[发明专利]物理气相沉积设备

说明书

技术领域

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

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。

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

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。

为实现本发明的目的而提供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，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。

进一步地，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。

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：

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。

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。

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：

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。

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：

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。

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：