CN104871305A - 用于基板处理腔室部件的热辐射阻挡层 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于基板支撑件加热器及相关腔室部件的设备,所述基板支撑件加热器及相关腔室部件具有减少的能量损失。在一个实施方式中,提供一种基板支撑件加热器。所述基板支撑件加热器包括:加热器主体,具有接收基板的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;加热元件,被配置在加热器主体中且介于第一表面与第二表面之间;以及热阻挡层,被设置在加热器主体的第二表面上,其中热阻挡层包括第一层与第二层,所述第二层设置在所述第一层上。
Description
发明背景
发明领域
本发明的实施方式涉及用在腔室与腔室部件中的热阻挡层(thermalbarrier),所述腔室与腔室部件用于在基板上的电子装置制造中的热处理。
现有技术的描述
基板处理腔室通常用于半导体制造中,以便在基板上制造电子装置。这些腔室包括加热器,所述加热器一般是呈碟状(disk-shaped)主体的形式,所述碟状主体由陶瓷材料所制作,且所述加热器包括嵌于所述碟状主体中的加热元件。加热器用以支撑基板,且加热元件用以将基板加热至期望温度,以助于基板上的电子装置制造处理,所述处理包括沉积、注入(implantation)、或蚀刻。这些加热器(以及嵌于加热器中的加热元件)一般被构造成施加均匀的热能至陶瓷主体的基板接收表面,所述表面一般是碟状主体的上表面。
大量能量被施加至加热器的加热元件,且施加至加热元件的热通常借助辐射、传导、和/或对流传递至基板。然而,大部分施加至加热元件的能量通过碟状主体的背面(与基板接收表面相对)以及碟状主体的次表面(侧面)损失。此损失的能量通常从这些表面辐射至安装加热器的腔室。自这些表面损失的能量可能通过释放原本将用以加热基板的热能而减损处理效能。损失的能量也可能被其他腔室部件吸收,且这些腔室部件中的一些部件需要维持在远低于加热器温度和/或基板温度的温度,以避免在这些腔室部件上的沉积。因此,这些腔室部件必须由冷却流体冷却,以移除由加热器辐射的热能。因此,传统加热器提供对转换成热能的电力的不充分使用,且周围腔室部件的加热需要辅助的冷却设备与方法以移除此过量的热,这两者皆对拥有成本产生影响。进一步而言,由在腔室中所执行的处理加热的腔室部件的表面(诸如腔室侧壁)可能使此热能损失至周围环境。此损失的能量进一步减少制造处理的效能且可能增加拥有成本。
因此,存在对一种热辐射阻挡层的需要,此阻挡层应用于腔室部件以减少热能损失。
发明内容
在此提供用于减少基板支撑件加热器与相关腔室部件的热损失的方法与设备。在一个实施方式中,基板支撑件加热器可包括碟状主体,且涂层、膜、箔、或片作为辐射阻挡层耦接至所述碟状主体的至少一个主表面。辐射阻挡层也可以涂层、膜、箔、或片的形式耦接至碟状主体的次表面(侧面)。可利用辐射阻挡层以反射热能和/或使碟状主体外侧的热传递最小化。辐射阻挡层改善碟状主体的至少一个主表面的热均匀度达至少2倍(factor)。所述涂层、膜、箔、或片可包含含钇(Y)材料,诸如钇稳定化的氧化锆(ZrO2)。所述涂层、膜、箔、或片可包含诸如钙钛矿(Perovskite)之类的氧化物矿物物种(oxide mineral species)。所述涂层、膜、箔、或片可以是借助烧结、等离子体喷涂、电子束沉积、物理气相沉积、与前述技术的组合附着至碟状主体的表面的单层或多层。所述涂层、膜、箔、或片可包含纳米材料与纳米级的元素材料(nano-sized elemental material)与化合物。所述涂层、膜、箔、或片可包括具不同性质的多个层,所述性质诸如厚度、密度、辐射率(emissivity)、与前述性质的组合。
在一个实施方式中,提供一种基板支撑件加热器。所述基板支撑件加热器包括:加热器主体,具有接收基板的第一表面以及与第一表面相对的第二表面;加热元件,设置在所述加热器主体中且介于第一表面与第二表面之间;心柱,耦接至所述加热器主体的第二表面;以及热阻挡层,设置在所述加热器主体的第二表面上,其中所述热阻挡层包括涂层、片或箔。
在另一实施方式中,提供一种沉积腔室。所述沉积腔室包括:内部空间,由所述腔室的一个或更多个侧壁所界定;以及基板支撑件加热器,设置在所述内部空间中。所述基板支撑件加热器包括:加热器主体,具有接收基板的第一表面以及与第一表面相对的第二表面;加热元件,设置在所述加热器主体中且介于第一表面与第二表面之间;心柱,耦接至所述加热器主体的第二表面;以及热阻挡层,设置在所述加热器主体的第二表面上,其中所述热阻挡层包括涂层、片或箔。
附图简单说明
参考实施方式(一些实施方式绘示于附图中)可得到上述简要总结的本发明的更具体的说明,而以此方式可详尽地了解前述的本发明的特征。然而,应注意,附图仅绘示本发明的典型的实施方式,因此不应被视为对本发明的范围的限制,因本发明可准许其他等效的实施方式。
图1是沉积系统的示意剖面图。
图2是图1的基板支撑件加热器的简化剖面图。
图3是图2的加热器主体与热阻挡层的放大的局部剖面图。
图4A是基板支撑件加热器的另一实施方式的侧面剖面图。
图4B是图4A的基板支撑件加热器的一部分的放大剖面图。
图4C是图4A的基板支撑件加热器的一部分的放大剖面图。
图5是可用于图1的沉积系统中的基板支撑件加热器的另一实施方式的简化剖面图。
图6是可用于图1的沉积系统中的基板支撑件加热器的另一实施方式的简化剖面图。
为助于了解,已尽可能使用相同的附图标记来标示各图所共有的相同元件。应考虑一个实施方式中公开的元件可有利地用于其他实施方式而无需特别详述。
具体描述
在此提供用于基板支撑件加热器与相关腔室部件的方法与设备,所述基板支撑件加热器与相关腔室部件具有减少的能量损失。本发明的实施方式提供使用所述基板支撑件加热器的设备、方法与系统,所述基板支撑件加热器用于在大于约400摄氏度的温度下于侵蚀性等离子体(corrosive plasma)环境中在基板上沉积膜以及相关的清洁处理。
图1是沉积系统100的示意剖面图。沉积系统100可被配置成借助在化学气相沉积(CVD)处理、等离子体增强CVD(PECVD)处理、或原子层沉积(ALD)处理中的前驱物流体的解离(dissociation)而在基板上以薄膜的形式沉积材料。沉积系统100包括反应器腔室105、设置在反应器腔室105的内部空间中的气体分配喷头115和基板支撑件加热器110。射频(RF)电源提供射频电力至反应器腔室105,以用于等离子体增强处理。使用真空系统以在反应器腔室105的内部空间中维持特定压力,且也从反应器腔室105的内部空间移除气态副产物与废气。
图中显示基板支撑件加热器110位于处理位置,在所述处理位置,所述基板支撑件加热器110以与气体分配喷头115呈相对的关系支撑基板120。基板支撑件加热器110耦接至升降系统125,所述升降系统125将基板支撑件加热器110朝气体分配喷头115的方向移动,以及移动基板支撑件加热器110远离气体分配喷头115。升降板130也可耦接至升降系统125。升降系统125可起到将基板支撑件加热器110降至基板传递通口135附近的位置的作用,所述基板传递通口135形成在反应器腔室105的主体140中。升降系统125也可将升降板130抬升从而致动升降杆145以将基板120与基板支撑件加热器110隔开,其中机械叶片(未图示)可将基板120传递通过基板传递通口135。
操作中,从一个或更多个气源提供前驱物气体至盖板150,所述盖板150设置在反应器腔室105的主体140上。使前驱物气体流至空隙空间(interstitialvolume)155,所述空隙空间形成在盖板150的下表面与气体分配喷头115的上表面之间。随后使前驱物气体流过开口160,这些开口160形成于气体分配喷头115中。使用RF电源以将气体分配喷头115相对于基板支撑件加热器110中的电极162偏压,从而在介于基板120与气体分配喷头115的下表面之间的处理空间165中产生前驱物气体的等离子体。盖板150和气体分配喷头115可借助绝缘构件167而与反应器腔室105的主体140绝缘。前驱物气体在处理空间165中被解离,且物种被沉积在基板120的上表面上以在所述上表面上形成电子装置。
沉积处理期间,由嵌入的加热元件170将基板120加热至期望温度。可将基板120的温度维持在约200摄氏度至约700摄氏度的温度(或更高的温度)以助于基板120上的沉积。基板支撑件加热器110的不期望有沉积的其他部分由沉积环175遮蔽。此外,将接近基板支撑件加热器110(以及处理空间165)的反应器腔室105的其他部件维持在低温(例如低于约100摄氏度)条件下,以防止在这些部件上的沉积。
为了助于隔离来自基板支撑件加热器110中的加热元件170的热,将热阻挡层180设置在基板支撑件加热器110的表面上。例如,可将热阻挡层180设置在基板支撑件加热器110的下表面上。也可将热阻挡层180沿着基板支撑件加热器110的次要侧面的一部分(即边缘)延伸。热阻挡层180借助将热能局限(trap)在基板支撑件加热器110的主体内,而提供对施加至加热元件170的电力的更有效的使用。热阻挡层180提供辐射阻挡层,以引导来自加热元件170的热能朝向基板120与基板支撑件加热器110的基板接收表面。热阻挡层180因而增强遍及基板120的温度控制和/或均匀度,同时利用较少能量操作加热元件170。也可利用热阻挡层180以防止热从基板支撑件加热器110的主体辐射出去,从而将腔室部件与结构(诸如反应器腔室105的主体140)的内表面的加热减至最少。
虽然热阻挡层180将来自基板支撑件加热器110的辐射减至最少以减少腔室部件与结构的加热,但是反应器腔室105的主体140的温度仍可能处于可促进在主体上的沉积的温度。因此,可将衬垫185设置在主体140与基板支撑件加热器110之间,以防止在反应器腔室105的内表面上的沉积。也可将热交换系统耦接至反应器腔室105,以使冷却流体流至反应器腔室105的主体140,从而从反应器腔室105将热驱散且将反应器腔室105的某些部分维持在适合的温度以供稳定处理。也可将热阻挡层180设置在反应器腔室105的主体140的外表面上,以热隔绝反应器腔室105。升降板130也可包括热反射表面190(诸如抛光过的表面),以将热朝向基板支撑件加热器110上的热阻挡层180反射。升降板130也可包括涂层195(在所述升降板130的下表面上),以助于朝向基板支撑件加热器110的热能反射。涂层195的实例可包括氮化硼或硬质阳极氧化铝(hard anodized aluminum)。
图2是图1的基板支撑件加热器110的简化剖面图。基板支撑件加热器110包括设置在底座组件205上的加热器主体200。所述加热器主体200包括加热元件170与电极162,所述电极162耦接至射频电源并且可起接地面(ground plane)的作用。底座组件205包括轴杆210,所述轴杆210含有用于射频电力的信号管道215A、用于加热元件170的控制的信号管道215B、还有用于监控加热器主体200的温度的热电偶(thermocouple)220。热电偶220测量加热元件170的温度和/或加热器主体200的温度。在一个实施方式中,热电偶220包括尖端段(tip section)218,所述尖端段至少部分地嵌在加热器主体200中。尖端段218包含具有高导热率(thermal conductivity)的材料或涂层,以减少热信号的反应时间。在一个实施方式中,尖端段218包含具有约385瓦特每米开尔文(W/mK)或更大的导热率的材料,所述导热率诸如为约406W/mK至约1000W/mK。用于尖端段218的材料的实例包括铜(Cu)、银(Ag)、钻石、前述材料的合金与衍生物。具有高导热材料或涂层的尖端段218可使热电偶220的反应时间减少不止约10%,这又借助容许更快且更精准的电力施加以控制加热元件170的温度,而提供改善的处理控制。
加热器主体200可由多种材料制成,这些材料兼容在下述条件下的使用:在侵蚀性等离子体环境的存在下、在至少约400摄氏度(或更高)的温度下。举例而言,在一些实施方式中,加热器主体200包含诸如氮化铝(AlN)之类的陶瓷材料。在其他实施方式中,加热器主体200可由不锈钢、镍、前述材料的合金、与前述材料的组合制成。轴杆210可以是由陶瓷材料所制成的管状构件,所述陶瓷材料诸如AlN。可将一个或更多个介电插塞(dielectric plug)225A-225E设置在轴杆210的内部,以将信号管道215A与215B电隔离,且还使热电偶220热隔绝。在一个实施方式中,轴杆210借助扩散粘合(diffusionbond)230而耦接至加热器主体200,所述扩散粘合230诸如扩散焊接方法或其他适合的粘合方法。
如图2中所示,加热器主体200包括:顶表面或第一表面235,界定基板接收表面;底表面或第二表面240,与第一表面235相对;以及侧壁或侧表面245。在一些实施方式中,第一表面235包括对准构件250,所述对准构件250从第一表面235突出,以在所述第一表面235中形成基板接收袋部(pocket),所述袋部有助于基板的置中(未图示)。其他实施方式中,第一表面235可包括在侧表面245附近经机械切削(machine)而成的倾斜的(beveled)、带切口的(notched)、或阶梯状的表面,以助于沉积环(于图1中以175图示)至加热器主体200的附接及分度(index)。
在此实施方式中,热阻挡层180以涂层、膜、箔、或片材料的形式耦接至加热器主体200。热阻挡层180以不便于简单的移除的方式附着或固定至加热器主体200。在一个实施方式中,热阻挡层180附着至加热器主体200的至少第二表面240且环绕(circumscribe)轴杆210。在另一实施方式中,热阻挡层180至少部分地沿着侧表面245延伸至一位置,所述位置不会干扰沉积环175耦接第一表面235和/或侧表面245。
热阻挡层180可用许多种方式耦至接加热器主体200。热阻挡层180可借助许多种沉积技术而被沉积至加热器主体200上,这些沉积技术诸如电子束/物理气相沉积(EB/PVD)、等离子体喷涂、激光烧结、与前述技术的组合。热阻挡层180可包括具有变化的(varied)和/或渐变的(graded)成分的一个或更多个膜或层。热阻挡层180可由从不同材料形成的和/或具有不同物理性质的多个层所构成。热阻挡层180可呈片的形式,所述片借助紧固件(fastener)或粘合方法耦接至加热器主体。在一个实施方式中,热阻挡层180由一层或更多层陶瓷材料或其他耐火材料所构成。用于所述热阻挡层180的材料的实例包括锆(Zr)、钇(Y)、前述材料的氧化物与前述材料的组合、氮化铝(AlN)、以及诸如镁(Mg)之类的金属材料和/或诸如xCrAlY之类的金属合金,其中x是钴、镍、或钴与镍的组合。用于热阻挡层180的材料的实例也包括钇稳定化的氧化锆(yttrium stabilized zirconium oxide;YZrO2或YSZ)与氧化锆镁(magnesium zirconium oxide;MgZrO2)。xCrAlY的金属粘合涂层可以与YSZ材料或MgZrO2材料组合的方式使用。热阻挡层180可包括低辐射率(约0.7至约0.9,诸如约0.88)和/或根据洛式硬度C级(Rockwell C scale)超过约30的硬度。用于热阻挡层180的材料的实例也包括诸如钙钛矿之类的氧化物矿物物种。热阻挡层180可呈涂层、膜、箔、或片的形式。热阻挡层180可包含纳米材料以及纳米级元素材料与化合物。如本文所用的纳米材料包括具有约10纳米的大直径(major diameter)(或其他剖面的测量尺寸)的材料(例如,颗粒)。在一个实施方式中,热阻挡层180的导热率可以是约0.6W/mK至约3W/mK,举例而言,约2W/mK至约2.4W/mK。
图3是图2的加热器主体200与热阻挡层180的放大的局部剖面图。热阻挡层180包括一个或更多个层305-315。热阻挡层180的标称厚度可为约200微米至约300微米(或更大),+/-约50微米。层305-315中的一个或更多个可包含不同的材料或性质,所述性质诸如导热率、密度、辐射率、和/或孔隙度(porosity)。所述一个或更多个层305-315可以是多孔的。在一个实施方式中,所述一个或更多个层305-315包括低于约10%的利用光学法的孔隙度,诸如约0.5%至约10%,例如约8%至约10%。在另一实施方式中,所述一个或更多个层305-315包括低于15%的利用阿基米得法的孔隙度,诸如约0.5%至约15%,例如介于约10%至约15%之间。所述一个或更多个层305-315也可具有不同的厚度。在一个实施方式中,两个层305与310用于热阻挡层180。此实例中的基底层310可包括一厚度,所述厚度是居中层305的厚度的约2/3。居中层305也可比基底层310更为多孔。此外,基底层310与居中层305这两者之一的密度可为约5g/cm3至约7g/cm3。
图4A是基板支撑件加热器110的另一实施方式的侧面剖面图。图中显示热阻挡层180在基板支撑件加热器110的第二表面240上且至少部分地设置在基板支撑件加热器110的侧表面245上。在一个实施方式中,热阻挡层180可包括在基板支撑件加热器110的侧表面245上且位于所述热阻挡层180的终结端部(terminating end)415处的渐缩部(taper)400。渐缩部400可包括在终结端部415处逐渐达到0的厚度。渐缩部400可用以防止沉积物附接至加热器主体200的侧表面245。
图4B是图4A的基板支撑件加热器110的一部分的放大剖面图。热阻挡层180可设置在介于加热器主体200与轴杆210之间的接触点处。热阻挡层180可被配置为加热器主体200与轴杆210的接触点之间的间隔件(spacer)。在此实施方式中的热阻挡层180可用以防止在加热器主体200与轴杆210之间的接触点处的热传递或将所述热传递最小化。界面或接合部402环绕轴杆210,在界面或接合部402处加热器主体200可与轴杆210接合。接合部402可包含焊料或来自适合的接合方法的其他施加材料,所述接合方法诸如铜焊(brazing)。介于轴杆210与加热器主体200之间且在接合部402附近的热阻挡层180应该被定位成不干扰接合部402。
图4C是图4A的基板支撑件加热器110的一部分的放大剖面图。图中显示加热元件170在加热器主体200中,所述加热器主体200具有设置在所述加热器主体200上的热阻挡层180的一个或更多个部分。热阻挡层180的一个部分可以是弧形的,且至少部分地围绕加热元件170,而另一部分可以是线性的,且设置在帽盖板(cap plate)405与加热元件170之间。可使用热阻挡层180的这些部分之一或两者。在一个实施方式中,在加热元件170周围提供热阻挡层180,如此则加热元件170与加热器主体200之间的热传递不会显著地受到影响。一方面,如图4C中所示的围绕加热元件170的一部分的热阻挡层180通过防止热能辐射至不接触加热元件170的加热器主体200或区域,而有助于提高的加热元件170的效能。
图5是可用于图1的沉积系统100中的基板支撑件加热器500的另一实施方式的简化剖面图。此实施方式中的基板支撑件加热器500包括两片主体,所述两片主体包括加热器主体部分505与基底主体部分510。基底主体部分510耦接至轴杆210。在此实施方式中,加热器主体部分505围绕基底主体部分510且在接合部515处接合,所述接合部515设置在基板支撑件加热器500的下表面上。图中显示热阻挡层180在基底主体部分510的上表面与设置在加热器主体部分505中的加热元件170之间。热阻挡层180可以是至少部分围绕加热元件170的弧形单层(或多层)以及平面线性单层(或多层)之一或二者。
图6是可用于图1的沉积系统100中的基板支撑件加热器600的另一实施方式的简化剖面图。此实施方式中的基板支撑件加热器600包括两片主体,所述两片主体包括加热器主体部分605与基底主体部分610。基底主体部分610耦接至轴杆210。在此实施方式中,加热器主体部分605在基底主体部分510上面,且于接合部615处接合,所述接合部615设置在基板支撑件加热器500的侧表面上。图中显示热阻挡层180在基底主体部分610的上表面与设置在加热器主体部分605中的加热元件170之间。与图4C中所描述的实施方式相类似,热阻挡层180可以是至少部分围绕加热元件170的弧形单层(或多层)以及平面线性单层(或多层)之一或二者。
如本文所述的热阻挡层180改善基板支撑件加热器的至少一个主表面的热均匀度,这改善了沉积处理期间基板的热均匀度。如本文所述的热阻挡层180已于基板支撑件加热器(诸如基板支撑件加热器110)上实施且被详尽地测试。测试结果指出,在相同的持续温度(dwell temperature)下(所述持续温度约400摄氏度),遍及基板接收表面(即第一表面235)的温度差是以约2倍或更多倍的倍数被最小化。举例而言,传统加热器在基板接收表面处可能有约+/-14-16摄氏度的温度差量(delta),此时用以维持400摄氏度持续温度的平均功耗为2501瓦。然而,使用热阻挡层180的实施方式的如本文所述的基板支撑件加热器110大幅减少温度差量。在一个实例中,基板支撑件加热器110的温度差量是约+/-6摄氏度,此时用以维持400摄氏度持续温度的平均功耗为3497瓦。正面的结果亦用基板支撑件加热器110上的基板验证,且亦显示在基板上温度均匀度有所改善。
虽然前述内容针对本发明的实施方式,但可在不背离本发明的基本范围的情况下设计其他实施方式与进一步的实施方式。
Claims (17)
1.一种基板支撑件加热器,包括:
加热器主体,具有被配置成接收基板的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;
加热元件,被设置在所述加热器主体中且介于所述第一表面与所述第二表面之间;以及
热阻挡层,被设置在所述加热器主体的所述第二表面上,其中所述热阻挡层包括第一层与第二层,所述第一层耦接至所述第二表面,且所述第二层被设置在所述第一层上。
2.如权利要求1所述的基板支撑件加热器,其中所述加热器主体包括侧表面,且所述热阻挡层被设置在所述侧表面的一部分上。
3.如权利要求2所述的基板支撑件加热器,其中在所述侧表面上的所述热阻挡层包括终结端部,所述终结端部渐缩至约0的厚度。
4.如权利要求1所述的基板支撑件加热器,进一步包括:
心柱,耦接至所述加热器主体的所述第二表面,其中所述热阻挡层被设置在所述心柱与所述加热器主体之间。
5.如权利要求1所述的基板支撑件加热器,其中所述第一层的孔隙度与所述第二层的孔隙度不同。
6.如权利要求1所述的基板支撑件加热器,其中所述第一层的辐射率与所述第二层的辐射率不同。
7.如权利要求1所述的基板支撑件加热器,其中所述第一层包括比所述第二层的厚度小的厚度。
8.如权利要求1所述的基板支撑件加热器,其中所述第一层所包括的厚度是所述第二层的厚度的约三分之二。
9.一种沉积腔室,包括:
内部空间;以及
基板支撑件加热器,被设置在所述内部空间中,所述基板支撑件加热器包括:
加热器主体,具有接收基板的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;
加热元件,被设置在所述加热器主体中且介于所述第一表面与所述第二表面之间;
心柱,耦接至所述加热器主体的所述第二表面;以及
第一热阻挡层,被设置在所述加热器主体的所述第二表面上,其中所述第一热阻挡层包括涂层,所述涂层具有至少第一层与第二层,所述第二层被设置在所述第一层上,且所述第一层的性质与所述第二层的性质不同。
10.如权利要求9所述的腔室,进一步包括第二热阻挡层,所述第二热阻挡层被设置在所述心柱与所述加热器主体之间。
11.如权利要求9所述的腔室,进一步包括第二热阻挡层,所述第二热阻挡层围绕所述加热元件的一部分。
12.如权利要求9所述的腔室,其中所述第一热阻挡层被设置在所述腔室的侧壁上。
13.如权利要求9所述的腔室,其中所述加热器主体包括侧表面,且所述第一热阻挡层被设置在所述侧表面的一部分上。
14.一种基板支撑件加热器,包括:
加热器主体,具有被配置成接收基板的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;
加热元件,被设置在所述加热器主体中且介于所述第一表面与所述第二表面之间;
心柱,耦接至所述加热器主体的所述第二表面;以及
热阻挡层,被设置在所述加热器主体的所述第二表面上,其中所述热阻挡层包括第一层与第二层,且所述第一层的性质与所述第二层的性质不同。
15.如权利要求14所述的基板支撑件加热器,其中所述第一层的孔隙度与所述第二层的孔隙度不同。
16.如权利要求14所述的基板支撑件加热器,其中所述第一层的辐射率与所述第二层的辐射率不同。
17.如权利要求14所述的基板支撑件加热器,其中所述第一层包括比所述第二层的厚度小的厚度。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106920760A (zh) * | 2015-12-25 | 2017-07-04 | 株式会社日立国际电气 | 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 |
CN109716497A (zh) * | 2016-09-22 | 2019-05-03 | 应用材料公司 | 用于宽范围温度控制的加热器基座组件 |
CN110226222A (zh) * | 2017-01-20 | 2019-09-10 | 应用材料公司 | 具有射频隔离式加热器的静电吸盘 |
CN111092043A (zh) * | 2018-10-24 | 2020-05-01 | 应用材料公司 | 用于沉积腔室的基板支撑件设计 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013078098A1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-05-30 | Lam Research Corporation | Multi zone gas injection upper electrode system |
US20170178758A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Applied Materials, Inc. | Uniform wafer temperature achievement in unsymmetric chamber environment |
US10704147B2 (en) * | 2016-12-03 | 2020-07-07 | Applied Materials, Inc. | Process kit design for in-chamber heater and wafer rotating mechanism |
US11330673B2 (en) * | 2017-11-20 | 2022-05-10 | Applied Materials, Inc. | Heated substrate support |
JP7189715B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2022-12-14 | 京セラ株式会社 | 静電チャック |
US11562890B2 (en) * | 2018-12-06 | 2023-01-24 | Applied Materials, Inc. | Corrosion resistant ground shield of processing chamber |
US11515129B2 (en) * | 2019-12-03 | 2022-11-29 | Applied Materials, Inc. | Radiation shield modification for improving substrate temperature uniformity |
US11635338B2 (en) * | 2020-10-23 | 2023-04-25 | Applied Materials, Inc. | Rapid chamber vacuum leak check hardware and maintenance routine |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4580522A (en) * | 1984-02-27 | 1986-04-08 | Hitachi, Ltd. | Rotary substrate holder of molecular beam epitaxy apparatus |
US20030051665A1 (en) * | 1997-02-12 | 2003-03-20 | Jun Zhao | High temperature ceramic heater assembly with rf capability |
CN1529994A (zh) * | 2001-04-30 | 2004-09-15 | ���з� | 用于控制工件支架表面上空间温度分布的方法与装置 |
CN1643322A (zh) * | 2002-07-15 | 2005-07-20 | 阿维扎技术公司 | 热处理系统和可成形的垂直腔 |
US20060130763A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-06-22 | Emerson David T | Restricted radiated heating assembly for high temperature processing |
US20120034471A1 (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-09 | Honeywell International Inc. | Thermal barrier systems including yttrium gradient layers and methods for the formation thereof |
CN102842524A (zh) * | 2011-06-21 | 2012-12-26 | 东京毅力科创株式会社 | 半导体制造装置 |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63121289A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-25 | 松下電器産業株式会社 | 電熱ユニツト |
JPH0722501A (ja) | 1993-06-29 | 1995-01-24 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置 |
JPH0845651A (ja) | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 複層セラミックヒーター |
US6198074B1 (en) * | 1996-09-06 | 2001-03-06 | Mattson Technology, Inc. | System and method for rapid thermal processing with transitional heater |
US6035101A (en) * | 1997-02-12 | 2000-03-07 | Applied Materials, Inc. | High temperature multi-layered alloy heater assembly and related methods |
JPH11343571A (ja) | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Ngk Insulators Ltd | サセプター |
JP4051785B2 (ja) | 1998-11-24 | 2008-02-27 | ソニー株式会社 | プラズマエッチング法 |
US6094334A (en) * | 1999-03-02 | 2000-07-25 | Applied Materials, Inc. | Polymer chuck with heater and method of manufacture |
US6423949B1 (en) * | 1999-05-19 | 2002-07-23 | Applied Materials, Inc. | Multi-zone resistive heater |
JP4430769B2 (ja) * | 1999-12-09 | 2010-03-10 | 信越化学工業株式会社 | セラミックス加熱治具 |
JP2001203257A (ja) | 2000-01-20 | 2001-07-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体製造装置用ウェハ保持体 |
JP2002025912A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体製造装置用サセプタとそれを用いた半導体製造装置 |
US6847014B1 (en) | 2001-04-30 | 2005-01-25 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for controlling the spatial temperature distribution across the surface of a workpiece support |
JP4945031B2 (ja) | 2001-05-02 | 2012-06-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板加熱装置および半導体製造装置 |
US6780787B2 (en) | 2002-03-21 | 2004-08-24 | Lam Research Corporation | Low contamination components for semiconductor processing apparatus and methods for making components |
US20070243317A1 (en) * | 2002-07-15 | 2007-10-18 | Du Bois Dale R | Thermal Processing System and Configurable Vertical Chamber |
EP1612854A4 (en) * | 2003-04-07 | 2007-10-17 | Tokyo Electron Ltd | LOADING TABLE AND HEAT TREATMENT DEVICE WITH LOADING TABLE |
US7220497B2 (en) | 2003-12-18 | 2007-05-22 | Lam Research Corporation | Yttria-coated ceramic components of semiconductor material processing apparatuses and methods of manufacturing the components |
JP2006331752A (ja) | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 赤外線放射素子 |
US9127362B2 (en) * | 2005-10-31 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Process kit and target for substrate processing chamber |
US7848075B2 (en) | 2006-07-19 | 2010-12-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrostatic chuck with heater |
JP2009004472A (ja) | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Bridgestone Corp | 積層型ヒーターユニット |
JP5014080B2 (ja) * | 2007-11-19 | 2012-08-29 | コバレントマテリアル株式会社 | 面状ヒータ |
US8753447B2 (en) * | 2009-06-10 | 2014-06-17 | Novellus Systems, Inc. | Heat shield for heater in semiconductor processing apparatus |
JP2011151344A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-08-04 | Showa Denko Kk | Cvd装置用ウェハトレイ、cvd装置用加熱ユニット及びcvd装置。 |
US8546732B2 (en) | 2010-11-10 | 2013-10-01 | Lam Research Corporation | Heating plate with planar heater zones for semiconductor processing |
US20120285621A1 (en) | 2011-05-10 | 2012-11-15 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor chamber apparatus for dielectric processing |
JP2012253148A (ja) | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
2013
- 2013-10-09 US US14/050,196 patent/US10177014B2/en active Active
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- 2013-12-04 TW TW102144422A patent/TWI607532B/zh active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4580522A (en) * | 1984-02-27 | 1986-04-08 | Hitachi, Ltd. | Rotary substrate holder of molecular beam epitaxy apparatus |
US20030051665A1 (en) * | 1997-02-12 | 2003-03-20 | Jun Zhao | High temperature ceramic heater assembly with rf capability |
CN1529994A (zh) * | 2001-04-30 | 2004-09-15 | ���з� | 用于控制工件支架表面上空间温度分布的方法与装置 |
CN1643322A (zh) * | 2002-07-15 | 2005-07-20 | 阿维扎技术公司 | 热处理系统和可成形的垂直腔 |
US20060130763A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-06-22 | Emerson David T | Restricted radiated heating assembly for high temperature processing |
US20120034471A1 (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-09 | Honeywell International Inc. | Thermal barrier systems including yttrium gradient layers and methods for the formation thereof |
CN102842524A (zh) * | 2011-06-21 | 2012-12-26 | 东京毅力科创株式会社 | 半导体制造装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106920760A (zh) * | 2015-12-25 | 2017-07-04 | 株式会社日立国际电气 | 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 |
CN106920760B (zh) * | 2015-12-25 | 2020-07-14 | 株式会社国际电气 | 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 |
CN109716497A (zh) * | 2016-09-22 | 2019-05-03 | 应用材料公司 | 用于宽范围温度控制的加热器基座组件 |
CN109716497B (zh) * | 2016-09-22 | 2023-09-26 | 应用材料公司 | 用于宽范围温度控制的加热器基座组件 |
CN110226222A (zh) * | 2017-01-20 | 2019-09-10 | 应用材料公司 | 具有射频隔离式加热器的静电吸盘 |
CN111092043A (zh) * | 2018-10-24 | 2020-05-01 | 应用材料公司 | 用于沉积腔室的基板支撑件设计 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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