反應腔室及半導體加工設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微電子加工技術領域，具體涉及一種反應腔室及半導體加工設備。
【背景技術】
[0002]在集成電路的制備過程中，需要物理氣相沉積(以下簡稱PVD)設備完成沉積薄膜工藝，在沉積工藝過程中通常需要基座來實現支撐基片、垂直傳送基片、向基片提供負偏壓以及控制基片的溫度等功能。由于基片工藝的環境為真空環境，而真空環境的導熱性差，因此，為實現對基片進行控溫，需要向基片的背面吹導熱媒介，但這會在基片的背面產生背壓，為此，通常需要借助壓環將基片固定在基座上。因此，PVD設備中通常需要壓環和基座配套使用。
[0003]圖1為沉積工藝之前壓環和基座之間的位置關系示意圖。請參閱圖1，壓環10位于工藝空間13內，承載有基片S的轉盤12旋轉至壓環和基座11之間的傳輸位(如圖1中轉盤所在的位置)，轉盤12的結構如圖2所示，轉盤12上設置有通孔121，且在通孔121的內周壁上設置有四個凸臺122，用以支撐基片S ;基座11的結構如圖3所示，基座的徑向尺寸小于轉盤12上通孔121的徑向尺寸，且基座11的邊沿上設置有豁口 111，豁口 111的位置和數量與凸臺122的位置和數量一一對應，以使基座11可通過通孔121上升將位于凸臺122上的基片頂起。圖4為沉積工藝時壓環和基座之間的位置關系示意圖。如圖4示，基座11上升將位于凸臺122上的基片頂起，然后繼續上升直至將壓環10頂起至預設距離，此時，利用壓環10的重力和基座11的支撐力將基片S固定在二者之間，此時形成封閉的工藝空間13，將該工藝空間和其下方的傳輸空間(即轉盤12所在的空間)完全隔開。
[0004]為提高基片S邊緣的利用率和解決沉積工藝完成后基片S與壓環10相接觸的位置處粘連不易分離的問題，如圖5所示，設置壓環10的內徑大于基片S的外徑，且壓環10的內周壁上設置有壓爪101，借助壓爪101將基片S固定在基座11上。但是，這會使得基片S的邊緣和壓環10的內周壁之間形成間隙14，等離子中的粒子能夠經過該間隙14擴散或被牽引至基座上未被基片覆蓋的表面上沉積而造成污染，因而影響工藝質量。為此，現有技術中，如圖6所示，基座11為基座112和沉積環113采用可拆卸的方式(如螺釘)形成，其中，沉積環113覆蓋基座11容易被污染的部分。
[0005]然而，采用上述提供的基座11和壓環10在實際應用中不可避免地會存在以下問題:
[0006]其一，由于等離子體中的粒子沿豎直方向移動，因此為避免等離子體中的粒子自間隙14和位于其下方的豁口 111進入傳輸空間內，使壓爪101的位置與豁口 111的位置對應設置，以借助壓爪101來遮擋豁口 111。因此，壓爪101的周向尺寸應大于豁口 111的周向尺寸，換言之，豁口 111的尺寸限制了壓爪101的尺寸，因而不能盡可能地減小壓爪101的尺寸來提高基片S的可利用面積，因而使得基片S的利用率低，從而造成產能低和經濟效益低；
[0007]其二，由于沉積環113容易受到污染，且其通過螺釘連接的方式固定在基座112上，更換該沉積環113時需要使用扳手拆除螺釘，并且，由于螺釘頭朝下設置，因而其更換難度較大，，從而造成更換耗費時間較長、經濟效益低。
【發明內容】
[0008]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種反應腔室及半導體加工設備，其可以解決基片的利用率低和沉積環的更換難度大的技術問題。
[0009]為解決上述問題之一，本發明提供了一種反應腔室，包括壓環、轉盤和基座，所述壓環的內周壁上設置有多個壓爪，所述壓環的內徑大于所述基片的外徑；所述轉盤上設置有通孔，所述壓環、通孔和基座由上至下依次且同軸設置，還包括用于承載基片的移動環，所述移動環的內徑小于基片的外徑且其外徑大于所述壓環的內徑；所述移動環疊置在所述通孔的端面上；所述基座的外徑大于所述移動環的內徑，并且，所述基座上設置有用于容納所述移動環的第一環形凹部，且所述移動環承載基片的部分的厚度不大于所述第一環形凹部的深度，借助所述基座在所述通孔內上升，將所述移動環頂起位于第一環形凹部且所述基座上升至預設位置，以實現所述壓爪將所述基片固定在所述基座的上表面上。
[0010]其中，所述移動環的上表面上設置有用于承載所述基片的第二環形凹部。
[0011]其中，在所述第二環形凹部下表面的靠近所述移動環環孔的區域內沿其周向設置有環形凸部，所述環形凸部用于承載所述基片，所述環形凸部的上表面低于所述移動環的上表面。
[0012]其中，在所述第二環形凹部下表面的靠近所述移動環環孔的區域內沿其周向間隔設置有多個子凸部，多個所述子凸部用于承載所述基片，各個所述子凸部的上表面位于同一平面且低于所述移動環的上表面。
[0013]其中，所述第二環形凹部遠離所述移動環環孔的側壁與其下表面之間的夾角為預設第一鈍角。
[0014]其中，所述通孔的內周壁上設置有多個凸起，在所述基座上設置有與所述凸起的數量和位置一一對應的豁口，所述豁口的尺寸大于所述凸起的尺寸，以實現所述基座在所述通孔內升降。
[0015]其中，在每個所述凸起上設置有用于承載所述移動環的凹部。
[0016]其中，每個所述凹部靠近所述通孔內周壁的側壁與其下表面之間的夾角為預設第二鈍角，并且所述移動環外側壁與其下表面之間的夾角為預設第三鈍角；所述預設第二鈍角等于所述預設第三鈍角，以使所述移動環沿各個所述凹部的側壁下滑至所述凹部內承載所述移動環的位置處。
[0017]其中，所述移動環承載基片的部分的厚度略微小于第一環形凹部的深度。
[0018]作為另外一個技術方案，本發明還提供一種半導體加工設備，包括反應腔室，所述反應腔室采用本發明上述提供的反應腔室。
[0019]本發明具有以下有益效果:
[0020]本發明提供的反應腔室，其包括用于承載基片的移動環，移動環疊置在通孔的端面上，并且在基座上設置有容納移動環的第一環形凹部，且移動環承載基片的部分的厚度不大于第一環形凹部的深度，基座的外徑大于移動環的內徑，因此，借助基座在通孔內上升，可以實現基座將移動環頂起位于第一環形凹部內，且使其隨基座同時上升至預設位置，以實現壓環的壓爪將基片固定在基座的上表面上。并且，由于移動環的外徑大于壓環的內徑，因此，移動環完全能夠遮擋等離子體自壓環的內周壁和基片邊緣之間的間隙，也就不需要壓爪的周向尺寸滿足大于豁口的周向尺寸的要求，因而可以盡可能地減小壓爪的周向尺寸來提高基片的可利用面積，從而可以提高單片基片的產能和經濟效益；并且，由于該移動環疊置在通孔的端面上，對其更換時可直接進行取放，無需任何輔助工具，因而使得更換方便，從而可以節省維護時間和提高經濟效益。
[0021]本發明提供的半導體加工設備，其采用本發明提供的反應腔室，因而可以盡可能地減小壓爪的周向尺寸來提高基片的可利用面積，從而可以提高單片基片的產能和經濟效益；并且，于該移動環疊置在通孔的多個凸起上，對其更換時可直接進行取放，無需任何輔助工具，因而使得更換方便，從而可以節省維護時間和提高經濟效益。
【附圖說明】
[0022]圖1為沉積工藝之前壓環和基座之間的位置關系示意圖；
[0023]圖2為圖1中轉盤的結構示意圖；
[0024]圖3為圖1中基座的結構不意圖；
[0025]圖4為丨幾積工藝時壓環和基座之間的位置關系不意圖；
[0026]圖5為圖1中壓環的結構示意圖；
[0027]圖6為圖1中基座的另一種結構不意圖；
[0028]圖7為本發明實施例提供的反應腔室的未固定基片的工作狀態的結構示意圖；
[0029]圖8為圖7中轉盤的部分俯視圖；
[0030]圖9為圖7中區域I的放大圖；
[0031]圖10為本發明實施例提供的反應腔室的固定基片的工作狀態的結構示意圖；
[0032]圖11為圖7和圖10中未放置基片時壓爪、移動環和基座之間的結構不意圖；以及
[0033]圖12為本發明提供的反應腔室中基片的表面利用率的示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖來對本發明提供的反應腔室及半導體加工設備進行詳細描述。
[0035]圖7為本發明實施例提供的反應腔室的未固定基片的工作狀態的結構示意圖。圖8為圖7中轉盤的部分俯視圖。圖9為圖7中區域I的放大圖。圖10為本發明實施例提供的反應腔室的固定基片的工作狀態的結構示意圖。圖11為圖7和圖10中未放置基片時壓爪、移動環和基座之間的結構示意圖.請一并參閱圖7-圖11，本實施例提供的反應腔室，包括壓環20、轉盤21、基座22和移動環23。其中，壓環20的內周壁上設置有多個壓爪201，壓環20的內徑大于基片S的外徑，借助壓爪201疊置在基片S的邊緣區域，用于固定基片，此時，壓環20的內周壁與基片S的邊緣之間存在間隙202。轉盤21上設置有通孔211，壓環20、通孔211和基座22由上至下依次且同軸設置，如圖7所示，通孔211的內周壁上設置有多個凸起2111，在基座22上設置有與凸起2111——對應的豁口 221，以實現基座22可以在通孔211內升降。移動環23用于承載基片S，其設置在通孔211內周壁上的多個凸起2111上，并且，移動環23的內徑小于基片S的外徑且其外徑大于壓環20的內徑。基座22的上表面上設置有容納移動環23的第一環形凹部222，且移動環23承載基片的部分的厚度不大于第一環