 沉积环50与基座40和盖环60的配合;图8为图6所示沉积环在卡接部处的截面图。如图所示,在该卡盘组件中,沉积环50与盖环60 和基座40配合使用。沉积环50包括:具有上表面52和下表面53的 环形本体51;形成于所述上表面52的环形凹槽55;此外,所述沉积 环50还包括卡接部58,所述卡接部用于将所述沉积环50卡接到所述 基座40上,以将所述沉积环50固定在所述基座40上。作为示例, 所述卡接部58可形成在沉积环50的相对两侧(图6的左右两侧), 或者形成为环绕基座的更多个。
由于沉积环50卡接到基座40,即使在有少许粘连情况发生时, 盖环60的升起也不会将沉积环50带起。由此,可以降低沉积环移位 和脱落的危险,延长沉积环50的工作时间。
仍参考图7和图8,优选地,沉积环50还包括形成于所述上表面 52的凸起56,凸起56与所述盖环60配合,以使所述沉积环50和所 述盖环60的位置同心。
通过在沉积环50上增加凸起,一方面可以使沉积环50和盖环60 定位为同心,另一方面也阻碍颗粒进入到凸起外侧的沉积环50和盖 环60之间。另外,对于位于凸起56的径向内侧的沉积环50和盖环 60之间的缝隙,本发明采用缩减沉积环厚度的方式扩大了该处的缝隙 宽度。这样,即使卡盘组件已经工作了一段时间T,在缝隙处积累的 粒子厚度也不会达到使沉积环与盖环粘连的程度。
优选地,根据本发明一个实施例,沉积环50还包括形成于所述 上表面52的位于所述凸起56的径向外侧的凹陷57,所述凹陷57与所述凸起56在所述沉积环50和所述盖环60之间形成迷宫结构。由 此,阻碍溅射的粒子到达不期望的区域。
参考图9,其为根据一个实施例的沉积环及其卡接部的立体图, 并参考图7和图8,优选地,根据一个实施例,所述卡接部58为形成 于所述环形本体51中的形通道58A,所述/>形通道的走向沿着 所述环形本体51的下侧转至所述环形本体51的径向外侧。
优选地,所述形通道58A的夹角为70°至85°,即,其水平 段略微向下倾斜。这样可以更容易卡住卡盘组件的与之配合的对应部 件(即,图7的卡扣件80,后面将详细描述)。
作为卡接部58A的替代设计的一个示例,如图10所示,所述卡 接部为形成于所述环形本体51下侧的形挂钩58B,所述/>形挂钩 的走向沿着所述环形本体51的下侧转至所述环形本体51的径向内 侧,并能够卡住对应的卡扣件80B。
优选地,所述形挂钩58B的夹角为70°至85°,即,其水平 段略微向上倾斜。
作为卡接部58A的替代设计的另一个示例,如图11所示,所述 卡接部为形成于所述环形本体51下侧的沿竖直方向排列的锯齿列 58C,所述锯齿列的锯齿的上表面平行于水平面或向下凹入,并能够 卡住对应的卡扣件80C。
因此,无论是通过形通道、/>形挂钩、锯齿列还是通过基于 本公开的教导能够想到的其他设计,本发明的沉积环均可被卡接到基 座上,而避免被粘连带起。
参考图12,其根据本发明一个实施例的卡盘组件的卡扣件的立体 图,并参考图6-8,描述根据本发明一个实施例的卡盘组件。所述卡 盘组件包括盖环60、基座70,以及与盖环60和基座70配合使用的 沉积环50,所述沉积环50包括具有上表面52和下表面53的环形本 体51;形成于所述上表面52的环形凹槽55;其中,所述沉积环50还包括至少两个用于卡接到所述基座70的卡接部58;所述基座70 还包括卡扣件80,所述卡扣件80包括与所述基座70相连的下侧部 801、与所述卡接部58卡接的上侧部803以及连接所述下侧部801和 所述上侧部803的中间部802。
如上所述,由于使用卡扣件80将沉积环50卡接到基座40,即使 在有少许粘连情况发生时,盖环60的升起也不会将沉积环50带起。 由此,可以降低沉积环移位和脱落的危险,并延长沉积环50的工作 时间
优选地,所述沉积环50还包括形成于所述上表面52的凸起56, 凸起56与形成于所述盖环下表面的凹陷配合,以使所述沉积环50和 所述盖环60的位置同心。
优选地,所述沉积环50还包括形成于所述上表面52的位于所述 凸起56的径向外侧的凹陷57,所述凹陷57与形成在所述盖环下表面 的凸起配合,以在所述沉积环50和所述盖环60之间形成迷宫结构。
优选地,所述卡接部为形成于所述环形本体51中的形通道 58A,所述/>形通道的走向沿着所述环形本体51的下侧转至所述环 形本体51的径向外侧。所述卡扣件80的中间部802沿竖直方向,所 述卡扣件80的上侧部803能够进入所述/>形通道58A。
参考图13,其示出根据本发明一个实施例的卡扣件的安装前状 态。为了让卡扣件80与沉积环50的形通道58A卡接,首先要按 压卡扣件80的中间部802向径向内侧倾斜,以便进入/>形通道的竖 直段;然后,待卡扣件80的上侧部803到达适当位置后,解除按压。 在中间部802的弹力作用下,卡扣件80的上侧部803进入所述/>形 通道58A的水平段并卡住沉积环50,而达到图7所示的卡接状态。
优选地,所述形通道58A的夹角为70°至85°,即,其水平 段略微向下倾斜。
作为卡接部58A的替代设计的一个示例,如图10所示,所述卡 接部为形成于所述环形本体51下侧的形挂钩58B,所述/>形挂钩 的走向沿着所述环形本体51的下侧转至所述环形本体51的径向内 侧;相应地,所述卡扣件80B的上侧部具有容纳所述/>形挂钩的条形 开口。
优选地,所述形挂钩58B的夹角为70°至85°,即,其水平 段略微向上倾斜。
作为卡接部58A的替代设计的另一个示例,如图11所示,所述 卡接部为形成与环形本体51下侧的沿竖直方向排列的锯齿列58C, 所述锯齿列的锯齿的上表面平行于水平面或向下凹入。相应地,所述 卡扣件80C的所述上侧部具有对应的锯齿列,卡扣件80的所述锯齿 列能够与所述卡接部的所述锯齿列卡合。
尽管上述实施例中,均使用单独的卡扣件来连接沉积环和基座, 但本领域技术人员应该理解,也可以将卡扣件与沉积环和基座之一形 成为一体,然后将卡扣件另一端卡接到另一方。
仍参考图13,优选地,所述卡扣件80的下侧部801为弧形片, 所述弧形片的周向两侧具有安装孔8011,通过所述安装孔8011,所 述卡扣件80被可拆卸地安装到所述基座40上。
这样的弧形下侧部设计,其形状与基座40的局部轮廓贴合,当 通过两侧的安装孔安装到基座上以后,卡扣件50能被牢固地安装到 基座40上。
另外,尽管图13中的卡扣件80是安装到基座40上,然后卡接 到沉积环50;可以想到,卡扣件也可以设计为安装到沉积环上而卡接 到基座上。此外,也可以使用销钉结构来阻止沉积环由于粘连而被盖 环带起。
尽管已经公开本发明的各种示例性实施例,但是本领域的普通技 术人员将理解,在不偏离本发明的精神和保护范围的情况下,可以做 出将实现本发明的某些优势的各种改变和改进。本领域的普通技术人 员明显理解,可以适当地替代执行相同功能的其他部件。应当注意, 参考具体附图说明的特征可以与其他附图的特征组合起来,即使在未明确提及的情况下。

Claims (10)

1.一种沉积环(50),其在卡盘组件中与盖环和基座配合使用,包括:
具有上表面(52)和下表面(53)的环形本体(51),所述下表面(53)为平面;
形成于所述上表面(52)的环形凹槽(55);
所述沉积环还包括卡接部(58),所述卡接部用于将所述沉积环(50)卡接到所述基座上,以将所述沉积环(50)固定在所述基座上,
其特征在于,所述卡接部(58)为形成于所述环形本体(51)中的┏形通道(58A),所述┏形通道的走向沿着所述环形本体(51)的下侧转至所述环形本体(51)的径向外侧,或者
所述卡接部为形成于所述环形本体(51)下侧的┛形挂钩(58B),所述┛形挂钩的走向沿着所述环形本体(51)的下侧转至所述环形本体(51)的径向内侧,或者
所述卡接部为形成于所述环形本体(51)下侧的沿竖直方向排列的锯齿列(58C),所述锯齿列的锯齿的上表面平行于水平面或向下凹入。
2.根据权利要求1所述的沉积环,还包括
形成于所述上表面(52)的凸起(56),所述凸起(56)与所述盖环配合,以使所述沉积环(50)和所述盖环的位置同心。
3.根据权利要求2所述的沉积环,还包括
形成于所述上表面(52)的位于所述凸起(56)的径向外侧的凹陷(57),所述凹陷(57)与所述凸起(56)在所述沉积环(50)和所述盖环之间形成迷宫结构。
4.根据权利要求1所述的沉积环,其中
所述卡接部(58)为形成于所述环形本体(51)中的┏形通道(58A),所述┏形通道的走向沿着所述环形本体(51)的下侧转至所述环形本体(51)的径向外侧,并且
所述┏形通道(58A)的夹角为70°至85°。
5.根据权利要求1所述的沉积环,其中
所述卡接部为形成于所述环形本体(51)下侧的┛形挂钩(58B),所述┛形挂钩的走向沿着所述环形本体(51)的下侧转至所述环形本体(51)的径向内侧,并且
所述┛形挂钩(58B)的夹角为70°至85°。
6.一种卡盘组件,包括盖环(60)、基座(70),以及与所述盖环(60)和所述基座(70)配合使用的沉积环(50),所述沉积环(50)包括具有上表面(52)和下表面(53)的环形本体(51);以及形成于所述上表面(52)的环形凹槽(55);
所述沉积环(50)还包括用于将所述沉积环卡接到所述基座(70)上的卡接部(58);所述基座还包括卡扣件(80),所述卡扣件(80)包括与所述基座(70)相连的下侧部(801)、与所述卡接部(58)相卡接的上侧部(803)以及连接所述下侧部(801)和所述上侧部(803)的中间部(802),
其特征在于,所述卡接部(58)为形成于所述环形本体(51)中的┏形通道(58A),所述┏形通道的走向沿着所述环形本体(51)的下侧转至所述环形本体(51)的径向外侧,所述卡扣件(80)的中间部(802)沿竖直方向,所述卡扣件(80)的上侧部(803)能够进入所述┏形通道(58A),或者
所述卡接部为形成于所述环形本体(51)下侧的┛形挂钩(58B),所述┛形挂钩的走向沿着所述环形本体(51)的下侧转至所述环形本体(51)的径向内侧,所述卡扣件(80)的上侧部具有容纳所述┛形挂钩的开口,或者
所述卡接部为形成于所述环形本体(51)下侧的沿竖直方向排列的锯齿列(58C),所述锯齿列的锯齿的上表面平行于水平面或向下凹入;所述卡扣件(80)的所述上侧部具有锯齿列,卡扣件(80)的所述锯齿列能够与所述卡接部的所述锯齿列卡合。
7.根据权利要求6所述的卡盘组件,其中
所述沉积环(50)还包括形成于所述上表面(52)的凸起(56),所述凸起(56)与形成于所述盖环下表面的凹陷配合,以使所述沉积环(50)和所述盖环(60)的位置同心。
8.根据权利要求6所述的卡盘组件,其中
所述卡接部(58)为形成于所述环形本体(51)中的┏形通道(58A),所述┏形通道的走向沿着所述环形本体(51)的下侧转至所述环形本体(51)的径向外侧,所述卡扣件(80)的中间部(802)沿竖直方向,所述卡扣件(80)的上侧部(803)能够进入所述┏形通道(58A),并且
所述┏形通道(58A)的夹角为70°至85°。
9.根据权利要求6所述的卡盘组件,其中
所述卡接部为形成于所述环形本体(51)下侧的┛形挂钩(58B),所述┛形挂钩的走向沿着所述环形本体(51)的下侧转至所述环形本体(51)的径向内侧,所述卡扣件(80)的上侧部具有容纳所述┛形挂钩的开口,并且
所述┛形挂钩(58B)的夹角为70°至85°。
10.根据权利要求6-9中任一所述的卡盘组件,其中
所述卡扣件(80)的下侧部(801)为弧形片,所述弧形片的周向两侧具有安装孔(8011),通过所述安装孔(8011),所述卡扣件(80)被可拆卸地安装到所述基座(70)上。
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