[实用新型]薄膜沉积装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制程中薄膜沉积技术，具体地说，涉及一种在基片上沉积金属薄膜的薄膜沉积装置。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)是广泛应用于半导体制程的薄膜沉积技术。PVD一般有蒸镀、分子束磊晶成长及溅镀三种技术，其中由于溅镀技术本身具有沉积效率高、制造成本低等等的优点而被较多采用。溅镀沉积技术就是利用辉光放电通过气体离子如氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面，将靶材表面的原子被溅射出而堆积在基板表面形成薄膜。在溅镀过程中，靶材的原子被气体离子撞击向各个方向运动，大部分堆积在基板表面形成薄膜，但有部分堆积于沉积装置的真空处理室的内壁上，这部分靶材原子脱落后会污染基片，增加了基片的不良率。为解决这个问题，一般的方法就是在真空沉积室内安装一个可拆除的金属保护外壳，使所述的部分靶材原子堆积在该外壳上从而保护真空处理室的内壁。当金属保护外壳被污染到一定程度，更换新的保护壳。美国专利第6,881,305、5,518,593号就揭示了此种具有金属外壳的薄膜沉积装置。

然而，虽然安装金属保护壳可起到保护真空处理室内壁的作用，但是由于真空处理室不会绝对真空，一般会存在残留气体如微量水蒸气及有机气体。请参阅图1，图1为现有的薄膜沉积装置的部分剖面示意图。残留气体通过通气槽13’流入靶材1’与金属保护外壳4’之间，当达到一定量时，该残留气体便可以电性导通靶材与金属保护外壳，发生电弧12’放电现象，使得靶材表面形成许多弧点。通过统计数字显示，这些弧点80％出现在上述通气槽道附近，严重影响了在基片上沉积的薄膜的质量。

有鉴于此，需要提供一种新的薄膜沉积装置。

新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种可降低靶材表面起弧点的薄膜沉积装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种新的薄膜沉积装置，其包括一个真空处理室及将被沉积薄膜的基片和靶材包围于其内的金属保护外壳，所述金属保护外壳位于真空处理室内，设有至少一个排气口，薄膜沉积装置中的残气至少部分由该排气口排出。

与现有技术相比，本实用新型薄膜沉积装置通过在金属保护外壳上设置排气孔，有效减少进入靶材与保护外壳之间的残气，有效避免靶材与保护外壳发生短路，从而减少了靶材表面的起弧点。

附图说明

通过以下对本实用新型一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1为现有薄膜沉积装置的局部剖视示意图。

图2为本实用新型薄膜沉积装置的局部剖视示意图。

图3为本实用新型的保护壳的俯视图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种新的薄膜沉积装置，如图2至图3所示。

请参阅图2，该薄膜沉积装置包括真空处理室。被沉积薄膜的基片10放置于真空处理室底部由支架(未图示)支撑，靶材1与法兰2一体相连被放置于真空处理室的上部。该薄膜沉积装置还设有置于真空处理室内壁的金属保护外壳，其包括保护壳3及夹持壳4两部分，将上述基片10和靶材1包围于其内。请结合图3，保护壳3呈圆锥桶状结构，具有与基片10大致平行的边缘部30。

保护壳3的边缘部30设有若干螺孔32及与四个通气口31，该四个通气口31等距离的均匀分布在边缘部30上。保护壳3通过上述螺孔32采用螺纹连接的方式安装于工作平台11与夹持壳4之间。

法兰2和工作平台11上分别设有环形凹槽及可以与真空处理室相通的排气槽道13，所有排气槽道13均自环形凹槽向靶材1延伸至保护壳3的排气口31。为了密封真空处理室，该薄膜沉积装置还包括收容于法兰2上的环形凹槽内的上O型绝缘环6、收容于工作平台11上的环形凹槽内的下O型绝缘环7及安装于两O型绝缘环6、7之间绝缘陶瓷环8。

本实用新型薄膜沉积装置通过在金属保护外壳上设置与排气槽道13相通的排气口31，使残留气体5至少部分通过所述排气口31排出，大大减少了流入金属保护外壳与靶材1之间的残留气体5，从而减少了靶材表面因放电起弧形成的弧点。

需要注意的是，本实用新型薄膜沉积装置不仅适用于物理气相沉积中的溅镀技术，本实用新型的技术方案也可适用其他类型的沉积薄膜技术。