[发明专利]聚焦环、聚焦环组合、IMP溅射设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体溅射领域，尤其涉及约束溅射粒子的运动轨迹，起到聚焦作用的聚焦环。

背景技术

溅射为现代半导体芯片生产过程中常用的一种薄膜淀积技术。溅射过程中，高能粒子撞击具有高纯度的靶材料固体平板，按物理过程撞击出原子。这些被撞击出的原子穿过真空，最后淀积在硅片上。而在半导体芯片的生产过程中，无论是8寸生产线，12寸生产线，凡在利用靶材进行溅射时都会用到聚焦环。聚焦环在半导体工艺中的主要作用包括：约束溅射粒子的运动轨迹，起到聚焦的作用；吸附溅射过程中产生的大的颗粒物，起到净化的作用。如图1所示，靶材300溅射出来的四面八方的原子被聚焦环250聚焦到硅片100的上方，均匀的往硅片100上分布。

而在IMP(离子化的金属等离子体)的溅射工艺中，聚焦环会需要参与到溅射中来。这样，聚焦环的寿命就是极度有限的。而且在实际生产中，聚焦环的寿命非常的短，而聚焦环的加工工艺复杂，价格昂贵，这使得聚焦环的消耗在芯片生产中产生了极高的费用。所以有必要采取一种方式，使得聚焦环的使用寿命延长，降低生产成本。

发明内容

本发明目的是提高聚焦环的使用寿命，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明提出了一种聚焦环组合，包括：

聚焦环，所述聚焦环上有通孔，且其内表面在通孔处形成有凹槽；

安装钉，所述安装钉包括柱体与膨大的背部，所述背部贴附在所述聚焦环的内表面，所述柱体通过所述通孔延伸出所述聚焦环的外表面，所述背部嵌入所述凹槽，所述柱体的内部设有螺纹孔。

可选的，所述安装钉和聚焦环的材料相同。

可选的，所述内表面安装钉的背部厚度大于1.53mm。

可选的，所述安装钉的背部嵌入凹槽的深度超过1.53mm。

可选的，还包括螺杆，所述螺杆进入所述螺纹孔内。

为实现上述目的，本发明还提供一种聚焦环，所述聚焦环上有通孔，且其内表面在通孔处形成有凹槽内表面。

为实现上述目的，本发明还提供一种IMP溅射设备，包括：

反应腔；

聚焦环，所述聚焦环上有通孔，且其内表面在通孔处形成有凹槽；

安装钉，所述安装钉包括柱体与膨大的背部，所述背部贴附在所述聚焦环的内表面，所述柱体通过所述通孔延伸出所述聚焦环的外表面，所述背部嵌入所述凹槽，所述柱体的内部设有螺纹孔；

螺杆，所述螺杆从反应腔的腔壁穿出进入所述螺纹孔。

可选的，所述安装钉和聚焦环的材料相同。

可选的，所述安装钉的背部大于1.53mm。

可选的，所述安装钉的背部大于2.53mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

可以使聚焦环的使用寿命增加20％左右，大大降低了生产成本。

附图说明

图1是现有聚焦环在溅射工艺中使用情况的示意图。

图2至图6是现有聚焦环组合的结构示意图。

图7是现有聚焦环的安装方式中安装钉背部完全被消耗掉无法固定聚焦环的示意图。

图8至图10是第一实施例中聚焦环组合的结构示意图。

图11至图15是第二实施例中聚焦环组合的结构示意图。

图16至图18是第三实施例中聚焦环组合的结构示意图。

具体实施方式

在IMP(离子化的金属等离子体)的溅射工艺中，聚焦环会需要参与到溅射中来，聚焦环使用到一定程度就需要被换新的，比如，聚焦环上面形成有花纹，当聚焦环使用到花纹消失的时候，聚焦环就需要被换掉了。

现有技术中的聚焦环以及与之配合安装的零部件以及它们组合起来的聚焦环组合的结构如图2至图6所示，聚焦环250上设置有通孔1，栓帽(CUP)21为一平底杯状结构，底部也设置有通孔2，安装钉(PIN)37有直径较大的背部372，以及直径与通孔1、2匹配的柱体371，其中安装钉37内设置有螺纹孔3。安装钉37的柱体371穿过聚焦环250上的通孔1和栓帽21底部的通孔2。与之适应的，反应腔会设置有螺杆(未图示)旋入螺纹孔3，使得聚焦环250安装固定好。在杯状的栓帽21的“杯”内，会设置有绝缘物质(未图示)，使得聚焦环与腔室(未图示)绝缘。其中，安装钉37、栓帽21和聚焦环250的材质相同，且均与靶材的材料相同。