半导体工艺装置的制作方法

专利2025-04-04  23


本发明实施例涉及半导体制造领域,尤其涉及一种半导体工艺装置。


背景技术:

1、磁控溅射是物理气相沉积(physical vapor deposition,pvd)技术的一种,是半导体工业中使用最广泛的一类薄膜制造技术。随着集成电路的发展,为降低芯片损耗和rc延时,提高芯片速度,具有较低电阻率的铜逐步取代其他材料被广泛应用到半导体制造后段互连工艺。

2、在现有的铜互连工艺中,由于铜很难被刻蚀,因此铜互连工艺中大量使用大马士革双嵌套结构,铜的大马士革结构首先通过刻蚀在金属间介质层中形成通孔和互连线沟槽,然后通过pvd淀积阻挡层(例如tin)和铜籽晶层,再通过化学电镀大量沉积铜。在淀积铜籽晶层时,由于芯片特征尺寸越来越小,沟槽的深宽比较高,在沉积铜时,金属原子并不会全部都垂直于沟槽底部一层层沉积,这就导致因沟槽开口处铜薄膜的生长速度较快而出现沟槽顶部沉积物悬垂甚至堵住开口,使沟槽底部形成空洞而影响芯片电学性能。对此,为了保证铜材料能够顺利填充在通孔结构中,通常需要在完成阻挡层(例如tin)和铜籽晶层的沉积工艺之后,进行铜薄膜的回流工艺。由于粒度对金属的溶化热力学性质有较大的影响,随着金属粒径的减小,其溶化温度也随之减小,且纳米尺度下的铜表面能和表面张力均有所增加,基于此,在进行铜的回流工艺时,通过将铜加热到300℃或以上,可以使溶化的铜薄膜原子在铜表面张力及沟槽毛细作用下,逐渐迁移到沟槽底部以实现更好的填充。

3、现有的pvd设备通常是在腔室内部增加热辐射源,用于在进行回流工艺时对晶圆进行加热,但是,目前的热辐射源的一种设置方式是在腔室周边的位置处,距离晶圆较远,导致对晶圆的加热效率较低,加热均匀性较差。还有一种设置方式是设置在用于传输遮蔽盘的传输装置上,但是这种方式很难将辐射出的热量集中于晶圆表面,大部分热量照射到了晶圆之外的区域,导致热量损耗较多,晶圆的加热效率较低,加热均匀性较差。


技术实现思路

1、本发明实施例解决的问题是提供一种半导体工艺装置,有利于实现较佳的半导体工艺过程。

2、为解决上述问题,本发明实施例提供一种半导体工艺装置,包括:主腔室;承载结构,设置于主腔室中,用于承载晶圆;次腔室,通过主腔室的侧部与主腔室相连通;加热器,设置于次腔室中;传动结构,设置于次腔室中、并与加热器相连接,用于将加热器由次腔室传动至主腔室中、承载结构的上方。

3、可选的,以加热器朝向承载结构的一面为加热面,加热面中设置有温度传感器;以加热器背向承载结构的一面为安装面,传动结构设置于加热器的安装面一侧。

4、可选的,温度传感器设置于加热器中心、以及加热器边缘。

5、可选的,温度传感器包括热电偶。

6、可选的,半导体工艺装置还包括:安装板,与安装面相接触、以将加热器固定于安装板上;传动结构贯穿次腔室顶部的腔室壁,使得一端固定于安装板上,另一端位于次腔室外部;半导体工艺装置还包括:加热器驱动结构,设置于传动结构的另一端,用于驱动传动结构,以将加热器在次腔室与主腔室之间传动。

7、可选的,传动结构包括可绕其轴线旋转的传动轴,用于带动加热器绕传动轴旋转、以实现加热器在次腔室与主腔室中的传动,传动轴设置于加热器靠近主腔室与次腔室连通位置的边缘。

8、可选的,加热器在承载结构上的映射面大于或等于晶圆的面积。

9、可选的,加热器的形貌包括圆形、方形或多边形。

10、可选的,加热器包括加热导线。

11、可选的,承载结构为第一升降结构,用于在纵向上移动晶圆,以在加热器由次腔室传动至主腔室中的情况下,将晶圆向靠近加热器移动;或者,传动结构还用于在纵向上移动加热器,以在加热器由次腔室传动至主腔室中的情况下,将加热器向靠近晶圆移动。

12、可选的,半导体工艺装置还包括:第二升降结构,设置于主腔室的底部位置,第二升降结构用于在纵向上移动晶圆,以将晶圆上升实现物理气相沉积处理,以将晶圆下降实现晶圆在第二升降结构与承载结构之间的传递。

13、可选的,第二升降结构包括:静电卡盘,用于承载晶圆以在纵向上移动晶圆;承载结构包括:多个顶针,环绕静电卡盘的中心分布、并贯穿静电卡盘,用于与晶圆相接触以在纵向上移动晶圆。

14、与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:

15、本发明实施例提供的半导体工艺装置中,包括主腔室,承载结构,设置于主腔室中,用于承载晶圆,次腔室,通过主腔室的侧部与主腔室相连通,加热器,设置于次腔室中,传动结构,设置于次腔室中、并与加热器相连接,用于将加热器由次腔室传动至主腔室中、承载结构的上方;本发明实施例中,次腔室用于存放加热器,在需要进行加热时,即可将加热器从次腔室传动至主腔室中对晶圆进行加热处理,装置构造简单、且易于操作,同时,从晶圆上方采用加热器进行加热处理,有利于实现对晶圆更为充分的加热,从而有利于实现较佳的半导体工艺过程。



技术特征:

1.一种半导体工艺装置,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体工艺装置,其特征在于,以所述加热器朝向所述承载结构的一面为加热面,所述加热面中设置有温度传感器;

3.如权利要求2所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述温度传感器设置于所述加热器中心、以及所述加热器边缘。

4.如权利要求2所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述温度传感器包括热电偶。

5.如权利要求2所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述半导体工艺装置还包括:安装板,与所述安装面相接触、以将所述加热器固定于所述安装板上;

6.如权利要求1所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述传动结构包括可绕其轴线旋转的传动轴,用于带动所述加热器绕所述传动轴旋转、以实现所述加热器在所述次腔室与主腔室中的传动,所述传动轴设置于所述加热器靠近所述主腔室与次腔室连通位置的边缘。

7.如权利要求1所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述加热器在所述承载结构上的映射面大于或等于所述晶圆的面积。

8.如权利要求7所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述加热器的形貌包括圆形、方形或多边形。

9.如权利要求1所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述加热器包括加热导线。

10.如权利要求1所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述承载结构为第一升降结构,用于在纵向上移动所述晶圆,以在所述加热器由所述次腔室传动至所述主腔室中的情况下,将所述晶圆向靠近所述加热器移动;

11.如权利要求1所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述半导体工艺装置还包括:第二升降结构,设置于所述主腔室的底部位置,所述第二升降结构用于在纵向上移动所述晶圆,以将所述晶圆上升实现物理气相沉积处理,以将所述晶圆下降实现所述晶圆在所述第二升降结构与承载结构之间的传递。

12.如权利要求11所述的半导体工艺装置,其特征在于,所述第二升降结构包括:静电卡盘,用于承载所述晶圆以在纵向上移动所述晶圆;


技术总结
一种半导体工艺装置,包括:主腔室;承载结构,设置于主腔室中,用于承载晶圆;次腔室,通过主腔室的侧部与主腔室相连通;加热器,设置于次腔室中;传动结构,设置于次腔室中、并与加热器相连接,用于将加热器由次腔室传动至主腔室中、承载结构的上方。本发明有利于实现较佳的半导体工艺过程。

技术研发人员:李诗哲
受保护的技术使用者:宸微设备科技(苏州)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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