CN104599999A - 一种加热腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加热腔室，用于加热工件，所述加热腔室包括：主腔室，所述工件能够竖直地设置在所述主腔室中；热源腔室，所述热源腔室设置于所述主腔室的至少一侧并与所述主腔室固定连接，以对所述主腔室内的工件进行加热。本发明能够对工件进行均匀加热以除去工件上吸附的水蒸气以及易挥发杂质，与现有技术相比，本发明能够使得工件的受热更加均匀，使得杂质去除更加干净，同时，避免了杂质以及有机物挥发后对工件造成的污染。此外，本发明还可以同时对多个工件的加热，显著提高了生产效率。

Description

一种加热腔室
技术领域
本发明涉及半导体设备制造工艺领域，尤其涉及一种加热腔室。
背景技术
在半导体制造中，经常需要对半导体工件进行去气预加热，其主要工艺为将工件加热至一定温度以去除工件上吸附的水蒸气以及其它易挥发杂质等。
现有的加热腔室的结构如图1所示，在加热腔室1的上部设置有加热灯泡2，石英窗3将加热腔室1与外界大气隔离，以保证加热腔室1内的真空环境，加热灯泡2能够透过石英窗3对工件4进行照射，工件4放置在支撑平台5上，且支撑平台5中设置有加热丝组件6，该加热丝组件6能够与加热灯泡2同时工作以对工件4进行加热。
该现有的加热腔室中，工件上部和下部分别由加热灯泡和支撑平台中的加热丝组件来进行加热，由于上下部加热方式不同，容易出现加热不均匀的现象，而加热不均匀可能会导致部分区域杂质去除不干净，影响后续工艺，严重的局部温度不均匀甚至可能造成工件的破碎。此外，在该现有的加热腔室中，工件为水平放置在支撑平台上，工件下部的杂质受热向上挥发时仍然可能附着在工件上，造成污染，并且，该现有的加热腔室同时只能对一片工件进行加热，效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加热腔室，使得能够对工件进行均匀加热以除去工件上吸附的水蒸气以及易挥发杂质。
为实现上述目的，本发明提供一种加热腔室，用于加热工件，所述加热腔室包括：
主腔室，所述工件能够竖直地设置在所述主腔室中；
热源腔室，所述热源腔室设置于所述主腔室的至少一侧并与所述主腔室固定连接，以对所述主腔室内的工件进行加热。
优选地，所述热源腔室设置于所述主腔室相对的两侧并与所述主腔室固定连接。
优选地，所述热源腔室内设置有加热灯。
优选地，所述加热腔室还包括透光的盖板，所述盖板设置于所述主腔室与所述热源腔室的相接处，所述盖板用于将所述主腔室与所述热源腔室分隔。
优选地，所述盖板与所述主腔室相接处设置有密封圈。
优选地，所述盖板由石英制成。
优选地，所述热源腔室与所述盖板相对的侧壁上设置有加热灯基座，所述加热灯设置于所述加热灯基座上，所述加热灯基座用于向所述加热灯供电。
优选地，所述热源腔室与所述盖板相对的侧壁外设置有外罩，所述外罩用于所述加热灯基座的电气隔离。
优选地，其特征在于，所述热源腔室与所述盖板相对的侧壁内表面上设置有反射屏，所述反射屏用于将辐射反射至所述主腔室。
优选地，所述主腔室内的底部设置有工件夹具，所述工件夹具用于固定所述工件并使所述工件为竖直状态。
优选地，所述工件夹具上设置有多个卡槽。
优选地，所述加热腔室还包括用于将所述主腔室和热源腔室固定连接的连接件。
优选地，所述热源腔室内设置有测温仪，所述测温仪用于测量所述工件的温度。
优选地，所述主腔室与外部腔室选择性的连通。
优选地，所述热源腔室的侧壁设置有冷却水路，所述冷却水路用于冷却所述热源腔室的侧壁。
可见，本发明通过在主腔室外设置热源腔室，并将工件竖直放置在主腔室中进行加热，能够对工件进行均匀加热以除去工件上吸附的水蒸气以及易挥发杂质。与现有技术相比，本发明能够使得工件的受热更加均匀，使得杂质去除更加干净，同时，避免了杂质以及有机物挥发后对工件造成的污染。此外，本发明还可以同时对多个工件的加热，显著提高了生产效率。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有的加热腔室结构图；
图2为本发明实施例所提供的加热腔室结构图；
图3为加热腔室与外部腔室连接接口结构图；
图4为本发明实施例所提供的加热腔室应用场景示例图。
附图标记说明
1-加热腔室；2-加热灯泡；3-石英窗；4-工件；5-支撑平台；6-加热丝组件；100-主腔室；101-工件；102-工件夹具；103-连接件；104-密封圈；200-热源腔室；201-加热灯；202-盖板；203-密封圈；204-加热灯基座；205-外罩；206-反射屏；207-测温仪；208-冷却水路；209-盖板卡套；301、303-连接法兰；302-外部腔室；304-门阀；401-工件放置盒；402、405-机械手；403-传输通道；404-加热腔室；406-工艺腔；407-传输腔；408-前端腔室。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种加热腔室，如图2所示，该加热腔室可以包括主腔室100和热源腔室200。
需要被加热的工件101可以竖直地放置在主腔室100中，热源腔室200可以设置在主腔室100的至少一侧，且热源腔室200与主腔室100固定连接，以对工件101进行加热。
将工件101竖直放置在主腔室100中，使得工件101的受热更加均匀。同时，将工件101呈竖直状态放置，能够使得工件101上的杂质受热后向上挥发，与现有技术相比，避免了杂质挥发后再次附着在工件101上造成的污染。此外，工件101上往往会带有有机物，将工件101以竖直状态放置可以避免有机物受热后挥发的颗粒附着在101上造成污染。
为了使主腔室100中的升温过程更加稳定，优选地，可以在主腔室100的至少两侧设置热源腔室200。进一步优选地，热源腔室200可以设置在主腔室100相对的两侧，以从相对的两个方向对工件101进行加热。
更进一步地，热源腔室200中可以设置有加热灯201，以利用加热灯201对工件101进行加热。加热灯201可以采用红外短波加热灯，利用加热灯201进行加热，能够快速加热，并且具有较好的加热效果，此外，利用红外短波加热时具有较好的穿透力，能够使工件101的受热更加均匀。
更进一步地，本发明所提供的加热腔室还可以包括能够透光的盖板202，盖板202可以设置在主腔室100与热源腔室200的相接处，用于将主腔室100和热源腔室200分隔，以将热源腔室200中的大气环境与主腔室100中的真空环境隔离。具体地，盖板202可以通过固定在主腔室100上的盖板卡套209固定在主腔室100与热源腔室200相接的一侧。
更进一步地，盖板202与主腔室100的相接处设置有密封圈203，该密封圈203可以用于将主腔室100内的环境密封，以保证主腔室100内的真空环境。
更进一步地，盖板202可以由耐高温材料制成，优选地，盖板202可以由石英制成。
更进一步地，热源腔室200与盖板202相对的侧壁上设置有加热灯基座204，可以将加热灯201设置在加热灯基座204上，加热灯基座204用于向加热灯201供电。具体地，可以将加热灯基座204设置在热源腔室200与盖板202相对的侧壁的外表面上，并且在该侧壁的对应位置设置安装孔，使得加热灯201可以穿过侧壁上的安装孔设置在加热灯基座204上。
更进一步地，热源腔室200与盖板202相对的侧壁外可以设置有外罩205，该外罩205可以用于加热灯基座的电气的安全隔离。
更进一步地，热源腔室200与盖板202相对的侧壁内表面上可以设置有反射屏206，该反射屏206可以用于将加热灯201发出的辐射反射至主腔室100中，以提高加热灯201的光利用率。具体地，反射屏206可以由表面光滑的金属制成，以提高反射率，在反射屏206上还可以设置有与加热灯基座204对应的圆孔，使得加热灯201可以穿过反射屏206与加热灯基座204相连。
更进一步地，主腔室100的底部可以设置有工件夹具102，该工件夹具102可以用于固定工件101，并使工件101呈竖直状态放置。设置工件夹具102能够稳定地使工件101呈竖直状态放置在主腔室100中，并且便于外部机械手对工件101的取放。
更进一步地，工件夹具102上可以设置有多个卡槽，以使得主腔室100可以放置多个工件101并使该些工件均为竖直状态，这样可以使得本发明所提供的加热腔室能够同时对多个工件进行加热，与现有技术同时只能对一片工件进行加热相比，显著提高了生产效率。或者，也可以在一个工件夹具102上设置一个卡槽，之后在主腔室100的底部设置多个工件夹具102以实现对多个工件101的固定。
更进一步地，本发明所提供的加热腔室还可以包括用于将主腔室100和热源腔室200固定连接的连接件103。具体地，该连接件103可以为固定卡套，其一端固定在主腔室100上，另一端用于卡合热源腔室200，使得主腔室100和热源腔室200固定连接。此外，在主腔室100和热源腔室200的各壁相接处还可以设置密封圈104，以保证主腔室100内的真空环境。
更进一步地，热源腔室200内可以设置有测温仪207，测温仪207可以用于测量工件101的温度。具体地，测温仪207可以设置在热源腔室200与主腔室100相对的侧壁上，可以采用辐射型的测温器以测量主腔室中工件的温度。设置测温仪207可以使得操作人员能够直观地获知工件被加热时的温度，从而能够根据需要调整加热灯201的输出功率。
更进一步地，主腔室100可以与外部腔室选择性连通。具体地，该接口可以设置在主腔室100的侧壁上，腔室连接接口采用如图3所示的现有结构即可，其中，主腔室100的侧壁上有连接法兰301，外部腔室302的侧壁设置有连接法兰303，两个连接法兰通过门阀304相连，并且在连接处设置有密封圈以保证主腔室100的真空环境，当在外部腔室302与主腔室100之间传输工件时，可以打开门阀304，当完成工件传输后，可以关闭门阀304以进行相应工艺操作。为适应本发明中的工件的竖直放置，可以对上述法兰以及门阀的尺寸做相应调整。
更进一步地，热源腔室200的侧壁上可以设置有冷却水路208，该冷却水路208可以用于冷却热源腔室200的侧壁。具体地，冷却水路208可以设置在热源腔室200与主腔室100相对的侧壁上，可以设置在加热灯基座204之间，以在进行加热时通入冷却水对侧壁进行冷却，避免因高温对侧壁上的元件造成损害以及对操作人员的伤害。
图4为本发明所提供的加热腔室的应用场景示例图，如图4所示，机械手402从工件放置盒401中取出工件放入前端腔室408中，进行净化处理，之后，机械手402将工件放入传输通道403中，传输腔407中的机械手405从传输通道403中取出工件，放入本发明所提供的加热腔室404中进行加热。加热工艺完毕后，机械手405从加热腔室404中取出工件放入工艺腔406中进行相应工艺。需要说明的是，上述工艺腔406仅为示例，该腔室也可根据实际需要为其它工艺腔室。
上述为对发明所提供的加热腔室进行的描述，可见，本发明通过在主腔室外设置热源腔室，并将工件竖直放置在主腔室中进行加热，能够对工件进行均匀加热以除去工件上吸附的水蒸气以及易挥发杂质。与现有技术相比，本发明能够使得工件的受热更加均匀，使得杂质去除更加干净，同时，本发明中工件为竖直状态放置，避免了杂质以及有机物挥发后对工件造成的污染。此外，本发明的主腔室中可固定多个工件，以实现同时对多个工件的加热，显著提高了生产效率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种加热腔室，用于加热工件，其特征在于，所述加热腔室包括：
主腔室，所述工件能够竖直地设置在所述主腔室中；
热源腔室，所述热源腔室设置于所述主腔室的至少一侧并与所述主腔室固定连接，以对所述主腔室内的工件进行加热。
2.根据权利要求1所述的加热腔室，其特征在于，所述热源腔室设置于所述主腔室相对的两侧并与所述主腔室固定连接。
3.根据权利要求1所述的加热腔室，其特征在于，所述热源腔室内设置有加热灯。
4.根据权利要求3所述的加热腔室，其特征在于，所述加热腔室还包括透光的盖板，所述盖板设置于所述主腔室与所述热源腔室的相接处，所述盖板用于将所述主腔室与所述热源腔室分隔。
5.根据权利要求4所述的加热腔室，其特征在于，所述盖板与所述主腔室相接处设置有密封圈。
6.根据权利要求4所述的加热腔室，其特征在于，所述盖板由石英制成。
7.根据权利要求4所述的加热腔室，其特征在于，所述热源腔室与所述盖板相对的侧壁上设置有加热灯基座，所述加热灯设置于所述加热灯基座上，所述加热灯基座用于向所述加热灯供电。
8.根据权利要求7所述的加热腔室，其特征在于，所述热源腔室与所述盖板相对的侧壁外设置有外罩，所述外罩用于所述加热灯基座的电气隔离。
9.根据权利要求4中任意一项所述的加热腔室，其特征在于，所述热源腔室与所述盖板相对的侧壁内表面上设置有反射屏，所述反射屏用于将辐射反射至所述主腔室。
10.根据权利要求1所述的加热腔室，其特征在于，所述主腔室内的底部设置有工件夹具，所述工件夹具用于固定所述工件并使所述工件为竖直状态。
11.根据权利要求10所述的加热腔室，其特征在于，所述工件夹具上设置有多个卡槽。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热腔室，其特征在于，所述加热腔室还包括用于将所述主腔室和热源腔室固定连接的连接件。
13.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热腔室，其特征在于，所述热源腔室内设置有测温仪，所述测温仪用于测量所述工件的温度。
14.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热腔室，其特征在于，所述主腔室与外部腔室选择性的连通。
15.根据权利要求1至11中任意一项所述的加热腔室，其特征在于，所述热源腔室的侧壁设置有冷却水路，所述冷却水路用于冷却所述热源腔室的侧壁。
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