CN103384912A - 用于热处理腔室的边缘环 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供具有增加温度均匀度的用于支撑基板的边缘环。更特定言之，本发明的实施例提供边缘环，该边缘环具有形成于边缘环的能量接收表面上的一或更多个表面面积增加结构。

Description

用于热处理腔室的边缘环
技术领域
本发明的实施例大体而言关于用以于基板上制造器件的方法及设备。更特定言之，本发明的实施例提供基板支撑环以于处理腔室中绕边缘区域支撑基板。
背景技术
于基板（如，半导体晶圆及显示器面板）的处理中，当合适的工艺条件维持于处理腔室中时，基板放置于处理腔室中的支撑件上。举例而言，基板可以受控加热循环而加热以受到热处理。于热处理期间，当设置于基板上方或下方的辐射能量源朝基板发射热能量时，基板可由绕边缘区域的支撑结构（如，边缘环）而支撑。
图1A概要地图示使用于热处理腔室中的传统边缘环101的截面图。边缘环101具有一内径，该内径稍小于待处理的基板102的外径。于处理期间，基板102设置于边缘环101的支撑表面105上，使得边缘环101通过外缘区域104而接触并支撑基板102。于基板102及边缘环101下方的热能量103可导向基板102以加热基板102。
然而，图示于图1A中的传统边缘环101有时造成基板102上的外缘区域104周围的温度不均匀。当基板102以急速加热时，温度不均匀变得更明显。图1B概要地图示于加热期间绕基板的外缘区域104的温度变化。于图1B中，x轴表示出由0至360度表示的基板的外缘中的方位角位置。y轴表示出相对于平均温度的温度变化（以摄氏温度为单位）。每一曲线110、111代表于快速加热期间对基板的量测。如图1B中所展示，绕基板的边缘区域的温度变化可高达8摄氏度。
因此，需要于处理腔室中用以绕边缘区域支撑基板的改良基板支撑件。
发明内容
本发明的实施例大体而言提供用以处理基板的设备及方法。更特定言之，本发明的实施例提供用以于处理腔室中支撑基板的边缘环。
本发明的一个实施例提供一种用以于处理腔室中支撑基板的边缘环。该边缘环包括：环形主体，该环形主体由内缘、外缘、上侧及下侧所界定，其中该内缘及该外缘绕中心轴而同心。该边缘环还包括唇部，该唇部由该环形主体的该内缘向内径向延伸。该唇部的上表面的至少一部分经构成以绕基板的外缘而支撑该基板，使得该基板实质平行于垂直该中心轴的主要平面。该边缘环还包括一或更多个表面面积增加结构，该一或更多个表面面积增加结构形成于该环形主体的该上侧或下侧的至少一侧上。
附图说明
依本发明于上所列举的特征的方式可详细地了解，本发明的更特定的说明（简短摘要于发明内容中）可参照实施例（所述实施例的一部分图示于附图中）而获得。然而，应注意，附图仅说明本发明的典型实施例，且因此附图不被视为对本发明范围的限制，因本发明可允许其他等效实施例。
图1A为传统边缘环的示意截面图。
图1B图示当由传统边缘环支撑时，于加热期间基板上的温度变化。
图2A是依据本发明的一个实施例的边缘环的截面图。
图2B为图2A的边缘环的部分截面透视图。
图2C为展示图2A的边缘环的底侧的部分截面透视图。
图2D为图2A的边缘环的上视图。
图2E为图2A的边缘环的下视图。
图3A至图3G示意性地图示依据本发明实施例的边缘环。
图4A至图4D示意性地图示依据本发明实施例具有上能量接收表面的边缘环。
图5为依据本发明一个实施例的处理腔室的示意截面图。
图6包括展示传统边缘环与依据本发明实施例的边缘环之间的效能比较的曲线图。
图7A至图7C示意性地图示依据本发明实施例的边缘环。
为方便了解，尽可能使用相同的元件符号以指定共用于附图的相同元件。应考量到，于一个实施例中所揭露的元件可有利地使用于其他实施例上而无需赘述。
具体实施方式
本发明的实施例提供用以于基板上制造器件的方法及设备。更特定言之，本发明的实施例提供用以于热处理期间支撑基板的具有改良的温度均匀度的边缘环。
本发明的实施例提供具有增加温度均匀度的用于支撑基板的边缘环。更特定言之，本发明的实施例提供边缘环，该边缘环具有一或更多个表面面积增加结构，该一或更多个表面面积增加结构形成于边缘环的能量接收表面上。表面面积增加结构增加边缘环中的曝露表面面积与质量的比例，因此，于加热期间减少径向温度梯度。表面面积增加结构可包括鳍片，该鳍片由平坦环形主体垂直地延伸。根据本发明的一个实施例，鳍片可具有至少一个倾斜侧。表面面积增加结构的增加质量还改良边缘环的方位角热导性。因此，依据本发明实施例的边缘环减少边缘环的方位角及径向变形，并改良边缘环与基板之间的热交换均匀度，从而改良工艺均匀度。
本发明的实施例还提供具有腔室接触表面的边缘，该腔室接触表面所在的平面接近包括边缘环重心的平面。但将腔室接触表面定位于接近重心的水平处，边缘环被支撑于接近重心的水平处，从而于处理期间减少及控制边缘环的变形。
图2A是依据本发明一个实施例的边缘环200的截面图。边缘环200经构成以于处理期间于腔室中支撑基板202。一般而言，边缘环200设置于腔室部件上（如，环支撑件201上），且边缘环200经构成以通过边缘区域204接触基板202，并允许大部分基板202曝露至辐射能量206。
边缘环200包括环形主体210。环形主体210由上表面212、下表面214、内缘216及外缘218所界定。内缘216及外缘218可为绕中心轴232的同心圆。内缘216可具有内径220，且外缘218具有外径222。于一个实施例中，环形主体210可为平面且具有垂直于中心轴232的主要平面234。
唇部224由环形主体210的内缘216向内径向延伸。唇部224具有上表面226，该上表面226经构成以通过边缘区域204而支撑基板202。唇部224经构成以将基板202定位成实质平行于主要平面234。唇部224以由中心轴232起算的半径230而形成与内缘216同心的中心开口228。中心开口228使基板202的大部分背表面208暴露于辐射能量206中。
于一个实施例中，鳍片236可形成于下表面214上。鳍片236减少由外缘218至内缘216及唇部224的温度梯度。鳍片236增加下表面214的表面面积。于一个实施例中，鳍片236为由下表面214垂直延伸的薄壁。
于一个实施例中，鳍片236为与外缘218及内缘216及中心开口228同心的连续圆形壁。鳍片236可置于外缘218与内缘216之间。鳍片236具有由中心轴232起算的半径238。鳍片236的半径238可经设计，以达成边缘环200的径向温度梯度或温度分布，因此于加热期间减少边缘环200的变形。于一个实施例中，径向温度梯度可通过将鳍片236朝向内缘216定位而减少。
因鳍片236连续之故，鳍片236也增加边缘环200的刚性，且鳍片236进一步减少沿径向方向及沿方位角方向的变形。因鳍片236连续之故，鳍片236也增加边缘环200的方位角热导性，从而改良均匀度且减少变形。
于一个实施例中，边缘环200包含定位外缘240，该定位外缘240由环形主体210靠近外缘218而延伸。定位外缘240经构成以紧固地将边缘环200安装于腔室部件上，如安装于以虚线展示于图2A中的支撑环201上。
于一个实施例中，定位外缘240的底表面242经构成以接触支撑环201并收纳来自处理腔室的支撑件。于一个实施例中，底表面242实质为平坦的，并且底表面242垂直地定位成紧密接近边缘环200的重心244。如图2A中所展示，平行于主要平面234的平面246通过重心244。收纳来自腔室的支撑件的底表面242与平面246相距一距离248。于一个实施例中，距离248为约0.75mm或更少。底表面242可位于重心244上方或下方少于0.75mm处。
依据本发明的实施例，通过将该边缘环支撑表面垂直地定位成接近重心244，边缘环的变形（如，挠曲）。依据本发明一个实施例，可通过将边缘环200支撑于重心244上方或下方的一平面，而调整边缘环挠曲(bucking)的方向。
于一个实施例中，当基板202曝露至朝基板202的背侧208发射的辐射能量206时，边缘环200经构成以支撑基板202。边缘环200及基板202两者皆由辐射能量206而加热。基板202的边缘区域204由边缘环200的唇部224而遮蔽辐射能量206。边缘区域204通过与边缘环200的唇部224的直接热交换而加热。
表面面积增加结构（如，鳍片236）增加边缘环200的曝露表面，因此增加热导性、减少温度梯度，并最终减少边缘环200中的变形。接近重心244的支撑表面242的位置减少边缘环200的挠曲，因此也减少边缘环的变形。由于边缘环200的减少变形，边缘环200的唇部224及基板202的边缘区域204绕整个边缘区域204维持稳定的直接接触，因此，于边缘区域204中达成均匀加热。
图2B为边缘环200的部分截面透视图。图2C展示被支撑环201通过定位外缘240的底表面242所支撑的边缘环200。图2D为边缘环200的上视图。图2E为边缘环200的下视图。
边缘环200可依据所处理的基板202的材料而由合适材料形成。举例而言，边缘环200可由与基板202的材料具有相似热容量的材料所形成。举例而言，边缘环200可由碳化硅材料所形成以处理硅基板。边缘环200可通过烧结粉末材料并接着加工成形而形成。关于形成边缘环的材料及方法的细节可于美国专利第6,888,104号及第7,127,367号中得知，这些专利以引用方式并入本文中。
本发明实施例提供具有形成于表面上的表面面积增加结构的边缘环，该表面经构成以于热处理期间面对辐射能量源。于一个实施例中，曝露至辐射能量源的边缘环表面面积与边缘环质量的比例可为高于约0.55平方米/千克。于另一实施例中，曝露面积与质量的比例可高于约0.70平方米/千克。于另一实施例中，曝露面积与质量的比例可介于约0.7平方米/千克至约1.0平方米/千克之间。
可依据工艺需求而考虑各种因子以改良或调整边缘环。例示性因子包括（但不限于）边缘环的曝露面积与质量的比例、边缘环的外径、支撑表面相对于重心的位置、沿径向方向的热导性、沿方位角方向的热导性、及边缘环的刚性。
图3A至图3G是依据本发明实施例的边缘环的部分截面图。当基板由设置于基板及边缘环下方的辐射能量加热时，图3A至图3G中展示的边缘环经构成以支撑基板。
图3A为当安装于支撑环301上时边缘环310的部分示意截面图，该边缘环310具有表面面积增加鳍片313且经构成用以支撑基板302。边缘环310与边缘环200类似，不同之处在于，边缘环310由环形主体311的底表面312所支撑。
图3B为边缘环310的部分示意截面图。边缘环320与边缘环200类似，不同之处在于，边缘环320包含设置于环形主体321的内缘322处的鳍片323。用于支撑基板的唇部324由鳍片323处延伸。
图3C为边缘环330的部分示意截面图。边缘环330与边缘环320类似，不同之处在于，边缘环330由环形主体331的底表面332所支撑。
图3D为边缘环340的部分示意截面图。具有鳍片345的边缘环340与边缘环200类似，不同之处在于，边缘环340包括唇部344，该唇部344由水平平面341以一角度342倾斜。于一个实施例中，此角度为约10度。于一个实施例中，支撑表面343的位置可相对重心而调整，使得唇部344于处理期间变形成实质水平。
图3E为边缘环350的部分透视图。边缘环350与边缘环200类似，不同之处在于，边缘环350包含多个分离鳍片351。分离鳍片351进一步增加曝露表面面积。
图3F为边缘环360的部分示意截面图。边缘环360与边缘环200类似，不同之处在于，边缘环360包括同心配置的两个鳍片361、362。该两个鳍片361、362进一步增加曝露表面面积及结构的刚性。
图3G为边缘环370的部分示意截面图。包括鳍片375的边缘环370与边缘环200类似，不同之处在于，边缘环370包括具有凸起部372的唇部371。凸起部372具有上表面373以接触基板302。凸起部372可为一个连续结构，或凸起部372可为多个分离结构。
尽管鳍片已于上述实例中说明，表面面积增加结构可为任何合适的形式。
图4A至图4D示意性地图示依据本发明实施例的具有上能量接收表面的边缘环。
图4A展示具有鳍片412的边缘环410，该鳍片412由环形主体411的上表面413延伸。当边缘环410被设置于上方的辐射能量源403加热时，边缘环410经构成以支撑基板402。边缘环410包括用于支撑基板402的唇部414。于一个实施例中，多个垫415由唇部414突起以接触基板402。
图4B展示具有向上延伸鳍片422的边缘环420，该鳍片422设置为邻近于环形主体421的内缘423。唇部424由鳍片422处延伸。
图4C展示具有向上延伸鳍片432及倾斜唇部433的边缘环430。
图4D展示具有上鳍片441及下鳍片442的边缘环440。当辐射源同时设置于基板402及边缘环440的上方及下方时，该边缘环440是适用的。
图5为依据本发明一个实施例的处理腔室500的示意截面图。处理腔室500包括界定工艺容积504的腔室主体502。视窗506形成于腔室主体502的底侧上。视窗506可由石英所形成。辐射能量源508设置于视窗506下方。辐射能量源508经构成以引导辐射能量朝向工艺容积504。于一个实施例中，辐射能量源508包括多个灯。反射板510设置于工艺容积504内侧的腔室主体502的上壁512上。多个感测器526可设置在上壁512上方，以经由形成于反射板510及上壁512中的感测器口524而侦测工艺容积504中的温度。
升高组件512经构成以于工艺容积504中垂直地移动并转动转子514。支撑环516设置于转子514上。
边缘环518由支撑环516而支撑。基板522在处理期间由边缘环518支撑。边缘环518及基板522设置于辐射能量源508上方，使得辐射能量源508可同时加热基板522及边缘环518。边缘环518可为依据本发明实施例的任何边缘环。于一个实施例中，边缘环518包括面对辐射能量源508的表面面积增加结构520。
于处理期间，辐射能量源508经构成以急遽地加热位于边缘环518上的基板522，而边缘环518透过直接接触由对流而加热基板522的边缘区域。依据本发明实施例的边缘环改良遍布基板522(特别地于沿边缘环所遮蔽的边缘区域)的温度均匀度。
热处理腔室的更多详细说明可于美国专利申请案公开号第2009/0298300号中得知，该申请案以引用的方式并入本文中。
实验显示，与传统边缘环相比，本发明实施例得到显著的改良。图6包括曲线图，这些曲线图展示传统边缘环与依据本发明实施例的边缘环之间在边缘环变形方面的比较。
曲线601展示当支撑加热至1090℃的基板时，图1A中展示的传统边缘环的变形。
曲线602展示当支撑加热至1090℃的基板时，图2A中展示的边缘环的变形。
曲线603展示当支撑加热至1090℃的基板时，图3A中展示的边缘环的变形。
曲线604及曲线605展示当支撑加热至1090℃的基板时，图3C中展示的边缘环的变形。
图6图示依据本发明实施例的边缘环减少约80%的边缘环变形。
对于反映在图6中的工艺，还量测基板被加热的温度。
对于图1A中展示的传统边缘环而言，当基板加热至1090℃的目标温度时，于整个基板上的温度的典型标准差为16.22℃。
对于图2A中展示的边缘环而言，当基板加热至1090℃的目标温度时，于整个基板上的温度的典型标准差为5.57℃。
对于图3A中展示的边缘环而言，当基板加热至1090℃的目标温度时，于整个基板上的温度的典型标准差为3.60℃。
对于图3C中展示的边缘环而言，当基板加热至1090℃的目标温度时，于整个基板上的温度的典型标准差为4.93℃。
因此，本发明实施例显著地增加于热处理期间的温度均匀度。
图7A至图7C为依据本发明实施例的边缘环的部分截面图。图7A至图7C中展示的边缘环与图2A至图2E的边缘环200类似，不同之处在于，图7A至图7C中展示的边缘环具有含有一或更多个倾斜表面的表面增加结构。
图7A为依据本发明一个实施例的边缘环700的部分截面图。边缘环700包括实质平坦环形主体702。环形主体702具有唇部714，该唇部714向内径向延伸以用于支撑在该唇部714上的基板701。表面增加结构(鳍片704)由平坦环形主体702的下表面702a延伸。鳍片704通过增加边缘环700中的曝露表面面积与质量的比例，于加热期间减少边缘环700中的径向温度梯度。鳍片704还增加边缘环700的刚性。如图7A中所展示，鳍片704具有内侧706及外侧708，该内侧706实质垂直于平坦环形主体702，且外侧708相对于平坦环形主体702倾斜。
与具有两个垂直侧的鳍片(诸如边缘环200的鳍片236)相比，倾斜侧708允许类似效果，且降低了总高度。如图7A中所展示，具有倾斜鳍片704的总高度710小于具有垂直鳍片的总高度712，以达成相同质量及相同刚性。降低高度可减少制造边缘环所需的原材料量，因此，降低成本。举例而言，边缘环通常由铸锭段机械加工而成。通过降低边缘环的总高度，铸锭段的长度也降低，因而降低了所需原材料量。此外，具有倾斜侧的鳍片可比具有直立侧的鳍片更容易制造，因而进一步降低成本。
图7B为依据本发明另一实施例的边缘环720的部分截面图。边缘环720与边缘环700类似，不同之处在于，边缘环720具有含有倾斜内侧726及垂直外侧728的鳍片724，鳍片724由平坦环形主体722延伸。
图7C为依据本发明另一实施例的边缘环740的部分截面图。边缘环740与边缘环700类似，不同之处在于，边缘环740具有含有倾斜内侧746及倾斜外侧748的鳍片744，鳍片744由平坦环形主体742延伸。
应注意，一或更多个倾斜侧可与如上所述表面面积增加鳍片236、313、323、345、351、361、362、375、412、422、432及441中的任一者结合。
尽管于上所述为圆形边缘环，但本发明实施例可应用于其他形状（如，方形、矩形、椭圆形等）的边缘环，以处理不同形状的基板。
尽管于上所述为热工艺及热处理腔室，但本发明实施例可使用至任何工艺及支撑结构或基板曝露至辐射能量的任何处理腔室中。
尽管前述部分针对本发明的实施例，但本发明的其他及进一步的实施例可设计而不背离本发明的基本范畴，且本发明的范畴由以下权利要求而决定。

Claims (13)

1.一种用以于处理腔室中支撑基板的边缘环，所述边缘环包含：
环形主体，所述环形主体由内缘、外缘、上侧及下侧所界定，其中所述内缘及所述外缘绕中心轴而同心；
唇部，所述唇部由所述环形主体的所述内缘向内径向延伸，其中所述唇部的上表面的至少一部分经构成以绕基板的外缘而支撑所述基板，使得所述基板实质平行于垂直所述中心轴的主要平面；及
一或更多个表面面积增加结构，所述一或更多个表面面积增加结构形成于所述环形主体的所述上侧或下侧的至少一侧上。
2.如权利要求1的边缘环，其中所述一或更多个表面面积增加结构包括鳍片，所述鳍片由所述环形主体的所述下侧而延伸。
3.如权利要求2的边缘环，其中所述鳍片形成与所述内缘及所述外缘同心的圆形壁，且所述鳍片位于所述内缘与所述外缘之间。
4.如权利要求3的边缘环，其中所述唇部的所述上表面位于所述环形主体的上表面下方，使得所述唇部及主体形成用于固持所述基板的凹部。
5.如权利要求4的边缘环，其中所述鳍片设置于所述环形主体的所述内缘处，且所述唇部由所述鳍片处延伸。
6.如权利要求2的边缘环，其中所述唇部相对所述主要表面以一角度而倾斜。
7.如权利要求1的边缘环，其中表面增加结构经构成以面对辐射能量源。
8.如权利要求2的边缘环，其中所述鳍片具有相对于所述环形主体的至少一个倾斜侧。
9.一种基板支撑件，所述基板支撑件包含：
主体，所述主体形成封闭回路，其中所述主体绕所述封闭回路于宽度上相等；
唇部，所述唇部由所述主体向内延伸，其中所述唇部具有上表面，所述上表面经构成以绕基板的外缘而收纳所述基板，且当所述基板设置于所述唇部上时，所述主体环绕所述基板；及
一或更多个表面面积增加结构，所述一或更多个表面面积增加结构由所述主体的上表面或下表面延伸。
10.如权利要求9的基板支撑件，其中所述主体为圆形。
11.一种用于处理基板的腔室，所述腔室包含：
腔室主体，所述腔室主体界定工艺容积，于所述工艺容积处所述腔室主体具有形成穿越所述腔室主体的视窗；
基板支撑基座，所述基板支撑基座设置于所述工艺容积中；
能量源，所述能量源设置于所述视窗的外侧，以引导辐射能量经由所述视窗而朝向所述工艺容积；及
如权利要求1至10中任一项的边缘环，所述边缘环设置于所述基板支撑基座上以支撑基板于所述边缘环上，其中所述边缘环的一或更多个表面面积增加结构面向所述能量源。
12.如权利要求11的腔室，其中所述视窗形成于所述腔室主体的底部上，且所述能量源设置于所述边缘环下方。
13.一种用于处理基板的方法，所述方法包含以下步骤：
收纳基板于权利要求1至10中任一项的边缘环上，所述边缘环设置于处理腔室中；及
由能量源朝所述基板及所述边缘环辐射热能量。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106643180A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 昆山索科特表面科技有限公司 用于金属表面处理的锥齿型、塔周型和槽型孔盘及承料架
CN107210252A (zh) * 2014-11-26 2017-09-26 冯·阿登纳有限公司 基板保持装置、基板运送装置、处理布置和用于处理基板的方法
CN110220384A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 秦文隆 移载板
CN110783233A (zh) * 2013-11-12 2020-02-11 应用材料公司 高温计的背景消除

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8920564B2 (en) * 2010-07-02 2014-12-30 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for thermal based substrate processing with variable temperature capability
US8744250B2 (en) 2011-02-23 2014-06-03 Applied Materials, Inc. Edge ring for a thermal processing chamber
US9682398B2 (en) 2012-03-30 2017-06-20 Applied Materials, Inc. Substrate processing system having susceptorless substrate support with enhanced substrate heating control
US9403251B2 (en) * 2012-10-17 2016-08-02 Applied Materials, Inc. Minimal contact edge ring for rapid thermal processing
WO2014065955A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Applied Materials, Inc. Minimal contact edge ring for rapid thermal processing
US20150270155A1 (en) * 2012-11-21 2015-09-24 Ev Group Inc. Accommodating device for accommodation and mounting of a wafer
US9768052B2 (en) * 2013-03-14 2017-09-19 Applied Materials, Inc. Minimal contact edge ring for rapid thermal processing
US10410890B2 (en) * 2013-06-21 2019-09-10 Applied Materials, Inc. Light pipe window structure for thermal chamber applications and processes
US10211046B2 (en) 2013-07-19 2019-02-19 Applied Materials, Inc. Substrate support ring for more uniform layer thickness
US9330955B2 (en) * 2013-12-31 2016-05-03 Applied Materials, Inc. Support ring with masked edge
CN105917459A (zh) * 2014-02-07 2016-08-31 应用材料公司 用于dsa上弯曲晶片的夹持能力
TWI734668B (zh) * 2014-06-23 2021-08-01 美商應用材料股份有限公司 在ｅｐｉ腔室中的基材熱控制
US9517539B2 (en) * 2014-08-28 2016-12-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer susceptor with improved thermal characteristics
KR20230011490A (ko) * 2014-12-19 2023-01-20 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 화학적 기계적 폴리싱 툴을 위한 컴포넌트들
CN111326474B (zh) * 2018-12-13 2023-02-14 北京北方华创微电子装备有限公司 反应腔室及半导体加工设备
JP7242392B2 (ja) * 2019-04-16 2023-03-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
KR102406942B1 (ko) 2019-09-16 2022-06-10 에이피시스템 주식회사 엣지 링 및 이를 포함하는 열처리 장치
CN115087758A (zh) * 2020-02-11 2022-09-20 朗姆研究公司 用于控制晶片晶边/边缘上的沉积的承载环设计

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264467B1 (en) * 1999-04-14 2001-07-24 Applied Materials, Inc. Micro grooved support surface for reducing substrate wear and slip formation
CN1973356A (zh) * 2004-06-30 2007-05-30 英特尔公司 与晶片发射率无关的有效晶片温度控制的利用
US20080069951A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Juan Chacin Wafer processing hardware for epitaxial deposition with reduced auto-doping and backside defects
US20080142497A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Applied Materials, Inc. Rapid conductive cooling using a secondary process plane

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60173852A (ja) * 1984-02-20 1985-09-07 Wakomu:Kk ウエ−ハ処理用基板ホルダ
US5830277A (en) * 1995-05-26 1998-11-03 Mattson Technology, Inc. Thermal processing system with supplemental resistive heater and shielded optical pyrometry
JP3430277B2 (ja) 1995-08-04 2003-07-28 東京エレクトロン株式会社 枚葉式の熱処理装置
US6395363B1 (en) * 1996-11-05 2002-05-28 Applied Materials, Inc. Sloped substrate support
US6200388B1 (en) * 1998-02-11 2001-03-13 Applied Materials, Inc. Substrate support for a thermal processing chamber
US6280183B1 (en) * 1998-04-01 2001-08-28 Applied Materials, Inc. Substrate support for a thermal processing chamber
JP2000058470A (ja) * 1998-08-07 2000-02-25 Ushio Inc 光照射式加熱装置のガードリング
JP2003249458A (ja) * 2002-02-26 2003-09-05 Kyocera Corp ウェハ保持リング
US6800833B2 (en) * 2002-03-29 2004-10-05 Mariusch Gregor Electromagnetically levitated substrate support
US7347901B2 (en) 2002-11-29 2008-03-25 Tokyo Electron Limited Thermally zoned substrate holder assembly
JP2004289003A (ja) 2003-03-24 2004-10-14 Seiko Epson Corp 石英リング、プラズマ処理装置および半導体装置の製造方法
US7127367B2 (en) * 2003-10-27 2006-10-24 Applied Materials, Inc. Tailored temperature uniformity
US6888104B1 (en) * 2004-02-05 2005-05-03 Applied Materials, Inc. Thermally matched support ring for substrate processing chamber
JP2005340488A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子デバイスの製造装置
JP2007224375A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Nuflare Technology Inc 気相成長装置
US7520969B2 (en) * 2006-03-07 2009-04-21 Applied Materials, Inc. Notched deposition ring
JP4868522B2 (ja) 2006-03-30 2012-02-01 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 エピタキシャルウェーハの製造方法及び製造装置
WO2007131547A1 (de) * 2006-05-15 2007-11-22 Aixtron Ag Halbleiterbehandlungsvorrichtung für ein cvd- oder rtp-verfahren
US8221602B2 (en) * 2006-12-19 2012-07-17 Applied Materials, Inc. Non-contact process kit
US7860379B2 (en) * 2007-01-15 2010-12-28 Applied Materials, Inc. Temperature measurement and control of wafer support in thermal processing chamber
US8222574B2 (en) * 2007-01-15 2012-07-17 Applied Materials, Inc. Temperature measurement and control of wafer support in thermal processing chamber
US20080257263A1 (en) * 2007-04-23 2008-10-23 Applied Materials, Inc. Cooling shield for substrate processing chamber
US20090298300A1 (en) 2008-05-09 2009-12-03 Applied Materials, Inc. Apparatus and Methods for Hyperbaric Rapid Thermal Processing
US8287650B2 (en) * 2008-09-10 2012-10-16 Applied Materials, Inc. Low sloped edge ring for plasma processing chamber
JP5350043B2 (ja) 2009-03-31 2013-11-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN103069542A (zh) * 2010-08-20 2013-04-24 应用材料公司 延长寿命的沉积环
US8744250B2 (en) * 2011-02-23 2014-06-03 Applied Materials, Inc. Edge ring for a thermal processing chamber
US9449825B2 (en) * 2012-02-03 2016-09-20 SCREEN Holdings Co., Ltd. Heat treatment apparatus for heating substrate by irradiation with flashes of light, and heat treatment method
US8865602B2 (en) * 2012-09-28 2014-10-21 Applied Materials, Inc. Edge ring lip
JP6113532B2 (ja) * 2013-03-05 2017-04-12 フジテコム株式会社 漏洩音検出装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264467B1 (en) * 1999-04-14 2001-07-24 Applied Materials, Inc. Micro grooved support surface for reducing substrate wear and slip formation
CN1973356A (zh) * 2004-06-30 2007-05-30 英特尔公司 与晶片发射率无关的有效晶片温度控制的利用
US20080069951A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Juan Chacin Wafer processing hardware for epitaxial deposition with reduced auto-doping and backside defects
US20080142497A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Applied Materials, Inc. Rapid conductive cooling using a secondary process plane

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110783233A (zh) * 2013-11-12 2020-02-11 应用材料公司 高温计的背景消除
CN110783233B (zh) * 2013-11-12 2023-10-27 应用材料公司 高温计的背景消除
CN107210252A (zh) * 2014-11-26 2017-09-26 冯·阿登纳有限公司 基板保持装置、基板运送装置、处理布置和用于处理基板的方法
CN106643180A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 昆山索科特表面科技有限公司 用于金属表面处理的锥齿型、塔周型和槽型孔盘及承料架
CN110220384A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 秦文隆 移载板

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US20130058636A1 (en) 2013-03-07
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WO2012115907A3 (en) 2013-01-24

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