技术领域
[0001] 本实用新型属于半导体制造技术领域,具体涉及一种边磁体组件、反应腔室及半导体处理设备。
背景技术
[0002] 在
铜互连工艺中,通常采用直流
磁控溅射技术来制备铜
薄膜。这是一个溅射和重溅射同时进行的过程,当铜靶材接通电源后,靶材表面受到氩离子的轰击,受到轰击后的靶材表面会同时产生铜
原子和铜离子,铜原子和铜离子逐渐下落,铜原子最终落在
晶圆表面,形成了铜薄膜,这个过程称之为溅射。铜离子由于受到射频负
偏压电场的作用,会
加速下落,这样铜离子最终到达晶圆表面的时候,具有非常大的
能量,从而对晶圆表面造成了很大的冲击,其最终造成的结果就是把原本沉积在晶圆表面的一部分铜原子又溅射起来落到了晶圆表面的其它地方,这样就使得铜薄膜进行了重新分布,这个过程称其为重溅射。两者共同作用,最终形成一层均匀的铜薄膜。
[0003] 传统的铜工艺腔室中,在腔室的外侧环绕设置有边磁体,通过边磁体对铜离子的约束,使铜离子更均匀的分布在晶圆表面,进而得到比较理想的铜薄膜。
[0004] 尽管边磁体对晶片表面的铜离子有着一定的约束,但是,边磁体在腔室外侧的
位置相对腔室是固定的,也就是说,边磁体与晶圆之间的距离不可调节,但是它的作用范围是有限的,当需要优化工艺结果时,边磁体无法进行相应的位置调整,无法达到预期的效果,最终无法得到满意的工艺结果。实用新型内容
[0005] 本实用新型旨在至少解决
现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种边磁体组件、反应腔室及半导体处理设备,以解决现有技术中边磁体与晶圆之间的距离不可调节的问题。
[0006] 作为本实用新型的一方面,本实用新型提供了一种边磁体组件,用于约束且使反应腔室内的溅射离子均匀沉积在晶圆表面,其中,包括边磁体结构和升降机构,升降机构与边磁体结构连接,以调节边磁体结构在反应腔室轴向上的高度。
[0007] 其中,升降机构包括
螺柱和穿设在螺柱上的
螺母,且螺柱和螺母相适配,其中,边磁体结构与螺母连接,通过旋转螺母来驱动边磁体结构沿螺柱上升或下降。
[0008] 其中,边磁体结构包括环形
框架和多个柱状磁
铁,多个柱状
磁铁在环形框架的内周间隔排布;环形框架包括沿反应腔室轴向相互间隔,且同轴设置的第一环形板和第二环形板,边磁体固定在第一环形板和第二环形板之间;
[0009] 在第一环形板上具有贯穿其厚度的第一通孔,对应地在第二环形板上具有贯穿其厚度的第二通孔;
[0010] 螺柱的两端分别穿设在第一通孔和第二通孔中;
[0011] 螺母的外径大于第一通孔或者第二通孔的直径。
[0012] 其中,螺柱的数量为多个,且多个螺柱沿第一环形板的周向设置;第一通孔和第二通孔各自的数量与螺柱的数量相对应,且位置一一对应;螺母的数量与螺柱的数量相对应,且一一对应地设置。
[0013] 其中,第一通孔的直径与螺柱的直径的差值取值范围在1mm~1.5mm;第二通孔的直径与螺柱的直径的差值取值范围在1mm~1.5mm。
[0014] 其中,升降机构包括驱动源和传动机构,驱动源通过传动机构驱动边磁体结构上升或下降。
[0015] 其中,驱动源为旋转驱动源;传动机构包括
丝杠和与之相配合的滑
块;滑块与边磁体连接;旋转驱动源用于驱动丝杠旋转。
[0016] 其中,边磁体组件还包括间隔且同轴设置的第一
定位板和第二定位板,螺柱的两端分别由第一定位板和第二定位板固定。
[0017] 作为本实用新型的另一方面,本实用新型还提供了一种反应腔室,包括腔室本体和边磁体组件,边磁体组件在腔室本体的外周环绕设置,其中,边磁体组件采用本实用新型
实施例提供的边磁体组件。
[0018] 作为本实用新型的再一方面,本实用新型还提供了一种半导体处理设备,其包括本实用新型提供的反应腔室。
[0019] 本实用新型具有以下有益效果:
[0020] 本实用新型提供的一种边磁体组件,包括边磁体结构和升降机构,升降机构与边磁体连接,用于调节边磁体在反应腔室轴向上的高度,进而调节边磁体结构与晶圆之间的距离,当需要优化工艺结果时,可以灵活调节边磁体结构的位置以达到满意的工艺结果。
[0021] 本实用新型提供的一种反应腔室,其采用本实用新型实施例提供的边磁铁组件,由于边磁体结构在反应腔室轴向上的高度可以调节,进而调节边磁体结构与晶圆之间的距离,当需要优化工艺结果时,可以灵活调节边磁体结构的位置以达到满意的工艺结果。
[0022] 本实用新型提供的一种半导体处理设备,其采用本实用新型提供的反应腔室,当需要优化工艺结果时,可以灵活调节边磁体结构的位置以达到满意的工艺结果。
附图说明
[0023] 图1为本实用新型实施例提供的边磁体组件的局部结构示意图;
[0024] 图2为本实用新型实施例提供的边磁体固定件的结构示意图;
[0025] 图3为本实用新型实施例提供的一种反应腔室。
[0026] 其中,
[0027] 100-腔体;300-边磁体组件;302-螺柱;303-第一环形板;3030-第一通孔;304-第二环形板;3040-第二通孔;305-螺母。
具体实施方式
[0028] 为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图来对本实用新型提供的边磁体组件及反应腔室进行详细描述。
[0029] 本实用新型实施例提供了一种边磁体组件,用于约束离子并且使反应腔室内的溅射离子均匀沉积在晶圆表面,其包括边磁体结构和升降机构,升降机构与边磁体结构连接,以调节边磁体结构在反应腔室轴向上的高度。其中,当反应腔室竖直设置时,反应腔室的轴向即为竖直方向。
[0030] 本实用新型提供的一种边磁体组件,包括边磁体结构和升降机构,升降机构与边磁体连接,以调节边磁体结构在反应腔室的轴向上的位置,进而调节边磁体结构与晶圆之间的距离,当需要优化工艺结果时,可以灵活调节边磁铁结构的位置以达到满意的工艺结果。
[0031] 图1为本实用新型实施例提供的边磁体组件的局部结构示意图,如图1所示,升降机构具体包括螺柱302和穿设在螺柱302上的螺母305,且螺柱302和螺母305相适配,其中,边磁体结构(图中未示出)与螺母305连接,通过旋转螺母305来驱动边磁体结构沿螺柱302上升或下降。
[0032] 在本实施例中,螺柱302是竖直设置的,在实际应用中,螺柱302也可以倾斜设置,只要在沿螺柱运动的过程中能够上升或下降即可。
[0033] 在本实施例中,驱动螺母305的方式可以为手动的,但本实用新型不局限于此,在实际应用中,驱动螺母305的方式也可以为自动的,例如旋转驱动源。
[0034] 图2为本实用新型实施例提供的边磁体结构的结构示意图,边磁体结构包括环形框架和多个柱状磁铁,多个柱状磁铁在环形框架的内周间隔排布,如图2所示,环形框架包括沿反应腔室轴向相互间隔的第一环形板303和第二环形板304,第一环形板303和第二环形板304同轴设置,柱状磁铁固定在第一环形板303和第二环形板304之间。
[0035] 在第一环形板303上具有贯穿其厚度的第一通孔3030,对应的,在第二环形板304上具有贯穿其厚度的第二通孔3040。如图1所示,螺柱302的两端分别穿设在第一通孔3030和第二通孔3040,螺母305设置在第二环形板304的底部,且螺母305的外径大于第二通孔3040的直径,以将第二环形板304
支撑在螺母305上,使得边磁体能够随螺母305的上升或下降而上升或下降。当然,在实际应用中,螺母305还可以设置在第一环形板303的底部。
[0036] 为了使环形框架在周向方向上能够均匀受
力,优选地,螺柱302的数量为多个,多个螺柱302沿第一环形板303的周向设置,第一通孔3030和第二通孔3040各自的数量与螺柱302的数量相对应,且位置一一对应,螺母305的数量与螺柱302的数量相对应,且一一对应地设置。
[0037] 第一通孔3030与第二通孔3040的孔径应至少确保螺柱302能够从中穿过,优选地,为了保证第一环形板303、第二环形板304能够沿螺柱302平滑地移动,螺柱302与第一通孔3030、第二通孔3040之间具有间隙,同时,第一通孔3030、第二通孔3040还用于当第一环形板303、第二环形板304倾斜时起到支撑作用,因此第一通孔3030、第二通孔3040的孔径不应过大,否则会使第一环形板303、第二环形板304的倾斜
角度过大,难以保证环形框架的相对
水平位置。综上而言,优选地,第一通孔3030的直径与螺柱302的直径的差值取值范围在1mm~1.5mm,第二通孔3040的直径与螺柱304的直径的差值取值范围在1mm~1.5mm。
[0038] 在本实施例中,采用由
螺纹和螺母组成的升降机构结构,但本实用新型不仅局限于此,在实际应用中,升降机构还可以由驱动源和传动机构构成,驱动源通过传动机构驱动边磁体上升或下降。
[0039] 例如,驱动源可以为旋转驱动源,此时,传动机构包括丝杠和与之相配合的滑块,滑块与边磁体连接,旋转驱动源通过控制丝杠旋转,进而带动边磁铁上升或下降,旋转驱动源包括旋转
电机。
[0040] 容易理解的是,此时,也可以采用本实用新型实施例提供的环形框架。丝杠穿过第一通孔和第二通孔,滑块设置在第一环形板或者第二环形板的底部,且滑块的外径大于第一通孔或者第二通孔的直径,以使得固定在环形框架上的边磁体能够随滑块的移动而移动。
[0041] 在本实施例中,边磁体组件还包括间隔且同轴设置的第一定位板和第二定位板,螺柱302的两端分别由第一定位板和第二定位板固定,边磁体组件300位于第一定位板和第二定位板之间。作为又一个技术方案,如图3所示,本实用新型实施例还提供了一种反应腔室,包括腔室本体100和边磁体组件300,边磁体组件300在腔室本体100的外周环绕设置在,该边磁体组件300采用本实用新型实施例提供的边磁铁组件300。
[0042] 本实用新型提供的反应腔室,由于边磁体结构在竖直方向上的位置可以调节,进而调节边磁体结构与晶圆之间的距离,当需要优化工艺结果时,可以灵活调节边磁体结构的位置以达到满意的工艺结果。
[0043] 作为再一个技术方案,本实用新型实施例还提供了一种半导体处理设备,其包括反应腔室,该反应腔室为本实用新型实施例提供的反应腔室。
[0044] 可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式,然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。