去气腔室和半导体加工设备的制作方法

本发明属于半导体设备制造技术领域，具体涉及一种去气腔室和半导体加工设备。

背景技术：

在半导体设备集成系统中，按照功能主要分三类模块，包括去气工艺模块、预清洗工艺模块和沉积工艺模块。其中，去气工艺模块是整个工艺流程中的第一个工艺模块，主要是对待加工件进行去气，以去除待加工件S表面或者内部残存的杂质气体，这些杂质气体不能出现在后续工艺腔室内，否则会影响半导体器件的性能。

在现有技术中，去气工艺模块对待加工件进行烘烤去气，主要通过三种方式，一是卤素灯加热，二是加热板加热，三是卤素灯和加热板同时加热。对于利用卤素灯加热的方式，一般情况下是卤素灯在大气中，中间用透明的介质窗与真空隔开，通过光照的方式对待加工件进行加热。具体地，请参照图1，去气腔室包括腔体1、介质窗2、灯罩3和卤素灯4，其中，腔体1位于介质窗2的下方，腔体1的侧壁与介质窗2的下表面使得整个腔室为一密闭环境，即形成一真空腔；介质窗2一般采用石英制成，呈透明态；灯罩3位于介质窗2的上方，灯罩3上设置有卤素灯4，卤素灯4的数量为多个，周向分布在灯罩3上，卤素灯4发射出光线(红外光线)，该光线能够透过介质窗2对位于腔体1内的待加工件S进行加热。

但现有技术中至少存在如下问题：由于腔体1的内壁一般采用金属材料制成，因此，卤素灯4发射出的光线可透过透明的介质窗2射向腔体1的内壁，腔体1的内壁会对该光线进行反射，被反射的光线也能够对待加工件S进行加热，随着待加工件S的作业片数增加，去气工艺烘烤出来的杂质气体附着在腔室1的内壁，使得腔室1的内壁变脏，导致腔室1的内壁对该光线的反射减弱，因此，腔室1的内壁在多次工艺过程反射的光线并不相同(即，不稳定)，从而无法使多次工艺过程中腔体1内的温度相同，若采用相同的工艺时间，则使得多次工艺中待加工件S去气效果不同，从而影响后续的工艺质量；若要去气效果相同，则多次工艺所需的工艺时间不同，从而使得工艺操作复杂。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种能够避免因腔体的内壁变脏导致的卤素灯发射出的光线对待加工件S的加热效果降低的去气腔室和半导体加工设备。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种去气腔室，包括：腔体和设置于所述腔体上部的加热装置，所述加热装置通过发出的光线对放置于所述腔体内的待加工件进行加热；

所述腔体的内侧壁和/或内底壁设置有防反射结构，用于减弱或消除所述腔体的内侧壁和/或内底壁对所述光线的反射。

其中，所述防反射结构为设置在所述内侧壁和/或内底壁的防反射膜层。

其中，所述防反射膜层为金属氧化膜层。

其中，所述金属氧化膜层为铝的氧化膜层或铝合金的氧化膜层。

其中，在所述腔体的内侧壁和/或内底壁设置有防反射板。

其中，设置在所述腔体内侧壁的所述防反射板，为套置在所述腔体的内侧壁的环状防反射板。

其中，所述环状防反射板与所述内侧壁贴合或间隔一定距离。

其中，所述环状防反射板的内壁设置有金属氧化膜层。

其中，在所述腔体的内侧壁和/或内底壁中设置有冷却装置，用于降低所述腔体的内侧壁和/或内底壁的温度。

作为另一技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，所述半导体加工设备包括上述任一项所述的去气腔室。

本发明的去气腔室和半导体加工设备中，由于在该去气腔室的侧壁和/或底壁上形成防反射结构，能够减弱甚至消除去气腔室的侧壁对加热装置发射出的光线的反射，从而消除了发生反射的光线产生的热量对待加工件的加热效应，使待加工件的温度不受反射热的影响或影响很小，因此，待加工件的温度不再随去气腔室的内壁变脏而降低。

附图说明

图1为现有的去气腔室的结构示意图；

图2为本发明的实施例1的去气腔室的一种结构示意图；

图3为本发明的实施例1的去气腔室的另一种结构示意图；

图4为本发明的实施例1的去气腔室的另一种结构示意图；

图5为本发明的实施例1的去气腔室的整体结构示意图；

其中，附图标记为：1、腔体；2、介质窗；3、灯罩；4、卤素灯；5、防反射膜层；6、防反射板；7、冷却装置；8、加热装置；81、灯罩；82、加热灯；9、风扇；10、温度传感器；11、风扇控制器；12、第一温度传感器；13、第二温度传感器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

请参照图2至图5，本实施例提供一种去气腔室，包括：腔体1和设置于腔体1上部的加热装置8，加热装置8通过发出的光线对放置于腔体1内的待加工件S进行加热；腔体1的内侧壁和/或内底壁设置有防反射结构，用于减弱或消除腔体1的内侧壁和/或内底壁对光线的反射。

请参照图2，在腔体1的顶壁上安装有介质窗2，即介质窗2对腔体1的顶壁进行密封，以使腔体1形成一个密闭的真空腔；一般的，介质窗2采用石英材料制成，其为透明态，故位于介质窗2上方的加热装置8发射出的光线可以通过该透明的介质窗2照射到腔体1内的待加工件S上，以对该待加工件S进行加热，对于通过该透明的介质窗2照射到腔体1的侧壁上的光线，在腔体1的内侧壁和/或内底壁设置的防反射结构能够对该部分光线进行吸收，从而避免腔体1的内侧壁和/或内底壁对该部分光线进行反射导致该反射的光线对待加工件S加热，即避免腔体1的内侧壁和/或内底壁成为加热待加工件S的又一热源。

根据本发明的一种实施方式，防反射结构为设置在内侧壁和/或内底壁的防反射膜层5。

其中，防反射膜层5为金属氧化膜层。

需要说明的是，在腔体1的内侧壁和/或内底壁形成防反射膜层5时，腔体1的侧壁采用金属材料制成，防反射膜层5通过对腔体1的侧壁进行阳极氧化形成。

需要说明的是，阳极氧化是一种电解氧化过程，其能够使金属材料的表面转化成一层金属氧化膜层，金属氧化膜层基本上不会对光线进行反射。可以理解的是，由于防反射膜层5是通过对腔体1的内侧壁和/或内底壁进行阳极氧化形成的，因此，防反射膜层5实际上就是腔体1的内侧壁和/或内底壁的一部分，并不是独立存在的结构。

优选地，金属氧化膜层为铝的氧化膜层或铝合金的氧化膜层。

根据本发明的另一种实施方式，在腔体1的内侧壁和/或内底壁设置有防反射板6。

其中，设置在腔体1内侧壁的防反射板6，为套置在腔体1的内侧壁的环状防反射板。

其中，环状防反射板与内侧壁贴合或间隔一定距离。

其中，环状防反射板的内壁设置有金属氧化膜层。

请参照图4，也就是说，防反射板6相较于腔体1的侧壁而言，是一个独立存在的结构，其可以与侧壁的内侧贴合设置，也可与侧壁的内侧之间具有一定距离，防反射板6可以通过对金属材料制成的环状防反射板进行阳极氧化而形成，当然，防反射板6并不局限于此，其还可以采用能够吸光的材料制成或者喷涂防反射的深色材料制成，在此不再赘述。

其中，在腔体1的内侧壁和/或内底壁中设置有冷却装置，用于降低腔体1的内侧壁和/或内底壁的温度。

请参照图5，在本实施例中，去气腔室的腔体1的内侧壁和/或内底壁不会对加热装置8发射出的光线进行反射，也就意味着照射到腔体1的内侧壁和/或内底壁上的光线被腔体1所吸收，随着光线被腔体1的内侧壁和/或内底壁吸收的时间变长，会使腔体1的内侧壁和/或内底壁及内部变热，当吸收的热量达到一定程度后，腔体1的内侧壁和/或内底壁就会作为热源对待加工件S进行加热，从而产生温度累积效应。之所以设置冷却装置7(内底壁中的冷却装置7未示出)，是为了避免腔体1的内侧壁和内部因吸收光线导致温度升高，其热量会对待加工件S进行加热的问题，通过在腔体1的内底壁和内侧壁中设置冷却装置，能够对腔体1的内部和内侧壁进行降温，以避免腔体1的侧壁的热量对待加工件S进行加热。

在本实施例中，冷却装置7包括冷却通道和位于冷却通道内的冷却物质，该冷却物质可以为液体，也可以为气体，只要能够在冷却通道内流动并对腔体1的侧壁和内部进行降温即可。当然，冷却装置7也可以采用其他形式对腔体1的侧壁和内部进行降温，在此不再赘述。

可以理解的是，不论是防反射膜层5还是防反射板6，冷却装置7均可对防反射膜层5或防反射板6吸收的热量导致的升温的腔体1的侧壁进行降温。

其中，加热装置8包括灯罩81和加热灯82，灯罩81位于介质窗2的上方且与介质窗2形成容纳加热灯82的空间，加热灯82位于空间内且固定在灯罩81的顶壁上。

请参照图2，灯罩81位于介质窗2的上方，灯罩81的顶壁上设置有加热灯82，一般的，加热灯82可为卤素灯，其可发射出用于加热待加工件S的红外光线，加热灯82的数量为多个，多个加热灯82周向分布在灯罩81的顶壁上，加热灯82发射出的红外光线能够透过位于灯罩81下方的介质窗2对位于腔体1内的待加工件S进行加热。

其中，去气腔室还包括至少一个风扇9，风扇9固定在灯罩81上；在风扇9的数量为一个时，风扇9对应介质窗2的中心区域设置；在风扇9的数量为多个时，至少一个风扇9对应介质窗2的中心区域设置，且至少一个风扇9对应介质窗2的边缘区域设置。

请参照图2和图3，去气腔室中还包括风扇9，其固定在灯罩81的顶壁上，风扇9用于控制灯罩81内的温度。风扇9的数量可以是一个，也可以是多个。当风扇9的数量为一个时，其位于灯罩81上且对应介质窗2的中心区域的位置(如图2所示)，以使灯罩81内各位置处产生的风量均匀；当风扇9的数量为多个时，灯罩81的顶壁上与介质窗2的中心区域和介质窗2的边缘区域对应的位置处均设置有风扇9(如图3所示)，其能够对介质窗2的中心区域和边缘区域都进行吹风，以保证介质窗2的温度稳定，以防止待加工件S温度不稳定。

其中，在多个风扇9对应介质窗2的边缘区域设置时，多个风扇9沿介质窗2的周向间隔设置。

请参照图3，当灯罩81的顶壁上与介质窗2的边缘区域对应的位置设置有多个风扇9时，多个风扇9在灯罩81的顶壁上是沿周向间隔设置的，也就是说，各风扇9之间的距离是相同的，从而能够提高灯罩81内介质窗2的边缘区域的温度的均匀性。当然，与介质窗2的边缘区域对应设置多个风扇9的排列方式并不绝限于此，也可以是阵列式的，在此不再赘述。

其中，在风扇9的数量为一个时，去气腔室还包括：温度传感器10和风扇控制器11，其中，温度传感器10用于检测介质窗2的温度并将检测到的温度发送至风扇控制器11；风扇控制器11用于根据温度传感器10发送的温度来调节风扇9输出的风量。

请参照图2，当风扇9的数量为一个时，即风扇9对应介质窗2的中心区域设置，在介质窗2上设置有一个温度传感器10，温度传感器10与风扇控制器11连接，温度传感器10能够检测到介质窗2的温度并将检测到的介质窗2的温度发送至风扇控制器11，风扇控制器11与风扇9连接，风扇控制器11根据温度传感器10检测到的介质窗2的温度对风扇9进行控制，以调节风扇9输出的风量。例如，若温度传感器10检测到介质窗2的实际温度高于预定值，风扇控制器11可控制风扇9加大输出的风量，以对介质窗2进行降温；若温度传感器10检测到介质窗2的实际温度低于预定值，风扇控制器11可控制风扇9减小输出的风量，以使介质窗2的温度升高，在此不再赘述。

其中，在风扇9的数量为多个时，去气腔室还包括：第一温度传感器12、第二温度传感器13和风扇控制器11；其中，第一温度传感器12用于检测介质窗2的中心区域的温度并将检测到的温度发送至风扇控制器11；第二温度传感器13用于检测介质窗2的边缘区域的温度并将检测到的温度发送至风扇控制器11；风扇控制器11用于根据第一温度传感器12发送的温度来调节对应介质窗2的中心区域的风扇9输出的风量以及根据第二温度传感器13发送的温度来调节对应介质窗2的边缘区域的风扇9输出的风量。

请参照图3，当风扇9的数量为多个时，即至少一个风扇9对应介质窗2的中心区域设置，多个风扇9对应介质窗2的边缘区域设置，在介质窗2的中心区域设置有一个第一温度传感器12，第一温度传感器12与风扇控制器11连接，第一温度传感器12能够检测到介质窗2的中心区域的温度并将检测到的介质窗2的中心区域的温度发送至风扇控制器11，风扇控制器11与对应介质窗2的中心区域的风扇9连接，风扇控制器11根据第一温度传感器12检测到的介质窗2的中心区域的温度对该风扇9进行控制，以调节风扇9输出的风量，从而调节介质窗2的中心区域的温度；同理，在介质窗2的边缘区域设置有至少一个第二温度传感器13，每个第二温度传感器13均与风扇控制器11连接，即第二温度传感器13将检测到的介质窗2的周边区域的温度发送至风扇控制器11，风扇控制器11根据第二温度传感器13检测到的介质窗2的周边区域的温度对与介质窗2的周边区域对应的风扇输出的风量进行调节，以调节介质窗2的周边区域的温度。

优选地，每个第二温度传感器13对应一个风扇9设置，从而能够根据不同的第二温度传感器13发送的周边区域的温度，对介质窗2的温度进行调节，针对性更强，更有利于温度控制。

本实施例的去气腔室，由于在腔体的内侧壁和/或内底壁设置有防反射结构，能够减弱甚至消除去气腔室的侧壁对加热装置发射出的光线的反射，从而消除了发生反射的光线产生的热量对待加工件的加热效应，使待加工件的温度不再随去气腔室的内壁变脏而降低。

实施例2：

本实施例提供一种半导体加工设备，包括实施例1的去气腔室。

本实施例的半导体加工设备，由于在腔体的内侧壁和/或内底壁设置有防反射结构，能够减弱甚至消除去气腔室的侧壁对加热装置发射出的光线的反射，从而消除了发生反射的光线产生的热量对待加工件的加热效应，使待加工件的温度不再随去气腔室的内壁变脏而降低。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。