CN111987016A - 衬底处理设备 - Google Patents

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CN111987016A CN202010447216.8A CN202010447216A CN111987016A CN 111987016 A CN111987016 A CN 111987016A CN 202010447216 A CN202010447216 A CN 202010447216A CN 111987016 A CN111987016 A CN 111987016A
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Abstract

一种衬底处理设备，包括：工艺腔室；支撑部，其设置在工艺腔室中，具有其中安置有衬底的衬底装载区；加热部，其设置在与衬底装载区相对的位置中以加热衬底装载区；以及反射构件，其设置在工艺腔室中的与衬底装载区相对的位置中，密封中空部设置在所述反射构件中。

Description

衬底处理设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年5月24日在韩国知识产权专利局提交的第10-2019-0061238号韩国专利申请的优先权，该申请的公开以引用方式全部并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种衬底处理设备。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中，各种材料层形成在半导体衬底上。为了使这些材料层在所有区域具有均匀的厚度而不考虑底层的形状形貌，会期望在形成材料层所需的工艺期间均匀地供应源气体并维持在其上形成该材料层的晶圆的均匀温度。
然而，随着晶圆的直径变得更大，温度甚至会根据单个晶圆的一些区域而变化。因此，会难以确保晶圆的温度均匀性。另外，随着应用了同时处理多个晶圆的工艺，会更加难以均匀地加热多个晶圆。
发明内容
示例实施例提供了一种衬底处理设备，所述衬底处理设备可以减小(或者可替换地，减轻)衬底的温度分布差异以确保温度均匀性，同时在衬底处理期间增强绝热效果，以抑制(或可替换地，防止)加热衬底所需的能量的损耗。
根据示例实施例，衬底处理设备包括：工艺腔室；支撑部，其位于工艺腔室中，所述支撑部包括衬底装载区，该衬底装载区被构造为支撑安置在衬底装载区中的衬底；加热部，其被构造为加热衬底装载区；以及反射构件，其在工艺腔室中邻近于衬底装载区，所述反射构件具有位于其中的密封中空部。
根据示例实施例，衬底处理设备包括：工艺腔室；支撑部，其位于工艺腔室中，所述支撑部包括衬底装载区，该衬底装载区被构造为支撑安置在衬底装载区中的衬底；加热部，其被构造为加热衬底装载区；以及反射构件，其在工艺腔室中邻近于衬底装载区，所述反射构件具有位于其中的密封中空部，所述反射构件被构造为反射从衬底装载区发散到反射构件的热量，所述反射构件包括石英、陶瓷和金属中的至少一种，其中，所述反射构件为盘形，并且具有280mm至320mm的直径以及10mm至20mm的厚度，并且位于其中的密封中空部具有3mm至5mm的厚度。
根据示例实施例，衬底处理设备包括：工艺腔室；以及支撑部，其位于工艺腔室中，所述支撑部包括衬底装载区，该衬底装载区被构造为支撑安置在衬底装载区中的衬底，所述支撑部包括位于衬底装载区下方的加热部以及位于加热部下方的中空部，所述中空部由至少三个内表面来限定，所述至少三个内表面包括面对衬底装载区的第一内表面、与第一内表面相对的第二内表面以及连接第一内表面和第二内表面的内侧表面。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，将更加清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和优点，在附图中：
图1是根据示例实施例的衬底处理设备的示意性透视图；
图2是示出了将图1的衬底安置在衬底装载区中的示意性截面图；
图3A是图1的反射构件的俯视图；
图3B是当在图3A的方向I-I'上观看时的侧截面图；
图3C是图3B的部分A的放大图；
图4A和图4B示出了根据示例实施例的反射构件的热反射率与根据对比示例的反射构件的热反射率之间的比较；
图5至图11示出了根据示例实施例的反射构件的各种示例；
图12至图17示出了根据示例实施例的衬底处理设备；以及
图18A至图18C示出了根据示例实施例的制造反射构件的方法。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述示例实施例。
将参照图1至图3C来描述根据示例实施例的衬底处理设备。图1是根据示例实施例的衬底处理设备的示意性透视图，图2是示出了将图1的衬底安置在衬底装载区中的示意性截面图。图3A是图1的反射构件的俯视图，图3B是当在图3A的方向I-I'上观看时的侧截面图，图3C是图3B的部分A的放大图。
参照图1和图2，根据示例实施例的衬底处理设备10可以包括：工艺腔室100；支撑部200，其具有其中安置有晶圆W的衬底装载区210；加热部300，其被构造为加热衬底装载区210；以及反射构件400，其被构造为反射从衬底装载区210发散的热量以补偿晶圆W的热量。
已经将示例实施例描述为其中将半导体薄膜形成在晶圆W(半导体衬底)上的示例。然而，本发明构思不限于此，并且可以应用于加热和处理半导体衬底的各种工艺。
工艺腔室100可以具有内部空间120，内部空间120具有期望的(或者可替换地，预定的)尺寸，并且由外壁110限定为其中处理晶圆W的反应空间，并且工艺腔室100可以由具有改善的耐磨性和改善的耐腐蚀性的材料形成。工艺腔室100允许内部空间120在沉积工艺期间维持在密封状态或真空状态。
在工艺腔室100中，支撑部200可以设置有其中安置了晶圆W的衬底装载区210。衬底装载区210可以被设置为具有足以使晶圆W设置在支撑部200的顶表面上的面积。加热部300设置在支撑部200的下空间220中，以加热安置在衬底装载区210上的晶圆W。加热部300可以将热量H1辐射到衬底装载区210以加热晶圆W。热量的被吸收到加热的晶圆W的一部分H2可以在反射构件400的方向上辐射。
在将特定材料层形成在装载于衬底装载区210中的晶圆W上的工艺中，加热部300可以将晶圆W加热到适于形成该材料层的温度。在将晶圆W的温度稳定为适于形成材料层之后，晶圆W可以维持在恒定温度，直到将材料层形成在晶圆W上。在材料层形成在晶圆W上之后，加热部300还可以用于被执行以稳定材料层的晶圆退火工艺中。例如，加热部300可以用于将晶圆W的温度提高至适于退火工艺的温度，并且维持所提高的温度直到完成退火工艺。
反射构件400可以被设置为在工艺腔室100中面对衬底装载区210，并且可以将从设置在衬底装载区210中的晶圆W发散的热量反射到晶圆W。反射构件400的直径WR可以等于晶圆W的直径WW，但是考虑到热量反射效率，反射构件400的直径WR可以大于晶圆W的直径WW。反射构件W的直径WR可以小于或等于晶圆W的直径WW的200％。在示例实施例中，反射构件400的直径WR可以为200mm至400mm(详细地，280mm至320mm)。当反射构件400的直径WR小于晶圆W的直径WW时，会降低热量反射效率。另外，当反射构件400的直径WR大于晶圆W的直径WW的200％时，反射构件400会占据内部空间120的不必要的大面积，因此，会将工艺腔室100的尺寸增加得大于必要的程度。
在示例实施例中，反射构件400被示出为具有盘形，但是反射构件400的形状不限于此。
在下文中，将参照图3A至图3C来详细地描述反射构件400。参照图3A，当从上方观看时，反射构件400具有与晶圆W的形状相似的圆形，但是反射构件400的形状不限于此。反射构件400可以具有诸如方形等的形状，只要反射构件400的面积大到足以完全覆盖晶圆W即可。
参照图3B和图3C，反射构件400包括：第一板410，其设置在反射构件400的下部分；侧壁部分430，其设置在第一板410上；以及第二板420，其设置在侧壁部分430上。第一板410、侧壁部分430和第二板420可以彼此接合以在反射构件400中形成中空部440。尽管第一板410、侧壁部分430和第二板420可以在它们分开形成之后彼此接合，但是与制备具有凹槽的基体相似，第一板410和侧壁部分430可以一体地形成。另外，第二板420和侧壁部分430可以进行各种修改，例如，彼此一体地形成。第一板410和第二板420中的每一个具有具备平面形状的向外暴露的表面。然而，第一板410和第二板420中的每一个的被暴露的表面可以具有凸形状或凹形状，并且可以在被暴露的表面上形成凹凸。
第一板410形成反射构件400的被设置为面对衬底装载区210的第一外表面410A，第二板420形成反射构件400的被设置为与第一外表面410A相对的第二外表面420A。第一板410、侧壁部分430和第二板420可以形成连接第一外表面410A和第二外表面420A的外侧表面430A。根据示例实施例，第一外表面410A、第二外表面420A和外侧表面430A可以涂覆有反射层450，反射层450由反射率高于第一板410、侧壁部分430和第二板420中的每一个的材料的反射率的材料形成，以改善反射构件400的表面的反射率。
中空部440是由第一板410、第二板420和侧壁部分430形成的密封的内部空间。中空部440可以由第一内表面410B、第二内表面420B和内侧表面430B来限定，第一内表面410B被设置为与第一板410的第一外表面410A相对，第二内表面420B被设置为与第二板420的第二外表面420A相对，内侧表面430B将第一内表面410B和第二内表面420B彼此连接。第一内表面410B、第二内表面420B和内侧表面430B中的每一个可以被处理为具有高反射率。中空部440可以是真空的，或者可以在填充有空气或期望的(或者可替换地，预定的)气体之后被密封。如上所述，具有密封部分的中空部440可以改善反射构件400的热反射效率，这将稍后进行详细描述。
第一板410、侧壁部分430和第二板420可以由高反射性材料形成以具有高的热反射率。可以在表面上涂覆更高反射性的材料以进一步地提高该表面上的反射率。在示例实施例中，第一板410、侧壁部分430和第二板420可以由石英、陶瓷和金属中的至少一个形成。根据示例实施例，第一板410、侧壁部分430和第二板420可以由各种类型的石英形成，所述石英是透明的、白色的、黑色的等，诸如
Figure BDA0002506322140000061
Figure BDA0002506322140000062
(Heraus反射涂层)和
Figure BDA0002506322140000063
(Heraus黑石英)。另外，第一板410、侧壁部分430和第二板420可以由诸如氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)和氧化钍(ThO2)的陶瓷来形成。第一板410、侧壁部分430和第二板420可以由诸如银(Ag)、金(Au)、钽(Ta)、铌(Nb)、钼(Mo)、钨(W)、镍(Ni)、铂(Pt)、氮化铝(AlN)等的高反射性金属来形成。第一板410、侧壁部分430和第二板420可以由相同的材料形成。然而，第一板410、侧壁部分430和第二板420中的至少一个可以由不同的材料形成。
参照图3C，反射构件400可以以具有期望的(或者可替换地，预定的)厚度的板的形式来形成。反射构件400可以具有5mm至30mm(详细地，10mm至20mm)的厚度T4。当反射构件400的厚度T4小于5mm时，反射构件400的第一板410的厚度T1和第二板420的厚度T2会太薄，会显著降低反射构件400的热反射效率。当反射构件400的厚度T4大于30mm且反射构件400设置在晶圆W的顶表面上时，会在工艺腔室100的有限的空间中显著减小反射构件400与晶圆W之间的距离，从而限制用于将晶圆W装载到工艺腔室100或者从工艺腔室100卸载晶圆W的自动机械臂的路径。
与示例实施例相似，当在反射构件400的表面上形成反射层450时，反射构件400的厚度T4可以是包括反射层450的厚度的厚度。第一板410的厚度T1和第二板420的厚度T2可以彼此相等，但是第一板410的厚度和第二板420的厚度不限于此。在一些示例实施例中，第一板410的厚度和第二板420的厚度中的一个厚度可以大于第一板410的厚度和第二板420的厚度中的另一厚度。中空部440可以被设置为具有1mm至10mm的厚度T3(详细地，3mm至5mm的厚度T3)，但是中空部440的厚度不限于此，并且可以根据第一板410和第二板420的厚度来进行调整。当中空部440的厚度T3小于1mm时，第一板410和第二板420会彼此紧密接触，从而降低中空部440的热效率改善效果。当中空部T3的厚度T3大于10mm时，热效率改善效果可能不大，并且工艺腔室100的窄的内部空间可能被限制以限制用于将晶圆W装载到工艺腔室100或者从工艺腔室100卸载晶圆W的自动机械臂的路径。
在下文中，将参照图4A和图4B来描述根据示例实施例的反射构件的热反射率改善效果。图4A和图4B示出了根据示例实施例的反射构件的热反射率与根据对比示例的反射构件的热反射率之间的比较。
反射构件400反射从晶圆W辐射的热量以补偿晶圆W中损耗的热量。因此，当反射构件400设置在工艺腔室100内部时，可以减小距用作热源的加热部300和晶圆W的距离以改善热反射率。然而，当反射构件400设置在工艺腔室100内部时，诸如薄膜TF的材料层会在沉积期间形成在反射构件400的表面上，使得反射构件400的表面上的热反射效率降低。当在工艺腔室100中执行沉积工艺时，还会进一步降低热反射效率。反射构件400由高反射性材料形成以在其表面上具有高热反射率。形成在反射构件400的表面上的薄膜TF的热反射率低于反射构件400的热反射率。因此，即使当反射构件400设置在工艺腔室100内部时，也会由于形成在反射构件400的表面上的薄膜TF而相对降低反射构件400的实际热反射率。
在图4A和图4B中，附图标记TH表示图2的加热部300所在的方向的高温区，附图标记TL表示低温区域。因此，热量具有从TH到TL的流动。
参照图2和图4A，在示例实施例中，从加热部300发散到反射构件400的第一外表面410A的热量H2的部分H3在形成在反射构件400的表面上的薄膜TF上反射，剩余的热量H4被吸收到薄膜。因此，热量H2被传导至反射构件400中。当在反射构件400的表面上形成薄膜TF时，与当不形成薄膜TF时的热反射率相比，会降低反射构件400的表面上的热反射率。另外，可以增加热吸收以增加传导至反射构件400中的热量H4。
在示例实施例中，中空部440可以形成在反射构件400中以补偿降低的热反射率。例如，由于反射构件400中的中空部440被密封且不在中空部440的表面上形成薄膜TF，因此可以分别维持第一内表面410B、第二内表面420B、内侧表面430B的高反射率。因此，在热量被传导至反射构件400中之后，可以吸收部分H9，并且从第一内表面410B在第二内表面420B的方向上发散的经辐射的热量H5的部分H6从第二内表面420B在第一内表面410B的方向上反射，然后朝向第一外表面410A传导。经传导的热量H7在其中设置有衬底装载区210的方向上通过第一外表面410A辐射。因此，与其中不存在中空部440的情况相比，该实施例具有通过H8将热量进一步反射到衬底装载区210的效果。作为该实验的结果，发现当经辐射的热量H5为H2的大约50％时，H8与H2的大约20％对应。因此，证实反射构件400的热反射率从50％提高至70％。
同时，在其中不在反射构件R中形成中空部的图4B的对比示例中，从加热部朝向反射构件R的第一外表面RA发散的热量H2的部分H11在形成在第一外表面RA的表面上的薄膜TF上反射，并且吸收其它的热量H12以传导至反射构件R中。经传导的热量H12通过反射构件R的第二外表面RB发散作为经辐射的热量H13。因此，在该示例实施例中，证实由于与H8对应的热量在第二外表面RB的方向上发散，因此与示例实施例相比，较少通过H8反射热量。
在下文中，将参照图5至图11来描述反射构件的各种示例实施例。
参照图5，与以上参照图3C描述的示例实施例相比，示例实施例是其中中空部1440具有其上形成有第二反射层1450B的第一内表面1410B以及其上形成有第三反射层1450C的第二内表面1420B的情况。第三反射层1450C可以由与第一反射层1450A的材料相似的材料形成。在该示例实施例中，可以通过涂覆石英、陶瓷和金属中的至少一种来形成第一反射层1450A和第三反射层1450C。根据一些示例实施例，可以通过涂覆诸如
Figure BDA0002506322140000081
(Heraus黑石英)的石英来形成第一反射层1450A和第三反射层1450C。
在示例实施例中，辐射到第一外表面1410A的热量H12的部分H13从第一反射层1450A反射，并且热量H12的部分H14传导至反射构件1400中，这与以上实施例中描述的相同。然而，由于热量H15 的部分H16通过第三反射层1450C(涂覆在第二内表面1420B上的高反射性材料层)在第一内表面1410B的方向上反射，因此可以减少经传导的热量H17，并且可以进一步增加反射到衬底装载区的热量H18。
另外，具有高的热吸收性的第二反射层1450B(低反射性材料层)可以涂覆在第一内表面1410B上，以减少在第二内表面1420B的方向上从第一内表面1410B再反射的热量H19的数量。因此，可以进一步增加反射到衬底装载区的热量H18。
参照图6，示例实施例是凹槽部分2440形成在反射构件2400的侧壁部分2430的外侧表面2430A中的情况。当与凹槽部分2440对应的突起(projection)形成在用于承托反射构件2400的支架上时，凹槽部分2440可以可滑动地结合到该突起。因此，可以容易地去除反射构件2400。
参照图7A和图7B，示例实施例是改变中空部的设置以使得从反射构件3400反射的热量的分布被调整为改变的情况。
示例实施例是这样的情况：热吸收构件3450设置在反射构件3400的与晶圆W的中心区W1对应的第一区AR1中，使得中空部3440受限制地仅设置在与晶圆W的圆周区W2对应的第二区AR2中。由于中空部3440设置在第二区AR2中，因此相比于第一区AR1的热反射率，可以进一步提高第二区AR2的热反射率，以将更多的热量反射到晶圆W的圆周区W2。因此，可以通过调整中空部3440设置在反射构件3400中的区域来如期望地调整晶圆W的温度分布。例如，当晶圆W的中心区W1的温度高于晶圆W的圆周区W2的温度时，中空部3440仅设置在反射构件3400的第二区AR2中，以实现晶圆W的均匀温度分布。另外，当加热部设置在工艺腔室的侧表面上且将反射构件应用到其中晶圆的圆周区的温度高于晶圆的中心区的温度的批式(batch-type)衬底处理设备时，中空部可以仅设置在反射构件的中心区中以实现晶圆的均匀温度分布。
图7C示出了图7B的中空部3440被划分为多个分离区的示例。中空部3440'设置在反射构件3400'的与晶圆的圆周区对应的区域中，这与图7B的以上实施例中描述的相同。然而，中空部3440'被划分为分离区3440a、3440b和3440c。在该实施例中，多个分离区3440a、3440b和3440c设置在晶圆的圆周区的其中期望相对提高温度的一部分中。
参照图8，示例实施例是中空部4440在反射构件4400中具有多个分离区4441并且分离区4441在反射构件4400的厚度方向上堆叠的情况。在该情况下，各自具有一个中空部的多个反射构件可以用一个反射构件替换。多个分离区4441的尺寸可以彼此相等，但是在某些实施例中，分离区4441中的一些的尺寸可以彼此不同。金属、陶瓷和石英(高反射性材料)中的至少一种可以仅选择性地涂覆在分离区4441中的一些中。
参照图9A和图9B，示例实施例是在反射构件5400的一个中空部5440中还设置了多个子反射构件5430的情况。
在该实施例中，多个子反射构件5430以规则的间隔间隔开，并结合到形成在中空部5440中的支架5420。多个子反射构件5430可以设置在中空部5440中，以在反射构件5400的厚度方向D2上堆叠。当在中空部5440中还设置了子反射构件5430时，可以进一步提高设置有子反射构件5430的区域的热反射效率。子反射构件5430可以由与反射构件5400的材料相同的材料形成。然而，在一些实施例中，子反射构件5430可以由与反射构件5400的材料不同的材料形成。另外，与图7A至图7C的实施例的描述相似，可以调整子反射构件5430的形状以调整晶圆的温度分布。
参照图10，示例实施例是修改了反射构件6400的中空部6440的内表面的形状的示例。尽管限定中空部的第一内表面和第二内表面在上述实施例中是平坦的，但是第一内表面6410B和第二内表面6420B在本实施例中分别是在第一外表面6410A和第二外表面6420A的方向上凹陷的表面。因此，第一板6410和第二板6420中的每一个的中心区的厚度T5小于其圆周区的厚度T6，使得可以将反射构件6400的中心区的热反射率调整为高于反射构件6400的圆周区的热反射率。尽管反射构件6400的第一内表面64140B和第二内表面6420B在该实施例中被形成为凹面，但是它们可以在一些实施例中被形成为具有凸面。可替换地，第一内表面6410B和第二内表面6420B中的仅一个可以被形成为具有凹面或凸面，或者第一内表面6410B和第二内表面6420B可以被形成为具有不同的形状。结果，与图7A至图7C的实施例的描述相似，可以调整晶圆的温度分布。
参照图11，示例实施例是修改了反射构件7400的外表面的形状的示例。在该实施例中，第二外表面7420A被形成为凹面，使得第二板7420的圆周区的厚度T8大于第二板7420的中心区的厚度T7。因此，第二板7420的中心区的厚度T7小于圆周区的厚度T8，使得可以将中心区的热反射率调整为高于圆周区的热反射率。结果，可以在不改变中空部7440的形状的情况下修改反射构件7400的外表面的表面形状，以具有与修改了中空部7440的形状的情况相似的效果。
图12至图17示出了根据示例实施例的衬底处理设备。
参照图12，示例实施例是修改了衬底处理设备20的加热部和反射构件的设置的情况。在该示例实施例中，与上述实施例相比，反射构件20400没有设置在由外壁20110限定的内部空间20120中并具有相同的形状。与上述示例实施例不同，衬底处理设备20的反射构件20400设置在支撑部20200的下空间20220中。另外，与上述实施例不同，加热部包括第一加热部20300A和第二加热部20300B，第一加热部20300A设置在晶圆W上方，第二加热部20300B设置在反射构件20400与晶圆W之间。在一些实施例，可以仅设置第一加热部20300A和第二加热部20300B中的一个。
参照图13，示例实施例是衬底处理设备30的支撑部30200和反射构件30400一体地形成在由外壁30110限定的内部空间30120中的情况。另外，加热部30300嵌入支撑部30200中。反射构件30400设置在晶圆W下方，加热部30300设置在衬底装载区的其上安置有晶圆W的下部分中，并且中空部30440设置在加热部30300的下部分处，这与上述根据示例实施例的衬底处理设备20的构造相似。
参照图14，示例实施例是其中衬底处理设备40的支撑部40200和加热部40300一体地形成且反射构件40400与其分离的情况。反射构件40400设置在由外壁40110限定的内部空间40120中，这与上述实施例相似。在该实施例中，反射构件40400设置在晶圆W下方，这与根据示例实施例的上述衬底处理设备30的构造相似。然而，反射构件40400与支撑部40200分离，这与上述根据示例实施例的衬底处理设备30的构造不同。
参照图15，示例实施例是衬底处理设备50的反射构件50400设置在喷头50500上方的情况。喷头50500被构造为在晶圆W的上部分将工艺气体均匀地注入到晶圆W的表面。反射构件50400设置在由外壁50110限定的内部空间50120中，这与上述实施例相似。在该实施例中，反射构件50400可以设置在喷头50500的上部分处，以在设置晶圆W的方向上反射热量，而不妨碍注入到晶圆W的工艺气体的流动。
参照图16，在示例实施例中，衬底处理设备60的支撑部60200和加热部60300一体地形成并且反射构件60400与其分离，这与根据示例实施例的上述衬底处理设备40的构造相似。然而，反射构件60400设置在支撑部60200的侧表面上，这与根据示例实施例的上述衬底处理设备40的构造不同。另外，反射构件60400设置在由外壁60110限定的内部空间60120中，这与上述根据示例实施例的衬底处理设备40的构造相似。反射构件60400可以以环的形式设置在支撑部60200周围。因此，即使在难以将反射构件60400布置在晶圆W上方时，也可以有效地反射热量。并且即使当在晶圆W的侧表面的方向上发散的热量多于向上发散的热量时，也可以有效地反射热量。
参照图17，根据示例实施例的衬底处理设备70是应用根据示例实施例的上述反射构件的批式衬底处理设备。
衬底处理设备70可以包括：反应管70200，其在竖直方向上延伸并容纳衬底；以及加热装置，其被设置为围绕反应管70200，并被构造为加热反应管70200。加热装置可以包括：侧壁绝热材料70100，其安装在具有圆柱形形状的反应管70200外部；以及诸如加热器的加热部70110，其设置在侧壁绝热材料70100内部。加热装置还可以包括覆盖侧壁绝热材料70100的上部分的上壁绝热材料70120。
加热装置可以包括立式炉。与侧壁绝热材料70100具有同心形状的反应管70200可以设置在侧壁绝热材料70100的内部空间70101中。反应管70200可以在竖直方向上延伸以限定工艺腔室。反应管70200可以接纳其上装载有多个晶圆W的舟皿70230。舟皿70230是被设置为提供装载有多个晶圆W的衬底装载区的支撑件。
侧壁绝热材料70100可以由加热器基体70160支撑以垂直安装。反应管70200可以设置在具有圆柱形状的侧壁绝热材料70100内部。侧壁绝热材料70100可以具有多层结构。侧壁绝热材料70100可以包括侧壁内层70102和侧壁外层70104。圆柱形空间70106可以形成在侧壁内层70102与侧壁外层70104之间作为冷却气体通道。诸如加热器的加热部70110可以安装在侧壁绝热材料70100内侧上。
冷却气体供应端口可以形成在侧壁外层70104的上部分上，多个供应孔70103可以形成在侧壁内层70102中。供应孔70103可以形成在从侧壁内层70102的下层部分到上层部分的预定位置，以将冷却气体广泛地扩散到整个内部空间70101。反应管70200可以包括外管70210和安装在外管70210中的内管70220。工艺腔室可以形成在内管70220中，并且可以容纳多个晶圆W，多个晶圆W在竖直方向上通过舟皿70230堆叠在多个台阶上并在水平方向上对齐。外管70210可以具有具备闭合的上端和敞开的下端的圆柱形状，并且内管70220可以具有具备敞开的上端和下端的圆柱形状。外管70210可以与内管70220同心设置。当多个晶圆W安装在舟皿70230上时，舟皿70230可以通过升降装置70270升高以装载在工艺腔室中。在该状态下，门板70260可以通过诸如O形环的密封构件密封歧管70240的下端。
在示例实施例中，结构与上述图1的反射构件400的结构相似的反射构件70400A可以设置在其上安装有多个晶圆W的舟皿70230的最上部分上。额外地，在示例实施例中，结构与上述图8的反射构件4400或上述图9B的反射构件5400的结构相似的反射构件704400B可以形成在其上安装有多个晶圆W的舟皿70230的最下部分上。额外地，可以设置图7B的反射构件3400或图7C的反射构件3400'，使得多个晶圆W中的每一个的中心区的热反射率高于其圆周区的热反射率以均匀地调整多个晶圆W的温度分布。
在下文中，将参照图18A至图18C来描述根据示例实施例的制造反射构件的方法。图18A至图18C示出了制造图1的反射构件400的方法。将参照图18A至图18B来描述根据示例实施例的反射构件的制造工艺。图18A至图18C是用于解释图1的反射构件400的制造工艺的图。在示例实施例中，将反射器的第一板和侧壁一体地形成。在示例实施例中，将描述反应部的第一板和侧壁部分一体地形成的情况作为示例。
参照图18A，制备基体材料衬底Q1。可以由石英形成基体材料衬底Q1。详细地，可以由诸如CFQ、OM100、OP3、Heraus反射涂层(HRC)和Heraus黑石英(HBQ)的各种类型的透明石英、白石英和黑石英来形成基体材料衬底Q1。
参照图18B，可以在基体材料衬底Q1的顶表面上形成凹槽部分440A。可以通过各种物理或化学蚀刻方法来形成凹槽部分440A。凹槽部分440A是当在后续工艺中组装盖板Q2时其中形成中空部的空间。在一些实施例中，可以通过涂覆具有高吸收性的低反射性材料或者诸如金属、陶瓷和石英的高反射性材料在凹槽部分440A的底表面上形成材料层。
参照图18C，可以通过将盖板Q2接合到基体材料衬底Q1来形成中空部440。可以由与基体材料衬底Q1的材料相同的材料来形成盖板Q2。例如，可以由石英来形成盖板Q2。可以通过利用诸如SiO2的材料的焊接来将盖板Q2接合到基体材料衬底Q1。在将盖板Q2键合到基体材料衬底Q1之后，在盖板Q2和基体材料衬底Q1中的至少一个区中形成与中空部440连通的通孔，并且通过通孔从中空部440排出空气，因此，中空部440可以维持在真空状态。在一些实施例中，中空部440可以具有大约10Pa的压强。中空部440可以用空气或期望的(或者可替换地，预定的)气体填充。
如上所述，根据示例实施例的衬底处理设备可以提高绝热效果以防止在衬底处理期间发生能量损耗，并且可以减缓衬底的热分布差异以确保温度均匀性。
尽管以上已经示出并描述了示例实施例，但是本领域技术人员将显而易见，在不脱离如所附权利要求限定的本发明构思的范围的情况下，可以做出修改和改变。

Claims (20)

1.一种衬底处理设备，包括：
工艺腔室；
支撑部，其位于所述工艺腔室中，所述支撑部包括衬底装载区，所述衬底装载区被构造为支撑安置在所述衬底装载区中的衬底；
加热部，其被构造为加热所述衬底装载区；以及
反射构件，其在所述工艺腔室中邻近于所述衬底装载区，所述反射构件具有位于所述反射构件中的密封中空部。
2.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中，所述反射构件包括外表面和内表面，
所述外表面包括第一外表面、第二外表面和外侧表面，所述第二外表面与所述第一外表面相对，并且所述外侧表面连接所述第一外表面和所述第二外表面，并且
所述内表面包括第一内表面、第二内表面和限定所述密封中空部的内侧表面，所述第一内表面面对所述衬底装载区，所述第二内表面与所述第一内表面相对，并且所述内侧表面连接所述第一内表面和所述第二内表面。
3.根据权利要求2所述的衬底处理设备，其中，
所述反射构件包括具有第一反射率的反射性材料，并且
所述第一内表面和所述第二内表面中的至少一个包括涂覆在其上的具有第二反射率的材料，所述第二反射率高于所述第一反射率。
4.根据权利要求2所述的衬底处理设备，其中，
所述反射构件包括具有第一反射率的反射性材料，并且
所述第一内表面和所述第二内表面中的一个包括涂覆在其上的具有第二反射率的材料，所述第二反射率高于所述第一反射率，
所述第一内表面和所述第二内表面中的另一个包括涂覆在其上的具有第三反射率的材料，所述第三反射率低于所述第一反射率。
5.根据权利要求2所述的衬底处理设备，其中，
所述反射构件包括具有第一反射率的反射性材料，并且
所述第一外表面、所述第二外表面和所述外侧表面各自包括涂覆在其上的具有第四反射率的材料，所述第四反射率高于所述第一反射率。
6.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中，所述反射构件邻近于所述衬底装载区，使得所述密封中空部与所述衬底的中心区或圆周区对应。
7.根据权利要求2所述的衬底处理设备，其中，所述第二外表面具有平坦的反射表面。
8.根据权利要求1所述的衬底处理设备，其中，所述反射构件包括各自在其中具有所述密封中空部的多个分离区，所述多个分离区在所述反射构件的厚度方向上堆叠。
9.根据权利要求8所述的衬底处理设备，其中，至少一个子反射构件位于所述密封中空部中。
10.根据权利要求9所述的衬底处理设备，其中，所述子反射构件包括在所述反射构件的厚度方向上堆叠的多个子反射构件。
11.根据权利要求2所述的衬底处理设备，其中，所述第一内表面和所述第二内表面中的至少一个具有平坦的表面。
12.根据权利要求2所述的衬底处理设备，其中，所述第一外表面和所述第二外表面中的至少一个具有凸面或凹面，所述凸面或所述凹面面对所述衬底装载区。
13.一种衬底处理设备，包括：
工艺腔室；
支撑部，其位于所述工艺腔室中，所述支撑部包括衬底装载区，所述衬底装载区被构造为支撑安置在所述衬底装载区中的衬底；
加热部，其被构造为加热所述衬底装载区；以及
反射构件，其在所述工艺腔室中邻近于所述衬底装载区，所述反射构件具有位于所述反射构件中的密封中空部，所述反射构件被构造为反射从所述衬底装载区发散到所述反射构件的热量，所述反射构件包括石英、陶瓷和金属中的至少一种，其中，
所述反射构件为盘形，并且具有280mm至320mm的直径以及10mm至20mm的厚度，并且所述反射构件中的所述密封中空部具有3mm至5mm的厚度。
14.根据权利要求13所述的衬底处理设备，其中，所述加热部位于所述衬底装载区的侧表面上。
15.根据权利要求14所述的衬底处理设备，其中，所述反射构件邻近于所述衬底装载区，使得所述密封中空部与所述衬底的中心区对应。
16.根据权利要求13所述的衬底处理设备，其中，
所述反射构件位于所述衬底装载区上方，并且
所述加热部位于所述衬底装载区下方。
17.根据权利要求13所述的衬底处理设备，其中，
所述反射构件位于所述衬底装载区下方，并且
所述加热部为位于所述衬底装载区上方和位于所述衬底装载区下方中的至少一种。
18.根据权利要求13所述的衬底处理设备，其中，
所述反射构件为位于所述衬底装载区上方和位于所述衬底装载区下方中的至少一种，并且
所述加热部位于所述衬底装载区的侧表面上。
19.根据权利要求13所述的衬底处理设备，其中，所述反射构件包括：
基体，其具有凹槽部分；以及
盖板，其接合到所述基体，所述盖板覆盖所述凹槽部分以形成所述密封中空部。
20.一种衬底处理设备，包括：
工艺腔室；以及
支撑部，其位于所述工艺腔室中，所述支撑部包括衬底装载区，所述衬底装载区被构造为支撑安置在所述衬底装载区中的衬底，所述支撑部包括：
加热部，其位于所述衬底装载区下方，以及
中空部，其位于所述加热部下方，所述中空部由至少三个内表面限定，所述至少三个内表面包括面对所述衬底装载区的第一内表面、与所述第一内表面相对的第二内表面以及连接所述第一内表面和所述第二内表面的内侧表面。
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