[发明专利]沉积成膜装置中所使用的晶圆固定装置

说明书

技术领域

本发明属于薄膜沉积技术领域，涉及沉积成膜装置中所使用的晶圆固定装置。

背景技术

在半导体制造技术领域，广泛使用各种沉积成膜技术在晶圆（Wafer）构图形成各种薄膜层，以制造形成包含复杂电路的芯片。其中，薄膜沉积过程中必然需要使用沉积成膜装置，例如，PVD（Physical Vapor Deposition，物理气相沉积）成膜装置、CVD（Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积）成膜装置。在成膜（即薄膜形成）的过程中，通常需要将晶圆固定定位在诸如加热器（Heater）的工作台之上进行薄膜沉积，因此，在沉积成膜装置中，通常使用晶圆固定装置。

图1所示为现有技术的晶圆固定装置的结构示意图。晶圆固定装置10可以置于沉积成膜装置（例如磁控溅射成膜装置）的内部腔体中，其包括定位环13和压片环11，定位环13中间设置有直径大于晶圆900的直径的内圆孔，定位环13可以固定在加热器（图中未示出）上，晶圆900被限位地定位在该圆孔中，并且，进一步，通过压片环11作用于晶圆900的上表面，可以使晶圆900固定定位在加热器上，从而实施薄膜沉积工艺过程以在晶圆900的表面成膜。压片环11上同样设置有内圆孔，其直径可以基本等于或稍微大于晶圆900的直径，压片环11的内圆孔内边沿可以设置向内凸出设置的凸块111，凸块111作用在晶圆900的上表面的边沿，从而晶圆固定装置10将其固定定位。在成膜后需要开腔取出晶圆900时，可以通过沉积成膜装置中的顶杆（图中未示出）作用在压片环11的顶杆孔113上将其顶起离开晶圆900；在需要固定晶圆900时，顶杆带着压片环11朝向晶圆900运动以将凸块111作用在晶圆900的上表面边沿。并且，定位环13上还设置有若干陶瓷定位柱131，在固定定位晶圆900时，陶瓷定位柱131可以使压片环11相对定位环13定位准确，陶瓷定位柱131可以嵌入压片环11的下表面的槽（如图1中虚线所示意）中。

但是，图1所示的晶圆固定装置所固定的晶圆900用来沉积较厚的薄膜时（例如铝金属膜，其厚度通常达到1微米以上），晶圆900的表面、凸块111和压片环11上均形成了连续的较厚薄膜，其连接了凸块111和晶圆900，在顶起压片环11的时候，凸块111与晶圆900之间的薄膜不易断裂，因此，而产生“粘片”现象（也即晶圆粘附压片环）。这是沉积成膜过程中需要尽量避免的。

为避免“粘片”现象发生，通常采用增加维护沉积成膜装置的频率来实现，例如，经常开腔更新晶圆固定装置；或者采用多腔沉积成膜的方法来形成较厚的薄膜，例如，延迟晶圆成膜后的间隔冷却时间，避免粘片现象发生。这些方法必然会增加维护成本，降低沉积成膜装置的成膜效率。

中国专利申请号为CN201010161505.8、名称为“用于在沉积成膜中固定成膜基底的压块、沉积成膜方法”的中国专利中也提出解决“粘片”现象的装置和方法。

另外，图1所示的晶圆固定装置由于采用凸块111来刚性地作用在晶圆上，因此，在顶杆向下运动固定定位晶圆900的过程中，也容易导致晶圆900碎裂；并且，陶瓷定位柱131也可能异常滑落而砸碎晶圆900。因此，使用图1所示的晶圆固定装置10进行沉积成膜时也容易导致晶圆碎片风险提高。

有鉴于此，有必要提出一种新型的晶圆固定装置。

发明内容

本发明的目的之一在于，避免“粘片”现象。

本发明的又一目的在于，减小沉积成膜过程的碎片风险。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供一种沉积成膜装置中所使用的晶圆固定装置，其包括：

定位环，

压片环，和

用于压片环弹性地固定在所述定位环上弹性固定部件；

其中，在所述压片环的相向于所述晶圆的表面上设置有多个压片点，所述压片点作用于所述晶圆的上表面以使其相对沉积成膜装置的内腔的工作台固定。

按照本发明一实施例的晶圆固定装置，其中，所述定位环的内圆孔的直径大于所述晶圆的直径，所述压片环的外径小于所述定位环的内圆孔的直径，所述压片环对应于所述定位环的内圆孔弹性地固定。

进一步，所述压片环随所述定位环相对所述工作台可操作地上下运动。

进一步，所述定位环上设置有顶杆孔，通过顶杆作用于所述顶杆孔上，使所述晶圆固定装置相对于所述工作台可操作地上下运动。

按照本发明又一实施例的晶圆固定装置，其中，所述压片环相对所述定位环在上下左右方向上均具有一定偏移量。