[发明专利]用于溅射装置的固定环及溅射装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种用于溅射装置的固定环及溅射装置。

背景技术

目前，在半导体结构表面形成电极膜通常采用溅射的方法。溅射装置主要包括枪体和固定环(coil)。所述枪体的一端为圆筒形，所述固定环为圆环状，并且在固定环具有一个缺口将固定环断开为两部分。在溅射之前，要将圆片状的靶材放置在固定环和枪体之间，然后将固定环与枪体固定，靶材也就被夹在固定环和枪体之间固定，而且固定环、枪体一端的圆筒部分以及固定环保持中心轴方向相同。

溅射的工艺过程是在真空状态下的反应室中进行的，将部分枪体位于反应室内，在反应室内和枪体相对的位置具有基板，将半导体结构位于基板上。在溅射时，给固定环通电，从而在基板和靶材之间形成电场，等离子体在电场作用下轰击靶材，靶材溅落在半导体器件表面形成电极膜。因为固定环在溅射的过程中要通电，从而使靶材和基板之间形成电场，而枪体不能带电，因此在安装的时候，固定环和枪体的内壁之间需要保持一定的间隙，从而使固定环和枪体之间保持绝缘。

如图1所示的一种现有的溅射装置的纵向剖面示意图，图2为图1所示的溅射装置的横截面示意图。如图1和图2所示，所述枪体10包括固定柱12，所述固定柱12位于枪体10一端的圆筒部分的靠近端部的内壁上，且位于枪体内壁的同一圆周上。例如具有5个固定柱p1-p5，其中在1/2圆周上分布着3个固定柱p1-p3，其间隔为1/4的圆周；在另外1/2圆周的靠近中点的位置分布着2个固定柱p4和p5，例如这2个固定柱之间的圆周夹角为15.5°。通常，固定柱p1-p5和枪体10之间不绝缘，例如固定柱p1-p5和枪体10可以是相同的材料。环体的材料可以为钽，因此固定环20也叫做钽环(Ta coil)。环体21为圆环形，并且具有缺口30。环体21的外侧壁的同一圆周上具有用于与枪体10固定的固定凸起，所述固定凸起(knob)的位置与固定柱p1-p5的位置对应。例如所述固定凸起共有5个h1-h5，以缺口为中心的1/2圆周上在缺口两侧各具有1个，所述缺口两侧的2个固定凸起h4和h5的圆周夹角为15.5°；在另外1/2的圆周上分布着3个固定凸起h1-h3，其间隔为1/4的圆周。通常，固定凸起h1-h5和固定环20之间保持绝缘，例如固定凸起的材料为绝缘材料。

在使用时，圆片状靶材被放置在固定环20和枪体10之间，固定环20的固定凸起h1-h5和枪体10的固定柱p1-p5一一对应的固定连接，例如使用螺栓固定。因为固定环20要和枪体10之间绝缘，也就是固定环20的环体21和固定柱之间必须保持一定的间隙，足以使环体20和固定柱p1-p5保持绝缘，例如间隙需要大于2.5mm。然而，经过发明人经过测试发现现有的固定环20在安装时，间隙往往不能满足绝缘的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定环，在将固定环安装在枪体上时，固定环和枪体之间的间隙可以满足绝缘的要求。

本发明提供了一种用于溅射装置的固定环，包括环体和位于环体的环形外侧面上的固定凸起，所述环体包括两端分别相连的第一半圆部分和第二半圆部分，其中第一半圆部分的外壁圆周为第一圆的一部分，第二半圆部分的外壁圆周为第二圆的一部分，在第二半圆部分上具有缺口，所述缺口将所述第二半圆部分断开，并且第一圆的直径小于第二圆的直径。

优选的，所述固定环的材料为钽。

优选的，所述第一半圆部分的外壁圆周长度大于或等于第一圆圆周长度的1/2。

优选的，所述的第一半圆部分的长度等于第一圆圆周长度的1/2，并且所述缺口位于第一半圆部分的中心处。

优选的，第一半圆部分外壁所在的第一圆的直径为282mm，所述固定环的第二半圆部分外壁所在的第二圆的直径为282.1mm-286.8mm。

优选的，所述固定凸起共有5个，以缺口为中心的第二半圆部分上在缺口两侧各有1个，所述缺口两侧的2个固定凸起距离固定环的圆心的圆周夹角为15.5°至16°，在第一半圆部分上分布着另外3个间隔为1/4的圆周的固定凸起。

相应的本发明还提供了一种溅射装置，包括枪体和固定环，其中枪体包括圆筒部分，在圆筒部分的内壁上具有固定柱，所述固定柱位于枪体一端的圆筒部分的靠近端部的内壁上，且位于枪体内壁的同一圆周上。

优选的，所述固定柱为5个，其中在1/2圆周上分布着3个固定柱，其间隔为1/4的圆周；在另外1/2圆周的靠近中点的位置分布着2个圆周夹角为15.5°的固定柱。

优选的，圆周夹角为15.5°的固定柱的高度高于其它固定柱的高度。