[发明专利]一种压环、反应腔室和半导体加工设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种压环、反应腔室和半导体加工设备。

背景技术

在集成电路的制备过程中，通常采用物理气相沉积(以下简称PVD)设备完成沉积薄膜工艺。典型的PVD设备如图1所示，在反应腔室1的顶部设置有靶材5，并且在反应腔室1内设置有用于承载晶片6的基座2，以及用于包围至少部分腔室壁的内衬4，压环3用于叠压在晶片6上表面的边缘区域，从而保证将晶片6固定在基座2，而不会发生偏移，以及保证在向晶片6的背面引入冷却气体时，晶片6不会被吹飞。在进行溅射沉积工艺时，通过直流电源向靶材5施加负压，以将反应腔室1内的工艺气体激发形成等离子体，并吸引等离子中的带正电离子轰击靶材5，靶材5表面的原子被轰击逸出并通过扩散沉积在晶片6上表面，从而实现在晶片6的上表面沉积薄膜。

在实际应用中，为了提高晶片6的利用率，如图2所示，压环3上设有多个压爪7(通常8个)，用以压住晶片6上表面的边缘区域。而且，为了防止因镀膜过程中在晶片6和压爪7的连接处形成薄膜，而使晶片6粘在压爪7上，通常在压爪7压住晶片6上表面的表面上设置有压爪屋檐8，该压爪屋檐8可以起到遮挡作用，以减少沉积在晶片6和压爪7的连接处的金属粒子数量。

但是，上述压爪7虽然能够通过压爪屋檐8遮挡掉大多数垂直扩散的金属粒子，但仍有部分粒子会扩散至压爪7和晶片6的连接处，造成压环3与晶片6之间发生“粘片”。当基座2下降时，压环3由内衬4的下端支撑，同时与基座2相分离，此时由 于晶片6与压爪7之间存在粘连，晶片6的位置可能发生偏移，“粘片”较严重时甚至会造成晶片6碎裂。若想避免上述问题的发生，就要求压爪屋檐8的尺寸足够大，但这又会产生这样的问题，即：由于压爪屋檐8的尺寸较大，其遮挡晶片6上表面的区域增大，导致晶片6损失的有效镀膜区域会更多，从而造成晶片6的利用率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种压环、反应腔室和半导体加工设备，该压环解决了压环与晶片之间的“粘片”问题。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种压环，用于将晶片固定于基座上，所述压环包括环状本体和沿所述环状本体周向排布的若干个压爪，所述压环还包括设置在所述压爪底部的弹性部件，所述弹性部件与所述若干个压爪一一对应；并且，所述弹性部件在所述压环将所述晶片固定于基座上时产生压缩变形，并与所述晶片上表面的边缘区域弹性接触。

优选的是，每个所述弹性部件包括相互连接的第一弹片和第二弹片，二者之间形成夹角，且该夹角的开口朝向所述环状本体的中心轴线；其中，

所述第一弹片与所述压爪固定连接；

所述第二弹片在所述压环将被晶片固定于基座上时，与所述晶片上表面的边缘区域弹性接触。

优选的是，所述第一弹片与所述压爪的连接方式包括粘接、焊接或者压接。压接指的是通过压力使得被压部位产生机械压缩或变形，从而形成机械连接或电连接的方法。

优选的是，所述压爪的底面设置有凹槽，所述弹性部件包括第三弹片和第四弹片，二者之间形成夹角，且该夹角的开口朝向所述凹槽，并且所述第三弹片和所述第四弹片可活动的位于所述凹槽之内；

所述第三弹片与所述第四弹片的夹角处在所述压环将被加工件固定于基座上时，与所述晶片上表面的边缘区域弹性接触。

优选的是，在所述第三弹片与所述第四弹片之间的夹角处形成有弧形部，所述弧形部在所述压环将晶片固定于基座上时，与所述晶片上表面的边缘区域弹性接触。

优选的是，所述弹性部件为压缩弹簧，该压缩弹簧的一端与所述压爪固定连接，所述压缩弹簧的另外一端在所述压环将晶片固定于基座上时，与所述晶片上表面的边缘区域弹性接触。

优选的是，多个所述弹性部件与所述若干个压爪在所述环状本体的周向均匀分布。

优选的是，在所述压爪的底面设置有凹槽，

所述弹性部件在产生压缩变形时，朝向所述凹槽运动。

本发明还提供一种反应腔室，包括用于承载晶片的基座，所述基座能够上升至工艺位置进行工艺，或者下降至装卸位置进行取放片操作，所述反应腔室还包括压环，所述压环在所述基座位于所述工艺位置时，压住所述晶片上表面的边缘区域；所述压环在所述基座位于所述装卸位置时，与所述晶片分离；所述压环为上述的压环。

本发明还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室为上述的反应腔室。