TW201448111A - 用於加強處理一致性及減少基板滑動之承受器 - Google Patents

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Abstract

本文提供用於支撐基板之設備。在一些實施例中，基板支撐件包括：承受器板材，該承受器板材具有頂表面；凹槽，該凹槽形成於頂表面之內部，其中該凹槽由一邊緣界定；以及複數個傾斜支撐元件，該等複數個傾斜支撐元件安置於該凹槽之內，且該等複數個傾斜支撐元件沿該凹槽之邊緣安置，其中每一傾斜支撐元件包含第一表面，該第一表面向該凹槽之中心向下傾斜。

Description

用於加強處理一致性及減少基板滑動之承受器
本發明之實施例一般而言係關於半導體處理。
承受器用於將基板固持在基板處理腔室(諸如磊晶沉積腔室)之處理區域中。本發明人已注意到，當基板置放於承受器之上時，習知使用的承受器設計可能導致處理的不一致性以及基板滑動的問題。
因此，本發明人已提供用於支撐基板之改良承受器之實施例。
本文提供用於支撐基板之設備。在一些實施例中，基板支撐件包括：承受器板材，該承受器板材具有頂表面；凹槽，該凹槽形成於頂表面之內部，其中該凹槽由一邊緣界定；以及複數個傾斜支撐元件，該等複數個傾斜支撐元件安置於該凹槽之內，且沿該凹槽之邊緣安置，其中每一傾斜支撐元件包含第一表面，該第一表面向該凹槽之中心向下傾斜。
在一些實施例中，基板支撐件包括：承受器板材， 該承受器板材具有頂表面；凹槽，該凹槽形成於該頂表面之內，其中該凹槽由一邊緣界定；複數個傾斜支撐元件，該等複數個傾斜支撐元件安置於該凹槽之內部，且沿該凹槽之邊緣安置，其中每一傾斜元件包含第一表面，該第一表面向該凹槽之中心向下傾斜，其中該第一表面之傾斜與水平成約0.5度至約18度；以及複數個升舉銷孔，該等複數個升舉銷孔位於該凹槽中，以允許升舉銷模組通過該等複數個升舉銷孔之每一者，以舉起或降下該基板。
在一些實施例中，用於處理基板之設備包括：處理腔室；基板支撐件；支撐托架，該支撐托架在該處理腔室內部支撐該基板支撐件；以及基板升舉組件，該基板升舉組件安置於該基板支撐件之下，該基板升舉組件包含基板升舉軸及複數個升舉銷模組，以舉起及降下位於該基板支撐件頂部之基板。該基板支撐件包括：承受器板材，該承受器板材具有頂表面；凹槽，該凹槽形成於頂表面之內部，其中該凹槽由一邊緣界定；以及複數個傾斜支撐元件，該等複數個傾斜支撐元件安置於該凹槽之內，且沿該凹槽之邊緣安置，其中每一傾斜支撐元件包含第一表面，該第一表面向該凹槽之中心向下傾斜。
以下將描述本發明之其他及另外的實施例。
100‧‧‧處理腔室
101‧‧‧基板
102‧‧‧上部分
104‧‧‧下部分
106‧‧‧蓋
108‧‧‧夾環
110‧‧‧腔室主體
112‧‧‧底板
114‧‧‧氣體引入埠
116‧‧‧襯墊
118‧‧‧排氣埠
120‧‧‧殼
121‧‧‧底板組件
122‧‧‧預加熱環
124‧‧‧基板支撐件
126‧‧‧基板升舉軸
127‧‧‧襯墊
128‧‧‧升舉銷
130‧‧‧支撐系統
132‧‧‧下圓頂
134‧‧‧支撐托架
136‧‧‧上加熱燈
138‧‧‧上加熱燈
140‧‧‧控制器
142‧‧‧中央處理器
144‧‧‧記憶體
146‧‧‧支援電路
152‧‧‧下加熱燈
154‧‧‧下加熱燈
156‧‧‧上高溫計
158‧‧‧下高溫計
160‧‧‧基板升舉組件
161‧‧‧升舉銷模組
162‧‧‧升舉銷孔
164‧‧‧基板支撐組件
166‧‧‧支撐銷
202‧‧‧承受器板材
204‧‧‧頂表面
206‧‧‧凹槽
208‧‧‧邊緣
210‧‧‧中心
214‧‧‧傾斜支撐元件
220‧‧‧第一表面
702‧‧‧第二表面
704‧‧‧第三表面
1102‧‧‧台階
藉由參考附圖中描繪之本發明之說明性實施例，可瞭解以上簡短概括及以下更詳細討論之本發明之實施例。然而應注意，附圖僅圖示本發明之典型實施例，且因為本發明 承認其他同等有效之實施例，所以該等圖式並不欲視為本發明之範疇的限制。
第1圖圖示根據本發明之一些實施例適合與用於支撐基板之設備連用之處理腔室之示意側視圖。
第2圖圖示根據本發明之一些實施例之用於支撐基板之設備。
第3圖圖示根據本發明之一些實施例之第2圖所圖示的傾斜支撐元件。
第4圖圖示根據本發明之一些實施例之第2圖所圖示之用於支撐基板之設備的橫截面圖。
第5圖圖示根據本發明之一些實施例之用於支撐基板之設備。
第6圖圖示根據本發明之一些實施例之第5圖所圖示的傾斜支撐元件。
第7圖圖示根據本發明之一些實施例之用於支撐基板之設備。
第8圖圖示根據本發明之一些實施例之第7圖所圖示之傾斜支撐元件。
第9圖圖示根據本發明之一些實施例之用於支撐基板之設備。
第10圖圖示根據本發明之一些實施例第9圖所圖示之傾斜支撐元件。
第11圖圖示根據本發明之一些實施例之支撐傾斜支撐元件之台階。
為便於瞭解，相同元件符號儘可能用於指定諸圖共有之相同元件。該等圖式並未按比例描繪，且為達清晰可能簡化該等圖式。可設想，一個實施例中的元件及特徵可有利地併入其它實施例，而無需進一步敘述。
本文提供用於支撐基板之設備。在一些實施例中，本發明性設備可有利地提供一或更多個基板支撐元件，該等基板支撐元件在基板置放於基板支撐件之上時防止基板滑動。在一些實施例中，本發明性設備可進一步有利地減少基板支撐元件與基板之間的接觸面積，進而減少由於基板中熱梯度引起的處理非一致性。
第1圖圖示根據本發明之一些實施例適合與用於支撐基板之設備連用之處理腔室100的示意側視圖。在一些實施例中，處理腔室100可為市售的處理腔室(諸如可購自加利福尼亞州聖克拉拉市應用材料公司的RP EPI®反應器)，或適合用於執行磊晶沉積製程之任何適當的半導體處理腔室。然而，亦可使用其他處理腔室。
處理腔室100通常可包含腔室主體110、支撐系統130及控制器140。腔室主體110通常包括上部分102、下部分104及殼120。上部分102安置於下部分104之上，且上部分102包括蓋106、夾環108、襯墊116、底板112、一或更多個上加熱燈136及一或更多個下加熱燈152及上高溫計156。在一些實施例中，蓋106具有圓頂狀形狀因數，但是亦涵蓋具有其他形狀因數之蓋(例如平蓋或反向曲線蓋)。下 部分104耦接至處理氣體引入埠114及排氣埠118，且下部分104包含底板組件121、下圓頂132、基板支撐件124、預加熱環122、基板升舉組件160、基板支撐組件164、一或更多個上加熱燈138及一或更多個下加熱燈154及下高溫計158。儘管術語「環」用於描述處理腔室100之某些元件(諸如預加熱環122)，但可設想，此等元件之形狀不必為圓形，且可包括任何形狀，包括但不限於矩形、多邊形、橢圓形及類似形狀。
在處理期間，基板101安置於基板支撐件124之上。加熱燈136、138、152及154為紅外(IR)輻射(例如熱量)源，且在操作中，該等燈導致基板101上的預定溫度分佈。雖然蓋106、夾環108及下圓頂132由石英構成；但是其他IR透明及製程相容材料亦可用於形成此等元件。
基板支撐組件164通常包括支撐托架134，支撐托架134具有耦接至基板支撐件124之複數個支撐銷166。基板升舉組件160包含基板升舉軸126及複數個升舉銷模組161，該等複數個升舉銷模組161有選擇地靜置在基板升舉軸126之個別襯墊127上。在一些實施例中，升舉銷模組161包含升舉銷128之任選的上部分，升舉銷128經安置可移動地穿過基板支撐件124中之升舉銷孔162。在操作中，基板升舉軸126經移動以嚙合升舉銷128。當嚙合時，升舉銷128可將基板101舉起至超過基板支撐件124之上方(例如舉起至助於將該基板引入處理腔室或將該基板從該處理腔室移除之位置)，或將基板101降下至基板支撐件124上(例如用於處 理)。
第2圖、第5圖、第7圖及第9圖圖示根據本發明之一些實施例之基板支撐件124之實施例。該基板支撐件124包含承受器板材202，該承受器板材202具有頂表面204。承受器板材202可由適當的承受器板材材料(例如具有碳化矽塗層之碳石墨基材)製成。在一些實施例中，凹槽206在頂表面204中形成。在一些實施例中，凹槽206由邊緣208界定。
在一些實施例中，三個或更多個傾斜支撐元件214安置於凹槽206之內。在一些實施例中，傾斜支撐元件214沿凹槽206之邊緣208安置。各傾斜支撐元件214具有第一表面220，第一表面220向凹槽206之中心210向下傾斜。在一些實施例中，第一表面220之傾斜與水平成約0.5度至約18度。儘管習知的基板支撐件包含突出部分，該突出部分沿該表面之整個邊緣接觸且支撐該表面，本發明人已注意到減少支撐表面與基板之間的接觸點會減少由基板之邊緣與承受器之間的傳熱引起之熱梯度所造成的不一致性。因此，本發明人提供具有三個或更多個傾斜支撐元件214之基板支撐件124，以支撐基板。
第2圖及第5圖圖示具有三(3)個傾斜支撐元件214之承受器板材202。在一些實施例中，如第7圖及第9圖所圖示，承受器板材202可具有三個以上之傾斜支撐件元件214，諸如4、6、12或更多個傾斜支撐元件。例如，第7圖圖示具有12個傾斜支撐元件214之承受器板材，而第9圖圖 示具有4個傾斜支撐元件214之承受器板材。在一些實施例中，例如如第2圖到第10圖所圖示，視傾斜支撐元件214之角度而定，傾斜支撐元件214之長度可不同。傾斜支撐元件214之寬度亦可不同。例如，傾斜支撐元件214之數目及寬度可經選擇，以控制圍繞基板外圍之接觸點及接觸位置的總數目，以及控制基板與傾斜支撐元件214之間的總接觸表面面積。
第4圖圖示根據本發明之一些實施例之第2圖所圖示之承受器板材202的橫截面圖。傾斜支撐元件214安置於凹槽206之中，且沿凹槽206之邊緣208安置。傾斜支撐元件214包含第一表面220，第一表面220向凹槽206之中心210向下傾斜。升舉銷128(經安置可移動地穿過凹槽206中升舉銷孔162)可將基板101舉起至承受器板材202之上方，或可將基板101降下至第一表面220上，使得基板101(若存在)之背部安置於承受器板材202之凹槽206上方，且與承受器板材202之凹槽206間隔開。在一些實施例中，在凹槽206內一體式地形成傾斜支撐元件214。在一些實施例中，傾斜支撐元件214為耦接至凹槽206之獨立的元件。
在一些實施例中，如第2圖所圖示，傾斜支撐元件214均不與升舉銷孔162對準。在一些實施例中，傾斜支撐元件214之至少一者(或在一些實施例中，所有的傾斜支撐元件214都)沿公共半徑與相應的升舉銷孔對準。在一些實施例中，提供三個升舉銷孔。在一些實施例中，三個升舉銷孔具備三個傾斜支撐元件214，各傾斜支撐元件214對準三個升 舉銷孔之相應一者。在第7圖圖示之實施例中，升舉銷孔之每一者沿公共半徑與傾斜支撐元件214之一者對準。在一些實施例中，使傾斜支撐元件214之至少一者與升舉銷孔162對準，可在將基板置放於傾斜支撐元件214之頂部時減少基板的滑動。在一些實施例中，傾斜支撐元件214之至少一者與鄰近之傾斜支撐元件214間隔距離相等。在一些實施例中，傾斜支撐元件214之至少一者與鄰近之傾斜支撐元件214間隔距離不等。
第3圖及第6圖圖示傾斜支撐元件214之一个實施例，傾斜支撐元件214具有第一表面220，第一表面220向凹槽206之中心向下傾斜。第7圖到第10圖圖示傾斜支撐元件214之一實施例，傾斜支撐元件214具有第一表面220，第一表面220向凹槽206之中心向下傾斜；第二表面702，第二表面702耦接至第一表面220，且經傾斜實質上垂直於第一表面220；及第三表面704，第三表面704耦接至第一表面220，且在與第二表面702相對之方向上經傾斜實質上與第一表面220垂直(例如削蝕之金字塔形狀)。
在一些實施例中，如第11圖所示，承受器板材202具有台階1102，台階1102沿凹槽206之邊緣208形成於凹槽206之內部。在一些實施例中，以如上所述之配置之任一者，可將複數個傾斜支撐元件214全部安置於台階1102之頂部。例如，將傾斜支撐元件214置放於台階之頂部，藉由減小傾斜支撐元件214之角度，有利地在將基板置放於基板支撐件 124之頂部時減少基板之滑動，同時維持由凹槽206提供之基板與承受器板材202的分離。
返回至第1圖，支撐系統130包括用於執行且監控處理腔室100中預定製程(例如生長磊晶薄膜)之元件。該等元件通常包括多個子系統(例如氣體分配盤、氣體分配導管、真空及排氣子系統及類似子系統)及處理腔室100之裝置(例如電源、製程控制器具及類似裝置)。彼等熟習此項技術者熟知此等元件，且為達清晰，該等圖式省略了此等元件。
可提供控制器140，且將控制器140耦接至處理腔室100，以控制處理腔室100之該等元件。控制器140可為用於控制基板處理腔室之操作之任何適當的控制器。控制器140通常包含中央處理器(CPU)142、記憶體144及支援電路146，且控制器140直接地(如第1圖所示)或者經由與處理腔室及/或支撐系統相關之電腦(或控制器)耦接至且控制處理腔室100及支撐系統130。
CPU 142可為任何形式之通用電腦處理器，該通用電腦處理器可用於工業設置。支援電路146耦接至CPU 142，且支援電路146可包含快取記憶體、時脈電路、輸入/輸出子系統、電源及類似物。軟體常式可儲存在控制器140之記憶體144中。當由CPU 142執行軟體常式時，該等軟體常式將CPU 142轉換為特定目的電腦(控制器)140。亦可藉由位於控制器140遠端之第二控制器(未圖示)儲存及/或執行軟體常式。替代或組合，在例如其中處理腔室100為多腔室處理 系統之部分的一些實施例中，多腔室處理系統之各處理腔室可具有該處理腔室自身的控制器，該控制器用於控制本文揭示之發明性方法的部分，該等部分可在該特定處理腔室中執行。在該等實施例中，個別控制器可經配置類似於控制器140，且可耦接至控制器140以同步處理腔室100之操作。
僅管以上內容針對本發明之實施例，在不脫離本發明之基本範疇的情況下，可設計本發明之其他及另外的實施例。
124‧‧‧基板支撐件
162‧‧‧升舉銷孔
202‧‧‧承受器板材
204‧‧‧頂表面
206‧‧‧凹槽
208‧‧‧邊緣
210‧‧‧中心
214‧‧‧傾斜支撐元件
220‧‧‧第一表面

Claims (20)

  1. 一種基板支撐件，該基板支撐件包含：一承受器板材，該承受器板材具有一頂表面；一凹槽，該凹槽形成於該頂表面之內部，其中該凹槽由一邊緣界定；以及複數個傾斜支撐元件，該等複數個傾斜支撐元件安置於該凹槽內部，且該等複數個支撐元件沿該凹槽之該邊緣安置，其中每一傾斜支撐元件包含一第一表面，該第一表面向該凹槽之一中心向下傾斜。
  2. 如請求項1所述之基板支撐件，其中該第一表面之傾斜與水平成約0.5度至約18度。
  3. 如請求項1所述之基板支撐件，其中該承受器板材包含具有一碳化矽塗層之一碳石墨基材。
  4. 如請求項1所述之基板支撐件，該基板支撐件進一步包含位於該凹槽中之複數個升舉銷孔，以允許一升舉銷模組穿過該等複數個升舉銷孔之每一者，以舉起或降下該基板。
  5. 如請求項4所述之基板支撐件，其中該傾斜支撐元件之至少一者沿一公共半徑與一升舉銷孔對準。
  6. 如請求項1至5之任一項所述之基板支撐件，其中該等 複數個傾斜支撐元件為3至12個傾斜支撐元件。
  7. 如請求項1至5之任一項所述之基板支撐件，其中每一傾斜支撐元件與一鄰近傾斜支撐元件間隔相等。
  8. 如請求項1至5之任一項所述之基板支撐件，其中該等複數個傾斜支撐元件在該凹槽內一體式形成。
  9. 如請求項1至5之任一項所述之基板支撐件，其中該等複數個傾斜支撐元件可移除地耦接至該凹槽。
  10. 如請求項1至5之任一項所述之基板支撐件，該頂表面進一步包含一台階，該台階形成於該凹槽之頂部上，其中該等複數個傾斜支撐元件安置於該台階之頂部上。
  11. 如請求項1至5之任一項所述之基板支撐件，其中該等複數個傾斜支撐元件進一步包含：一第二表面，該第二表面耦接至該第一表面，且經傾斜實質上垂直於該第一表面；以及一第三表面，該第三表面耦接至該第一表面，且在與該第二表面相對之一方向上經傾斜實質上垂直於該第一表面。
  12. 如請求項1至3之任一項所述之基板支撐件，該基板支撐件進一步包含位於該凹槽中之複數個升舉銷孔，以允許一 升舉銷模組穿過該等複數個升舉銷孔之每一者，以舉起或降下該基板，其中該等傾斜支撐元件之每一者沿一公共半徑對準相應的升舉銷孔。
  13. 如請求項12所述之基板支撐件，其中該等複數個升舉銷孔為三個升舉銷孔，且其中該等複數個傾斜支撐元件為三個傾斜支撐元件。
  14. 一種基板支撐件，該基板支撐件包含：一承受器板材，該承受器板材具有一頂表面；一凹槽，該凹槽形成於該頂表面之內部，其中該凹槽由一邊緣界定；複數個傾斜支撐元件，該等複數個傾斜支撐元件安置於該凹槽之內部，且該等複數個支撐元件沿該凹槽之一邊緣安置，其中每一傾斜支撐元件包含一第一表面，該第一表面向該凹槽之一中心向下傾斜，其中該第一表面之傾斜與水平成約0.5度至約18度；以及複數個升舉銷孔，該等複數個升舉銷孔位於該凹槽中，以允許一升舉銷模組穿過該等複數個升舉銷孔之每一者，以舉起或降下該基板。
  15. 一種用於處理一基板之設備，該設備包含：一處理腔室；一基板支撐件； 一支撐托架，該支撐托架在該處理腔室內部支撐該基板支撐件；以及一基板升舉組件，該基板升舉組件安置於該基板支撐件之下，該基板升舉組件包含一基板升舉軸及複數個升舉銷模組，以舉起及降下位於該基板支撐件之頂部上之一基板，其中該基板支撐件為如請求項第1項至第3項之任一項中所述的基板支撐件。
  16. 如請求項15所述之設備，其中該設備具有以下情況之至少一者：該等複數個傾斜支撐元件為3至12個傾斜支撐元件；或每一傾斜支撐元件與一鄰近傾斜支撐元件間隔相等。
  17. 如請求項15所述之設備，其中該等複數個傾斜支撐元件進一步包含：一第二表面，該第二表面耦接至該第一表面，且經傾斜實質上垂直於該第一表面；以及一第三表面，該第三表面耦接至該第一表面，且在與該第二表面相對之一方向上經傾斜實質上垂直於該第一表面。
  18. 如請求項15所述之設備，其中該頂表面進一步包含一台階，該台階形成於該凹槽之頂部上，其中該等複數個傾斜支撐元件安置於該台階之頂部上。
  19. 如請求項15所述之設備，該設備進一步包含位於該凹槽中之複數個升舉銷孔，以允許一升舉銷模組穿過該等複數個升舉銷孔之每一者，以舉起或降下該基板。
  20. 如請求項19所述之設備，其中該等傾斜支撐元件之至少一者沿一公共半徑與一升舉銷孔對準。
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