專利名稱：基片處理設備及其腔室裝置和基片加熱方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基片處理設備及其腔室裝置和基片加熱方法。
背景技術：
在半導體集成電路制造技術領域中，銅互連工藝通常需要經(jīng)過如下四個工藝步驟:去氣、預清洗、Ta(N)沉積、Cu沉積。其中去氣工藝通常在去氣腔室中進行，主要工藝是將基片加熱至350°C左右，以去除基片上的水蒸汽及其它易揮發(fā)雜質。實驗表明，去氣工藝對基片加熱均勻性要求較高，如果均勻性不能保證，將出現(xiàn)某些區(qū)域易揮發(fā)雜質去除不完全情況，嚴重的局部溫度不均勻可能會造成碎片。此外，出于產(chǎn)率的考慮，希望基片能夠盡快的到達工藝溫度，基于此，這種類型的加熱通常使用加熱組件進行加熱。現(xiàn)有的去氣工藝一般使用燈泡類型的加熱燈對基片進行加熱。由于加熱燈呈現(xiàn)離散配置，從而導致加熱均勻性較差。因此，如何對基片進行均勻加熱就是本領域技術人員面臨的一個難題。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種具有加熱均勻性好、加熱效率高的腔室裝置。本發(fā)明的另一個目的在于提出一種具有上述腔室裝置的基片處理設備。本發(fā)明的再一個目的在于提出一種有利于提高加熱均勻性、加熱效率的基片加熱方法。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理基片的腔室裝置，包括:腔室本體，所述腔室本體內具有處理腔室；第一加熱部件，所述第一加熱部件設在所述處理腔室內的頂部；支承臺，所述支承臺設在所述處理腔室內用于支承基片，所述支承臺的上表面與所述第一加熱部件相對；和勻熱板，所述勻熱板可在勻熱位置與等待位置之間移動，所述勻熱位置位于所述第一加熱部件與所述支承臺之間，所述等待位置遠離所述勻熱位置。根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置，通過設置在第一加熱部件與基片之間的勻熱板，可以將由第一加熱部件所產(chǎn)生的熱均勻化后再通過熱輻射、熱對流等方式傳導給基片，因此可以實現(xiàn)對基片的均勻加熱。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的腔室裝置還可以具有如下附加的技術特征:根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，腔室裝置還包括待機倉，所述待機倉設在所述腔室本體的外側壁上且所述待機倉的內腔與所述處理腔室連通，其中在所述等待位置所述勻熱板位于所述待機倉的內腔內。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，腔室裝置還包括第二加熱部件，所述第二加熱部件設在所述待機倉內用于對處于等待位置的所述勻熱板進行預加熱。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述勻熱板通過設在所述處理腔室內的旋轉機械臂驅動旋轉以便在所述等待位置和勻熱位置之間移動，所述旋轉機械臂的下端從所述腔室本體的下端伸出且所述旋轉機械臂的上端與所述勻熱板相連。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述支承臺內設有用于加熱基片的第三加熱部件。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述勻熱板由陶瓷或石墨材料制成且具有預定的黑度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一加熱部件為加熱燈。此外，根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的基片處理設備，包括根據(jù)本發(fā)明第一方面任一實施例所述的腔室裝置?？蛇x地，所述基片處理設備為物理氣相沉積設備。可選地，所述腔室裝置為所述物理氣相沉積設備中的去氣腔室裝置。此外，根據(jù)本發(fā)明第三方面實施例的利用根據(jù)本發(fā)明第一方面任一項實施例所述腔室裝置進行基片加熱的方法，包括以下步驟:S1將基片置于所述處理腔室內的支承臺上；S2使所述勻熱板處于所述等待位置；S3通過所述第一加熱部件將所述基片加熱至第一預定溫度，所述第一預定溫度小于基片處理時的溫度；S4將所述勻熱板從所述等待位置移動到所述勻熱位置；S5通過所述第一加熱部件加熱所述勻熱板從而對所述支承臺上的基片進行加熱。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該方法還包括在步驟S4之前將所述勻熱板加熱至第
二預定溫度。可選地，所述第二預定溫度大于基片處理時的溫度。進一步可選地，所述第二預定溫度為350攝氏度到500攝氏度之間。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置的示意圖，其中勻熱板處于等待位置；和圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置的示意圖，其中勻熱板處于勻熱位置。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置。如圖1所示根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置，包括腔室本體3、第一加熱部件11、支承臺5和勻熱板14。具體而言，腔室本體3內限定有處理腔室8。第一加熱部件11，例如，加熱燈設在處理腔室8內的頂部。支承臺5設在處理腔室8內用于支承基片4，支承臺5的上表面與第一加熱部件11相對。勻熱板14在圖1所示的等待位置與圖2所示的勻熱位置之間可移動。也就是說，勻熱板14的等待位置為遠離第一加熱部件11與支承臺5之間的位置，如圖1中所示；勻熱板14的勻熱位置為位于加熱部件11與支承臺5之間的位置，如圖2所示。根據(jù)本發(fā)明上述實施例的腔室裝置，通過設置在第一加熱部件11與支承臺5之間的勻熱板14，可以將由第一加熱部件11產(chǎn)生的熱均勻化后再通過熱輻射、熱對流等方式傳導給支承臺5上待處理的基片4，從而實現(xiàn)對基片4的均勻加熱，克服了由于加熱燈離散配置所導致的加熱均勻性較差的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，腔室裝置還包括待機倉15。具體地，待機倉15設在腔室本體3的外側壁上且待機倉15的內腔與處理腔室8連通，其中在所述等待位置勻熱板14位于待機倉15的內腔內。由此，可以使處理腔室8的結構更加緊湊，有利于提高加熱效率。根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例，腔室裝置還包括第二加熱部件13，該第二加熱部件13設在待機倉15內，用于對位于等待位置的勻熱板14進行預加熱。通過第二加熱部件13如加熱器對勻熱板14進行預加熱來提高勻熱板14的初始溫度，進而提高基片4的加熱效率。在本發(fā)明的一些示例中，第二加熱部件13設在待機倉15的內頂壁上。當然，第二加熱部件也可以位于待機倉15的內底壁上。即只要能夠實現(xiàn)對處于待機倉內的勻熱板14的均勻加熱即可。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，勻熱板14通過設在處理腔室8內的旋轉機械臂16驅動旋轉以便在所述等待位置和勻熱位置之間移動(即勻熱板14在旋轉機械臂16的作用下在等待位置與勻熱位置之間可轉動)，旋轉機械臂16的下端從腔室本體3的下端伸出且旋轉機械臂16的上端與勻熱板14相連。由此，可以根據(jù)需要而方便地使勻熱板14在等待位置和勻熱位置之間轉動，該結構簡單且便于操作?？梢岳斫獾氖牵瑒驘岚?4還可以由驅動機構，例如液壓缸或直線電機驅動以實現(xiàn)在所述等待位置與勻熱位置之間平移。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，支承臺5內設有用于加熱基片4的第三加熱部件。在本發(fā)明的一些示例中，如圖1或者2所示，所述第三加熱部件為設在支承臺5內的加熱絲6?？梢岳斫獾氖牵景l(fā)明并不限于此，所述第三加熱部件還可以為靜電卡盤加熱器、機械卡盤加熱器、壓差卡盤加熱器。由此，通過第三加熱部件和第一加熱部件11同時工作以對基片4進行加熱，可以進一步提聞基片4的加熱效率。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，勻熱板14由陶瓷或石墨材料制成且具有預定的黑度。由此，可以提高勻熱板14的勻熱效果，從而可以進一步提高腔室裝置的加熱均勻性和改善基片4的處理效果?？梢岳斫獾氖牵P于黑度的具體要求可以根據(jù)材質等不同而相應設定。在本發(fā)明的一些實施例中，腔室本體3的頂端敞開且由設在腔室本體3的頂端的反射板2封閉。由此，可以將第一加熱部件11發(fā)出的光反射到工藝腔內以用于對基片4進行加熱，因此有利于提聞基片4的加熱效率。在本發(fā)明的進一步的實施例中，第一加熱部件11為加熱燈。其中，在反射板2的上表面上設有安裝板1，加熱燈通過燈座7安裝在安裝板I上，燈座7安裝在安裝板I的上表面上。由此，通過緊密貼合的安裝板I可以冷卻與之緊密貼合的反射板2，從而可以防止反射板2溫度過高。有利地，安裝板I內可以設有用于流通冷卻介質的第一冷卻通路17。由此，可以進一步提高對反射板2的防過熱效果，從而確保使反射板2處于安全溫度范圍內。進一步地，安裝板I上還可以設有用于保護燈座7的保護罩18。由此，可以避免發(fā)生因操作者接觸到燈座而引起的事故，從而有利于提高操作安全性。更進一步地，腔室裝置還可以包括屏蔽件10，屏蔽件10與腔室本體3的頂端相連且沿腔室本體3的內周壁向下延伸。通過位于腔室本體3的內周壁內的屏蔽件10，可以避免腔室本體3過熱。此外，屏蔽件10內還可以設有用于流通冷卻介質的第二冷卻通路9。由此，可以通過冷卻介質(例如水、油、氣體等)冷卻腔室本體3以避免其過熱。具有該結構屏蔽件的腔室裝置的防止腔室本體3過熱的效果更好，且結構簡單。需要理解的是，第一冷卻通路17和第二冷卻通路9中所流通的冷卻介質既可以相同也可以不同。進一步地，屏蔽件10包括筒體和從所述筒體上端沿徑向延伸出的凸緣，其中所述凸緣與腔室本體3的頂端相連且所述筒體沿腔室本體3的內周壁向下延伸，反射板2安裝在所述凸緣的上端面。該結構的腔室裝置結構簡單，便于安裝。更進一步地，在處理腔室8內在加熱燈與勻熱板14之間設有石英窗12且石英窗12的外周沿與所述筒體的內周壁相連，石英窗12將處理腔室8隔成加熱燈11所處的上部腔室和勻熱板14所處的用于對基片4進行處理且與待機倉15相連通的下部腔室?？梢岳斫獾氖牵⒋?2的外周沿可以與所述筒體的內周壁之間氣密地相連，由此，在石英窗12存在的情況下，可以使加熱燈11處于大氣環(huán)境中(即上部腔室可以與大氣連通)，而下部腔室與外界大氣相隔絕，以在下部腔室內對基片4進行處理，從而有利于提高基片4的處理效果O下面描述根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設備。根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設備包括上述任一項實施例所述的腔室裝置。根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設備的其他部分和功能對于本領域普通技術人員來說是已知的，在此不再贅述。可選地，所述基片處理設備為物理氣相沉積設備。進一步有利地，所述腔室裝置為所述物理氣相沉積設備中的去氣腔室裝置。
根據(jù)本發(fā)明實施例的基片處理設備，由于采用了根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置，因此具有基片處理效果好、處理效率高的優(yōu)點。下面參考附圖1和附圖2描述根據(jù)本發(fā)明實施例的利用上述任一項實施例所述腔室裝置進行基片加熱的方法。根據(jù)本發(fā)明的基片加熱的方法包括以下步驟:SI，將基片4置于處理腔室8內的支承臺5上；S2，使勻熱板14處于等待位置(如圖1中所示位置)。S3，通過第一加熱部件11將基片4加熱至第一預定溫度。所述第一預定溫度小于基片4的處理溫度。S4，將勻熱板14從所述等待位置移動到勻熱位置(如圖2中所示位置)S5，通過第一加熱部件11加熱勻熱板14從而對支承臺5上的基片4進行加熱。根據(jù)本發(fā)明實施例的基片加熱的方法，通過勻熱板14對第一加熱部件11所產(chǎn)生的熱均勻化后再通過熱輻射、熱對流等方式傳導給基片4，因此基片4的加熱均勻性高，有利于提聞基片4的處理品質。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，基片加熱的方法還包括在將勻熱板14移動到所述勻熱位置之前將位于所述等待位置的勻熱板14加熱至第二預定溫度。例如，在腔室裝置設有待機倉15且待機倉15內設有第二加熱部件13的情況下，通過第二加熱部件13將位于所述等待位置的勻熱板14加熱至第二預定溫度)。由此，可以提高勻熱板14的初期溫度，從而可以提聞基片4的加熱效率。關于第二預定溫度沒有特殊的規(guī)定，例如可以是大于基片正常工藝時的溫度的任一溫度。進一步有利地所述第二預定溫度為350攝氏度到500攝氏度之間。由此，可以提高去氣處理過程的處理效率，從而有利于提高產(chǎn)率。例如，通過改變第二加熱部件13的功率，可以在10秒內使勻熱板14迅速升溫至350°C，再通過勻熱板14對基片4進行加熱，由此可以大大縮短基片4升溫至處理溫度的時間。下面以所述腔室裝置作為去氣腔室裝置為例描述根據(jù)本發(fā)明一個示例的基片去氣處理過程。首先，將基片4放置到處理腔室8內的支承臺5上且使勻熱板14位于等待位置(如圖1所示位置)。接著，通過第一加熱部件11對基片4進行加熱，同時通過第二加熱部件13對位于所述等待位置的勻熱板14預加熱到350°C以上。最后，將勻熱板14移動到勻熱位置(如圖2所示位置)以通過第一加熱部件11加熱勻熱板14從而對支承臺5上的基片4進行加熱。上述基片4的去氣處理過程具有加熱效率高、加熱均勻、去氣效果好等優(yōu)點。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種用于處理基片的腔室裝置，其特征在于，包括: 腔室本體，所述腔室本體內具有處理腔室； 第一加熱部件，所述第一加熱部件設在所述處理腔室內的頂部； 支承臺，所述支承臺設在所述處理腔室內用于支承基片，所述支承臺的上表面與所述第一加熱部件相對；和 勻熱板，所述勻熱板可在勻熱位置與等待位置之間移動，所述勻熱位置位于所述第一加熱部件與所述支承臺之間，所述等待位置遠離所述勻熱位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的腔室裝置，其特征在于，還包括待機倉，所述待機倉設在所述腔室本體的外側壁上且所述待機倉的內腔與所述處理腔室連通，其中在所述等待位置所述勻熱板位于所述待機倉的內腔內。
3.根據(jù)權利要求2所述的腔室裝置，其特征在于，還包括第二加熱部件，所述第二加熱部件設在所述待機倉內用于對處于等待位置的所述勻熱板進行預加熱。
4.根據(jù)權利要求1所述的腔室裝置，其特征在于，所述勻熱板通過設在所述處理腔室內的旋轉機械臂驅動旋轉以便在所述等待位置和勻熱位置之間移動，所述旋轉機械臂的下端從所述腔室本體的下端伸出且所述旋轉機械臂的上端與所述勻熱板相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的腔室裝置，其特征在于，所述支承臺內設有用于加熱基片的第三加熱部件。
6.根據(jù)權利要求1所述的腔室裝置，其特征在于，所述勻熱板由陶瓷或石墨材料制成且具有預定的黑度。
7.根據(jù)權利要求1所述的腔室裝置，其特征在于，所述第一加熱部件為加熱燈。
8.一種基片處理設備，其特征在于，包括權利要求1-7中任一項所述的腔室裝置。
9.根據(jù)權利要求8所述的基片處理設備，其特征在于，所述基片處理設備為物理氣相沉積設備。
10.根據(jù)權利要求9所述的基片處理設備，其特征在于，所述腔室裝置為所述物理氣相沉積設備中的去氣腔室裝置。
11.一種利用權利要求1-7中任一項所述腔室裝置進行基片處理的方法，其特征在于，包括以下步驟: SI將基片置于所述處理腔室內的支承臺上； S2使所述勻熱板處于所述等待位置； S3通過所述第一加熱部件將所述基片加熱至第一預定溫度，所述第一預定溫度小于基片處理時的溫度； S4將所述勻熱板從所述等待位置移動到所述勻熱位置； S5通過所述第一加熱部件加熱所述勻熱板從而對所述支承臺上的基片進行加熱。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在步驟S4之前將所述勻熱板加熱至第二預定溫度。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二預定溫度大于等于基片處理時的溫度。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二預定溫度為350攝氏度到500攝氏度之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了基片處理設備及其腔室裝置和基片加熱方法。所述腔室裝置包括腔室本體，其內限定有處理腔室；設在所述處理腔室內的頂部的加熱部件；設在所述處理腔室內用于支承基片的支承臺，支承臺的上表面與加熱部件相對；和勻熱板，勻熱板在等待位置和勻熱位置之間可移動，其中在勻熱位置勻熱板位于加熱部件與支承臺之間而在等待位置勻熱板離開加熱部件與支承臺之間。根據(jù)本發(fā)明實施例的腔室裝置，可以將由加熱部件產(chǎn)生的熱均勻化后再通過熱輻射、熱對流等方式傳導給基片，因此可以實現(xiàn)對基片的均勻加熱。
文檔編號H01L21/768GK103094156SQ20111034986
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權日2011年11月3日
發(fā)明者趙夢欣, 王厚工, 劉旭, 文莉輝, 丁培軍 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司