[发明专利]改善填充膜均匀性的基座装置、溅射设备及溅射工艺

说明书

本发明涉及改善填充膜均匀性的基座装置、溅射设备及溅射工艺，包括固定底板、基台和倾斜组件，所述倾斜组件安装于所述固定底板上，所述倾斜组件连接所述基台外缘与所述固定底板，所述倾斜组件在所述基台周围设置有至少三组，所述倾斜组件调节所述基台的边缘与所述固定底板之间的距离以实现所述基台向四周均匀摇摆。溅射设备还包括靶材装置和磁吸组件。溅射工艺包括控制基台均匀摇摆。本发明通过令基台摇摆，使得从靶材装置上飞出的溅射粒子能够在基台上基片深孔的一周进行沉积，保证深孔填充的均匀性。

技术领域

本发明涉及物理气相沉积技术领域，尤其是指一种改善填充膜均匀性的基座装置、溅射设备及溅射工艺。

背景技术

在集成电路制造工艺中，物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)方式由于薄膜一致性、均匀性更优且工艺窗口更宽，能实现深宽比较高的通孔填充等工艺，被广泛用于沉积许多种不同的金属层、硬掩膜等相关材料层。

物理气相沉积技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。其中真空溅射镀的工作原理是在真空条件下将反应气体，通常是Ar气，在电场作用下电离出正离子和新的电子；新的电子飞向基片，Ar离子在电场的作用下加速飞向靶材，并以高能量轰击靶材表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜。电子在磁场作用下被束缚在靶材表面的等离子体区域内做圆周运动，并在该区域中电离出大量的Ar离子来轰击靶材，从而实现高的沉积速率。

现有技术中，因为在镀膜过程中，来自靶材的溅射粒子在基片中心和基片边缘位置的浓度不同，溅射到基片表面的方向也不同，从概率方面来说，基片边缘处深孔结构的侧壁的填充容易出现一侧厚一侧薄的情况，导致深孔中膜层填充的均匀性变差，出现严重的不对称。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中深孔填充不均匀的缺陷，提供一种改善填充膜均匀性的基座装置、溅射设备及溅射工艺，结构简单，保证基片外侧深孔侧壁填充的均匀性。

为解决上述技术问题，本发明提供了改善填充膜均匀性的基座装置，包括固定底板、基台和倾斜组件，所述倾斜组件安装于所述固定底板上，所述倾斜组件连接所述基台外缘与所述固定底板，所述倾斜组件在所述基台周围设置有至少三组，所述倾斜组件调节所述基台的边缘与所述固定底板之间的距离以实现所述基台向四周均匀摇摆。

在本发明的一个实施例中，所述倾斜组件在所述基台周围均匀设置，以基台处于水平位置为0点，所述倾斜组件的运动方程为：

，

其中，A为倾斜组件上升的最高点高度，T为倾斜组件的运动周期，为倾斜组件之间的相位差。

在本发明的一个实施例中，所述倾斜组件包括丝杆本体、丝杆螺母和控制电机，所述控制电机安装于所述固定底板上，所述丝杆本体一端与所述基台外缘铰接，所述丝杆本体另一端通过所述丝杆螺母与所述控制电机相连。

在本发明的一个实施例中，所述丝杆本体一端连接所述基台下表面，所述丝杆另一端穿过所述固定底板，所述控制电机安装于所述固定底板背离所述基台的一侧面，所述控制电机转动连接所述丝杆螺母。

在本发明的一个实施例中，所述丝杆本体与所述基座相连的一端设置有球形连接头，所述球形连接头安装于U型连接座内。

在本发明的一个实施例中，所述基台下方连接有加热主轴，所述加热主轴穿过所述固定底板，所述加热主轴与所述固定底板之间设置有弹性密封圈。

在本发明的一个实施例中，所述加热主轴伸出所述固定底板的一端安装有连接板，所述倾斜组件连接所述连接板外缘与所述固定底板，所述倾斜组件调节所述连接板外缘与固定底板之间的距离实现所述加热主轴向四周均匀摇摆。

在本发明的一个实施例中，所述基台与所述固定底板之间的所述加热主轴外套设有弹性伸缩管。