本發(fā)明涉及微電子技術領域，具體地，涉及一種工藝腔室及半導體加工設備。

背景技術：

物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)的基本原理是：在真空條件下，使金屬、金屬合金或化合物蒸發(fā)，并沉積在基體表面上，以形成具有特殊功能的薄膜。物理氣相沉積的主要方法有：真空蒸鍍、等離子體濺射鍍膜、電弧等離子體鍍膜、離子鍍膜以及分子束外延等。其中，等離子體濺射鍍膜是目前最具代表性和應用最廣泛的物理氣相沉積技術。在利用等離子體濺射技術對半導體晶片進行沉積(鍍膜)工藝時，所采用的工藝腔室通常為真空環(huán)境，并向工藝腔室內(nèi)提供工藝氣體且激發(fā)其形成等離子體，等離子體轟擊靶材，濺射出的靶材材料沉積在晶片表面上，從而形成工藝所需的薄膜。

圖1為現(xiàn)有的PVD設備的剖視圖。如圖1所示，PVD設備包括工藝腔室1，在工藝腔室1內(nèi)設置有升降基座2、襯環(huán)4和壓環(huán)5。其中，升降基座2設置在工藝腔室1內(nèi)，且是可升降的，用以通過上升將晶片3傳輸至工藝位置進行工藝，或者通過下降將晶片3傳輸至裝卸位置進行取放片操作；壓環(huán)5用于在升降基座2離開工藝位置時，由固定在工藝腔室1的側(cè)壁上的襯環(huán)4支撐，而在升降基座2位于工藝位置時，壓環(huán)5借助自身重力壓住晶片3上表面的邊緣區(qū)域，以將晶片3固定在升降基座2上。

上述工藝腔室在實際應用中不可避免地存在以下問題：

由于機械加工和裝配的誤差累積，上述襯環(huán)4和升降基座2很難保證同心，往往中心偏差較大，這在升降基座2位于工藝位置時，容易導致壓環(huán)5偏心壓在晶片3上，即，壓環(huán)5不均勻地疊置在晶片 3上表面上，從而給工藝結果帶來了不良影響。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一，提出了一種工藝腔室及半導體加工設備，其可以避免壓環(huán)偏心壓在晶片上，從而可以提高工藝均勻性。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種工藝腔室，包括升降基座、襯環(huán)和壓環(huán)，所述升降基座是可升降的，用于通過上升將晶片傳輸至工藝位置進行工藝，或者通過下降將晶片傳輸至裝卸位置進行取放片操作；所述壓環(huán)用于在所述升降基座位于工藝位置時，壓住所述晶片上表面的邊緣區(qū)域；所述襯環(huán)用于在所述升降基座離開所述工藝位置時，支撐所述壓環(huán)；所述工藝腔室還包括同心定位裝置，用于將所述襯環(huán)限定在與所述升降基座同心的位置處。

優(yōu)選的，所述同心定位裝置包括：定位環(huán)，所述定位環(huán)可拆卸的設置在所述升降基座上，且與所述升降基座同心；并且，所述定位環(huán)的外周壁的直徑與所述襯環(huán)的內(nèi)周壁的直徑相適配，通過所述定位環(huán)的外周壁與所述襯環(huán)的內(nèi)周壁相配合，而實現(xiàn)所述襯環(huán)與所述升降基座同心；定位件，所述定位件用于將所述襯環(huán)限定在與所述升降基座同心的位置處。

優(yōu)選的，所述定位環(huán)的內(nèi)周壁與所述升降基座的外周壁分別為相對于所述升降基座的軸向向內(nèi)傾斜相同角度的兩個斜面，所述兩個斜面用于在所述定位環(huán)放置在所述升降基座上時，通過相互配合而使所述定位環(huán)與所述升降基座同心。

優(yōu)選的，所述定位件環(huán)繞設置在所述襯環(huán)的外側(cè)，且包括與所述襯環(huán)的外邊沿相接觸的斜面，用于自動將所述襯環(huán)限定在與所述升降基座同心的位置處。

優(yōu)選的，所述襯環(huán)的外邊沿的直徑等于所述斜面的最小直徑與最大直徑之間的中間值。

優(yōu)選的，所述同心定位裝置還包括調(diào)節(jié)件，用于調(diào)節(jié)所述定位件的高度。

優(yōu)選的，所述定位件由至少三個定位塊組成，所述至少三個定位塊沿所述襯環(huán)的周向間隔分布，每個所述定位塊具有與所述襯環(huán)的外邊沿相接觸的子斜面，各個子斜面的傾斜角度相同。

優(yōu)選的，在所述工藝腔室的內(nèi)側(cè)側(cè)壁上，且沿其周向環(huán)繞設置有凸臺，所述定位塊置于所述凸臺的上表面上，并且在所述定位塊上設置有豎直貫穿其厚度的螺紋孔；所述調(diào)節(jié)件包括頂絲和緊固件，二者各自的數(shù)量與所述定位塊的數(shù)量相對應，其中，各個頂絲一一對應地與各個定位塊上的螺紋孔相配合，并且所述頂絲的下端與所述凸臺的上表面相接觸；各個所述緊固件用于一一對應地將各個定位塊固定在所述凸臺上。

優(yōu)選的，對應于每個定位塊，所述頂絲位于所述定位塊的軸向中心位置處；所述緊固件包括兩個緊固螺釘，二者對稱分布在所述頂絲的兩側(cè)。

作為另一個技術方案，本發(fā)明還提供一種半導體加工設備，其包括本發(fā)明提供的上述工藝腔室。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的工藝腔室，其通過借助同心定位裝置，可以對襯環(huán)的位置進行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)將襯環(huán)限定在與升降基座同心的位置處，從而可以避免壓環(huán)偏心壓在晶片上，進而可以提高工藝均勻性。

本發(fā)明提供的半導體加工設備，其通過采用本發(fā)明提供的工藝腔室，可以避免壓環(huán)偏心壓在晶片上，從而可以提高工藝均勻性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的PVD設備的剖視圖；

圖2A為本發(fā)明實施例提供的工藝腔室的局部剖視圖；

圖2B為本發(fā)明實施例提供的工藝腔室的剖視圖；

圖3為圖2B中II區(qū)域的放大圖；

圖4為圖2B中I區(qū)域的放大圖；

圖5為圖本發(fā)明實施例提供的工藝腔室的局部俯視圖；以及

圖6為本發(fā)明實施例中定位塊與襯環(huán)之間的位置關系圖。

具體實施方式

為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖來對本發(fā)明提供的工藝腔室及半導體加工設備進行詳細描述。

本發(fā)明提供的工藝腔室包括升降基座、襯環(huán)、壓環(huán)和同心定位裝置。其中，升降基座是可升降的，用于通過上升將晶片傳輸至工藝位置進行工藝，或者通過下降將晶片傳輸至裝卸位置進行取放片操作；壓環(huán)用于在升降基座位于工藝位置時，壓住晶片上表面的邊緣區(qū)域；襯環(huán)用于在升降基座離開工藝位置時支撐壓環(huán)。同心定位裝置用于將襯環(huán)限定在與升降基座同心的位置處，從而可以避免壓環(huán)偏心壓在晶片上，進而可以提高工藝均勻性。

下面對本發(fā)明提供的工藝腔室的具體實施方式進行詳細描述。具體地，請一并參閱圖2A-圖6，工藝腔室由腔體10限定而成，且包括升降基座12、襯環(huán)11、壓環(huán)18和同心定位裝置。其中，升降基座12是可升降的，用于通過上升將晶片19傳輸至工藝位置進行工藝，或者通過下降將晶片19傳輸至裝卸位置進行取放片操作。壓環(huán)18用于在升降基座12位于工藝位置時，壓住晶片上表面的邊緣區(qū)域，如圖2A所示。襯環(huán)11用于在升降基座12離開工藝位置時，支撐壓環(huán)18。

在本實施例中，同心定位裝置包括定位環(huán)15和定位件。其中，定位環(huán)15可拆卸的設置在升降基座12上，且與升降基座12同心，如圖2B所示。并且，定位環(huán)15的外周壁的直徑與襯環(huán)11的內(nèi)周壁的直徑相適配，通過定位環(huán)15的外周壁與襯環(huán)11的內(nèi)周壁相配合，而實現(xiàn)襯環(huán)11與升降基座12同心，如圖3所示。優(yōu)選的，定位環(huán)15與升降基座12同心的方式具體可以為：定位環(huán)15的內(nèi)周壁與升降基座12的外周壁分別為相對于升降基座12的軸向向內(nèi)傾斜相同角度的兩個斜面，兩個斜面用于在定位環(huán)15放置在升降基座12上時，通過相互配合而自動使定位環(huán)15與升降基座12同心。借助兩個斜面，可以在安裝定位環(huán)15時，使得定位環(huán)15利用其自身重力與升降基座12自動同心，從而可以簡化襯環(huán)11的安裝過程，提高安裝效率。

定位件用于將襯環(huán)11限定在與升降基座12同心的位置處，即，在利用上述定位環(huán)15確定襯環(huán)11與升降基座12同心的位置之后，使襯環(huán)11可以在該位置處固定不動。優(yōu)選的，為了在后續(xù)需要更換襯環(huán)11時，無需再使用定位環(huán)15進行校準，定位件可以采用以下結構，具體地，如圖4所示，該定位件環(huán)繞設置在襯環(huán)11的外側(cè)，且包括與襯環(huán)11的外邊沿相接觸的斜面，用于自動將襯環(huán)11限定在與升降基座12同心的位置處。由于在斜面的限定作用下，襯環(huán)11的外邊沿111在自身重力的作用下可以自動調(diào)整至與升降基座12同心的位置，從而可以實現(xiàn)襯環(huán)11與升降基座12自動同心，后續(xù)需要更換襯環(huán)11時，無需再使用定位環(huán)15進行校準，襯環(huán)11可以直接沿斜面滑落至其上與升降基座12同心的位置處，進而可以簡化襯環(huán)11的安裝過程，節(jié)省工藝腔室的維護時間。

優(yōu)選的，襯環(huán)11的外邊沿111的直徑等于斜面的最小直徑與最大直徑之間的中間值，這可以使襯環(huán)11的外邊沿111卡在斜面上的中間位置處，從而可以使斜面能夠更穩(wěn)定地支撐襯環(huán)11，避免襯環(huán)11出現(xiàn)傾斜、脫離斜面的可能性。

優(yōu)選的，同心定位裝置還包括調(diào)節(jié)件，用于調(diào)節(jié)定位件的高度。在利用上述定位環(huán)15確定襯環(huán)11與升降基座12同心的位置之后，可以使用調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)定位件的高度，直至定位件的斜面與襯環(huán)11的外邊沿相接觸。

優(yōu)選的，定位件采用分體式結構，即由至少三個定位塊13組成，至少三個定位塊13沿襯環(huán)11的周向間隔分布，每個定位塊13具有與襯環(huán)11的外邊沿111相接觸的子斜面131，各個子斜面131的傾斜角度相同，即，定位件的斜面由至少三個定位塊13的子斜面131組成。分體式的定位件不僅有利于提高調(diào)節(jié)的靈活性，而且可以降低定位件的加工難度，并且可以降低對定位件的加工精度要求。

在本實施例中，在腔體10的內(nèi)側(cè)側(cè)壁上，且沿其周向環(huán)繞設置有凸臺101，每個定位塊13置于該凸臺101的上表面上，并且在定位塊13上設置有豎直貫穿其厚度的螺紋孔。調(diào)節(jié)件包括頂絲14和緊固件16，二者各自的數(shù)量與定位塊13的數(shù)量相對應，其中，各個頂 絲14一一對應地與各個定位塊13上的螺紋孔相配合，并且頂絲14的下端與凸臺101的上表面相接觸；通過旋緊或旋松頂絲14，可以調(diào)節(jié)該頂絲14和與之連接的定位塊13在頂絲14的軸向上的相對位置，從而可以調(diào)節(jié)定位塊13相對于凸臺101的上表面的高度；在完成定位塊13的高度調(diào)節(jié)之后，再利用各個緊固件16一一對應地將各個定位塊13固定在凸臺101上。

優(yōu)選的，對應于每個定位塊，頂絲14位于定位塊13的軸向中心位置處；緊固件16包括兩個緊固螺釘，二者對稱分布在頂絲14的兩側(cè)，以限定定位塊13在襯環(huán)11的徑向平面上的旋轉(zhuǎn)自由度，即，避免定位塊13轉(zhuǎn)動。

在本實施例中，工藝腔室還包括多個緊固件17(例如緊固螺釘)，用于在定位件完成襯環(huán)11的位置的限定之后，將襯環(huán)11固定在凸臺101上，從而可以使襯環(huán)11相對于腔體10固定不動。

下面對本發(fā)明實施例中的同心定位裝置的工作流程進行詳細描述。

首先，將定位環(huán)15放置在升降基座12(此時其位于工藝位置)上，在定位環(huán)15和升降基座12的兩個斜面的作用下，二者自動對中。

然后，在安裝襯環(huán)11的同時，使襯環(huán)11的內(nèi)周壁沿定位環(huán)15的外周壁下滑，也就是說，將襯環(huán)11套在定位環(huán)15上。需要說明的是，在安裝襯環(huán)11之前，將定位塊13中的頂絲14旋松，以使定位塊13的底面凸臺101相接觸，從而在安裝襯環(huán)11時，不僅可以避免定位塊13干涉襯環(huán)11，而且還可以為后續(xù)對定位塊13高度的調(diào)節(jié)做準備。當襯環(huán)11套在定位環(huán)15上時，襯環(huán)11即可實現(xiàn)與升降基座12同心，之后利用緊固件17將襯環(huán)11固定。

最后，利用調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)各個定位塊13的高度，具體來說，首先旋松定位塊13上的緊固件16，然后逐一旋緊頂絲14，使定位塊13逐漸上升，直至該定位塊13的斜面與襯環(huán)11的外邊沿相接觸，從而實現(xiàn)將襯環(huán)11限定在與升降基座12同心的位置處。而且，后續(xù)需要更換襯環(huán)11時，無需再使用定位環(huán)15進行校準，襯環(huán)11可以直接沿定位塊13的斜面滑落至其上與升降基座12同心的位置處，進而可 以簡化襯環(huán)11的安裝過程，節(jié)省工藝腔室的維護時間。

需要說明的是，在使用定位環(huán)15之外，需要預先將自升降基座12上的壓環(huán)18取下，然后再將定位環(huán)15放置在升降基座12。待校準之后，再將定位環(huán)15自升降基座12上取下，并重新將壓環(huán)18放置在升降基座12上。

還需要說明的是，在本實施例中，利用頂絲14來調(diào)節(jié)各個定位塊13的高度，但是本發(fā)明并不局限于此，在實際應用中，還可以采用其他任意構件來調(diào)節(jié)定位塊的高度。

作為另一個技術方案，本發(fā)明實施例還提供一種半導體加工設備，其采用了本發(fā)明實施例提供的上述工藝腔室。通過采用本發(fā)明實施例提供的工藝腔室，可以自動將襯環(huán)限定在與升降基座同心的位置處，從而可以避免壓環(huán)偏心壓在晶片上，進而可以提高工藝均勻性。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。