半导体工艺设备及其磁控管机构制造技术

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备及其磁控管机构。该磁控管机构应用于半导体工艺设备，包括：背板、外磁极、内磁极及导磁组件；外磁极设置于背板的底面上，并且在底面上围成一容置空间；内磁极设置于背板的底面上，并且位于容置空间内；导磁组件为导磁材质制成，导磁组件设置于背板的底面上，并且位于两相邻的外磁极及内磁极之间，用于引导磁场强度均匀分布。本申请实施例实现了在外磁极及内磁极之间形成较均匀分布的水平磁场，使得靶材附近的磁感应线基本与靶材平行，大幅提高了靶材的利用率，尤其对于钛或金等贵金属靶材的情况，进而大幅降低应用成本。大幅降低应用成本。大幅降低应用成本。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺设备及其磁控管机构


[0001]本申请涉及半导体加工
，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其磁控管机构。

技术介绍

[0002]目前，磁控溅射是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术的一种。磁控溅射工艺可用于制备金属、半导体、绝缘体等多种薄膜材料，广泛应用于集成电路、液晶显示器及光伏等领域。半导体工艺设备中粒子在高真空的工艺腔室内激发形成等离子体，等离子体中的正离子在阴极负电的吸引下轰击靶材，溅射出的靶材原子沉积在晶圆上形成沉积薄膜。半导体工艺设备中的磁控管一般安装在靶材背面，产生的磁场可以改变等离子体中带电粒子的运动方向，以使带电粒子按照一定曲线轨道运动。带电粒子运动轨迹的增加，提高了粒子间的碰撞机会，从而得到高密度的等离子体，提高了沉积薄膜的速率。磁控管可以控制等离子体的分布，影响靶材不同位置的腐蚀速率，从而影响靶材的寿命和沉积薄膜的均匀性等重要工艺参数。
[0003]现有技术中磁控管一般包括有永磁体及磁轭，永磁体成组的安装于磁轭上。在实际应用时，由于成组的永磁体之间磁感应线一般呈弧形，不同位置的磁场强度矢量的水平分量不同，即平行于靶材的磁场分量强度越大的位置，等离子体密度越大，靶材的腐蚀速率也越快，因此造成靶材的腐蚀形貌往往为较深的V形，造成靶材利用率低及工艺腔室维护周期缩短，从而大幅提高应用及维护成本；另一方面由于工艺效果会随靶材寿命变化较大，从而大幅增加了工艺调控的复杂性。

技术实现思路

[0004]本申请针对现有方式的缺点，提出一种半导体工艺设备及其磁控管机构，用以解决现有技术存在靶材利用率较低、工艺腔室维护周期较短或工艺调控复杂性较高的技术问题。
[0005]第一个方面，本申请实施例提供了一种磁控管机构，应用于半导体工艺设备，包括：背板、外磁极、内磁极及导磁组件；
[0006]所述外磁极设置于所述背板的底面上，并且在所述底面上围成一容置空间；所述内磁极设置于所述背板的底面上，并且位于所述容置空间内；
[0007]所述导磁组件设置于所述背板的底面上，并且位于两相邻的所述外磁极及所述内磁极之间，用于引导磁场强度均匀分布。
[0008]于本申请的一实施例中，所述导磁组件沿所述外磁极和/或所述内磁极的延伸方向延伸设置，并且所述外磁极及所述内磁极远离所述背板的一端极性相反。
[0009]于本申请的一实施例中，所述导磁组件与所述外磁极和/或所述内磁极之间具有预设间距，并且所述预设间距可调节设置。
[0010]于本申请的一实施例中，所述导磁组件的一端通过多个紧固件与所述背板连接，
多个所述紧固件穿设于所述背板上且位置可调节，以使所述预设间距可调节设置。
[0011]于本申请的一实施例中，所述导磁组件包括外导磁条及内导磁条，所述外导磁条沿所述外磁极的延伸方向延伸设置，并且与所述外磁极的内侧壁之间具有所述预设间距；所述内导磁条沿所述内磁极的延伸方向延伸设置，并且与所述内磁极的侧壁之间具有所述预设间距。
[0012]于本申请的一实施例中，所述预设间距大于零，并且小于等于所述外磁极或者所述内磁极宽度的二倍；并且所述外导磁条的宽度小于所述外磁极的宽度，所述内导磁条的宽度小于所述内磁极的厚度。
[0013]于本申请的一实施例中，所述导磁组件具有第一高度，所述外磁极及所述内磁极具有第二高度，所述第一高度与所述第二高度之间具有一预设比值。
[0014]于本申请的一实施例中，所述预设比值大于等于0.5，且小于等于1.5。
[0015]于本申请的一实施例中，所述外磁极包括有两个直线磁条及两个弧形磁条，两个所述直线磁条平行设置，并且两个所述直线磁条的端部分布与两个所述弧形磁条的两端部一体成形，以合围成所述容置空间；所述内磁极与所述直线磁条平行设置；两个所述外导磁条分别靠近两个所述直线磁条设置，并且与所述直线磁条平行设置；两个所述内导磁条分别靠近所述内磁极的两侧设置，并且与所述内磁极平行设置。
[0016]第二个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备，包括工艺腔室及如第一个方面提供的磁控管机构，所述磁控管机构固定设置于所述工艺腔室的顶部，或者所述磁控管机构活动设置于所述工艺腔室的顶部，并且能在所述工艺腔室顶部自旋转。
[0017]本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
[0018]本申请实施例通过外磁极在背板上合围成容置空间，内磁极设置于容置空间内，并且在外磁极与内磁极之间设置有导磁组件，由于在外磁极及内磁极之间设置有导磁组件，使得导磁组件能够引导磁场向水平方向偏移，在外磁极及内磁极之间形成较均匀分布的水平磁场，使得靶材附近的磁感应线基本与靶材平行，以使等离子体在均匀分布的水平磁场的影响下，对靶材的腐蚀的更加均匀，避免靶材的腐蚀形貌出现深V形凹陷，从而大幅提高了靶材的利用率，尤其对于钛或金等贵金属靶材的情况，进而大幅降低应用成本。另外，由于靶材的腐蚀较为均匀还能大幅降低工艺腔室的维护频率，以及能大幅降低工艺调控复杂性，从而提高薄膜沉积均匀性。
[0019]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0020]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1为本申请实施例提供的一种磁控管机构的立体结构示意图；
[0022]图2为本申请实施例提供的一种磁控管机构的剖视结构示意图；
[0023]图3A为现有技术中提供的磁控管机构的磁场方向模拟仿真示意图；
[0024]图3B为本申请实施例提供的磁控管机构的磁场方向模拟仿真示意图；
[0025]图3C为本申请实施例提供的磁控管机构的对靶材腐蚀状态的模拟仿真示意图；
[0026]图4为本申请实施例提供的一种半导体工艺设备的剖视结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
[0028]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0029]下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
[0030]本申请实施例提供了一种磁控管机构，应用于半导体工艺设备，该磁控管机构的结构示意图如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁控管机构，应用于半导体工艺设备，其特征在于，包括：背板、外磁极、内磁极及导磁组件；所述外磁极设置于所述背板的底面上，并且在所述底面上围成一容置空间；所述内磁极设置于所述背板的底面上，并且位于所述容置空间内；所述导磁组件设置于所述背板的底面上，并且位于两相邻的所述外磁极及所述内磁极之间，用于引导磁场强度均匀分布。2.如权利要求1所述的磁控管机构，其特征在于，所述导磁组件沿所述外磁极和/或所述内磁极的延伸方向延伸设置，并且所述外磁极及所述内磁极远离所述背板的一端极性相反。3.如权利要求2所述的磁控管机构，其特征在于，所述导磁组件与所述外磁极和/或所述内磁极之间具有预设间距，并且所述预设间距可调节设置。4.如权利要求3所述的磁控管机构，其特征在于，所述导磁组件的一端通过多个紧固件与所述背板连接，多个所述紧固件穿设于所述背板上且位置可调节，以使所述预设间距可调节设置。5.如权利要求4所述的磁控管机构，其特征在于，所述导磁组件包括外导磁条及内导磁条，所述外导磁条沿所述外磁极的延伸方向延伸设置，并且与所述外磁极的内侧壁之间具有所述预设间距；所述内导磁条沿所述内磁极的延伸方向延伸设置，并且与所述内磁极的侧壁之间具有所述预设间距。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：董彦超，王世如，杨玉杰，
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：