一种磁控管结构及半导体处理设备的制作方法

本申请涉及半导体制造设备，具体涉及一种磁控管结构及半导体处理设备。

背景技术：

1、磁控溅射镀膜的基本原理是：氩气被施加电场发生电离，电子向基片运动，氩离子在电场作用下加速向阴极靶材运动，靶面被轰击产生溅射粒子，溅射粒子中的靶原子或分子在基片上形成薄膜。随着工艺的进行，靶材表面靠近磁场的区域出现溅蚀坑。溅蚀坑的有无、位置、宽度及深度，影响着溅射粒子的运动轨迹及溅射量，从而影响到基片上的膜厚分布。因此，磁场影响着溅射镀膜的工艺结果，要得到某种物理特性的薄膜，需要使用特定的磁场，也就是需要某种特定的磁控管。

2、而现有的磁控管结构固定，一种磁控管仅能提供一种固定的磁场，在保持其他条件不变时，仅能用于一种工艺和得到一种物理特性的薄膜，应用范围较窄。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请提供一种磁控管结构及半导体处理设备，可以改善现有的磁控管仅能提供固定的磁场导致应用范围较窄的问题。

2、为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例提供一种磁控管结构，用于半导体设备，所述磁控管结构包括固定磁控管组件和可变磁控组件，二者用于在所述半导体设备中形成可调控的可变磁场，其中，所述可变磁控组件包括：

3、盛液箱，设置在所述固定磁控管组件上方用于盛装磁流体；

4、承载板，设置在所述固定磁控管组件下方；

5、多个容纳腔体，均设置在所述承载板朝向所述固定磁控管组件的一面，并与所述盛液箱连通，多个所述容纳腔体均可调控地充入或抽出预定体积的所述磁流体。

6、可选的，所述容纳腔体包括第一端面和第二端面，并且所述容纳腔体由所述第一端面延伸至所述第二端面；所述第一端面设有导液孔，所述第二端面设有导气孔；

7、所述可变磁控组件还包括：

8、多个导液管，与多个所述容纳腔体一一对应，每个所述导液管的一端连接对应的所述容纳腔体的导液孔，另一端连接所述盛液箱；

9、多个导气管，与多个所述容纳腔体一一对应，每个所述导气管的一端连接对应的所述容纳腔体的导气孔，另一端用于连接外部环境；

10、多个驱动源，与多个所述导液管一一对应连接，所述驱动源用于向对应的容纳腔体充入或抽出预定体积的磁流体。

11、可选的，所述导液孔设置于所述第一端面靠近所述承载板的一端；和/或

12、所述导气孔设置于所述第二端面远离所述承载板的一端。

13、可选的，所述容纳腔体呈圆弧形，并且多个所述容纳腔体同心设置。

14、可选的，所述固定磁控管组件设置于所述容纳腔体上；

15、所述导液管和所述导气管贯穿所述固定磁控管组件设置；

16、所述盛液箱和所述驱动源设置于所述固定磁控管组件的顶面。

17、可选的，所述固定磁控管组件包括：

18、底板，设置于所述容纳腔体上；

19、多个磁柱，设置于所述底板的顶面；

20、顶板，设置于所述磁柱的顶面，所述磁柱夹设于所述顶板与所述底板之间；

21、所述导液管和所述导气管贯穿所述底板和所述顶板，并且避让所述磁柱设置；

22、所述盛液箱和所述驱动源设置于所述顶板的顶面。

23、可选的，所述顶板的底面包括同心设置的第一内环区和第一外环区；所述多个磁柱分别在所述第一内环区和所述第一外环区均匀分布，并且所述第一内环区的磁柱和所述第一外环区的磁柱的磁极均沿所述顶板的厚度方向设置且磁场方向相反；

24、所述承载板的顶面包括同心设置的第二内环区和第二外环区，所述第一内环区在所述承载板上的内圈投影区与所述第二内环区同心，并且被所述第二内环区覆盖，所述第一外环区在所述承载板上的外圈投影区被所述第二外环区覆盖；

25、所述第二内环区和所述第二外环区分别设置有多个所述容纳腔体，并且所述容纳腔体与所述第二内环区同心。

26、可选的，所述内圈投影区在所述第二内环区中沿径向居中；

27、所述外圈投影区在所述第二外环区中沿径向居中。

28、可选的，所述承载板由非导磁材料制成。

29、第二方面，本申请实施例提供一种半导体处理设备，包括如上各实施例所述的磁控管结构。

30、如上所述本申请的磁控管结构，固定磁控管组件可以提供基础磁场，基础磁场的磁场分布不变。当需要改变基础磁场的分布时，可以从盛液箱向容纳腔体充入预定体积的磁流体，容纳腔体位于固定磁控管组件的下方，并且由于每个容纳腔体相对固定磁控管组件的位置不同，因而不同容纳腔体是否充入磁流体以及充入磁流体的多少，可以改变固定磁控管组件下方的磁场分布，具体可以根据不同工艺所需的磁场分布要求向相应的容纳腔体充入目标体积的磁流体。即本实施例的磁控管结构可以提供可变磁场，可以拓展现有的磁控管的应用范围，以适用更多的工艺场景。

技术特征：

1.一种磁控管结构，用于半导体设备，其特征在于，所述磁控管结构包括固定磁控管组件和可变磁控组件，二者用于在所述半导体设备中形成可调控的可变磁场，其中，所述可变磁控组件包括：

2.根据权利要求1所述的磁控管结构，其特征在于，所述容纳腔体包括第一端面和第二端面，并且所述容纳腔体由所述第一端面延伸至所述第二端面；所述第一端面设有导液孔，所述第二端面设有导气孔；

3.根据权利要求2所述的磁控管结构，其特征在于，所述导液孔设置于所述第一端面靠近所述承载板的一端；和/或

4.根据权利要求2所述的磁控管结构，其特征在于，所述容纳腔体呈圆弧形，并且多个所述容纳腔体同心设置。

5.根据权利要求4所述的磁控管结构，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的磁控管结构，其特征在于，所述固定磁控管组件包括：

7.根据权利要求6所述的磁控管结构，其特征在于，所述顶板的底面包括同心设置的第一内环区和第一外环区；所述多个磁柱分别在所述第一内环区和所述第一外环区均匀分布，并且所述第一内环区的磁柱和所述第一外环区的磁柱的磁极均沿所述顶板的厚度方向设置且磁场方向相反；

8.根据权利要求7所述的磁控管结构，其特征在于，所述内圈投影区在所述第二内环区中沿径向居中；

9.根据权利要求1所述的磁控管结构，其特征在于，所述承载板由非导磁材料制成。

10.一种半导体处理设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的磁控管结构。

技术总结本申请公开了一种磁控管结构及半导体处理设备，磁控管结构用于半导体设备，包括固定磁控管组件和可变磁控组件，二者用于在所述半导体设备中形成可调控的可变磁场，其中，所述可变磁控组件包括：盛液箱，设置在所述固定磁控管组件上方用于盛装磁流体；承载板，设置在所述固定磁控管组件下方；多个容纳腔体，均设置在所述承载板朝向所述固定磁控管组件的一面，并与所述盛液箱连通，多个所述容纳腔体均可调控地充入或抽出预定体积的所述磁流体。本申请可以根据不同工艺所需的磁场分布要求向相应的容纳腔体充入目标体积的磁流体，即磁控管结构可以提供可变磁场，从而可以拓展现有的磁控管的应用范围，以适用更多的工艺场景。技术研发人员：白鹏展受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12