消磁装置及半导体加工设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种消磁装置及半导体加工设备，该消磁装置用于消除半导体加工设备的反应腔室周围的环境磁场，且包括：电磁主体，围绕在反应腔室周围，用于产生补偿磁场；磁场传感器，设置在电磁主体与反应腔室之间，用于检测环境磁场的实时数据；以及控制模块，用于接收磁场传感器发送的实时数据，并根据实时数据调节补偿磁场的大小和方向，以使补偿磁场与环境磁场的大小相同，且方向相反。本发明专利技术实施例，可以通过感知反应腔室周围环境的环境磁场，提供一个与之大小相同，且方向相反的补偿磁场，从而可以抵消环境磁场，改善磁场屏蔽效果，进而改善环境磁场对工艺均匀性带来的影响。

【技术实现步骤摘要】
消磁装置及半导体加工设备
本专利技术涉及半导体加工
，具体地，涉及一种消磁装置及半导体加工设备。
技术介绍
感应耦合等离子的刻蚀过程包括物理反应和化学反应，其基本原理是在低真空状态下，在反应腔室内通入一定比例的混合气体，然后开启射频电源，以使其产生的射频脉冲输出到上电极线圈，这些气体经过感性耦合后产生高密度的等离子体；并且，向下电极施加偏压，以吸引等离子体中的带电粒子对基片进行物理轰击，在物理轰击的同时，腐蚀气体会与基片发生化学反应，生成挥发性物质，并通过真空系统抽走。在工艺过程中，机台所处环境的磁场变化会对等离子体的运动产生很大的影响。随着芯片制程的进一步缩小，对基片的刻蚀均匀性的要求也越来越高，这就需要消除机台所处环境的磁场影响，以提高刻蚀机的刻蚀均匀性。目前常用的一种磁场屏蔽方法是利用导磁材料制作成磁屏蔽罩，该磁屏蔽罩上感应生成的涡流所产生的反磁场可以起到排斥原磁场的作用。但是，当场强增大到一定值时，导磁材料会出现磁饱和，导致磁屏蔽效能大为降低。而且，在制作磁屏蔽罩时进行的折弯、敲击、钻孔及焊接等机加工工序，均会导致磁屏蔽效能降低，无法满足磁屏蔽要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种消磁装置及半导体加工设备，其可以通过感知反应腔室周围环境的环境磁场，提供一个与之大小相同，且方向相反的补偿磁场，从而可以抵消环境磁场，改善磁场屏蔽效果，进而改善环境磁场对工艺均匀性带来的影响。为实现上述目的，本专利技术提供了一种消磁装置，所述消磁装置用于消除半导体加工设备的反应腔室周围的环境磁场，且包括：电磁主体，围绕在所述反应腔室周围，用于产生补偿磁场；磁场传感器，设置在所述电磁主体与所述反应腔室之间，用于检测所述环境磁场的实时数据；以及控制模块，用于接收所述磁场传感器发送的所述实时数据，并根据所述实时数据调节所述补偿磁场的大小和方向，以使所述补偿磁场与所述环境磁场的大小相同，且方向相反。可选的，所述电磁主体包括线圈结构，所述线圈结构与所述控制模块连接；所述控制模块，具体用于根据所述实时数据调节所述线圈结构中的电流大小和方向。可选的，所述线圈结构为全方位包围所述反应腔室的罩体，且所述罩体的形状与所述反应腔室的轮廓形状相适配。可选的，所述实时数据包括所述环境磁场在不同方向上的多个分磁场的大小和方向；所述线圈结构包括多个线圈组，所述线圈组的数量与所述分磁场的数量相同，且一一对应设置，并且各个所述线圈组用于产生子补偿磁场；所述控制模块，具体用于根据各个所述分磁场的大小和方向，对应地控制各个所述线圈组中的电流大小和方向，以使各个所述子补偿磁场与对应的所述分磁场的大小相同，且方向相反。可选的，所述实时数据包括所述环境磁场在第一方向、第二方向和第三方向上的三个所述分磁场的大小和方向，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的任意两个方向均互相垂直。可选的，所述线圈组为三个，三个所述线圈组共同构成形状为六面体的罩体，其中，每个所述线圈组均构成所述六面体的相对的两个侧面，两个所述侧面与所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的一个方向相互垂直。可选的，每个所述线圈组均包括两个环形线圈，两个所述环形线圈分别构成相对的两个侧面的边框。可选的，所述控制模块包括控制单元和执行单元，其中，所述控制单元，用于接收所述磁场传感器发送的所述实时数据，并根据所述实时数据计算所述线圈结构中的电流大小的第一调整量和方向的第二调整量，且发送至所述执行单元；所述执行单元，用于根据所述第一调整量和所述第二调整量对应调节向所述线圈结构输出的电流大小和方向。可选的，所述消磁装置还包括信号放大单元，所述信号放大单元分别与所述磁场传感器和所述控制模块连接，用于放大所述磁场传感器发送的电信号，并将其发送至所述控制模块。可选的，所述消磁装置还包括导磁屏蔽罩，所述导磁屏蔽罩围绕在所述反应腔室周围，且位于所述电磁主体的内侧，所述导磁屏蔽罩采用导磁材料制成，用于通过感应产生的反磁场对所述环境磁场起到屏蔽作用。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室，还包括本专利技术提供的上述消磁装置，所述消磁装置用于消除所述反应腔室周围的环境磁场。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的消磁装置，其利用围绕在反应腔室周围的电磁主体产生补偿磁场，并利用磁场传感器检测环境磁场的实时数据，利用控制模块根据该实时数据调节电磁主体产生的上述补偿磁场的大小和方向，以使补偿磁场与环境磁场的大小相同，且方向相反。该补偿磁场可以抵消环境磁场，改善磁场屏蔽效果，从而可以改善环境磁场对工艺均匀性带来的影响。本专利技术提供的半导体加工设备，其通过采用本专利技术提供的上述反应腔室，可以通过感知反应腔室周围环境的环境磁场，提供一个与之大小相同，且方向相反的补偿磁场，从而可以抵消环境磁场，改善磁场屏蔽效果，进而改善环境磁场对工艺均匀性带来的影响。附图说明图1为本专利技术实施例提供的消磁装置的原理图；图2为本专利技术实施例采用的消磁装置的结构图；图3为本专利技术实施例采用的消磁装置的电磁主体的结构图；图4为本专利技术实施例采用的线圈组中的其中一个线圈产生的磁场分布图。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消磁装置及半导体加工设备进行详细描述。请一并参阅图2和图3，本专利技术实施例提供的消磁装置，其用于消除半导体加工设备的反应腔室4周围的环境磁场，该反应腔室4例如为电感耦合等离子体刻蚀腔室。所谓环境磁场，是指在反应腔室4周围存在的扰动磁场，在进行例如刻蚀等的工艺的过程中，该扰动磁场的变化会引起等离子体中带电粒子的运动轨迹发生变化，从而影响工艺均匀性。消磁装置包括电磁主体1、磁场传感器2和控制模块3，其中，电磁主体1围绕在反应腔室4周围，用于产生补偿磁场。磁场传感器2设置在电磁主体1与反应腔室4之间，用于检测环境磁场的实时数据，该实时数据包括环境磁场的大小和方向等参数。例如，图2示出了磁场传感器2设置在反应腔室4的顶壁与电磁主体1之间的间隔空间中，但是，本专利技术并不局限于此，在实际应用中，磁场传感器2可以设置在反应腔室4与电磁主体1之间的间隔空间中的任意位置处，只要能够检测获得上述实时数据即可。而且，可以根据具体需要设定磁场传感器2的数量和布局方式。控制模块3用于接收磁场传感器2发送的上述实时数据，并根据该实时数据调节补偿磁场的大小和方向，以使该补偿磁场与环境磁场的大小相同，且方向相反。该补偿磁场可以抵消环境磁场，从而可以改善磁场屏蔽效果，进而可以改善环境磁场对工艺均匀性带来的影响。可选的，如图2所示，消磁装置还包括信号放大单元5，该信号放大单元5分别与磁场传感器2和控制模块3连接，用于放大磁场传感器2发送的电信号，并将其发送至控制模块3。该信号放大单元5例如为功放器。借助信号放大单元5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消磁装置，其特征在于，所述消磁装置用于消除半导体加工设备的反应腔室周围的环境磁场，且包括：/n电磁主体，围绕在所述反应腔室周围，用于产生补偿磁场；/n磁场传感器，设置在所述电磁主体与所述反应腔室之间，用于检测所述环境磁场的实时数据；以及/n控制模块，用于接收所述磁场传感器发送的所述实时数据，并根据所述实时数据调节所述补偿磁场的大小和方向，以使所述补偿磁场与所述环境磁场的大小相同，且方向相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种消磁装置，其特征在于，所述消磁装置用于消除半导体加工设备的反应腔室周围的环境磁场，且包括：
电磁主体，围绕在所述反应腔室周围，用于产生补偿磁场；
磁场传感器，设置在所述电磁主体与所述反应腔室之间，用于检测所述环境磁场的实时数据；以及
控制模块，用于接收所述磁场传感器发送的所述实时数据，并根据所述实时数据调节所述补偿磁场的大小和方向，以使所述补偿磁场与所述环境磁场的大小相同，且方向相反。


2.根据权利要求1所述的消磁装置，其特征在于，所述电磁主体包括线圈结构，所述线圈结构与所述控制模块连接；
所述控制模块，具体用于根据所述实时数据调节所述线圈结构中的电流大小和方向。


3.根据权利要求2所述的消磁装置，其特征在于，所述线圈结构为全方位包围所述反应腔室的罩体，且所述罩体的形状与所述反应腔室的轮廓形状相适配。


4.根据权利要求2所述的消磁装置，其特征在于，所述实时数据包括所述环境磁场在不同方向上的多个分磁场的大小和方向；
所述线圈结构包括多个线圈组，所述线圈组的数量与所述分磁场的数量相同，且一一对应设置，并且各个所述线圈组用于产生子补偿磁场；
所述控制模块，具体用于根据各个所述分磁场的大小和方向，对应地控制各个所述线圈组中的电流大小和方向，以使各个所述子补偿磁场与对应的所述分磁场的大小相同，且方向相反。


5.根据权利要求4所述的消磁装置，其特征在于，所述实时数据包括所述环境磁场在第一方向、第二方向和第三方向上的三个所述分磁场的大小和方向，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的任意两个方向均互...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱赛舟，马恩泽，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11