[發明專利]加熱腔室及半導體加工設備

有效

• 申請號: 201610357175.7
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN107437515B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 邊國棟
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

本發明提供一種加熱腔室及半導體加工設備，在加熱腔室內設置有介質窗，用以將加熱腔室分隔形成上子腔室和下子腔室，其中，在下子腔室內設置有承載部件，承載部件包括用于承載基片的承載面，在上子腔室內設置有多個加熱燈，用于透過介質窗朝向承載面輻射熱量，各個所述加熱燈與承載面之間的豎直間距不同，以使輻射至置于承載面上的基片不同區域的熱量趨于一致。本發明提供的加熱腔室，其可以更均勻地加熱基片，從而可以提高工藝均勻性。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，具體地，涉及一種加熱腔室及半導體加工設備。

背景技術

物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，以下簡稱PVD)技術是微電子領域常用的加工技術，如，用于加工集成電路中的銅互連層。制作銅互連層主要包括去氣、預清洗、Ta(N)沉積以及Cu沉積等步驟，其中，去氣步驟是去除基片等被加工工件上的水蒸氣及其它易揮發性雜質。在實際應用中，對去氣步驟加熱的均勻性要求很高，如果加熱不均勻，可能會導致基片表面部分區域上的易揮發雜質去除不干凈，影響后續工藝。

圖1為現有的PVD設備的結構示意圖。請參閱圖1，PVD設備包括加熱腔室1，在加熱腔室1的內部設置有石英窗4，借助石英窗4將加熱腔室1分隔為上子腔室11和下子腔室12。其中，在下子腔室12內設有用于承載基片3的支撐柱2。而且，在上子腔室11內的頂部設置有多個加熱燈泡5，其固定在上子腔室11的頂板6上，用以透過石英窗4朝向支撐柱2上的基片3輻射熱量，以使基片3快速升溫達到所需的溫度。

上述加熱腔室在實際應用中不可避免地存在以下問題：

在加熱基片3的過程中，由于位于上子腔室11中心區域的加熱燈泡5的分布較邊緣區域更為集中，導致輻射至基片中心區域的熱量多于輻射至基片邊緣區域的熱量，而且由于基片3邊緣區域的熱散失速率高于其中心區域的熱散失速率，導致基片3的中心區域與邊緣區域存在溫差，從而降低了工藝均勻性。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種加熱腔室及半導體加工設備，其可以更均勻地加熱基片，從而可以提高工藝均勻性。

為實現本發明的目的而提供一種加熱腔室，在所述加熱腔室內設置有介質窗，用以將所述加熱腔室分隔形成上子腔室和下子腔室，其中，在所述下子腔室內設置有承載部件，所述承載部件包括用于承載基片的承載面，在所述上子腔室內設置有多個加熱燈，用于透過所述介質窗朝向所述承載面輻射熱量，各個所述加熱燈與所述承載面之間的豎直間距不同，以使輻射至置于所述承載面上的基片不同區域的熱量趨于一致。

優選的，在所述上子腔室的徑向橫截面上，多個所述加熱燈的投影分布在至少兩個不同半徑的第一圓上，所述第一圓以所述徑向橫截面的中心為圓心；并且，不同所述第一圓上的加熱燈與所述承載面之間的豎直間距不同，而同一所述第一圓上的加熱燈與所述承載面之間的豎直間距相同。

優選的，在所述上子腔室的軸向橫截面上，不同所述第一圓上的加熱燈的投影分布在同一第二圓上。

優選的，所述加熱燈所在所述第一圓的半徑越大，該加熱燈與所述承載面之間的豎直間距越小。

優選的，其中一個所述加熱燈位于所述徑向橫截面的中心；

所述第二圓的半徑采用如下公式獲得：

D²＝(2R-H)×H；

其中，D為所述上子腔室的內壁半徑；R為所述第二圓的半徑；H為半徑最大的所述第一圓上的加熱燈與位于所述徑向橫截面的中心的加熱燈之間的高度差。

優選的，半徑最大的所述第一圓上的加熱燈與位于所述徑向橫截面的中心的加熱燈之間的高度差的取值范圍在50～80mm。