反应腔室的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微电子技术领域，具体地，涉及一种反应腔室。
【背景技术】
[0002]物理气相沉积(Physical Vapor Deposit1n，以下简称PVD)技术是微电子领域常用的加工技术，如，用于采用磁控溅射的方法在衬底上沉积AlN (氮化铝)薄膜，该方法具有反应温度低、成膜易控制、膜结构致密等优点。在实施工艺时，需要对衬底进行加热，同时精确控制衬底温度，这是因为:衬底温度会影响AlN薄膜的成核和生长，若衬底温度低于目标温度时，则会出现沉积物原子迀移率低、新生核不易聚集的问题，从而造成沉积的AlN薄膜的晶粒细小；若衬底温度高于目标温度，虽然沉积物原子扩散充分、薄膜晶体生长完整，但是沉积的AlN薄膜的晶粒可能粗大。
[0003]图1为现有的一种PVD设备的剖视图。如图1所示，PVD设备包括反应腔室10，在反应腔室10的顶部设置有靶材11，且在靶材11的下方设置有升降基座12，用以承载托盘13，托盘13用于运载至少一个衬底；而且，在驱动电机14的驱动下，升降基座12可上升至工艺位置B，在该工艺位置B处可以对托盘13上的衬底进行工艺；或者，升降基座12可下降至装卸位置A，在该装卸位置A可以自升降基座12取出或放入托盘13。此外，在反应腔室10内还设置有衬环15和压环16，当升降基座12上升至上述工艺位置B时，压环16利用自身重力压住托盘13，以将其固定在升降基座12上；当升降基座12离开工艺位置B时，压环16由衬环15支撑。另外，在升降基座12内集成了电阻加热装置17，用以采用热传导的方式加热托盘13上的衬底，并通过热电偶18实时测量并反馈当前托盘13的温度，以实现对衬底温度的控制。
[0004]在进行AlN薄膜的沉积工艺时，首先将托盘13传输至反应腔室10内，并将其放置在升降基座12上，此时升降基座12位于装卸位置；然后利用电阻加热装置17并以最高输出功率(通常为10KW)对托盘13进行加热，经由升降基座12和托盘13的热传导，衬底温度开始上升；当由热电偶18反馈的托盘13的温度为所需温度时，降低电阻加热装置17的输出功率，以采用较低的输出功率(通常为0.5KW)加热托盘13，以使其维持在所需温度；然后驱动升降基座12上升至工艺位，进行AlN薄膜的沉积工艺。
[0005]上述PVD设备在实际应用中不可避免地存在以下问题:
[0006]其一，因受到升降基座12和托盘13的材料的影响，上述电阻加热装置17的加热效率较低。
[0007]其二，由于在托盘13的升温过程中，电阻加热装置17采用的是最高输出功率，而在托盘13的保温过程中，电阻加热装置17采用的是较低的输出功率，因而保温过程的输出功率相对于升温过程和保温过程的总输出功率过低，这使得电阻加热装置17在该输出功率的范围内的温控精度较低，从而无法精确地控制衬底温度。
【发明内容】
[0008]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室，其不仅可以提高加热效率，而且可以精确地控制被加工工件的温度。
[0009]为实现本发明的目的而提供一种反应腔室，包括可作升降运动的升降基座，用于通过上升或下降将被加工工件传输至工艺位置或者装卸位置；其特征在于，所述反应腔室还包括:升温加热器，用于在所述升降基座位于所述装卸位置时，使所述被加工工件的温度快速升温至所需温度；保温加热器，用于在所述升温加热器完成加热之后，将所述被加工工件的温度维持在所述所需温度。
[0010]优选的，所述反应腔室还包括:可容纳所述升温加热器的容纳腔，其具有与所述反应腔室相连通的开口 ；传输机构，用于通过所述开口在所述容纳腔与所述反应腔室之间传输所述升温加热器。
[0011]优选的，所述升温加热器采用热辐射的方式加热所述被加工工件；所述传输机构包括旋转轴和旋转驱动源，其中，所述旋转轴竖直设置所述反应腔室内，且位于与所述开口相对应的位置处，并且所述旋转轴分别与所述升温加热器和所述旋转驱动源连接；所述旋转驱动源用于在所述升降基座位于所述装卸位置时，驱动所述旋转轴旋转，以使其带动所述升温加热器旋转至所述反应腔室内位于所述升降基座上方的位置，或者所述容纳腔内。
[0012]优选的，所述升温加热器包括红外加热灯、供电接线和真空电极，其中，所述红外加热灯用于朝向所述升降基座辐射热量；所述真空电极设置在所述反应腔室的底部，所述真空电极的一端通过所述供电接线与所述红外加热灯电性连接；所述真空电极的另一端延伸至所述反应腔室的外部。
[0013]优选的，所述红外加热灯包括至少一个水平设置的红外加热灯管，或者沿水平方向排列的多个红外加热灯泡。
[0014]优选的，所述升温加热器还包括光反射件，所述光反射件设置在所述红外加热灯的上方，用以将辐射至所述光反射件表面上的光线朝向所述升降基座反射。
[0015]优选的，所述红外加热灯的总额定功率为10?15KW。
[0016]优选的，所述升温加热器采用热传导的方式加热所述被加工工件；所述传输机构包括升降机构和旋转机构，其中，所述升降机构用于在所述升降基座位于所述装卸位置时，驱动所述升温加热器下降至与所述被加工工件上表面相接触的位置，或者上升至位于所述升降基座上方的位置；所述旋转机构用于驱动所述升温加热器旋转至位于所述升降基座上方的位置，或者所述容纳腔内。
[0017]优选的，所述反应腔室还包括石墨托盘，用于承载至少一个被加工工件；所述石墨托盘在位于所述反应腔室内时由所述升降基座承载；所述升温加热器采用感应加热的方式加热所述石墨托盘，从而间接加热所述被加工工件。
[0018]优选的，所述保温加热器的额定功率不大于所述保温加热器维持所述被加工工件的温度所需的输出功率的2倍。
[0019]优选的，所述保温加热器的额定功率为1KW。
[0020]优选的，所述保温加热器包括电阻加热器，所述电阻加热器设置在所述升降基座内，用以采用热传导的方式加热被加工工件。
[0021]本发明具有以下有益效果:
[0022]本发明提供的反应腔室，其具有升温加热器和保温加热器，在升降基座位于装卸位置时，首先利用升温加热器使被加工工件的温度快速升温至所需温度，然后再利用保温加热器将该被加工工件的温度维持在该所需温度，即，单独采用两种加热器分别用于升温和保温，这与现有技术相比，不仅可以通过采用更高额定功率的升温加热器来提高加热效率，而且在保证将被加工工件的温度维持在所需温度的前提下，还可以通过采用低额定功率的保温加热器，来避免其在保温过程中使用的输出功率相对于其额定功率过低，从而可以确保保温加热器在保温过程中使用的输出功率在其能够精确控制温度的范围内，进而可以实现精确地控制被加工工件的温度。
【附图说明】
[0023]图1为现有的一种PVD设备的剖视图；
[0024]图2A为本发明第一实施例提供的反应腔室在一种状态下的剖视图；
[0025]图2B为本发明第一实施例提供的反应腔室在另一种状态下的剖视图；
[0026]图3A为本发明第二实施例提供的反应腔室在一种状态下的剖视图；
[0027]图3B为本发明第二实施例提供的反应腔室另一种状态下的剖视图；
[0028]图3C为本发明第二实施例提供的反应腔室又一种状态下的剖视图；
[0029]图4A为本发明第三实施例提供的反应腔室在一种状态下的剖视图；
[0030]图4B为本发明第三实施例提供的反应腔室另一种状态下的剖视图；以及
[0031]图4C为本发明第三实施例提供的反应腔室又一种状态下的剖视图。
【具体实施方式】
[0032]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的反应腔室进行详细描述。
[0033]图2A为本发明第一实施例提供的反应腔室在一种状态下的剖视图