一种用于控制退火腔室内氧含量的结构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体集成电路的制造领域，特别涉及一种用于控制退火腔室内氧含量的结构。


背景技术：

2.半导体铜布线工艺中，首先要在半导体表面的阻挡层外形成铜膜电镀层，业界一般采用电化学电镀(ecp)方法制备铜膜电镀层。ecp工艺中，最重要的步骤之一是退火工艺，退火工艺可以有效加强铜膜的致密性和稳定性，退火工艺的主要目的是利用通入退火腔室的氢气将铜膜表面的氧化铜通过氧化还原反应被还原为铜，当退火腔室内氧含量高时，不仅影响氧化还原反应，还会使得铜膜表面被氧化而受损，造成反射率异常，因此，控制退火腔室内气体的氧含量为退火工艺的关键因素之一；需要说明的是，退火工艺中，退火腔室并非密闭状态，故，空气可以进入退火腔室，从而引起退火腔室内含氧量升高。
3.业界内，一般通过通入惰性气体，如氮气和/或氦气，同时，结合手动控制排风阀的排风量以控制退火腔室内的气压，进而保证退火腔室内的氧含量控制在一定范围内，但没有可视化的专门用于控制氧含量的控制系统，从而无法精确的控制退火腔室内的氧含量。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于控制退火腔室内氧含量的结构，能实现退火腔室内氧含量精确且可视化的控制。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的用于控制退火腔室内氧含量的结构，包括取样管，所述取样管的进气端位于所述退火腔室内，用于获取所述退火腔室内的气体；
6.氧含量侦测器，与所述取样管的出气端连通，用于测试所述取样管获取的所述气体的氧含量；
7.排风阀控制器，电连接于所述氧含量侦测器，根据所述氧含量侦测器测出的氧含量控制所述退火腔室的排风阀的排风量。
8.较佳地，所述取样管的进气端位于所述退火腔室的中央位置处。
9.较佳地，所述取样管的进气端形成为喇叭状。
10.较佳地，所述取样管的材质为耐高温材质。
11.较佳地，所述氧含量侦测器的精度范围为0.05
‑
0.5ppm。
12.较佳地，所述氧含量侦测器位于所述退火腔室的外部。
13.较佳地，所述退火腔室包括：
14.进风口，用于氢气和惰性气体输入所述退火腔室；
15.出风口，用于排出所述退火腔室内的气体。
16.较佳地，所述惰性气体为氮气和/或氦气。
17.较佳地，所述排风阀安装于所述出风口处。
18.本实用新型通过增设氧含量侦测器，并利用与其连通的取样管抽取退火腔室内的
气体以分析退火腔室内的氧含量，再根据分析结果，通过排风阀控制器控制设置于退火腔室出风口处排风阀的排风量以实现对退火腔室内的氧含量精确且可视化的控制。本实用新型实现了实时的、精确且可视化的对退火腔室内的氧含量的控制，且结构简单，便于广泛应用于退火工艺中。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型的用于控制铜电镀退火工艺氧含量的结构一实施例的结构示意图；
21.图中，1
‑
退火腔室；2
‑
取样管；3
‑
氧含量侦测器；4
‑
排风阀控制器；5
‑
排风阀；6
‑
氢气和惰性气体；11
‑
进风口；12
‑
出风口；21
‑
进气端。
具体实施方式
22.下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.参考图1，示出了本实用新型实施例的一种用于控制铜电镀退火工艺氧含量的结构，包括：
24.取样管，所述取样管的进气端位于退火腔室内，用于获取所述退火腔室内的气体；
25.氧含量侦测器，与所述取样管的出气端连通，用于测试所述取样管获取的所述气体的氧含量；
26.排风阀控制器，电连接于所述氧含量侦测器，根据所述氧含量侦测器测出的氧含量控制所述退火腔室的排风阀的排风量。
27.本实用新型实施例中，将取样管置于退火腔室内，同时，将取样管与氧含量侦测器连通，氧含量侦测器通过内置的抽气部件将退火腔室内部的气体抽取至其内，并对抽出的气体进行氧含量分析，再根据分析结构，通过排风阀控制器控制退火腔室的排风阀的排风量以控制退火腔室内的气压，从而完成对退火腔室内氧含量精确且可视化的控制。
28.较佳地，所述取样管位于所述退火腔室的中央位置处。可理解地，将取样管置于退火腔室的中央位置处，其抽取的气体更具代表性。
29.较佳地，所述取样管的材质为耐高温材质。可理解地，由于取样管的一部分位于退火腔室内，而退火腔室的温度一般为160℃
‑
190℃，因此，为了保证取样管不会产生高温老化以及对退火腔室产生污染，需要选用耐高温材质制作，优选地，一般采用pfa材质或钛合金材质。
30.较佳地，所述取样管形成为喇叭状。可理解地，喇叭状更有利于抽取退火腔室内的气体。
31.较佳地，所述氧含量侦测器的精度范围为0.05
‑
0.5ppm。优选地，一般使用精度为0.1ppm 的氧含量侦测器。
32.较佳地，所述氧含量侦测器位于所述退火腔室的外部。
33.较佳地，所述退火腔室包括：
34.进风口，用于氢气和惰性气体输入所述退火腔室；
35.出风口，用于排出所述退火腔室内的气体。
36.较佳地，所述惰性气体为氮气和/或氦气。
37.较佳地，所述排风阀安装于所述出风口处。
38.本实用新型实施例中，从进风口进入到退火腔室内的氢气和惰性，其中，氢气为反应气体，用于将氧化铜还原为铜，惰性气体用于降低退火腔室内的氧含量；优选地，惰性气体一般选用氮气和氦气，可理解地，可以同时输入氮气和氦气，也可以单独输入氮气或氦气；同时，出风口处设置有排风阀，退火腔室内的混合气体自排风阀排出；另外，如前述，排风阀的排风量由氧含量侦测器根据分析退火腔室内混合气体的氧含量的结果控制。
39.综上所述，本实用新型通过增设氧含量侦测器，并利用与其连通的取样管抽取退火腔室内的气体以分析退火腔室内的氧含量，再根据分析结果，通过排风阀控制器控制设置于退火腔室出风口处排风阀的排风量以实现对退火腔室内的氧含量精确且可视化的控制。本实用新型实现了实时的、精确且可视化的对退火腔室内的氧含量的控制，且结构简单，便于广泛应用于退火工艺中。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。