[發明專利]腔室及半導體加工設備

有效

• 申請號: 201810450381.1
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN110468377B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 劉建強;耿宏偉;李強;白志民;張興
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司;北京大學軟件與微電子學院
• 主分類號: C23C14/22
• 分類號: C23C14/22;C23C14/54;C23C14/56
• 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

本發明提供一種腔室及半導體加工設備，在腔室內設置有工藝組件及用于在腔室空閑時烘烤工藝組件的加熱裝置，還包括溫度監控裝置，用于監測工藝組件的溫度；根據工藝組件的溫度，來調節加熱裝置的輸出功率，以將工藝組件的溫度維持在目標溫度。本發明提供的腔室，其可以避免因工藝組件的溫度波動大而造成的顆粒增加，從而可以延長工藝組件清洗周期，提高機臺利用率。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體地，涉及一種腔室及半導體加工設備。

背景技術

物理氣相沉積或濺射沉積技術是在集成電路制造過程中一道非常重要的工藝流程，主要應用于芯片中導線的制作、阻擋層的生成、金屬硬掩膜的形成等。在金屬硬掩膜的物理氣相沉積工藝中，晶片需要依次進行兩個步驟：1)去氣工藝；2)TiN阻擋層工藝。

TiN阻擋層工藝主要是在晶片上沉積一層TiN薄膜。該工藝一般在高真空的腔室內一個相對密閉的空間中進行，構成這個密閉空間的零件包括靶材、基座和工藝組件等。而且，在腔室空閑時，需要對腔室內的工藝組件進行烘烤。

在進行烘烤的過程中，烘烤功率不同，工藝組件的溫度波動較大，例如，若烘烤功率較低，會出現工藝組件溫度逐漸升高的現象；若烘烤功率較高，又會出現工藝組件溫度逐漸降低的現象。工藝組件的溫度波動大會導致工藝組件上粘附物質因熱脹冷縮而掉落，從而造成掉落到晶片上的顆粒增加，進而導致工藝組件清洗周期較短，機臺利用率降低。

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，提出了一種腔室及半導體加工設備，其可以避免因工藝組件的溫度波動大而造成的顆粒增加，從而可以延長工藝組件清洗周期，提高機臺利用率。

為實現本發明的目的而提供一種腔室，在所述腔室內設置有工藝組件及用于在腔室空閑時烘烤所述工藝組件的加熱裝置，還包括溫度監控裝置，用于監測所述工藝組件的溫度；根據所述工藝組件的溫度，來調節所述加熱裝置的輸出功率，以將所述工藝組件的溫度維持在目標溫度。

可選的，所述溫度監控裝置包括非接觸式溫度傳感器，所述非接觸式溫度傳感器設置在所述腔室的外部，且能夠將光信號發送至所述工藝組件所處位置；

在所述腔室的腔室壁且與所述非接觸式溫度傳感器相對應的位置處設置有窗口，所述窗口能夠使所述光信號透過。

可選的，所述非接觸式溫度傳感器包括紅外溫度傳感器或者紅外熱像儀。

可選的，所述窗口所采用的材料包括ZnS或者ZnSe。

可選的，所述溫度監控裝置還包括位置調節機構，所述位置調節機構用于調節所述非接觸式溫度傳感器發送光信號的方向。

可選的，將所述加熱裝置的輸出功率調節至所述加熱裝置的額定功率的40％。

可選的，還包括溫度控制單元和功率調節單元，其中，

所述溫度監控裝置監測所述工藝組件的溫度，并將所述工藝組件的溫度發送至所述溫度控制單元；

所述溫度控制單元用于計算所述工藝組件的溫度與所述目標溫度之間的差值，并根據所述差值控制所述功率調節單元調節所述加熱裝置的輸出功率。

可選的，所述工藝組件包括屏蔽環和沉積環，其中，

在所述腔室內設置有基座，所述沉積環環繞在所述基座的周圍；

所述屏蔽環的環繞在所述沉積環的周圍，并且在所述屏蔽環的內周壁與所述沉積環的外周壁之間具有間隙，所述間隙的徑向寬度小于等于0.2mm。

可選的，所述沉積環的上表面包括經表粗糙度處理的環形區域；所述環形區域的寬度大于等于11mm。

作為另一個技術方案，本發明還提供一種半導體加工設備，包括本發明提供的上述腔室。