加热腔室以及半导体加工设备制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术提供的加热腔室，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。

【技术实现步骤摘要】
加热腔室以及半导体加工设备
本专利技术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。
技术介绍
物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，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。
技术实现思路
本专利技术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。为实现本专利技术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。其中，所述支撑组件包括上层内环、下层内环和内环连接件，三者均采用绝缘材料制作，其中，所述上层内环和下层内环在所述加热筒体的轴向上相对设置，每个加热灯管位于所述上层内环和下层内环之间，且分别与二者固定连接；所述内环连接件的数量为多个，且沿所述加热筒体的周向间隔设置；每个内环连接件分别与所述上层内环和下层内环连接，且对二者进行支撑。其中，所述电引入组件包括上导电环、下导电环和电极组，其中，所述上导电环环绕设置在所述上层内环的外侧，所述下导电环环绕设置在所述下层内环的外侧；每个加热灯管的正极/负极分别与所述上导电环/下导电环电连接；所述电极组包括正电极和负电极，所述正电极/负电极的内端通过所述上导电环/下导电环同时与各个加热灯管的正极/负极对应连接，所述正电极/负电极的外端位于所述加热筒体的外部。优选的，所述多个加热灯管被平均分配形成至少两组加热灯管组；并对应地，所述上导电环和下导电环分别被分割形成不相接触的至少两个上半环和至少两个下半环；所述电极组的数量与所述加热灯管组的数量一致；每组加热灯管组中的每个加热灯管的正极/负极分别和与该组加热灯管组一一对应的上半环/下半环电连接；每组电极组的正电极/负电极的内端和与该组电极组一一对应的上半环/下半环电连接。优选的，所述电引入组件还包括：至少两个上绝缘件，每个上绝缘件设置在相邻的两个上半环之间的间隙内，用以使所述相邻的两个上半环电绝缘；至少两个下绝缘件，每个下绝缘件设置在相邻的两个下半环之间的间隙内，用以使所述相邻的两个下半环之间电绝缘。优选的，所述电引入组件还包括：两个导电转接件，用于分别将所述电极组中的正电极和负电极的内端对应地与所述上导电环和下导电环电连接；两个导电压板，用于分别将所述两个导电转接件对应地与所述电极组中的正电极和负电极固定在一起。优选的，所述电引入组件还包括：两个绝缘保护罩，每个绝缘保护罩用于包覆所述导电转接件、导电压板以及所述电极的内端；两个绝缘套管，分别套制在所述正电极和负电极上，用以包覆所述正电极和负电极的位于所述加热筒体内侧的部分以及内嵌在所述加热筒体内部的部分。优选的，所述加热灯管为条状灯管，所述条状灯管的长度方向与所述加热筒体的轴向相互平行，且多个所述条状灯管沿所述加热筒体的周向间隔排布。优选的，所述支撑组件还包括上环外壳、下环外壳和外环连接件，三者均采用绝缘材料制作，其中，所述上环外壳罩设在所述上层内环的外部；所述下环外壳罩设在所述下层内环的外部；所述外环连接件的数量为至少两个，且沿所述加热筒体的周向间隔设置，每个外环连接件分别与所述上环外壳和下环外壳连接，且对二者进行支撑。优选的，所述上环外壳由依次可拆卸地连接的至少两个上外分体组成，所述下环外壳由依次可拆卸连接的至少两个下外分体组成，所述至少两个上外分体与所述至少两个下外分体一一对应。其中，所述环形加热装置包括：加热丝或加热管，在所述加热筒体的内侧环绕形成筒状热源；电引入组件，用于将电流传导至所述加热丝或加热管。其中，所述加热腔室还包括腔门，通过开启所述腔门来更换所述片盒。优选的，在所述加热筒体内还设置有的冷却通道，通过向所述冷却通道中通入冷却水，来冷却所述加热筒体。优选的，所述加热腔室还包括：温控安全装置，用于监测所述加热筒体的温度，并在所述加热筒体的温度高于预设的安全阈值时发出报警信号。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种半导体加工设备，其包括加热腔室，所述加热腔室采用了本专利技术提供的上述加热腔室。优选的，还包括：缓冲存储区，用于存储自所述加热腔室内完成工艺的基片。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的加热腔室，其通过在其内部设置加热筒体、环绕在该加热筒体内侧的环形加热装置、可承载多个基片、且使多个基片沿加热筒体的轴向间隔排布的片盒以及用于驱动该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的片盒升降装置，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，进而可以提高半导体加工设备的产能。此外，由于环形加热装置是自片盒的外围同时朝向各个基片辐射热量，这与现有技术相比，更容易保证基片各区域之间以及各基片间的温度均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种加热腔室，其为真空环境，且具有可供基片通过的传片口，其特征在于，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；所述支撑组件包括采用绝缘材料制作的上层内环和下层内环，所述上层内环和下层内环在所述加热筒体的轴向上相对设置，每个加热灯管位于所述上层内环和下层内环之间，且分别与二者固定连接。2.根据权利要求1所述的加热腔室，其特征在于，所述环形加热装置还包括：电引入组件，用于将电流传导至每个加热灯管。3.根据权利要求2所述的加热腔室，其特征在于，所述支撑组件还包括采用绝缘材料制作的内环连接件，其中，所述内环连接件的数量为多个，且沿所述加热筒体的周向间隔设置；每个内环连接件分别与所述上层内环和下层内环连接，且对二者进行支撑。4.根据权利要求3所述的加热腔室，其特征在于，所述电引入组件包括上导电环、下导电环和电极组，其中，所述上导电环环绕设置在所述上层内环的外侧，所述下导电环环绕设置在所述下层内环的外侧；每个加热灯管的正极/负极分别与所述上导电环/下导电环电连接；所述电极组包括正电极和负电极，所述正电极/负电极的内端通过所述上导电环/下导电环同时与各个加热灯管的正极/负极对应连接，所述正电极/负电极的外端位于所述加热筒体的外部。5.根据权利要求4所述的加热腔室，其特征在于，所述多个加热灯管被平均分配形成至少两组加热灯管组；并对应地，所述上导电环和下导电环分别被分割形成不相接触的至少两个上半环和至少两个下半环；所述电极组的数量与所述加热灯管组的数量一致；每组加热灯管组中的每个加热灯管的正极/负极分别和与该组加热灯管组一一对应的上半环/下半环电连接；每组电极组的正电极/负电极的内端和与该组电极组一一对应的上半环/下半环电连接。6.根据权利要求5所述的加热腔室，其特征在于，所述电引入组件还包括：至少两个上绝缘件，每个上绝缘件设置在相邻的两个上半环之间的间隙内，用以使所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾强，赵梦欣，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11