一種加熱腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種加熱腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n,簡稱PVD)技術(shù)是半導(dǎo)體工業(yè)中最為廣泛使用的一種薄膜制造技術(shù)。在集成電路的制造領(lǐng)域中，PVD技術(shù)多特指磁控濺射沉積技術(shù)，主要用于鋁、銅等金屬薄膜的沉積，以構(gòu)成金屬接觸、金屬互連線等。
[0003]PVD工藝通常包括以下步驟:1)去氣步驟；2)預(yù)清洗步驟；3)銅阻擋層步驟；4)銅籽晶層步驟。上述PVD工藝采用PVD設(shè)備實現(xiàn)，圖1為PVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1，該PVD設(shè)備包括大氣傳輸系統(tǒng)、真空傳輸系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)，其中，大氣傳輸系統(tǒng)包括前端開啟裝置11、大氣傳輸單兀12和大氣機械手13,大氣機械手13用于向真空傳輸系統(tǒng)內(nèi)傳輸晶片；真空傳輸系統(tǒng)包括負載鎖閉器14和傳輸腔室15和真空機械手；反應(yīng)系統(tǒng)包括與傳輸腔室15相連通，且分別用于完成上述四個步驟的去氣腔室16、預(yù)清洗腔室17、阻擋層沉積腔室18和銅籽晶層沉積腔室19，其中，去氣腔室16、預(yù)清洗腔室17、阻擋層沉積腔室18和銅籽晶層沉積腔室19均為單片腔室，所謂單片腔室是指單次工藝僅完成一個晶片，每個晶片依次經(jīng)由上述去氣腔室16、預(yù)清洗腔室17、阻擋層沉積腔室18和銅籽晶層沉積腔室19，用以依次完成上述四個步驟，從而完成PVD工藝；傳輸腔室15內(nèi)設(shè)置有多手臂且手臂運動相互無關(guān)聯(lián)的真空機械手，用于按照上述順序依次將不同的四個晶片傳輸至去氣腔室16、預(yù)清洗腔室17、阻擋層沉積腔室18和銅籽晶層沉積腔室19傳輸晶片，以使四個晶片在其所在的腔室內(nèi)完成相應(yīng)的工藝步驟，在四個晶片均完成相應(yīng)的工藝步驟之后，位于銅籽晶層沉積腔室內(nèi)19內(nèi)的晶片完成整個PVD工藝，再將未進行工藝的晶片和位于去氣腔室16、預(yù)清洗腔室17、阻擋層沉積腔室18的晶片按照上述順序再傳輸至相應(yīng)的腔室完成相應(yīng)的工藝步驟，從而實現(xiàn)連續(xù)化加工。
[0004]然而，采用上述PVD設(shè)備在實際應(yīng)用中往往會存在以下問題:由于上述PVD工藝中的去氣步驟的工藝時間最長，一般為80s，而其他工藝步驟的工藝時間一般40?45s，大約為去氣腔室工藝時間的一半，并且，去氣腔室16的單次工藝僅實現(xiàn)對一個晶片進行加熱，這就造成在去氣腔室內(nèi)對下一個晶片進行去氣步驟的上半工藝時間內(nèi)就已完成對上一個晶片的預(yù)清洗步驟，而在下半工藝時間內(nèi)預(yù)清洗腔室為空閑狀態(tài)，從而造成該PVD設(shè)備的產(chǎn)出率低，一般低于90片/小時，進而造成經(jīng)濟效益低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種加熱腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備，可以提高半導(dǎo)體加工設(shè)備的產(chǎn)能，從而可以提高經(jīng)濟效益。
[0006]為解決上述問題之一，本發(fā)明提供了一種加熱腔室，所述加熱腔室包括第一加熱裝置和第一晶片，第一加熱裝置設(shè)置在所述第一晶片的上方，第一加熱裝置用于采用熱輻射的方式加熱所述第一晶片，所述加熱腔室還包括第二加熱裝置和第二晶片，所述第二晶片設(shè)置在所述第一晶片的下方，所述第二加熱裝置設(shè)置在所述第二晶片的下方，所述第二加熱裝置用于采用熱輻射的方式加熱所述第二晶片，以實現(xiàn)所述加熱腔室同時對所述第一晶片和所述第二晶片加熱。
[0007]其中，在所述第一加熱裝置和所述第一晶片之間還設(shè)置有透明窗，所述第一加熱裝置透過所述透明窗朝向所述第一晶片輻射熱量，用以加熱所述第一晶片。
[0008]其中，在所述第二加熱裝置和所述第二晶片之間還設(shè)置有透明窗，所述第二加熱裝置透過所述透明窗朝向所述第二晶片輻射熱量，用以加熱所述第二晶片。
[0009]其中，在所述透明窗和所述加熱腔室的腔室側(cè)壁相接觸的位置處設(shè)置有密封圈。
[0010]其中，所述加熱腔室還包括在所述加熱腔室的腔室側(cè)壁上設(shè)置的承載件，借助所述第一晶片或第二晶片下表面的邊緣區(qū)域疊置在所述承載件的上表面上，用以承載所述第一晶片或所述第二晶片。
[0011]其中，所述承載件包括多個卡腳，且所述多個卡腳沿所述加熱腔室的周向間隔設(shè)置。
[0012]其中，所述多個卡腳沿所述加熱腔室的周向間隔且均勻設(shè)置。
[0013]其中，每個卡腳上表面的靠近所述加熱腔室側(cè)壁的區(qū)域形成有凸臺。
[0014]本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括加熱腔室，所述加熱腔室采用本發(fā)明提供的上述加熱腔室，用于完成半導(dǎo)體工藝中的加熱步驟。
[0015]其中，所述半導(dǎo)體加工設(shè)備包括物理氣相沉積設(shè)備，所述加熱腔室包括物理氣相沉積設(shè)備的去氣腔室。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]本發(fā)明提供的加熱腔室，其借助在加熱腔室內(nèi)還設(shè)置有第二加熱裝置和第二晶片，第二晶片位于第一晶片的下方，第二加熱裝置位于第二晶片的下方，第二加熱裝置采用熱輻射的方式加熱第二晶片，這與現(xiàn)有技術(shù)相比，在第一加熱裝置加熱第一晶片的同時可借助第二加熱裝置加熱第二晶片，因此可實現(xiàn)加熱腔室同時對第一晶片和第二晶片加熱，換言之，加熱腔室實現(xiàn)同時對兩個晶片進行加熱，因而可以提高加熱腔室的產(chǎn)能，這在加熱腔室進行加熱步驟(例如，去氣腔室進行去氣步驟)的工藝時間相對其他步驟的工藝時間的較長(例如，兩倍)時，可以在一定程度上避免在加熱步驟的工藝時間內(nèi)其他步驟為空閑狀態(tài)，因而可以提高半導(dǎo)體加工設(shè)備(例如，PVD設(shè)備)的產(chǎn)能，從而可以提高經(jīng)濟效益。
[0018]本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其采用本發(fā)明提供的加熱腔室，可以提高半導(dǎo)體加工設(shè)備的產(chǎn)能，從而可以提高經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有的PVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例提供的加熱腔室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為沿圖2中A-A’線的俯視圖；以及
[0022]圖4為圖2所示的加熱腔室的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明提供的加熱腔室及半導(dǎo)體加工設(shè)備進行詳細描述。
[0024]圖2為本發(fā)明實施例提供的加熱腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為沿圖2中A-A’線的俯視圖。請一并參閱圖2和圖3，本實施例提供的加熱腔室20用于完成半導(dǎo)體工藝中的加熱步驟，加熱腔室20包括第一加熱裝置21、第二加熱裝置22、第一晶片23和第二晶片24。其中，第一加熱裝置21設(shè)置在第一晶片23的上方，第一加熱裝置21用于采用熱輻射的方式加熱第一晶片23，具體地，第一加熱裝置21包括加熱燈泡；第二晶片24設(shè)置在第一晶片23的下方，第二加熱裝置22設(shè)置在第二晶片24的下方，第二加熱裝置22用于采用熱輻射的方式加熱第二晶片24，第二加熱裝置22包括加熱燈泡，以實現(xiàn)加熱腔室20同時對第一晶片23和第二晶片24加熱，換言之，加熱腔室20實現(xiàn)同時對兩個晶片進行加熱。
[0025]由于晶片的工藝環(huán)境一般為真空環(huán)境，而加熱燈泡的工作環(huán)境為大氣環(huán)境，為此，在第一加熱裝置21和第一晶片23之間還設(shè)置有透明窗25，如圖2所示，第一加熱裝置21透過透明窗25朝向第一晶片23輻射熱量，用以加熱第一晶片，借助透明窗25可以實現(xiàn)將加熱腔室20劃分為第一加熱裝置21所在的大氣環(huán)境部分和第一晶片23所在的真空部分?；谏鲜鐾瑯拥脑颍诘诙訜嵫b置22和第二晶片24之間還設(shè)置有透明窗25，以使第二加熱裝置22透過透明窗25朝向第二晶片24輻射熱量，用以加熱第二晶片24，借助透明窗25將加熱腔室劃分為第二加熱裝置22所在的大氣環(huán)境部分和第二晶片所在的真空部分；具體地，透明窗25采用石英材料制成。
[0026]具體地，如圖2所示，透明窗25將加熱腔室20由上至下劃分為第一加熱裝置21所在的大氣環(huán)境部分201、第一晶片23和第二晶片24所在的真空環(huán)境部分202以及第二加熱裝置22所在的大氣環(huán)境部分203，本實施例提供的加熱腔室可用于作為實現(xiàn)PVD工藝中的去氣步驟的去氣腔室，這與現(xiàn)有技術(shù)相比，僅需要對現(xiàn)有的去氣腔室的進行簡單改進，艮P，在去氣腔室的底壁上設(shè)置透明窗25，以及在透明窗25的下方設(shè)置第二加熱裝置22即可，因而可以避免現(xiàn)有的去氣腔室的浪費，從而可以降低生產(chǎn)成本；另外，第二加熱裝置22的設(shè)置方式和第一加熱裝置21的設(shè)置方式相同，由于第一加熱裝置21可以實現(xiàn)對第一晶片23均勻加熱，因而第二加熱裝置22保持了第一加熱裝置21的加熱均勻性，從而第二晶片24也可以獲得與第一晶片23相同的較好的溫度均勻性。
[0027]容易理解，在本實施例提供的加熱腔室20中，第一晶片23由于受到第二晶片24對第二加熱裝置22的遮擋，因此，第一晶片23不會接收到第二加熱裝置22輻射的熱量，同理，第二晶片24由于受到第一晶片23對第一加熱裝置21的遮擋，因此，第二晶片24不會接收到第一加熱裝置21輻射的熱量；而且，由于第一加熱裝置21和第二加熱裝置22均采用熱輻射的方式加熱第一晶片23和第二晶片24，且第一晶片23和第二晶片24位于真空環(huán)境部分202，因此，第一晶片23和第二晶片24之間通過氣體進行的熱對流幾乎為0，由上可知，第一晶片23的加熱與第二晶片24的加熱之間不會相互影響，因而可以實現(xiàn)獨立地對第一晶片23和第二晶片24進行加熱，從而可以使得第一晶片23和第二晶片24均達到工藝所需的溫度。
[0028]優(yōu)選地，第一加熱裝置21和第二加熱裝置22在相同的時間內(nèi)加熱第一晶片23和第二晶片24至工藝所需的溫度，在本實施例中，具體地，相同的時間是指去氣腔室完成去氣步驟所需的工藝時間，因而可以使得在去氣步驟的工藝時間內(nèi)完成兩個晶片加熱至工藝所需的溫度，從而可以提高加熱腔室20 (即，去氣腔室)的產(chǎn)能至兩倍，而去氣步驟的工藝時間為其他單片工藝步驟各自工藝時間的2倍，因此，這使得在加熱腔室20對下一次兩個晶片進行加熱(即，完成去氣步驟)的工藝時間內(nèi)，上一次完成加熱(即，去氣步驟)的兩個晶片可以分別單片進行后續(xù)工藝步驟，因而不會造成在去氣步驟的下半工藝時間內(nèi)其他單片工藝步驟(例如，預(yù)清洗步驟)為空閑狀態(tài)，從而可以使得PVD的產(chǎn)能提高一倍。所謂單片工藝步驟是指單次僅完成一個晶片的步驟。
[0029]在實際應(yīng)用中，也可以使得第一加熱裝置21加熱第一晶片23至工藝所需的溫度的時間和第二加熱裝置22加熱第二晶片24至工藝所需溫度的時間不同，這樣雖然加熱腔室20的產(chǎn)能不能提高至兩倍，但是仍然可以在一定程度上提高PVD設(shè)備的產(chǎn)能。
[0030]另外，在本實施例中，第一加熱裝置21加熱第一晶片23的上表面，第二加熱裝置22加熱第二晶片24的下表面,而晶片的上下表面的材質(zhì)一般相同，因而可以設(shè)置第一加熱裝置21和第