CN112501577B - 一种晶圆固定环及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种晶圆固定环及其制备方法与应用，所述晶圆固定环包括底面凹槽以及贯通所述底面凹槽的通孔；所述通孔的侧壁对称设置有至少2个突出部；所述晶圆固定环顶面包括依次设置的喷砂区域与熔射区域；所述喷砂区域为由通孔侧壁向晶圆固定环侧壁延伸的等宽区域；所述熔射区域包括依次设置的凹面熔射区、凸面熔射区与平面熔射区，所述凹面熔射区与喷砂区域相接。本发明通过晶圆固定环结构的特定设置，使晶圆固定环能够稳定固定晶圆，且使用寿命长，能够有效吸附磁控溅射过程中掉落的微粒。

Description

一种晶圆固定环及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于半导体技术领域，涉及一种磁控溅射件，尤其涉及一种晶圆固定环及其制备方法与应用。
背景技术
PVD镀膜技术是指利用物理方法，将材料源-固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法包括真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜或分子束外延。
溅射镀膜技术为利用离子轰击靶材表面，把靶材的原子击出的现象为溅射。溅射产生的原子沉积在基体表面成膜称为溅射镀膜。通常是利用气体放电产生气体电离，其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶材，击出阴极靶体原子或分子，飞向被镀基体表面沉积成薄膜。
在半导体制造过程中，需要使用各种沉积成膜技术在晶圆表面形成各种薄膜层，以制造形成包含复杂电路的芯片。其中，薄膜沉积过程中必然需要使用沉积成膜装置，需要将晶圆固定在工作台上进行薄膜沉积，因此，需要使用晶圆固定环对晶圆进行固定。
晶圆固定环可限制晶圆的沉积区域，晶圆固定环会遮蔽晶圆边缘处以及晶圆承载基座与等离子反应室侧壁之间的区域，仅裸露出晶圆的沉积区域。晶圆固定环的表面需要设置为粗糙表面，用以吸附掉落在晶圆固定环上的微粒，避免这些微粒造成后续成膜沉积工艺的污染问题；而且，晶圆固定环还需要具有足够的重量，以保证晶圆能够固定于晶圆承载基座上。
一般当沉积工艺进行一定次数后，需要对晶圆固定环进行清洗以去除晶圆固定环上的微粒；但清洗过程容易导致晶圆固定环弯曲变形；而且还会使晶圆固定环的表面粗糙度下降，为了使其表面重新具有符合工艺要求的表面粗糙度，需要对其重新进行表面处理，但此过程仍然容易使晶圆固定环产生变形。
而且，传统的晶圆固定环结构复杂，组装过程费时费力。例如CN103668101A公开的一种沉积薄膜装置中所使用的晶圆固定装置，包括定位环、压片环和用于压片环弹性固定在定位环上的弹性固定部件；所述压片环的相向于晶圆的表面上设置有多个压片点，压片点作用于晶圆的上表面以使其相对沉积成膜装置的内腔的工作台固定。但由于其结构复杂，存在组装过程费时费力的问题。
CN 1651600A公开了一种物理气相沉积工艺及其设备，所述物理气相沉积设备包括反应室、晶圆承载基座以及晶圆固定环组成；所述晶圆承载基座设置于反应室的底部；所述晶圆固定环设置于晶圆承载基座上方，使晶圆固定于晶圆承载基座上，且晶圆固定环暴露出该晶圆的沉积区域，而且该晶圆固定源为一体成型的构件。该晶圆固定环的结构简单，能够起到固定晶圆的作用，但需要对其表面吸附微粒的性能进行改进，且需要对其结构强度以及使用寿命进行改进。
对此，需要提供一种能够有效吸附磁控溅射微粒，且结构强度高，具有较长使用寿命的晶圆固定环。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆固定环及其制备方法与应用，所述晶圆固定环为一体成型的构件，且结构简单，能够对晶圆稳定固定，且使用寿命长，能够有效吸附磁控溅射过程中掉落的微粒。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种晶圆固定环，所述晶圆固定环包括底面凹槽以及贯通所述底面凹槽的通孔。
所述通孔的侧壁对称设置有至少2个突出部。
所述晶圆固定环顶面包括依次设置的喷砂区域与熔射区域。
所述喷砂区域为由通孔侧壁向晶圆固定环侧壁延伸的等宽区域。
所述熔射区域包括依次设置的凹面熔射区、凸面熔射区与平面熔射区，所述凹面熔射区与喷砂区域相接。
应用本发明所述晶圆固定环时，所述底面凹槽用于覆盖晶圆承载基座，并利用晶圆承载基座固定对晶圆固定环进行限位；同时，晶圆承载基座上的晶圆暴露于通孔区域，晶圆固定环通过突出部的设置下压晶圆，从而实现对晶圆的固定。
本发明所述“对称设置”是指突出部绕所述晶圆固定环的中心轴中心对称设置。通过使突出部在通孔的侧壁对称设置，能够使晶圆均匀受力，防止晶圆受力不均产生的断裂问题。
本发明所述突出部的数量为至少2个，例如可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。本发明不对突出部的形状做具体限定，本领域技术人员能够根据磁控溅射的需求对突出部的形状与尺寸进行合理地设置。
优选地，所述突出部的厚度不超过通孔的深度。
本发明通过在通孔内设置突出部，并使突出部的厚度不超过通孔的深度，使通孔形成下凹槽区与上凹槽区；所述下凹槽区用于放置晶圆，而上凹槽区的设置由于突出部与通孔侧壁的配合，起到了吸附磁控溅射过程中脱落微粒的作用，避免微粒对晶圆成膜的不利影响。
优选地，所述晶圆固定环的外径为340-350mm，例如可以是340mm、341mm、342mm、343mm、344mm、345mm、346mm、347mm、348mm、349mm或350mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述底面凹槽的直径为330-335mm，例如可以是330mm、331mm、332mm、333mm、334mm或335mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述通孔的直径为290-295mm，例如可以是290mm、291mm、292mm、293mm、294mm或295mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述凹面熔射区、凸面熔射区与平面熔射区分别独立地为等宽区域。
优选地，所述喷砂区域的宽度为1-3mm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述喷砂区域的表面粗糙度Ra为5-7μm，例如可以是5μm、5.5μm、6μm、6.5μm或7μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述凹面熔射区的宽度为4-8mm，例如可以是4mm、5mm、6mm、7mm或8mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述凹面熔射区的熔射层厚度为150-250μm，例如可以是150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm或250μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述凹面熔射区的表面粗糙度Rz为180-220μm，例如可以是180μm、185μm、190μm、195μm、200μm、205μm、210μm、215μm或220μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述凸面熔射区的宽度为6-10mm，例如可以是6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述凸面熔射区的熔射层厚度为150-250μm，例如可以是150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm或250μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述凸面熔射区的表面粗糙度Rz为180-220μm，例如可以是180μm、185μm、190μm、195μm、200μm、205μm、210μm、215μm或220μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述平面熔射区的宽度为10-15mm，例如可以是10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述平面熔射区的熔射层厚度为150-250μm，例如可以是150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm或250μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述平面熔射区的表面粗糙度Rz为180-220μm，例如可以是180μm、185μm、190μm、195μm、200μm、205μm、210μm、215μm或220μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明所述凹面熔射区、凸面熔射区以及平面熔射区的宽度分别独立地为各自区域于晶圆固定环顶面投影区的宽度。
优选地，所述平面熔射区为深度不超过1mm的凹槽。
本发明通过使平面熔射区形成不超过1mm的凹槽，在保证所述晶圆固定环结构强度的基础上，提高了所述晶圆固定环对微粒的吸附效果。
优选地，所述凸面熔射区设置有宽度为1-2mm的环形凹槽，例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm或2mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述环形凹槽的深度为1-2mm，例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm或2mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明通过环形凹槽的设置能够进一步提升所述晶圆固定环对微粒的吸附效果。
本发明所述宽度分别独立地为各自区域于晶圆固定环顶面投影区的宽度。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述晶圆固定环的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)对不锈钢环件进行热处理，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环。
本发明所述制备方法还包括精车与喷砂处理之间的清洗与抛光等常规操作，本发明在此不再赘述，本领域技术人员能够根据工艺要求进行合理地参数选择。
本发明所述不锈钢环件的材质包括但不限于304不锈钢。
优选地，步骤(1)所述热处理的温度为1000-1100℃，例如可以是1000℃、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃或1100℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述热处理的保温时间为60-80min，例如可以是60min、65min、70min、75min或80min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明通过对晶圆固定环进行热处理，使所得晶圆固定环的
优选地，步骤(2)所述喷砂处理为使喷砂区域的表面表面粗糙度Ra为5-7μm，例如可以是5μm、5.5μm、6μm、6.5μm或7μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述熔射处理的方法为铝熔射。
优选地，步骤(2)所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为150-250μm，例如可以是150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm或250μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为180-220μm，例如可以是180μm、185μm、190μm、195μm、200μm、205μm、210μm、215μm或220μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明第二方面所述制备方法的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)对不锈钢环件在1000-1100℃的条件下进行热处理60-80min，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环；所述喷砂处理为使喷砂区域的表面表面粗糙度Ra为5-7μm；所述熔射处理的方法为铝熔射，所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为150-250μm，所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为180-220μm。
第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述的晶圆固定环用于固定晶圆的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过晶圆固定环结构的特定设置，使晶圆固定环能够稳定固定晶圆，且使用寿命长，能够有效吸附磁控溅射过程中掉落的微粒，从而保证磁控溅射的成膜效果。
附图说明
图1为本发明提供的晶圆固定环的截面图；
图2为图1所示截面图的局部放大图。
其中：1，底面凹槽；2，通孔；3，突出部；4，喷砂区域；5，凹面熔射区；6，凸面熔射区；61，环形凹槽；7，平面熔射区。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，所述晶圆固定环的截面图如图1所示，截面图的局部放大图如图2所示，所述晶圆固定环包括底面凹槽1以及贯通所述底面凹槽1的通孔2。
所述通孔2的侧壁对称设置有3个突出部3，所述突出部3的厚度不超过通孔2的深度；本实施例所述“对称设置”是指突出部3绕所述晶圆固定环的中心轴中心对称设置；本实施例通过在通孔2内设置突出部3，并使突出部3的厚度不超过通孔2的深度，使通孔2形成下凹槽区与上凹槽区；所述下凹槽区用于放置晶圆，而上凹槽区的设置由于突出部3与通孔2侧壁的配合，起到了吸附磁控溅射过程中脱落微粒的作用，避免微粒对晶圆成膜的不利影响。
所述晶圆固定环顶面包括依次设置的喷砂区域4与熔射区域。
所述喷砂区域4为由通孔2侧壁向晶圆固定环侧壁延伸的等宽区域。
所述熔射区域包括依次设置的凹面熔射区5、凸面熔射区6与平面熔射区7，所述凹面熔射区5与喷砂区域4相接。
所述晶圆固定环的外径为350mm；所述底面凹槽1的直径为335mm；所述通孔2的直径为295mm；所述喷砂区域4的宽度为3mm，表面粗糙度Ra为7μm；所述凹面熔射区5的宽度为8mm，熔射层厚度为250μm，表面粗糙度Rz为220μm；所述凸面熔射区6的宽度为10mm，熔射层厚度为250μm，表面粗糙度Rz为220μm；所述平面熔射区7的宽度为15mm，熔射层厚度为250μm，表面粗糙度Rz为220μm；所述凸面熔射区6设置有宽度为2mm、深度为2mm的环形凹槽61。
本实施例所述晶圆固定环的制备方法包括如下步骤：
(1)对304不锈钢环件在1100℃的条件下进行热处理60min，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的304不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环；所述喷砂处理为使喷砂区域4的表面表面粗糙度Ra为7μm；所述熔射处理的方法为铝熔射，所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为250μm，所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为220μm。
实施例2
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，所述晶圆固定环包括底面凹槽1以及贯通所述底面凹槽1的通孔2。
所述通孔2的侧壁对称设置有4个突出部3，所述突出部3的厚度不超过通孔2的深度；本实施例所述“对称设置”是指突出部3绕所述晶圆固定环的中心轴中心对称设置；本实施例通过在通孔2内设置突出部3，并使突出部3的厚度不超过通孔2的深度，使通孔2形成下凹槽区与上凹槽区；所述下凹槽区用于放置晶圆，而上凹槽区的设置由于突出部3与通孔2侧壁的配合，起到了吸附磁控溅射过程中脱落微粒的作用，避免微粒对晶圆成膜的不利影响。
所述晶圆固定环顶面包括依次设置的喷砂区域4与熔射区域。
所述喷砂区域4为由通孔2侧壁向晶圆固定环侧壁延伸的等宽区域。
所述熔射区域包括依次设置的凹面熔射区5、凸面熔射区6与平面熔射区7，所述凹面熔射区5与喷砂区域4相接。
所述晶圆固定环的外径为348mm；所述底面凹槽1的直径为334mm；所述通孔2的直径为293mm；所述喷砂区域4的宽度为2.5mm，表面粗糙度Ra为6.5μm；所述凹面熔射区5的宽度为7mm，熔射层厚度为220μm，表面粗糙度Rz为210μm；所述凸面熔射区6的宽度为9mm，熔射层厚度为220μm，表面粗糙度Rz为210μm；所述平面熔射区7的宽度为14mm，熔射层厚度为220μm，表面粗糙度Rz为210μm；所述凸面熔射区6设置有宽度为1.8mm、深度为1.8mm的环形凹槽61。
本实施例所述晶圆固定环的制备方法包括如下步骤：
(1)对304不锈钢环件在1080℃的条件下进行热处理65min，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的304不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环；所述喷砂处理为使喷砂区域4的表面表面粗糙度Ra为6.5μm；所述熔射处理的方法为铝熔射，所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为220μm，所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为210μm。
实施例3
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，所述晶圆固定环包括底面凹槽1以及贯通所述底面凹槽1的通孔2。
所述通孔2的侧壁对称设置有6个突出部3，所述突出部3的厚度不超过通孔2的深度；本实施例所述“对称设置”是指突出部3绕所述晶圆固定环的中心轴中心对称设置；本实施例通过在通孔2内设置突出部3，并使突出部3的厚度不超过通孔2的深度，使通孔2形成下凹槽区与上凹槽区；所述下凹槽区用于放置晶圆，而上凹槽区的设置由于突出部3与通孔2侧壁的配合，起到了吸附磁控溅射过程中脱落微粒的作用，避免微粒对晶圆成膜的不利影响。
所述晶圆固定环顶面包括依次设置的喷砂区域4与熔射区域。
所述喷砂区域4为由通孔2侧壁向晶圆固定环侧壁延伸的等宽区域。
所述熔射区域包括依次设置的凹面熔射区5、凸面熔射区6与平面熔射区7，所述凹面熔射区5与喷砂区域4相接。
所述晶圆固定环的外径为345mm；所述底面凹槽1的直径为332mm；所述通孔2的直径为292mm；所述喷砂区域4的宽度为2mm，表面粗糙度Ra为6μm；所述凹面熔射区5的宽度为6mm，熔射层厚度为200μm，表面粗糙度Rz为200μm；所述凸面熔射区6的宽度为8mm，熔射层厚度为200μm，表面粗糙度Rz为200μm；所述平面熔射区7的宽度为12mm，熔射层厚度为200μm，表面粗糙度Rz为200μm；所述凸面熔射区6设置有宽度为1.5mm、深度为1.5mm的环形凹槽61。
本实施例所述晶圆固定环的制备方法包括如下步骤：
(1)对304不锈钢环件在1050℃的条件下进行热处理70min，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的304不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环；所述喷砂处理为使喷砂区域4的表面表面粗糙度Ra为6μm；所述熔射处理的方法为铝熔射，所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为200μm，所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为200μm。
实施例4
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，所述晶圆固定环包括底面凹槽1以及贯通所述底面凹槽1的通孔2。
所述通孔2的侧壁对称设置有3个突出部3，所述突出部3的厚度不超过通孔2的深度；本实施例所述“对称设置”是指突出部3绕所述晶圆固定环的中心轴中心对称设置；本实施例通过在通孔2内设置突出部3，并使突出部3的厚度不超过通孔2的深度，使通孔2形成下凹槽区与上凹槽区；所述下凹槽区用于放置晶圆，而上凹槽区的设置由于突出部3与通孔2侧壁的配合，起到了吸附磁控溅射过程中脱落微粒的作用，避免微粒对晶圆成膜的不利影响。
所述晶圆固定环顶面包括依次设置的喷砂区域4与熔射区域。
所述喷砂区域4为由通孔2侧壁向晶圆固定环侧壁延伸的等宽区域。
所述熔射区域包括依次设置的凹面熔射区5、凸面熔射区6与平面熔射区7，所述凹面熔射区5与喷砂区域4相接。
所述晶圆固定环的外径为342mm；所述底面凹槽1的直径为331mm；所述通孔2的直径为291mm；所述喷砂区域4的宽度为1.5mm，表面粗糙度Ra为5.5μm；所述凹面熔射区5的宽度为5mm，熔射层厚度为180μm，表面粗糙度Rz为190μm；所述凸面熔射区6的宽度为7mm，熔射层厚度为180μm，表面粗糙度Rz为190μm；所述平面熔射区7的宽度为11mm，熔射层厚度为180μm，表面粗糙度Rz为190μm；所述凸面熔射区6设置有宽度为1.2mm、深度为1.2mm的环形凹槽61。
本实施例所述晶圆固定环的制备方法包括如下步骤：
(1)对304不锈钢环件在1020℃的条件下进行热处理75min，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的304不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环；所述喷砂处理为使喷砂区域4的表面表面粗糙度Ra为5.5μm；所述熔射处理的方法为铝熔射，所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为180μm，所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为190μm。
实施例5
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，所述晶圆固定环包括底面凹槽1以及贯通所述底面凹槽1的通孔2。
所述通孔2的侧壁对称设置有3个突出部3，所述突出部3的厚度不超过通孔2的深度；本实施例所述“对称设置”是指突出部3绕所述晶圆固定环的中心轴中心对称设置；本实施例通过在通孔2内设置突出部3，并使突出部3的厚度不超过通孔2的深度，使通孔2形成下凹槽区与上凹槽区；所述下凹槽区用于放置晶圆，而上凹槽区的设置由于突出部3与通孔2侧壁的配合，起到了吸附磁控溅射过程中脱落微粒的作用，避免微粒对晶圆成膜的不利影响。
所述晶圆固定环顶面包括依次设置的喷砂区域4与熔射区域。
所述喷砂区域4为由通孔2侧壁向晶圆固定环侧壁延伸的等宽区域。
所述熔射区域包括依次设置的凹面熔射区5、凸面熔射区6与平面熔射区7，所述凹面熔射区5与喷砂区域4相接。
所述晶圆固定环的外径为340mm；所述底面凹槽1的直径为330mm；所述通孔2的直径为290mm；所述喷砂区域4的宽度为1mm，表面粗糙度Ra为5μm；所述凹面熔射区5的宽度为4mm，熔射层厚度为150μm，表面粗糙度Rz为180μm；所述凸面熔射区6的宽度为6mm，熔射层厚度为150μm，表面粗糙度Rz为180μm；所述平面熔射区7的宽度为10mm，熔射层厚度为150μm，表面粗糙度Rz为180μm；所述凸面熔射区6设置有宽度为1mm、深度为1mm的环形凹槽61。
本实施例所述晶圆固定环的制备方法包括如下步骤：
(1)对304不锈钢环件在1000℃的条件下进行热处理80min，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的304不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环；所述喷砂处理为使喷砂区域4的表面表面粗糙度Ra为5μm；所述熔射处理的方法为铝熔射，所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为150μm，所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为180μm。
实施例6
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除平面熔射区7为深度1mm的凹槽外，其余均与实施例1相同。
本实施例通过将平面熔射区7设置为深度1mm的凹槽，在保证所述晶圆固定环结构强度的基础上，提高了所述晶圆固定环对微粒的吸附效果，保证了磁控溅射的成膜效果。
实施例7
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除平面熔射区7为深度1mm的凹槽外，其余均与实施例2相同。
本实施例通过将平面熔射区7设置为深度1mm的凹槽，在保证所述晶圆固定环结构强度的基础上，提高了所述晶圆固定环对微粒的吸附效果，保证了磁控溅射的成膜效果。
实施例8
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除平面熔射区7为深度1mm的凹槽外，其余均与实施例3相同。
本实施例通过将平面熔射区7设置为深度1mm的凹槽，在保证所述晶圆固定环结构强度的基础上，提高了所述晶圆固定环对微粒的吸附效果，保证了磁控溅射的成膜效果。
实施例9
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除平面熔射区7为深度1mm的凹槽外，其余均与实施例4相同。
本实施例通过将平面熔射区7设置为深度1mm的凹槽，在保证所述晶圆固定环结构强度的基础上，提高了所述晶圆固定环对微粒的吸附效果，保证了磁控溅射的成膜效果。
实施例10
本实施例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除平面熔射区7为深度1mm的凹槽外，其余均与实施例5相同。
本实施例通过将平面熔射区7设置为深度1mm的凹槽，在保证所述晶圆固定环结构强度的基础上，提高了所述晶圆固定环对微粒的吸附效果，保证了磁控溅射的成膜效果。
对比例1
本对比例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除将凹面熔射区5设置为凹面喷砂区，且使其表面粗糙度为7μm外；其余均与实施例1相同。
本对比例将熔射区替换为喷砂区，降低了晶圆固定环对磁控溅射过程中微粒的吸附效果，磁控溅射的成膜效果较差。
对比例2
本对比例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除将凸面熔射区6设置为凸面喷砂区，且使其表面粗糙度为7μm外；其余均与实施例1相同。
本对比例将熔射区替换为喷砂区，降低了晶圆固定环对磁控溅射过程中微粒的吸附效果，磁控溅射的成膜效果较差。
对比例3
本对比例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除将平面熔射区7设置为平面喷砂区，且使其表面粗糙度为7μm外；其余均与实施例1相同。
本对比例将熔射区替换为喷砂区，降低了晶圆固定环对磁控溅射过程中微粒的吸附效果，磁控溅射的成膜效果较差。
对比例4
本对比例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除将喷砂区域4设置为铝熔射区域，且使其铝熔射层为250μm，表面粗糙度Rz为220μm外，其余均与实施例1相同。
本对比例将喷砂区替换为熔射区，降低了晶圆固定环对磁控溅射过程中微粒的吸附效果，磁控溅射的成膜效果较差。
对比例5
本对比例提供了一种晶圆固定环的制备方法，除未进行步骤(1)所述热处理外，其余均与实施例1相同。
对实施例1-10以及对比例1-5提供的晶圆固定环的使用寿命进行检测，检测条件为：在真空室的真空度小于10-2Pa时，通入工作气体，磁控溅射脉冲电压为2000V，脉冲频率为1000Hz，脉宽为500μs，以磁控溅射的成品率90％为限，记录更换晶圆固定环的时间，所得结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002809361830000171
Figure BDA0002809361830000181
综上所述，本发明通过晶圆固定环结构的特定设置，使晶圆固定环能够稳定固定晶圆，且使用寿命长，能够有效吸附磁控溅射过程中掉落的微粒。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (28)

1.一种晶圆固定环，其特征在于，所述晶圆固定环包括底面凹槽以及贯通所述底面凹槽的通孔；
所述通孔的侧壁对称设置有至少2个突出部；
所述突出部的厚度不超过通孔的深度；
所述晶圆固定环顶面包括依次设置的喷砂区域与熔射区域；
所述喷砂区域为由通孔侧壁向晶圆固定环侧壁延伸的等宽区域；
所述熔射区域包括依次设置的凹面熔射区、凸面熔射区与平面熔射区，所述凹面熔射区与喷砂区域相接。
2.根据权利要求1所述的晶圆固定环，其特征在于，所述晶圆固定环的外径为340-350mm。
3.根据权利要求1所述的晶圆固定环，其特征在于，所述底面凹槽的直径为330-335mm。
4.根据权利要求1所述的晶圆固定环，其特征在于，所述通孔的直径为290-295mm。
5.根据权利要求1所述的晶圆固定环，其特征在于，所述凹面熔射区、凸面熔射区与平面熔射区分别独立地为等宽区域。
6.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述喷砂区域的宽度为1-3mm。
7.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述喷砂区域的表面粗糙度Ra为5-7μm。
8.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述凹面熔射区的宽度为4-8mm。
9.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述凹面熔射区的熔射层厚度为150-250μm。
10.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述凹面熔射区的表面粗糙度Rz为180-220μm。
11.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述凸面熔射区的宽度为6-10mm。
12.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述凸面熔射区的熔射层厚度为150-250μm。
13.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述凸面熔射区的表面粗糙度Rz为180-220μm。
14.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述平面熔射区的宽度为10-15mm。
15.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述平面熔射区的熔射层厚度为150-250μm。
16.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述平面熔射区的表面粗糙度Rz为180-220μm。
17.根据权利要求5所述的晶圆固定环，其特征在于，所述平面熔射区为深度不超过1mm的凹槽。
18.根据权利要求1所述的晶圆固定环，其特征在于，所述凸面熔射区设置有宽度为1-2mm的环形凹槽。
19.根据权利要求18所述的晶圆固定环，其特征在于，所述环形凹槽的深度为1-2mm。
20.一种如权利要求1-19任一项所述晶圆固定环的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)对不锈钢环件进行热处理，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热处理的温度为1000-1100℃。
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热处理的保温时间为60-80min。
23.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述喷砂处理为使喷砂区域的表面表面粗糙度Ra为5-7μm。
24.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述熔射处理的方法为铝熔射。
25.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为150-250μm。
26.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为180-220μm。
27.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)对不锈钢环件在1000-1100℃的条件下进行热处理60-80min，然后根据晶圆固定环的结构精车至所需尺寸；
(2)对精车后的不锈钢环件对应区域进行喷砂处理与熔射处理，得到所述晶圆固定环；所述喷砂处理为使喷砂区域的表面表面粗糙度Ra为5-7μm；所述熔射处理的方法为铝熔射，所述熔射处理为使熔射区域的铝熔射层为150-250μm，所述熔射处理为使熔射区域的表面粗糙度Rz为180-220μm。
28.一种如权利要求1-19任一项所述的晶圆固定环用于固定晶圆的应用。
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