[發明專利]一種襯底處理系統

有效

• 申請號: 201210480416.9
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103839875B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 邊國棟;丁培軍;王厚工;趙夢欣
• 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: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/02
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,陶金龍

技術領域

本發明涉及集成電路制造技術領域，尤其涉及一種襯底處理系統。

背景技術

請參閱圖1，在半導體銅互連的物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，簡稱PVD)工藝中，主要包括四個主要工藝過程：去氣、預清洗、氮化鉭Ta(N)沉積和金屬銅Cu沉積。在去氣工藝中，需在密閉去氣腔中將半導體襯底加熱至一定溫度，以去除襯底上吸附的水蒸氣及其它易揮發雜質。在實際去氣工藝過程中，對半導體襯底加熱的均勻性要求較高，如果加熱不均勻，可能會導致半導體襯底上的部分區域易揮發雜質去除不干凈，影響后續工藝的進行，尤其是，如果出現嚴重的半導體襯底上局部溫度不均勻，極可能會造成半導體襯底的碎片。

請參閱圖2，圖2為現有技術在半導體襯底去氣工藝中去氣腔的剖面圖。該去氣腔包括用于傳輸半導體襯底1且位于腔壁上的入口2，以及承載所述半導體襯底且位于腔內的支撐件3。半導體襯底1裝設在去氣腔內且位于襯底支撐件3之上；加熱單元為一排固定于支撐件3上方的燈泡4。其中，燈泡4是固定于燈泡安裝座上，燈泡安裝座安裝于燈泡安裝板5上；安裝板5下方具有反射板6，與其緊貼在一起。此外燈泡安裝板5具有冷卻水管路，從而可實現反射板6的冷卻，防止其溫度過高。安裝板5和反射板6具有通孔，燈泡4從通孔中穿過。反射板6通常是由鋁制成，其下表面經光滑處理以進行光反射，從而能夠更有效地利用燈泡4所產生的光能量。去氣腔還具有屏蔽件7，其中有冷卻水路，用以防止燈泡4使用時腔室壁過熱。燈泡4的供電由外部直接供給燈泡安裝座，燈泡4下方設有一較厚的石英窗8，用以將腔室與外界隔離。此外，保護罩9設于燈泡安裝座上方以保障電氣安全。由以上可知，設于大氣環境中的燈泡4透過石英窗8進行照射，燈泡4產生的熱量通過石英窗8輻射進入腔室中，從而加熱半導體襯底1。

然而，由于半導體襯底的加熱溫度因表面熱輻射系數不同而有所不同，因此通過熱輻射這種方式加熱半導體襯底，在相同工藝條件下無法滿足不同類型的襯底需求。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種襯底處理系統以實現不同類型襯底加熱的兼容性。

為了達成上述目的，本發明提供一種襯底處理系統，其包括去氣腔、輸氣單元和氣體處理裝置，其中：所述去氣腔，包括位于腔內的支撐件,所述支撐件用于承載半導體襯底；所述輸氣單元，包括用于接收氣體的輸入口以及與所述去氣腔封閉相連的一個或多個輸出口；所述氣體處理裝置，包括加熱單元；所述氣體處理裝置與所述輸氣單元的輸出口連接并位于所述支撐件上方；所述氣體處理裝置對接收到的氣體進行加熱，并將加熱后的氣體引入所述去氣腔，通過氣體作為傳熱介質對所述去氣腔內的半導體襯底加熱。

優選的，所述加熱單元，包括導流元件，所述導流元件形成引導所述氣體流動的導流路徑，使所述氣體沿所述導流路徑流動以增加所述加熱單元與所述氣體的接觸面積。

優選的，所述氣體處理裝置，還包括勻氣單元，所述勻氣單元包括一個或多個勻氣板，所述勻氣板具有多個通孔；所述加熱單元位于所述勻氣板的上方、下方或所述勻氣板內，用于對通過所述通孔的氣體加熱。

優選的，所述多個勻氣板相互間隔一定的間距且與所述支撐件承載所述半導體襯底的表面平行排列，每個所述勻氣板上的通孔呈均勻分布，且靠近所述支撐件的勻氣板上通孔的數量大于靠近所述輸氣單元輸出口的勻氣板上通孔的數量。

優選的，所述加熱單元緊密貼合于所述勻氣板的上表面或下表面。

優選的，所述加熱單元包括電阻絲。

優選的，所述襯底處理系統還包括底部加熱單元，設置于所述去氣腔底部，用于對所述半導體襯底加熱。

優選的，所述襯底處理系統，還包括真空泵抽氣單元，其抽氣接口與所述去氣腔連接，用于將所述去氣腔內的氣體抽出。

優選的，所述襯底處理系統，還包括冷卻單元，連接于所述去氣腔和所述真空泵抽氣單元的抽氣接口之間，用于將所述去氣腔內排出的氣體冷卻。

優選的，所述冷卻單元，包括冷卻元件及導氣管，其中所述導氣管的一端連接所述去氣腔，另一端連接所述抽氣單元的抽氣接口，所述導氣管纏繞連接于所述冷卻元件外側。

本發明的有益效果在于：通過氣體處理裝置對氣體進行加熱和勻化處理，并將氣體作為傳輸熱量的介質，以達到加熱半導體襯底的目的，從而可以有效改善現有技術中半導體襯底表面熱輻射系數對加熱溫度的影響，實現不同類型半導體襯底的加熱兼容性，并滿足實際去氣工藝中對半導體襯底加熱的均勻性要求。

附圖說明