DE112012004884T5

DE112012004884T5 - Strahlungsabschirmung für einen Substrathalter

Info

Publication number: DE112012004884T5
Application number: DE112012004884.9T
Authority: DE
Inventors: Eric Shero; Michael Halpin; Jerry Winkler
Original assignee: ASM IP Holding BV
Current assignee: ASM IP Holding BV
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-08-14
Also published as: US9167625B2; TWI555109B; WO2013078066A1; US20130126515A1; KR102021163B1; KR20140098169A; TW201338074A; CN104081513B; CN104081513A

Abstract

Eine Reaktionskammer enthält ein Substratstützelement, das innerhalb der Reaktionskammer positioniert ist, dass die Reaktionskammer ein erstes Gebiet und ein zweites Gebiet aufweist, eine Abschirmung, die innerhalb des zweiten Gebiets positioniert ist und mit dem Substratstützelement bewegt werden kann, und wobei die Abschirmung wenigstens an eine Bodenfläche des Substratstützelements angrenzt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/563.428, eingereicht am 23. November 2011, deren Offenbarung hier durch Literaturhinweis eingefügt ist.
STAND DER TECHNIK
Es kann schwierig sein, ein Substrat, das in einem Substratverarbeitungswerkzeug verarbeitet wird, zu erwärmen. Die Schwankung der Substraterwärmung kann zu Temperaturschwankungen innerhalb des Substrats führen. Solche Temperaturschwankungen innerhalb des Substrats können zu Verarbeitungsungleichförmigkeiten innerhalb des Substrats führen. In einigen Anlagen können Substrate, die solche Ungleichförmigkeiten zeigen, defekte Vorrichtungen erzeugen. Ferner kann in der unteren Verarbeitungskammer ein Ablagerungsprodukt abgelagert werden, was zu verringerten Temperaturen in der Reaktionskammer und somit zu erhöhtem Leistungsverbrauch, um die unzureichende Erwärmung zu überwinden, führt. Außerdem kann die Zunahme des Ablagerungsprodukts in der Kammer zu vorzeitigen Anforderungen zur Kammerreinigung und zu erhöhten Kosten führen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aspekte dieses Dokuments beziehen sich auf Reaktionskammern zur Verarbeitung von Substraten. In einem Aspekt enthält eine Reaktionskammer ein Substratstützelement, das innerhalb der Reaktionskammer positioniert ist, dass die Reaktionskammer ein erstes Gebiet und ein zweites Gebiet aufweist, eine Abschirmung, die innerhalb des zweiten Gebiets positioniert ist und mit dem Substratstützelement bewegt werden kann, und wobei die Abschirmung wenigstens an eine Bodenfläche des Substratstützelements angrenzt.
In einer Implementierung kann die Abschirmung an eine Seitenwand des Substratstützelements angrenzen. Das erste Gebiet kann ein Substratverarbeitungsgebiet sein und das zweite Gebiet kann ein Substratbeschickungsgebiet sein. Das erste Gebiet kann in der Reaktionskammer über dem zweiten Gebiet positioniert sein. Die Reaktionskammer kann ferner eine Trennvorrichtung enthalten, die das erste und das zweite Gebiet wenigstens teilweise trennt. Ferner kann die Reaktionskammer einen zwischen der Abschirmung und der Trennvorrichtung gebildeten Zwischenraum enthalten. Der Zwischenraum kann zwischen 5 und 10 mm betragen. Die Abschirmung kann zwischen 5 und 20 mm von dem Substratstützelement beabstandet sein.
Ferner kann die Abschirmung ein Bodenelement und ein Seitenwandelement enthalten. Das Bodenelement und das Seitenwandelement können unter einem Winkel von näherungsweise 90 Grad miteinander verbunden sein. Das Bodenelement und das Seitenwandelement können unter einem Winkel zwischen näherungsweise 25 und 65 Grad miteinander verbunden sein. Die Abschirmung kann an einem Schaft des Substratstützelements befestigt sein. Die Abschirmung kann durch die Substratstützanordnung erzeugte Wärme zurückhalten. Ferner kann die Substratstützanordnung eine Heizeinrichtung enthalten.
In einem anderen Aspekt kann eine Abschirmung zum Verarbeiten eines Substrats ein Bodenelement, das eine Öffnung aufweist, die einen Substratstützelementschaft umgeben soll, ein Seitenwandelement, das unter einem Winkel von dem Bodenelement nach oben verläuft, wobei das Bodenelement unter dem Substratstützelement positioniert ist und das Seitenwandelement um das Substratstützelement positioniert ist, und wobei sich die Abschirmung mit dem Substratstützelement vertikal bewegt, enthalten.
In einer Implementierung kann die Abschirmung zwischen 5 und 20 mm von dem Substratstützelement beabstandet sein. Das Abschirmungsseitenwandelement kann eine Berührung mit einer Reaktionskammerwand vermeiden. Ferner kann die Seitenwand eine obere Oberfläche enthalten, die zwischen 5 und 10 mm von einer Reaktionskammeroberfläche beabstandet ist.
In einem anderen Aspekt kann eine Reaktionskammer ein erstes Gebiet, ein zweites Gebiet und ein drittes Gebiet enthalten, wobei das erste Gebiet über dem zweiten und über dem dritten Gebiet positioniert ist und zum Verarbeiten eines Substrats ausgelegt ist, das zweite Gebiet unter dem ersten Gebiet positioniert ist und zum Beschicken des Substrats in der Reaktionskammer ausgelegt ist, das dritte Gebiet zwischen dem ersten Gebiet und dem zweiten Gebiet positioniert ist und wobei das dritte Gebiet innerhalb des zweiten Gebiets bewegt werden kann.
In einer Implementierung kann die Reaktionskammer ferner eine Abschirmung enthalten, die zwischen dem zweiten Gebiet und dem dritten Gebiet eine Sperre definiert. Die Abschirmung kann innerhalb des zweiten Gebiets bewegt werden können. Das Volumen eines dritten Gebiets variiert auf der Grundlage einer Stellung des Substratstützelements.
In einem nochmals anderen Aspekt enthält ein Verfahren zum Erwärmen eines Substrats in einem Verarbeitungsgebiet das Bereitstellen einer Abschirmung innerhalb der Verarbeitungskammer unter einem Substratstützelement, das Beschicken eines Substrats in einem Verarbeitungsgebiet der Verarbeitungskammer, das Aktivieren einer Heizeinrichtung und das Abstrahlen von Wärme von der Abschirmung an das Substratstützelement.
In einer Implementierung kann das Verfahren ferner den Schritt des Bewegens des Substratstützelements aus einer Beschickungsstellung in eine Verarbeitungsstellung enthalten. Ferner kann das Verfahren den Schritt des Überwachens der Temperatur eines Hohlraums zwischen dem Substratstützelement und der Abschirmung enthalten.
Im Folgenden sind in den Zeichnungen und in der ausführlichen Beschreibung Aspekte und Implementierungen der hier dargestellten Offenbarung beschrieben. Sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist, sollen die Wörter und Formulierungen in der Beschreibung und in den Patentansprüchen ihre einfache, normale und dem Durchschnittsfachmann auf den anwendbaren Gebieten vertraute Bedeutung haben. Die Erfinder sind in voller Kenntnis dessen, dass sie auf Wunsch ihre eigenen Wörterbücher verfassen können. Sofern nicht etwas anderes deutlich angegeben ist und dann ferner ausdrücklich die ”spezielle” Definition dieses Begriffs, wie sie sich von der einfachen und normalen Bedeutung unterscheidet, dargelegt ist und erläutert ist, entscheiden sich die Erfinder als Verfasser ihrer eigenen Wörterbücher ausdrücklich dafür, in der Beschreibung und in den Patentansprüchen nur die einfache und normale Bedeutung von Begriffen zu verwenden. Ohne solche deutlichen Absichtserklärungen, eine ”spezielle” Definition anzuwenden, beabsichtigen und wünschen die Erfinder, dass auf die Interpretation der Beschreibung und der Patentansprüche die simple, einfache und normale Bedeutung der Begriffe angewendet wird.
Außerdem sind die Erfinder in Kenntnis der normalen Regeln der englischen Grammatik. Wenn ein Substantiv, ein Begriff oder eine Formulierung in einer Weise weiter charakterisiert, spezifiziert oder eingeengt werden soll, enthält dieses Substantiv, dieser Begriff oder diese Formulierung somit explizit zusätzliche Adjektive, beschreibende Begriffe oder andere Attribute in Übereinstimmung mit den normalen Regeln der englischen Grammatik. Ohne die Verwendung solcher Adjektive, beschreibenden Begriffe oder Attribute sollen diese Substantive, Begriffe oder Formulierungen ihre einfache und normale englische Bedeutung haben, die der Fachmann auf den anwendbaren Gebieten wie oben dargelegt kennt.
Die vorstehenden und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile gehen für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet aus der BESCHREIBUNG und aus den ZEICHNUNGEN sowie aus den PATENTANSPRÜCHEN hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
1 schematisch eine Substratverarbeitungskammer, die eine Strahlungsabschirmung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält, in der Substratbeschickungsstellung zeigt.
2 schematisch eine Substratverarbeitungskammer, die eine Strahlungsabschirmung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält, in der Substratverarbeitungsstellung zeigt.
3 schematisch eine perspektivische Unteransicht eines Abschnitts der in 1 dargestellten Strahlungsabschirmung zeigt.
4 schematisch eine perspektivische Explosionsdarstellung der in 1 dargestellten Strahlungsabschirmung zeigt.
5 schematisch eine Schnittansicht des in 2 als 5 bezeichneten Bereichs zeigt.
6 eine Schnittansicht des in 5 mit 6 bezeichneten Bereichs zeigt.
7 schematisch eine Schnittansicht des in 2 mit 5 bezeichneten Bereichs und die Entfernung der Strahlungsabschirmung zeigt.
8 beispielhafte Temperaturdaten für eine Suszeptorheizanordnung ohne eine Strahlungsabschirmung zeigt.
9 beispielhafte Temperaturdaten für eine Suszeptorheizanordnung mit einer Strahlungsabschirmung der vorliegenden Offenbarung zeigt.
10 beispielhafte Temperaturdaten für eine Waferstruktur ohne eine Strahlungsabschirmung zeigt.
11 beispielhafte Temperaturdaten für eine Waferstruktur mit einer Strahlungsabschirmung zeigt.
12 schematisch eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Strahlungsabschirmung der vorliegenden Offenbarung zeigt.
13 einen Ablaufplan für ein Verfahren zur Verarbeitung eines Substrats in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Einige Substratverarbeitungswerkzeuge können Umgebungen enthalten, die in Bezug auf die Menge der darin reflektierten einfallenden Strahlung schwanken. Zum Beispiel können verschiedene Materialien, Oberflächenverarbeitungen, Oberflächenbeschichtungen und/oder Umgebungsgeometrien eine Menge der innerhalb des Substratverarbeitungswerkzeugs reflektierten Wärmestrahlung beeinflussen, was potentiell veranlasst, dass sich innerhalb eines Substrats, das in dem Substratverarbeitungswerkzeug verarbeitet wird, ein ungleichmäßiges Temperaturfeld entwickelt.
Zum Beispiel kann ein Substrat, das durch eine Suszeptorheizanordnung gestützt ist, die durch eine oder mehrere resistive Heizeinrichtungen erwärmt wird, Wärme über Wärmestrahlung an eine Niederdruckumgebung innerhalb eines Substratverarbeitungswerkzeugs verlieren. Solche Strahlungsverluste können zunehmen, während die Temperatur der Suszeptorheizanordnung zunimmt. Da die Fläche zwischen einer Suszeptorheizanordnung und der umgebenden Niederdruckumgebung in einigen Anlagen ungleichförmig sein kann, können die Strahlungserfassungseigenschaften der Substratverarbeitungswerkzeugumgebung ferner den Strahlungsverlust der Suszeptorheizanordnung beeinflussen. Ein Substrat, das einer Umgebung mit ungleichmäßiger Strahlungserfassung ausgesetzt ist, kann wiederum ein ungleichförmiges Temperaturprofil innerhalb des Substrats entwickeln. Wie Strahlungserfassung hier verwendet ist, bezieht sie sich auf die Fähigkeit eines Objekts oder einer Umgebung, Wärmestrahlung zu erfassen. Da einige Substratverarbeitungsoperationen von der Temperatur abhängen können, können solche ungleichförmigen Temperaturprofile zu Ungleichförmigkeiten in dem verarbeiteten Substrat führen. Zum Beispiel kann ein Halbleitersubstrat, das einem Filmablagerungsprozess ausgesetzt wird, im Ergebnis der ungleichförmigen Temperatur ein konvexes, konkaves oder schiefes Filmdickenprofil zeigen, das Defekte erzeugen kann und das zu defekten Halbleitervorrichtungen führen kann.
Einige frühere Herangehensweisen an die Verringerung der Wirkung der umgebenden Strahlungserfassungsumgebung auf Temperaturfelder innerhalb des Substrats nutzen innerhalb von Abschnitten von Verarbeitungswerkzeugen positionierte feste Strahlungsabschirmungen. Allerdings weisen solche festen Abschirmungen häufig Zwischenräume auf, um zu ermöglichen, dass Substratumsetzroboter Substrate innerhalb des Werkzeugs bewegen, oder stellen sie ansonsten eine unvollständige und/oder inkonsistente Strahlungserfassungsumgebung bereit. In einigen anderen Fällen können solche festen Abschirmungen unregelmäßig geformt sein, sodass es zwischen der Suszeptorheizanordnung und der festen Abschirmung Faktoren einer ungleichförmigen Sicht geben kann.
Dementsprechend beziehen sich die offenbarten Ausführungsformen auf eine Strahlungsabschirmung, die so positioniert ist, dass sie Wärmestrahlung (einschließlich einer oder mehrerer Infrarotstrahlungswellenlängen) und/oder Wärme, die von einer zum Stützen und Erwärmen eines Substrats innerhalb einer Substratverarbeitungskammer verwendeten Suszeptorheizanordnung ausgesendet wird, reflektiert. Zum Beispiel schaffen die offenbarten Ausführungsformen eine Strahlungsabschirmung, die durch eine zum Bewegen der Suszeptorheizanordnung innerhalb einer Substratverarbeitungskammer verwendete Struktur, sodass sich die Strahlungsabschirmung mit der Suszeptorheizanordnung bewegt, während die Suszeptorheizanordnung innerhalb der Substratverarbeitungskammer aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt wird, gestützt ist. Als ein weiteres Beispiel schaffen die offenbarten Ausführungsformen eine Strahlungsabschirmung, die mit einer Suszeptorheizanordnung gekoppelt ist, wobei die Strahlungsabschirmung dafür konfiguriert ist, Wärmestrahlung und/oder Wärme, die von der Suszeptorheizanordnung ausgesendet wird, wenigstens zu zwei verschiedenen Seiten der Suszeptorheizanordnung zu reflektieren. Durch Aufrechterhalten einer vorgegebenen Strahlungserfassungsumgebung (in einigen Ausführungsformen einer gleichförmigen Strahlungserfassungsumgebung) können solche Strahlungsabschirmungen die Temperaturgleichförmigkeit innerhalb des Substrats verbessern. Wiederum kann die Verarbeitungsgleichförmigkeit innerhalb des Substrats (z. B. die Ablagerungsrate, die Ätzrate usw.) verbessert werden, was potentiell die Qualität des auf dem Substrat abgelagerten Films, der durch die Substratverarbeitungskammer und/oder bei nachgeschalteten Verarbeitungsoperationen bereitgestellt wird, verbessert. Ferner kann in einigen Beispielen die Erhöhung einer Menge der zu der Suszeptorheizanordnung reflektierten Wärmestrahlung und/oder Wärme die von einer in der Suszeptorheizanordnung enthaltenen Heizeinrichtung verbrauchte Leistung verringern. Folglich können in einigen Ausführungsformen eine verbesserte Heizeinrichtungssteuerung und/oder Lebensdauer verwirklicht werden. Außerdem kann ebenfalls eine Verringerung der Kammerreinigungsfrequenz erhalten werden.
1 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Ausführungsform einer Substratverarbeitungskammer 100 zum Verarbeiten von Halbleitersubstraten in einer Substrat-Beschickungs/Ausgabe-Stellung. In einigen Ausführungsformen kann die Substratverarbeitungskammer 100 in einem geeigneten Substratverarbeitungswerkzeug enthalten sein. Die Substratverarbeitungskammer 100 kann für die Verarbeitung von Halbleitersubstraten über irgendeinen geeigneten Prozess, z. B. Filmablagerung, Filmätzen und dergleichen, verwendet werden. Obgleich die in 1 gezeigte Ausführungsform der Substratverarbeitungskammer 100 eine Einzelkammer zeigt, wird gewürdigt werden, dass in einem Verarbeitungswerkzeug irgendeine geeignete Anzahl von Prozesskammern enthalten sein können, sodass Substrate zwischen Prozesskammern umgesetzt werden können, ohne Umgebungsbedingungen ausgesetzt zu werden. Zum Beispiel können einige Verarbeitungswerkzeuge nur eine Kammer enthalten, während andere Verarbeitungswerkzeuge zwei oder mehr Kammern enthalten können. In diesen Beispielen kann jede Reaktionskammer nur ein einzelnes Gebiet oder mehrere Gebiete enthalten. Obgleich dies in 1 nicht gezeigt ist, können verschiedene Beschickungsverriegelungen, Beschickungsöffnungen und Substratumsetzungsbehandlungsroboter verwendet werden, um Substrate vor, während und nach der Substratverarbeitung zwischen Umgebungsbedingungen und der Substratverarbeitungskammer 100 umzusetzen.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, enthält die Substratverarbeitungskammer 100 einen oberen Reaktor 102, innerhalb dessen eine Reaktionszone oder ein Verarbeitungsgebiet 103 gebildet ist, wo die Substratverarbeitung stattfindet. Außerdem enthält die Substratverarbeitungskammer 100 einen unteren Reaktor 104 mit einem Substratbeschickungsgebiet 105, wo Substratumsetzoperationen ausgeführt werden. Außerdem zeigt 1 eine bewegliche Lagerstütze 106, die zum Stützen eines Substrats innerhalb der Substratverarbeitungskammer 100 verwendet wird. Die in 1 gezeigte Ausführungsform zeigt die Lagerstütze 106 in einer abgesenkten Stellung innerhalb des unteren Reaktors 104. In einigen Anlagen kann die Lagerstütze 106 als Teil des Umsetzens eines Substrats 107 in der oder aus der Substratverarbeitungskammer 100 in einer abgesenkten Stellung angeordnet werden.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform enthält der untere Reaktor 104 eine Substratumsetzöffnung 108, durch die Substrate in die und aus der Substratverarbeitungskammer 100 umgesetzt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Absperrschieber (nicht gezeigt) mit der Substratumsetzöffnung 108 gekoppelt sein, sodass die Substratverarbeitungskammer 100 von anderen Abschnitten eines Substratverarbeitungswerkzeugs getrennt werden kann und/oder sodass die Substratverarbeitungskammer 100 bis auf einen Druck unter einem Umgebungsdruck (z. B. bis auf einen Niederdruckzustand) ausgepumpt werden kann.
In dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst die Lagerstütze 106 eine Suszeptorheizanordnung 110, um ein Substrat innerhalb der Substratverarbeitungskammer 100 zu stützen. Die Suszeptorheizanordnung 110 enthält eine Heizanordnung 112, die zum Einstellen einer Temperatur des Substrats vor, während und/oder nach der Substratverarbeitung verwendet wird. In einigen Ausführungsformen kann die Heizanordnung 112 eine Widerstandsheizplatte enthalten. In der in 1 gezeigten Ausführungsform enthält die Heizanordnung 112 einen Untersatz 114 und einen Substratstützabschnitt. In einigen Ausführungsformen kann der Untersatz 114 einen oder mehrere Kanäle enthalten, die dafür konfiguriert sind, eines oder mehrere Widerstandsheizelemente 116 innerhalb des Untersatzes 114 positioniert zu halten. In einigen anderen Ausführungsformen kann die Heizanordnung 112 eine einteilige Heizanordnung, mehrere miteinander vereinigte/verschweißte Stücke oder eine Heizeinrichtung, die von einem Substratträger getrennt werden kann, sein. Die Suszeptorheizanordnung 110 ist an einem Teileheber 118 angebracht, sodass das Substrat angehoben und abgesenkt werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Heizanordnung 112 an den Teileheber 118 geschweißt sein. Dennoch können innerhalb der Reaktionskammer irgendwelche geeigneten Heizanordnungen genutzt werden.
In 1 ist die Suszeptorheizanordnung 110 in der Weise gezeigt, dass sie eine optionale Substratstützfläche 111 enthält, die zum Stützen des Substrats 107 konfiguriert ist. In einigen Ausführungsformen kann die Substratstützfläche 111 weggelassen sein, sodass das Substrat 107 durch eine in der Heizanordnung 112 gebildete Substrattasche 117 gestützt sein kann. Wie in 1 gezeigt ist, kann die Substrattasche 117 in einer oberen Oberfläche der Substratstützfläche der Heizanordnung 112 oder alternativ in einer oberen Oberfläche eines Substratträgers oder -suszeptors gebildet sein. In einigen anderen Ausführungsformen, in denen die Heizanordnung 112 eine einteilige Heizanordnung enthält, kann eine Substrattasche in einer oberen Oberfläche der einteiligen Heizeinrichtung gebildet sein, sodass das Substrat 107 direkt auf der einteiligen Heizeinrichtung liegt.
Außerdem zeigt 1 eine Strahlungsabschirmung 120, die über den Teileheber 118 mit der Suszeptorheizanordnung 110 gekoppelt ist. Die Strahlungsabschirmung 120 ist so konfiguriert, dass sie wenigstens einen Teil der von der Suszeptorheizanordnung 110 ausgesendeten Wärmestrahlung zu der Suszeptorheizanordnung 110 zurück reflektiert. In einigen Ausführungsformen kann die Strahlungsabschirmung 120 dafür konfiguriert sein, Wärmestrahlung und/oder Wärme, die von der Suszeptorheizanordnung 110 ausgesendet werden, wenigstens zu zwei verschiedenen Seiten der Suszeptorheizanordnung 110 zu reflektieren. Zum Beispiel zeigt 1 eine Strahlungsabschirmung 120, die dafür ausgelegt ist, einen Teil der Wärmestrahlung und/oder der Wärme, die von der Bodenfläche 122 und von der Seitenfläche 124 der Suszeptorheizanordnung 110 ausgesendet wird, zu der Suszeptorheizanordnung 110 zurückzureflektieren. Dies kann potentiell den Leistungsverbrauch durch die Heizanordnung 112 verringern und/oder Temperaturungleichförmigkeiten innerhalb des Substrats, die sich aus einer Umgebung mit ungleichmäßiger Erfassung und/oder -reflexion der Strahlung in der Nähe der Suszeptorheizanordnung 110 ergeben können, verringern. Ferner kann die Strahlungsabschirmung 120 in einigen Ausführungsformen in der Weise konfiguriert sein, dass Oberflächen der Strahlungsabschirmung 120 Wärmestrahlung und/oder Wärme zu wenigstens zwei verschiedenen Seiten der Heizanordnung 112 reflektieren. Zum Beispiel ist die Strahlungsabschirmung 120 in der in 1 gezeigten Ausführungsform in der Weise gezeigt, dass sie über die Heizanordnung 112 hinaus verläuft, sodass Wärmestrahlung und/oder Wärme zu den Seitenflächen und/oder zu der Bodenfläche der Heizanordnung 112 reflektiert wird. Während die Erzeugung einer Ungleichförmigkeit ein Ziel sein kann, kann dieselbe Anordnung verwendet werden, um eine Ungleichförmigkeit, wie sie während der Verarbeitung eines Substrats erwünscht sein kann, zu verstärken.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Strahlungsabschirmung 120 so geformt und bemessen, dass die Strahlungsabschirmung 120 durch einen Zwischenraum von der Suszeptorheizanordnung 110 getrennt ist. Die Beabstandung der Strahlungsabschirmung 120 und der Suszeptorheizanordnung 110 kann eine Umgebung gleichmäßiger Strahlungserfassung um die Suszeptorheizanordnung 110 aufrechterhalten helfen. Es wird gewürdigt werden, dass eine Entfernung, die die Strahlungsabschirmung 120 von der Suszeptorheizanordnung 110 trennt, in Übereinstimmung mit Verarbeitungsbedingungen (z. B. Suszeptorheizanordnungs-Temperaturen, Prozessdrücken usw.) variieren kann. Zum Beispiel können Wärmekonvektions- und/oder Wärmeleitungsprozesse Temperaturfelder innerhalb des Substrats beeinflussen, während der Druck steigt. In 2, die schematisch eine Umgebung einer Strahlungsabschirmung 120 in einer angehobenen Stellung innerhalb der Substratverarbeitungskammer 100 zeigt, ist eine nähere Ansicht eines beispielhaften Abstands zwischen der Strahlungsabschirmung 120 und der Suszeptorheizanordnung 110 zu sehen.
Zum Beispiel definiert ein vertikaler Zwischenraum 126a einen Raum zwischen der unteren Oberfläche 122 und der Strahlungsabschirmung 120 und definiert ein horizontaler Zwischenraum 126b einen Raum zwischen einer Seitenfläche 124 und einer Strahlungsabschirmung 120. In einer Implementierung beträgt der vertikale Zwischenraum 126a zwischen 5 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 10 und 20 mm, während der horizontale Zwischenraum 126b zwischen 5 und 15 mm, vorzugsweise zwischen 7 und 12 mm, beträgt. In einer Implementierung beträgt der vertikale Zwischenraum 126a näherungsweise 17,25 mm, während der. horizontale Zwischenraum 126b näherungsweise 9 mm beträgt. Dennoch kann die Abschirmung 120 in irgendeiner geeigneten Entfernung von der unteren Oberfläche 122 und von der Seitenfläche 124 positioniert sein, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.
In einigen Ausführungsformen können diese Zwischenräume innerhalb einer akzeptablen Toleranz einen konstanten Abstand zwischen der Strahlungsabschirmung 120 und der Suszeptorheizanordnung 110 definieren. Ein solcher konstanter Abstand kann für die Suszeptorheizanordnung 110 eine Umgebung mit gleichförmiger Strahlungserfassung und/oder -reflexion bereitstellen, die potentiell zu einem gleichförmigen Temperaturprofil innerhalb der Suszeptorheizanordnung 110 und/oder des daran gestützten Substrats 107 führt. Zum Beispiel kann das Positionieren einer Strahlungsabschirmung zum Erzeugen einer rotationssymmetrischen Umgebung für die Strahlungserfassung und/oder -reflexion um die Suszeptorheizanordnung in einem Szenarium, in dem ein rotationssymmetrisches Substrat an einer rotationssymmetrischen Substratheizanordnung gestützt ist, zu einem rotationssymmetrischen Temperaturprofil innerhalb des Substrats führen. Eine in einer festen radialen Entfernung von einer Mitte des Substrats gemessene Temperatur des Substrats kann wiederum unabhängig von dem Polarwinkel sein.
Es wird gewürdigt werden, dass dieser Abstand zwischen der Strahlungsabschirmung 120 und der Suszeptorheizanordnung 120 in einigen Ausführungsformen variieren kann. Zum Beispiel kann der Abstand zwischen der Suszeptorheizanordnung 110 und der Strahlungsabschirmung 120 örtlich variieren, um Schwankungen des Emissionsgrads der Suszeptorheizanordnung 110 und/oder der Strahlungsabschirmung 120 auszugleichen und/oder um an verschiedene Armaturen, Sensoren und/oder andere Hardwaremerkmale anzupassen. Zum Beispiel zeigt 2 eine in der Strahlungsabschirmung 120 gebildete abgeschrägte Oberfläche 128, die bei dem Schutzabstand verschiedener Hardwarearmaturen innerhalb des unteren Reaktors 104, während die Suszeptorheizanordnung 110 angehoben und abgesenkt wird, helfen kann. In einigen Ausführungsformen kann eine Entfernung zwischen der abgeschrägten Oberfläche 128 und der Suszeptorheizanordnung 110 kleiner als eine Entfernung, die den vertikalen Zwischenraum 126a und/oder den horizontalen Zwischenraum 126b definiert, sein.
Außerdem zeigt 2 einen Raum 202, der zwischen der Strahlungsabschirmung 120 und dem oberen Reaktor 102 gebildet ist. In einigen Ausführungsformen kann der Raum 202 so bemessen sein, dass er ein vorher gewähltes Wärmestrahlungsreflexionsvermögen von der Strahlungsabschirmung 120 bereitstellt, während er außerdem zwischen dem oberen Reaktor 102 und dem unteren Reaktor 104 eine vorgegebene Gasströmungsleitfähigkeit über den Raum 202 bereitstellt, wenn die Lagerstütze 202, wie etwa während einer in 2 gezeigten Substratverarbeitung, in einer angehobenen Stellung ist. Somit kann der Raum 202 so bemessen sein, dass er für die Suszeptorheizanordnung 110 eine Umgebung mit gewünschter Strahlungserfassung und/oder -reflexion bereitstellt, ohne die Strahlungsabschirmung 120 gegen den oberen Reaktor 102 abzudichten. Dies kann ein differentielles Pumpen über den Raum 202 zwischen anderen Abschnitten der Substratverarbeitungskammer 100 bereitstellen. Dagegen kann die Strahlungsabschirmung 120 in einigen Ausführungsformen so konfiguriert sein, dass sie gegenüber dem oberen Reaktor 102 eng eingepasst ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Raum 202 in einer Implementierung näherungsweise 5 mm bis 10 mm und vorzugsweise 8,25 mm betragen. Spezifisch kann eine Trennvorrichtung 206 koplanar mit einer Außenoberfläche der Abschirmung 120 positioniert sein. Die Außenoberfläche der Abschirmung 120 kann eine Seitenwand 208 und eine Bodenwand 210 enthalten, die durch eine abgeschrägte Oberfläche 128 verbunden sein können. Die abgeschrägte Oberfläche 128 kann unter einem Winkel zwischen näherungsweise 25 und näherungsweise 65 Grad oder, wie im Folgenden beschrieben wird, unter einem Winkel von näherungsweise 90 Grad ohne eine abgeschrägte Oberfläche positioniert sein.
In 1 ist eine Suszeptorheizanordnung 110 in einer ersten Stellung mit der Suszeptorheizanordnung 110 in einer unteren Stellung gezeigt, wobei von einer oberen Oberfläche der Suszeptorstützfläche 111 Hubstifte ausgehen. Die Hubstifte sind so angeordnet, dass sie auf den Hubstiften ein Substrat 107 aufnehmen. Übergehend zu 2 wird die Suszeptorheizanordnung 110 in der den Pfeilen 204 zugeordneten Richtung nach oben bewegt, bis die Suszeptorstützfläche 111 innerhalb der oberen Kammer 102 ist und wenigstens einen Abschnitt eines ersten Gebiets bildet. Durch die Innenoberfläche der Abschirmung 120 ist ein zweites Gebiet gebildet, während durch die untere Kammer 104 das dritte Gebiet gebildet ist. In dieser Anordnung kann das zweite Gebiet vollständig innerhalb des dritten Gebiets enthalten sein oder nur teilweise innerhalb des dritten Gebiets enthalten sein.
In einigen Ausführungsformen kann die Strahlungsabschirmung 120 durch einen Teileheber 118 gestützt sein und durch eine oder mehrere Haltestrukturen gehalten sein. In einigen Ausführungsformen können diese Haltestrukturen geeignete Klemmen enthalten. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Lagerstütze 106 in einer angehobenen Stellung.
Die 3 und 4 veranschaulichen Beispiele der Abschirmung 120 und einer Befestigungsvorrichtung zum Befestigen der Abschirmung an der Suszeptorheizanordnung 110. Genauer kann die Abschirmung 120 innerhalb einer flachen Oberfläche 214 eine zentrale Öffnung 212 enthalten, die so ausgelegt ist, dass sie beim Befestigen der Abschirmung an dem Teileheber 118 unterstützt. Außerdem kann die Abschirmung 120 mehrere Löcher 216 enthalten, die ermöglichen, dass die Hubstifte durch sie hindurchgehen. Außerdem kann die Suszeptorheizanordnung 110 einen angehobenen Abschnitt 218 enthalten, der einen flachen Aufnahmeabschnitt aufweist, der der Abschirmung 120 gegenüberliegt. Auf dem Teileheber 118 kann über einem gerillten Abschnitt oder Zahnabschnitt 222, der wiederum über einem konkaven Abschnitt 224 liegt, eine Ausrichtnase 220 angeordnet sein.
Um bei der Ausrichtung der Abschirmung 120 und der Suszeptorheizanordnung 110 zu unterstützen, wird ein Abstandshalter 226 verwendet. Der Abstandshalter 226 kann eine obere Oberfläche 228 mit konkaven Oberflächen 230 darin enthalten. Der Abstandshalter 226 kann eine Öffnung 232 und einen Ausrichtvorsprung 234, der eine flache Oberfläche 236 aufweist, die beide von einer Bodenfläche 238 des Abstandshalters ausgehen, enthalten. Radial innerhalb des Ausrichtvorsprungs 234 kann eine Nut 235 positioniert sein und dafür ausgelegt sein, wie im Folgenden diskutiert Auslösestifte aufzunehmen. Schließlich kann der Abstandshalter außerdem eine Ausrichtöffnung 240 zum Zusammenwirken mit der Ausrichtnase 220 des Teilehebers 118 enthalten. Dementsprechend ist der Abstandshalter 226 bei der Ausrichtöffnung 240 und bei der Ausrichtnase 220, die wiederum auf den Ausrichtvorsprung 234 ausgerichtet ist, auf den Teileheber 118 ausgerichtet. Die zentrale Öffnung 212 der Abschirmung und die flache Oberfläche 214 sind auf den Ausrichtvorsprung 234 und auf die flache Oberfläche 236 des Abstandshalters 226 ausgerichtet, um dadurch die Suszeptorheizanordnung 110, den Abstandshalter 226 und die Abschirmung 120 für den richtigen Betrieb zu orientieren.
Die 3 und 4 veranschaulichen eine Verriegelungsklemme 242, die mehrere Eingriffsvorsprünge 244 aufweist, die allgemein nach innen verlaufen und die jeweils eine Eingriffsfläche 246 aufweisen, die zusammen einen Innenumfang definieren, der etwas kleiner als eine Außenoberfläche des Teilehebers 118 und speziell des gerillten Abschnitts 222 ist. Die Verriegelungsklemme 242 kann außerdem mehrere Auslösenasen 248 enthalten, die von dem Außenumfang der Verriegelungsklemme nach außen verlaufen. Wie im Folgenden ausführlicher diskutiert wird, kann jeder der Eingriffsvorsprünge 244 ein Befestigungsloch 245 zum Aufnehmen von Auslösestiften enthalten.
Die Strahlungsabschirmung 120 kann irgendeine geeignete Form aufweisen. Zum Beispiel kann die Strahlungsabschirmung 120 in einigen Ausführungsformen, in denen die Suszeptorheizanordnung 110 ein kreisförmiges Profil aufweist, um ein kreisförmiges Substrat zu stützen, kreisförmig sein, um eine Umgebung mit gleichförmiger Wärmestrahlungsreflexion und/oder -absorption bereitzustellen. Allerdings wird gewürdigt werden, dass die Strahlungsabschirmung 120 in einigen Ausführungsformen andere geeignete Formen wie etwa mehreckige Formen aufweisen kann, da die Form der Strahlungsabschirmung 120 durch Wärmeübertragungsbetrachtungen sowie geometrische Einflüsse beeinflusst werden kann.
Die Strahlungsabschirmung 120 kann aus irgendeinem geeigneten Material gebildet werden. Nicht einschränkende Beispiele enthalten Aluminium, rostfreien Stahl und Titan. Ferner wird gewürdigt werden, dass die Strahlungsabschirmung 120 auf irgendeine geeignete Weise gebildet werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Strahlungsabschirmung 120 durch Metalldrücken gebildet werden. Andere geeignete Herstellungstechniken enthalten Gießen, Stanzen und Drehen. In einigen Ausführungsformen kann die Strahlungsabschirmung 120 geeignete Oberflächenbehandlungen und/oder Oberflächenbearbeitungen enthalten, die dafür konfiguriert sind, eine oder mehrere Strahlungsreflexionseigenschaften des Materials, aus dem sie gebildet ist, zu ändern. Solche Behandlungen und Bearbeitungen können dafür konfiguriert sein, die Wärmestrahlung örtlich (z. B. in einigen Beispielen in Richtung der Suszeptorheizanordnung 110) oder global zu reflektieren. Zum Beispiel kann die Strahlungsabschirmung 120 in einigen Ausführungsformen eine spiegelnde Oberfläche enthalten, die dafür ausgelegt ist, Wärmestrahlung zu reflektieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Strahlungsabschirmung 120 in einigen Ausführungsformen Oberflächenbehandlungen enthalten, die dafür konfiguriert sind, eine oder mehrere Infrarotstrahlungswellenlängen zu reflektieren. Ferner kann die Strahlungsabschirmung 120 in einigen Ausführungsformen durch irgendeine geeignete Technik montiert werden. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen Strahlungsabschirmungsbaugruppen miteinander verschweißt oder lösbar miteinander verbunden werden.
Die 5 bis 7 veranschaulichen verschiedene Betriebsansichten des Einbaus und der Entfernung der Abschirmung 120 und spezifisch der Verriegelungsklemme 242. Wie in 5 gezeigt ist, wird ein Abstandshalter 226 in der dem Pfeil 204 zugeordneten Richtung bewegt, bis die Ausrichtnase 220 und die Ausrichtöffnung 240 in Eingriff gelangen, sodass der Abstandshalter 226 so angeordnet wird, dass er die in der dem Pfeil 204 zugeordneten Richtung nach oben bewegte Abschirmung 120 aufnimmt, bis die zentrale Öffnung 212 der Abschirmung und die flache Oberfläche 214 auf die Abstandshalterbodenfläche 238 ausgerichtet und in Kontakt mit ihr sind. Nachfolgend wird die Verriegelungsklemme 242 ebenfalls entlang des Teilehebers 118 nach oben bewegt, wobei die Eingriffsvorsprünge 244 nach unten gebogen werden, während die Verriegelungsklemme nach oben bewegt wird. Genauer gibt es zwischen dem Teileheber 118 und den Eingriffsvorsprüngen 244 einen Reibungseingriff, der erfordert, dass die Reibungsvorsprünge 244 durch die vertikale Bewegung der Verriegelungsklemme 242 im Wesentlichen nach oben gezogen werden, da die Eingriffsflächen 246 der Eingriffsvorsprünge 244 einen Innenumfang definieren, dessen Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Teilehebers 118 ist. Wenn die Eingriffsvorsprünge 244 der Verriegelungsklemmen und die Eingriffsflächen 246 den gerillten Abschnitt 222 berühren, passen die Eingriffsvorsprünge 244 in den gerillten Abschnitt 222 und ermöglichen sie nur die Bewegung in der dem Pfeil 204 zugeordneten Richtung nach oben, wodurch eine Entriegelung oder Trennung der Verriegelungsklemme, der Abschirmung und des Abstandshalters von der Suszeptorheizanordnung 110 verhindert wird.
Nun in 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in 5 mit 6 bezeichneten Abschnitts gezeigt. Wie genauer zu sehen ist, sind die Auslösenasen 248 durch einen zwischen den Auslösenasen und der Abschirmung 120 gebildeten Zwischenraum 250 voneinander beabstandet. Auf einer Oberseite der Verriegelungsklemme 242 ist eine Montagefläche 252 gelegen und berührt die Bodenwand 210 der Abschirmung 120, um die Abschirmung an den Abstandshalter und schließlich an der Suszeptorheizanordnung 110 zu befestigen. Außerdem kann die Verriegelungsklemme 242 eine Abstandshalterwand 254 enthalten, die den Zwischenraum 250 zwischen den Auslösenasen 248 und der Bodenwand 210 der Abschirmung 120 bereitstellt. Vorteilhaft ermöglicht der Zwischenraum 250 die Entfernung der Verriegelungsklemme 242, der Abschirmung 120 und des Abstandshalters 226, indem er ermöglicht, dass ein Nutzer, wie im Folgenden ausführlicher diskutiert wird, seine Finger oder ein Werkzeug in dem Zwischenraum 250 anordnet.
7 veranschaulicht die Entfernung der Verriegelungsklemme 242, der Abschirmung 120 und des Abstandshalters 226, die mit einem Entfernungswerkzeug 260 entfernt werden, das allgemein Auslösestifte 262 enthält, die ein erstes Ende 262a und ein zweites Ende 262b aufweisen, wobei das zweite Ende 262b lösbar innerhalb der Befestigungslöcher 245 positioniert werden kann, um die Eingriffsvorsprünge 244 in der den Pfeilen 306 zugeordneten Richtung vorzubelasten. Genauer enthält das zweite Ende 262b einen ausgesparten Bereich 264, der so ausgelegt ist, dass er in die Befestigungslöcher 245 passt, und der bei Bedarf in die Nut 235 verlaufen kann. Außerdem enthält das Entfernungswerkzeug ein Klemmelement 270, das einen Flansch 272 mit Gewindelöchern 274 darin, mehrere Abstandselemente 276 mit Greifarmen 278, die mit dem Abstandselement 276 verbunden sind, und einen gegenüberliegenden Flansch 272 aufweist. Vorzugsweise sind die Greifarme 278 so bemessen und geformt, dass sie in einen Zwischenraum 250 zwischen der Abschirmung 120 und den Lösenasen 248 passen. In einer Implementierung ist das Klemmelement 270 dafür ausgelegt, in der den Pfeilen 302 zugeordneten Richtung um die Auslösenasen 248 nach oben bewegt und daraufhin gedreht zu werden, um mit den Auslösenasen in Kontakt zu gelangen und in dem Zwischenraum 250 positioniert zu werden. Außerdem enthält das Entfernungswerkzeug 260 eine Unterlegscheibe 280, die mehrere Gewindeöffnungen 282 zum Aufnehmen von Schrauben 290 aufweist, und eine Öffnung 284, damit die Unterlegscheibe um den Teileheberschaft 118 laufen kann.
Nachdem alle Komponenten des Entfernungswerkzeugs 260 beschrieben worden sind, wird nun der Betrieb beschrieben. Die Auslösestifte 262 werden innerhalb der Befestigungslöcher 245 positioniert, wobei der ausgesparte Bereich 264 bei Bedarf innerhalb der Nut 235 positioniert wird. Nachfolgend wird ein Klemmmechanismus so positioniert, dass die Greifarme 278 zwischen den Auslösenasen 248 und der Abschirmung 120 innerhalb der Zwischenräume 250 liegen. Daraufhin wird die Unterlegscheibe 280 in Kontakt mit den Stiften 260 und insbesondere mit dem ersten Ende 262a der Auslösestifte angeordnet. Daraufhin werden Schrauben 290 durch die Gewindeöffnungen 272 und 282 ständig um den Umfang der Unterlegscheibe befestigt, sodass die Unterlegscheibe 280 in der den Pfeilen 302 zugeordneten Richtung durch die Drehbewegung der Schrauben 290 nach oben gezogen wird, um die Schrauben in der den Pfeilen 300 zugeordneten Richtung zu verlagern. Die Bewegung der Unterlegscheibe 280 nach oben erzeugt eine Drehbewegung der Auslösestifte 262 und erteilt in der den Pfeilen 304 zugeordneten Richtung eine Drehbewegung. Die Drehbewegung in der den Pfeilen 304 zugeordneten Richtung erteilt auf die Eingriffsvorsprünge 244 eine Biegekraft in der den Pfeilen 306 zugeordneten Richtung. Dementsprechend erhöht die auf die Eingriffsvorsprünge erteilte Biegekraft 306 den Innenumfang 246 bis zu einem Punkt, an dem die Verriegelungsklemme 242 in der dem Pfeil 308 zugeordneten Richtung bewegt und von dem Teileheber 118 entfernt werden kann. Auf dieselbe Weise kann daraufhin auch die Abschirmung 120 mit oder ohne Abstandshalter 226 entfernt werden. Obgleich die obige Beschreibung bestimmte Reihenfolgen des Betriebs und der Richtungen (nach oben oder unten) verwendet, kann irgendeine geeignete Reihenfolge der Operationen genutzt werden und können die Richtungen umgekehrt werden, falls die Entfernungsoperation mit der Suszeptoranordnung 110 an einer Werkbank und mit dem Teileheber 118 umgekehrt nach oben zeigend ausgeführt wird. Ferner kann der Einbauprozess eine ähnliche Operation erfordern und lediglich in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Außerdem wird angemerkt und gewürdigt werden, dass eine Anzahl anderer Abschirmungsbefestigungsmittel genutzt werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen, solange die Abschirmung mit dem Teileheber oder mit anderen geeigneten Reaktorkomponenten verbunden wird.
In einigen Anlagen können Ausführungsformen der Strahlungsabschirmungen wie die hier offenbarten potentiell die von einer Heizeinrichtung, die in einem Suszeptor enthalten ist, oder sogar die mit dem von der Heizeinrichtung getrennten Suszeptor verbrauchte Leistung verringern. Zum Beispiel zeigen 8 und 9 beispielhafte Temperaturdaten für eine nicht abgeschirmte Suszeptorheizanordnung (als Daten 702 gezeigt) im Vergleich zu Temperaturdaten für eine Suszeptorheizanordnung, die eine Strahlungsabschirmung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (als Daten 704 gezeigt) nutzt. In den in 8 und 9 gezeigten Beispielen wird die Heizleistung eingestellt, um die Temperatur des Suszeptors (in 8 als Suszeptortemperatureinstellung 706 gezeigt) auf einen vorher gewählten Wert, z. B. 420°C, zu steuern. Dementsprechend kann ein Wärmeverlust von der Suszeptorheizanordnung veranlassen, dass die von der Heizeinrichtung verbrauchte Leistung und somit die Heizeinrichtungstemperatur notwendig ansteigt. Die in 8 und 9 gezeigten beispielhaften Temperaturdaten wurden in einem auf verschiedene Drucksollwerte (in 8 als Reaktordruckeinstellung 708 gezeigt) zwischen 1,5 und 5 Torr gesteuerten Reaktor erhoben. Wie in 9 gezeigt ist, war die der nicht abgeschirmten Suszeptorheizanordnung entsprechende Heizeinrichtungstemperatur 710 relativ zu der von der abgeschirmten Suszeptorheizanordnung gezeigten Heizeinrichtungstemperatur, wie sie in der Heizeinrichtungstemperatur 712 gezeigt ist, bei 2 Torr näherungsweise 15°C höher und bei 5 Torr näherungsweise 22°C höher. Dementsprechend wird gewürdigt werden, dass die Strahlungsabschirmung in Übereinstimmung mit den offenbarten Ausführungsformen den Heizeinrichtungsleistungsverbrauch verringern kann, was die Heizeinrichtungsnutzungsdauer erhöhen kann, oder für dieselbe Heizeinrichtungstemperatur die endgültige Substrattemperatur erhöhen kann, da mehr Wärme von der Heizeinrichtung in die Suszeptorheizanordnung und in das Substrat gelenkt wird.
Ferner können Ausführungsformen der Strahlungsabschirmungen wie die hier offenbarten in einigen Anlagen potentiell die Temperaturgleichförmigkeit innerhalb des Substrats verbessern. Zum Beispiel zeigen 10 und 11 beispielhafte Substrattemperatur-Gleichförmigkeitsdaten für eine nicht abgeschirmte Suszeptorheizanordnung (als Daten 802 gezeigt) im Vergleich zu Substrattemperatur-Ungleichförmigkeitsdaten für eine Suszeptorheizanordnung, die eine Strahlungsabschirmung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (als Daten 804 gezeigt) nutzt. In den in 10 gezeigten Beispielen wurde die Heizeinrichtungsleistung so eingestellt, dass die Temperatur des Suszeptors auf einen vorher gewählten Wert von 420°C gesteuert wird, während der Reaktor auf verschiedene Drucksollwerte zwischen 1,5 und 5 Torr gesteuert wurde. Wie in 10 gezeigt ist, war eine der nicht abgeschirmten Suszeptorheizanordnung entsprechende mittlere Substrattemperatur 806 näherungsweise 1°C höher als eine der abgeschirmten Suszeptorheizanordnung entsprechende mittlere Temperatur 808. Ferner war ein der nicht abgeschirmten Suszeptorheizanordnung entsprechender Substrattemperaturbereich 810 näherungsweise 1°C höher als ein der abgeschirmten Suszeptorheizanordnung entsprechender Substrattemperaturbereich 812. Dementsprechend kann die Abschirmung der Suszeptorheizanordnung in einigen Beispielen Temperaturungleichförmigkeiten innerhalb des Substrats verringern. Dies kann potentiell die Substratverarbeitungsqualität verbessern und kann ebenfalls die nachgeschaltete Substratverarbeitungsqualität verbessern. Anhang A zeigt außerdem Ausführungsformen von Strahlungsabschirmungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung und diesbezügliche Temperaturdaten.
12 zeigt eine andere Ausführungsform einer Substratstützanordnung 400 mit einer Lagerstützen-Heizeinrichtung 402 und mit einem abnehmbaren Suszeptor 404 mit einem an dem Suszeptor positionierten Wafer 406. Eine Abschirmung 408 fungiert ähnlich der Abschirmung 120 und enthält eine Seitenwand 410 und eine Bodenwand 412, die näherungsweise unter 90 Grad zueinander positioniert sind. Die Abschirmung 408 kann mit einer Klemme 416, die wahlweise in einer Aussparung 418 des Heizeinrichtungsschafts positioniert wird, an einem Lagerstützen-Heizeinrichtungsschaft 414 befestigt werden. Dementsprechend sind die Anordnung, der Betrieb und der Einbau/die Entfernung der Abschirmungen 120 und 408 ähnlich zueinander und bieten ähnliche Vorteile erhöhter Steuerung der Heizeinrichtung, Steuerung der Waferwärmeverteilung, eines verringerten Leistungsverbrauchs und weniger häufiger Reinigungsanforderungen der Kammer.
Selbstverständlich kann die hier beschriebene Hardware verwendet werden, wenn Substrate in einer Substratverarbeitungskammer verarbeitet werden. 13 zeigt einen Ablaufplan für eine Ausführungsform eines Verfahrens 1300 zum Verarbeiten eines Substrats in einer Substratverarbeitungskammer. Das Verfahren 1300 kann durch irgendeine geeignete Hardware und Software ausgeführt werden. Es wird gewürdigt werden, dass Abschnitte der in dem Verfahren 1300 beschriebenen Prozesse weggelassen, umgestellt und/oder ergänzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Bei 1302 enthält das Verfahren 1300 das Stützen eines Substrats auf einer Suszeptorheizanordnung. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 1300 bei 1304 das Stützen eines Substrats auf einer Suszeptorheizanordnung, die mit einer Strahlungsabschirmung gekoppelt ist, die dafür konfiguriert ist, Wärmestrahlung zu wenigstens zwei Seiten der Suszeptorheizanordnung zu reflektieren, enthalten. Bei 1306 enthält das Verfahren 1300 das Bewegen der Suszeptorheizanordnung aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung. In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 1300 bei 1308 das Bewegen der Suszeptorheizanordnung in der Weise, dass sich eine Strahlungsabschirmung mit der Suszeptorheizanordnung bewegt, enthalten. Bei 1310 enthält das Verfahren 1300 das Verarbeiten des Substrats. Bei 1312 enthält das Verfahren 1300 das Bewegen der Suszeptorheizanordnung aus der zweiten Position in die erste Position.
Ausführungsformen des Verfahrens 1300 können durch einen Systemprozesscontroller ausgeführt werden, der ein Datenhalteteilsystem umfasst, das Anweisungen umfasst, die durch ein Logikteilsystem ausgeführt werden können, um die hier beschriebenen Prozesse auszuführen. Es kann irgendein geeigneter Systemprozesscontroller genutzt werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Zum Beispiel kann ein Systemprozesscontroller (nicht spezifisch gezeigt) zum Steuern der beispielhaften Substratverarbeitungskammer 100 vorgesehen sein. Der Systemprozesscontroller kann Prozessmodulsteuerungs-Teilsysteme wie etwa Gassteuerungsteilsysteme, Drucksteuerungsteilsysteme, Temperatursteuerungsteilsysteme, Teilsysteme der elektrischen Steuerung und Teilsysteme der mechanischen Steuerung betreiben. Solche Steuerungsteilsysteme können verschiedene Signale empfangen, die durch Sensoren, Relais und Controller bereitgestellt werden und die in Ansprechen darauf geeignete Einstellungen vornehmen.
Der Systemprozesscontroller umfasst ein Computersystem, das ein Datenhalteteilsystem und ein Logikteilsystem enthält. Das Datenhalteteilsystem kann eine oder mehrere physikalische nichtflüchtige Vorrichtungen enthalten, die dafür konfiguriert sind, Daten und/oder Anweisungen zu halten, die durch das Logikteilsystem ausgeführt werden können, um die hier beschriebenen Verfahren und Prozesse zu implementieren. Das Logikteilsystem kann eine oder mehrere physikalische Vorrichtungen enthalten, die dafür konfiguriert sind, eine oder mehrere in dem Datenhalteteilsystem gespeicherte Anweisungen auszuführen. Das Logikteilsystem kann einen oder mehrere Prozessoren enthalten, die zum Ausführen von Softwareanweisungen konfiguriert sind.
In einigen Ausführungsformen können diese Anweisungen die Ausführung von Prozessrezepten steuern. Allgemein enthält ein Prozessrezept eine sequentielle Beschreibung von Prozessparametern, die zum Verarbeiten eines Substrats verwendet werden, wie etwa Parameter, die die Zeit, die Temperatur, den Druck und die Konzentration usw. enthalten, sowie verschiedene Parameter, die elektrische, mechanische und Umgebungsaspekte des Werkzeugs während der Substratverarbeitung beschreiben. Außerdem können die Anweisungen die Ausführung verschiedener Wartungsrezepte steuern, die während Wartungsprozeduren und dergleichen verwendet werden. In einigen Ausführungsformen können diese Anweisungen in computerlesbaren Wechselspeichermedien gespeichert werden, die zum Speichern und/oder Übertragen von Daten und/oder Anweisungen, die ausgeführt werden können, um die hier beschriebenen Verfahren und Prozesse zu implementieren, verwendet werden können. Es wird gewürdigt werden, dass irgendwelche geeigneten computerlesbaren Wechselspeichermedien genutzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Nicht einschränkende Beispiele enthalten DVDs, CD-ROMs, Disketten und Flash-Laufwerke.
Selbstverständlich sind die hier beschriebenen Konfigurationen und/oder Herangehensweisen dem Wesen nach beispielhaft und sollen diese spezifischen Ausführungsformen oder Beispiele nicht in beschränkendem Sinn verstanden werden, da zahlreiche Änderungen möglich sind. Diese hier beschriebenen spezifischen Routinen oder Verfahren können eine oder mehrere irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien repräsentieren. Somit können die verschiedenen dargestellten Tätigkeiten in der dargestellten Abfolge ausgeführt werden, in anderen Abfolgen ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen sein.
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Prozesse, Systeme und Konfigurationen und anderer hier offenbarter Merkmale, Funktionen, Tätigkeiten und/oder Eigenschaften sowie alle Entsprechungen davon.

Claims

Reaktionskammer, die umfasst: ein Substratstützelement, das innerhalb der Reaktionskammer positioniert ist; dass die Reaktionskammer ein erstes Gebiet und ein zweites Gebiet aufweist; eine Abschirmung, die innerhalb des zweiten Gebiets positioniert ist und mit dem Substratstützelement bewegt werden kann; und wobei die Abschirmung wenigstens an eine Bodenfläche des Substratstützelements angrenzt.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei die Abschirmung an eine Seitenwand des Substratstützelements angrenzt.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei das erste Gebiet ein Substratverarbeitungsgebiet ist und das zweite Gebiet ein Substratbeschickungsgebiet ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 3, wobei das erste Gebiet in der Reaktionskammer über dem zweiten Gebiet positioniert ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, die ferner eine Trennvorrichtung umfasst, die das erste und das zweite Gebiet wenigstens teilweise trennt.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 5, die ferner einen zwischen der Abschirmung und der Trennvorrichtung gebildeten Zwischenraum umfasst.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 6, wobei der Zwischenraum zwischen 5 und 10 mm beträgt.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei die Abschirmung zwischen 5 und 20 mm von dem Substratstützelement beabstandet ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei die Abschirmung ferner ein Bodenelement und ein Seitenwandelement umfasst.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 9, wobei das Bodenelement und das Seitenwandelement unter einem Winkel von näherungsweise 90 Grad miteinander verbunden sind.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 9, wobei das Bodenelement und das Seitenwandelement unter einem Winkel zwischen näherungsweise 25 und 65 Grad miteinander verbunden sind.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei die Abschirmung an einem Schaft des Substratstützelements befestigt ist.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei die Abschirmung durch die Substratstützanordnung erzeugte Wärme zurückhält.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 1, wobei die Substratstützanordnung ferner eine Heizeinrichtung umfasst.
Abschirmung zum Verarbeiten eines Substrats, wobei die Abschirmung umfasst: ein Bodenelement, das eine Öffnung aufweist, die einen Substratstützelementschaft umgeben soll; ein Seitenwandelement, das unter einem Winkel von dem Bodenelement nach oben verläuft; wobei das Bodenelement unter dem Substratstützelement positioniert ist und das Seitenwandelement um das Substratstützelement positioniert ist; und wobei sich die Abschirmung mit dem Substratstützelement vertikal bewegt.
Abschirmung zum Verarbeiten eines Substrats gemäß Anspruch 15, wobei die Abschirmung zwischen 5 und 20 mm von dem Substratstützelement beabstandet ist.
Abschirmung zur Verarbeitung eines Substrats gemäß Anspruch 15, wobei das Abschirmungsseitenwandelement eine Reaktionskammerwand nicht berührt.
Abschirmung zur Verarbeitung eines Substrats gemäß Anspruch 15, wobei die Seitenwand ferner eine obere Oberfläche umfasst, die zwischen 5 und 10 mm von einer Reaktionskammeroberfläche beabstandet ist.
Reaktionskammer, die umfasst: ein erstes Gebiet, ein zweites Gebiet und ein drittes Gebiet; wobei das erste Gebiet über dem zweiten und über dem dritten Gebiet positioniert ist und zum Verarbeiten eines Substrats ausgelegt ist; das zweite Gebiet unter dem ersten Gebiet positioniert ist und zum Beschicken des Substrats in der Reaktionskammer ausgelegt ist; das dritte Gebiet zwischen dem ersten Gebiet und dem zweiten Gebiet positioniert ist; und wobei das dritte Gebiet innerhalb des zweiten Gebiets bewegt werden kann.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 19, die ferner eine Abschirmung umfasst, die zwischen dem zweiten Gebiet und dem dritten Gebiet eine Sperre definiert.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 20, wobei die Abschirmung innerhalb des zweiten Gebiets bewegt werden kann.
Reaktionskammer gemäß Anspruch 21, wobei das Volumen des dritten Gebiets auf der Grundlage einer Stellung des Substratstützelements variiert.
Verfahren zum Erwärmen eines Substrats in einem Verarbeitungsgebiet, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Abschirmung innerhalb der Verarbeitungskammer unter einem Substratstützelement; Beschicken eines Substrats in einem Verarbeitungsgebiet der Verarbeitungskammer; Aktivieren einer Heizeinrichtung; und Abstrahlen von Wärme von der Abschirmung an das Substratstützelement.
Verfahren gemäß Anspruch 23, das ferner den Schritt des Bewegens des Substratstützelements aus einer Beschickungsstellung in eine Verarbeitungsstellung umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 23, das ferner den Schritt des Überwachens der Temperatur eines Hohlraums zwischen dem Substratstützelement und der Abschirmung umfasst.