物理气相沉积设备专利检索-物理气相沉积表面处理和涂层专利检索查询-专利查询网

物理气相沉积设备

阅读：972发布：2020-05-11

专利汇可以提供物理气相沉积设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种物理气相沉积设备，涉及半导体工艺技术领域，使靶基间距的调节更加方便。该设备包括：上电极，用于放置基片的腔室，位于上电极和腔室之间的工艺组件以及固定连接于上电极的开盖架，用于支撑开盖架的支撑结构，支撑结构包括：升降支架和轴承座安装板，其中：轴承座安装板，固定连接于升降支架上端，开盖架通过转轴固定连接于轴承座安装板；升降支架，用于支撑轴承座安装板上升或下降，升降支架的下端与腔室的底面所在平面固定连接；通过调节升降支架自身的高度，使固定连接于升降支架上端的轴承座安装板连同开盖架、转轴和上电极同时上升或下降，以便调节上电极和腔室之间的距离。，下面是物理气相沉积设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种物理气相沉积设备，包括：上电极，用于放置基片的腔室，位于上电极和所述腔室之间的工艺组件以及固定连接于所述上电极的开盖架，其中，所述工艺组件与上电极和腔室形成封闭空间进行溅射工艺，其特征在于，所述物理气相沉积设备，还包括：用于支撑所述开盖架的支撑结构，所述支撑结构包括：升降支架和轴承座安装板，其中：
所述轴承座安装板，固定连接于所述升降支架上端，所述开盖架通过转轴固定连接于所述轴承座安装板；
所述升降支架，用于支撑所述轴承座安装板上升或下降，所述升降支架的下端与腔室的底面所在平面固定连接；
其中，通过调节所述升降支架自身的高度，使固定连接于所述升降支架上端的轴承座安装板连同开盖架、转轴和上电极同时上升或下降，以便调节所述上电极和所述腔室之间的距离。
2.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述物理气相沉积设备，还包括：
开盖电机，与所述开盖架连接，所述开盖电机用于驱动所述开盖架带动所述上电极沿所述转轴旋转。
3.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述升降支架，包括：底部支撑柱、上部支撑柱和自动调节装置，其中：
所述上部支撑柱与所述轴承座安装板固定连接，所述底部支撑柱和上部支撑柱之间通过竖直方向的导轨连接；
所述自动调节装置，用于驱动所述上部支撑柱沿所述导轨相对所述底部支撑柱运动，以便调节所述升降支架的高度。
4.根据权利要求3所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述底部支撑柱上设置有竖直方向的直筒状导轨，所述上部支撑柱上设置有竖直方向的圆柱状滑动部件，所述圆柱状滑动部件嵌在所述直筒状导轨中，沿直筒状导轨滑动。
5.根据权利要求3所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述自动调节装置为气动升降装置，所述气动升降装置包括：气缸、由所述气缸驱动的升降杆和气缸安装板，其中：
所述升降杆的顶端固定连接于所述轴承座安装板，所述气缸安装板与所述底部支撑柱的下端连接，以便于通过所述气缸驱动所述升降杆的运动调节所述升降支架的高度。
6.根据权利要求3所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述自动调节装置为电动升降装置，所述电动升降装置包括：
竖直方向的丝杠，所述丝杠的顶端固定连接于所述轴承座安装板；
与所述丝杠螺纹连接的蜗轮；
与所述蜗轮啮合的蜗杆；
丝杠安装板，与所述底部支撑柱的下端连接；
电机，所述电机的主轴固定连接于所述蜗杆，用于驱动所述蜗杆旋转以带动所述丝杠升降。
7.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述升降支架，包括：底部支撑柱和上部支撑柱，其中：
所述上部支撑柱与所述轴承座安装板固定连接，所述底部支撑柱和上部支撑柱之间通过竖直方向的导轨连接；
所述底部支撑柱为气动滑台，所述底部支撑柱直接控制所述上部支撑柱沿竖直方向相对所述底部支撑柱运动。
8.根据权利要求3或5或7中所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述导轨为滚轮导向的导轨或者燕尾槽导向的导轨。
9.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述支撑结构，还包括：轴承座，其中：
转轴固定设置于开盖架上，轴承座固定设置于轴承座安装板上，转轴与轴承座配合设置以使开盖架可以沿转轴在轴承座上旋转。
10.根据权利要求1所述的物理气相沉积设备，其特征在于，所述轴承座安装板通过螺钉与所述升降支架上端固定连接。

说明书全文

物理气相沉积设备

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种物理气相沉积设备。

背景技术

[0002] 物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）设备是半导体工业中常用的一种薄膜制造设备，其工作原理是将靶材上的材料沉积至基片上。对于PVD设备来说，靶基间距（即靶材到基片之间的距离）是其中重要的工艺参数之一，为适应不同深宽比的填孔经常需要进行调整，以达到更好的工艺均匀性及满足不同的溅射速率。具体地，对于较大深宽比的填孔一般会采用长程溅射，即较大的靶基间距，这样通过与边磁铁等的配合并采用较低的速率进行沉积来提高溅射的准直性，减少填孔口处的悬突（overhang）现象进而获得良好的台阶覆盖，而对于较小深宽比或是孔径较大的填孔，由于overhang现象不易产生，可以通过较小的靶基间距，获得较大的沉积速率，提高产能同时保持较好的均匀性。

[0003] 如图1和图2所示，现有的PVD设备包括：腔室1、工艺组件2、上电极3、开盖架4、开盖电机5、转轴6和开盖立柱7。具体地，开盖架4、开盖电机5和转轴6组成的开盖机构固定在开盖立柱7上。腔室1内部有基片支座及加热灯管等装置，工艺组件2包括用于保护侧壁的内衬，上电极3上设置有靶材并附有制冷装置，该靶材位于腔室1、工艺组件2和上电极3形成的一个封闭空间内。开盖电机5可驱动开盖架4绕转轴6旋转，实现上电极3的开合。针对不同的工艺需求靶材到基片的距离经常需要调整，当工艺参数变化较大时，基片自身升降机构不能满足要求就需要同时更换工艺组件2和开盖立柱7以调整上电极3与腔室1之间的距离，这样就需要先将上电极3从开盖立柱7上取下，更换开盖立柱7及工艺组件2后再重新装回到新的开盖立柱7上。由于上电极3的自重较大，又位于较高位置，拆装时需要借助于天车等吊装设备，因此对于工艺组件和开盖立柱的更换较为困难。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种物理气相沉积设备，其能够在不取下上电极以及不更换工艺组件和开盖立柱的前提下，实现靶基间距的方便调节。

[0005] 为实现本发明的目的而提供一种物理气相沉积设备，包括：

[0006] 上电极，用于放置基片的腔室，位于上电极和所述腔室之间的工艺组件以及固定连接于所述上电极的开盖架，其中，所述工艺组件与上电极和腔室形成封闭空间进行溅射工艺，所述物理气相沉积设备，还包括：用于支撑所述开盖架的支撑结构，所述支撑结构包括：升降支架和轴承座安装板，其中：

[0007] 所述轴承座安装板，固定连接于所述升降支架上端，所述开盖架通过转轴固定连接于所述轴承座安装板；

[0008] 所述升降支架，用于支撑所述轴承座安装板上升或下降，所述升降支架的下端与腔室的底面所在平面固定连接；

[0009] 其中，通过调节所述升降支架自身的高度，使固定连接于所述升降支架上端的轴承座安装板连同开盖架、转轴和上电极同时上升或下降，以便调节所述上电极和所述腔室之间的距离。

[0010] 进一步地，所述物理气相沉积设备，还包括：

[0011] 开盖电机，与所述开盖架连接，所述开盖电机用于驱动所述开盖架带动所述上电极沿所述转轴旋转。

[0012] 进一步地，所述升降支架，包括：底部支撑柱、上部支撑柱和自动调节装置，其中：

[0013] 所述上部支撑柱与所述轴承座安装板固定连接，所述底部支撑柱和上部支撑柱之间通过竖直方向的导轨连接；

[0014] 所述自动调节装置，用于驱动所述上部支撑柱沿所述导轨相对所述底部支撑柱运动，以便调节所述升降支架的高度。

[0015] 进一步地，所述底部支撑柱上设置有竖直方向的直筒状导轨，所述上部支撑柱上设置有竖直方向的圆柱状滑动部件，所述圆柱状滑动部件嵌在所述直筒状导轨中，沿直筒状导轨滑动。

[0016] 可选地，所述自动调节装置为气动升降装置，所述气动升降装置包括：气缸、由所述气缸驱动的升降杆和气缸安装板，其中：

[0017] 所述升降杆的顶端固定连接于所述轴承座安装板，所述气缸安装板与所述底部支撑柱的下端连接，以便于通过所述气缸驱动所述升降杆的运动调节所述升降支架的高度。

[0018] 可选地，所述自动调节装置为电动升降装置，所述电动升降装置包括：

[0019] 竖直方向的丝杠，所述丝杠的顶端固定连接于所述轴承座安装板；

[0020] 与所述丝杠螺纹连接的蜗轮；

[0021] 与所述蜗轮啮合的蜗杆；

[0022] 丝杠安装板，与所述底部支撑柱的下端连接；

[0023] 电机，所述电机的主轴固定连接于所述蜗杆，用于驱动所述蜗杆旋转以带动所述丝杠升降。

[0024] 进一步地，所述升降支架，包括：底部支撑柱和上部支撑柱，其中：

[0025] 所述上部支撑柱与所述轴承座安装板固定连接，所述底部支撑柱和上部支撑柱之间通过竖直方向的导轨连接；

[0026] 所述底部支撑柱为气动滑台，所述底部支撑柱直接控制所述上部支撑柱沿竖直方向相对所述底部支撑柱运动。

[0027] 进一步地，所述导轨为滚轮导向的导轨或者燕尾槽导向的导轨。

[0028] 进一步地，所述支撑结构，还包括：轴承座，其中：

[0029] 转轴固定设置于开盖架上，轴承座固定设置于轴承座安装板上，转轴与轴承座配合设置以使开盖架可以沿转轴在轴承座上旋转。

[0030] 进一步地，所述轴承座安装板通过螺钉与所述升降支架上端固定连接。

[0031] 本发明提供的物理气相沉积设备，由于采用了升降支架来支撑上电极，与现有技术中采用高度固定的开盖立柱支撑上电极相比，在调节靶基间距时，无需在更换上电极和腔室之间的工艺组件时拆下上电极，使得更换工艺组件的过程更加容易，并且无需更换开盖立柱，从而使得靶基间距的调节更加方便。附图说明

[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0033] 图1为现有技术中物理气相沉积设备的结构示意图；

[0034] 图2为图1的右视图；

[0035] 图3为本发明实施例一中物理气相沉积设备的结构示意图；

[0036] 图4为图3的右视图；

[0037] 图5为本发明另一实施例中物理气相沉积设备的结构示意图；

[0038] 图6为本发明实施例中电动升降装置的结构示意图。

具体实施方式

[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 如图3和图4所示，本发明实施例提供一种物理气相沉积设备，包括：

[0041] 上电极3，用于放置基片的腔室1，位于上电极3和腔室1之间的工艺组件2以及固定连接于上电极3的开盖架4，其中，上电极3上设置有靶材，并附有制冷装置，工艺组件2用于与上电极3和腔室1形成封闭空间进行溅射工艺，工艺组件2包括在封闭空间内设置的内衬，同时上述靶材也位于该封闭空间内，腔室1位于工艺组件2的下方，腔室1内设置有基片支座和加热灯管等装置。该物理气相沉积设备还包括：用于支撑开盖架4的支撑结构8；如图4所示，支撑结构8包括：升降支架81和轴承座安装板82，其中：轴承座安装板
82，固定连接于升降支架81上端，具体地，轴承座安装板82可以通过螺钉与升降支架81上端固定连接，开盖架4通过转轴6固定连接于轴承座安装板82；升降支架81，用于支撑轴承座安装板82上升或下降，升降支架81的下端与腔室1的底面所在平面固定连接；其中，通过调节升降支架81自身的高度，使固定连接于升降支架81上端的轴承座安装板82连同开盖架4、转轴6和上电极3同时上升或下降，以便于调节上电极3和腔室1之间的距离。具体地，支撑结构8，还包括：轴承座61，其中：转轴6固定设置于开盖架4上，轴承座61固定设置于轴承座安装版82上，转轴6与轴承座61配合设置以使开盖架4可以沿转轴6在轴承座61上旋转。该物理气相沉积设备，还包括：开盖电机5，与开盖架4连接，开盖电机5用于驱动开盖架4带动上电极3沿转轴6旋转，开盖电机5固定于轴承座安装版82上。

[0042] 以下以靶基间距的调节过程为例具体说明本发明实施例中的物理气相沉积设备：当需要调节靶基间距时，首先解除上电极3与工艺组件2的连接，然后调节升降支架81的高度，使固定连接于升降支架81上端的轴承座安装版82连同开盖架4、转轴6、上电极3和开盖电机5一起上升，之后开盖电机5驱动开盖架4带动上电极3沿转轴6旋转，使上电极
3打开，根据需要调节的靶基间距更换不同高度的工艺组件2，完成工艺组件2的更换后，调节升降支架81的高度，使固定连接于升降支架81上端的轴承座安装版82连同开盖架4、转轴6、上电极3和开盖电机5一起下降，当下降至合适的位置时，开盖电机5驱动开盖架4带动上电极3沿转轴6旋转，使上电极3关闭，完成了靶基间距的调节。

[0043] 本发明实施例中的物理气相沉积设备，由于采用了升降支架来支撑上电极，与现有技术中采用高度固定的开盖立柱支撑上电极相比，在调节靶基间距时，无需在更换上电极和腔室之间的工艺组件时拆下上电极，使得更换工艺组件更加容易，同时也无需更换开盖立柱，从而使得靶基间距的调节更加方便。

[0044] 进一步地，升降支架81包括：底部支撑柱811、上部支撑柱812和自动调节装置9，其中：上部支撑柱812与轴承座安装板82固定连接，底部支撑柱811和上部支撑柱812之间通过竖直方向的导轨813连接，以便于上部支撑柱812沿竖直方向相对底部支撑柱811运动；自动调节装置9，用于驱动上部支撑柱812沿导轨813相对底部支撑柱811运动，以便于调节升降支架81的高度。

[0045] 进一步地，底部支撑柱811上设置有竖直方向的直筒状导轨813，上部支撑柱812上设置有竖直方向的圆柱状滑动部件，上述圆柱状滑动部件嵌在上述直筒状导轨813中，沿直筒状导轨813滑动，上述导轨813的设置用于限制上电极竖直升降，避免上电极在高度调节过程中的倾斜。

[0046] 进一步地，自动调节装置9可以为气动升降装置，气动升降装置包括：气缸91，由气缸91驱动的升降杆92和气缸安装板10，其中：升降杆92的顶端固定连接于轴承座安装板82，气缸安装板10与底部支撑柱811的下端连接，以便于通过气缸91驱动升降杆92的运动调节升降支架81的高度，具体地，底部支撑柱811和气缸91通过螺钉12固定设置于气缸安装版10上，上部支撑柱812的顶部通过螺钉12固定设置于轴承座安装板82上。

[0047] 如图5所示，上述底部支撑柱可以为气动滑台11，气动滑台11本身具有导向和气动动力输出的功能，底部支撑柱可以直接控制上部支撑柱812沿竖直方向相对底部支撑柱运动，从而无需单独设置自动调节装置，使物理气相沉积设备进一步简化。

[0048] 进一步地，如图6所示，上述自动调节装置还可以为电动升降装置。

[0049] 具体地，电动升降装置包括：竖直方向的丝杠13，丝杠13的顶端固定连接于轴承座安装板；与丝杠13 螺纹连接的蜗轮14；与蜗轮14啮合的蜗杆15；丝杠安装板（图6中未示出），与底部支撑柱的下端连接；电机16，电机16的主轴固定连接于蜗杆15，用于驱动蜗杆15旋转以带动丝杠13升降，从而调节升降支架的高度。

[0050] 进一步地，上述的导轨除了可以为直筒状外，还可以为滚轮导向的导轨、燕尾槽导向的导轨或其他类型的导轨，相应的，当导轨为滚轮导向的导轨时，上部支撑柱上设置有滚轮，以使上部支撑柱通过滚轮沿竖直方向在导轨的导向下运动；当导轨为燕尾槽导向的导轨时，上部支撑柱上设置有燕尾状滑动部件，上述燕尾状滑动部件嵌在燕尾槽状导轨中，以使上部支撑柱沿竖直方向在燕尾槽状导轨的导向下滑动。需要说明的是，由于底部支撑柱和上部支撑柱的运动是相对的，上述的导轨也可以设置在上部支撑柱上，此时底部支撑柱上设置有滑动部件或滚轮，滑动部件或滚轮沿导轨运动即上部支撑柱相对于底部支撑柱运动。

[0051] 本发明实施例中靶基间距的调节过程与上述实施例相同，在此不再赘述。

[0052] 本发明的物理气相沉积设备，由于采用了升降支架来支撑上电极，与现有技术中采用高度固定的开盖立柱支撑上电极相比，在调节靶基间距时，无需在更换上电极和腔室之间的工艺组件时拆下上电极，使得更换工艺组件更加容易，并且无需更换开盖立柱，从而使得靶基间距的调节更加方便。进一步地，通过导轨对上电极的升降进行导向，避免上电极在高度调节过程中的倾斜。

[0053] 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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

标题	发布/更新时间	阅读量
用于物理气相沉积的沉积环和物理气相沉积设备	2020-05-12	492
一种电子束物理气相沉积测温方法	2020-05-13	530
物理气相沉积设备	2020-05-11	797
一种物理气相沉积设备	2020-05-11	834
物理气相沉积装置及物理气相沉积方法	2020-05-12	690
物理气相沉积系统	2020-05-11	627
物理气相沉积的靶结构	2020-05-11	242
物理气相沉积靶构造	2020-05-11	941
物理气相沉积系统与应用其的物理气相沉积方法	2020-05-12	348
物理气相沉积装置	2020-05-11	319

物理气相沉积设备

物理气相沉积设备

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：