CN107227448B - 基座以及物理气相沉积装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种基座以及物理气相沉积装置。该基座包括：基座本体，具有一支撑面；支撑柱，位于所述基座本体的所述支撑面的中部区域；以及支撑件，位于所述基座本体的围绕所述支撑面的中部区域的周边区域，其中，所述支撑柱被配置为支撑待加工件，所述支撑件被配置为支撑盖环，在所述待加工件被所述支撑柱支撑且所述盖环被所述支撑件支撑时，所述盖环的至少靠近内侧的部分位于所述待加工件的上侧，且所述盖环与所述待加工件彼此分离。该基座或物理沉积装置通过支撑件支撑盖环，从而使得盖环不与待加工件接触，减小了待加工件所受的外部零件的压力。

Description

基座以及物理气相沉积装置

技术领域

本公开的实施例涉及一种基座以及包括该基座的物理气相沉积装置。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术是在真空条件下采用物理方法将材料源(固体或液体)表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在衬底表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有：真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜及分子束外延等。目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜，还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。

物理气相沉积装置本身的性能直接影响所沉积的膜层的质量和产率等。随着对于各种器件膜层精度、质量以及产率的要求不断提高，对于物理气相沉积装置本身性能的改进有着持续的推动力。

发明内容

根据本公开的一个实施例提供一种基座，包括：基座本体，具有一支撑面；支撑柱，位于所述基座本体的所述支撑面的中部区域；以及支撑件，位于所述基座本体的围绕所述支撑面的中部区域的周边区域，其中，所述支撑柱被配置为支撑待加工件，所述支撑件被配置为支撑盖环，在所述待加工件被所述支撑柱支撑且所述盖环被所述支撑件支撑时，所述盖环的至少靠近内侧的部分位于所述待加工件的上侧，且所述盖环与所述待加工件彼此分离。

在一些示例中，所述支撑件的远离所述支撑面的端部与所述支撑面之间的距离大于所述支撑柱的远离所述支撑面的端部与所述支撑面之间的距离。

在一些示例中，所述支撑件为环状结构。

在一些示例中，所述支撑件包括位于所述基座本体的周边区域的多个子支撑件。

在一些示例中，所述多个子支撑件的个数为三个以上，且沿所述基座本体的周向均匀分布。

在一些示例中，所述支撑件的靠近所述支撑柱的内侧具有朝向所述支撑柱延伸的延伸部，所述延伸部的至少靠近内侧的部分的上表面为平行于所述支撑面的平面，且该平面距所述支撑面的距离小于或等于所述支撑柱的远离所述支撑面的端部距所述支撑面的距离。

在一些示例中，在所述待加工件支撑在所述支撑柱上时，所述待加工件的边缘部分与所述延伸部的所述平面的至少一部分在所述支撑面上的投影重叠，所述支撑件的在所述延伸部的所述平面以上的部分位于所述待加工件的外侧。

在一些示例中，在垂直于所述支撑面的方向上，所述待加工件的下表面与所述支撑件的延伸部的所述平面彼此相对的部分之间形成第一间隙，所述第一间隙在所述支撑面上的投影的径向长度与所述第一间隙的高度之比大于5。

在一些示例中，在所述待加工件支撑在所述支撑柱上且所述盖环支撑在所述支撑件上时，所述盖环的至少靠近内侧的部分与所述待加工件在所述支撑面上的投影重叠。

在一些示例中，在垂直于所述支撑面的方向上，所述待加工件的上表面与所述盖环的至少靠近内侧的部分的下表面彼此相对以形成第二间隙，所述第二间隙所述支撑面上的投影的径向长度与所述第二间隙的高度之比大于5。

在一些示例中，所述支撑柱包括多个子支撑柱，所述多个子支撑柱中的至少之一为热电偶。

在一些示例中，所述支撑件在远离所述基座本体的一侧具有至少一个豁口，所述支撑件在所述豁口处的顶端距所述支撑面的距离小于所述支撑件的其他部分的顶端距所述支撑面的距离。

本公开的另一个实施例提供一种物理气相沉积装置，包括：腔体，所述腔体包括彼此相对的底壁和顶壁，以及在所述底壁和顶壁之间的侧壁；如上所述的基座，所述基座设置于所述腔体的内部，垂直于所述基座本体的支撑面的方向与从所述底壁到所述顶壁的方向大致相同，且所述基座本体的支撑面面对所述顶壁。

在一些示例中，所述物理气相沉积装置还包括屏蔽件，所述屏蔽件环绕在至少部分所述腔体的侧壁内且连接到所述腔体的侧壁，当所述盖环没有支撑在所述支撑件上时，由所述屏蔽件支撑所述盖环。

对于本公开实施例的基座以及使用该基座的物理气相沉积装置，减小了待加工件所受的外部零件的压力，待加工件只受到重力及平衡重力的来自支撑柱的支撑力。另外，由于待加工件不与盖环接触，避免了待加工件与盖环之间可能发生的粘连，降低了待加工件破碎及待加工件位置不确定或者待加工件处于不期望的位置上的风险。另外，可以有效的防止等离子体绕过待加工件溅射到基座的上表面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1A为一种物理气相沉积装置的截面示意图；

图1B为图1A中的物理气相沉积装置的简化示意图；

图2为根据本公开一实施例的基座的平面示意图；

图3A为根据本公开一实施例的基座的截面示意图；

图3B为根据本公开一实施例的基座的局部截面示意图；

图4为根据本公开另一实施例的基座的平面结构示意图；

图5为根据本公开实施例的一种支撑件的立体示意图；

图6为根据本公开实施例的物理气相沉积装置的截面示意图；

图7为根据本公开实施例的物理气相沉积装置的截面示意图；

图8为根据本公开实施例的物理气相沉积装置的截面示意图；

图9为根据本公开实施例的物理气相沉积装置的截面示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

图1A为一种物理气相沉积(PVD)装置(例如，磁控溅射装置)的截面结构示意图。如图1A所示，该磁控溅射装置包括磁控管1和铝靶材2，磁控管1和铝靶材2之间充满了用于冷却铝靶材2的去离子水。溅射时，脉冲直流电源会施加负压至靶材2。另外，该物理气相沉积装置还包括上屏蔽体3、下屏蔽体4、盖环5、隔热环6、快门片7、快门片储存室10以及基座9。待加工件8被支撑在基座9的支撑柱上。采用该装置进行薄膜沉积工艺时，先将待加工件8在高温下进行烘烤，快门片7移入腔室中，位于靶材2和待加工件8之间。然后，快门片7移出，进行正式沉积薄膜。在进行正式沉积之前，基座9带着待加工件8上升，并上升至与放置在隔热环6上的盖环5接触的位置。然后基座9继续上升一定的高度，这时待加工件8的边缘部分将盖环5顶起，盖环5与隔热环6脱离开。待加工件8的上表面一环形区域与盖环相接触，从而由靶材、屏蔽、盖环和待加工件围成一区域。等离子体在此区域产生，且形成的氮化铝薄膜沉积在待加工件上表面的基片上。盖环与屏蔽等起到了形成相对密闭的反应环境并防止沉积物污染腔室内壁的作用。在正式沉积结束后，基座9带着待加工件8、盖环5下降一段距离后，盖环5被隔热环6顶住留在隔热环6上，基座9带着待加工件8继续下降至传片位置，进行传片动作，完成基片的薄膜沉积工艺。

图1B示出了图1A的物理气相沉积装置的简化示意图，以突出显示待加工件8将盖环5顶起时基座9的支撑柱、待加工件8和盖环5之间的位置关系。从图1B可以看到，待加工件8被支撑在基座9的支撑柱上，且其边缘部分将盖环5顶起。

对于该结构，待加工件是由三针顶起的，被三个支撑点支撑起来，待加工件上升后需要顶起盖环。由于为了获得更快的加热速率，待加工件的厚度越薄就越容易被加热到更高的温度。但是若待加工件过薄，在承受盖环的压力及三针的向上的力时，会在待加工件内部产生很大的应力，容易发生待加工件破碎的问题。例如，用于沉积AlN的PVD为高温高真空腔室，发生待加工件破碎后需要将腔室暴露于大气对其内部进行清理，然后重新抽真空，用特殊的处理方法将腔室环境进行预处理重新恢复高温高真空的环境，这需要浪费很多的时间。

AlN PVD的待加工件和盖环在反复多次溅射工艺后，表面会沉积有一定厚度的铝或者氮化铝的薄膜(工艺中会对靶材进行清洗，会有一定量的铝材质沉积)，这样在较高的工艺温度下，待加工件上表面的铝和盖环表面的铝材质可能会发生粘连。这样，在工艺结束后，基座下降时，容易发生待加工件粘连在盖环上的情况，即待加工件没有随三针与基座一起下降。当发生这种粘连时，若盖环持续粘着待加工件，就无法进行下一次的工艺，需要将腔室降温、冲大气、开腔取出后再恢复腔室。若基座下降且在对粘住的待加工件进行开腔取出前待加工件掉落到处于下位的基座三针上，待加工件跌落在三针上的力可能造成待加工件破碎或者待加工件与基座的相对位置发生偏移，同样需要将高温腔室开腔进行处理。综上，由于盖环与待加工件的表面在工艺过程中会有铝和氮化铝物质的沉积，造成了待加工件可能粘连在盖环上的问题，这也影响了装置的稳定性。

根据本发明公开的一个实施例提供一种基座，例如，该基座可以用于物理气相沉积装置并被配置为支撑待加工件以及盖环。该基座包括：基座本体，具有一支撑面；支撑柱，位于所述基座本体的所述支撑面的中部区域；以及支撑件，位于所述基座本体的围绕所述支撑面的中部区域的周边区域，其中，所述支撑柱被配置为支撑待加工件，所述支撑件被配置为支撑盖环，在所述待加工件被所述支撑柱支撑且所述盖环被所述支撑件支撑时，所述盖环的至少靠近内侧的部分位于所述待加工件的上侧，且所述盖环与所述待加工件彼此分离。对于该基座，位于支撑面的中部区域的支撑柱可以用于支撑待加工件。另外，该基座本体的周边区域中还设置有额外的支撑件，盖环可以通过该支撑件来支撑并使盖环与待加工件不直接接触。因此，可以避免待加工件因支撑盖环而发生破碎，并且由于盖环可以与待加工件不直接接触，也避免了待加工件与盖环之间因沉积物质而发生的粘连。另外，根据本发明公开的一个实施例还公开了包括上述基座的物理气相沉积装置。

下面就根据本发明公开的一些实施例进行进一步详细的说明。在本发明公开的说明书中，基座本体的支撑面是指基座本体的设置有支撑待加工件的支撑柱的一侧的平面。将支撑面定义为这样的平面，是为了更好地说明其他部件与该支撑面的位置关系，但并不意味着基座本体的该侧表面一定是平面。例如，在基座本体的该侧表面具有凸起结构的情况下，作为平面的该支撑面可以为位于这些凸起结构的底部的平面或者经过基座本体的该侧表面上的一点的平面。另外，在基座安装在物理气相沉积装置时，其可以被配置为在沿垂直于该支撑面的方向上运动。在垂直于支撑面的方向上，从基座本体的支撑面的相反侧到支撑面的方向称为向“上”的方向，从支撑面到基座本体的支撑面的相反侧的方向称为向“下”的方向。由此，利用“上”和“下”、或者“顶”和“底”修饰的各种位置关系有了清楚的含义。例如，上表面、下表面、上升、下降、顶壁和底壁。又例如，对于待加工件的两个表面来讲，其背离基座本体的表面称为“上表面”，其面对基座本体的表面称为“下表面”。另外，在沿平行于所述支撑面的方向上，从所述基座本体的边缘指向中心的方向称为向“内”的方向，从所述基座本体的中心指向边缘的方向称为向“外”的方向。因此，利用“内”和“外”修饰的相对位置关系也有了清楚的含义。例如，“内侧”和“外侧”。另外，需要注意的是，以上表示方位的术语仅仅是示例性的且表示各个部件的相位位置关系，对于本发明公开的各种装置或设备中的零件组合或整个装置或设备可以整体上旋转一定的角度。

此外，在本发明公开中的待加工件例如可以是用于支撑待沉积晶片的托盘、也可以是单独的待沉积晶片或者是晶片贴附在托盘上的组合结构，根据本发明公开的实施例对此没有特别限制。

实施例一

本实施例提供一种基座。例如，该基座可以安装在物理气相沉积装置的腔体内，用于支撑待加工件。另外，该基座可以配合升降机构在物理气相沉积装置的腔体内运动，并且可以支撑物理气相沉积装置中的盖环。图2为根据本公开一实施例的基座的平面结构示意图，图3A为根据本公开一实施例的截面结构示意图。

参照图2和图3A，根据本发明公开一个实施例的基座包括基座本体100。该基座本体100包括支撑面101。该基座还包括支撑柱110，位于基座本体100的支撑面101的中部区域。该基座还包括支撑件120，位于基座本体100的围绕所述中部区域的周边区域。在图3A所示的截面图中，还画出了该基座支撑的待加工件200和盖环300。如图3A所示，支撑柱110被配置为支撑待加工件200，支撑件120被配置为支撑盖环300。在待加工件200被支撑柱110支撑且盖环300被支撑件120支撑时，盖环300的至少靠近内侧的部分位于待加工件200的上侧，且盖环300与待加工件200彼此分离。例如，支撑柱110和支撑件120均朝向远离所述支撑面101的方向延伸，以分别支撑待加工件和盖环。

对于上述支撑面的中部区域，其是相对于周边区域来讲的，对于中部区域和周边区域的具体尺寸范围并没有严格的界定。如上所述，支撑柱110是用于支撑待加工件，支撑件120用于支撑物理气相沉积装置的盖环。因此，中部区域和周边区域的具体尺寸范围可以根据实际情况(例如，待加工件的尺寸、盖环的尺寸以及位置等)来设定，本公开的实施例对此没有特别的限定。另外，基座本体100的围绕中部区域的周边区域可以是支撑面101上围绕中部区域的一部分，也可以包括基座本体的侧面的部分。也就是说，支撑件120的靠近基座本体100的一端可以设置在支撑面上，也可以设置在基座本体100的侧面上。

在一些示例中，如图3A所示，支撑件120的远离支撑面101的端部(在下文称为支撑件的顶端)高于支撑柱110的远离支撑面101的端部(在下文称为支撑柱的顶端)。也就是说，支撑件120的顶端距支撑面101的距离大于支撑柱110的顶端距支撑面101的距离。例如，支撑件120的顶端距支撑面101的距离与支撑柱110的顶端距支撑面101的距离之间的差值大于支撑柱110所需支撑的待加工件200的厚度。在这种情况下，支撑件120的顶端高于待加工件200的上表面。因此，在该基座在物理气相沉积装置中上升过程中，支撑件120将首先接触到盖环，而避免了待加工件200接触盖环。对于支撑件120、待加工件200以及盖环300之间的位置关系，在下文中会有更详细的描述。

在图3A所示的截面结构中，支撑件120的顶端高于支撑柱110的顶端。然而，根据本发明公开的实施例并不限制于此。只要在盖环300接触到支撑件120时其没有接触到被支撑柱110支撑的待加工件200，则支撑件120的顶端可以具有任意合适的高度。例如，在一些示例中，盖环300的面对支撑件120的顶端的部分具有向下的凸起，此时，支撑件120的顶端可以低于支撑柱110的顶端并且可以使得盖环300不接触待加工件200。因此，支撑件120的顶端距支撑面101的距离可以大于、等于或小于支撑柱110的顶端距支撑面101的距离。

在一些示例中，如图2所示，支撑件120为一个环状结构，例如，为圆环状结构。在这种情况下，支撑件120的整个圆周均可以用于支撑盖环，以达到稳定支撑的效果。虽然图2中示意性地示出了圆环状结构，其可以为适合支撑盖环的任意合适的环状结构。

另外，根据本公开的实施例也不限于该支撑件120为环状结构。图4为根据本公开另一实施例的基座的平面结构示意图。如图4所示，支撑件120可以包括多个子支撑件，这些子支撑件分布在基座本体的周边区域中。例如，三个以上的子支撑件沿基座本体的周向均匀地(例如，等间距地)分布。然而，根据本公开的实施例对于子支撑件的个数和具体分布没有特别的限制，只要能够稳定地支撑盖环即可。

在一些示例中，如图3A所示，支撑件120的靠近支撑柱110的内侧具有朝向支撑柱110延伸的延伸部121。该延伸部121的至少靠近内侧的部分的上表面(背对所述支撑面101的表面)为平行于支撑面101的平面。如图3所示，该延伸部121的该平面距支撑面101的距离小于支撑柱110的顶端距支撑面101的距离。也就是说，延伸部121的该平面低于支撑柱110的顶端。在这种情况下，在支撑柱110支撑待加工件200时，该延伸部121的至少靠近内侧的部分的上表面会低于待加工件200的下表面。

如图3A所示，在待加工件200支撑在支撑柱110上时，在垂直于所述支撑面101的方向上，待加工件200的边缘部分与延伸部121的上表面的至少一部分投影重叠。也就是说，在待加工件200支撑在支撑柱110上时，待加工件200的边缘部分与延伸部121的所述平面的至少一部分在支撑面101上的投影重叠。例如，如果支撑件120为环形结构，则其内径小于待加工件的外径。在这种情况下，延伸部121的上表面会与待加工件121的下表面形成一个间隙。图3B为图3A的截面图的局部放大示意图。如图3B所示，该间隙在平行于所述支撑面且从所述支撑件的外侧到内侧的方向上的尺寸(也就是，该间隙在支撑面101上的投影的径向长度)为d，该间隙在垂直于所述支撑面的方向上的尺寸(也就是，该间隙的高度)为f。在一些示例中，d与f之间的比值d/f大于5。例如，该间隙的垂直方向的尺寸为1mm以下，径向方向的尺寸为6mm以上，但本公开的实施例不限于此。对于满足这样比值关系的间隙，可以防止等离子体穿过，相关的技术效果将在下文结合物理气相沉积装置的实施例进行更加详细的描述。

在一些示例中，如图3A所示，支撑件120的延伸部121以上的部分位于待加工件200的外侧，从而不会影响待加工件被支撑柱110稳定地支撑。

虽然没有在图中示出，在一些示例中，延伸部121的上表面也可以与支撑柱110的顶端齐平。也就是说，在待加工件200被支撑在支撑柱110上时，待加工件200的下表面也可以与延伸部121的上表面刚好接触。

在一些示例中，延伸部121也可以不与待加工件200的边缘部分重叠，也就是，延伸部121并不延伸到待加工件200的正下方。在这种情况下，延伸部121和待加工件200之间形不成阻挡等离子体的间隙，但可以通过其他方式来阻挡等离子体，这将在下文中有详细描述。例如，在这种情况下，如果支撑件120为环形结构，那么其内径会大于待加工件的外径。

例如，如图3B所示，盖环300的至少靠近内侧的部分(靠近待加工件中心或者支撑柱的部分)与待加工件200在支撑面101上的投影重叠。也就是说，盖环300的内径小于待加工件200的外径。在垂直于支撑面101的方向上，盖环300的至少靠近内侧的部分的下表面与待加工件200的上表面彼此相对以形成一间隙。该间隙在支撑面上的投影的径向长度为D，该间隙在垂直方向的尺寸(该间隙的高度)为e。例如，该尺寸D和e满足如下关系：D/e＞5。例如，该间隙的垂直方向的尺寸为1mm以下，径向方向的尺寸为6mm以上，但本公开的实施例不限于此。

从图3B可以看到，在待加工件200的边缘附近，有两个间隙可以阻挡等离子体的穿过，位于待加工件200的下表面与支撑件120的延伸部之间的第一间隙，以及位于待加工件200的上表面与盖环300的下表面之间的第二间隙。在这种情况下，两个间隙在支撑面上的投影的径向长度分别与两个间隙的高度之比的和大于5即可。在图3B的示例中，此比值例如为：D/e+d/f＝6/1+6/1＝12。

另外，如图3B所示，在待加工件200的外侧，盖环300的下表面上可以设置有向下凸起的突出部301，该突出部301也可以与待加工件200的侧壁之间形成一间隙，从而更加有助于等离子体的阻挡。

对于支撑柱110，其可以采用任意合适的用于支撑待加工件的支撑柱。例如，在图2和图4的平面图中，示出了三个间隔部分的支撑柱，在图3A的截面图中为了示意的方便仅示出了两个支撑柱。然而，根据本公开实施例的基座的支撑柱的数量和形状不限于图中所示的具体情况，例如，可以为三个以上的支撑柱。

例如，用于支撑待加工件200的多个支撑柱中的至少之一可以为热电偶。利用该结构，可以实时测量待加工件200的温度。

另外，如图2-4所示，该基座还可以包括可升降支撑针130。例如，可升降支撑针130被配置为沿垂直于支撑面101的方向上相对于基座本体100运动，且支撑针130的顶端(位于基座本体100的支撑面侧的端部)可运动至比所述支撑柱110的顶端更远离支撑面的位置处。也就是说，支撑针130的顶端可以运动至高于支撑柱110的顶端。因此，可以利用支撑针130来接取机械手传送的待加工件。例如，支撑针130可以运动至其顶端高于支撑柱的顶端，接取机械手传来的待加工件，然后支撑针130下降至其顶端低于支撑柱110的顶端，从而将待加工件放在支撑柱110上。该结构仅仅是一种将待加工件放置到支撑柱上的示例，根据本公开的实施例不限于此，还可以采用其他放置传送，因此可以不采用可升降支撑针结构。

例如，在图2和图4的平面图中看，支撑针130位于支撑面的中部区域，且与支撑柱110间隔设置。虽然在图2和图4中示意性地示出了三个支撑针，然而根据本公开的实施例不限于此，在能够稳定支撑待加工件的情况下，可以为三个以上的支撑针。此外，对于支撑针的驱动部分也没有特别限制，例如，其可以设置在基座本体内部或其他任意合适的位置。

上述本公开的实施例中，提到了使用可升降支撑针来实现待加工件的传输，然而，根据本公开的实施例并不限制于此，也可以取消升降支撑针。在上升实施例中，可升降支撑针先上升到一个较高的位置来接受传输的待加工件等，是为了避免支撑件等结构对机械手运动的影响。图5示出了根据本公开一实施例的支撑件的立体示意图。如图5所示，在环形的支撑件120的顶端(设置在基座本体上时远离支撑面的端部)设置至少一个豁口122。例如，在豁口122处，支撑件120在豁口122处的顶端边缘低于支撑待加工件的支撑柱110的顶端，也就是说，支撑件120在豁口122处的顶端边缘的距基座本体的支撑面的距离小于支撑件120的豁口122部分之外的其他部分的顶端边缘距支撑面的距离。这样，在传片时，真空机械手手指通过此豁口将待加工件放置在基座上的支撑柱上，然后真空机械手手指通过此豁口移出加热基座的上方，这就实现了无升降支撑针的真空自动传片。

另外，此时在这两个豁口处，待加工件边缘的下部不能形成有效的屏蔽等离子体的间隙，但是待加工件上表面外边缘与盖环形成的间隙的总的有效宽度与间隙的比值足够大，仍然可以有效的屏蔽沉积材料溅射到基座本体的上表面。

在图5所示的示例中，示出了两个豁口，根据本公开的实施例并不限制于此，只要有一个可供传输待加工件的机械手通过的豁口即可，当然，也可以有三个或更多个豁口。另外，由于待加工件上表面外边缘与盖环形成的间隙已经能够有效屏蔽等离子体，支撑件也可以不形成环形结构，而是可以包括多个分立的子支撑件(如图4所示)。

另外，对于根据本公开的基座，其还可以根据需要包括其他任何合适的部件或元件。例如，基座本体内部或其上可以设置有加热装置、测量装置、各种线路等结构，本公开的实施例对此没有特别限制。

实施例二

本实施例提供了一种物理气相沉积装置。例如，该物理气相沉积装置可以为溅射装置、磁控溅射装置、电弧等离子体沉积装置等。该物理气相沉积装置包括实施例一中的任意一种基座。实施例一中关于基座的描述也适用于实施例二中物理气相沉积装置中的基座，因此，在某些部分会省略关于基座的描述。另外，实施例二中关于物理气相沉积装置中的基座的描述也可以适用于实施例一中的基座。

图6为根据本公开实施例的一种物理气相沉积装置的截面示意图。物理气相沉积装置包括腔体400和实施例一中的任意一种基座。例如，腔体400包括彼此相对的底壁401和顶壁402、以及位于底壁401和顶壁402之间的侧壁403。基座设置在腔体400内部，垂直于基座本体100的支撑面101的方向与底壁401到顶壁402的方向大致相同，且基座本体100的支撑面101面对顶壁402。

例如，基座可以被配置为相对于腔体400的底壁401沿垂直于基座的支撑面101的方向运动。在基座向上运动时，基座上的支撑柱110会支撑待加工件200，支撑件120会支撑盖环300。基座在向上运动过程中的不同阶段其与其他部件的位置关系将在下文结合图6-图9分别进行描述。

例如，腔体的顶壁402的面对底壁的一侧可以包括靶材和/或其他部件等，为了描述的方便，在本说明书中仅简单地描述为顶壁。在进行沉积工艺时，基座上升并将待加工件移至靠近顶壁402的合适位置后进行沉积。

例如，如图6所示，基座可以通过升降机构140(例如，波纹管)等连接到腔室400的底壁401，从而该升降机构140可以驱动基座在腔室内运动至不同进程所需的各个位置。例如，该升降机构140驱动基座沿垂直于基座的支撑面的方向上运动。然而，根据本公开的实施例并不限于此，还可以使用任何其他合适升降机构驱动基座沿垂直于基座本体100的支撑面101的方向运动。

如图6所示，根据本公开一些示例的物理气相沉积装置包括盖环300。盖环300位于基座与腔体400的顶壁402之间。在垂直于支撑面101的方向上，盖环300至少部分与支撑件120的顶端相对。

在根据本公开实施例的物理气相沉积装置中，支撑件120用于顶起盖环300、安装在基座本体上且与支撑待加工件200的支撑柱110相对高度固定。例如，在一些示例中，根据高温的需求及高真空的需求，支撑件120及盖环300的材料可以考虑真空放气、高温强度、高温变形以及饱和蒸汽压等因素。例如，支撑件120及盖环300可选用Mo等金属或者耐高温合金，或陶瓷等非金属材料。然而，根据本公开的实施例并不限制于此，支撑件和盖环的材料可以选取任何合适的材料。

在一些示例中，在所述基座本体沿垂直所述支撑面且远离所述底壁的方向运动的过程中，在所述支撑件与所述盖环接触并将所述盖环顶起时，所述盖环的靠近内侧的部分的下表面距所述基座本体的支撑面的距离大于所述支撑柱的顶端距所述支撑面的距离。

在一些示例中，盖环的所述靠近内侧部分的下表面距所述基座本体的支撑面的距离与所述支撑柱的顶端距所述支撑面的距离之差大于所述气相沉积装置所使用的待加工件的厚度。也就是说，所述盖环的所述靠近内侧部分的下表面距所述基座本体的支撑面的距离与所述支撑柱的顶端距所述支撑面的距离之差大于所述气相沉积装置所使用的待加工件的厚度。根据该结构，在待加工件放置在支撑柱上时，盖环的靠近内侧的部分的下表面依然高于待加工件的上表面。

在一些示例中，如图6所示，该物理气相沉积装置还包括屏蔽件404。屏蔽件404环绕在至少部分所述腔体的侧壁内且连接到所述腔体的侧壁，当盖环300没有支撑在支撑件上时(也就是，在支撑件120将盖环300顶起之前)，屏蔽件404支撑盖环300。对于本领域的技术人员可以理解的是，屏蔽件404可以为环形结构，具有能够支撑盖环300的形状或相应的尺寸。本领域的技术人员可以根据实际情况来选择任何合适的形状和尺寸，本公开的实施例对此没有特别的限制。

另外，如图6所示，在一些示例中，物理气相沉积装置还可以包括快门片储存室405以及快门片406。快门片406可以放置在快门片储存室405中。快门片储存室405可以与腔体400的一部分侧壁连接，并且与腔室内部连通。当然，快门片储存室405与腔室之间也可以设置有阀门等，根据本公开的实施例对此没有特别限制。

在基座运动的过程中，会经过不同的位置。下面结合基座处于不同状态对根据本公开实施例的物理气相沉积装置进行更详细的描述。

在一些示例中，如图6所示，可升降支撑针上升并使其顶端高于支撑柱，此时，可升降支撑针130支撑待加工件200。机械手可以将待加工件传送至支撑针130上。例如，在支撑针130处于最高位置时，其顶端可以高于支撑件120和支撑柱110的顶端，从而在机械手在进行传送操作时，不会妨碍机械手的运动。

然后，如图7所示，可升降支撑针130下降，在其顶端与支撑柱110的顶端平齐时，待加工件200与支撑柱110接触，支撑针130继续下降脱离待加工件200，从而将待加工件200放在支撑柱110上。

在支撑针130将待加工件200放置在支撑柱110之后，在一些示例中，待加工件200并不会接触支撑件120。在一些示例中，参照图3A和3B，支撑件120为一环形结构，在支撑件120的内侧包括朝向内侧突出的延伸部，该延伸部的内径A略小于待加工件的外径B，(B-A)/2为支撑件5b与待加工件200之间缝隙的宽度d，延伸部141的上表面(也就是支撑件130与待加工件正对的表面)较支撑柱的最高点低，尺寸为f。如实施例一所述，这里的宽度d和尺寸f可以满足一定的比例关系，从而有助于密封等离子体，这里不再赘述。

图6和图7均为腔室开始工艺之前的状态下的截面示意图。在腔室开始工艺之前，盖环300放置在屏蔽件404上，此时，可以利用机械手将待加工件200放置在可升降支撑针130上。然后，可升降支撑针130下降并将待加工件200放置在支撑柱110上。此时，基座处于盖环300的下方而没有接触到盖环。另外，这里的可升降支撑针130的下降是相对于基座下降，其中可以包括支撑针130本身下降，或者支撑针本身不动，而基座的其他部分上升。另外，支撑针130的驱动装置可以设置在基座内部，也可以设置在基座外部，本公开的实施例对此没有特别的限制。

另外，在待加工件200由支撑柱110支撑后的状态也可以参考图3A的截面示意图。如前所述，在支撑柱110支撑待加工件200之后，延伸部141与待加工件200的重叠部分可以具有间隙或者恰好接触。例如，在具有间隙的情况下，间隙的在垂直方向(垂直于基座本体的支撑面的方向)上的尺寸可以或等于1mm，例如，重叠部分的水平方向(沿支撑面的方向)的尺寸(沿径向的尺寸)可以为6mm以上。但这些尺寸仅仅是示例性的，其尺寸f和d满足实施例一中描述的比例范围。通过这样的间隙尺寸设计，可以实现防止等离子体和沉积物通过缝隙。

如图8所示，基座继续上升，支撑件120的顶端与盖环300接触。此时，根据尺寸的限制，盖环的至少与待加工件200相对的部分(内侧部分)的下表面与待加工件200的上表面并不接触，盖环300的重量由支撑件120承受。此时，待加工件200、支撑件120、盖环300的相对位置固定，且待加工件200整体仍只与基座上的支撑柱110接触，待加工件200受到的外力为自身的重量及支撑柱110的支撑力，而盖环300的重量由支撑件120承受，这就减小了待加工件所受到的外力，降低了待加工件被压碎的风险。

如图9所示，盖环300与支撑件120接触后，随着基座的上升，盖环300继续被顶起并脱离屏蔽件404一段距离。此时，在待加工件200、盖环300、侧壁403、顶壁402之间形成封闭区域形成，用于产生等离子体，实现薄膜的沉积。从图9的截面示意图中可以看到待加工件200、支撑件120和盖环300之间的位置关系。在图9所示的示例中，支撑件120的顶端高于支撑待加工件200的支撑柱110的顶端，并且高度差值大于待加工件200的厚度，这样，在待加工件200放置在支撑柱110上之后，支撑件120的顶端高度依然大于待加工件200的上表面的高度。此时，支撑件120接触盖环300，而使得盖环300不会接触待加工件200。

虽然待加工件200不与盖环300接触，但是由于待加工件200上侧边缘、待加工件200下侧边缘与盖环、支撑件形成的间隙的存在，等离子体不会完全穿过此间隙而沉积到待加工件下表面正对的加热基座内部的诸如加热灯管等组件上，实现了对等离子体的密封屏蔽。

然而，需要注意的时，由于待加工件200的上表面与盖环300的下表面之间的间隙本身已具有了较大的尺寸与垂直方向尺寸的比值，该间隙本身实际上也可以满足阻挡等离子体穿透的要求。因此，支撑件120的延伸部141也并不是必须的，该延伸部141可以不设置或者也可以不与待加工件形成正对的间隙。此外，在一些实施例中，支撑件120并不是封闭的环形结构，而是包括多个分立的支撑件(如图4所示)。

在图9所示的示例中，支撑件120的顶端高于支撑柱110的顶端，因此，支撑件120可以在顶起盖环300时不会接触到待加工件200。然而，根据本公开的实施例并不限制于此，例如，支撑件120的顶端也可以低于盖环300的顶端，此时，为了使得盖环300的内侧部分不接触待加工件200，盖环300面对支撑件120的部分的下表面可以具有向下的凸起，该凸起可以接触支撑架的顶端，并由支撑件顶起。因此，只要使得盖环300不接触待加工件结构，支撑件120和盖环300之间相接触的部分可以采取各种合适的结构。

此外，由于盖环300被支撑件120顶起而脱离了屏蔽件404，盖环300与屏蔽件404之间的间隙也可以满足间隙的长度与间隙的间隔尺寸之间的比值大于5。如图9所示，盖环300的下表面以及外侧的向下凸起部分的内侧表面与屏蔽件404的顶端以及外侧表面形成了间隙。然而，根据本发明公开的实施例并不限制于此，可以采取各种合适的结构来防止等离子体的泄漏。

对于本发明公开实施例的基座以及使用该基座的物理气相沉积装置，减小了待加工件所受的外部零件的压力，待加工件只受到重力及平衡重力的来自支撑柱的支撑力。另外，由于待加工件不与盖环接触，避免了待加工件与盖环之间可能发生的粘连，降低了待加工件破碎及待加工件位置不确定或者待加工件处于不期望的位置上。另外，可以有效的防止等离子体通过待加工件溅射到基座的上表面。

有以下几点需要说明：

(1)本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)在不冲突的情况下，本发明公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (13)

1.一种基座，包括：

基座本体，具有一支撑面；

支撑柱，位于所述基座本体的所述支撑面的中部区域；以及

支撑件，位于所述基座本体的围绕所述支撑面的中部区域的周边区域，且所述支撑柱和所述支撑件彼此分立设置，

其中，所述支撑柱被配置为支撑待加工件，所述支撑件被配置为支撑盖环，在所述待加工件被所述支撑柱支撑且所述盖环被所述支撑件支撑时，所述盖环的至少靠近内侧的部分位于所述待加工件的上侧且与所述待加工件在所述支撑面上的投影重叠，且所述盖环与所述待加工件彼此分离。

2.根据权利要求1所述的基座，其中，所述支撑件的远离所述支撑面的端部与所述支撑面之间的距离大于所述支撑柱的远离所述支撑面的端部与所述支撑面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的基座，其中，所述支撑件为环状结构。

4.根据权利要求1所述的基座，其中，所述支撑件包括位于所述基座本体的周边区域的多个子支撑件。

5.根据权利要求4所述的基座，其中，所述多个子支撑件的个数为三个以上，且沿所述基座本体的周向均匀分布。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的基座，其中，所述支撑件的靠近所述支撑柱的内侧具有朝向所述支撑柱延伸的延伸部，所述延伸部的至少靠近内侧的部分的上表面为平行于所述支撑面的平面，且该平面距所述支撑面的距离小于或等于所述支撑柱的远离所述支撑面的端部距所述支撑面的距离。

7.根据权利要求6所述的基座，其中，在所述待加工件支撑在所述支撑柱上时，所述待加工件的边缘部分与所述延伸部的所述平面的至少一部分在所述支撑面上的投影重叠，所述支撑件的在所述延伸部的所述平面以上的部分位于所述待加工件的外侧。

8.根据权利要求7所述的基座，其中，在垂直于所述支撑面的方向上，所述待加工件的下表面与所述支撑件的延伸部的所述平面彼此相对的部分之间形成第一间隙，所述第一间隙在所述支撑面上的投影的径向长度与所述第一间隙的高度之比大于5。

9.根据权利要求1所述的基座，其中，在垂直于所述支撑面的方向上，所述待加工件的上表面与所述盖环的至少靠近内侧的部分的下表面彼此相对以形成第二间隙，所述第二间隙所述支撑面上的投影的径向长度与所述第二间隙的高度之比大于5。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的基座，其中，所述支撑柱包括多个子支撑柱，所述多个子支撑柱中的至少之一为热电偶。

11.根据权利要求3所述的基座，其中，所述支撑件在远离所述基座本体的一侧具有至少一个豁口，所述支撑件在所述豁口处的顶端距所述支撑面的距离小于所述支撑件的其他部分的顶端距所述支撑面的距离。

12.一种物理气相沉积装置，包括：

腔体，所述腔体包括彼此相对的底壁和顶壁，以及在所述底壁和顶壁之间的侧壁；

根据权利要求1-11中任一项所述的基座，所述基座设置于所述腔体的内部，垂直于所述基座本体的支撑面的方向与从所述底壁到所述顶壁的方向大致相同，且所述基座本体的支撑面面对所述顶壁。

13.根据权利要求12所述的物理气相沉积装置，还包括屏蔽件，所述屏蔽件环绕在至少部分所述腔体的侧壁内且连接到所述腔体的侧壁，当所述盖环没有支撑在所述支撑件上时，由所述屏蔽件支撑所述盖环。