一種承載裝置及物理氣相沉積設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微電子加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種承載裝置及物理氣相沉積設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁控瓣射技術(shù)，又稱物理氣相沉積技術(shù)，是集成電路制造過程中沉積金屬層和相 關(guān)材料層廣泛采用的技術(shù)。娃通孔燈虹OU曲Silicon Via, W下簡稱TSV)技術(shù)是Η維集成 電路中堆疊芯片實(shí)現(xiàn)互連的關(guān)鍵技術(shù)，其可W大大降低芯片之間的互連延遲。
[0003] TSV技術(shù)中通常采用物理氣相沉積方法在娃通孔內(nèi)沉積阻擋層和銅巧晶層。圖1 為現(xiàn)有的一種物理氣相沉積設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1，該物理氣相沉積設(shè)備包括反應(yīng) 腔室10,在反應(yīng)腔室10內(nèi)設(shè)置有用于承載被加工工件S的基座11和壓環(huán)12,壓環(huán)12包括 環(huán)體121和在環(huán)體121內(nèi)周壁上沿其周向間隔設(shè)置的多個壓爪122,借助多個壓爪122的下 表面疊置在被加工工件的邊緣區(qū)域，用W將被加工工件固定在該基座11上；為實(shí)現(xiàn)填充高 深寬比的通孔，基座11與第一電源13電連接，用W向基座11提供負(fù)偏壓，W吸引等離子體 朝向被加工工件運(yùn)動，為了適應(yīng)導(dǎo)電性不佳的晶片，目前的PVD工藝中第一電源13通常為 射頻電源，且射頻電源的頻率范圍在400k~13. 56MHz。在反應(yīng)腔室10的頂部設(shè)置有革己材 14,借助祀材14與第二電源（圖中未示出）電連接，第二電源包括直流電源，用W向祀材14 提供負(fù)偏壓，W使氮?dú)夥烹姰a(chǎn)生等離子體，并吸引帶正電的氮離子轟擊祀材14,當(dāng)?shù)x子的 能夠足夠大時會使得祀材14表面的金屬原子逸出而沉積在被加工工件上，從而實(shí)現(xiàn)在被 加工工件上沉積金屬薄膜。
[0004] 在實(shí)際應(yīng)用中，為實(shí)現(xiàn)基座11、壓環(huán)12和被加工工件Η者等電位，W防止打火現(xiàn) 象的發(fā)生，基座11和壓環(huán)12通過誘電線圈形成電接觸，W實(shí)現(xiàn)二者等電位；壓爪122下表 面的靠近被加工工件的區(qū)域直接與被加工工件的上表面相接觸，如圖2所示，但由于被加 工工件上表面上沉積金屬薄膜的厚度一般為1 μ m，因此，僅可W實(shí)現(xiàn)壓爪122與被加工工 件S線接觸導(dǎo)通，而針對第一電源13為射頻電源來說，需要面接觸導(dǎo)通才能實(shí)現(xiàn)二者等電 位，也就是說，在實(shí)際應(yīng)用中不能實(shí)現(xiàn)壓環(huán)12與被加工工件S等電位。
[0005] 因此，壓爪122邊沿與被加工工件表面之間存在第一電勢差，且壓爪122邊沿處的 被加工工件表面的第一電勢差最大，所謂壓爪122邊沿是指壓爪122的與被加工工件疊置 的部分的邊沿；而基座11與被加工工件表面之間存在第二電勢差，且被加工工件表面各個 位置處的第二電勢差相等。由于被加工工件表面的總電勢差等于第一電勢差和第二電勢差 的疊加，因此，壓爪122邊沿處的被加工工件表面的總電勢差最大，送在被加工工件表面通 過等離子體與地形成回路的情況下，該總電勢差使得該壓爪122邊沿處的被加工工件表面 的射頻電流遠(yuǎn)大于被加工工件的其他表面，該射頻電流會造成該壓爪122邊沿處的被加工 工件的溫度遠(yuǎn)高于其他表面的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到一定數(shù)值，則在壓爪122邊沿處會發(fā)生打 火現(xiàn)象，從而造成承載裝置的穩(wěn)定性差和被加工工件浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種承載裝置，其 可W減小在該壓環(huán)邊沿處的被加工工件表面產(chǎn)生的射頻電流，因而可W避免該射頻電流造 成壓環(huán)邊沿處的被加工工件表面溫度過高而發(fā)生打火現(xiàn)象，從而可W降低壓環(huán)邊沿處打火 現(xiàn)象發(fā)生的可能性，進(jìn)而可W提高承載裝置的穩(wěn)定性和減小打火現(xiàn)象造成的被加工工件損 壞。
[0007] 為解決上述問題之一，本發(fā)明提供了一種承載裝置，包括基座和壓環(huán)，所述基座用 于承載被加工工件，所述基座與射頻電源電連接，用W向所述基座提供負(fù)偏壓，所述壓環(huán)的 下表面疊置在被加工工件上表面的邊緣區(qū)域，用W將所述被加工工件固定在所述基座上； 在所述基座的上表面上設(shè)置有凹槽，所述凹槽對應(yīng)所述壓環(huán)的與被加工工件疊置的部分設(shè) 置，且所述壓環(huán)的與被加工工件疊置的部分的正投影位于所述凹槽內(nèi)，并且在所述凹槽內(nèi) 設(shè)置有絕緣件，所述絕緣件用于減小其正上方的被加工工件表面與所述基座之間的電勢 差，且所述絕緣件不高于所述基座的上表面。
[0008] 其中，所述絕緣件為絕緣體。
[0009] 其中，所述絕緣體采用陶瓷或四氣己帰材料制成。
[0010] 其中，所述絕緣件為絕緣薄膜。
[0011] 其中，所述絕緣薄膜包括硬質(zhì)陽極氧化膜。
[0012] 其中，所述壓環(huán)包括環(huán)體，在所述環(huán)體的內(nèi)周壁上還設(shè)置有多個壓爪，所述壓爪的 整個或部分下表面疊置在所述被加工工件的邊緣區(qū)域，或者，所述環(huán)體下表面的靠近其環(huán) 孔的環(huán)形區(qū)域W及所述壓爪的整個下表面疊置在所述被加工工件的邊緣區(qū)域。
[0013] 其中，所述壓環(huán)包括環(huán)體，所述環(huán)體下表面的靠近其環(huán)孔的環(huán)形區(qū)域疊置在所述 被加工工件的邊緣區(qū)域。
[0014] 其中，所述絕緣體在豎直方向上的厚度Η根據(jù)W下公式計算：
[0015]
[0016] 其中，U表示在所述基座上未設(shè)置所述絕緣體時所述基座與所述被加工工件表面 之間的電勢差，單位為kv ;厚度Η的單位為mm。
[0017] 其中，所述射頻電源的輸出功率的范圍在400k~13. 56MHz。
[0018] 本發(fā)明還提供一種物理氣相沉積設(shè)備，包括承載裝置，所述承載裝置采用本發(fā)明 提供的上述承載裝置。
[0019] 本發(fā)明具有W下有益效果：
[0020] 本發(fā)明提供的承載裝置，在基座的上表面上設(shè)置有凹槽，凹槽對應(yīng)壓環(huán)的與被加 工工件疊置的部分設(shè)置，且壓環(huán)的與被加工工件疊置的部分的正投影位于凹槽內(nèi)，并且在 該凹槽內(nèi)設(shè)置有絕緣件，絕緣件不高于基座的上表面，也就是說，壓環(huán)邊沿處的被加工工件 表面位于該絕緣件正上方的被加工工件表面內(nèi)，并且，絕緣件用于減小其正上方的被加工 工件表面與基座之間的電勢差（即第二電勢差），因此，可W減小壓環(huán)邊沿處的被加工工件 表面與基座之間的電勢差（即第二電勢差）。本發(fā)明提供的承載裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于 該壓環(huán)邊沿處的被加工工件表面的總電勢差等于基座和其之間的電勢差（即第二電勢差） 與壓環(huán)邊沿和其之間的電勢差（即第一電勢差）的疊加，而本發(fā)明中壓環(huán)邊沿和其之間的 電勢差不變，基座和其之間的電勢差減小，因此，壓環(huán)邊沿處的被加工工件表面的總電勢差 減小，送使得在被加工工件表面通過等離子體與地形成回路的情況下，該總電勢差在該壓 環(huán)邊沿處的被加工工件表面產(chǎn)生的射頻電流減小，因而可W避免該射頻電流造成壓環(huán)邊沿 處的被加工工件表面溫度過高而發(fā)生打火現(xiàn)象，從而可W降低壓環(huán)邊沿處打火現(xiàn)象發(fā)生的 可能性，進(jìn)而可W提高承載裝置的穩(wěn)定性和減小打火現(xiàn)象造成的被加工工件損壞。
[0021] 本發(fā)明提供的物理氣相沉積設(shè)備，其采用本發(fā)明提供的承載裝置，可W減小在該 壓環(huán)邊沿處的被加工工件表面產(chǎn)生的射頻電流，因而可W避免該射頻電流造成壓環(huán)邊沿處 的被加工工件表面溫度過高而發(fā)生打火現(xiàn)象，從而可W降低壓環(huán)邊沿處打火現(xiàn)象發(fā)生的可 能性，進(jìn)而可W提高承載裝置的穩(wěn)定性和減小打火現(xiàn)象造成的被加工工件損壞。
【附圖說明】
[0022] 圖1為現(xiàn)有的一種物理氣相沉積設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為圖1中壓環(huán)和被加工工件的位置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種承載裝置的剖視圖；
[0025] 圖4為圖3所示的未放置被加工工件的承載裝置的俯視圖；W及
[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種承載裝置的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明 實(shí)施例提供的承載裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[002引圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種承載裝置的剖視圖。圖4為圖3所示的未放置 被加工工件的承載裝置的俯視圖。請一并參閱圖3和圖4,本實(shí)施例提供的承載裝置包括基 座20和壓環(huán)21。其中，基座20用于承載被加工工件S，且基座20與射頻電源（圖中未示 出）電連接，用W向基座20提供負(fù)偏壓，W吸引等離子體朝向位于基座20上的被加工工件 S運(yùn)動，其中，射頻電源的頻率范圍一般為400k~13. 56MHz，并且，射頻電源的輸出功率越 大，向基座20上加載的負(fù)偏差也就越大，因而可W將更多的等離子體吸引到通孔內(nèi)，從而 可W提高沉積薄膜的臺階覆蓋率。
[0029] 壓環(huán)21的下表面疊置在被加工工件S上表面的邊緣區(qū)域，用W將被加工工件固定 在基座上。具體地，在本實(shí)施例中，壓環(huán)21包括環(huán)體210,并且，在環(huán)體210的內(nèi)周壁上設(shè)置 有多個壓爪211，借助壓爪211的整個下表面疊置在被加工工件S的邊緣區(qū)域，用W將被加 工工件S固定在基座20上。
[0030] 并且，在基座20上表面上設(shè)置有凹槽，凹槽對應(yīng)壓環(huán)21的與被加工工件疊置的部 分設(shè)置，且壓環(huán)21的與被加工工件疊置的部分的正投影位于凹槽內(nèi)，并且在凹槽內(nèi)設(shè)置有 絕緣件22,絕緣件22用于減小其正上方的被加工工件表面與基座20之間的電勢差，且絕緣 件22不高于基座20的上表面。具體地，在本實(shí)施例中，絕緣件22、基座20上凹槽的數(shù)量和 位置與壓爪211的數(shù)量和位置一一對應(yīng)，即絕緣件22和基座20上的凹槽為分體結(jié)構(gòu)。并 且，如圖3所示，絕緣件22為絕緣體，由于絕緣體的上表面不高于基座20的上表面，送可實(shí) 現(xiàn)被加工工件平穩(wěn)地放置在基座20上。<