本发明专利技术提供一种工艺腔室、半导体工艺设备和薄膜沉积方法，包括：反应腔室，在反应腔室中设置有用于承载晶圆的基座；加热腔室，与反应腔室连通；加热腔室的顶部设置有热辐射装置，用于朝向加热腔室内部辐射热量；传输装置，设置于反应腔室中，用于承载晶圆，且能够将晶圆在反应腔室与加热腔室之间传输。本发明专利技术提供的工艺腔室、半导体工艺设备和薄膜沉积方法，可以提高对晶圆的加热效率和加热均匀性。以提高对晶圆的加热效率和加热均匀性。以提高对晶圆的加热效率和加热均匀性。
【技术实现步骤摘要】
工艺腔室、半导体工艺设备和薄膜沉积方法
[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种工艺腔室、半导体工艺设备和薄膜沉积方法。
技术介绍
[0002]磁控溅射是物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，PVD)技术的一种，是半导体工业中使用最广泛的一类薄膜制造技术。随着集成电路的发展，为降低芯片损耗和RC延时，提高芯片速度，具有较低电阻率的铜逐步取代其他材料被广泛应用到半导体制造后段互连工艺。
[0003]在现有的铜互连工艺中，由于铜很难被刻蚀，因此铜互连工艺中大量使用大马士革双嵌套结构，铜的大马士革结构首先通过刻蚀在金属间介质层中形成通孔和互连线沟槽，然后通过PVD淀积阻挡层(例如TiN)和铜籽晶层，再通过化学电镀大量沉积铜。在淀积铜籽晶层时，由于芯片特征尺寸越来越小，沟槽的深宽比较高，在沉积铜时，金属原子并不会全部都垂直于沟槽底部一层层沉积，这就导致因沟槽开口处铜薄膜的生长速度较快而出现沟槽顶部沉积物悬垂甚至堵住开口，使沟槽底部形成空洞而影响芯片电学性能。对此，为了保证铜材料能够顺利填充在通孔结构中，通常需要在完成阻挡层(例如TiN)和铜籽晶层的沉积工艺之后，进行铜薄膜的回流工艺。由于粒度对金属的溶化热力学性质有较大的影响，随着金属粒径的减小，其溶化温度也随之减小，且纳米尺度下的铜表面能和表面张力均有所增加，基于此，在进行铜的回流工艺时，通过将铜加热到300℃或以上，可以使溶化的铜薄膜原子在铜表面张力及沟槽毛细作用下，逐渐迁移到沟槽底部以实现更好的填充。
[0004]现有的PVD设备通常是在腔室内部增加热辐射源，用于在进行回流工艺时对晶圆进行加热，但是，目前的热辐射源的一种设置方式是在腔室周边的位置处，距离晶圆较远，导致对晶圆的加热效率较低，加热均匀性较差。还有一种设置方式是设置在用于传输遮蔽盘的传输装置上，但是这种方式很难将辐射出的热量集中于晶圆表面，大部分热量照射到了晶圆之外的区域，导致热量损耗较多，晶圆的加热效率较低，加热均匀性较差。
技术实现思路
[0005]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，提出了一种工艺腔室、半导体工艺设备和薄膜沉积方法，其可以提高对晶圆的加热效率和加热均匀性。
[0006]为实现本专利技术的目的而提供一种工艺腔室，包括：
[0007]反应腔室，在所述反应腔室中设置有用于承载晶圆的基座；
[0008]加热腔室，与所述反应腔室连通；所述加热腔室的顶部设置有热辐射装置，用于朝向所述加热腔室内部辐射热量；
[0009]传输装置，设置于所述反应腔室中，用于承载晶圆，且能够将所述晶圆在所述反应腔室与所述加热腔室之间传输。
[0010]可选的，所述加热腔室内还存放有遮蔽盘；所述传输装置还用于承载所述遮蔽盘，
且能够将所述遮蔽盘在所述反应腔室与所述加热腔室之间传输。
[0011]可选的，所述传输装置用于在所述反应腔室对所述晶圆进行半导体工艺前，将所述加热腔室内存放的所述遮蔽盘传输到所述基座上方，并且在所述反应腔室开始对所述晶圆进行半导体工艺时，将所述遮蔽盘传输到所述加热腔室；或者
[0012]所述传输装置用于在所述反应腔室内的所述晶圆完成半导体工艺之后，将所述晶圆传输到所述热辐射装置下方，以使所述热辐射装置能够对所述晶圆进行加热，并且在所述加热结束之后，将所述晶圆传输到所述基座上。
[0013]可选的，所述加热腔室的顶壁设置有反射面，所述反射面用于将所述热辐射装置辐射出的热量向位于所述加热腔室内的晶圆表面反射。
[0014]可选的，所述反射面或所述加热腔室的顶壁外表面上设置有冷却流道，所述冷却流道用于传输冷却流体。
[0015]可选的，所述加热腔室的顶壁形成有凹部，所述凹部的内表面构成所述反射面，且所述凹部的内表面形状被设置为能够使反射的光线朝向位于所述加热腔室内的晶圆表面聚拢，并使光线覆盖整个晶圆表面。
[0016]可选的，所述反射面包括平面和环绕于所述平面周围的环形面，其中，所述平面平行于水平面，所述环形面的高度自所述平面的边缘向靠近所述加热腔室的顶壁四周边缘递减。
[0017]可选的，所述热辐射装置包括环形灯管，所述环形灯管环绕设置于所述环形面内侧，且位于所述平面的边缘外侧。
[0018]可选的，所述加热腔室包括顶部具有开口的腔室主体，和设置于所述腔室主体顶部的反射板，所述反射板与所述腔室主体密封连接，用于密封所述开口；所述反射板具有所述反射面，且所述反射面自所述开口暴露于所述加热腔室中。
[0019]可选的，所述腔室主体顶部的所述开口处设置有第一环形凸部，所述反射板的外周边缘处设置有第二环形凸部，所述第二环形凸部叠置于所述第一环形凸部上，且所述第一环形凸部与所述第二环形凸部通过螺钉固定连接；
[0020]所述第一环形凸部与所述第二环形凸部之间还设置有密封件，用于密封所述开口。
[0021]可选的，还包括：设置于所述加热腔室内的第一升降装置，所述第一升降装置用于在所述加热腔室中承载所述遮蔽盘；
[0022]所述第一升降装置和所述传输装置中的至少一者能够带动置于其上的所述遮蔽盘升降，以实现所述遮蔽盘在所述第一升降装置和所述传输装置之间的传递。
[0023]可选的，在所述传输装置向所述加热腔室传输所述晶圆时，所述第一升降装置用于带动置于其上的所述遮蔽盘降至低于所述晶圆的位置。
[0024]可选的，还包括：设置于所述反应腔室内的第二升降装置，所述第二升降装置用于在所述反应腔室中承载所述晶圆；
[0025]所述第二升降装置和所述基座中的至少一者能够带动置于其上的所述晶圆升降，以实现所述晶圆在所述第二升降装置和所述基座之间的传递。
[0026]可选的，所述传输装置包括传输手臂和第二驱动源，其中，所述传输手臂用于承载所述遮蔽盘或所述晶圆，所述第二驱动源用于驱动所述传输手臂在所述反应腔室与所述加
热腔室之间运动；
[0027]所述传输手臂包括竖直设置的旋转轴，以及垂直于所述旋转轴的连接臂和承载部，其中，所述旋转轴的下端与所述第二驱动源连接，所述旋转轴的上端与所述连接臂的一端连接，所述连接臂的另一端与所述承载部连接；
[0028]所述第二升降装置包括沿所述基座的周向间隔设置的多个顶针，所述承载部用于承载所述遮蔽盘或晶圆在移动至所述反应腔室内时，其至少一部分能够从相邻顶针之间的间隔移入多个顶针所围的空间中，以使所述遮蔽盘或晶圆位于所述基座上方。
[0029]作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种半导体工艺设备，其包括本专利技术提供的上述工艺腔室。
[0030]可选的，所述半导体工艺设备包括物理气相沉积设备。
[0031]作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种薄膜沉积方法，包括：
[0032]在反应腔室内的晶圆完成半导体工艺后，将加热腔室内的遮蔽盘下降至所述加热腔室中的第一承载位置，所述加热腔室与所述反应腔室连通；
[0033]将所述晶圆传输至所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种工艺腔室，其特征在于，包括：反应腔室，在所述反应腔室中设置有用于承载晶圆的基座；加热腔室，与所述反应腔室连通；所述加热腔室的顶部设置有热辐射装置，用于朝向所述加热腔室内部辐射热量；传输装置，设置于所述反应腔室中，用于承载晶圆，且能够将所述晶圆在所述反应腔室与所述加热腔室之间传输。2.根据权利要求1所述的工艺腔室，其特征在于，所述加热腔室内还存放有遮蔽盘；所述传输装置还用于承载所述遮蔽盘，且能够将所述遮蔽盘在所述反应腔室与所述加热腔室之间传输。3.根据权利要求2所述的工艺腔室，其特征在于，所述传输装置用于在所述反应腔室对所述晶圆进行半导体工艺前，将所述加热腔室内存放的所述遮蔽盘传输到所述基座上方，并且在所述反应腔室开始对所述晶圆进行半导体工艺时，将所述遮蔽盘传输到所述加热腔室；或者所述传输装置用于在所述反应腔室内的所述晶圆完成半导体工艺之后，将所述晶圆传输到所述热辐射装置下方，以使所述热辐射装置能够对所述晶圆进行加热，并且在所述加热结束之后，将所述晶圆传输到所述基座上。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的工艺腔室，其特征在于，所述加热腔室的顶壁设置有反射面，所述反射面用于将所述热辐射装置辐射出的热量向位于所述加热腔室内的晶圆表面反射。5.根据权利要求4所述的工艺腔室，其特征在于，所述反射面或所述加热腔室的顶壁外表面上设置有冷却流道，所述冷却流道用于传输冷却流体。6.根据权利要求4所述的工艺腔室，其特征在于，所述加热腔室的顶壁形成有凹部，所述凹部的内表面构成所述反射面，且所述凹部的内表面形状被设置为能够使反射的光线朝向位于所述加热腔室内的晶圆表面聚拢，并使光线覆盖整个晶圆表面。7.根据权利要求6所述的工艺腔室，其特征在于，所述反射面包括平面和环绕于所述平面周围的环形面，其中，所述平面平行于水平面，所述环形面的高度自所述平面的边缘向靠近所述加热腔室的顶壁四周边缘递减。8.根据权利要求7所述的工艺腔室，其特征在于，所述热辐射装置包括环形灯管，所述环形灯管环绕设置于所述环形面内侧，且位于所述平面的边缘外侧。9.根据权利要求5所述的工艺腔室，其特征在于，所述加热腔室包括顶部具有开口的腔室主体，和设置于所述腔室主体顶部的反射板，所述反射板与所述腔室主体密封连接，用于密封所述开口；所述反射板具有所述反射面，且所述反射面自所述开口暴露于所述加热腔室中。10.根据权利要求9所述的工艺腔室，其特征在于，所述腔室主体顶部的所述开口处设置有第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张世豪，佘清，李冰，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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