改善沉积薄膜厚度均匀性的方法及其掩膜板.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115786844A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202111061398.6(22)申请日2021.09.10(71)申请人北京华卓精科科技股份有限公司地址100176北京市大兴区北京经济技术开发区科创十街19号院2号楼2层（北京自贸试验区高端产业片区亦庄组团）(72)发明人王超星杨鹏远王建冲吕天龙(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327专利代理师董永辉曹素云(51)Int.Cl.C23C14/04(2006.01)H01L21/32(2006.01)H01L21/683(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称改善沉积薄膜厚度均匀性的方法及其掩膜板(57)摘要本发明公开一种改善沉积薄膜厚度均匀性的方法及其掩膜板，掩膜板用于在静电卡盘吸附层表面制作图形，所述掩膜板的一侧板面从中心到边缘呈逐级降低的阶梯状，在所述掩膜板上设置有穿透其板面以供沉积形成图形的沉积通道，所述掩膜板的另一侧板面用于与静电卡盘吸附层表面贴合。本发明通过对掩膜板结构进行调整，采用多级阶梯的结构，可以有效改善卡盘吸附层表面薄膜的高度均匀性，高度均匀性可以降低至5％左右；同时，也提高了掩膜板的刚度，由于掩膜板刚度的增加，控制掩膜板高能量沉积过程中的变形量，可以提高薄膜图形尺寸精度。CN115786844ACN115786844A权利要求书1/1页1.一种改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，用于在静电卡盘吸附层表面制作图形，其特征在于，所述掩膜板的一侧板面从中心到边缘呈逐级降低的阶梯状，在所述掩膜板上设置有穿透其板面以供沉积形成图形的沉积通道，所述掩膜板的另一侧板面用于与静电卡盘吸附层表面贴合。2.如权利要求1所述的改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板为金属或陶瓷材料制成。3.如权利要求2所述的改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，其特征在于，所述金属材料是钛、钛合金、铝、铝合金、316L不锈钢、4J29可伐合金中的一种。4.如权利要求2所述的改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，其特征在于，所述陶瓷材料是氮化铝、氧化铝中的一种。5.如权利要求1所述的改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，其特征在于，所述阶梯状是两级阶梯、三级阶梯、四级阶梯、五级阶梯中的一种。6.如权利要求1所述的改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板的最薄处厚度为1mm‑3mm。7.如权利要求1所述的改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，其特征在于，阶梯状的相邻阶梯的高度差为1mm‑10mm。8.如权利要求1所述的改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，其特征在于，所述阶梯状是与掩膜板一体加工成型的，或通过粘接形成阶梯状。9.如权利要求1所述的改善沉积薄膜厚度均匀性的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板为圆形，所述沉积通道包括从掩膜板中心到边缘的多圈凸点沉积通道，每一圈凸点沉积通道都包括沿周向间隔设置的多个凸点沉积通道，所述沉积通道还包括与所述掩膜板中心同心的圆弧沉积通道。10.一种改善沉积薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，利用权利要求1至9中任一项所述的掩膜板，将所述掩膜板的所述另一侧板面与静电卡盘吸附层表面贴合，采用物理气相沉积方法将沉积材料通过所述沉积通道沉积在静电卡盘吸附层表面。2CN115786844A说明书1/4页改善沉积薄膜厚度均匀性的方法及其掩膜板技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体地说，涉及半导体核心部件静电卡盘中，一种改善沉积薄膜厚度均匀性的方法及其掩膜板，改善卡盘吸附层表面薄膜均匀性。背景技术[0002]静电卡盘是半导体设备中核心部件，起到吸附晶圆，控制晶圆表面温度等工艺作用。通常静电卡盘吸附层表面上会制备图形化凸点和圆环，用来减少晶圆与静电卡盘的接触面积，减少划伤，同时还具有缩短晶圆脱附时间等工艺优化效果。[0003]目前凸点的制备常采用增量和减量两种方式。增量即在静电卡盘吸附层表面通过喷涂、沉积等方式制备出凸点(和圆环)，此方式的缺点是凸点(和圆环)与静电卡盘吸附层之间存在内应力，受热、摩擦等环境影响，使用寿命有一定限制，但该方式可以制备出与静电卡盘吸附层不同材料的薄膜，以满足不同的电、热等技术需求；减量方式则是通过喷砂、刻蚀等方式对卡盘吸附层进行图形化减薄，制备出凸点(和圆环)。该方式的优点是凸点(和圆环)与静电卡盘吸附层无内应力，结合力良好，但是无法制备异质材料的卡盘吸附层和凸点(和圆环)。[0004]在采用沉积方法制备图形化凸点过程中，特别是物理气相沉积过程中，设备(如靶材大小)、工艺(沉积束流分散性)、卡盘吸附层面积(如12英寸大尺寸)，沉积图形设计等因素影响，沉积得到图形高度的均匀性会有比较大的差异，有时误差会达到20％左右。