[发明专利]一种衬底处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种衬底处理系统。

背景技术

请参阅图1，在半导体铜互连的物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)工艺中，主要包括四个主要工艺过程：去气、预清洗、氮化钽Ta(N)沉积和金属铜Cu沉积。在去气工艺中，需在密闭去气腔中将半导体衬底加热至一定温度，以去除衬底上吸附的水蒸气及其它易挥发杂质。在实际去气工艺过程中，对半导体衬底加热的均匀性要求较高，如果加热不均匀，可能会导致半导体衬底上的部分区域易挥发杂质去除不干净，影响后续工艺的进行，尤其是，如果出现严重的半导体衬底上局部温度不均匀，极可能会造成半导体衬底的碎片。

请参阅图2，图2为现有技术在半导体衬底去气工艺中去气腔的剖面图。该去气腔包括用于传输半导体衬底1且位于腔壁上的入口2，以及承载所述半导体衬底且位于腔内的支撑件3。半导体衬底1装设在去气腔内且位于衬底支撑件3之上；加热单元为一排固定于支撑件3上方的灯泡4。其中，灯泡4是固定于灯泡安装座上，灯泡安装座安装于灯泡安装板5上；安装板5下方具有反射板6，与其紧贴在一起。此外灯泡安装板5具有冷却水管路，从而可实现反射板6的冷却，防止其温度过高。安装板5和反射板6具有通孔，灯泡4从通孔中穿过。反射板6通常是由铝制成，其下表面经光滑处理以进行光反射，从而能够更有效地利用灯泡4所产生的光能量。去气腔还具有屏蔽件7，其中有冷却水路，用以防止灯泡4使用时腔室壁过热。灯泡4的供电由外部直接供给灯泡安装座，灯泡4下方设有一较厚的石英窗8，用以将腔室与外界隔离。此外，保护罩9设于灯泡安装座上方以保障电气安全。由以上可知，设于大气环境中的灯泡4透过石英窗8进行照射，灯泡4产生的热量通过石英窗8辐射进入腔室中，从而加热半导体衬底1。

然而，由于半导体衬底的加热温度因表面热辐射系数不同而有所不同，因此通过热辐射这种方式加热半导体衬底，在相同工艺条件下无法满足不同类型的衬底需求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种衬底处理系统以实现不同类型衬底加热的兼容性。

为了达成上述目的，本发明提供一种衬底处理系统，其包括去气腔、输气单元和气体处理装置，其中：所述去气腔，包括位于腔内的支撑件,所述支撑件用于承载半导体衬底；所述输气单元，包括用于接收气体的输入口以及与所述去气腔封闭相连的一个或多个输出口；所述气体处理装置，包括加热单元；所述气体处理装置与所述输气单元的输出口连接并位于所述支撑件上方；所述气体处理装置对接收到的气体进行加热，并将加热后的气体引入所述去气腔，通过气体作为传热介质对所述去气腔内的半导体衬底加热。

优选的，所述加热单元，包括导流元件，所述导流元件形成引导所述气体流动的导流路径，使所述气体沿所述导流路径流动以增加所述加热单元与所述气体的接触面积。

优选的，所述气体处理装置，还包括匀气单元，所述匀气单元包括一个或多个匀气板，所述匀气板具有多个通孔；所述加热单元位于所述匀气板的上方、下方或所述匀气板内，用于对通过所述通孔的气体加热。

优选的，所述多个匀气板相互间隔一定的间距且与所述支撑件承载所述半导体衬底的表面平行排列，每个所述匀气板上的通孔呈均匀分布，且靠近所述支撑件的匀气板上通孔的数量大于靠近所述输气单元输出口的匀气板上通孔的数量。

优选的，所述加热单元紧密贴合于所述匀气板的上表面或下表面。

优选的，所述加热单元包括电阻丝。

优选的，所述衬底处理系统还包括底部加热单元，设置于所述去气腔底部，用于对所述半导体衬底加热。

优选的，所述衬底处理系统，还包括真空泵抽气单元，其抽气接口与所述去气腔连接，用于将所述去气腔内的气体抽出。

优选的，所述衬底处理系统，还包括冷却单元，连接于所述去气腔和所述真空泵抽气单元的抽气接口之间，用于将所述去气腔内排出的气体冷却。

优选的，所述冷却单元，包括冷却元件及导气管，其中所述导气管的一端连接所述去气腔，另一端连接所述抽气单元的抽气接口，所述导气管缠绕连接于所述冷却元件外侧。

本发明的有益效果在于：通过气体处理装置对气体进行加热和匀化处理，并将气体作为传输热量的介质，以达到加热半导体衬底的目的，从而可以有效改善现有技术中半导体衬底表面热辐射系数对加热温度的影响，实现不同类型半导体衬底的加热兼容性，并满足实际去气工艺中对半导体衬底加热的均匀性要求。

附图说明