电磁铁线圈组件、半导体加工设备及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种电磁铁线圈组件、半导体加工设备及其控制方法，使用较少的电流源为四组电磁铁线圈供电，降低了成本。该电磁铁线圈组件包括：两个控制电路，每个控制电路包括线圈选择电路；线圈选择电路包括：第一单刀双掷开关，其固定端连接于第一节点，其两个选择端分别连接于第三节点和第四节点；第二单刀双掷开关，其固定端连接于第二节点，其两个选择端分别连接于第五节点和第六节点；第一线圈选择电路中，第三节点连接于第一线圈，第四节点连接于第三线圈，第五节点连接于第一线圈，第六节点连接于第三线圈；第二线圈选择电路中，第三节点连接于第四线圈，第四节点连接于第二线圈，第五节点连接于第四线圈，第六节点连接于第二线圈。
【专利说明】电磁铁线圈组件、半导体加工设备及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造【技术领域】，尤其涉及一种电磁铁线圈组件、半导体加工设备及其控制方法。
【背景技术】
[0002]物理气相沉积(Physical Vapor Deposit1n, PVD)是指通过离子轰击祀材,使革巴材以离子、原子或分子的形式被弹出并沉积在基片上形成薄膜。如图1所示，现有的PVD设备包括工艺腔室，工艺腔室中设备有基片托盘，由于基片上沉积的薄膜通常中间较厚而边缘较薄，为了使基片上沉积的薄膜较为均匀，在托盘周围设置有四组电磁铁线圈，每组线圈由一定匝数的漆包线绕置在工艺腔室周围，每组线圈连接一个电流源。在工艺过程中，只有两组线圈起作用，具体为两个电流源为其中的两组线圈提供一定方向和大小的直流电，通过电流产生磁场，来改变腔室中金属离子的分布。通常根据工艺的不同会使用不同的线圈和电流流向，表1为实际工艺中所使用的线圈和电流的方向。
[0003]表1线圈通电状态表
[0004]
【权利要求】
1.一种电磁铁线圈组件，其特征在于，包括: 四组电磁铁线圈，所述四组电磁铁线圈包括:位于上层外侧的第一线圈，位于上层内侧的第二线圈，位于下层内侧的第三线圈和位于下层外侧的第四线圈； 两个控制电路，每个所述控制电路包括电流源和线圈选择电路； 所述线圈选择电路包括: 第一单刀双掷开关，其固定端连接于第一节点，其两个选择端分别连接于第三节点和第四节点； 第二单刀双掷开关，其固定端连接于第二节点，其两个选择端分别连接于第五节点和第六节点； 第一节点和第二节点分别连接于所述电流源的两极； 所述两个控制电路中的线圈选择电路分别为第一线圈选择电路和第二线圈选择电路； 在所述第一线圈选择电路中，第三节点连接于所述第一线圈的第一抽头，第四节点连接于所述第三线圈的第一抽头，第五节点连接于所述第一线圈的第二抽头，第六节点连接于所述第三线圈的第二抽头； 在所述第二线圈选择电路中，第三节点连接于所述第四线圈的第一抽头，第四节点连接于所述第二线圈的第一抽头，第五节点连接于所述第四线圈的第二抽头，第六节点连接于所述第二线圈的第二抽头。
2.根据权利要求1所述的电磁铁线圈组件，其特征在于， 每个所述控制电路还包括极性选择电路，所述电流源的两极通过所述极性选择电路连接于所述第一节点和第二节点； 所述极性选择电路包括: 第三单刀双掷开关，其固定端连接于所述电流源的第一极，其两个选择端分别连接于第一节点和第二节点； 第四单刀双掷开关，其固定端连接于所述电流源的第二极，其两个选择端分别连接于第一节点和第二节点。
3.根据权利要求2所述的电磁铁线圈组件，其特征在于， 所述第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关和第四单刀双掷开关为接触器。
4.根据权利要求2所述的电磁铁线圈组件，其特征在于， 所述第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关和第四单刀双掷开关中每个单刀双掷开关包括两个IGBT，所述两个IGBT的第一端相互连接作为单刀双掷开关的固定端，所述两个IGBT的第二端分别作为单刀双掷开关的两个选择端。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电磁铁线圈组件，其特征在于， 所述控制单元为PLC、FPGA或单片机。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的电磁铁线圈组件，其特征在于，所述电磁铁线圈组件用于半导体加工设备。
7.一种半导体加工设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室中设置有基片支撑结构，其特征在于，还包括:一个或多个如权利要求1至6中任意一项所述的电磁铁线圈组件，所述电磁铁线圈组件设置于所述基片支撑结构的周围。
8.根据权利要求7所述的半导体加工设备，其特征在于，所述多个电磁铁线圈组件沿所述工艺腔室上下排列。
9.根据权利要求7或8所述的半导体加工设备，其特征在于，所述半导体加工设备为PVD设备。
10.一种半导体加工设备的控制方法，基于如权利要求7至9中任意一项所述的半导体加工设备，其特征在于，包括: 在进行第一种工艺时，控制使第二线圈和第三线圈上具有方向相反的电流，第一线圈和第四线圈上没有电流； 在进行第二种工艺时，控制使第三线圈和第四线圈上具有方向相反的电流，第一线圈和第二线圈上没有电流； 在进行第三种工艺时，控制使第一线圈和第二线圈上具有方向相反的电流，第三线圈和第四线圈上没有电流。
【文档编号】H01F5/00GK104183353SQ201310203813
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月28日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】叶华, 付波 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司