半导体加工设备制造技术

本发明专利技术提供一种半导体加工设备，包括反应腔室和设于所述反应腔室外侧的电磁装置，所述电磁装置包括电源和多个独立的电磁线圈，所述多个电磁线圈沿反应腔室的圆周方向间隔排列，所述电源为所述电磁线圈提供电能。该半导体加工设备不仅可实时调节不同半径处的磁场强度，而且可以实时调节相同半径、不同圆周位置处的磁场强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子领域，涉及一种能够控制反应腔室内等离子体分布的半导体加工设备。
技术介绍
为了将物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，简称PVD)设备应用于深孔填充领域，以实现对高深宽比孔隙的填充。在发展长程PVD技术的同时，在反应腔室的外侧设置了边磁铁。图1a为典型的长程PVD设备的结构示意图。如图1a所示，长程PVD设备包括反应腔室11，在反应腔室11的顶端和底端分别设置靶材12和基片台13，磁控溅射源15设于靶材12的上方，偏压射频电源20与基片台13电连接，在反应腔室11的外侧等半径均匀地设置边磁铁14。边磁铁14用于调节反应腔室11内等离子体的分布。不同磁控溅射源15、不同偏压射频电源20需要不同的边磁铁14与之匹配，才能达到预定的工艺指标。早期的长程PVD设备是采用永磁铁作为边磁铁14，根据永磁铁的疏密度来调节磁场强度。这种设置方式在工艺过程中，不能根据需求实时调节磁场强度。改进后的长程PVD设备是采用电磁线圈(电磁铁)作为边磁铁14。如图1b所示，边磁铁14包括四组水平绕制的电磁线圈16、17、18、19。使用时，相邻两组电磁线圈施加反向电流，通过控制各个线圈内电流的大小来调节磁场强度的分布。然而，这种设置方式只能调节不同半径处磁场的强度，而无法调整相同半径、不同圆周位置处磁场的强度。也就是说，改进后的长程PVD设备的调节范围有限，无法r>满足对长程PVD设备的使用要求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体加工设备，不仅可以实时调节不同半径处的磁场分布，而且可以实时调节相同半径、不同圆周位置处的磁场分布。解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种一种半导体加工设备，包括反应腔室和设于所述反应腔室外侧的电磁装置，所述电磁装置包括电源和多个独立的电磁线圈，所述多个电磁线圈沿反应腔室的圆周方向间隔排列，所述电源为所述电磁线圈提供电能。其中，所述多个电磁线圈并联或串联。其中，所述电源的数量与所述电磁线圈的数量相同，每个所述电源为一个所述电磁线圈单独供电。其中，包括n个所述电源，所述多个电磁线圈被分成n组，一个电源对应一组电磁线圈，每组电磁线圈内的所述电磁线圈串联和/或并联，n≥2的整数。其中，所述电磁线圈的轴线与所述反应腔室的室壁之间的夹角为0≤θ＜180°的任意角度。其中，所述电磁线圈沿所述反应腔室的圆周方向均匀排列。其中，所述电磁线圈沿所述反应腔室的圆周方向不等间距排列。其中，所述电磁线圈包括绕组。其中，所述电磁线圈包括绕组和铁芯，所述铁芯嵌置于所述绕组中间的空腔内。其中，所述半导体加工设备用于沉积薄膜或刻蚀。本专利技术具有以下有益效果：在本专利技术提供的半导体加工设备中，设于反应腔室外侧的电磁装置包括沿反应腔室的圆周方向间隔排列的多个独立的电磁线圈，控制输入电磁线圈的电流的大小可实现实时调节不同半径处的磁场强度，同时可以实时调节相同半径、不同圆周位置处的磁场强度。附图说明图1a为典型的长程PVD设备的结构示意图；图1b为改进后的长程PVD设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例半导体加工设备的结构简图；图3a-图3f分别为本专利技术实施例一到实施例六电磁装置的原理图；图4a为本专利技术另一实施例半导体加工设备的结构简图；图4b为本专利技术再一实施例半导体加工设备的结构简图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术提供的半导体加工设备进行详细描述。如图2所示，本专利技术提供的半导体加工设备包括反应腔室21，在反应腔室21的顶端和底端分别设置靶材22和基片台23，磁控溅射源25设于靶材22的上方，偏压射频电源26与基片台23电连接。在反应腔室21的外侧设有电磁装置，电磁装置包括多个电磁线圈27和电源(图中未示出)，多个电磁线圈沿反应腔室21的圆周方向间隔排列，电源为电磁线圈27供电。本实施例提供的电磁装置可以有多种设置形式，电磁线圈的数量可以根据实际情况(如反应腔室的大小、磁场的均匀性等)任意设置。下文仅以四个电磁线圈为例逐一进行介绍。实施例一如图4a所示，在实施例一中，四个电磁线圈并联，并由一个电源供电。使用时，将四个电磁线圈27沿反应腔室21的圆周方向间隔设置。通过调节电磁线圈27的疏密以及电磁线圈27与反应腔室21的室壁之间的距离可以改变反应腔室21内不同区域的磁场强度，从而实现相同半径不同位置的磁场强度的异化控制。具体地，在反应腔室21的圆周方向上，电磁线圈27的疏密可以根据对磁场的实际需要任意设置，如需要相对较强的磁场时，电磁线圈27的设置较密；如需要相对较弱的磁场时，电磁线圈27的设置较疏。当电磁线圈27较密时，反应腔室21内与之对应区域的磁场的均匀性更优。换言之，根据实际使用情况的需要，电磁线圈沿反应腔室的圆周方向可以等间距排列，也可以不等间距排列。不难理解，尽管本实施例中描述了电磁线圈27沿反应腔室21的圆周方向间隔设置，但这并不表示相邻的两个电磁线圈27之间必须保留一定的距离，实际上，根据对磁场的要求，相邻的两个电磁线圈27也可以紧贴在一起。电磁线圈27与反应腔室21的室壁之间的距离也可以根据对磁场的实际需要任意设置，如需要相对较强的磁场时，电磁线圈27与反应腔室21的室壁之间的距离较近；如需要相对较强的弱场时，电磁线圈27与反应腔室21的室壁之间的距离较远。实施例二如图3b所示，在实施例二中，四个电磁线圈串联，并由一个电源供电。使用时，将四个电磁线圈27沿反应腔室21的圆周方向间隔设置。与实施例一相同，通过调节电磁线圈27的疏密以及电磁线圈27与反应腔室21的室壁之间的距离可以调节反应腔室21内不同区域的磁场强度，从而实现相同半径不同位置的磁场强度的异化控制。具体地，在反应腔室21的圆周方向上，电磁线圈27的疏密可以根据对磁场的实际需要任意设置，如需要相对较强的磁场时，电磁线圈27的设置较密；如需要相对较弱的磁场时，电磁线圈27的设置较疏。当电磁线圈27较密时，反应腔室21内磁场的均匀性更优。换言之，根据实际使用情况的需要，电磁线圈沿反应腔室的圆周方向可以等间距排列，也可以不等间距排列。不难理解，尽管本实施例中描述了电磁线圈27沿反应腔室21的圆周方向间隔设置，但这并不表示相邻的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体加工设备，包括反应腔室和设于所述反应腔室外侧的电磁装置，其特征在于，所述电磁装置包括电源和多个独立的电磁线圈，所述多个电磁线圈沿反应腔室的圆周方向间隔排列，所述电源为所述电磁线圈提供电能。

【技术特征摘要】
1.一种半导体加工设备，包括反应腔室和设于所述反应腔室外侧
的电磁装置，其特征在于，所述电磁装置包括电源和多个独立的电磁
线圈，所述多个电磁线圈沿反应腔室的圆周方向间隔排列，所述电源
为所述电磁线圈提供电能。
2.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，所述多
个电磁线圈并联或串联。
3.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，所述电
源的数量与所述电磁线圈的数量相同，每个所述电源为一个所述电磁
线圈单独供电。
4.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，包括n
个所述电源，所述多个电磁线圈被分成n组，一个电源对应一组电磁
线圈，每组电磁线圈内的所述电磁线圈串联和/或并联，n≥2的整数。
5.根据权利要求1所述的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：边国栋，王厚工，李冰，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11