CN107871681A - 一种去气腔室和半导体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种去气腔室和半导体处理装置。该去气腔室包括腔体和片盒，腔体的侧壁上开设有传片口；片盒在腔体内可沿竖直方向移动，还包括设置在腔体内的加热组件，加热组件包括第一光源件和第二光源件，腔体以传片口为界分为第一腔体和第二腔体；第一光源件位于第一腔体内，第二光源件位于第二腔体内；第一光源件和第二光源件用于对片盒内的待去气基片进行均衡加热。该去气腔室通过设置加热组件，能使放置于片盒中的待去气基片都能受到均衡加热，从而确保了待去气基片在去气工艺和取放片过程中的工艺温度均衡，进而不仅提高了待去气基片的去气工艺质量，而且为后续工艺过程提供了更加洁净的基片。

Description

一种去气腔室和半导体处理装置
技术领域
本发明涉及半导体器件制备技术领域，具体地，涉及一种去气腔室和半导体处理装置。
背景技术
在半导体制造技术领域，物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)是指采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。
在PVD设备中，通常需要Degas(去气)工艺步骤，例如在如图1所示的铜互连PVD工艺流程中，该工艺步骤的作用是在真空系统中，去除掉基片在大气中吸附的水蒸气等杂质，清洁基片表面，为后续工序提供尽可能干净的基片。
如图2所示，传统的去气加热系统主要由真空腔室4、片盒2、升降系统5和光源6组成。真空腔室4提供了工艺环境，片盒2用于承载多个基片，升降系统5通过驱动片盒2升降将片盒2中放置于不同高度位置的基片传输到取放片的高度位置上(即传片口11的高度位置)，光源6提供了热量。
上述去气加热系统的工作流程如下：1)通过升降系统5将第一批多个基片从传片口11传输到片盒2上的不同高度位置；2)通过升降系统5将片盒2顶起到光源6处的工艺位置上；3)点亮光源6，加热基片；4)关闭光源6，降低片盒2至传片口11的高度，并取走完成工艺的一些基片，同时补充一些基片；5)遵循先进先出的原则，循环工作。
在实际进行加热去气工艺时，由于传片口11位于光源6的下方位置，因此存在着一种现象，即每次取放片都会将片盒2降下来，这样就远离了光源6的辐射区域，导致片盒2连同基片温度下降，且这种温度下降不可控，每个基片随着工艺流程的设定其下降次数也不相同，对基片的最终工艺结果例如工艺温度、均匀性等影响较大。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种去气腔室和半导体处理装置。该去气腔室通过设置多个加热组件，能使放置于片盒中的待去气基片都能受到均衡加热，从而确保了待去气基片在去气工艺和取放片过程中的工艺温度均衡，进而不仅提高了待去气基片的去气工艺质量，而且为后续工艺过程提供了更加洁净的基片。
本发明提供一种去气腔室，包括腔体和片盒，所述腔体的侧壁上开设有传片口，所述传片口用于使所述待去气基片传入或传出所述腔体；所述片盒在所述腔体内可沿竖直方向移动，还包括设置在所述腔体内的加热组件，所述加热组件包括第一光源件和第二光源件，所述腔体以所述传片口为界分为第一腔体和第二腔体；所述第一光源件位于所述第一腔体内，所述第二光源件位于所述第二腔体内；所述第一光源件和所述第二光源件用于对所述片盒内的所述待去气基片进行均衡加热。
优选地，所述加热组件还包括第一反光筒和第二反光筒，所述第一反光筒位于所述第一腔体和所述第一光源件之间；所述第二反光筒位于所述第二腔体和所述第二光源件之间；
所述第一反光筒和所述第二反光筒用于将照射到其上的光线向所述片盒内的所述待去气基片反射。
优选地，所述第一反光筒和所述第二反光筒对接形成一体，且在对应所述传片口的位置设有第一开口，所述第一开口能使所述待去气基片通过。
优选地，所述加热组件还包括第一反光板和第二反光板，所述第一反光板盖合在所述第一反光筒的远离所述传片口的一端，所述第二反光板盖合在所述第二反光筒的远离所述传片口的一端；
所述第一反光板和所述第二反光板用于将照射到其上的光线向所述片盒内的所述待去气基片反射。
优选地，所述第一光源件包括多个第一线光源，所述多个第一线光源相互平行且围成一圈；所述第一线光源的长度方向平行于所述片盒的移动方向；
所述第二光源件包括多个第二线光源，所述多个第二线光源相互平行且围成一圈；所述第二线光源的长度方向平行于所述片盒的移动方向；所述片盒能在所述第一线光源和所述第二线光源围成的空间内移动。
优选地，所述第一反光筒和所述第二反光筒的内壁能使照射到其上的光线发生漫反射和/或镜面反射。
优选地，所述第一反光板面向所述第一反光筒筒内的内壁和所述第二反光板面向所述第二反光筒筒内的内壁能使照射到其上的光线发生漫反射和/或镜面反射。
优选地，所述第一反光筒和所述第二反光筒采用不锈钢材质。
优选地，所述第一反光板和所述第二反光板采用不锈钢材质。
本发明还提供一种半导体处理装置，包括上述去气腔室。
本发明的有益效果：本发明所提供的去气腔室，通过设置多个加热组件，能使放置于片盒中的待去气基片都能受到均衡加热，从而确保了待去气基片在去气工艺和取放片过程中的工艺温度均衡，进而不仅提高了待去气基片的去气工艺质量，而且为后续工艺过程提供了更加洁净的基片。
本发明所提供的半导体处理装置，通过采用上述去气腔室，提高了该半导体处理装置的处理工艺质量。
附图说明
图1为现有技术中铜互连PVD工艺流程的示意图；
图2为现有技术中去气加热系统的结构剖视图；
图3为本发明实施例1中去气腔室的结构示意图；
图4为图3中第一光源件的结构示意图；
图5为本发明实施例1中去气腔室的结构分解示意图；
图6为本发明实施例1中第一光源件的结构分解示意图；
图7为本发明实施例1中第二光源件的结构剖视图。
其中的附图标记说明：
1.腔体；11.传片口；12.第一腔体；13.第二腔体；2.片盒；3.加热组件；31.第一光源件；311.上盖组件；32.第二光源件；321.下盖组件；33.第一反光筒；34.第二反光筒；30.第一开口；35.第一反光板；36.第二反光板；300.第一线光源；301.下陶瓷内环；302.下陶瓷外环；4.真空腔室；5.升降系统；6.光源；7.反光筒；81.上电连接短组件；91.上电连接长组件；82.下电连接短组件；92.下电连接长组件。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种去气腔室和半导体处理装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种去气腔室，如图3所示，包括腔体1和片盒2，腔体1的侧壁上开设有传片口11，传片口11用于使待去气基片传入或传出腔体1；片盒2在腔体1内可沿竖直方向移动，还包括设置在腔体1内的加热组件3，加热组件3包括第一光源件31和第二光源件32，腔体1以传片口11为界分为第一腔体12和第二腔体13；第一光源件31位于第一腔体12内，第二光源件32位于第二腔体13内；其中，第一光源件31环绕分布于第一腔体12的侧壁内；第二光源件32环绕分布于第二腔体13的侧壁内；第一光源件31和第二光源件32用于对片盒2内的待去气基片进行均衡加热。
其中，第一光源件31沿第一腔体12的内侧壁环绕分布；第二光源件32沿第二腔体13的内侧壁环绕分布。腔体1内第一光源件31和第二光源件32的设置相对于传片口11对称，片盒2在第一光源件31和第二光源件32环绕围成的空间内竖直移动，这能使腔体1内的片盒2无论移动到什么位置，片盒2内的待去气基片都能受到第一光源件31或第二光源件32的均衡加热，从而使得在待去气基片传入或传出腔体1时，片盒2在第一腔体12和第二腔体13内往复移动时，待去气基片在任意位置都能受到均衡加热。
本实施例中，加热组件3还包括第一反光筒33和第二反光筒34，第一反光筒33位于第一腔体12和第一光源件31之间；第二反光筒34位于第二腔体13和第二光源件32之间；第一反光筒33和第二反光筒34用于将照射到其上的光线向片盒2内的待去气基片反射。其中，第一反光筒33环绕分布于第一光源件31的外围，且环绕分布于第一腔体12的侧壁内；第二反光筒34环绕分布于第二光源件32的外围，且环绕分布于第二腔体13的侧壁内；如此设置，能使第一光源件31和第二光源件32发出的加热能量很好地保持在筒内，从而提高第一光源件31和第二光源件32的热利用率，提升加热效率，同时确保第一反光筒33和第二反光筒34内的加热温度均衡，使片盒2内的待去气基片能够被均匀加热。
优选地，第一反光筒33和第二反光筒34对接形成一体，且在对应传片口11的位置设有第一开口30，第一开口30能使待去气基片通过。对接形成一体的第一反光筒33和第二反光筒34能够更好地对筒内的加热能量进行保持，从而更好地提高第一光源件31和第二光源件32的热利用率，提升加热效率，同时确保第一反光筒33和第二反光筒34内的加热温度均衡。第一开口30与传片口11对应，方便待去气基片出入腔体1。
本实施例中，优选地，通过对第一反光筒33和第二反光筒34的内壁进行抛光和/或表面处理，能使照射到其上的光线发生漫反射和/或镜面反射。漫反射能使筒内第一光源件31和第二光源件32发出的光线照射均匀，从而使筒内的加热能量更加均匀。镜面反射能使第一光源件31和第二光源件32发出的光线绝大部分都反射回筒内，从而减少了加热能量的损失，确保了筒内热量均衡。
本实施例中，加热组件3还包括第一反光板35和第二反光板36，第一反光板35盖合在第一反光筒33的远离传片口11的一端，第二反光板36盖合在第二反光筒34的远离传片口11的一端；第一反光板35和第二反光板36用于将照射到其上的光线向片盒2内的待去气基片反射。第一反光板35和第二反光板36的设置，使第一反光筒33和第二反光筒34对接形成的筒内构成了一个密闭的空间，在第一反光板35和第二反光板36的反光作用下，筒内密闭空间中的加热能量能够更好地保持，从而提高第一光源件31和第二光源件32的热利用率，提升加热效率，同时确保了筒内密闭空间内的加热环境均衡，同时还能减少腔体1外部环境对筒内密闭环境的干扰，进而确保筒内密闭空间内的待去气基片能够被均衡加热。
优选地，通过对第一反光板35面向第一反光筒33筒内的内壁和第二反光板36面向第二反光筒34筒内的内壁进行抛光和/或表面处理，能使照射到其上的光线发生漫反射和/或镜面反射。漫反射能使筒内第一光源件31和第二光源件32发出的光线照射均匀，从而使筒内的加热能量更加均匀。镜面反射能使第一光源件31和第二光源件32发出的光线绝大部分都反射回筒内，从而减少了加热能量的损失，确保了筒内热量均衡。
本实施例中，优选地，第一反光筒33和第二反光筒34采用不锈钢材质。第一反光板35和第二反光板36采用不锈钢材质。不锈钢材质能够对热量进行很好的传导，从而使筒内热量更加均匀。当然，第一反光筒33和第二反光筒34以及第一反光板35和第二反光板36也可以采用其他的材质，如陶瓷等。
本实施例中，如图4所示，第一光源件31包括多个第一线光源300，多个第一线光源300相互平行且围成一圈；第一线光源300的长度方向平行于片盒2的移动方向；第二光源件32包括多个第二线光源，多个第二线光源相互平行且围成一圈；第二线光源的长度方向平行于片盒2的移动方向；片盒2能在第一线光源300和第二线光源围成的空间内移动。其中，任意相邻两个第一线光源300的间距相等，任意两个第二线光源的间距相等。第一线光源300和第二线光源如此设置，能使第一线光源300和第二线光源围成的空间内加热能量和温度保持均匀，从而使片盒2内的待去气基片受热均匀。
本实施例中，如图5和图6所示，该去气腔室主要由腔体1、片盒2、升降系统5、反光筒7、第一光源件31和第二光源件32组成，另外还包括下电连接短组件82和下电连接长组件92以及上电连接短组件81和上电连接长组件91。其中，下电连接短组件(即Feedthrough短组件)82和下电连接长组件(即Feedthrough长组件)92穿过腔体1与第二光源件32的第一接线端和第二接线端分别电连接，用于为第二光源件32传输电信号，以使其点亮。上电连接短组件(即Feedthrough短组件)81和上电连接长组件(即Feedthrough长组件)91穿过腔体1与第一光源件31的第一接线端和第二接线端分别电连接，用于为第一光源件31传输电信号，以使其点亮。如此设置，第一光源件31和第二光源件32各自均只需一个电连接短组件和一个电连接长组件即可实现供电，供电结构简单，成本低。
本实施例中，如图6所示，第一光源件31还包括上盖组件311，上盖组件311设置在环绕分布的第一线光源的远离第二光源件32的一端；上盖组件311包括两个上导电半环、上陶瓷内环和上陶瓷外环。两个上导电半环电连接形成第一光源件31和第二光源件32的一极；上陶瓷内环和上陶瓷外环用于将两个上导电半环进行包裹，使其与外界相互绝缘。其中，由于在更换第一光源件31中的第一线光源时，需要先将上陶瓷外环和上导电半环进行拆卸，所以两个上导电半环的分开设置有利于第一线光源的拆卸和安装。另外，上陶瓷外环分体设置，即上陶瓷外环分为多个部分，不仅有利于其自身的拆卸，而且还方便了将第一线光源从上盖组件311一端进行拆卸更换。
如图7所示，第二光源件32还包括下盖组件321，下盖组件321设置在环绕分布的第二线光源的远离第一光源件31的一端；下盖组件321包括两个下导电半环、下陶瓷内环301和下陶瓷外环302。两个下导电半环电连接形成第一光源件31和第二光源件32的另一极；下陶瓷内环301和下陶瓷外环302用于将两个下导电半环进行包裹，使其与外界相互绝缘。其中，由于在更换第二光源件32中的第二线光源时，需要先将下陶瓷内环301和下导电半环进行拆卸，所以两个下导电半环的分开设置有利于第二线光源的拆卸和安装。另外，下陶瓷内环301分体设置，即下陶瓷内环301分为多个部分，不仅有利于其自身的拆卸，而且还方便了将第二线光源从下盖组件321一端进行拆卸更换。
上电连接短组件81和上电连接长组件91分别连接上导电半环和下导电半环；从而使流过第一线光源的电流形成回路，进而完成对第一线光源的供电。下电连接短组件82和下电连接长组件92分别连接下导电半环和上导电半环；从而使流过第二线光源的电流形成回路，进而完成对第二线光源的供电。
实施例1的有益效果：实施例1中所提供的去气腔室，通过设置多个加热组件，能使放置于片盒中的待去气基片都能受到均衡加热，从而确保了待去气基片在去气工艺和取放片过程中的工艺温度均衡，进而不仅提高了待去气基片的去气工艺质量，而且为后续工艺过程提供了更加洁净的基片。
实施例2：
本实施例提供一种半导体处理装置，包括实施例1中的去气腔室。
通过采用实施例1中的去气腔室，提高了该半导体处理装置的处理工艺质量。
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 (10)

1.一种去气腔室，包括腔体和片盒，所述腔体的侧壁上开设有传片口，所述传片口用于使所述待去气基片传入或传出所述腔体；所述片盒在所述腔体内可沿竖直方向移动，其特征在于，还包括设置在所述腔体内的加热组件，所述加热组件包括第一光源件和第二光源件，所述腔体以所述传片口为界分为第一腔体和第二腔体；所述第一光源件位于所述第一腔体内，所述第二光源件位于所述第二腔体内；所述第一光源件和所述第二光源件用于对所述片盒内的所述待去气基片进行均衡加热。
2.根据权利要求1所述的去气腔室，其特征在于，所述加热组件还包括第一反光筒和第二反光筒，所述第一反光筒位于所述第一腔体和所述第一光源件之间；所述第二反光筒位于所述第二腔体和所述第二光源件之间；
所述第一反光筒和所述第二反光筒用于将照射到其上的光线向所述片盒内的所述待去气基片反射。
3.根据权利要求2所述的去气腔室，其特征在于，所述第一反光筒和所述第二反光筒对接形成一体，且在对应所述传片口的位置设有第一开口，所述第一开口能使所述待去气基片通过。
4.根据权利要求2或3所述的去气腔室，其特征在于，所述加热组件还包括第一反光板和第二反光板，所述第一反光板盖合在所述第一反光筒的远离所述传片口的一端，所述第二反光板盖合在所述第二反光筒的远离所述传片口的一端；
所述第一反光板和所述第二反光板用于将照射到其上的光线向所述片盒内的所述待去气基片反射。
5.根据权利要求1所述的去气腔室，其特征在于，所述第一光源件包括多个第一线光源，所述多个第一线光源相互平行且围成一圈；所述第一线光源的长度方向平行于所述片盒的移动方向；
所述第二光源件包括多个第二线光源，所述多个第二线光源相互平行且围成一圈；所述第二线光源的长度方向平行于所述片盒的移动方向；
所述片盒能在所述第一线光源和所述第二线光源围成的空间内移动。
6.根据权利要求2所述的去气腔室，其特征在于，所述第一反光筒和所述第二反光筒的内壁能使照射到其上的光线发生漫反射和/或镜面反射。
7.根据权利要求4所述的去气腔室，其特征在于，所述第一反光板面向所述第一反光筒筒内的内壁和所述第二反光板面向所述第二反光筒筒内的内壁能使照射到其上的光线发生漫反射和/或镜面反射。
8.根据权利要求2所述的去气腔室，其特征在于，所述第一反光筒和所述第二反光筒采用不锈钢材质。
9.根据权利要求4所述的去气腔室，其特征在于，所述第一反光板和所述第二反光板采用不锈钢材质。
10.一种半导体处理装置，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的去气腔室。
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