[發(fā)明專利]一種襯底處理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210483470.9
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103839853A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邊國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陶金龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種襯底處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

請參閱圖1，在半導(dǎo)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(yù)清洗、氮化鉭Ta(N)沉積和金屬銅Cu沉積。在去氣工藝中，需在去氣腔中將半導(dǎo)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(fā)雜質(zhì)。在實際去氣工藝過程中，對半導(dǎo)體襯底加熱的均勻性要求較高，如果加熱不均勻，可能會導(dǎo)致半導(dǎo)體襯底上的部分區(qū)域易揮發(fā)雜質(zhì)去除不干凈，影響后續(xù)工藝的進行，尤其是，如果出現(xiàn)嚴(yán)重的半導(dǎo)體襯底上局部溫度不均勻，極可能會造成半導(dǎo)體襯底的碎片。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)在半導(dǎo)體襯底去氣工藝中去氣腔的剖面圖。如圖2所示，該去氣腔包括用于傳輸半導(dǎo)體襯底1且位于腔壁上的入口2，以及承載所述半導(dǎo)體襯底且位于腔內(nèi)的支撐件3。半導(dǎo)體襯底1裝設(shè)在去氣腔內(nèi)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(xiàn)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(jīng)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(chǎn)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(shè)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(shè)于燈泡安裝座上方以保障電氣安全。由以上可知，設(shè)于大氣環(huán)境中的燈泡4透過石英窗8進行照射，燈泡4產(chǎn)生的熱量通過石英窗8輻射進入腔室中，從而加熱半導(dǎo)體襯底1。

然而，由于半導(dǎo)體襯底的加熱溫度因表面熱輻射系數(shù)不同而有所不同，因此通過熱輻射這種方式加熱半導(dǎo)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種襯底處理系統(tǒng)以實現(xiàn)不同類型襯底加熱的兼容性。

本發(fā)明的目的在于提供一種襯底處理系統(tǒng)，包括：去氣腔和遠(yuǎn)程加熱單元，其中：所述去氣腔包括位于腔內(nèi)用于承載半導(dǎo)體襯底的支撐件以及位于腔壁上的氣體輸入口；所述遠(yuǎn)程加熱單元包括用于接收氣體的輸入口、加熱單元以及與所述去氣腔的氣體輸入口封閉相連的一個或多個輸出口；所述遠(yuǎn)程加熱單元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(zhì)對去氣腔內(nèi)的半導(dǎo)體襯底加熱。

優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)程加熱單元還包括導(dǎo)流元件，所述導(dǎo)流元件形成引導(dǎo)所述氣體流動的導(dǎo)流路徑，使所述氣體沿所述導(dǎo)流路徑流動以增加所述加熱元件與所述氣體的接觸面積。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)流元件包括腔體及多個位于所述腔體內(nèi)相互間隔一定間距且平行交錯排列的第一分隔板和第二分隔板，所述加熱元件位于所述腔體周圍，所述第一分隔板和第二分隔板分別與所述腔體相對的腔壁固定連接，且相鄰的所述第一分隔板與所述第二分隔板部分重合，所述第一分隔板和所述第二分隔板將所述腔體分隔為多個連續(xù)空間以形成所述導(dǎo)流路徑。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)流元件為導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管纏繞連接于所述加熱元件外側(cè)，所述導(dǎo)流管一端作為所述遠(yuǎn)程加熱單元的輸入口接收所述氣體，另一端作為所述遠(yuǎn)程加熱單元的輸出口與所述去氣腔的氣體輸入口封閉相連。

優(yōu)選的，所述加熱元件包括電阻絲。

優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)程加熱單元還包括絕緣件，位于所述加熱元件與所述遠(yuǎn)程加熱單元外壁之間。

優(yōu)選的，所述襯底處理系統(tǒng)還包括底部加熱單元，其設(shè)置于所述去氣腔底部，用于對所述半導(dǎo)體襯底加熱。

優(yōu)選的，所述襯底處理系統(tǒng)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(nèi)的氣體抽出。

優(yōu)選的，所述襯底處理系統(tǒng)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(nèi)排出的氣體冷卻。

優(yōu)選的，所述冷卻單元包括冷卻元件及導(dǎo)氣管，其中所述導(dǎo)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(dǎo)氣管纏繞連接于所述冷卻元件外側(cè)。

本發(fā)明的優(yōu)點在于通過遠(yuǎn)程加熱單元加熱氣體，并將氣體作為傳輸熱量的介質(zhì)，以達(dá)到加熱半導(dǎo)體襯底的目的，可以有效改善現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體襯底表面熱輻射系數(shù)對加熱溫度的影響，進而實現(xiàn)不同類型半導(dǎo)體襯底的加熱兼容性。

附圖說明