[发明专利]半导体工艺设备及其磁控管机构

说明书

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。该磁控管机构包括：背板组件、活动磁极及固定磁极；背板组件包括第一背板及第二背板，第二背板能相对于第一背板移动；多个固定磁极设置于第一背板的底面上，多个活动磁极设置于第二背板的底面上；当第二背板移动至预设位置时，多个活动磁极中的至少一个活动磁极与多个固定磁极中的至少一个固定磁极构成一呈闭合状态的磁控管，其它活动磁极及固定磁极呈非闭合状态。本申请实施例实现多个磁控管的交替启辉，进而实现多种工艺之间快速切换，并且不会出现多个磁控管之间争夺启辉现象，从而进一步增加工艺稳定性。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，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。

背景技术

目前，溅射是指荷能粒子(例如氩离子)轰击固体表面，引起固体表面各种粒子，如原子、分子或团束从该固体表面逸出的现象。在磁控溅射设备中等离子体产生于工艺腔室中，等离子体的正离子被阴极负电所吸引，轰击工艺腔室中的靶材，撞出靶材的原子并沉积到衬底上。在非反应溅射的情况下，气体是惰性气体，例如氩气。在反应溅射中则采用反应气体和惰性气体一起使用。磁控溅射设备广泛的应用于集成电路、液晶显示器、薄膜太阳能及其发光二极管(Light Emitting Diode，LED)领域。

为了改善溅射的效果，在靶材附近使用了磁铁，它可以迫使等离子体中的电子按照一定的轨道运动，增加了电子的运动时间，从而增加了电子和气体的碰撞的机会，从而得到高密度的等离子体，提供较高的沉积速率。同时磁铁所控的电子的轨道会影响不同位置的靶材的侵蚀速率，影响靶材的寿命，同时还会影响薄膜的沉积的均匀性。

磁控溅射技术的特点是在靶材的背部排布了特定分布的一系列磁体，磁体排布的整体机构称之为磁控管(Magnetron)，磁控管可提供穿过靶材的磁场，在靶材面向工艺腔室的一面形成磁场分布。现有技术中一般设计有两个磁控管，利用不同工艺压力下的靶材电压不同实现不同磁控管启辉并实现溅射沉积，以及利用某一特定功率下实现两个磁控管同时启辉，由此实现靶材溅射工艺及靶材全靶腐蚀工艺。但在工艺压力大于一数值时，存在两个磁控管争夺启辉现象，使得靶材电压发生跳动导致工艺不稳定；另外功率输出的扰动或气体流量的输出扰动，容易引起两个磁控管之间启辉的转换，从而容易引起工艺不稳定。由于其对硬件稳定性和供电稳定性要求过高，气流量或功率输出要求过高，使得双磁控管在实际应用时不仅控制难度较大而且实现难度也很高。

发明内容

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的控制难度较大以及实现难度较高的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备中的磁控管机构，包括：背板组件、活动磁极及固定磁极；所述背板组件包括第一背板及第二背板，所述第二背板能相对于所述第一背板移动；多个所述固定磁极设置于所述第一背板的底面上，多个所述活动磁极设置于所述第二背板的底面上；当所述第二背板移动至预设位置时，多个所述活动磁极中的至少一个活动磁极与多个所述固定磁极中的至少一个固定磁极构成一呈闭合状态的磁控管，其它所述活动磁极及所述固定磁极呈非闭合状态。

于本申请的一实施例中，多个所述固定磁极包括第一固定磁极及第二固定磁极，多个所述活动磁极包括第一活动磁极组及第二活动磁极组，所述预设位置包括第一预设位置和第二预设位置；所述第二背板移动至所述第一预设位置时，所述第一活动磁极组与所述第一固定磁极构成呈闭合状态的第一磁控管，所述第二活动磁极组与所述第二固定磁极呈非闭合状态；所述第二背板移动至第二预设位置时，所述第二活动磁极组与所述第二固定磁极构成呈闭合状态的第二磁控管，所述第一活动磁极组与所述第一固定磁极呈非闭合状态。