[发明专利]半导体工艺设备及其工艺腔室

说明书

本申请实施例提供了一种半导体工艺设备及其工艺腔室。该工艺腔室包括：腔室本体、基座及导磁装置；基座位于腔室本体内，基座用于承载晶片；导磁装置包括磁体结构及软磁材质的导磁结构，磁体结构环绕设置于基座的两侧，用于在基座附近提供磁场；导磁结构设置于基座内，并且与基座的上表面具有一预设距离，用于引导磁场强度均匀分布以及磁场方向的取向一致。本申请实施例实现了诱导磁场在晶片附近的磁场强度分布更加均匀，以及使得磁场方向的取向一致，从而使得晶片各个位置上薄膜难易化轴保持一致，可以显著提高薄膜的磁各向异性。

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种半导体工艺设备及其工艺腔室。

背景技术

目前，集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。随着电子器件向微型化、高频化、集成化、功能化方向发展，这些布线互连在一起的晶体管、电阻、电容和电感等元件的电磁兼容问题变得越来越严峻。在使用高频微波集成电子器件的过程中，电磁环境变得越来越复杂，元件的电磁兼容性要求越来越高，抗电磁干扰成为一个备受瞩目的问题。现有技术中采用特殊材料制成的抗电磁干扰电子器件成为未来电磁兼容发展的一个重要方向，例如将高频磁性薄膜应用在电子器件和微波电路旁边，可以实现对高频噪声信号进行有效的吸收抑制。经过不断探索和实验发现，磁体在被磁化时存在一个比较容易磁化的方向和一个比较难磁化的方向，这是由于磁体在磁性上是各向异性的。在易磁化轴的方向上，磁晶各向异性能小；在难磁化轴上，磁晶各向异性能较大，各向异性场的方向将影响薄膜对电磁场的感应，进而影响薄膜的噪声抑制效果。因此大规模制备具有高磁各向异性的高频磁性薄膜，就变得十分重要。

现有技术中制备高频磁性薄膜主要制用磁控溅射技术。在制备过程中，晶片位于磁组的中间位置，在与基片膜面平行的方向上施加磁场以形成诱导磁场，以诱导镍铁(NiFe)薄膜的易磁化方向，同时在基片上沉积不同的缓冲层来提高磁各向异性。然后对以钽(Ta)缓冲层的Ni₈₁Fe₁₉/钽(Ta)薄膜和以镍铁铬(NiFeCr)为缓冲层的Ni₈₁Fe₁₉/钽(Ta)薄膜进行热处理，在经过350℃热处理后可以很好地保持Ni₈₁Fe₁₉薄膜的磁各向异性能。但是由于采用了镍铁铬缓冲层，会使得薄膜在高温退火时，存在晶界间的原子扩散，从而会破坏薄膜结构。磁组及晶片均位于基座上，对于商业化应用的12英寸大晶片来说，该诱导磁场分布不均匀导致制备薄膜磁各向异性能较差。另外，由于在磁控溅射过程中基座温度会升高，磁组单纯的放在基座上，磁组在高温下其磁性会大幅下降，势必会导致诱导磁场的作用大大削弱，从而不利于制备高磁各向异性的薄膜。

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工艺腔室，用以解决现有技术存在的薄膜质量及磁各向异性能较差的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体工艺设备的工艺腔室，包括：腔室本体、基座及导磁装置；所述基座位于所述腔室本体内，所述基座用于承载晶片；所述导磁装置包括磁体结构及软磁材质的导磁结构，所述磁体结构环绕设置于所述基座的两侧，用于在所述基座附近提供磁场；所述导磁结构设置于所述基座内，并且与所述基座的上表面具有一预设距离，用于引导所述磁场强度均匀分布以及磁场方向的取向一致。

于本申请的一实施例中，所述磁体结构包括固定支架及多个磁柱，所述固定支架环绕设置于所述基座的两侧；多个所述磁柱均匀分布于所述固定支架上，并且所有所述磁柱的N极和S极均等高度地沿第一方向设置，所述第一方向与所述基座的径向平行。

于本申请的一实施例中，所述导磁结构包括导磁组件及固定环，所述导磁组件设置于所述固定环内，所述固定环用于将所述导磁组件固定于所述基座内。