TW202312258A - 加熱裝置、ｃｖｄ設備及半導體製程處理的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種加熱裝置，用於CVD設備，包含：佈置在反應室上方的上燈模組和/或反應室下方的下燈模組；所述上燈模組、下燈模組包含由多個加熱燈形成的上燈陣列、下燈陣列；通過所述上燈陣列、下燈陣列加熱所述基片承載台以及基片；所述加熱燈包括一管狀燈體和位於管狀燈體兩端的電極端，所述上燈模組、下燈模組中的電極端分別朝上、下進行電連接；所述管狀燈體內設有沿管狀燈體延伸的燈絲；所述上燈陣列、下燈陣列可以分區控制加熱功率本發明還包含一種CVD設備及一種半導體製程處理的方法。本發明能夠提高加熱裝置的熱能利用率，且能夠精準控制各加熱燈的加熱功率，防止相鄰加熱燈之間出現冷點，有效保證基片表面均溫。

Description

加熱裝置、CVD設備及半導體製程處理的方法

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種加熱裝置、CVD設備及半導體製程處理的方法。

在半導體製造業，化學氣相沉積(CVD)是一種在襯底（如矽晶片）上形成薄膜材料的公知製程。在CVD過程，待沉積的材料的氣態分子被提供給晶片，以通過化學反應在晶片上形成該材料的薄膜。這種形成的薄膜可以為多晶的，非晶的或外延的。通常，CVD製程在升高的溫度下進行，以加速化學反應並產生高質量的薄膜。一些製程，例如外延矽沉積，在非常高的溫度（

）下進行。

在CVD製程期間，將一個或多個襯底放置在反應腔內（限定在反應器內）的襯底支撐件上。例如，襯底可以是晶片，襯底支撐可以是基座。襯底和通常的載體都被加熱到所需的溫度。在典型的晶片處理步驟中，反應氣體在加熱的晶片上通過，導致在晶片上的所需材料薄層的化學氣相沉積(CVD)。如果沉積層具有與下面的矽晶片相同的晶體結構，它被稱作外延層，有時也被稱作單晶層。通過隨後的製程，這些沉積層被製成集成電路，根據晶片的尺寸和電路的複雜性，產生數萬至數千甚至百萬個集成電路器件。

必須仔細控制各種製程參數，以確保在半導體處理中產生的高質量沉積層。一個關鍵參數是晶片處理的每個處理步驟中晶片的溫度。例如，在CVD過程中，因為沉積氣體在特定溫度下反應並沉積在晶片上，晶片溫度決定了晶片上材料沉積的速率。 如果晶片表面上的溫度變化，則發生薄膜的不均勻沉積，並且晶片上的物理性質將不均勻。而且，在外延沉積中，甚至輕微的溫度不均勻性也會導致晶面滑移。

本發明的目的是提供一種加熱裝置、CVD設備及方法，本發明的加熱裝置僅通過U形的加熱燈（不需使用其他異形燈）向CVD設備的反應室內提供輻射熱能，簡化了加熱裝置中上、下燈陣列的佈局。本發明還通過控制加熱燈的燈絲纏繞密度、加熱燈的豎直設置方式，有效補償了相鄰加熱燈之間的冷點。本發明還獨立控制上、下燈陣列各個區域的總功率，實現對基片溫度的局部控制，有效保證基片表面均溫。進一步，本發明還通過上、下反射屏配合上、下燈陣列，實現朝基片承載台收集、反射、聚攏光線，提高了加熱裝置的熱能利用率。

為了達到上述目的，本發明提供一種加熱裝置，用於CVD設備，所述CVD設備的反應室內包含用於承載基片的基片承載台，所述加熱裝置包含：佈置在反應室上方的上燈模組和/或反應室下方的下燈模組；

所述上燈模組、下燈模組包含由多個加熱燈形成的上燈陣列、下燈陣列；通過所述上燈陣列、下燈陣列加熱所述基片承載台以及基片；

所述加熱燈包括一管狀燈體和位於管狀燈體兩端的電極端，所述上燈模組、下燈模組中的電極端分別朝上、下進行電連接；所述管狀燈體內設有沿管狀燈體延伸的燈絲；所述上燈陣列、下燈陣列可以分區控制加熱功率。

可選的，所述管狀燈體包含兩個豎直加熱段，以及在所述兩個豎直加熱段之間的水平加熱段；水平加熱段的長度方向為加熱燈的長度方向；所述電極端位於豎直加熱段的一端；通過相鄰的豎直加熱段補償相鄰加熱燈之間的冷點。

可選的，豎直加熱段內燈絲的纏繞密度大於水平加熱段內燈絲的纏繞密度。

可選的，上燈陣列中加熱燈的長度方向與下燈陣列中加熱燈的長度方向互相垂直。

可選的，上燈陣列中加熱燈的長度方向與反應室中的製程氣流方向相同，且下燈陣列中加熱燈的長度方向垂直於所述製程氣流方向；或者，上燈陣列中加熱燈的長度方向垂直於所述製程氣流方向，且下燈陣列中加熱燈的長度方向與反應室中的製程氣流方向相同。

可選的，上燈模組、下燈模組還分別包含與基片承載台位置對應的上反射屏、下反射屏，所述上、下反射屏均完全覆蓋基片承載台；上燈陣列、下燈陣列分別安裝在上反射屏底部、下反射屏頂部；通過上、下反射屏收集背向基片承載台發射的光線，並將其反射回基片承載台。

可選的，上反射屏底面、下反射屏頂面與基片承載台對應的區域為漫反射區域，上反射屏底面、下反射屏頂面的其他區域為鏡面反射區域。

可選的，上、下反射屏內部設有多個流體通道，通過將冷卻流體注入所述氣體通道實現控制上、下反射屏的溫度。

可選的，上反射屏、下反射屏開有多個凹槽，通過將冷卻氣體注入所述凹槽實現控制上、下反射屏的溫度。

可選的，上反射屏、下反射屏還設置有成對的插接口，所述凹槽可以設置於成對的所述插接口之間。

可選的，上反射屏底部邊緣設有若干向上拱起形成的朝向基片的弧形面，所述上反射屏底部邊緣的加熱燈分別設置在對應的弧形面中；下反射屏底部邊緣設有若干向下拱起形成的朝向基片的弧形面，所述下反射屏底部邊緣的加熱燈分別設置在對應的弧形面中；通過所述弧形面實現向基片承載台聚光。

可選的，所述上燈陣列、下燈陣列中每兩個相鄰的加熱燈作為一組，每組加熱燈的功率獨立控制。

可選的，上燈陣列被劃分為中間區域以及位於所述中間區域兩側的邊緣區域；所述中間區域加熱燈的長度大於邊緣區域加熱燈的長度。

可選的，下燈陣列中至少存在一排加熱燈，該排中加熱燈的長度小於其他加熱燈的長度。

本發明還提供一種CVD設備，包括：

反應室；

設置在所述反應室內並可轉動的基片承載台，用於固定基片；

佈置在反應室上方和/或反應室下方的如本發明所述的加熱裝置。

本發明還提供一種半導體製程處理的方法，採用本發明所述的CVD設備實現的，包含：

將基片放置在基片承載臺上，啟動CVD設備的加熱裝置，進行基片製程處理；

獨立調整加熱燈的功率以實現基片表面溫度分佈均勻。

可選的，所述半導體製程處理的方法還包含：

將上燈陣列、下燈陣列分別劃分為若干區域，所述區域內包含至少一個加熱燈；獨立控制每個區域的總功率。

可選的，所述區域包含中間區域和邊緣區域，所述邊緣區域相對中間區域獨立控溫。

可選的，上燈陣列中，沿著製程氣流方向，區域的總功率遞減。

可選的，下反射屏開有通孔，基片承載台的旋轉驅動軸豎直的穿過所述通孔固定連接基片承載台底部；下燈陣列中，通孔周圍加熱燈的功率大於其他加熱燈的功率。

與現有技術相比，本發明的有益效果在於：

1）本發明的加熱裝置不需使用其他異形燈向CVD設備的反應室內提供輻射熱能，簡化了加熱裝置中上、下燈陣列的佈局；

2）相對於跨越基片承載台直徑的長燈，本發明使用多個長度較短的加熱燈加熱基片承載台，通過獨立控制各個加熱燈的功率實現基片表面溫度的局部控制，解決了基片表面特定區域溫度的不均勻的問題；同時本發明的加熱燈具有比長燈更短的燈絲，因此加熱燈內的燈絲不容易下垂，增加了加熱燈的使用壽命；

3）本發明通過使加熱燈豎直加熱段的燈絲纏繞密度大於水平加熱段的燈絲纏繞密度，有效補償了相鄰加熱燈之間的冷點；並且由於豎直加熱段在基片的投影面積小，通過豎直加熱段還能夠實現在很小的範圍內對基片溫度進行局部補償；

4）本發明將上、下燈陣列劃分為多個區域（組），並獨立控制各個區域（組）的總功率，實現對基片溫度的局部控制，有效保證基片均溫，提高了基片成品率；

5）本發明的上、下反射屏通過與基片承載台對應的漫反射區域、位於漫反射區域外周的鏡面反射區域、朝向基片承載台的弧形段，更好的為基片承載台收集、反射、聚攏光線，有效提高了加熱裝置的熱能利用率；

6）本發明的反應室內設有反射屏，有效防止反應室內熱能損失；

7）本發明的上、下反射屏內設有流體通道以及凹槽，用於注入冷卻氣體或液體，能夠有效控制上、下反射屏的溫度，防止上、下反射屏溫度過高發生安全事故。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本案所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明的裝置/部件主要可被應用於CVD設備，尤其是在沉積過程中用於固定基片的基片承載台（wafer holder，業內有時也稱作“基片托盤”）會以一定的轉速旋轉，以提高沉積質量的CVD設備，比如MOCVD設備。說明一點，這裡的CVD設備應作較寬泛的理解，包括外延生長裝置在內。

如圖1所示的CVD設備10包含一個由對熱能透明的材料形成的水平流動形的反應室112。製程氣體按照箭頭所示的方向從入口140流入反應室112，並從出口142流出。所述反應室112具有位於頂端的頂壁、位於底端的底壁，以及在頂壁與底壁之間延伸的側壁。若干個加熱燈130設置在反應室上/下方的上加熱腔136/下加熱腔138中，用於向反應室112提供熱能。反應室內設有基片支撐結構120，所述基片支撐結構120包含：基片承載台110、支架122、旋轉驅動軸124和密封管126。

所述基片承載台110設置在反應室內，用於承載基片W。所述支架122設置在反應室內並位於基片承載台110的下方，用於支撐基片承載台110。支架122可以由非金屬材料製成，以降低被污染的風險。支架122安裝在所述旋轉驅動軸124頂部，旋轉驅動軸124的底部豎直向下穿設反應室112的底壁、下加熱腔138並位於CVD設備10的外部。所述密封管126套設在旋轉驅動軸124的外部，通過設置在密封管126與旋轉驅動軸124之間的密封裝置（圖中未示出），實現隔離反應室內環境與大氣環境。旋轉驅動軸124、支架122、基片承載台110在基片處理過程中共同繞旋轉驅動軸124的中心軸旋轉。旋轉驅動軸124可以由外部的電機（圖中未示出）驅動。

基片處理過程中通過上加熱腔136、下加熱腔138的加熱燈130使基片W達到所需的高溫。然而，由於使用腔室環境的不對稱，以及氣體流過的影響，導致即使使用以此排列的長條對稱的燈源，也會使基片W接受到的輻射不均勻，進而使其溫度分佈不均勻，並且，長條分立光源的區域調節有限，其受制於長條光源的整體長度，並不能精準補償基片W上小範圍的溫度不均勻。在基片處理期間，基片W、基片承載台110可以吸收加熱燈130的一部分熱量，加熱燈130的另一部分熱量通過對流和傳導損失在周圍環境中（如通過反應室內壁與大氣環境的熱傳遞造成熱損失），在不同周圍環境中的熱損失不同，易於造成反應室內溫度難以精確控制。另一方面，製程氣體在剛進入反應室112時未來得及充分加熱、旋轉驅動軸124周圍不可避免的存在“冷點”，這些均容易造成反應室內不均勻的溫度分佈。如何解決上述問題，是保證基片溫度均勻的關鍵。

實施例一

本發明提供一種加熱裝置，如圖2所示，用於CVD設備20，所述CVD設備20的反應室內包含用於承載基片W的基片承載台260，通過旋轉驅動軸驅動基片承載台260繞旋轉驅動軸224的中心軸旋轉。

所述加熱裝置包含：佈置在反應室上方的上燈模組210和/或反應室下方的下燈模組220。

所述上燈模組210包含上燈陣列及上反射屏212，所述上燈陣列安裝在上反射屏底部。所述下燈模組220包含下燈陣列及下反射屏222，所述下燈陣列安裝在下反射屏頂部。

所述上燈陣列和下燈陣列包含多個加熱燈230。通過上燈陣列、下燈陣列加熱基片承載台260以及基片W，每個所述加熱燈230的功率可以被獨立控制，上燈陣列和下等陣列的多個加熱燈可以根據需要進行分區,同一個區域內的加熱燈進行同一控制，相鄰兩個加熱燈230之間的加熱冷點會被加熱燈的側壁補償。而且上燈陣列加熱燈的兩端向上進行電連接，下燈陣列加熱燈的兩端向下進行電連接，可以避免內部因加熱產生的高溫對電連接組件的破壞，這樣既實現了上燈陣列和下燈陣列更精細的分區控制，又提高了每個燈管的壽命和穩定性。

加熱燈230包括一管狀燈體、兩個封閉端235和兩個電極端236。所述管狀燈體內設有沿管狀燈體延伸的燈絲234。如圖3所示，本實施例中的加熱燈230具有U形結構，包含相對的兩個豎直加熱段231，以及連接設置在所述兩個豎直加熱段231之間的水平加熱段232，水平加熱段232的長度方向為加熱燈230的長度方向。本實施例中，加熱燈230的水平加熱段232為直線形結構，且平行於水平面。豎直加熱段231垂直於水平面。所述兩個封閉端235分別用於封堵管狀燈體兩端。所述兩個電極端236分別固定設置在兩個封閉端235上，所述燈絲234的兩端分別穿設兩個封閉端235電性連接兩個電極端236。上燈模組210、下燈模組220中的電極端236分別朝上、下嵌入設置在上反射屏212、下反射屏222內，並與安裝在上反射屏212、下反射屏222的電路進行電連接。電極端安裝在反射屏中，既可以防止電極端暴露在加熱空間中損壞，又可以實現更小單元的加熱燈控制，同時通過控制上反射屏212、下反射屏222的溫度，可以避免因加熱產生的高溫破壞電極端236。

需要強調的是，本發明並不限定豎直加熱段231嚴格的垂直於水平面，豎直加熱段作用在於可以在豎直方向上加熱，如圖3A所示，其也可以與豎直方向成一定角度，只要能實現在豎直方向對周圍區域進行溫度補償即可。本發明對水平加熱段232的形狀不作限制，水平加熱段的作用是可以朝晶圓所在的平面輻射熱能，如圖3B、圖3C所示，水平加熱段232可以是波浪形、弧線形等形狀，只要能實現在水平方向上進行加熱即可。在優選的實施例中，上燈陣列的水平加熱段232均位於第一平面，且下燈陣列的水平加熱段232均位於第二平面。

圖3D、圖3E別示出了在另一些實施例中，加熱燈的排布方式不一定是互相平行排列，也可以沿著五邊形，環形佈置加熱燈，如圖即採用了直線形、弧線形水平加熱段232排布的的上燈陣列仰視圖。在這些實施例中，可以根據實際需要將幾個加熱燈分成同一加熱區，對同一加熱區的功率就同一控制，保持不同加熱區之間加熱功率的不同，例如考慮對晶圓表面沉積效果的測量或者氣流分佈的仿真模擬，再規劃加熱區的劃分和控制策略。

如圖3所示，在本實施例中，豎直加熱段231內燈絲234的纏繞密度大於水平加熱段232內燈絲234的纏繞密度。因而，可以通過相鄰的豎直加熱段231補償由相鄰加熱燈230之間間隙形成的冷點，解決分區控溫帶來的基片表面受熱不均勻問題。並且由於豎直加熱段231在基片W的投影面積小，其溫度影響範圍小，因此通過豎直加熱段231還能夠實現在更小的範圍內對基片溫度進行局部補償。

上燈陣列中加熱燈230的長度方向與下燈陣列中加熱燈230的長度方向互相垂直，互相補償一側陣列因沿著一個方向佈置加熱燈帶來的輻射差異，可以在基片W處理期間，在整個基片W上實現基本均勻的溫度。

在本實施例中，如圖4所示，上燈陣列中加熱燈230的長度方向垂直於製程氣流方向。如圖5所示，下燈陣列中加熱燈230的長度方向與反應室22中的製程氣流方向相同。這種佈置方式不僅能夠對製程氣體進入腔室後的溫度進行遞進控制，實現基片溫度均勻，還能防止製程氣流產生紊流。

上燈陣列、下燈陣列的每行、每列均包含多個加熱燈230，加熱燈230的長度短於基片承載台260的直徑。相對於跨越基片承載台直徑的長燈，本發明的加熱燈230長度較短，因而可以通過獨立控制各個加熱燈230的功率實現基片表面溫度的局部控制。通過對基片W上小範圍的特定區域進行溫度調節，而不影響相鄰區域的溫度，解決了基片特定區域溫度的不均勻的問題，提高了基片溫度的控制精度。同時，加熱燈230具有比長燈更短的燈絲234，因此加熱燈230內的燈絲234不容易下垂，增加了加熱燈230的使用壽命。

如圖4所示，在本實施例中，上燈陣列包含11行4列加熱燈230，上燈陣列的加熱燈230長度基本相同。

如圖5所示，下燈陣列包含13列加熱燈230。下反射屏222開有通孔240，基片承載台260的旋轉驅動軸224豎直的穿過所述通孔240固定連接基片承載台底部。中間的第7列加熱燈230由於要避讓旋轉驅動軸224，因而該列加熱燈230的長度小於其他加熱燈230的長度。

由於旋轉驅動軸224周圍不可避免的存在“冷點”。圖5A為圖5中虛圈所示範圍內的局部示意圖。如圖5A所示，為補償旋轉驅動軸224周圍的“冷點”，下燈陣列中通孔240周圍六個加熱燈230的功率均大於下燈陣列中其他加熱燈230的功率。

本發明中還將上燈陣列、下燈陣列分別劃分為若干區域，所述區域內包含至少一個加熱燈230。通過獨立調整每個區域的總功率，實現基片表面溫度的局部控制。區域內加熱燈230的長度、數量決定了對基片W進行溫控的範圍。

圖6、圖7中的一個虛線框代表一個區域。本實施例中，上燈陣列的每個區域包含兩個或一個加熱燈230，下燈陣列的每個區域包含兩個或四個加熱燈230。

圖6中的字母A~N分別表示上燈陣列具有相同總功率的對應區域。由於進氣口附近的製程氣流溫度較低，上燈陣列進氣口附近區域的總功率高於其他區域的總功率。或者，上燈陣列中區域的總功率沿製程氣流方向遞減。

圖7中的字母a~m分別表示下燈陣列具有相同總功率的對應區域。如圖6、圖7所示，虛擬的第一對稱軸在基片承載台260的投影經過基片承載台中心，第一對稱軸o-o’的延伸方向為製程氣流方向。本實施例中，上燈陣列、下燈陣列的各個區域均沿所述第一對稱軸呈對稱設置，對稱區域的總功率相同。

如圖2所示，上反射屏212、下反射屏222與基片承載台260位置對應且完全覆蓋基片承載台260（基片承載台260不自上反射屏212、下反射屏222的邊緣伸出）。通過上反射屏212、下反射屏222收集背向基片承載台260發射的光線，並將其反射回基片承載台260，提高了加熱燈230的熱能利用率。在本實施例中，上反射屏底面、下反射屏頂面均設有用於反射光線的金屬鍍層。在本實施例中，所述金屬鍍層的材質為金。

如圖8所示，上反射屏底面與基片承載台260對應的區域為漫反射區域（圖8的虛圈內部），上反射屏底面的其他區域為鏡面反射區域（圖8的虛圈外部）。如圖9所示上反射屏底面、下反射屏頂面與基片承載台260對應的區域為漫反射區域（圖9的虛圈內部），下反射屏頂面的其他區域為鏡面反射區域（圖9的虛圈外部）。

所述漫反射區域的表面粗糙度分佈均勻。通過漫反射區域保證朝基片W反射的光線均勻分佈。通過鏡面反射區域提高光線反射率，防止邊緣熱量損失，將超過基片邊緣的光線定向反射回基片區域，保證反應室內溫度達到設定要求。

上反射屏底部邊緣設有若干向上拱起形成的且朝向基片W的弧形面250，所述上反射屏底部邊緣的加熱燈230分別設置在對應的弧形面250中。下反射屏底部邊緣設有若干向下拱起形成的且朝向基片W的弧形面250，所述下反射屏底部邊緣的加熱燈230分別設置在對應的弧形面250中。通過所述弧形面250實現向基片承載台260攏光、聚熱。

本實施例中，如圖2、圖10所示，上反射屏212設有四個弧形面250，弧形面250的長度方向與U形燈的長度方向相同（垂直於製程氣流的方向），四個弧形面250內分別安裝上燈陣列第一、第二、第十、第十一行的加熱燈230，一個弧形面250對應一行加熱燈230。需要強調的是，一個弧形面250可以包含鏡面反射區域以及漫反射區域。

如圖11所示，下反射屏222也設有四個弧形面250，弧形面250的長度方向與U形燈的長度方向相同（與製程氣流方向相同），四個弧形面250內分別安裝下燈陣列第一、第二、第十二、第十三列的加熱燈230，一個弧形面250對應一列加熱燈230。

圖12中示出了上反射屏212的一部分（該部分的底部設有弧形面）。如圖12所示，上反射屏212、還設有多個流體通道2121，通過將冷卻流體在所述流體通道2121中循環實現控制上反射屏212、下反射屏222的溫度，防止上反射屏212、下反射屏222溫度過高發生安全事故。本實施例中，所述流體優選液體。下反射屏內部也設有同樣用於控溫的流體通道2121。

如圖12所示，上反射屏頂面開有多個凹槽2122，通過在上反射屏上方通入冷卻氣體，使冷卻氣體沿著所述凹槽2122流動實現控制上反射屏的溫度。在下反射屏底面也開有同樣用於風冷的凹槽2122。圖12中還示出了電極端236的插接口2361，與一個加熱燈230對應的一對插接口2361之間也可以設置凹槽，這樣在反射屏背面吹掃的冷卻氣體可以通過插接口2361的縫隙流入反射屏正面的凹槽內，輔助控制整個反射屏的溫度。

實施例二

在本實施例中，如圖13所示上燈陣列中加熱燈230的長度方向與反應室中的製程氣流方向相同。如圖14所示，且下燈陣列中加熱燈230的長度方向垂直於所述製程氣流方向。這種佈置方式同樣能夠均勻加熱反應室內的製程氣流，實現基片溫度均勻，並防止製程氣流產生紊流。

本實施例中，如圖13所示，沿著製程氣流的方向，上燈陣列被劃分為中間區域以及位於該中間區域兩側的邊緣區域。上燈陣列中，中間區域加熱燈230的長度大於邊緣區域加熱燈230的長度。通過對邊緣區域、中間區域獨立控溫，實現對基片表面溫度的局部控制。

如圖14所示，沿著製程氣流的方向，下燈陣列被劃分為中間區域以及位於該中間區域兩側的邊緣區域。下燈陣列中，中間區域的加熱燈230、以及旋轉驅動軸224周圍的加熱燈230具有第一長度，其餘加熱燈230具有第二長度，第一長度大於第二長度。在下燈陣列中，不僅對邊緣區域、中間區域獨立控溫，還對旋轉驅動軸224周圍的加熱燈230獨立控溫。

本發明還提供一種CVD設備20，如圖2所示，包括：

反應室22；

設置在所述反應室內並可轉動的基片承載台260，用於固定基片W；

佈置在反應室上方和/或反應室下方的如本發明所述的加熱裝置。

所述反應室22的內壁固定設有反射屏，所述反射屏表面設有金屬鍍膜。通過該金屬鍍膜防止反應室內壁與大氣環境的熱傳遞造成熱損失。在本實施例中，所述金屬鍍膜的材質為金。

本發明還提供一種半導體製程處理的方法，採用如本發明所述的CVD設備20實現的，如圖15所示，所述方法包含：

將基片W放置在基片承載台260上，啟動CVD設備20的加熱裝置，進行基片製程處理；

獨立調整加熱燈230的功率以實現基片表面溫度分佈均勻。

在本發明的一個實施例中，將上燈陣列、下燈陣列分別劃分為若干區域，所述區域內包含至少一個加熱燈230；獨立控制每個區域的總功率。

在本發明的另一個實施例中，所述區域包含中間區域和邊緣區域，所述邊緣區域相對中間區域獨立控溫。

在本發明的另一個實施例中，沿著製程氣流方向，上燈陣列的區域總功率遞減。下燈陣列中，旋轉驅動軸224周圍的加熱燈230功率大於其他加熱燈230的功率。

本發明的加熱裝置僅通過加熱燈230（不需使用其他異形燈）向CVD設備20的反應室內提供輻射熱能。通過上燈陣列與下燈陣列的佈局不僅能夠實現基片溫度均勻，還能防止製程氣流產生紊流。

本發明通過按區域（組）獨立控制加熱燈230的功率，實現基片表面溫度的局部控制，解決了基片表面特定區域溫度的不均勻的問題。

本發明通過使加熱燈豎直加熱段231的燈絲纏繞密度大於水平加熱段232的燈絲纏繞密度，有效補償了相鄰加熱燈230之間間隙形成的冷點。

本發明的上反射屏212、下反射屏222通過與基片承載台260對應的漫反射區域、位於漫反射區域外周的鏡面反射區域、朝向基片承載台260的弧形段，更好的為基片承載台260收集、反射、聚攏光線，有效提高了加熱裝置的熱能利用率。並且在上反射屏212、下反射屏222內均設有冷卻氣體的通道，能夠有效控制上反射屏212、下反射屏222的溫度，防止安全事故發生。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何本案所屬技術領域中具有通常知識者在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以申請專利範圍的保護範圍為準。

10:CVD設備 110:基片承載台 112:反應室 120:基片支撐結構 122:支架 124:旋轉驅動軸 126:密封管 130:加熱燈 136:上加熱腔 138:下加熱腔 140:入口 142:出口 210:上燈模組 212:上反射屏 2121:流體通道 2122:凹槽 2361:插接口 22:反應室 220:下燈模組 222:下反射屏 224:旋轉驅動軸 230:加熱燈 231:豎直加熱段 232:水平加熱段 234:燈絲 235:封閉端 236:電極端 240:通孔 250:弧形面 260:基片承載台 W:基片

為了更清楚地說明本發明技術方案，下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一個實施例，對於本案所屬技術領域中具有通常知識者來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖： 圖1為一種CVD設備示意圖； 圖2為本發明的CVD設備示意圖； 圖3為實施例一中的加熱燈示意圖； 圖3A為具有傾斜豎直加熱段的加熱燈示意圖； 圖3B、圖3C分別為具有曲線形、弧線形水平加熱段的加熱燈示意圖； 圖3D、圖3E分別為採用曲線形、弧線形水平加熱段的上燈陣列仰視圖； 圖4為實施例一中，上燈模組的仰視圖； 圖5為實施例一中，下燈模組的俯視圖； 圖5A為圖5虛圈內的局部示意圖； 圖6為實施例一中，上燈陣列的區域劃分示意圖； 圖7為實施例一中，下燈陣列的區域劃分示意圖； 圖8為實施例一中，上反射屏的鏡面反射區域、漫反射區域示意圖； 圖9為實施例一中，下反射屏的鏡面反射區域、漫反射區域示意圖； 圖10為實施例一中，上反射屏的弧形段示意圖； 圖11為實施例一中，下反射屏的弧形段示意圖； 圖12位實施例一中，上反射屏的部分結構示意圖； 圖13為實施例二中，上燈模組的仰視圖； 圖14為實施例二中，上燈模組的仰視圖； 圖15為本發明的半導體製程處理的方法流程圖。

20:CVD設備

210:上燈模組

212:上反射屏

22:反應室

220:下燈模組

222:下反射屏

224:旋轉驅動軸

230:加熱燈

250:弧形面

260:基片承載台

W:基片

Claims (20)

1. 一種加熱裝置，用於一CVD設備，該CVD設備的一反應室內包含用於承載一基片的一基片承載台，其中，該加熱裝置包含：佈置在該反應室上方的一上燈模組和/或該反應室下方的一下燈模組； 該上燈模組、該下燈模組包含由多個加熱燈形成的一上燈陣列、一下燈陣列；通過該上燈陣列、該下燈陣列加熱該基片承載台以及該基片； 該加熱燈包括一管狀燈體和分別位於該管狀燈體兩端的一電極端，該上燈模組、該下燈模組中的該電極端分別朝上、下進行電連接；該管狀燈體內設有沿該管狀燈體延伸的一燈絲；該上燈陣列、該下燈陣列可以分區控制加熱功率。
2. 如請求項1所述的加熱裝置，其中，該管狀燈體包含兩個豎直加熱段，以及在該兩個豎直加熱段之間的水平加熱段；水平加熱段的長度方向為該加熱燈的長度方向；該電極端位於該豎直加熱段的一端；通過相鄰的該豎直加熱段補償相鄰之該加熱燈之間的冷點。
3. 如請求項2所述的加熱裝置，其中，豎直加熱段內的該燈絲的纏繞密度大於水平加熱段內的該燈絲的纏繞密度。
4. 如請求項2所述的加熱裝置，其中，該上燈陣列中之該加熱燈的長度方向與該下燈陣列中之該加熱燈的長度方向互相垂直。
5. 如請求項4所述的加熱裝置，其中，該上燈陣列中之該加熱燈的長度方向與該反應室中的製程氣流方向相同，且該下燈陣列中之該加熱燈的長度方向垂直於該製程氣流方向；或者，該上燈陣列中之該加熱燈的長度方向垂直於該製程氣流方向，且該下燈陣列中之該加熱燈的長度方向與該反應室中的製程氣流方向相同。
6. 如請求項1所述的加熱裝置，其中，該上燈模組、該下燈模組還分別包含與該基片承載台位置對應的一上反射屏、一下反射屏，該上、下反射屏均完全覆蓋該基片承載台；該上燈陣列、該下燈陣列分別安裝在該上反射屏底部、該下反射屏頂部；通過該上、下反射屏收集背向該基片承載台發射的光線，並將其反射回該基片承載台。
7. 如請求項6所述的加熱裝置，其中，該上反射屏底面、該下反射屏頂面與該基片承載台對應的區域為漫反射區域，該上反射屏底面、該下反射屏頂面的其他區域為鏡面反射區域。
8. 如請求項6所述的加熱裝置，其中，該上、下反射屏內部設有多個流體通道，通過將冷卻流體注入該氣體通道實現控制該上、下反射屏的溫度。
9. 如請求項6所述的加熱裝置，其中，該上反射屏、該下反射屏開有多個凹槽，通過將冷卻氣體注入該凹槽實現控制該上、下反射屏的溫度。
10. 如請求項9所述的加熱裝置，其中，該上反射屏、該下反射屏還設置有成對的插接口，該凹槽可以設置於成對的該插接口之間。
11. 如請求項6所述的加熱裝置，其中，該上反射屏底部邊緣設有若干向上拱起形成的朝向該基片的弧形面，該上反射屏底部邊緣的該加熱燈分別設置在對應的該弧形面中；該下反射屏底部邊緣設有若干向下拱起形成的朝向該基片的該弧形面，該下反射屏底部邊緣的該加熱燈分別設置在對應的該弧形面中；通過該弧形面實現向該基片承載台聚光。
12. 如請求項1所述的加熱裝置，其中，該上燈陣列、該下燈陣列中每兩個相鄰的該加熱燈作為一組，每組該加熱燈的功率獨立控制。
13. 如請求項1所述的加熱裝置，其中，該上燈陣列被劃分為一中間區域以及位於該中間區域兩側的一邊緣區域；該中間區域之該加熱燈的長度大於邊緣區域之該加熱燈的長度。
14. 如請求項1所述的加熱裝置，其中，該下燈陣列中至少存在一排之該加熱燈，該排中之該加熱燈的長度小於其他之該加熱燈的長度。
15. 一種CVD設備，其中，包括： 一反應室； 設置在該反應室內並可轉動的一基片承載台，用於固定一基片； 佈置在該反應室上方和/或該反應室下方的如請求項1至14中任一項所述的加熱裝置。
16. 一種半導體製程處理的方法，採用如請求項15所述的一CVD設備實現的，其中，包含： 將一基片放置在一基片承載臺上，啟動該CVD設備的一加熱裝置，進行該基片的製程處理； 獨立調整一加熱燈的功率以實現該基片表面溫度分佈均勻。
17. 如請求項16所述的半導體製程處理的方法，其中，還包含： 將一上燈陣列、一下燈陣列分別劃分為若干區域，該區域內包含至少一個該加熱燈；獨立控制每個區域的總功率。
18. 如請求項16所述的半導體製程處理的方法，其中，該區域包含一中間區域和一邊緣區域，該邊緣區域相對該中間區域獨立控溫。
19. 如請求項16所述的半導體製程處理的方法，其中，該上燈陣列中，沿著製程氣流方向，區域的總功率遞減。
20. 如請求項16所述的半導體製程處理的方法，其中，一下反射屏開有一通孔，一基片承載台的旋轉驅動軸豎直的穿過該通孔固定連接該基片承載台底部；一下燈陣列中，該通孔周圍的該加熱燈的功率大於其他之該加熱燈的功率。

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