CN208368473U - 用于热处理腔室的盖和用于处理基板的设备 - Google Patents

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Abstract

本文描述的实施方式大体涉及具有用于热处理腔室的盖和用于处理基板的设备。所述设备包括腔室主体，所述腔室主体具有界定内部处理区的侧壁和底壁。所述腔室还包括设置在所述腔室主体的内部处理区中的基板支撑件、环支撑件和旋转器盖。所述旋转器盖设置在环支撑件上。所述旋转器盖是不透明石英材料。所述旋转器盖有利地提供更有效的处理气体加热，由能够承受处理条件同时提供更有效和均匀的处理的材料构成，且具有低CTE从而减少由于处理期间过度膨胀而导致的颗粒污染。

Description

用于热处理腔室的盖和用于处理基板的设备
技术领域
本文描述的实施方式大体涉及基板的热处理。
背景技术
基板的热处理是半导体制造业的重要部分。基板在多种处理和设备中经受热处理。在一些处理中，基板经受退火热能，而在其他处理中，基板可能还要经受氧化型其他反应性化学条件。一个接一个的基板被放在设备中、加热以进行处理、然后冷却。用于热处理基板的设备每天可经历数百个极端加热和冷却循环。
除了基板的热处理，操作设备的许多方面可能需要具有某些电学、光学或热性质的材料。除复杂度增加外，半导体器件尺寸的不断缩小依赖于对例如输送至半导体处理腔室的处理气体的流动和温度的更加精确的控制。在横流 (cross-flow)处理腔室中，处理气体可被输送至腔室且被引导跨过待处理的基板的表面。对希望延长设备在它们所经受的极端条件下的使用寿命的人员而言，设备的设计存在艰巨的工程挑战。
因此，存在对能够在现代半导体处理的极端热循环下可靠地运行的设备的需要。
实用新型内容
本文描述的实施方式大体涉及热处理设备。在一个实施方式中，公开一种用于热处理腔室的旋转器盖。所述旋转器盖包括具有内部分和外部分的环件 (annulus)。所述环件是不透明石英材料。
在再一个实施方式中，公开一种用于热处理腔室的盖，所述盖包括：不透明石英环件，所述不透明石英环件包括：内边缘，所述内边缘具有第一厚度；和外边缘，所述外边缘具有大于所述第一厚度的第二厚度。
所述不透明石英环件可由硅黑石英制成。
所述不透明石英环件可进一步具有凹形表面，所述凹形表面在所述内边缘与所述外边缘之间。
所述环件可进一步包括内唇，所述内唇从所述凹形表面径向向内延伸至所述内边缘。
所述凹形表面可在所述环件的所述内唇与底部之间。
所述环件可具有顶表面，并且其中所述环件的所述顶表面成凹形。
在另一实施方式中，公开一种用于处理基板的设备。所述设备包括腔室主体，所述腔室主体具有界定内部处理区的侧壁和底壁。腔室还包括设置于所述腔室主体的内部处理区中的基板支撑件、环支撑件(ring support)、和设置于所述环支撑件上的旋转器盖。所述旋转器盖是不透明石英材料。所述环支撑件从所述侧壁向内延伸。
所述不透明石英材料可以是硅黑石英。
所述盖可具有环形主体和内唇，所述环形主体具有第三厚度，所述内唇具有小于所述第三厚度的第四厚度，其中所述内唇从所述环形主体径向向内延伸。
所述盖可具有外部分和内部分，并且其中所述外部分的厚度大于所述内部分的厚度。
所述内部分的顶部可与所述基板支撑件的顶部在同一平面上。
所述外部分的顶部可与所述基板支撑件的顶部在同一平面上。
所述设备进一步可包括间隙，所述间隙在所述盖与所述基板支撑件之间。
在又一实施方式中，公开一种用于处理基板的设备。所述设备包括腔室主体，所述腔室主体具有界定内部处理区的侧壁和底壁。腔室还包括设置于所述腔室主体的内部处理区中的基板支撑件、环支撑件、和设置于所述环支撑件上的旋转器盖。所述旋转器盖包括外部分和内部分。所述外部分具有与所述内部分大致相同的高度。所述环支撑件从所述侧壁向内延伸。
在又一实施方式中，公开一种用于处理基板的设备。所述设备包括：腔室主体，所述腔室主体具有界定内部处理区的侧壁和底壁；基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述腔室主体的所述内部处理区中；环支撑件，所述环支撑件从所述侧壁向内延伸；和盖，所述盖设置在所述环支撑件上，其中所述盖包括外部分和内部分，其中所述外部分的顶部与所述基板支撑件的顶部在同一平面上，并且其中所述内部分的顶部与所述基板支撑件的顶部在不同平面上。
所述外部分可具有与所述内部分大致相同的厚度。
所述盖可以是环件。
所述环件可以是不透明石英材料。
所述盖可以是不透明石英材料
所述不透明石英材料可以是硅黑石英。
附图说明
为了能详细了解本实用新型的上述特征，可通过参考实施方式获得以上简要概述的本实用新型的更特定的描述，一些实施方式示于附图中。然而，应注意的是，附图仅示出本实用新型的典型实施方式且因此不应视为对本实用新型范围的限制，因为本实用新型可允许其他等效的实施方式。
图1示出根据一个实施方式的处理腔室的截面图。
图2A示出根据本文描述的一个实施方式的旋转器盖的俯视图。
图2B示出根据本文描述的一个实施方式的旋转器盖的透视图。
图2C示出根据本文描述的另一实施方式的旋转器盖的透视图。
图3示出根据本文描述的一个实施方式的旋转器盖的截面图。
图4示出根据本文描述的一个实施方式的旋转器盖的截面图。
具体实施方式
本文描述的实施方式大体涉及具有用于预加热处理气体的旋转器盖的处理设备。旋转器盖设置于环支撑件上。旋转器盖可具有与处理气体入口相邻的分段。所述分段包括顶表面，所述顶表面包括增加表面面积的特征。旋转器盖是不透明石英材料。旋转器盖有利地提供处理气体的更有效加热，旋转器盖由能够承受处理条件同时提供更有效和均匀的处理的材料构成，并且旋转器盖具有低CTE从而减少由于处理期间过度膨胀而导致的颗粒污染。
图1是根据本文描述的实施方式的处理腔室100的截面图。在一个实施方式中，处理腔室100是快速热处理腔室。在此实施方式中，处理腔室100被配置为快速加热基板以从基板的表面挥发材料。在一个实例中，处理腔室100 可以是基于灯的快速热处理腔室。合适的处理腔室的实例包括可从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(AppliedMaterials,Inc.,Santa Clara,CA)获得的VULCANTM、RADOXTM和工具。应了解，来自其他制造商的合适地配置的设备也可根据本文描述的实施方式而有利地实施。
要在腔室100中处理的基板112通过阀或进出口(未示出)提供至腔室 100的处理区118中。基板112的周边被环形基板支撑件114支撑，基板支撑件114具有接触基板112的角部的环形架。环形架可具有平的、弯曲的或倾斜的表面以用于支撑基板。当基板112被运送至和运送出基板移送设备(比如将基板112提供至腔室100内的机械手叶片(未示出))和基板支撑件114时，三个升降销122可被升举和降低以支撑基板112的背面。处理区118的上侧由透明石英窗120限定，处理区118的下侧由基板112或由基板支撑件114所限定的基板平面限定。
为了加热基板112，辐射加热元件110安置在窗120上方以将辐射能导向基板112。在腔室100中，辐射加热元件110可包括大量的安置在各个反射管中的高强度卤钨灯，反射管以六边形紧密封装阵列布置在窗120上方。如本文中提供的，快速热处理(RTP)指能够以约50℃/秒和更高的速率，例如以约 100℃/秒至约150℃/秒，和约200℃/秒至约400℃/秒的速率均匀地加热基板的设备处理。RTP腔室中典型的降温(冷却)速率在约80℃/秒至约150℃/秒的范围内。RTP腔室中执行的一些处理要求跨基板的温度变化小于几摄氏度。因此，RTP腔室可包括能够以高达约100℃/秒至约150℃/秒和约200℃/秒至约400℃/秒的速率加热的灯或其他合适的加热系统和加热系统控制。
然而，可替代使用其他辐射加热设备以提供辐射热能至腔室100。通常，灯涉及电阻加热以快速地提高辐射源的能量输出。合适的灯的实例包括白炽灯、钨卤白炽灯以及闪光灯，白炽灯和钨卤白炽灯具有包围灯丝的玻璃或硅石外壳，闪光灯包括包围气体的玻璃或硅石外壳，闪光灯比如氙气灯和弧光灯，氙气灯和弧光灯可包括包围气体或蒸汽的玻璃、陶瓷或硅石外壳。这些灯通常在气体被激发时提供辐射热。如本文提供的，术语灯旨在包括具有包围热源的外壳的灯。灯的“热源”指能够增加基板的温度的材料或元件，例如，能被激发的灯丝或气体。
本实用新型的某些实施方式也可应用于闪光退火。如本文所使用的，闪光退火指在5秒内，比如小于1秒，且在某些实施方式中数毫秒内使基板退火。
处理腔室100可包括平行于基板112的背面延伸且面向基板112的背面的反射器128。反射器128将从基板112发射的热辐射反射回基板112以严密地控制跨基板112的均匀温度。分区加热的动态控制被通过一或多个光学光管 142而耦接的一或多个高温计146影响，一或多个光学光管142被安置成穿过反射器128中的孔而面向基板112的背面。一或多个高温计146测量跨静止或旋转基板112的半径的温度。光管142可由包括蓝宝石、金属和硅纤维的多种结构形成。在处理期间，计算机化控制器144接收高温计146的输出并相应地控制提供至加热元件110的电压以由此动态地控制辐射加热强度和图案。
处理腔室100包括旋转器136。通过将旋转器136磁耦合至安置在腔室100 外部的磁致动器130，旋转器136允许基板112绕基板中心138旋转。旋转器 136包括诸如含铁材料之类的导磁材料。旋转器盖132可移除地设置在环支撑件134上，环支撑件134耦接至腔室主体108。旋转器盖132设置在旋转器136 之上以保护旋转器136免受处理区118中产生的极端处理环境的影响。在一个实施方式中，环支撑件134是下衬里且由石英制成。当基板支撑件114处于处理位置时，旋转器盖132限制基板支撑件114。旋转器盖132由黑石英形成，但应理解，旋转器盖132可由其他材料，比如涂覆碳化硅的石墨形成。旋转器盖132包括与处理气体入口140相邻设置的分段129。分段129具有顶表面131，在操作期间处理气体从处理气体入口140流经顶表面131。顶表面131可包括增大顶表面131的热导的特征。在具有增大的热导时，处理气体的预加热被改善，从而导致提高的处理气体活化。下面详细描述旋转器盖132。
加热元件110可适于提供热能至基板和旋转器盖132。在操作期间旋转器盖132的温度比基板112的温度低约100摄氏度至约200摄氏度。在一个实施方式中，基板支撑件114被加热至1000摄氏度且旋转器盖132被加热至800 摄氏度。在操作期间旋转器盖132通常具有约300摄氏度与约800摄氏度之间的温度。当处理气体通过处理气体入口140流到处理腔室100中时，被加热的旋转器盖132活化处理气体。处理气体通过处理气体出口148离开处理腔室 100。因此，处理气体沿大体平行于基板的上表面的方向流动。加热元件110 促进处理气体热分解至基板上以在基板上形成一或多个层。
图2A示出根据本文描述的一个实施方式的旋转器盖132的俯视图。在操作期间，处理气体流过旋转器盖132，如图2A所示。在一个实施方式中，旋转器盖132在“L1”处包括切口或间隙以减轻可在处理期间出现的热膨胀问题。旋转器盖132是在旋转器136之上的环件，或者在旋转器盖具有间隙的情况中是大致环形主体，旋转器盖132具有朝向基板支撑件114延伸的内部分202 和紧密接触环支撑件134或与环支撑件134非常近的外部分204。在一个实施方式中，旋转器盖132是具有凹形表面的环件，所述凹形表面在内边缘202 与外边缘204之间延伸。在一些实施方式中，旋转器盖132具有成角度的顶表面131，使得外部分204附近的高度大于内部分202的高度，如图2B和图3 中可见。在一些情形中，外部分204可与气体入口140在同一平面上或与气体入口140对齐，而内部分202在气体入口140之下的高度处。顶表面131可以是凹形的。在另一实施方式中，内部分202的高度在基板112之下。在一个实施方式中，旋转器盖的全部边缘是弯曲的，以致旋转器盖不具有尖锐边缘。在一个实施方式中，旋转器盖132的外部分204可以是弯曲的。
旋转器盖132可包括从旋转器盖132的主体部分209向内径向凸出的内唇 206。内唇206可设置成与基板支撑件114相邻。内唇206可在旋转器盖132 的内部分202中。内唇206的厚度可小于主体部分209的厚度。在一个情形中，顶表面131向内径向延伸得比底表面208远。在这种情形中，内唇使顶表面 131延伸至内部分202，而底部部分208通过弯曲的凹形部分207连接至内部分202。
内部分202可允许空气在相邻于旋转器136的旋转器盖132之下流动和冷却。当旋转器盖132被安装在处理腔室，比如腔室100中时，底表面208可与环支撑件134接触。在一个实施方式中，底表面208与顶表面131相对。底表面208可包括弯曲边缘。在一个实施方式中，内唇206比底表面208径向向内延伸得远。在一个实施方式中，内唇206通过弯曲的凹形部分207连接至底表面208，弯曲的凹形部分207通过弯曲的凸形部分205与底表面208连接。
内部分202可以是垂直内壁，如图2B所示。在其他实施方式中，内部分 202可以是朝向顶表面131或朝向底表面208倾斜的倾斜或弯曲的内壁。因此，在一些情形中，内部分202通过成角度的表面与顶表面131连接，所述成角度的表面从内部分202向上倾斜至顶表面131。在其他情形中，内部分202通过成角度的表面与底表面208连接，所述成角度的表面从内部分202向下倾斜至底表面208。
图2C示出根据本文描述的另一实施方式的旋转器盖132的透视图。旋转器盖132具有大致平坦顶表面131、内部分202和外部分204。内部分202和外部分204都是通过弯曲的边缘而与顶表面131连接的大致垂直壁。旋转器盖 132在外部分204附近的高度与在内部分202附近的高度大致相同，如图2C 和图4所见。换句话说，顶表面131从内部分202至气体入口140可为大致水平的。大致平坦顶表面131可帮助保持从气体入口140至基板112的跨旋转器盖132的层流，并防止气体和反应物在腔室外部附近转向。此外，当气体流经顶表面131时，旋转器盖132提供与气体接触的较大表面面积。随着表面面积增加，改善了处理气体的预加热，从而导致提高的处理气体活化。此实施方式还改变了旋转器盖与其他腔室部件之间的相互作用。旋转器盖上的平坦底角提供与腔室主体有限的接触，并且允许旋转器盖维持高温，从而潜在地增加反应气体预加热。与腔室主体减小的接触还能减少颗粒产生，所述颗粒产生源自由热循环导致的摩擦。此外，实质降低了制造旋转器盖132的成本，因为伴随简化的设计，后加工处理被更快地执行。
旋转器盖132包括能够承受热腔室的处理条件而不经历诸如氧化之类的化学变化的材料。因此，旋转器盖132的材料消除与化学变化相关联的工艺调整趋势(conditioningtrend)或工艺条件偏移时间(drift time)。换句话说，旋转器盖132维持从第一次使用至第n次使用的实质相同稳态，这有利地提供更均匀的基板处理。因此旋转器盖132可包括不透明石英，比如硅黑石英。硅黑石英可通过生长硅并结合硅至熔化石英、模制或铸造所述材料、然后将冷却的铸块后加工成所需形状来制成。
有利地，当反应物朝基板112移动经过旋转器盖132时，不透明石英比其他材料提供较低的复合系数。当反应物移动经过旋转器盖时，一定量的反应物将因与旋转器盖的材料反应而损失。然而，不透明石英旋转器盖132有利地抵抗与处理气体的反应而使较大量的反应物到达基板112。在另一实施方式中，旋转器盖132是封装的陶瓷材料或封装的不锈钢。封装材料可以是石英，以使得旋转器盖132是具有石英的不透明材料。由于在处理期间在加热和冷却时旋转器盖膨胀和收缩，在处理期间，旋转器盖132与环支撑件134的相互作用可导致出现颗粒污染。旋转器盖132的黑石英材料有利地具有低热膨胀系数 (CTE)，从而减少与环支撑件134的相互作用并最终减少基板112上的颗粒污染。
图3示出根据本文描述的一个实施方式的在腔室300内的旋转器盖132 的截面图。旋转器盖132设置在环支撑件134上。底表面208与环支撑件134 接触。顶表面131成角度地向下。与气体入口140相邻的旋转器盖132的外部分比与基板支撑件114相邻的旋转器盖132的内部分具有更高高度。
图4示出根据本文描述的一个实施方式的在腔室400内的旋转器盖132 的截面图。旋转器盖132设置在环支撑件134上。底表面208与环支撑件134 接触。旋转器盖132具有大致平坦顶表面131。外部分204附近的高度与内部分202的高度大致相同，如图2C和图4所见。换句话说，外部分204可与内部分202以及气体入口140在同一平面上或对准。当来自气体入口140的层流朝向基板112流动时，大致平坦顶表面131有利地保持该层流。此外，当气体流经顶表面131时，旋转器盖132提供与气体接触的更大表面面积。伴随增加的表面面积，处理气体的预加热处理被改善，导致提高处理气体活化。此外，实质降低了制造旋转器盖132的成本，因为伴随简化的设计，后加工处理被更快地执行。
总之，公开了一种具有旋转器盖的处理设备。旋转器盖可提供更好的处理气体加热。旋转器盖可提供更一致的处理，因为旋转器盖的材料实质消除与化学处理(比如氧化)相关联的工艺调整趋势。预加热的材料具有低复合系数，以致更多的处理气体到达基板，因而提供更有效和均匀的处理。当气体朝向基板流动时，处理气体与旋转器盖之间的相互作用被实质减少，从而保持层流。此外，旋转器盖材料具有低CTE，从而减少由于处理期间的过度膨胀而导致的颗粒污染。
虽然前述内容针对本实用新型的实施方式，但在不背离本实用新型的基本范围的情况下，可设计出本实用新型的其他和进一步的实施方式，并且本实用新型的范围由随后的权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种用于热处理腔室的盖，其特征在于，所述盖包括：
不透明石英环件，所述不透明石英环件包括：
内边缘，所述内边缘具有第一厚度；和
外边缘，所述外边缘具有大于所述第一厚度的第二厚度。
2.如权利要求1所述的盖，其特征在于，所述不透明石英环件由硅黑石英制成。
3.如权利要求1所述的盖，其特征在于，所述不透明石英环件进一步具有凹形表面，所述凹形表面在所述内边缘与所述外边缘之间。
4.如权利要求3所述的盖，其特征在于，所述环件进一步包括内唇，所述内唇从所述凹形表面径向向内延伸至所述内边缘。
5.如权利要求4所述的盖，其特征在于，所述凹形表面在所述环件的所述内唇与底部之间。
6.如权利要求1所述的盖，其特征在于，所述环件具有顶表面，并且其中所述环件的所述顶表面成凹形。
7.一种用于处理基板的设备，其特征在于，所述设备包括：
腔室主体，所述腔室主体具有界定内部处理区的侧壁和底壁；
基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述腔室主体的所述内部处理区中；
环支撑件，所述环支撑件从所述侧壁向内延伸；和
盖，所述盖设置在所述环支撑件上，其中所述盖包括不透明石英材料。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述不透明石英材料是硅黑石英。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述盖具有环形主体和内唇，所述环形主体具有第三厚度，所述内唇具有小于所述第三厚度的第四厚度，其中所述内唇从所述环形主体径向向内延伸。
10.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述盖具有外部分和内部分，并且其中所述外部分的厚度大于所述内部分的厚度。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述内部分的顶部与所述基板支撑件的顶部在同一平面上。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述外部分的顶部与所述基板支撑件的顶部在同一平面上。
13.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括间隙，所述间隙在所述盖与所述基板支撑件之间。
14.一种用于处理基板的设备，其特征在于，所述设备包括：
腔室主体，所述腔室主体具有界定内部处理区的侧壁和底壁；
基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述腔室主体的所述内部处理区中；
环支撑件，所述环支撑件从所述侧壁向内延伸；和
盖，所述盖设置在所述环支撑件上，其中所述盖包括外部分和内部分，其中所述外部分的顶部与所述基板支撑件的顶部在同一平面上，并且其中所述内部分的顶部与所述基板支撑件的顶部在不同平面上。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述外部分具有与所述内部分相同的厚度。
16.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述盖是环件。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述环件是不透明石英材料。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述不透明石英材料是硅黑石英。
19.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述盖是不透明石英材料。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述不透明石英材料是硅黑石英。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108538752A (zh) * 2017-03-06 2018-09-14 应用材料公司 旋转器盖

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110963686A (zh) * 2019-12-21 2020-04-07 张忠恕 一种外延工艺石英焊件及其加工方法
US20240247404A1 (en) * 2023-01-25 2024-07-25 Applied Materials, Inc. Pre-heat rings and processing chambers including black quartz, and related methods

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5803977A (en) * 1992-09-30 1998-09-08 Applied Materials, Inc. Apparatus for full wafer deposition
US6022587A (en) * 1997-05-13 2000-02-08 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for improving film deposition uniformity on a substrate
KR20010111058A (ko) * 2000-06-09 2001-12-15 조셉 제이. 스위니 전체 영역 온도 제어 정전기 척 및 그 제조방법
JP2004296553A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Ngk Insulators Ltd 半導体製造装置用部材
US8512472B2 (en) * 2008-11-13 2013-08-20 Applied Materials, Inc. Method and apparatus to enhance process gas temperature in a CVD reactor
US8404048B2 (en) * 2011-03-11 2013-03-26 Applied Materials, Inc. Off-angled heating of the underside of a substrate using a lamp assembly
US9385004B2 (en) * 2013-08-15 2016-07-05 Applied Materials, Inc. Support cylinder for thermal processing chamber
CN107342252B (zh) * 2013-09-30 2020-08-11 应用材料公司 具有封装的光阻隔件的支撑环
TWI838824B (zh) * 2017-03-06 2024-04-11 美商應用材料股份有限公司 旋轉器蓋

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108538752A (zh) * 2017-03-06 2018-09-14 应用材料公司 旋转器盖

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