[发明专利]一种磁控溅射设备及其工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种磁控溅射设备及其工艺方法。

背景技术

磁控溅射是在高真空度的反应腔室内激发出等离子体，然后利用等离子体中的正离子轰击靶材，以溅射出靶材原子，并使靶材原子沉积在硅片等被加工工件上。在实际应用中，由于靶材的纯度较高，很容易在其表面形成一层氧化物，这层氧化物会对磁控溅射的沉积工艺造成不良影响。因此，在实施沉积工艺之前需要将靶材表面的氧化物去除。

溅射方法是目前去除靶材表面的氧化物的常用方法。在去除氧化物的过程中，被去除的氧化物由于重力作用容易掉落在位于靶材下方的用以承载被加工工件的静电卡盘的表面上，这将对后续的沉积工艺造成不良影响。为此，在去除氧化物时，需要采用遮挡盘将静电卡盘遮挡；在将氧化物去除后，再将遮挡盘移开。

图1为现有的磁控溅射设备的俯视图。请参阅图1，磁控溅射设备包括装卸腔室1、反应腔室3以及传输腔室2。其中，装卸腔室1用以装载、卸载以及存放被加工工件；反应腔室3用以实施溅射工艺；传输腔室2内设有机械手，其用以在装卸腔室1和反应腔室3之间传输被加工工件。

图2为现有的磁控溅射设备中反应腔室的结构示意图。请参阅图2，在反应腔室3内的上方设置有金属靶材301，在反应腔室3内的下方且与金属靶材301相对的位置处设有用以承载被加工工件的静电卡盘302。在静电卡盘302的底部设有支撑针315，其通过支撑针联杆316与支撑针电机317连接，在支撑针电机317的驱动下，支撑针315的顶端可高出静电卡盘302的上表面或低于静电卡盘302的下表面。在紧邻静电卡盘302的侧面设有用于遮挡静电卡盘的遮挡单元，其包括遮挡盘311、用于承载遮挡盘311的遮挡托盘312、遮挡电机314以及连接遮挡托盘312和遮挡电机314的遮挡联杆313。在遮挡电机314的驱动下，遮挡托盘312可将遮挡盘311旋转至静电卡盘302的上方或移开静电卡盘302的上方。而且，为了避免遮挡盘311影响沉积工艺，在反应腔室3的侧壁上设有与反应腔室3连通的用于放置遮挡盘311的辅助腔室31。在去除金属靶材301表面的氧化物后，遮挡盘311随遮挡托盘312自静电卡盘302的上方旋转至辅助腔室31位置。

在现有的磁控溅射设备中，遮挡单元设置在反应腔室3内，由于体积较大，需要占据较大的空间，这不仅增加了反应腔室3的体积，而且增加了反应腔室3的复杂性，从而导致磁控溅射设备制造成本以及运行成本的增加。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种磁控溅射设备及其工艺方法，其通过机械手将设置于反应腔室外的遮挡盘如传输待加工工件般传输至反应腔室内的静电卡盘上方，以避免静电卡盘受到污染。

为实现本发明的目的而提供一种磁控溅射设备，包括装卸腔室、反应腔室以及传输腔室，所述装卸腔室用于装卸被加工工件，在所述反应腔室内设有用以支撑被加工工件的静电卡盘，在所述传输腔室内设有用以在所述装卸腔室和所述反应腔室之间传输所述被加工工件的机械手，其中，用于遮挡所述静电卡盘表面的遮挡盘放置在所述反应腔室外，当需要遮挡所述静电卡盘表面时，所述遮挡盘通过所述机械手被传输至所述静电卡盘的上方，当不需要遮挡所述静电卡盘表面时，再通过所述机械手将所述遮挡盘从所述静电卡盘的上方传输至所述反应腔室外。

其中，所述遮挡盘放置在所述装卸腔室内，所述遮挡盘通过所述机械手自所述装卸腔室被传输至所述静电卡盘的上方，或者自所述静电卡盘的上方被传输至所述装卸腔室。

其中，在所述装卸腔室内设置有用以盛放所述被加工工件和所述遮挡盘的承载装置，所述承载装置包括载板和支撑所述载板的支架，所述支架竖直设置，所述载板固定在所述支架上并与所述支架垂直，所述被加工工件和所述遮挡盘放置在所述载板的上表面。

其中，所述承载装置包括多个载板，所述多个载板沿所述支架的长度方向间隔设置在所述支架上。

其中，所述载板为两根板材，所述两根板材分离设置，并且两根所述板材的上表面在同一水平面。

其中，包括用于升降所述承载装置的承载装置升降机构，所述承载装置升降机构包括底座、承载装置动力源以及连接所述底座和所述承载装置动力源的联杆，所述承载装置设置在所述底座上，在所述承载装置动力源的驱动下，所述承载装置随所述底座在所述装卸腔室的竖直方向上下移动。

其中，所述动力源为电动缸或气动缸。

本发明还提供一种采用本发明提供的上述磁控溅射设备的工艺方法，其中，所述方法，包括：