[发明专利]加热腔室以及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种加热腔室以及半导体加工设备。该加热腔室包括加热筒体，设置在加热腔室内，且位于传片口的上方；环形加热装置，环绕设置在加热筒体内侧，用以自加热筒体的周围向内部辐射热量；片盒，用于承载多个基片，且使多个基片沿加热筒体的轴向间隔排布；片盒升降装置，用于驱动片盒上升至由环形加热装置限定的内部空间内，或者下降至与传片口相对应的位置处。本发明提供的加热腔室，其不仅可以实现单次对在竖直方向上间隔排布的多个基片同时进行加热，从而成倍地增加单位时间内加工基片的数量，而且更容易保证基片各区域之间以及各基片间的温度均匀性，从而可以提高工艺均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种加热腔室以及半导体加工设备。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，以下简称PVD)技术是微电子领域常用的加工技术，如，用于加工集成电路中的铜互连层。制作铜互连层主要包括去气、预清洗、Ta(N)沉积以及Cu沉积等步骤，其中，去气步骤是去除基片等被加工工件上的水蒸气及其它易挥发性杂质。在实施去气步骤时，需要利用加热腔室将基片等被加工工件加热至300℃以上。

图1为现有的加热腔室的结构示意图。请参阅图1，加热腔室由屏蔽件3和设置在其顶部的反射板2构成，且在该加热腔室的内部设置有密封石英窗9，借助密封石英窗9将加热腔室分隔为上子腔室和下子腔室，上子腔室为大气环境，下子腔室为真空环境。其中，在下子腔室内的底部设有用于承载基片4的支撑针10；在上子腔室内设置有加热灯泡6，加热灯泡6通过灯泡安装座7固定在灯泡安装板1上，且位于反射板2的下方，用以通过热辐射方式透过密封石英窗9对基片4进行加热。另外，在屏蔽件3上还设置有传片口11，用于供基片4传入或传出加热腔室。

上述加热腔室在实际应用中不可避免地存在以下问题：

其一，由于加热灯泡6离散配置，因而加热灯泡6向基片4的各区域辐射的热量不均匀，导致基片4各个区域的温度不均，从而造成工艺不均匀。而且，在加热基片4的过程中，由于基片4边缘区域更靠近屏蔽件3，因而其热散失速率高于基片4中心区域的热散失速率，导致基片4的中心区域与边缘区域存在温差，进一步降低了工艺均匀性。

其二，由于目前上述加热腔室单次仅能对有限的几个基片进行去气步骤，且用时较长(接近200秒，是例如铜阻挡层工艺用时的4倍)，因而单位时间内加工基片的数量较少，且其工艺时间在某些PVD工艺的总工艺时间中所占比例最大，这使得去气步骤成为了制约整套PVD设备产能的关键因素。因此，目前亟需一种高效率的加热腔室，以提高PVD设备的产能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种加热腔室以及半导体加工设备，其不仅可以实现单次对在竖直方向上间隔排布的多个基片同时进行加热，从而成倍地增加单位时间内加工基片的数量，而且更容易保证基片各区域之间以及各基片间的温度均匀性，从而可以提高工艺均匀性。

为实现本发明的目的而提供一种加热腔室，其为真空环境，且具有可供基片通过的传片口，所述加热腔室包括：加热筒体，设置在所述加热腔室内，且位于所述传片口的上方；环形加热装置，与所述加热筒体固定连接，环绕设置在所述加热筒体内侧，用以自所述加热筒体的周围向内部辐射热量；片盒，用于承载多个基片，且使所述多个基片沿所述加热筒体的轴向间隔排布；片盒升降装置，用于驱动所述片盒上升至由所述环形加热装置限定的内部空间内，或者下降至与所述传片口相对应的位置处。

其中，所述环形加热装置包括：多个加热灯管，沿所述加热筒体的周向环绕形成筒状热源；支撑组件，用于固定所述多个加热灯管；电引入组件，用于将电流传导至各个加热灯管。