CN104746009A - Pvd去气加热腔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种PVD去气加热腔，包括腔体、多块反射板、支撑装置、加热装置与冷却装置；所述腔体起屏蔽作用，包括侧壁、第一密封盖与第二密封盖；所述侧壁围成中空筒，所述第一密封盖与所述第二密封盖分别置于所述中空筒的两端开口上，围成一个封闭的空腔；所述反射板置于所述空腔的内壁上；多块所述反射板分别布置在所述侧壁、所述第一密封盖与所述第二密封盖上；所述支撑装置置于所述空腔内，并固定于所述第一密封盖上，所述支撑装置用于承载基片；所述加热装置置于所述空腔内，并固定于所述第二密封盖上，所述加热装置用于加热基片；所述冷却装置中通入冷却水，用于快速地降温，避免加热不均和产生无源热源。

Description

PVD去气加热腔

技术领域

本发明涉及一种半导体领域，特别是涉及一种铜互连PVD工艺的对基片加热的去气加热腔。

背景技术

现有技术中，请参阅图1所示，图1本发明的PVD(Physical VaporDeposition，物理气相沉积)工艺的流程图，铜互连PVD工艺主要包括四个工艺过程：去气、预清洗、Ta(N)沉积、Cu沉积。

在PVD去气加热腔（Degas）内，主要工艺是将基片加热至一定温度，以去除基片上吸附的水蒸气及其它易挥发杂质。生产过程中对去气工艺加热的均匀性要求很高，如果加热不均匀，可能会导致部分易挥发杂质去除不干净，影响后续工艺，严重的局部温度不均匀甚至可能会造成碎片。

现有的PVD去气加热腔中布置的其他部件受热后会成为无源热源，而且由于冷却散热不及时，导致温度的叠加。

鉴于上述缺陷，本发明人经过长时间的研究和实践终于获得了本发明创造。

发明内容

基于此，有必要提供一种避免加热不均和产生无源热源的PVD去气加热腔。

本发明的一种PVD去气加热腔，包括腔体、多块反射板、支撑装置、加热装置与冷却装置；

所述腔体起屏蔽作用，包括侧壁、第一密封盖与第二密封盖；

所述侧壁围成中空筒，所述第一密封盖与所述第二密封盖分别置于所述中空筒的两端开口上，围成一个封闭的空腔；

所述反射板置于所述空腔的内壁上；多块所述反射板分别布置在所述侧壁、所述第一密封盖与所述第二密封盖上；

所述支撑装置置于所述空腔内，并固定于所述第一密封盖上，所述支撑装置用于承载基片；

所述加热装置置于所述空腔内，并固定于所述第二密封盖上，所述加热装置用于加热基片；

所述冷却装置中通入冷却水，用于快速地降温。

作为一种可实施方式，多块所述反射板根据所述侧壁、所述第一密封盖与所述第二密封盖各自的尺寸设计为不同的形状和大小。

作为一种可实施方式，所述反射板紧密贴合在所述侧壁、所述第一密封盖与所述第二密封盖上。

作为一种可实施方式，所述冷却装置包括第一冷却水管与第二冷却水管；

所述第一冷却水管置于所述侧壁内；

所述第二冷却水管置于所述第一密封盖内。

作为一种可实施方式，所述冷却装置还包括第一入口接头、第一出口接头、第二入口接头与第二出口接头；

所述第一入口接头与所述第一出口接头分别安装在所述第一冷却水管的两端，并置于所述空腔外；

所述第二入口接头与所述第二出口接头分别安装在所述第二冷却水管的两端，并置于所述空腔外。

作为一种可实施方式，所述加热装置包括加热红外灯管与红外灯管引入电极。

作为一种可实施方式，所述红外灯管引入电极由陶瓷或四氟包铜电极制成。

作为一种可实施方式，所述红外灯管引入电极与所述第二密封盖之间设置法兰与密封圈；

所述法兰起固定作用，所述密封圈起密封作用。

作为一种可实施方式，所述侧壁上设置通孔；

在所述通孔上设置滑阀，所述滑阀能打开或关闭所述通孔。

作为一种可实施方式，所述支撑装置包括支撑架与固定杆；

所述固定杆为杆状，其一端固定于所述第一密封盖上，另一端安装所述支撑架，基片置于所述支撑架上。

作为一种可实施方式，所述加热装置还包括电极保护罩；

所述电极保护罩置于所述空腔外，并罩设在所述红外灯管引入电极上。

作为一种可实施方式，所述电极保护罩由阻燃材料制成。

作为一种可实施方式，所述反射板由镜面材料制成。

作为一种可实施方式，所述反射板由镜面不锈钢制成。

作为一种可实施方式，所述侧壁为方形筒，所述反射板的数量为六块；

六块所述反射板分别布置在所述侧壁的四个平面、所述第一密封盖与所述第二密封盖上。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：PVD去气加热腔中反射板在不同方向的反射作用，使被加热的基片温度均匀、加热速度快；加热装置直接作用到基片，加热效率高，能有效避免其他部件成为无源热源，减少了温度叠加；冷却装置的及时冷却、散热，进一步避免产生无源热源，减少温度叠加。

附图说明

图1为本发明的PVD工艺的流程图；

图2为本发明的PVD去气加热腔的剖视示意图；

图3为本发明的PVD去气加热腔的辐射光子走向剖视示意图；

图4为本发明的PVD去气加热腔的支撑装置的使用状态的局部俯视示意图。

具体实施方式

为了解决PVD（物理气相沉积）去气加热腔中加热不均和产生无源热源的问题，提出了一种PVD去气加热腔来实现。

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图2和图3所示，图2为本发明的PVD去气加热腔的剖视示意图，图3为本发明的PVD去气加热腔的辐射光子走向剖视示意图，PVD去气加热腔包括腔体、多块反射板、支撑装置、加热装置与冷却装置。

腔体起屏蔽作用，包括侧壁319、第一密封盖318与第二密封盖；本实施例中第二密封盖为PVD去气加热腔的底座，与侧壁319一体成型，还可以将底座与侧壁319制作为分体，然后组装。

侧壁319围成中空筒，第一密封盖318与第二密封盖分别置于中空筒的两端开口上，围成一个封闭的空腔。

反射板置于所述空腔的内壁上；多块反射板分别布置在侧壁319、第一密封盖318与第二密封盖上。

本实施例中，侧壁319围成一个方形的中空筒，反射板的数量为六块。六块反射板分别布置在侧壁319的四个平面、第一密封盖318与第二密封盖上。六块反射板置于空腔内，其中四块分别为第一反射板302、两块第二反射板313及第三反射板316，这四块分别布置在第一密封盖318、侧壁319与第二密封盖上。图2中两块第二反射板313分别在侧壁319的左右两侧，侧壁319上的另外两个平面上的反射板在剖视图中不可见。一般而言，PVD工艺会使用方形的侧壁319。

作为一种可实施方式，侧壁319还可以围成一个圆形的中空筒，反射板的数量为三块。三块反射板置于空腔内，分别为第一反射板302、第二反射板313及第三反射板316，分别布置在第一密封盖318、侧壁319与第二密封盖上。

多块反射板在不同方向的反射作用，使辐射光子402被反射到各个方向，辐射光子402作用于基片401，被加热的基片401能最快地吸收热量，加热速度快；受热均匀，加热后温度均匀。

支撑装置置于空腔内，并固定于第一密封盖318上，支撑装置用于承载基片401。

加热装置置于空腔内，并固定于第二密封盖上，加热装置用于加热基片401，基片401为待加工的晶片（wafer）。加热装置直接作用到基片401，加热效率高，能有效避免其他部件成为无源热源，减少了温度叠加。

冷却装置用于通入冷却水，通过冷却水的循环为PVD去气加热腔快速地降温，避免产生无源热源。

作为一种可实施方式，多块反射板根据侧壁319、第一密封盖318与第二密封盖各自的尺寸设计为不同的形状和大小。这样能保证腔体的内壁的任意位置都能实现反射作用，最大效率地使基片401吸收热量。

作为一种可实施方式，第一反射板302、第二反射板313及第三反射板316紧密贴合在第一密封盖318、侧壁319与第二密封盖上。

作为一种可实施方式，冷却装置包括第一冷却水管（未示出）与第二冷却水管（未示出）。第一冷却水管置于侧壁319内，第二冷却水管置于第一密封盖318内。两段冷却水管能取得较高的冷却速度，达到较好的散热效果。

与第一密封盖318、侧壁319、第二密封盖零距离接触的第一反射板302、第二反射板313、第三反射板316与第一冷却水管、第二冷却水管的距离很近，能迅速地降温，及时地冷却、散热，还可以进一步避免产生无源热源，减少温度叠加。

作为一种可实施方式，冷却装置还包括第一入口接头304、第一出口接头305、第二入口接头301与第二出口接头303。

第一入口接头304及第一出口接头305分别安装在侧壁319的第一冷却水管的两端，并均置于空腔外；第二入口接头301及第二出口接头303分别安装在第一密封盖318的第二冷却水管的两端，并均置于空腔外。

作为一种可实施方式，加热装置包括加热红外灯管308与红外灯管引入电极312。红外灯管引入电极312由陶瓷或四氟包铜电极制成。

红外灯管引入电极312与第二密封盖之间设置法兰与密封圈，其中，法兰起固定作用，密封圈起密封作用。

作为一种可实施方式，侧壁319上设置通孔，在通孔上设置滑阀（slotvalve）317，滑阀317能打开或关闭通孔。

滑阀317打开时，基片401送入空腔；滑阀317关闭时，基片401从空腔送出。

作为一种可实施方式，加热装置还包括电极保护罩311，电极保护罩311置于空腔外，并罩设在红外灯管引入电极312上。

作为一种可实施方式，电极保护罩311由阻燃材料制成。

作为一种可实施方式，支撑装置包括支撑架314与固定杆501。

作为一种可实施方式，第一反射板302、第二反射板313及第三反射板316均由镜面材料制成。

作为一种可实施方式，第一反射板302、第二反射板313及第三反射板316均由镜面不锈钢制成。

请结合图4所示，其为本发明的PVD去气加热腔的支撑装置的使用状态的局部俯视示意图，固定杆501为杆状，其一端固定于第一密封盖318上，另一端安装支撑架314，基片401置于支撑架314上。

本实施例中，为保证固定牢固，支撑装置设置三根固定杆501。支撑架314外形为圆环，圆环的边界上设置挡条，基片401放置在圆环中，由挡条承载。

PVD去气加热腔还包括密封圈315，起到密封第一密封盖318与侧壁319的作用。

PVD去气加热腔还包括快抽阀门309与泵310，快抽阀门309通过螺丝及密封圈固定到第二密封盖上，泵310通过螺丝及密封圈固定到快抽阀门309上。

PVD去气加热腔还包括快充管路306及慢充管路307。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种PVD去气加热腔，包括腔体与多块反射板，其特征在于，还包括支撑装置、加热装置与冷却装置；

所述腔体起屏蔽作用，包括侧壁、第一密封盖与第二密封盖；

所述侧壁围成中空筒，所述第一密封盖与所述第二密封盖分别置于所述中空筒的两端开口上，围成一个封闭的空腔；

所述反射板置于所述空腔的内壁上；多块所述反射板分别布置在所述侧壁、所述第一密封盖与所述第二密封盖上；

所述支撑装置置于所述空腔内，并固定于所述第一密封盖上，所述支撑装置用于承载基片；

所述加热装置置于所述空腔内，并固定于所述第二密封盖上，所述加热装置用于加热基片；

所述冷却装置中通入冷却水，用于快速地降温。

2.根据权利要求1所述的PVD去气加热腔，其特征在于，多块所述反射板根据所述侧壁、所述第一密封盖与所述第二密封盖各自的尺寸设计为不同的形状和大小。

3.根据权利要求1或2所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述反射板紧密贴合在所述侧壁、所述第一密封盖与所述第二密封盖上。

4.根据权利要求1所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述冷却装置包括第一冷却水管与第二冷却水管；

所述第一冷却水管置于所述侧壁内；

所述第二冷却水管置于所述第一密封盖内。

5.根据权利要求4所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述冷却装置还包括第一入口接头、第一出口接头、第二入口接头与第二出口接头；

所述第一入口接头与所述第一出口接头分别安装在所述第一冷却水管的两端，并置于所述空腔外；

所述第二入口接头与所述第二出口接头分别安装在所述第二冷却水管的两端，并置于所述空腔外。

6.根据权利要求1所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述加热装置包括加热红外灯管与红外灯管引入电极。

7.根据权利要求6所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述红外灯管引入电极由陶瓷或四氟包铜电极制成。

8.根据权利要求6所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述红外灯管引入电极与所述第二密封盖之间设置法兰与密封圈；

所述法兰起固定作用，所述密封圈起密封作用。

9.根据权利要求1所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述侧壁上设置通孔；

在所述通孔上设置滑阀，所述滑阀能打开或关闭所述通孔。

10.根据权利要求1所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述支撑装置包括支撑架与固定杆；

所述固定杆为杆状，其一端固定于所述第一密封盖上，另一端安装所述支撑架，基片置于所述支撑架上。

11.根据权利要求6至8任一项所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述加热装置还包括电极保护罩；

所述电极保护罩置于所述空腔外，并罩设在所述红外灯管引入电极上。

12.根据权利要求11所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述电极保护罩由阻燃材料制成。

13.根据权利要求1所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述反射板由镜面材料制成。

14.根据权利要求13所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述反射板由镜面不锈钢制成。

15.根据权利要求1所述的PVD去气加热腔，其特征在于，所述侧壁为方形筒，所述反射板的数量为六块；

六块所述反射板分别布置在所述侧壁的四个平面、所述第一密封盖与所述第二密封盖上。