静电夹持装置及应用该静电夹持装置的半导体处理设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种静电夹持装置，其包括基座以及边磁铁，所述边磁铁采用这样的设置方式：即，环绕所述基座而设置，和／或设置在所述基座的内部，和／或设置在所述基座的下方。并且，所述边磁铁包括至少一个边磁铁组件。此外，本发明专利技术还公开一种应用上述静电夹持装置的半导体处理设备。本发明专利技术提供的静电夹持装置和半导体处理设备能够在反应腔室内产生较强的磁场，并减小对反应腔室外部其他工艺模块和仪器的电磁干扰，同时还具有成本低、结构简单、安装较为方便等特点。

Electrostatic clamping device and semiconductor processing equipment using the same

The invention discloses an electrostatic clamping device, which comprises a base and a side edge of the magnet, the magnet in such a way that, set around the base set, and / or arranged in the base, below and / or set at the base. Also, the side magnet includes at least one edge magnet assembly. In addition, the invention also discloses a semiconductor processing equipment applying the electrostatic clamping device. The present invention provides electrostatic clamping device and semiconductor processing equipment in the reaction chamber have a strong magnetic field, and reduce the electromagnetic interference of the external reaction chamber process module and other instruments, and has the advantages of low cost, simple structure, convenient installation etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子
，具体而言，涉及一种静电夹持装 置以及应用该静电夹持装置的半导体处理设备。
技术介绍
随着电子技术的高速发展，人们对集成电路的集成度要求越来 越高，这就要求生产集成电路的企业不断地提高半导体器件的加工/ 处理能力。目前，在半导体器件的加工/处理过程中广泛采用诸如等 离子体沉积技术等的等离子体处理技术。所谓等离子体沉积技术指的是，工艺气体在射频功率的激发下产生电离形成含有大量电子、离子、 激发态的原子、分子和自由基等活性粒子的等离子体，这些活性粒子 与待沉积的物体(例如，晶片)的表面发生物理和化学反应，从而在 待沉积的物体表面获得需要的沉积层。上述等离子体沉积技术需要借助于相应的半导体处理设备来实 现。通常，半导体处理设备的反应腔室维持低压状态，沉积技术所需 的工艺气体通过设置在半导体处理设备反应腔室内的气体分配装置 而进入到反应腔室，并在此受到射频功率或直流功率的激发，产生电 离形成等离子体。靶材被等离子体中的正离子溅射而释放二次电子， 所述二次电子以及等离子体中的电子在电场和磁场的共同约束下做 拉摩运动，并碰撞更多的原子和分子而使之电离；被正离子溅射出的 靶材原子穿过等离子体区而向晶片表面运动，这些靶材原子中的很少 一部分被电离，绝大部分则以原子态沉积在晶片表面，以获得所需的 沉积层。前述诸如溅射技术等的等离子体沉积技术尤其适用于集成电路 制造中的金属互连层和阻挡层的制备过程。所述金属互连层的作用是 使芯片上各区域的电路电连接，并且金属互连层彼此之间以绝缘介质层相隔，在金属互连层和绝缘介质层之间设置一层阻挡层，该阻挡层 用以防止金属互连层中的金属向绝缘介质层扩散，以减小电迁移，进 而提高金属互连层与绝缘介质层之间的附着性。众所周知，在前述诸如溅射工艺等的等离子体沉积工艺中，磁 场通常会影响反应腔室内各种粒子的活动，尤其是上述二次电子以及 等离子体中的电子的活动情况。例如，如果扩大反应腔室内的磁场区 域，则会增大电子的活动范围，从而使等离子体区域扩大。这种情况 下，当被溅射出的靶材原子经过扩大的等离子体区域时，其被电离的 几率就会变大，从而提高了靶材溅射时的离化率。同时，靠近腔室的 磁场零点区域使晶片表面处的等离子体分布更加均匀，并且可在填充 工艺中提高台阶覆盖率，以及在平面沉积工艺中提高薄膜均匀性。然而在实际工艺中，特别是在晶片尺寸逐渐增大以及关键尺寸逐 渐减小的情况下，因腔室体积增大、靶材原子离化率低、等离子体分 布不均匀等问题，而使得晶片等被加工/处理器件从其中心到边缘存在着孔隙填充的台阶覆盖率和薄膜沉积均匀性差异较大的问题。为此，本领域的技术人员不断研究，以期能够通过扩大反应腔 室内的磁场区域而提高台阶覆盖率和薄膜沉积均匀性，并减小从晶片 等被加工/处理器件的中心到其边缘的差异。目前，己有人提出通过在 反应腔室外部增设磁铁来扩大反应腔室内的磁场区域，例如图1就示 出了这样一种半导体处理设备。如图1所示，该半导体处理设备的反应腔室1的上方设置有介 质窗(图未示)，在该介质窗的上方设置有磁控溅射源磁铁2，在该 介质窗的下方设置有靶材3，在反应腔室1的下方设置有静电卡盘5，待加工/处理的半导体器件4 (诸如晶片)便置于该卡盘5上。另外， 在反应腔室1外部的侧面设置有边磁铁6。这样，借助于磁控溅射源 磁铁2和边磁铁6的组合，可以使磁力线分布于腔室和卡盘周围，以 扩大等离子体区域，进而提高靶材原子的离化率，从而在一定程度上 提高孔隙填充的台阶覆盖率和薄膜沉积均匀性。尽管图1所示现有技术中，通过在反应腔室外部设置边磁铁可 以扩大反应腔室内的磁场区域，进而可以扩大等离子体区域的范围，并提高靶材原子的离化率，但是在实际应用中却不可避免地存在下述 的问题其一，由于边磁铁设置在反应腔室的外部，这通常会使反应腔室 内部的磁场强度比较弱，而较弱的磁场会使孔隙填充的台阶覆盖率和 薄膜沉积均匀性均无法达到较佳效果。其二，由于边磁铁设置在反应腔室的外部，多数磁力线会向反 应腔室的外围扩散。特别是，随着反应腔室体积的增大，为了使腔室 外部的边磁铁能够对腔室中心区域的等离子体产生较好的影响，就需 要增大腔室外部边磁铁的磁场强度，也就是要求边磁铁的剩磁变大， 这样就会造成比较大的浪费。例如，图1所示的边磁铁就是约有一半 的磁力线对该反应腔室内部起作用，而另一半的磁力线则直接向反应 腔室的外围扩散。其三，如果腔室外部的边磁铁采用永磁铁，则该边磁铁以及整个 设备的成本会较高，这是因为能够获得较大剩磁的永磁铁价格通常都 很昂贵；而如果腔室外部的磁铁采用电磁铁，则在实际应用中电能损 耗又会较大。因此，现有技术提供的半导体处理设备的成本较高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种静电夹持装置，其能够在 反应腔室内产生较强的磁场，并减小对反应腔室外部其他工艺模块和仪 器的电磁干扰，同时还具有成本低、结构简单、安装较为方便等特点。本专利技术还提供了一种半导体处理设备，其同样能够在反应腔室内产 生较强的磁场，并减小对反应腔室外部其他工艺模块和仪器的电磁干 扰，同时还具有成本低、结构简单、安装较为方便等特点。为此，本专利技术提供了一种静电夹持装置，包括基座以及边磁铁，所 述边磁铁采用这样的设置方式即，环绕所述基座而设置，和/或设置 在所述基座的内部，和/或设置在所述基座的下方。其中，所述边磁铁包括至少一个边磁铁组件。其中，所述边磁铁组件呈与所述基座的外形相适配的环状结构。 其中，所述环状边磁铁组件为一整块环状磁铁。其中，所述环状边磁铁组件包括多个磁铁，所述多个磁铁围绕所述 基座均匀设置而呈环状。其中，所述边磁铁组件为电磁铁和/或永磁铁。其中，所述边磁铁组件采用这样的方式而固定在所述基座上艮口， 螺接方式和/或铆接方式和/或焊接方式和/或粘接方式，和/或借助于固 定装置而固定在所述基座上。其中，所述边磁铁组件为两个或两个以上时，这些边磁铁组件彼此 之间采用叠置的设置方式和/或嵌套的设置方式，并且这些边磁铁组件 的相对大小影响磁场零点区域的位置。此外，本专利技术还提供一种半导体处理设备，其包括反应腔室，并且 在所述反应腔室内的下方位置处设置有上述静电夹持装置，用以在所述 反应腔室内部产生均匀分布且强度较大的磁场。其中，在所述反应腔室内的上方位置处，对应于所述静电夹持装置 而设置沉积工艺所需的靶材，并且在所述靶材的上方设置磁控溅射源磁 铁。相对于现有技术，本专利技术具有这样的有益效果其一，由于本专利技术提供的静电夹持装置本身就设置有边磁铁，因而 将该静电夹持装置设置于半导体处理设备的反应腔室内时，该边磁铁的 大多数磁力线会处于该反应腔室内，因此，该反应腔室的内部可以充分 利用所述边磁铁的剩磁而产生较强的磁场强度。换言之，对于同一个边 磁铁而言，将其设置于静电夹持装置上时，其在反应腔室内产生的磁场 强度会大于将其设置在反应腔室外部时在反应腔室内所产生的磁场强 度。其二，由于本专利技术提供的静电夹持装置本身就设置有边磁铁，并且 将该静电夹持装置设置于半导体处理设备的反应腔室内时，其能够在反 应腔室内产生较强的磁场强度，因而无需像现有技术那样通过设置具有 较大剩磁的边磁铁而在反应腔室内获得较强的磁场强度，因此，本专利技术 具有成本低的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电夹持装置，包括基座，其特征在于：还包括边磁铁，所述边磁铁采用这样的设置方式：即，环绕所述基座而设置，和／或设置在所述基座的内部，和／或设置在所述基座的下方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于大洋，
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：11[中国|北京]