[發明專利]基片加熱腔室、使用基片加熱腔室的方法及基片處理設備

有效

• 申請號: 201010606908.9
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102560373A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 夏威
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: C23C14/22
• 分類號: C23C14/22;C23C14/35;C23C14/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張天舒;陳源

技術領域

本發明涉及微電子加工技術領域，具體地，涉及一種基片加熱腔室、使用基片加熱腔室的方法及基片處理設備。

背景技術

隨著集成電路生產技術的不斷進步，電路芯片的集成度得到大幅提升。目前，在一片芯片中所集成的晶體管數量已經達到了驚人的幾千萬個，數量如此龐大的有源元件的信號集成需要多達十層以上的高密度金屬互聯層進行連接。因此，作為制備上述金屬互聯層的重要工藝，物理氣相沉積(Physical?Vapor?Deposition，以下簡稱PVD)技術，特別是PVD中的磁控濺射技術得到了廣泛應用。

請參閱圖1，為一種典型的磁控濺射設備的系統原理圖。該系統包括前端開啟裝置10、傳輸腔室15、與傳輸腔室15相連接的去氣腔室11、預清洗腔室12、以及阻擋層工藝腔室13和銅互連層工藝腔室14。工藝過程為，將基片通過前端開啟裝置10送入該系統，然后依次進行去氣工藝、預清洗工藝、銅阻擋層工藝以及銅仔晶層工藝。其中，去氣工藝是指將基片加熱至一定溫度以去除基片表面的水蒸氣等雜質的處理過程，該工藝作為磁控濺射的第一個步驟，對后續工藝的質量及設備整體的產能均具有非常重要的影響。

請參閱圖2，為一種目前常用的去氣腔室的結構示意圖。該去氣腔室內設置有托盤21、支撐針26以及加熱燈27。其中，托盤21內設置有加熱絲23，支撐針26由支撐針升降電機25進行驅動。在基片加熱工藝中，利用加熱絲23及加熱燈27同時為基片100進行加熱，從而使基片100能夠快速均勻的升溫。支撐針26在工藝進行前后將基片100升高以使其脫離托盤21上表面，便于機械手取/放基片。

在上述去氣工藝中，每片基片的標準工藝用時接近80s；而去氣工藝后續的銅阻擋層工藝及銅仔晶層工藝標準用時均為40～45s左右，僅約為去氣工藝時長的一半。由于去氣工藝是整個濺射工藝的第一個步驟而且該工藝用時最長，又由于每一個去氣腔室一次只能處理一片基片；因此，后續工藝經常因等待去氣工藝的基片而處于空閑狀態，從而導致整個磁控濺射系統的產能因受到去氣工藝的限制而無法得到充分利用。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基片加熱腔室，其能夠有效提高基片加熱效率。

為解決上述問題，本發明同時提供一種使用基片加熱腔室的方法，其同樣能夠有效提高基片加熱效率。

為解決上述問題，本發明還提供一種基片處理設備，其同樣能夠有效提高基片加熱效率。

為此，本發明提供一種基片加熱腔室，用于在基片處理工藝之前對基片進行加熱，所述基片加熱腔室至少可同時加熱2片基片。

其中，基片加熱腔室包括用于承載基片進行加熱的托盤，托盤至少可同時承載2片基片。

其中，基片加熱腔室包括密封閘門，托盤具有旋轉機構；旋轉機構用于在取/放基片時將托盤上已加熱好的基片位置或無基片的位置對準密封閘門。

其中，基片加熱腔室可同時對2片或4片基片進行加熱。

此外，本發明還提供一種使用基片加熱腔室的方法，用于在基片處理工藝之前對基片進行加熱，其中，基片加熱所需時長T為基片處理工藝時長t的n倍，n＞1；其中，基片加熱腔室至少可同時加熱2片基片，上述方法包括下述步驟：10)使基片加熱腔室同時對N片基片進行加熱處理，其中，N為正整數且n≤N＜n+1；20)每隔時長t，從基片加熱腔室內取出加熱好的基片用于后續的基片處理工藝，同時，向基片加熱腔室內放入未經加熱的基片。

其中，在步驟10)之前，還包括下述步驟：03)向基片加熱腔室內放入一片基片并持續加熱時長t，然后轉到步驟04)；04)判斷基片加熱腔室內的基片數量是否達到N片，如果是，則轉到步驟10)；如果否，則轉到步驟03)。

其中，基片加熱腔室包括托盤、密封閘門及旋轉機構；相應地，步驟20)具體包括：借助旋轉機構將托盤上已加熱好的基片的位置對準密封閘門；開啟密封閘門，將已加熱好的基片取出，并在空出的基片位置處放入一片未經加熱的基片。

優選地，N＝2或4。

另外，本發明還提供一種基片處理設備，至少包括基片加熱腔室和工藝腔室，用于對基片依次進行加熱及處理工藝；其中，上述基片加熱腔室為上述本發明提供的基片加熱腔室，以使基片加熱的效率與工藝腔室的產能相匹配。

其中，上述基片處理設備包括磁控濺射設備。