物理氣相沉積設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種物理氣相沉積設備，涉及半導體工藝【技術領域】，使靶基間距的調(diào)節(jié)更加方便。該設備包括：上電極，用于放置基片的腔室，位于上電極和腔室之間的工藝組件以及固定連接于上電極的開蓋架，用于支撐開蓋架的支撐結構，支撐結構包括：升降支架和軸承座安裝板，其中：軸承座安裝板，固定連接于升降支架上端，開蓋架通過轉軸固定連接于軸承座安裝板；升降支架，用于支撐軸承座安裝板上升或下降，升降支架的下端與腔室的底面所在平面固定連接；通過調(diào)節(jié)升降支架自身的高度，使固定連接于升降支架上端的軸承座安裝板連同開蓋架、轉軸和上電極同時上升或下降，以便調(diào)節(jié)上電極和腔室之間的距離。
【專利說明】物理氣相沉積設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體工藝【技術領域】，尤其涉及一種物理氣相沉積設備。
【背景技術】
[0002]物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)設備是半導體工業(yè)中常用的一種薄膜制造設備，其工作原理是將靶材上的材料沉積至基片上。對于PVD設備來說，靶基間距(即靶材到基片之間的距離)是其中重要的工藝參數(shù)之一，為適應不同深寬比的填孔經(jīng)常需要進行調(diào)整，以達到更好的工藝均勻性及滿足不同的濺射速率。具體地，對于較大深寬比的填孔一般會采用長程濺射，即較大的靶基間距，這樣通過與邊磁鐵等的配合并采用較低的速率進行沉積來提高濺射的準直性，減少填孔口處的懸突(overhang)現(xiàn)象進而獲得良好的臺階覆蓋，而對于較小深寬比或是孔徑較大的填孔，由于overhang現(xiàn)象不易產(chǎn)生，可以通過較小的靶基間距，獲得較大的沉積速率，提高產(chǎn)能同時保持較好的均勻性。
[0003]如圖1和圖2所示，現(xiàn)有的PVD設備包括:腔室1、工藝組件2、上電極3、開蓋架4、開蓋電機5、轉軸6和開蓋立柱7。具體地，開蓋架4、開蓋電機5和轉軸6組成的開蓋機構固定在開蓋立柱7上。腔室I內(nèi)部有基片支座及加熱燈管等裝置，工藝組件2包括用于保護側壁的內(nèi)襯，上電極3上設置有靶材并附有制冷裝置，該靶材位于腔室1、工藝組件2和上電極3形成的一個封閉空間內(nèi)。開蓋電機5可驅動開蓋架4繞轉軸6旋轉，實現(xiàn)上電極3的開合。針對不同的工藝需求靶材到基片的距離經(jīng)常需要調(diào)整，當工藝參數(shù)變化較大時，基片自身升降機構不能滿足要求就需要同時更換工藝組件2和開蓋立柱7以調(diào)整上電極3與腔室I之間的距離，這樣就需要先將上電極3從開蓋立柱7上取下，更換開蓋立柱7及工藝組件2后再重新裝回到新的開蓋立柱7上。由于上電極3的自重較大，又位于較高位置，拆裝時需要借助于天車等吊裝設備，因此對于工藝組件和開蓋立柱的更換較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種物理氣相沉積設備，其能夠在不取下上電極以及不更換工藝組件和開蓋立柱的前提下，實現(xiàn)靶基間距的方便調(diào)節(jié)。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種物理氣相沉積設備，包括:
[0006]上電極，用于放置基片的腔室，位于上電極和所述腔室之間的工藝組件以及固定連接于所述上電極的開蓋架，其中，所述工藝組件與上電極和腔室形成封閉空間進行濺射工藝，所述物理氣相沉積設備，還包括:用于支撐所述開蓋架的支撐結構，所述支撐結構包括:升降支架和軸承座安裝板，其中:
[0007]所述軸承座安裝板，固定連接于所述升降支架上端，所述開蓋架通過轉軸固定連接于所述軸承座安裝板；
[0008]所述升降支架，用于支撐所述軸承座安裝板上升或下降，所述升降支架的下端與腔室的底面所在平面固定連接；
[0009]其中，通過調(diào)節(jié)所述升降支架自身的高度，使固定連接于所述升降支架上端的軸承座安裝板連同開蓋架、轉軸和上電極同時上升或下降，以便調(diào)節(jié)所述上電極和所述腔室之間的距離。
[0010]進一步地，所述物理氣相沉積設備，還包括:
[0011]開蓋電機，與所述開蓋架連接，所述開蓋電機用于驅動所述開蓋架帶動所述上電極沿所述轉軸旋轉。
[0012]進一步地，所述升降支架，包括:底部支撐柱、上部支撐柱和自動調(diào)節(jié)裝置，其中:
[0013]所述上部支撐柱與所述軸承座安裝板固定連接，所述底部支撐柱和上部支撐柱之間通過豎直方向的導軌連接；
[0014]所述自動調(diào)節(jié)裝置，用于驅動所述上部支撐柱沿所述導軌相對所述底部支撐柱運動，以便調(diào)節(jié)所述升降支架的高度。
[0015]進一步地，所述底部支撐柱上設置有豎直方向的直筒狀導軌，所述上部支撐柱上設置有豎直方向的圓柱狀滑動部件，所述圓柱狀滑動部件嵌在所述直筒狀導軌中，沿直筒狀導軌滑動。
[0016]可選地，所述自動調(diào)節(jié)裝置為氣動升降裝置，所述氣動升降裝置包括:氣缸、由所述氣缸驅動的升降桿和氣缸安裝板，其中:
[0017]所述升降桿的頂端固定連接于所述軸承座安裝板，所述氣缸安裝板與所述底部支撐柱的下端連接，以便于通過所述氣缸驅動所述升降桿的運動調(diào)節(jié)所述升降支架的高度。
[0018]可選地，所述自動調(diào)節(jié)裝置為電動升降裝置，所述電動升降裝置包括:
[0019]豎直方向的絲杠，所·述絲杠的頂端固定連接于所述軸承座安裝板；
[0020]與所述絲杠螺紋連接的蝸輪；
[0021]與所述蝸輪嚙合的蝸桿；
[0022]絲杠安裝板，與所述底部支撐柱的下端連接；
[0023]電機，所述電機的主軸固定連接于所述蝸桿，用于驅動所述蝸桿旋轉以帶動所述絲杠升降。
[0024]進一步地，所述升降支架，包括:底部支撐柱和上部支撐柱，其中:
[0025]所述上部支撐柱與所述軸承座安裝板固定連接，所述底部支撐柱和上部支撐柱之間通過豎直方向的導軌連接；
[0026]所述底部支撐柱為氣動滑臺，所述底部支撐柱直接控制所述上部支撐柱沿豎直方向相對所述底部支撐柱運動。
[0027]進一步地，所述導軌為滾輪導向的導軌或者燕尾槽導向的導軌。
[0028]進一步地，所述支撐結構，還包括:軸承座，其中:
[0029]轉軸固定設置于開蓋架上，軸承座固定設置于軸承座安裝板上，轉軸與軸承座配合設置以使開蓋架可以沿轉軸在軸承座上旋轉。
[0030]進一步地，所述軸承座安裝板通過螺釘與所述升降支架上端固定連接。
[0031]本發(fā)明提供的物理氣相沉積設備，由于采用了升降支架來支撐上電極，與現(xiàn)有技術中采用高度固定的開蓋立柱支撐上電極相比，在調(diào)節(jié)靶基間距時，無需在更換上電極和腔室之間的工藝組件時拆下上電極，使得更換工藝組件的過程更加容易，并且無需更換開蓋立柱，從而使得靶基間距的調(diào)節(jié)更加方便?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為現(xiàn)有技術中物理氣相沉積設備的結構示意圖；
[0034]圖2為圖1的右視圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實施例一中物理氣相沉積設備的結構示意圖；
[0036]圖4為圖3的右視圖；
[0037]圖5為本發(fā)明另一實施例中物理氣相沉積設備的結構示意圖；
[0038]圖6為本發(fā)明實施例中電動升降裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0040]如圖3和圖4所示，本發(fā)明實施例提供一種物理氣相沉積設備，包括:
[0041]上電極3，用于放置基片的腔室1，位于上電極3和腔室I之間的工藝組件2以及固定連接于上電極3的開蓋架4，其中`，上電極3上設置有靶材，并附有制冷裝置，工藝組件2用于與上電極3和腔室I形成封閉空間進行濺射工藝，工藝組件2包括在封閉空間內(nèi)設置的內(nèi)襯，同時上述靶材也位于該封閉空間內(nèi)，腔室I位于工藝組件2的下方，腔室I內(nèi)設置有基片支座和加熱燈管等裝置。該物理氣相沉積設備還包括:用于支撐開蓋架4的支撐結構8 ;如圖4所示，支撐結構8包括:升降支架81和軸承座安裝板82，其中:軸承座安裝板82，固定連接于升降支架81上端，具體地，軸承座安裝板82可以通過螺釘與升降支架81上端固定連接，開蓋架4通過轉軸6固定連接于軸承座安裝板82 ;升降支架81，用于支撐軸承座安裝板82上升或下降，升降支架81的下端與腔室I的底面所在平面固定連接；其中，通過調(diào)節(jié)升降支架81自身的高度，使固定連接于升降支架81上端的軸承座安裝板82連同開蓋架4、轉軸6和上電極3同時上升或下降，以便于調(diào)節(jié)上電極3和腔室I之間的距離。具體地，支撐結構8，還包括:軸承座61，其中:轉軸6固定設置于開蓋架4上，軸承座61固定設置于軸承座安裝版82上，轉軸6與軸承座61配合設置以使開蓋架4可以沿轉軸6在軸承座61上旋轉。該物理氣相沉積設備，還包括:開蓋電機5，與開蓋架4連接，開蓋電機5用于驅動開蓋架4帶動上電極3沿轉軸6旋轉，開蓋電機5固定于軸承座安裝版82上。
[0042]以下以靶基間距的調(diào)節(jié)過程為例具體說明本發(fā)明實施例中的物理氣相沉積設備:當需要調(diào)節(jié)靶基間距時，首先解除上電極3與工藝組件2的連接，然后調(diào)節(jié)升降支架81的高度，使固定連接于升降支架81上端的軸承座安裝版82連同開蓋架4、轉軸6、上電極3和開蓋電機5 —起上升，之后開蓋電機5驅動開蓋架4帶動上電極3沿轉軸6旋轉，使上電極3打開，根據(jù)需要調(diào)節(jié)的靶基間距更換不同高度的工藝組件2，完成工藝組件2的更換后，調(diào)節(jié)升降支架81的高度，使固定連接于升降支架81上端的軸承座安裝版82連同開蓋架4、轉軸6、上電極3和開蓋電機5 —起下降，當下降至合適的位置時，開蓋電機5驅動開蓋架4帶動上電極3沿轉軸6旋轉，使上電極3關閉，完成了靶基間距的調(diào)節(jié)。
[0043]本發(fā)明實施例中的物理氣相沉積設備，由于采用了升降支架來支撐上電極，與現(xiàn)有技術中采用高度固定的開蓋立柱支撐上電極相比，在調(diào)節(jié)靶基間距時，無需在更換上電極和腔室之間的工藝組件時拆下上電極，使得更換工藝組件更加容易，同時也無需更換開蓋立柱，從而使得靶基間距的調(diào)節(jié)更加方便。
[0044]進一步地，升降支架81包括:底部支撐柱811、上部支撐柱812和自動調(diào)節(jié)裝置9，其中:上部支撐柱812與軸承座安裝板82固定連接，底部支撐柱811和上部支撐柱812之間通過豎直方向的導軌813連接，以便于上部支撐柱812沿豎直方向相對底部支撐柱811運動；自動調(diào)節(jié)裝置9，用于驅動上部支撐柱812沿導軌813相對底部支撐柱811運動，以便于調(diào)節(jié)升降支架81的高度。
[0045]進一步地，底部支撐柱811上設置有豎直方向的直筒狀導軌813，上部支撐柱812上設置有豎直方向的圓柱狀滑動部件，上述圓柱狀滑動部件嵌在上述直筒狀導軌813中，沿直筒狀導軌813滑動，上述導軌813的設置用于限制上電極豎直升降，避免上電極在高度調(diào)節(jié)過程中的傾斜。
[0046]進一步地，自動調(diào)節(jié)裝置9可以為氣動升降裝置，氣動升降裝置包括:氣缸91，由氣缸91驅動的升降桿92和氣缸安裝板10，其中:升降桿92的頂端固定連接于軸承座安裝板82，氣缸安裝板10與底部支撐柱811的下端連接，以便于通過氣缸91驅動升降桿92的運動調(diào)節(jié)升降支架81的高度，具體地，底部支撐柱811和氣缸91通過螺釘12固定設置于氣缸安裝版10上，上部支撐柱812的頂部通過螺釘12固定設置于軸承座安裝板82上。
[0047]如圖5所 示，上述底部支撐柱可以為氣動滑臺11，氣動滑臺11本身具有導向和氣動動力輸出的功能，底部支撐柱可以直接控制上部支撐柱812沿豎直方向相對底部支撐柱運動，從而無需單獨設置自動調(diào)節(jié)裝置，使物理氣相沉積設備進一步簡化。
[0048]進一步地，如圖6所示，上述自動調(diào)節(jié)裝置還可以為電動升降裝置。
[0049]具體地，電動升降裝置包括:豎直方向的絲杠13，絲杠13的頂端固定連接于軸承座安裝板；與絲杠13螺紋連接的蝸輪14 ;與蝸輪14嚙合的蝸桿15 ;絲杠安裝板(圖6中未示出)，與底部支撐柱的下端連接；電機16，電機16的主軸固定連接于蝸桿15，用于驅動蝸桿15旋轉以帶動絲杠13升降,從而調(diào)節(jié)升降支架的高度。
[0050]進一步地，上述的導軌除了可以為直筒狀外，還可以為滾輪導向的導軌、燕尾槽導向的導軌或其他類型的導軌，相應的，當導軌為滾輪導向的導軌時，上部支撐柱上設置有滾輪，以使上部支撐柱通過滾輪沿豎直方向在導軌的導向下運動；當導軌為燕尾槽導向的導軌時，上部支撐柱上設置有燕尾狀滑動部件，上述燕尾狀滑動部件嵌在燕尾槽狀導軌中，以使上部支撐柱沿豎直方向在燕尾槽狀導軌的導向下滑動。需要說明的是，由于底部支撐柱和上部支撐柱的運動是相對的，上述的導軌也可以設置在上部支撐柱上，此時底部支撐柱上設置有滑動部件或滾輪，滑動部件或滾輪沿導軌運動即上部支撐柱相對于底部支撐柱運動。
[0051]本發(fā)明實施例中靶基間距的調(diào)節(jié)過程與上述實施例相同，在此不再贅述。
[0052]本發(fā)明的物理氣相沉積設備，由于采用了升降支架來支撐上電極，與現(xiàn)有技術中采用高度固定的開蓋立柱支撐上電極相比，在調(diào)節(jié)靶基間距時，無需在更換上電極和腔室之間的工藝組件時拆下上電極，使得更換工藝組件更加容易，并且無需更換開蓋立柱，從而使得靶基間距的調(diào)節(jié)更加方便。進一步地，通過導軌對上電極的升降進行導向，避免上電極在高度調(diào)節(jié)過程中的傾斜。
[0053]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)?！ひ虼耍景l(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種物理氣相沉積設備，包括:上電極，用于放置基片的腔室，位于上電極和所述腔室之間的工藝組件以及固定連接于所述上電極的開蓋架，其中，所述工藝組件與上電極和腔室形成封閉空間進行濺射工藝，其特征在于，所述物理氣相沉積設備，還包括:用于支撐所述開蓋架的支撐結構，所述支撐結構包括:升降支架和軸承座安裝板，其中: 所述軸承座安裝板，固定連接于所述升降支架上端，所述開蓋架通過轉軸固定連接于所述軸承座安裝板； 所述升降支架，用于支撐所述軸承座安裝板上升或下降，所述升降支架的下端與腔室的底面所在平面固定連接； 其中，通過調(diào)節(jié)所述升降支架自身的高度，使固定連接于所述升降支架上端的軸承座安裝板連同開蓋架、轉軸和上電極同時上升或下降，以便調(diào)節(jié)所述上電極和所述腔室之間的距離。
2.根據(jù)權利要求1所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述物理氣相沉積設備，還包括: 開蓋電機，與所述開蓋架連接，所述開蓋電機用于驅動所述開蓋架帶動所述上電極沿所述轉軸旋轉。
3.根據(jù)權利要求1所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述升降支架，包括:底部支撐柱、上部支撐柱和自動調(diào)節(jié)裝置，其中: 所述上部支撐柱與所述軸承座安裝板固定連接，所述底部支撐柱和上部支撐柱之間通過豎直方向的導軌連接； 所述自動調(diào)節(jié)裝置，用于驅動所述上部支撐柱沿所述導軌相對所述底部支撐柱運動，以便調(diào)節(jié)所述升降支架的 高度。
4.根據(jù)權利要求3所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述底部支撐柱上設置有豎直方向的直筒狀導軌，所述上部支撐柱上設置有豎直方向的圓柱狀滑動部件，所述圓柱狀滑動部件嵌在所述直筒狀導軌中，沿直筒狀導軌滑動。
5.根據(jù)權利要求3所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述自動調(diào)節(jié)裝置為氣動升降裝置，所述氣動升降裝置包括:氣缸、由所述氣缸驅動的升降桿和氣缸安裝板，其中: 所述升降桿的頂端固定連接于所述軸承座安裝板，所述氣缸安裝板與所述底部支撐柱的下端連接，以便于通過所述氣缸驅動所述升降桿的運動調(diào)節(jié)所述升降支架的高度。
6.根據(jù)權利要求3所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述自動調(diào)節(jié)裝置為電動升降裝置，所述電動升降裝置包括: 豎直方向的絲杠，所述絲杠的頂端固定連接于所述軸承座安裝板； 與所述絲杠螺紋連接的蝸輪； 與所述蝸輪嚙合的蝸桿； 絲杠安裝板，與所述底部支撐柱的下端連接； 電機，所述電機的主軸固定連接于所述蝸桿，用于驅動所述蝸桿旋轉以帶動所述絲杠升降。
7.根據(jù)權利要求1所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述升降支架，包括:底部支撐柱和上部支撐柱，其中: 所述上部支撐柱與所述軸承座安裝板固定連接，所述底部支撐柱和上部支撐柱之間通過豎直方向的導軌連接； 所述底部支撐柱為氣動滑臺，所述底部支撐柱直接控制所述上部支撐柱沿豎直方向相對所述底部支撐柱運動。
8.根據(jù)權利要求3或5或7中所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述導軌為滾輪導向的導軌或者燕尾槽導向的導軌。
9.根據(jù)權利要求1所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述支撐結構，還包括:軸承座，其中: 轉軸固定設置于開蓋架上，軸承座固定設置于軸承座安裝板上，轉軸與軸承座配合設置以使開蓋架可以沿轉軸在軸承座上旋轉。
10.根據(jù)權利要求1所述的物理氣相沉積設備，其特征在于，所述軸承座安裝板通過螺釘與所述升降支架上端固定 連接。
【文檔編號】C23C14/34GK103849840SQ201210520225
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月6日 優(yōu)先權日:2012年12月6日
【發(fā)明者】佘清 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司