[发明专利]加热腔室及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种加热腔室及半导体加工设备，在加热腔室内设置有介质窗，用以将加热腔室分隔形成上子腔室和下子腔室，其中，在下子腔室内设置有承载部件，承载部件包括用于承载基片的承载面，在上子腔室内设置有多个加热灯，用于透过介质窗朝向承载面辐射热量，各个所述加热灯与承载面之间的竖直间距不同，以使辐射至置于承载面上的基片不同区域的热量趋于一致。本发明提供的加热腔室，其可以更均匀地加热基片，从而可以提高工艺均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种加热腔室及半导体加工设备。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，以下简称PVD)技术是微电子领域常用的加工技术，如，用于加工集成电路中的铜互连层。制作铜互连层主要包括去气、预清洗、Ta(N)沉积以及Cu沉积等步骤，其中，去气步骤是去除基片等被加工工件上的水蒸气及其它易挥发性杂质。在实际应用中，对去气步骤加热的均匀性要求很高，如果加热不均匀，可能会导致基片表面部分区域上的易挥发杂质去除不干净，影响后续工艺。

图1为现有的PVD设备的结构示意图。请参阅图1，PVD设备包括加热腔室1，在加热腔室1的内部设置有石英窗4，借助石英窗4将加热腔室1分隔为上子腔室11和下子腔室12。其中，在下子腔室12内设有用于承载基片3的支撑柱2。而且，在上子腔室11内的顶部设置有多个加热灯泡5，其固定在上子腔室11的顶板6上，用以透过石英窗4朝向支撑柱2上的基片3辐射热量，以使基片3快速升温达到所需的温度。

上述加热腔室在实际应用中不可避免地存在以下问题：

在加热基片3的过程中，由于位于上子腔室11中心区域的加热灯泡5的分布较边缘区域更为集中，导致辐射至基片中心区域的热量多于辐射至基片边缘区域的热量，而且由于基片3边缘区域的热散失速率高于其中心区域的热散失速率，导致基片3的中心区域与边缘区域存在温差，从而降低了工艺均匀性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种加热腔室及半导体加工设备，其可以更均匀地加热基片，从而可以提高工艺均匀性。

为实现本发明的目的而提供一种加热腔室，在所述加热腔室内设置有介质窗，用以将所述加热腔室分隔形成上子腔室和下子腔室，其中，在所述下子腔室内设置有承载部件，所述承载部件包括用于承载基片的承载面，在所述上子腔室内设置有多个加热灯，用于透过所述介质窗朝向所述承载面辐射热量，各个所述加热灯与所述承载面之间的竖直间距不同，以使辐射至置于所述承载面上的基片不同区域的热量趋于一致。

优选的，在所述上子腔室的径向横截面上，多个所述加热灯的投影分布在至少两个不同半径的第一圆上，所述第一圆以所述径向横截面的中心为圆心；并且，不同所述第一圆上的加热灯与所述承载面之间的竖直间距不同，而同一所述第一圆上的加热灯与所述承载面之间的竖直间距相同。

优选的，在所述上子腔室的轴向横截面上，不同所述第一圆上的加热灯的投影分布在同一第二圆上。

优选的，所述加热灯所在所述第一圆的半径越大，该加热灯与所述承载面之间的竖直间距越小。

优选的，其中一个所述加热灯位于所述径向横截面的中心；

所述第二圆的半径采用如下公式获得：

D²＝(2R-H)×H；

其中，D为所述上子腔室的内壁半径；R为所述第二圆的半径；H为半径最大的所述第一圆上的加热灯与位于所述径向横截面的中心的加热灯之间的高度差。

优选的，半径最大的所述第一圆上的加热灯与位于所述径向横截面的中心的加热灯之间的高度差的取值范围在50～80mm。