半導(dǎo)體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子領(lǐng)域，涉及一種能夠控制反應(yīng)腔室內(nèi)等離子體分布的半導(dǎo)體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]為了將物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n,簡(jiǎn)稱(chēng)PVD)設(shè)備應(yīng)用于深孔填充領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高深寬比孔隙的填充。在發(fā)展長(zhǎng)程PVD技術(shù)的同時(shí)，在反應(yīng)腔室的外側(cè)設(shè)置了邊磁鐵。
[0003]圖1a為典型的長(zhǎng)程PVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1a所示，長(zhǎng)程PVD設(shè)備包括反應(yīng)腔室11，在反應(yīng)腔室11的頂端和底端分別設(shè)置靶材12和基片臺(tái)13，磁控濺射源15設(shè)于靶材12的上方，偏壓射頻電源20與基片臺(tái)13電連接，在反應(yīng)腔室11的外側(cè)等半徑均勻地設(shè)置邊磁鐵14。邊磁鐵14用于調(diào)節(jié)反應(yīng)腔室11內(nèi)等離子體的分布。不同磁控濺射源15、不同偏壓射頻電源20需要不同的邊磁鐵14與之匹配，才能達(dá)到預(yù)定的工藝指標(biāo)。
[0004]早期的長(zhǎng)程PVD設(shè)備是采用永磁鐵作為邊磁鐵14，根據(jù)永磁鐵的疏密度來(lái)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度。這種設(shè)置方式在工藝過(guò)程中，不能根據(jù)需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0005]改進(jìn)后的長(zhǎng)程PVD設(shè)備是采用電磁線圈(電磁鐵)作為邊磁鐵14。如圖1b所示，邊磁鐵14包括四組水平繞制的電磁線圈16、17、18、19。使用時(shí)，相鄰兩組電磁線圈施加反向電流，通過(guò)控制各個(gè)線圈內(nèi)電流的大小來(lái)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布。然而，這種設(shè)置方式只能調(diào)節(jié)不同半徑處磁場(chǎng)的強(qiáng)度，而無(wú)法調(diào)整相同半徑、不同圓周位置處磁場(chǎng)的強(qiáng)度。也就是說(shuō)，改進(jìn)后的長(zhǎng)程PVD設(shè)備的調(diào)節(jié)范圍有限，無(wú)法滿足對(duì)長(zhǎng)程PVD設(shè)備的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，不僅可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)不同半徑處的磁場(chǎng)分布，而且可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)相同半徑、不同圓周位置處的磁場(chǎng)分布。
[0007]解決上述技術(shù)問(wèn)題的所采用的技術(shù)方案是提供一種一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括反應(yīng)腔室和設(shè)于所述反應(yīng)腔室外側(cè)的電磁裝置，所述電磁裝置包括電源和多個(gè)獨(dú)立的電磁線圈，所述多個(gè)電磁線圈沿反應(yīng)腔室的圓周方向間隔排列，所述電源為所述電磁線圈提供電倉(cāng)泛。
[0008]其中，所述多個(gè)電磁線圈并聯(lián)或串聯(lián)。
[0009]其中，所述電源的數(shù)量與所述電磁線圈的數(shù)量相同，每個(gè)所述電源為一個(gè)所述電磁線圈單獨(dú)供電。
[0010]其中，包括η個(gè)所述電源，所述多個(gè)電磁線圈被分成η組，一個(gè)電源對(duì)應(yīng)一組電磁線圈，每組電磁線圈內(nèi)的所述電磁線圈串聯(lián)和/或并聯(lián)，n ^ 2的整數(shù)。
[0011]其中，所述電磁線圈的軸線與所述反應(yīng)腔室的室壁之間的夾角為OS Θ <180°的任意角度。
[0012]其中，所述電磁線圈沿所述反應(yīng)腔室的圓周方向均勻排列。
[0013]其中，所述電磁線圈沿所述反應(yīng)腔室的圓周方向不等間距排列。
[0014]其中，所述電磁線圈包括繞組。
[0015]其中，所述電磁線圈包括繞組和鐵芯，所述鐵芯嵌置于所述繞組中間的空腔內(nèi)。
[0016]其中，所述半導(dǎo)體加工設(shè)備用于沉積薄膜或刻蝕。本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]在本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備中，設(shè)于反應(yīng)腔室外側(cè)的電磁裝置包括沿反應(yīng)腔室的圓周方向間隔排列的多個(gè)獨(dú)立的電磁線圈，控制輸入電磁線圈的電流的大小可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)不同半徑處的磁場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)相同半徑、不同圓周位置處的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1a為典型的長(zhǎng)程PVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖1b為改進(jìn)后的長(zhǎng)程PVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例半導(dǎo)體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0021]圖3a-圖3f分別為本發(fā)明實(shí)施例一到實(shí)施例六電磁裝置的原理圖；
[0022]圖4a為本發(fā)明另一實(shí)施例半導(dǎo)體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0023]圖4b為本發(fā)明再一實(shí)施例半導(dǎo)體加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]如圖2所示，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備包括反應(yīng)腔室21，在反應(yīng)腔室21的頂端和底端分別設(shè)置靶材22和基片臺(tái)23，磁控濺射源25設(shè)于靶材22的上方，偏壓射頻電源26與基片臺(tái)23電連接。在反應(yīng)腔室21的外側(cè)設(shè)有電磁裝置，電磁裝置包括多個(gè)電磁線圈27和電源(圖中未示出)，多個(gè)電磁線圈沿反應(yīng)腔室21的圓周方向間隔排列，電源為電磁線圈27供電。
[0026]本實(shí)施例提供的電磁裝置可以有多種設(shè)置形式，電磁線圈的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況(如反應(yīng)腔室的大小、磁場(chǎng)的均勻性等)任意設(shè)置。下文僅以四個(gè)電磁線圈為例逐一進(jìn)行介紹。
[0027]實(shí)施例一
[0028]如圖4a所示，在實(shí)施例一中，四個(gè)電磁線圈并聯(lián)，并由一個(gè)電源供電。使用時(shí)，將四個(gè)電磁線圈27沿反應(yīng)腔室21的圓周方向間隔設(shè)置。通過(guò)調(diào)節(jié)電磁線圈27的疏密以及電磁線圈27與反應(yīng)腔室21的室壁之間的距離可以改變反應(yīng)腔室21內(nèi)不同區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)相同半徑不同位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度的異化控制。
[0029]具體地，在反應(yīng)腔室21的圓周方向上，電磁線圈27的疏密可以根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)的實(shí)際需要任意設(shè)置，如需要相對(duì)較強(qiáng)的磁場(chǎng)時(shí)，電磁線圈27的設(shè)置較密；如需要相對(duì)較弱的磁場(chǎng)時(shí)，電磁線圈27的設(shè)置較疏。當(dāng)電磁線圈27較密時(shí)，反應(yīng)腔室21內(nèi)與之對(duì)應(yīng)區(qū)域的磁場(chǎng)的均勻性更優(yōu)。換言之，根據(jù)實(shí)際使用情況的需要，電磁線圈沿反應(yīng)腔室的圓周方向可以等間距排列，也可以不等間距排列。不難理解，盡管本實(shí)施例中描述了電磁線圈27沿反應(yīng)腔室21的圓周方向間隔設(shè)置，但這并不表示相鄰的兩個(gè)電磁線圈27之間必須保留一定的距離，實(shí)際上，根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)的要求，相鄰的兩個(gè)電磁線圈27也可以緊貼在一起。
[0030]電磁線圈27與反應(yīng)腔室21的室壁之間的距離也可以根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)的實(shí)際需要任意設(shè)置，如需要相對(duì)較強(qiáng)的磁場(chǎng)時(shí)，電磁線圈27與反應(yīng)腔室21的室壁之間的距離較近；如需要相對(duì)較強(qiáng)的弱場(chǎng)時(shí)，電磁線圈27與反應(yīng)腔室21的室壁之間的距離較遠(yuǎn)。
[0031]實(shí)施例二
[0032]如圖3b所示，在實(shí)施例二中，四個(gè)電磁線圈串聯(lián)，并由一個(gè)電源供電。使用時(shí)，將四個(gè)電磁線圈27沿反應(yīng)腔室21的圓周方向間隔設(shè)置。與實(shí)施例一相同，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁線圈27的疏密以及電磁線圈27與反應(yīng)腔室21的室壁之間的距離可以調(diào)節(jié)反應(yīng)腔室21內(nèi)不同區(qū)域的磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)相同半徑不同位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度的異化控制。
[0033]具體地，在反應(yīng)腔室21的圓周方向上，電磁線圈27的疏密可以根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)的實(shí)際需要任意設(shè)置，如需要相對(duì)較強(qiáng)的磁場(chǎng)時(shí)，電磁線圈27的設(shè)置較密；如需要相對(duì)較弱的磁場(chǎng)時(shí)，電磁線圈27的設(shè)置較疏。當(dāng)電磁線圈27較密時(shí)，反應(yīng)腔室21內(nèi)磁場(chǎng)的均勻性更優(yōu)。換言之，根據(jù)實(shí)際使用情況的需要，電磁線圈沿反應(yīng)腔室的圓周方向可以等間距排列，也可以不等間距排列。不難理解，盡管本實(shí)施例中描述了電磁線圈27沿反應(yīng)腔室21的圓周方向間隔設(shè)置，但這并不表示相鄰的兩個(gè)電磁線圈27之間必須保留一定的距離，實(shí)際上，根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)的要求，相鄰的兩個(gè)電磁線圈27也可以緊貼在一起。
[0034]電磁線圈27與反應(yīng)腔室21的室壁之間的距離也可以根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)的實(shí)際需要任意設(shè)置，如需要相對(duì)較強(qiáng)的磁場(chǎng)時(shí)，電磁線圈27與反應(yīng)腔室21的室壁之間的距離較近；如需要相對(duì)較強(qiáng)的弱場(chǎng)時(shí)，電磁線圈27與反應(yīng)腔室21的室壁之間的距離較遠(yuǎn)。
[0035]實(shí)施例三
[0036]如圖3c所示，在實(shí)施例三中，每個(gè)電磁線圈對(duì)應(yīng)一個(gè)電源，即四個(gè)電磁線圈27均單獨(dú)供電。調(diào)節(jié)電磁線圈27對(duì)應(yīng)的電源可改變其產(chǎn)生的磁場(chǎng)。使用時(shí)，將四個(gè)電磁線圈27沿反應(yīng)腔室21的圓周方向間隔設(shè)置。與實(shí)施例