专利名称：基片处理设备及其腔室装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及基片处理设备及其腔室装置。
背景技术：
在半导体集成电路制造技术领域中，铜互连PVD设备需要经过如下四个工艺步骤:去气、预清洗、Ta(N)沉积、Cu沉积。其中去气步骤是在去气腔室内将基片加热至350°C左右，以去除基片上的水蒸气及其它易挥发杂质。实验表明，去气工艺对基片加热均匀性要求较高，如果均匀性不能保证，将出现某些区域易挥发杂质去除不完全情况，严重的局部温度不均匀可能会造成碎片。此外，出于产率的考虑，希望基片能够尽 快的到达工艺温度，基于此点考虑，这种类型的加热必须使用加热组件。现有的去气腔室的加热方案中一般使用灯泡类型的加热灯对基片进行加热。然而，由于加热灯泡为离散配置，容易导致加热均匀性较差。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有加热均匀性好的腔室装置。本发明的另一个目的在于提出一种具有上述腔室装置的基片处理设备。为了实现上述目的，根据本发明的腔室装置，包括:腔室本体，所述腔室本体内限定有处理腔室；加热部件，所述加热部件设在所述处理腔室内的顶部；支承台，所述支承台设在所述处理腔室内用于支撑基片，所述支承台的上表面与所述加热部件相对；匀热板，所述匀热板设在所述处理腔室内且位于所述加热部件与所述支承台之间；和透明介质窗，所述透明介质窗位于所述加热部件与匀热板之间，所述透明介质窗的外周沿与所述腔室本体的内周壁相连以将所述处理腔室隔成所述加热部件所处的上部腔室和所述匀热板所处的用于对基片进行处理的下部腔室。根据本发明的腔室装置，通过设置在加热灯与基片之间的匀热板，可以将由加热部件产生的热均匀化后再通过热辐射、热对流等方式传导给基片，因此可以实现对基片的均匀加热。另外，根据本发明上述实施例的腔室装置还可以具有如下附加的技术特征:根据本发明的一个实施例，所述支承台上设有用于加热基片的底部加热器。根据本发明的一个实施例，所述匀热板由陶瓷或石墨材料制成且具有预定的黑度。根据本发明的一个实施例，所述透明介质窗为石英窗。根据本发明的一个实施例，所述腔室本体的顶端敞开且由设在所述腔室本体的顶端的反射板封闭。根据本发明的一个实施例，所述加热部件为加热灯。
根据本发明的一个实施例，所述加热灯为环形加热灯，所述环形加热灯包括内环加热灯和外环加热灯，所述外环加热灯沿周向围绕所述内环加热灯。根据本发明的一个实施例，所述反射板的上表面上设有安装板，所述加热灯通过灯座安装在所述安装板上，所述灯座安装在所述安装板的上表面上。根据本发明的一个实施例，所述安装板上设有用于保护所述灯座的保护罩。根据本发明的一个实施例，所述安装板内设有用于流通冷却介质的第一冷却通道。根据本发明的一个实施例，腔室装置还包括屏蔽件，所述屏蔽件与所述腔室本体的顶端相连且沿所述腔室本体的内周壁向下延伸。根据本发明的一个实施例，所述屏蔽件内设有用于流通冷却介质的第二冷却通道。根据本发明的一个实施例，所述屏蔽件包括筒体和从所述筒体上端沿径向延伸出的凸缘，所述凸缘与所述腔室本体的顶端相连且所述筒体沿所述腔室本体的内周壁向下延伸，所述反射板安装在所述凸缘的上端面。根据本发明的一个实施例，所述石英窗的外周沿与所述筒体的内周壁相连。根据本发明第二方面实施例的基片处理设备，包括上述任一实施例所述的腔室装置。进一步，所述基片处理设备为物理气相沉积设备。进一步地，所述腔室装置为所述物理气相沉积设备中的去气腔室。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点将通过结合下面附图对实施例的描述中变得明显和容易理解，其中:图1是根据本发明实施例的腔室装置的示意图。附图标记说明1.安装板2.反射板3.腔室本体4.基片5.支承台6.加热丝(即底部加热器的一种)7.灯座8.处理腔室 9.第二冷却通道10.屏蔽件11.加热部件12.石英窗
13.匀热板15.内环加热灯16.外环加热灯17.第一冷却通道18.保护罩
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述 中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。下面参考附图描述本发明实施例的腔室装置。根据本发明实施例的腔室装置，包括腔室本体3、加热部件11、支承台5匀热板13、和透明介质窗12。具体而言，腔室本体3内限定有处理腔室8。加热部件11设在处理腔室8内的顶部。支承台5设在处理腔室8内用于支承基片4，支承台5的上表面与加热部件11相对。匀热板13设在处理腔室8内且位于加热部件11与支承台5之间。透明介质窗12设在处理腔室8内且位于加热部件11与匀热板13之间，透明介质窗12的外周沿与腔室本体3的内周壁相连以将处理腔室8隔成加热部件11所处的上部腔室和匀热板13所处的用于对基片4进行处理的下部腔室。可以理解的是，透明介质窗12的外周沿可以与腔室本体3的内周壁之间气密地相连，由此，在透明介质窗12存在的情况下，可以使加热部件11处于大气环境中(即上部腔室可以与大气连通)，而下部腔室与外界大气相隔绝，以在下部腔室内对基片4进行处理。其中，从光透过率、导热性能、成本等考虑，优选采用石英窗作为该透明介质窗12。可以理解的是，关于匀热板13在处理腔室8内的具体安装方式没有特别要求，可以采用任意安装方式，只要可以实现匀热板安装在处理腔室8内即可。
根据本发明上述实施例的腔室装置，通过设置在加热部件11与支承台5之间，即加热部件11与基片4之间的匀热板13，可以将由加热部件11产生的热均匀化后再通过热辐射、热对流等方式传导给基片4，以对基片4进行加热，从而解决了由于加热灯离散配置所导致的加热均匀性较差的问题，进而实现对基片4的均匀加热。根据本发明的一个实施例，支承台5设有用于加热基片4的底部加热器。在本发明的一些实施例中，如图所示，所述底部加热器为设在支承台5内的加热丝6。可以理解的是，本发明并不限于此，所述底部加热器还可以为静电卡盘加热器、机械卡盘加热器、压差卡盘加热器。通过底部加热器和加热部件11同时工作以对基片4进行加热，可以进一步提高基片4的加热效率。根据本发明的一个实施例，匀热板13由陶瓷或石墨材料制成且具有预定的黑度。由此，可以提高匀热板13的匀热效果，从而可以进一步改善基片4的处理效果。其中黑度的定义是在一定温度下，将灰体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比定义为物体的黑度，可以理解的是，关于黑度的具体要求可以根据材质、添加剂等不同而相应设定。根据本发明的一个实施例，腔室本体3的顶端敞开且由设在腔室本体3的顶端的反射板2封闭。由此，可以将加热部件11发出的光反射向处理腔室8内以用于对基片4进行加热，因此有利于提闻基片4的加热效率。根据本发明的一个实施例，加热部件11为加热灯。所述加热灯为环形加热灯，包括内环加热灯15(如图1所示，内环加热灯15是位于内侧的呈环状的加热灯)和外环加热灯16 (如图1所示，外环加热灯16是位于内环加热灯15的外侧的呈环状的加热灯)，外环加热灯16沿周向围绕内环加热灯15设置。由此，有利于进一步提高基片4的加热均匀性。进一步，反射板2的上表面上设有安装板1，加热灯通过灯座7安装在安装板I上，灯座7安装在安装板I的上表面上。由此，通过反射板与安装板的紧密贴合从而通过安装板内的冷却通道将反射板2进行冷却，以防止反射板2温度过高。进一步地，安装 板I内可以设有用于流通冷却介质的第一冷却通道17。由此，可以进一步防止反射板2的过热,从而确保反射板2处于安全温度范围内。更进一步地，安装板I上可以设有用于保护灯座7的保护罩18。由此，可以避免发生因操作者接触到灯座7而引起的事故，从而有利于提高操作安全性。根据本发明的一个实施例，腔室装置还包括屏蔽件10，屏蔽件10与腔室本体3的顶端相连且沿腔室本体3的内周壁向下延伸以避免腔室本体3过热。进一步，屏蔽件10内设有用于流通冷却介质的第二冷却通道9。由此，可以通过冷却介质(例如水、油、气体等)冷却腔室本体3以避免其过热。具有该屏蔽件10的腔室装置，其防止腔室本体3过热的效果更好，且结构简单。需要理解的是，第一冷却通道17和第二冷却通道9中所流通的冷却介质既可以相同也可以不同。在本发明的一些实施例中，屏蔽件10包括筒体和从所述筒体上端沿径向延伸出的凸缘，其中所述凸缘与腔室本体3的顶端相连且所述筒体沿腔室本体3的内周壁向下延伸，反射板2安装在所述凸缘的上端面。该结构的腔室装置结构简单，便于安装。在此情况下，石英窗12的外周沿可以与所述筒体的内周壁相连。下面描述根据本发明实施例的基片处理设备。根据本发明实施例的基片处理设备包括上述任一项实施例所述的腔室装置。根据本发明实施例的基片处理设备的其他部分和功能对于本领域普通技术人员来说是已知的，在此不再赘述。可选地，所述基片处理设备为物理气相沉积设备。进一步，所述腔室装置为所述物理气相沉积设备中的去气腔室。根据本发明实施例的基片处理设备，由于采用了根据本发明实施例的腔室装置，因此具有基片处理效果好的优点。下面以所述腔室装置作为去气腔室装置为例描述根据本发明一个实施例的基片去气处理过程。首先，将基片4放置到处理腔室8内的支承台5上。接着，通过加热部件11加热匀热板13从而对支承台5上的基片4进行加热并通过调节加热功率使得加热温度在350°C左右。上述基片的去气处理过程具有加热效率高、加热均匀、去气效果好等优点。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了 本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种腔室装置，其特征在于，包括: 腔室本体，所述腔室本体内限定有处理腔室； 加热部件，所述加热部件设在所述处理腔室内的顶部； 支承台，所述支承台设在所述处理腔室内用于支撑基片，所述支承台的上表面与所述加热部件相对； 匀热板，所述匀热板设在所述处理腔室内且位于所述加热部件与所述支承台之间；和 透明介质窗，所述透明介质窗位于所述加热部件与匀热板之间，所述透明介质窗的外周沿与所述腔室本体的内周壁相连以将所述处理腔室隔成所述加热部件所处的上部腔室和所述匀热板所处的用于对基片进行处理的下部腔室。
2.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，所述支承台设有用于加热基片的底部加热器。
3.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，所述匀热板由陶瓷或石墨材料制成且具有预定的黑度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的腔室装置，其特征在于，所述透明介质窗为石英窗。
5.根据权利要求4所述的腔室装置，其特征在于，所述腔室本体的顶端敞开且由设在所述腔室本体的顶端的反射板封闭。
6.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，所述加热部件为加热灯。
7.根据权利要求6所述的腔室装置，其特征在于，所述加热灯为环形加热灯，所述环形加热灯包括内环加热灯和外环加热灯，所述外环加热灯沿周向围绕所述内环加热灯。
8.根据权利要求6所述的腔室装置，其特征在于，所述反射板的上表面上设有安装板，所述加热灯通过灯座安装在所述安装板上，所述灯座安装在所述安装板的上表面上。
9.根据权利要求8所述的腔室装置，其特征在于，所述安装板上设有用于保护所述灯座的保护罩。
10.根据权利要求8所述的腔室装置，其特征在于，所述安装板内设有用于流通冷却介质的第一冷却通道。
11.根据权利要求5所述的腔室装置，其特征在于，所述腔室装置还包括屏蔽件，所述屏蔽件与所述腔室本体的顶端相连且沿所述腔室本体的内周壁向下延伸。
12.根据权利要求11所述的腔室装置，其特征在于，所述屏蔽件内设有用于流通冷却介质的第二冷却通道。
13.根据权利要求11所述的腔室装置，其特征在于，所述屏蔽件包括筒体和从所述筒体上端沿径向延伸出的凸缘，所述凸缘与所述腔室本体的顶端相连且所述筒体沿所述腔室本体的内周壁向下延伸，所述反射板安装在所述凸缘的上端面。
14.根据权利要求13所述的腔室装置，其特征在于，所述石英窗的外周沿与所述筒体的内周壁相连。
15.一种基片处理设备，其特征在于，包括权利要求1-14中任一项所述的腔室装置。
16.根据权利要求15所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备为物理气相沉积设备。
17.根据权利要求16所述的基片处理设备，其特征在于，所述腔室装置为所述物理气相沉积设备中的去 气腔室。
全文摘要
本发明公开了基片处理设备及其腔室装置。所述腔室装置包括腔室本体，其内限定有处理腔室；加热部件，设在所述处理腔室内的顶部；支承台，设在所述处理腔室内用于支撑基片，支承台的上表面与加热部件相对；匀热板，设在处理腔室内且位于石英窗与支承台之间；和透明介质窗，透明介质窗位于加热部件与匀热板之间，透明介质窗的外周沿与腔室本体的内周壁相连以将处理腔室隔成加热部件所处的上部腔室和匀热板所处的用于对基片进行处理的下部腔室。根据本发明实施例的腔室装置，可以将由加热灯产生的热均匀化后再通过热辐射、热对流等方式传导给基片，因此可以实现对基片的均匀加热。
文档编号C23C14/22GK103088288SQ20111034364
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者赵梦欣, 王厚工, 刘旭, 文莉辉, 丁培军 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司