[发明专利]压环及半导体加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种压环及半导体加工设备。

背景技术

在集成电路的制造过程中，通常采用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，以下简称PVD)技术进行在晶片上沉积金属层等材料的沉积工艺。随着硅通孔(Through Silicon Via，以下简称TSV)技术的广泛应用，PVD技术主要被应用于在硅通孔内沉积阻挡层和铜籽晶层。在进行硅通孔的沉积工艺时，通常采用压环(clamp ring)对晶片进行固定。

图1为现有的压环在固定晶片后的俯视图。请参阅图1，压环包括环状本体1，在该环状本体1的内周壁上设置有多个压爪3，多个压爪3沿环状本体1的周向间隔、且均匀分布。各个压爪3压住晶片2上表面的边缘区域，从而实现对晶片2的固定。

但是，上述压环在实际应用中不可避免地存在以下问题：

图2A为图1中A区域的局部剖视图。图2B为图1中B区域的局部剖视图。请一并参阅图2A和图2B，A区域为压爪3压住晶片2的区域；B区域为相邻的两个压爪3之间的区域。其中，在B区域，在环状本体1的内周壁与晶片2的外周壁之间存在间隙，这使得在进行沉积工艺的过程中，金属离子(以Al为例)会进入该间隙内，并最终沉积到晶片的侧面或背面，形成金属镀膜，这层镀膜会极大干扰后续工艺，最终对工艺结果造成影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了 一种压环及半导体加工设备，其可以解决晶片的侧面或背面沉积有金属镀膜的问题，从而可以改善工艺结果。

为实现本发明的目的而提供一种压环，用于通过压住晶片上表面的边缘区域来固定所述晶片，包括相互嵌套、且连为一体的外环部和内环部，其中，所述外环部的内径大于所述晶片的直径；在所述内环部的内径小于所述晶片的直径，且所述内环部的下表面被划分为多个第一区域和多个第二区域，所述第一区域和第二区域沿所述内环部的周向相间排布，其中，所述第一区域与所述晶片上表面的边缘区域相贴合；在所述第二区域形成有凹槽，以使所述内环部在该第二区域处遮挡所述晶片上表面的边缘区域，且不与之相接触。

优选的，所述内环部的尺寸遵循以下公式：

其中，a为所述凹槽的底面和所述晶片的上表面之间的竖直间距；D为所述晶片的直径；d为所述内环部的内径。

优选的，所述凹槽的底面和所述晶片的上表面之间的竖直间距为0.3mm。

优选的，所述晶片的直径与所述内环部的内径的差值的二分之一等于1mm。

优选的，在所述第一区域上，且靠近所述内环部的环孔的周边处形成有凹部，用以减少所述内环部与所述晶片上表面的接触面积。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种压环，用于通过压住晶片上表面的边缘区域来固定所述晶片，包括相互嵌套、且连为一体的外环部和内环部，其中，所述外环部的内径大于所述晶片的直径；所述内环部的内径小于所述晶片的直径，且所述内环部的下表面压住所述晶片上表面的边缘区域。

优选的，在所述内环部的下表面上，且靠近所述内环部的环孔的周边处形成有环形凹部，用以减少所述内环部与所述晶片上表面的接触面积。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括工艺腔室，在所述工艺腔室内设置有用于承载晶片的基座以及压 环，所述压环用于通过压住所述晶片上表面的边缘区域，来将所述晶片固定在所述基座上，所述压环采用了本发明提供的上述压环。

优选的，所述半导体加工设备包括物理气相沉积设备，所述物理气相沉积设备用于在所述晶片上表面沉积Cu薄膜、Ti薄膜、Al薄膜、AlN薄膜、TiN薄膜、ITO薄膜、AlCu₄薄膜或者TiW薄膜。

优选的，所述半导体加工设备包括刻蚀设备或者预清洗设备。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的压环，其包括相互嵌套、且连为一体的外环部和内环部，其中，外环部的内径大于晶片的直径；内环部的内径小于晶片的直径，且将该内环部的下表面划分为多个第一区域和多个第二区域，且沿内环部的周向相间排布。通过使第一区域与晶片上表面的边缘区域相贴合，来压住晶片上表面的边缘区域，从而实现对晶片的固定。同时，通过在第二区域形成有凹槽，可以使内环部在该第二区域处遮挡晶片上表面的边缘区域，且不与之相接触，从而在内环部的第二区域的遮挡作用下，不会有金属溅射到晶片的侧面或背面，而且由于内环部的第二区域不与晶片上表面相接触，不会减少沉积在晶片上表面的金属面积，从而可以改善工艺结果。