CN100433262C - 用于制造薄膜的化学汽相淀积设备的加热器 - Google Patents

用于制造薄膜的化学汽相淀积设备的加热器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在晶片的上部淀积薄膜的化学汽相淀积设备的加热器。根据本发明，在该加热器的下部上设有由陶瓷或金属制成的热绝缘反射板，该晶片安全地布置在该加热器上。通过该热绝缘反射板保持整个加热器的温度均匀，从而在晶片的上部淀积厚度均匀的材料膜。该热绝缘反射板具有开口，该开口的形状对应于与其它区域温度不同的区域，以保持所述加热器的表面的温度均匀。

Description

用于制造薄膜的化学汽相淀积设备的加热器
技术领域
本发明涉及一种用于在晶片的表面上淀积薄膜的化学汽相淀积设备，更具体地涉及这样一种化学汽相淀积设备，其具有设置在加热器下方的由陶瓷或金属制成的热绝缘反射板，晶片布置在该加热器上，该热绝缘反射板保持该加热器的温度均匀，从而在晶片的表面上淀积均匀厚度的材料膜。
背景技术
本领域的技术人员熟知的是，通过布线引起的阻容延迟(RC delay)变为确定半导体装置的工作速度的关键因素之一，因为随着使用半导体的装置的尺寸和重量的减少设计规则也快速减少。因此，实现了由多层构成的布线结构。在过去，在高度集成电路装置(例如，微处理器)的情况下，所需的金属布线层的数量为2和3层；然而，现在金属布线层的数量增加为在4和6层之间。与以后更高度集成化成比例，布线层自然将进一步增加。
对于这些布线层的结构，主要使用具有优良的阶梯覆盖率和电导率的钨。用于淀积该钨的方法之一为广泛使用的化学汽相淀积方法。另外，该化学汽相淀积方法应用于：使用各种化学制品的氧化膜，例如SiO2膜，该氧化膜用作导电材料膜之间的绝缘膜；以及高介电薄膜，例如Si2N4、Ta2N5、BST、PZT、A12O3，其作为介电材料用于存储装置中，例如动态随机存取存储器或者快速存储器，以形成薄膜。
图1是用于在晶片表面上淀积薄膜的传统化学汽相淀积设备的剖视图。参照图1，传统的化学汽相淀积设备包括：处理腔室10，在其中进行薄膜的淀积；进气管道11；喷头12，用于喷射反应气体；由陶瓷或AlN制成的加热器13，晶片布置在其上；泵送管道14，用于排放反应气体；加热器支撑件15，用于支撑加热器；以及波纹管16。
在传统的化学汽相淀积设备中，影响淀积在晶片表面上的薄膜厚度的均匀性的最重要因素之一是晶片布置在其上的加热器的表面温度的均匀性。然而，对于传统的化学汽相淀积设备，由于热装置阵列或者其它外部原因，在整个加热器13上的温度并不均匀。因此，在加热器13的比加热器13的其它区域温度高的区域处，在晶片的表面上形成相对较厚的膜，而在加热器13的比加热器13的其它区域温度低的区域处，在晶片的表面上形成相对较薄的膜，这导致通过该化学汽相淀积设备淀积的整个膜的厚度不均匀。
发明内容
因此，鉴于上述问题作出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种化学汽相淀积设备，用于保持其上布置有晶片的加热器的温度均匀性。
本发明的另一目的是提供一种化学汽相淀积设备，用于在晶片的表面上形成厚度均匀的薄膜。
根据本发明，可通过提供这样一种化学汽相淀积设备来实现上述和其它目的，其包括：处理腔室，在该处理腔室中对基板进行沉积处理；加热器，该加热器布置在所述处理腔室中，用于将布置在该加热器上的基板加热到预定温度；支撑所述加热器的下部的加热器支撑件；以及热绝缘反射板，该热绝缘反射板具有开口，该开口的形状对应于与其它区域温度不同的区域，以保持所述加热器的表面的温度均匀。
优选地，所述热绝缘反射板可以由陶瓷或具有高反射率和高热绝缘效率的金属制成。
所述热绝缘反射板可包围加热器的底部，或者加热器的底部和侧部。或者，该热绝缘反射板可设置在加热器的下方或者在加热器和加热器支撑件之间。
优选地，该热绝缘反射板可通过固定销而安装在加热器或者加热器支撑件上。
该热绝缘反射板所具有的形状对应于与其它区域温度不同的区域，以保持所述加热器的表面的温度均匀。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1是传统的化学汽相淀积设备的剖视图；
图2是根据本发明的化学汽相淀积设备的剖视图；
图3A表示其上温度不均匀的加热器；
图3B表示用于补偿图3A中所示的加热器的温度的热绝缘反射板；
图4和图5分别表示根据本发明的热绝缘反射板的不同结构；
图6至图8分别表示根据本发明的热绝缘反射板的各种不同布置。
具体实施方式
图2是根据本发明的化学汽相淀积设备的剖视图。
该化学汽相淀积设备包括处理腔室100、进气管道101、喷头102、加热器103、泵送管道104、加热器支撑件105、波纹管106、以及热绝缘反射板107。
热绝缘反射板是本发明的重要部件，其使根据本发明的化学淀积设备区别于传统的化学淀积设备。热绝缘反射板用于保持整个加热器103的温度均匀性。由于热装置阵列或其它外部原因，而使得其上布置有晶片的加热器表面温度可局部低或高。在这种情况下，在与其它区域相比温度较低或较高的区域处的加热器的表面温度得以补偿，以保持整个加热器103的温度均匀性。
下面将描述热绝缘反射板的结构以及使用热绝缘反射板来控制加热器温度的方法。
图3A表示其上温度不均匀的加热器103，而图3B表示用于补偿图3A中所示的加热器103的温度的热绝缘反射板107。
假设在加热器103的整个区域中存在温度相对较高或较低的区域，如图3A中用附图标记“A”表示。例如，在“A”区域的温度高于其它区域的情况下，形成在“A”区域上的淀积膜的厚度比形成在其它区域上的淀积膜的厚度要厚。
为了降低“A”区域的温度，在加热器103的下方设有热绝缘反射板107，其具有在图3B中用附图标记“A-1”表示的开口区域。优选地，热绝缘反射板107可以由陶瓷或具有高反射率和高热绝缘效率的金属(例如，铬镍铁合金)制成。优选地，热绝缘反射板107可包围加热器103的底部，或者加热器103的底部和侧部。热绝缘反射板107可通过数个固定销108与加热器103相连。
由于在“A-1”区域处没有设置用于防止加热器热损失的热绝缘反射板107，因此“A”区域的温度(其高于其它区域)变低，结果在整个加热器103上温度均匀。
相反，在加热器103的特定区域的温度低于其它区域的情况下，将热绝缘反射板107施加在温度低的区域上，以升高温度，从而保持在整个加热器103上温度均匀。
根据本发明，用于补偿特定区域(其温度高于其它区域)的温度的热绝缘反射板107施加在加热器上，从而保持在整个加热器103上温度均匀。另外，由于保持在整个加热器103上温度均匀，因此淀积在晶片表面上的薄膜的厚度变得更加足够均匀，以制造高效率的半导体装置。
图4和图5分别表示根据本发明的热绝缘反射板的不同结构。
如图4所示，热绝缘反射板201可包围加热器200的底部。
或者，如图5所示，热绝缘反射板301可包围加热器300的底部和侧部。
图6至图8分别表示根据本发明的热绝缘反射板的各种不同布置。
如图6所示，加热器400布置在加热器支撑件402上，并且热绝缘反射板401通过固定销403而安装在加热器400上。
如图7所示，加热器500布置在加热器支撑件502上，并且热绝缘反射板501通过固定销403而安装在加热器支撑件502上。
如图8所示，加热器600布置在加热器支撑件602上。热绝缘反射板601设置在加热器支撑件602上，并且热绝缘反射板601通过固定销603而安装在加热器支撑件602上。
工业实用性
从上述说明可知，本发明使用了设置在加热器下部或者加热器的下部和侧部处的热绝缘反射板，以保持整个加热器的温度均匀，从而在晶片的表面上淀积厚度均匀的薄膜。
尽管以说明的目的披露了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，可作出各种修改、增加和替换。

Claims (6)

1、一种化学汽相淀积设备，包括：
处理腔室，在该处理腔室中对基板进行沉积处理；
加热器，该加热器布置在所述处理腔室中，用于将布置在该加热器上的基板加热到预定温度；
支撑所述加热器的下部的加热器支撑件；以及
热绝缘反射板，该热绝缘反射板具有开口，该开口的形状对应于与其它区域温度不同的区域，以保持所述加热器的表面的温度均匀。
2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述热绝缘反射板由陶瓷或具有高反射率和高热绝缘效率的金属制成。
3、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述热绝缘反射板包围加热器的底部，或者加热器的底部和侧部。
4、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述热绝缘反射板设置在加热器的下方，或者在加热器和加热器支撑件之间。
5、根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述热绝缘反射板通过固定销而安装在加热器或者加热器支撑件上。
6、一种化学汽相淀积设备，包括：
处理腔室，在该处理腔室中对基板进行沉积处理；
加热器，该加热器布置在所述处理腔室中，用于将布置在该加热器上的基板加热到预定温度；
支撑所述加热器的下部的加热器支撑件；以及
热绝缘反射板，该热绝缘反射板所具有的形状对应于与其它区域温度不同的区域，以保持所述加热器的表面的温度均匀。
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