CN102808152B - 腔室装置和基片处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于基片处理设备的加热装置包括：加热灯管，所述加热灯管具有正极和负极且所述加热灯管盘绕成多圈。根据本发明实施例的用于基片处理设备的加热装置可以使得加热面积大且加热均匀。本发明还提供一种具有上述加热装置的腔室装置和具有该腔室装置的基片处理设备。

Description

腔室装置和基片处理设备

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种加热装置、具有该加热装置的腔室装置、和具有该腔室装置的基片处理设备。 

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition)或溅射(Sputtering)沉积技术是半导体工业中最广为使用的一类薄膜制造技术，泛指采用物理方法制备薄膜的薄膜制备工艺；而在集成电路制造行业中，多特指磁控溅射(Magnetron Sputtering)技术，主要用于铝、铜等金属薄膜的沉积，以构成金属接触、金属互连线等。 

铜互连PVD设备经过的四个工艺过程：去气(Degas)、预清洗(Preclean)、Ta(N)沉积、Cu沉积。在去气腔，其主要工艺是在30-45秒内将基片加热至350℃左右，以迅速去除基片上的水蒸气及其它易挥发杂质。实验表明，去气工艺对基片加热均匀性要求较高，如果均匀性不能保证，将出现某些区域易挥发杂质去除不完全情况，严重的局部温度不均匀可能会造成碎片。同时，出于产率的考虑，希望基片能够尽快的到达工艺温度，要求加热速度快。因此在去气腔室，一般使用加热灯加热，加热灯可以是钨丝红外加热灯，也可以是卤素加热灯，并且一般使用灯泡类型的加热灯。 

现有技术中采用在固定位置安装多个灯泡对基片进行加热，往往会造成基片受热的不均匀，灯泡间隙的大小会影响加热均匀性。一般灯泡下正对区域加热速度快，相邻灯泡之间的区域加热速度慢。而且，每个灯泡有两个出线端，即灯泡的正极和负极。每组灯泡由若干个灯泡组成，所有灯泡要并联起来与电源输入端连接，电气接线相对比较复杂。 

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。 

为此，本发明的一个目的在于提出一种加热面积大且加热均匀的用于基片处理设备的加热装置。 

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述加热装置的腔室装置。 

本发明的再一个目的在于提出一种具有上述腔室装置的基片处理设备。 

根据本发明第一方面实施例的用于基片处理设备的加热装置包括：加热灯管，所述加热灯管具有正极和负极且所述加热灯管在盘绕成多圈。 

根据本发明实施例的用于基片处理设备的加热装置，采用了盘绕成多圈的加热灯管，可以使得加热面积大且加热均匀。 

另外，根据本发明上述实施例的用于基片处理设备的加热装置还可以具有如下附加的 技术特征： 

根据本发明的一个实施例，加热灯管盘绕在大体一个平面内。 

根据本发明的一个实施例，所述加热灯管以涡旋形式盘绕。由此，可以使所述加热灯管易于加工。 

根据本发明的一个示例，所述加热灯管包括第一灯管和第二灯管，所述第一灯管和第二灯管均以涡旋形式盘绕，所述第一灯管和第二灯管彼此嵌套以便所述第一灯管的内端邻近所述第二灯管的内端且在所述加热灯管的径向方向上所述第一灯管和所述第二灯管交替。由此，可以使加热效果更好。 

有利地，所述第一灯管的外端与所述第二灯管的外端在所述加热灯管的径向方向上彼此相对。 

进一步地，所述第一灯管的内端为所述第一灯管的负极且所述第一灯管的外端为所述第一灯管的正极，所述第二灯管的内端为所述第二灯管的负极且所述第二灯管的外端为所述第二灯管的正极。 

根据本发明的一个实施例，在所述加热灯管的周向方向上所述第一灯管与所述第二灯管之间的间距相同。 

根据本发明的一个实施例，所述加热灯管包括多个环形灯管，所述多个环形灯管同心地排列。 

有利地，相邻环形灯管之间的间距相同。 

根据本发明第二方面实施例的腔室装置包括：腔室本体，所述腔室本体内限定有腔室且所述腔室本体的顶端敞开；反射板，所述反射板设置在所述腔室本体的顶端；和加热装置，所述加热装置可以为根据本发明第一方面实施例的用于基片处理设备的加热装置，所述加热装置安装在所述反射板上且暴露到所述腔室内。 

根据本发明实施例的腔室装置，由于采用了根据本发明第一方面实施例的用于基片处理设备的加热装置，可以使得加热面积大且加热均匀。 

根据本发明的一个实施例，所述加热装置的正极和负极分别与正极引线和负极引线相连，所述正极引线和负极引线分别穿过所述反射板从所述反射板的上表面延伸出。 

根据本发明的一个实施例，在所述腔室内在所述加热装置下方设有用于保护所述加热装置的石英窗，且在所述反射板的上表面上设有保护所述正极引线和所述负极引线的保护罩。 

根据本发明的一个实施例，所述反射板内设有用于冷却所述反射板的冷却通道。 

根据本发明一个实施例的腔室装置还包括屏蔽件，所述屏蔽件包括环形本体和从所述环形本体的内周沿向下延伸的凸缘，其中所述环形本体设置在所述腔室本体的上端与所述反射板之间且所述凸缘沿所述腔室本体的内周壁向下延伸。 

有利地，所述屏蔽件内设有用于冷却所述屏蔽件的冷却通路。 

根据本发明第三方面实施例的基片处理设备包括：腔室装置，所述腔室装置为根据本发明第二方面实施例的腔室装置；和支撑平台，所述支撑平台设在所述腔室装置的腔室内， 用于支撑基片。 

根据本发明第三方面实施例的基片处理设备，由于采用了根据本发明第二方面实施例的腔室装置，可以使得加热面积大且加热均匀，提高了基片的处理效率和处理效果。 

根据本发明的一个实施例，所述基片处理设备还包括加热组件，所述加热组件设置在所述支撑平台内用于加热支撑在所述支撑平台上的基片。 

根据本发明的一个实施例，所述基片处理设备可以为物理气相沉积设备或溅射沉积设备。 

有利地，所述腔室装置为所述基片处理设备的去气腔室装置。 

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。 

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： 

图1是根据本发明一个实施例的用于基片处理设备的加热装置的平面示意图； 

图2是根据本发明另一实施例的用于基片处理设备的加热装置的示意图； 

图3示出了根据本发明实施例的基片处理设备的示意图，其中包含了根据本发明实施例的腔室装置；和 

图4是图3中的C部分所示的放大示意图。 

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。 

下面参考附图1-2来描述根据本发明实施例的用于基片处理设备的加热装置100。 

如图1-2所示，根据本发明一个实施例的用于基片处理设备的加热装置100包括加热灯管，所述加热灯管具有正极和负极且所示加热灯管盘绕成多圈。优选地，加热灯管盘绕在大体一个平面内，这里，需要理解的是，盘绕在一个平面内可以理解为当从侧面看时加热灯管为平板状。 

根据本发明实施例的用于基片处理设备的加热装置100，加热灯管盘绕成多圈，可以使所述加热灯管所覆盖的加热面积更大并且使得加热效果均匀，也就是说，可以在尽可能大的面积内对待处理基片进行均匀加热。尤其是，加热灯管在一个平面内盘绕成板状，从而进一步提高了加热的均匀性。 

根据本发明的一个实施例，如图1所示，所述加热灯管以涡旋形式盘绕。例如，所述加热灯管可以盘绕成盘式蚊香的形状，由此有利于进一步提高加热的均匀性和制造性。 

根据本发明的一个示例，如图1所示，所述加热灯管包括第一灯管101和第二灯管102，第一灯管101和第二灯管102均以涡旋形式盘绕，第一灯管101和第二灯管102彼此嵌套以便第一灯管101的内端邻近第二灯管102的内端且在所述加热灯管的径向方向上第一灯管101和第二灯管102交替。 

有利地，在所述加热灯管的周向方向上第一灯管101与第二灯管102之间的间距相同。由此，第一灯管101和第二灯管102相互交替等间距排布，可以使得加热更为均匀。 

有利地，第一灯管101的外端与第二灯管102的外端在所述加热灯管的径向方向上彼此相对。也就是说，第一灯管101和第二灯管102以中心对称的形式排布。进一步地，第一灯管101的内端为第一灯管101的负极104且第一灯管101的外端为第一灯管101的正极103，第二灯管102的内端为第二灯管102的负极106且第二灯管102的外端为第二灯管102的正极105。 

需要说明的是，在图1所示的实施例中，在第一灯管101与第二灯管102上分别设有卡扣207，下面将会描述。 

如图2所示，在本发明的一些实施例中，所述加热灯管包括多个环形灯管，例如圆环形灯管或方环形灯管，所述多个环形灯管同心地排列。在图2所示的实施中，所述环形灯管包括两个圆环形灯管101，102。 

下面参考附图1-4描述根据本发明实施例的腔室装置。 

如图3-4所示，根据本发明一个实施例的腔室装置包括腔室本体200，反射板211，和加热装置100。 

腔室本体200内限定有腔室218且腔室本体200的顶端敞开。反射板211设置在腔室本体200的顶端。加热装置100可以为根据本发明上述实施例的用于基片处理设备的加热装置100，加热装置100安装在反射板211上且暴露到腔室218内。 

根据本发明实施例的腔室装置，由于采用了根据本发明上述实施例的用于基片处理设备的加热装置100，加热装置100的加热面积增大，并且对待处理基片的加热均匀，提高了基片的处理效果和处理效率。 

根据本发明的一个实施例，所述腔室装置还包括安装座209和卡固所述加热装置100 的卡扣207，安装座209设在反射板211的下表面内且卡扣207安装在安装座209上。由此，可以便于将加热装置100安装在反射板211上并对腔室218进行加热。 

有利地，反射板211内设有用于冷却反射板211的冷却通道217。由此，可以避免反射板过热而损坏。 

根据本发明的一个实施例，加热装置100的正极和负极分别通过正极引线和负极引线从反射板211的上表面(即图3中向上的方向)延伸出。有利地，反射板211的上表面上设有用于分别固定所述正极引线和负极引线的绝缘块208。在图3所示的实施例中，反射板211包括下部反射板211a和上部反射板211b，下部反射板211a和上部反射板211b在图3中为分体的，绝缘块208固定在上部反射板211b上，当然下部反射板211a和上部反射板211b也可以为一体的。可以理解的是，正极引线和负极引线可以看作加热装置100的正极和负极的一部分。 

如图3所示，根据本发明的一个实施例，在腔室218内在加热装置100下方设有用于保护加热装置100的石英窗212，且在反射板211的上表面上设有保护所述正极引线和所述负极引线的保护罩221。 

根据本发明一个实施例的腔室装置还可以包括屏蔽件220，屏蔽件220包括环形本体2202和从所述环形本体的内周沿向下延伸的凸缘2201，其中环形本体2202设置在腔室本体200的上端与反射板211之间，凸缘2201沿腔室本体200的内周壁向下延伸。由此，凸缘2201可以保护腔室本体200的内壁，石英窗212的外周沿安装在凸缘2201的内壁上。 

有利地，屏蔽件220内设有用于冷却屏蔽件220的冷却通路219。由此，可以避免屏蔽件220过热而损坏。 

下面参考附图3描述根据本发明实施例的基片处理设备。 

根据本发明实施例的基片处理设备包括腔室装置，和支撑平台215。 

所述腔室装置为根据本发明上述实施例的腔室装置。支撑平台215设在所述腔室装置的腔室218内，用于支撑基片。可选地，基片处理设备还可以包括加热组件(例如电加热丝)216，加热组件216设置在支撑平台215内用于加热支撑在支撑平台215上的基片。可以理解的是，如果加热装置100可满足腔室内的加热要求时，加热组件216可以省掉。 

根据本发明实施例的基片处理设备，由于采用了根据本发明上述实施例的腔室装置，可以使得加热面积大且加热均匀。并且，在支撑基片的支撑平台215内设有加热组件216对基片进行加热，可以使得根据本发明实施例的基片处理设备能够快速、均匀地对基片进行加热，可以取得良好的加热效果。 

根据本发明的一个实施例，所述基片处理设备可以为物理气相沉积设备或溅射沉积设备。具体地，所述腔室装置为所述基片处理设备的去气腔室装置。 

根据本发明实施例的用于基片处理设备的加热装置100，采用加热灯管来取代加热灯泡，加热灯管在一个平面上盘绕成多圈，例如盘绕成涡旋形式或同心圆环形式，使加热灯管覆盖的面积更广、基片的受热更均匀，而且与采用许多个灯泡相比，接头减小，接线简单。 

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。 

Claims (18)

1.一种腔室装置，其特征在于，包括：

腔室本体，所述腔室本体内限定有腔室且所述腔室本体的顶端敞开；

反射板，所述反射板设置在所述腔室本体的顶端；和

用于基片处理设备的加热装置，所述用于基片处理设备的加热装置安装在所述反射板上且暴露到所述腔室内；

其中，所述用于基片处理设备的加热装置，包括：加热灯管，所述加热灯管具有正极和负极且所述加热灯管盘绕成多圈。

2.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，所述加热灯管盘绕在一个平面内。

3.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，所述加热灯管以涡旋形式盘绕。

4.根据权利要求3所述的腔室装置，其特征在于，所述加热灯管包括第一灯管和第二灯管，所述第一灯管和第二灯管均以涡旋形式盘绕，所述第一灯管和第二灯管彼此嵌套以便所述第一灯管的内端邻近所述第二灯管的内端且在所述加热灯管的径向方向上所述第一灯管和所述第二灯管交替。

5.根据权利要求4所述的腔室装置，其特征在于，所述第一灯管的外端与所述第二灯管的外端在所述加热灯管的径向方向上彼此相对。

6.根据权利要求5所述的腔室装置，其特征在于，所述第一灯管的内端为所述第一灯管的负极且所述第一灯管的外端为所述第一灯管的正极，所述第二灯管的内端为所述第二灯管的负极且所述第二灯管的外端为所述第二灯管的正极。

7.根据权利要求4所述的腔室装置，其特征在于，在所述加热灯管的周向方向上所述第一灯管与所述第二灯管之间的间距相同。

8.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，所述加热灯管包括多个环形灯管，所述多个环形灯管同心地排列。

9.根据权利要求8所述的腔室装置，其特征在于，相邻环形灯管之间的间距相同。

10.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，所述加热装置的正极和负极分别与正极引线和负极引线相连，所述正极引线和负极引线分别穿过所述反射板从所述反射板的上表面延伸出。

11.根据权利要求10所述的腔室装置，其特征在于，在所述腔室内在所述加热装置下方设有石英窗，且在所述反射板的上表面上设有保护所述正极引线和所述负极引线的保护罩。

12.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，所述反射板内设有用于冷却所述反射板的冷却通道。

13.根据权利要求1所述的腔室装置，其特征在于，还包括屏蔽件，所述屏蔽件包括环形本体和从所述环形本体的内周沿向下延伸的凸缘，其中所述环形本体设置在所述腔室本体的上端与所述反射板之间且所述凸缘沿所述腔室本体的内周壁向下延伸。

14.根据权利要求13所述的腔室装置，其特征在于，所述屏蔽件内设有用于冷却所述屏蔽件的冷却通路。

15.一种基片处理设备，其特征在于，包括：

腔室装置，所述腔室装置为根据权利要求1-14中任一项所述的腔室装置；和

支撑平台，所述支撑平台设在所述腔室装置的腔室内，用于支撑基片。

16.根据权利要求15所述的基片处理设备，其特征在于，还包括加热组件，所述加热组件设置在所述支撑平台内用于加热支撑在所述支撑平台上的基片。

17.根据权利要求15所述的基片处理设备，其特征在于，所述基片处理设备为物理气相沉积设备或溅射沉积设备。

18.根据权利要求15所述的基片处理设备，其特征在于，所述腔室装置为所述基片处理设备的去气腔室装置。