濺射處理室中的工藝套件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種濺射處理室中的工藝套件，包括圓形卡環、接地屏蔽件、定位螺釘、外轂、隔離件和內轂，其中內轂和外轂通過螺紋連接；所述內轂為中空結構，其貫穿地裝于接地屏蔽件上，內轂靠近接地屏蔽件的端部具有卡在接地屏蔽件上的凸緣以及限制隔離件的卡臺；所述外轂為中空結構，其遠離接地屏蔽件的端部具有限制隔離件的卡臺；所述隔離件為中空結構，其安裝在內轂中；所述定位螺釘依次穿過外轂、隔離件和內轂將圓形卡環和接地屏蔽件連接。本實用新型采用螺紋連接的外轂和內轂，并且利用內外轂具有的卡臺限制固定隔離件，結構簡單，省去了卡環同時又不需要使用卡環鉗工具進行裝配，可以快速拆卸和安裝工藝套件，節約了設備維護時間。
【專利說明】濺射處理室中的工藝套件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體制造【技術領域】，特別屬于一種濺射設備中的工藝套件。
【背景技術】
[0002]物理氣相淀積(PhysicalVapor Deposition,簡稱 PVD)或濺射(Sputtering)是半導體制造過程中經常使用的處理方式之一。濺射工藝是一種物理過程，主要是在處理室中形成等離子體的環境，用帶正電的氣體離子——氬轟擊靶材，把動能直接傳遞給靶材原子，從而使靶原子逸出并淀積在襯底材料上的過程。濺射處理室的底部有一個加熱器2對硅片4加熱，加熱器2不接地而是懸浮或接射頻偏置電源，工藝套件保護濺射處理室的內壁，避免在濺射工藝中內壁被濺射。如圖1、圖2所示，工藝套件I通常包括圓形卡環3、接地屏蔽件10以及連接圓形卡環3和接地屏蔽件10的連接結構，硅片4背面通氬氣來控制硅片溫度，圓形卡環3壓住硅片4防止硅片4移動并保護腔體被濺射。濺射過程中等離子體會在硅片4表面、圓形卡環3和加熱器2上累積電荷，所以硅片4淀積時需要將圓形卡環3和接地屏蔽件10進行電氣絕緣，如圖2所示，硅片4淀積完成后再將累積的電荷釋放掉。
[0003]圖1是加熱器2和圓形卡環3處于分離位置的截面示意圖，其中接地屏蔽件10固定在半導體處理室上，此時接地屏蔽件10支撐住圓形卡環3，圓形卡環3和接地屏蔽件10是等電位的。圖2為處于濺射工藝時的狀態示意圖，此時加熱器2上的硅片4托起圓形卡環3，由于圓形卡環3與定位螺釘5連接在電氣上仍然是導通的，故圓形卡環3和接地屏蔽件10之間需要通過隔離件50絕緣。
[0004]為了使圓形卡環3沿豎直方向上下運動而限制其水平方向運動，同時確保在工藝位置時定位螺釘5和接地屏蔽件10之間電氣絕緣，采用圖3所示結構對圓形卡環3和接地屏蔽件10進行連接裝配。首先，將陶瓷隔離件50向上插入到轂30的內腔中，利用卡環鉗將內卡環40安裝到轂30的內卡槽中，該內卡環40將陶瓷隔離件50限制在內卡槽上方的轂30內腔中。然后，將轂30放入接地屏蔽件10的開孔中，轂30端部的凸緣搭在接地屏蔽件10上，利用卡環鉗將外卡環20安裝在接地屏蔽件10的底部，通過該外卡環20固定轂30，如果外卡環20安裝正確，那么轂30則不會發生旋轉。最后，將定位螺釘5依次穿過轂30內腔下端、陶瓷隔離件50的中心孔、轂30頂部開孔固定到圓形卡環3上。在一個濺射處理室內包括兩套工藝套件。
[0005]圖4是現有技術中轂30的截面示意圖，其具有凸緣32和開孔34，凸緣32的厚度約1.0mm,開孔34的直徑為12.6mm-12.8mm。轂30具有一內腔，內腔遠離凸緣32和開孔34的一端具有供內卡環40嵌入的內卡槽35。轂30的高度為16.5mm-17.5mm,內腔33的直徑約15.9mm，外壁31的直徑約19.0mm。
[0006]圖5是現有技術中外卡環20的俯視圖，其厚度為1.4mm-1.6mm，兩個孔23用于卡環鉗裝配時將外卡環20張開，孔23的直徑為3.0mm-3.5mm,外卡環20的內圈22直徑為18.0mm-18.5mm。
[0007]圖6是現有技術中內卡環40的俯視圖，其厚度為0.85mm-0.95mm，兩個孔43用于卡環鉗裝配時將內卡環40壓緊合攏，孔43的直徑為1.85mm-1.90mm,內卡環40的外圈41直徑為17.0mm-17.5mm,內圈直徑大于隔離件內壁52的直徑且小于隔離件外壁51的直徑。
[0008]圖7是隔離件50的截面圖，該隔離件50是空心圓柱體，其外壁51的直徑為15.2mm-15.3mm,內壁 52 的直徑為 7.55mm_7.65mm，高度為 12.65mm-12.75mm。
[0009]上述工藝套件結構復雜，所含零件較多，并且在裝配過程中需要依靠卡環鉗來安裝內卡環及外卡環，因此，拆裝工藝需要耗費較多時間，不利于維護保養。
實用新型內容
[0010]本實用新型要解決的技術問題是提供一種濺射處理室中的工藝套件，可以快速安裝和拆卸工藝套件，結構簡單，易于裝配。
[0011]為解決上述技術問題，本實用新型的濺射處理室中的工藝套件，包括圓形卡環、接地屏蔽件和定位螺釘，此外還包括外轂、隔離件和內轂，其中內轂和外轂通過螺紋連接；所述內轂為中空結構，其貫穿地裝于接地屏蔽件上，所述內轂靠近接地屏蔽件的端部具有卡在接地屏蔽件上的凸緣以及限制隔離件的卡臺；所述外轂為中空結構，其遠離接地屏蔽件的端部具有限制隔離件的卡臺；所述隔離件為中空結構，其安裝在內轂中；所述定位螺釘依次穿過外轂、隔離件和內轂將圓形卡環和接地屏蔽件連接。
[0012]在上述技術方案中，所述外轂的內壁具有內螺紋，內轂的外壁具有相配合的外螺紋。
[0013]其中，所述外轂和內轂為金屬材質，優選的為不銹鋼、鈦或鋁。
[0014]此外，所述外轂和內轂具有與扳手開口接觸的平面。
[0015]其中，所述隔離件為陶瓷材質。
[0016]本實用新型采用螺紋連接的外轂和內轂，并且利用內外轂具有的卡臺限制固定隔離件，其結構簡單，省去了卡環同時又不需要使用卡環鉗工具進行裝配，可以快速拆卸和安裝工藝套件，節約了設備維護時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是濺射處理室內加熱器和圓形卡環處于分離位置的示意圖；
[0018]圖2是濺射處理室內加熱器和圓形卡環處于加工位置的示意圖；
[0019]圖3是圖1和圖2中連接接地屏蔽件和圓形卡環的連接結構的示意圖；
[0020]圖4是圖3中轂的截面示意圖；
[0021]圖5是圖3中外卡環的示意圖；
[0022]圖6是圖3中內卡環的示意圖；
[0023]圖7是隔離件的截面示意圖；
[0024]圖8是本實用新型中連接接地屏蔽件和圓形卡環的連接結構的示意圖；
[0025]圖9是圖8中外轂的截面示意圖；
[0026]圖10是圖9的俯視圖；
[0027]圖11是圖8中內轂的截面示意圖；
[0028]圖12是圖11的仰視圖。【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0030]本實用新型提供的濺射處理室中的工藝套件，包括圓形卡環3、接地屏蔽件10、定位螺釘5、外轂60、隔離件50和內轂70，其中外轂60的內壁具有內螺紋63，內轂70的外壁具有外螺紋73，內轂70和外轂60通過相嚙合的螺紋連接，如圖8、圖9、圖11所示。
[0031]隔離件50仍采用中空圓柱體的結構，其外壁51的直徑為15.2mm-15.3mm,內壁52的直徑為 7.55mm-7.65_，高度為 12.65mm-12.75_。
[0032]如圖8、圖11所示，內轂70為中空結構，其貫穿地裝于接地屏蔽件10上。內轂70靠近接地屏蔽件10的端部具有卡在接地屏蔽件10上的凸緣71以及限制隔離件50的卡臺72。內轂70的中空結構由端部的開孔和圓柱形內腔74組成，其中開孔的直徑小于內腔74的直徑，并且開孔的直徑小于隔離件50的外壁51直徑且大于隔離件50的內壁52直徑。對應地，內轂70的高度為13.5mm-14.5mm，開孔的直徑為12.7mm-13.0mm0此外，如圖12所示，內轂70具有與扳手開口接觸的平面75，該平面優選地位于凸緣71的外壁，便于利用扳手安裝和拆卸。
[0033]如圖8、圖9所示，外轂60為中空結構，其遠離接地屏蔽件10的端部具有限制隔離件50的卡臺61。外轂60的中空結構由卡臺61處的開孔以及內腔62組成，其中開孔的直徑小于內腔62的直徑，并且開孔的直徑小于隔離件50的外壁51直徑且大于隔離件50的內壁52直徑。對應地，外轂60的高度為13.5mm-14.5mm,開孔的直徑為12.7mm-13.0mm,外壁直徑為21.9mm-22.1mm。此外，如圖10所示，外轂60具有與扳手開口接觸的平面64，該平面位于外轂60的外壁，便于利用扳手安裝和拆卸。
[0034]在上述結構中，外轂60和內轂70采用金屬材質，如不銹鋼、鈦或鋁。而隔離件50米用陶瓷材料。
[0035]裝配時，首先把內轂70插入接地屏蔽件10的開孔中，并通過凸緣71卡在接地屏蔽件10上，其次將陶瓷隔離件50插入內轂70的圓柱形內腔74中，然后將外轂60安裝到內轂70上，如果安裝正確外轂60和內轂70都不會旋轉，最后將定位螺釘5依次穿過外轂70的開孔、隔離件50的內腔、內轂60的開孔固定到圓形卡環3上，這樣就將圓形卡環3和接地屏蔽件10連接在一起。在一個濺射處理室內包括兩套上述工藝套件。
[0036]外轂60的內螺紋63和內轂70的外螺紋73參數匹配，二者相互嚙合以固定在接地屏蔽件10上并限制陶瓷隔離件50運動。
[0037]本實用新型一般應用于濺射處理室，如購自美國應用材料公司的Endura濺射設備，其采用螺紋連接的外轂和內轂，并且利用內外轂具有的卡臺限制固定隔離件，其結構簡單，省去了卡環同時又不需要使用卡環鉗工具進行裝配，可以快速拆卸和安裝工藝套件，節約了設備維護時間，因此本實用新型可以用于卡環型工藝腔，包括淀積鋁銅、鋁硅銅、鋁硅、鈦、鈷、硅化鎢等處理工藝中。當然，與本實施例的濺射處理室功能類似或相近的其它設備處理室也可以根據需要配置這種工藝套件。
[0038]以上通過具體實施例對本實用新型進行了詳細的說明，但這些并非構成對本實用新型的限制。在不脫離本實用新型原理的情況下，本領域的技術人員可對本實用新型的外轂形狀、內轂形狀等做出許多變形和改進，這些也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種濺射處理室中的工藝套件，包括圓形卡環、接地屏蔽件和定位螺釘，其特征在于，還包括外轂、隔離件和內轂，其中內轂和外轂通過螺紋連接；所述內轂為中空結構，其貫穿地裝于接地屏蔽件上，所述內轂靠近接地屏蔽件的端部具有卡在接地屏蔽件上的凸緣以及限制隔離件的卡臺；所述外轂為中空結構，其遠離接地屏蔽件的端部具有限制隔離件的卡臺；所述隔離件為中空結構，其安裝在內轂中；所述定位螺釘依次穿過外轂、隔離件和內轂將圓形卡環和接地屏蔽件連接。
2.根據權利要求1所述的濺射處理室中的工藝套件，其特征在于，所述外轂的內壁具有內螺紋，內轂的外壁具有相配合的外螺紋。
3.根據權利要求1所述的濺射處理室中的工藝套件，其特征在于，所述外轂和內轂為金屬材質。
4.根據權利要求3所述的濺射處理室中的工藝套件，其特征在于，所述外轂和內轂的材質為不銹鋼、鈦或招。
5.根據權利要求1所述的濺射處理室中的工藝套件，其特征在于，所述外轂和內轂具有與扳手開口接觸的平面。
6.根據權利要求1所述的濺射處理室中的工藝套件，其特征在于，所述隔離件為陶瓷材質。
【文檔編號】C23C14/34GK203602704SQ201320722901
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2013年11月13日
【發明者】何秉元, 張嘉訓, 季芝慧 申請人:上海華虹宏力半導體制造有限公司