TWI663628B - 吸收性燈頭面 - Google Patents

吸收性燈頭面 Download PDF

Info

Publication number
TWI663628B
TWI663628B TW103114722A TW103114722A TWI663628B TW I663628 B TWI663628 B TW I663628B TW 103114722 A TW103114722 A TW 103114722A TW 103114722 A TW103114722 A TW 103114722A TW I663628 B TWI663628 B TW I663628B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
processing chamber
lamp cap
substrate
base
substructure
Prior art date
Application number
TW103114722A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201506987A (zh
Inventor
布里哈特保羅
拉尼許喬瑟夫Ｍ
古波若沙堤西
拉馬查倫巴拉蘇拉馬尼安
朱作明
Original Assignee
應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 應用材料股份有限公司 filed Critical 應用材料股份有限公司
Publication of TW201506987A publication Critical patent/TW201506987A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI663628B publication Critical patent/TWI663628B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F27B17/0025—Especially adapted for treating semiconductor wafers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
    • F27D5/0037—Supports specially adapted for semi-conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
    • H05B3/0047—Heating devices using lamps for industrial applications for semiconductor manufacture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

在此所描述的實施例一般而言與在熱處理腔室內具有吸收性上表面的燈頭組件有關。在一個實施例中，處理腔室可包括：上部結構；下部結構；基座環，該基座環將該上部結構連接至該下部結構；基板支撐座，該基板支撐座設置於該上部結構與該下部結構之間；下部結構設置於基板支撐座下方；燈頭定位成鄰近於下部結構且一或更多個固定電燈位置形成於該燈頭內，燈頭包含鄰近於該下部結構的一第一表面以及正對該第一表面的第二表面，其中該第一表面包含吸收性塗層；以及一或更多個電燈組件，每一個電燈組件包含輻射產生源且定位成與一或更多個固定電燈位置相連接。

Description

吸收性燈頭面
在此所述之實施例一般而言與使用於熱處理腔室的燈頭相關。
快速熱處理(RTP)與磊晶沉積(epi)系統使用於半導體晶片製造以在半導體晶圓上產生化學改變或蝕刻表面結構。RTP與epi系統傳統上取決於一陣列的高強度白熾電燈，該陣列的高強度白熾燈尺寸吻合進入燈頭且被導向於基板或晶圓上。電燈被提供電功率且可被非常快速地關閉與啟動，且電燈的輻射之一大部分可被導向至基板。因此，晶圓可被非常快速地加熱而沒有實質上加熱腔室且一旦將功率從電燈移除，晶圓可以幾近相同的速度快速地被冷卻。
一些紅外光電燈位於燈頭內。在處理期間，來自電燈的輻射在處理腔室內輻射通過上部窗、光通道以及下部窗而落在旋轉中的半導體基板上。以此方式，晶圓被加熱至所需處理溫度。燈頭可包含一些光管以將來自鎢鹵素電燈的輻射傳送至處理腔室。電燈被分割成多區域，分割成多區域的電燈以輻射對稱方式配置。每一個區域由電燈驅動器獨立供 電，電燈驅動器繼而由多輸入、多輸出控制器所控制。電燈通過大量佈線套管和重型電佈纜而連接到電燈驅動器。
即便反射表面用於將熱能維持與集中在基板上是一常態，過多的反射表面將導致緩慢的腔室冷卻。較緩慢的腔室冷會造成較長的步階改變時間以及較少的產量數目。
因此，該所述技術領域會需要更好的熱處理後的冷卻控制。
在此所描述的實施例一般而言與使用於熱處理腔室的燈頭有關。在一個實施例中，處理腔室可包括：上部結構；下部結構；基座環，該基座環將該上部結構連接至該下部結構；基板支撐座，該基板支撐座設置於該上部結構與該下部結構之間；下部結構設置於基板支撐座下方；燈頭定位成鄰近於下部結構且一或更多個固定電燈位置形成於該燈頭內，燈頭包含鄰近於該下部結構的一第一表面以及正對該第一表面的第二表面，其中該第一表面包含吸收性塗層；以及一或更多個電燈組件，每一個電燈組件包含輻射產生源且定位成與一或更多個固定電燈位置相連接。
在另一個實施例中，用於加熱基板的處理腔室可包括：處理腔室；基板支撐座，該基板支撐座設置於處理腔室內而用於支撐基板；下部結構設置於基板支撐座下方；燈頭定位成鄰近於下部結構且一或更多個固定電燈位置形成於該燈頭內，燈頭包含鄰近於該下部結構的一第一表面以及正對該第一表面的第二表面，其中該第一表面包含吸收性塗層且 電燈組件包含輻射產生源。
100‧‧‧處理腔室
101‧‧‧腔室主體
102‧‧‧電燈組件
103‧‧‧負載埠
104‧‧‧下部結構
106‧‧‧基板支撐座
108‧‧‧基板
114‧‧‧下部結構
118‧‧‧光學高溫計
122‧‧‧反射器
123‧‧‧反射表面
126‧‧‧通道
128‧‧‧上部結構
130‧‧‧鎖緊圈
132‧‧‧中心軸
134‧‧‧方向
136‧‧‧基座環
141‧‧‧電燈燈泡
145‧‧‧燈頭
149‧‧‧通道
152‧‧‧印刷電路板
156‧‧‧處理氣體區域
158‧‧‧淨化氣體區域
162‧‧‧淨化氣體源
164‧‧‧淨化體進氣口
165‧‧‧流體路徑
166‧‧‧氣體路徑
167‧‧‧環形屏蔽
172‧‧‧處理氣體供應源
173‧‧‧流體路徑
174‧‧‧處理氣體進氣口
175‧‧‧流體路徑
178‧‧‧氣體出氣口
180‧‧‧真空幫浦
182‧‧‧O-環
184‧‧‧O-環
202‧‧‧中心開口
204‧‧‧固定電燈位置
212‧‧‧連接插槽
214‧‧‧第一表面
216‧‧‧第二表面
220‧‧‧電燈組件
222‧‧‧燈泡
223‧‧‧電燈基座
230‧‧‧吸收性塗層
為了詳細地理解本案內容的上述特徵，藉由參考本案內容的實施例(其中一些圖示在附圖中)，可以得到上文所簡要概括的內容的更為具體的描述。然而，應注意的是附圖僅圖示本發明之典型實施例且因此不應被視為對本發明範圍的限制，因為本發明可承認其他具等價有效性的實施例。
第1圖為根據本發明一個實施例之背側加熱處理腔室的示意性剖面視圖。
第2A與2B圖為根據本發明一個實施例之燈頭的示意性繪示圖。
為使更容易瞭解本發明，在可能的情況下，相同的元件符號會指定在不同圖式中共用之相同元件。需瞭解的是，一實施例中揭示的元件可有益地合併於其他實施例中而無須進一步敘述。
在此所揭示之實施例一般而言與半導體處理相關且更精確而言與在epi腔室或RTP腔室內所使用的輻射吸收性燈頭面相關。之前的燈頭使用反射表面以將輻射反射回腔室。這些反射表面導致難以冷卻，因為在冷卻期間所釋放的輻射會被反射回腔室。藉由使燈頭的反射表面能吸收輻射，在冷卻期間所傳送的輻射可被燈頭所吸收且因此更有效率地從處理腔室轉移。在此所揭示的發明的實施例會參照下述圖示而更清楚地描述。
第1圖繪示了根據一個實施例的背側加熱處理腔室100的示意性剖面視圖。處理腔室100可被使用以處理一或更多基板，包含在基板108的第一表面上沉積一材料。處理腔室100通常包含用於加熱的(在其他構件當中的)一陣列的電燈組件102、設置於處理腔室100內的基板支撐座106的一背側104。基板支撐座106可為盤狀基板支撐座106(如所示)，或可為將基板從基板邊緣支撐起的環狀基板支撐座(未示)，或可為藉由最小接觸的柱或針而將基板從底座支撐起的針型支撐座。
基板支撐座106位於處理腔室100內而介於上部結構128與下部結構114之間。上部結構128與下部結構114(伴隨著設置於上部結構128與下部結構114之間的基座環136)通常界定出處理腔室100的一內部區域。上部結構128、下部結構114，或上述兩者皆可依使用者需求而為圓頂形、扁平狀、斜角狀或其他三度空間的形狀。在一個實施例中，上部結構128與下部結構114兩者皆為圓頂形。基板108(未按比例)可被置入處理腔室100且透過負載埠(未示)而定位於基板支撐座106上，該負載埠被基板支撐座106所隱藏。
基座環136一般而言包含負載埠、處理氣體進氣口174，以及氣體出氣口178。基座環136可具有一般的長方形，該長方形的長邊在負載埠上且該長方形的複數個短邊分別在處理器進氣口174與氣體出氣口178上。基座環136可具有任何所期望的形狀，只要負載埠、處理氣體進氣口174，以及氣體出氣口178相對於彼此與負載埠在角度上偏移約90度。 舉例而言，負載埠可位於介於處理氣體進氣口174與氣體出氣口178之間的一側，且處理氣體進氣口174與氣體出氣口178設置於基座環136的對端。在不同的實施例中，負載埠103、處理氣體進氣口174以及氣體出氣口178彼此準直且設置於實質上相同的準位。
處理氣體進氣口174與氣體出氣口178的配置致能一同心處理套大大地增強環形遮蔽遏止光洩漏的能力而使得允許低於攝氏500度的測溫更準確。基座環136可包含一或更多設置成鄰近於用於冷卻基座環136的O-環182、184的冷卻劑流通道。基座環136亦可被不透明的具有必要切口(未示)的石英的襯墊所遮蔽。
所示之基板支撐座106處於架高的處理位置，卻可被致動器垂直地移動至處理位置下方的負載位置以允許升舉銷105接觸下部結構114而穿過基板支撐座106與中心軸132內的孔洞，且將基板108從基板支撐座106抬升。機器人(未示)可接著進入處理腔室100以透過負載埠將基板108安裝至處理腔室100以及從處理腔室100移除。基板支撐座106接著可被致動向上至處理位置以將基板108(同時它的元件側116面朝上)置放於基板支撐座106的前側110上。
基板支撐座106(雖然位於處理位置)將處理腔室100的內容積分割成基板上方的處理氣體區域156以及基板支撐座106下方的淨化氣體區域158。基板支撐座106在處理期間藉由中心軸132而旋轉以極小化熱流與處理氣體流在處理腔室100內的空間上異常的影響，且因此促進基板108的均勻處理。基板支撐座106受中心軸132所支撐，在負載與卸載期間，且在一些實施例中，在基板108的處理期間，中心軸132以往上以及往下的方向134移動基板108。基板支撐座106可由碳化矽或以碳化矽塗覆的石墨所形成以從電燈102吸收輻射能量且將輻射能量傳導至基板108。
一般而言，上部結構128的中心窗部分以及下部結構114的底部由光學性透明材料所形成，例如石英。上部結構128的曲率的厚度與曲度可配置成在處理腔室內提供為了均勻的流體均勻性的平坦的幾何形狀。
一或更多電燈(例如一陣列的電燈組件102)可以特定方式設置成鄰近於下部結構114且位於下部結構114下方且圍繞中心軸132以在當氣體通過時獨立地控制基板108的不同區域的溫度，藉此促進材料沉積在基板108的第一表面上。雖然在此未仔細討論，沉積材料可包含矽、摻雜的矽、鍺、摻雜的矽、矽鍺、摻雜的矽鍺、砷化鎵、氮化鎵或氮化鋁鎵。
電燈組件102可包含熱產生元件(在此繪示成電燈燈泡141)，且配置成將基板108加熱至在約攝氏200度至約攝氏1600度之一範圍內之溫度。在進一步的實施例中，熱產生器元件可包含非白熾固態輻射器，例如LED(發光二極體)，或其他輻射產生元件。每一個電燈組件102可耦接於功率分配板(例如印刷電路板(PCB)152)，功率可透過該功率分配板供應至每一個電燈組件102。電燈組件102位於燈頭145內，燈頭145在處理期間或處理後可藉由例如被引入介於電燈組件102之間的通道149的冷卻流而被冷卻。燈頭145可 傳導地且輻射地冷卻下部結構114部分地是因為燈頭145極鄰近於下部結構114。燈頭145亦可冷卻電燈壁以及圍繞於電燈的反射器的側壁(未示)。可替代地，下部結構104可以對流方式而被冷卻。燈頭145可或不可接觸於下部結構114係取決於應用。關於第2A與2B圖的燈頭145的進一步的描述包含於下。
環形屏蔽167可選擇性地設置於基板支撐座106附近且耦接於腔室主體101的側壁。環形屏蔽167防止或極小化從電燈102至基板108的元件側116的熱/光雜訊的洩漏，此外提供用於處理氣體的預熱區。環形屏蔽167可由化學氣相沉積的碳化矽(CVD SiC)、燒結石墨塗覆的碳化矽、生成的碳化矽、不透明的石英、塗覆的石英，或任何類似的合適的材料所製得，合適的材料可耐處理且耐清洗氣體所致的化學分解。
傳統上，基板溫度係使用一或更多個透過在燈頭145內的端口觀看的高溫計(未示)而由基板支撐座的底部的高溫量測所推斷。藉此技術所為之測溫可需要對反射電燈輻射進行校正，特別是在低基板溫度時，且需要從基板支撐座溫度推斷基板溫度之技術。由於具有環形屏蔽167且由於基板108僅由基板支撐座106由背側加熱，一或更多個光學高溫計(其一示為118)可被使用於基板的溫度量測/控制。前述溫度量測是可能的，因為光學高溫計118可在來自電燈102的極小背景輻射直接到達光學高溫計118的情況下只感測來自熱基板108的輻射。
一反射器122可選擇性地被置於上部結構128的外部以將從基板108輻射離開的紅外光反射返回至基板108。反射器122可具有面對上部結構128的反射表面123。反射器122可使用鎖緊圈130而固定於上部結構128。反射器122可由金屬(例如鋁或不鏽鋼)所製成。從反射器122反射的效率可藉由在反射表面123的至少一部分上塗覆高反射塗層(例如以金)而改良。反射器122可具有一或更多加工通道149(如第2A圖所示)。通道126連接至形成於反射器122一側上的通道(未示)。該通道被配置成攜帶液體流(例如水)且可以覆蓋反射器122表面的一部份或整體的任何所期望的圖案而沿著反射器122的該側水平地運行以冷卻反射器122。上部結構128亦可具有形成於反射器122與上部結構128之間的通道(未示)。通道可接收液體(例如冷卻劑)以冷卻上部結構128。
從處理氣體供應源172所供應之處理氣體通過形成於基座環136的側壁的處理氣體進氣口174而被引入處理氣體區域156。處理氣體進氣口174被配置成以一般性輻射向內方向引導處理氣體。在薄膜形成處理期間，基板支撐座106位於處理位置內(鄰近於處理氣體進氣口174且在與處理氣體進氣口174約相同的高度上)允許處理氣體向上流且沿流體路徑173圍繞而橫跨基板108的第一表面。處理氣體通過正如處理氣體進氣口174般位於處理腔室100的對側上的氣體出氣口178而排出於處理氣體區域156(沿著流體路徑175)。通過氣體出氣口178而將處理氣體移除可藉由耦接於 氣體出氣口178的真空幫浦180而促進。當處理氣體進氣口174與氣體出氣口178彼此準直且設置於幾近於相同高度時，可確信的是這樣的平行佈局(當與較平坦上部結構128相結合時(將於以下詳述))將致使一般平面的、均勻的氣體流橫過基板108。進一步的輻射均勻性可藉由透過基板支撐座106旋轉基板108加以提供。
由淨化氣體源162所供應之淨化氣體可通過形成於基座環136的側壁的淨化氣體進氣口164而被引入淨化氣體區域158。淨化氣體進氣口164被設置在處理氣體進氣口174之下的高度上。若使用環形屏蔽167，環形屏蔽167可設置於處理氣體進氣口174與淨化氣體進氣口164之間。在任一情況下，淨化氣體進氣口164被配置成以一般性輻射向內方向引導淨化氣體。若有期望，淨化氣體進氣口164被配置成以一般性輻射向上方向引導淨化氣體。在薄膜形成處理期間，基板支撐座106位於一位置使得淨化氣體向下流且沿流體路徑165圍繞而橫跨基板支撐座106的背側104。在不受限於任何特定理論下，吾人相信淨化氣體的流動能保護或實質上防止處理氣體流進入淨化氣體區域158，或減少處理氣體擴散進入淨化氣體區域158(即在基板支撐座106下的區域)。淨化氣體從淨化氣體區域158排出(沿著氣體路徑166)且透過如淨化氣體進氣口164般位於處理腔室100的對側的氣體出氣口178而從處理腔室排空。
示例性燈頭
第2A圖與第2B圖為根據一個實施例的燈頭145的 示意性繪示圖。第2A圖繪示出根據一個實施例的具有燈頭145的下部結構114以及印刷電路板152的剖面視圖。正如將於下所描述，電燈組件220可附接於具有吸收性塗層230的燈頭145。吸收性塗層230可藉由吸收來自腔室的一或更多個構件的輻射以協助熱從腔室耗散。電燈組件220以及燈頭145為燈頭組件的一部份且位於其他組件(例如反射器(未示))旁邊。第2B圖繪示出根據一個實施例的燈頭145的俯視圖。正如前述，下部結構114可被形成為一般的圓形、淺馬提尼酒杯或具有中心開口202漏斗的形狀。電燈組件220以指定的、優化的所期望的方式設置成鄰近於下部結構且位於下部結構114之下而圍繞中心軸(例如第1圖的中心軸132)。電燈組件220與燈頭145一起使用以獨立地控制基板不同區域的溫度。
第2A圖繪示下部結構114、燈頭145以及一或更多個燈頭組件220與PCB152連接的情況。為求清楚而並未描述某些元件的情況對在所屬技術領域中具有通常知識者而言是能理解的。PCB152可為任何設計成用以控制將功率分配至一或更多個電燈組件220的標準電路。PCB152可進一步包含一或更多的連接插槽212(在此示出為六個連接插槽，用於與所述一或多個電燈組件220相連接)。即便在此示出六個電燈組件220，任何數量的電燈組件220可合併於在此所述的實施例。即便PCB152在此被繪示成平坦的，PCB可根據處理腔室的需求而加以形塑。在一個實施例中，PCB板被置成平行於燈頭145。
一或更多個電燈組件220中之每一者一般而言包含電燈燈泡222以及電燈基座223。電燈燈泡222可為能夠加熱基板且將基板維持在指定溫度的電燈，例如鹵素燈、紅外線燈等，以及其適於作為加熱元件的類似裝置。即便所述包含燈泡222及電燈基座223，一或更多實施例可包含取代燈泡222、電燈基座223或上述兩者組合的輻射產生源。輻射產生源為能夠產生用於加熱基板的輻射的任何元件，例如具有白熾燈絲的燈泡、含有輻射氣體的燈泡，或固態輻射源(例如LED或雷射二極體)。在所屬技術領域中具有通常知識者將理解會有輻射產生源的不同組合，輻射產生源可以用來代替或與燈泡222或電燈基座223結合而不背離此處所描述的實施例。
下部結構114可由半透明材料(例如石英)所組成且可包含一或更多個上述與下部結構114相關的元件，例如漏斗狀的形狀。下部結構的厚度可介於4與6毫米(mm)之間。燈頭145可置於下部結構114之下且極為鄰近於下部結構114。在一個實施例中，燈頭145與下部結構114相距幾近1毫米。
燈頭145可具有第一表面214及第二表面216。燈頭145可為單一整體的。再者，燈頭145可由導電材料所組成，例如銅或鋁。燈頭145具有複數個能確保電燈燈泡222的特定位置與方向的固定電燈位置204。燈頭145可具有多如四百或更多個固定電燈位置204。固定電燈位置204可在複數個同心圓方向或其他走向內。固定電燈位置204在當孔洞從 內徑延伸至外徑時可增加深度。另一種方式，燈頭外徑的厚度可較內徑厚。固定電燈位置204可為燈頭145內的鑽孔。在一個實施例中，電燈基座223被燈頭145以固定方向定向而加以固定且由燈頭145加以冷卻。
電燈組件220以及連接插槽212以一組六個示出，這個數目並不旨在進行限制。當每一者需要更多或更少以維持適當基板溫度時，每一者可有更多或更少。再者，重要的是理解三維結構的側視圖。如此，即便構件似乎以線性方式配置，任何位置或位置的組合皆是可能的。舉例而言，在圓形PCB152上，電燈組件220可被置於被定位於X和Y軸兩者的3厘米(cm)的間隔上，從而填充所述圓。在所屬技術領域中具有通常知識者將理解會有此實施例的許多變異。
第2B圖繪示根據一個實施例的燈頭145的俯視圖。燈頭145可具有錐形的形狀。再者，燈頭145的形狀可實質上匹配於下部結構114的形狀。燈頭145具有第一表面214與第二表面216。第一表面設置成鄰近於下部結構114。第二表面216正對於第一表面214。第一表面214可實質為均勻。
第一表面214可進一步具有一或更多個黏附性增強構造，例如微研磨、底塗覆或底層塗料(primer)(未示)。黏附性增強構造可增強用於設置於第一表面214上的膜層之黏附性。第一表面214或燈頭145可實質上平行於基座106或基板108。
第一表面214具有設置於第一表面214上之吸收性塗層230。吸收性塗層230可為能夠吸收輻射的任何塗層。在 一個實施例中，吸收性塗層230為炭黑顏料或包含石墨在內的組合物。碳黑顏料的範例可包含可取得自位於北卡羅來納州卡里的Lord公司的AEROGLAZE® Z306聚氨酯塗層。更多範例包括了可取得自位於紐約州山谷別墅的Aremco Products公司的HIE-CoatTM高溫塗層的840系列，包含840-C,840-CM,840-M塗層。在此所揭露之實施例並非旨在限制在此所討論的本發明的可能的實施例。
由吸收性塗層230所吸收的輻射可係為由處理腔室內的基板或構件所產生之波長，例如具有小於4微米(micron)的波長的輻射。吸收性塗層230可藉由不同技術(包含噴塗、絲網印刷、鋁陽極化處理、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、或其它沉積技術)加以沉積。吸收性塗層230可選擇性地吸收波長或可為寬波長變異的吸收劑。吸收性塗層230可由一或更多膜層所組成。在一個實施例中，吸收性塗層230包含介於一與六層之間的碳黑顏料。
接收吸收性塗層230的第一表面214通常包含平行於下部結構114、基座106、基板108或其結合的表面。以另一種方式表述，固定電燈位置204的側壁一般是具反射性的。吸收性塗層可從第一表面214的內徑延伸至第一表面214的外徑(如第2B圖所示)。吸收性塗層230可具有會提升來自腔室的輻射的吸收性的厚度而允許在燈頭145的熱的自由轉移。在一個實施例中，吸收性塗層230的厚度至少為50密耳(mil)厚。即便在此繪示均勻地沉積遍布第一表面214，吸收性塗層230可具有不同的遍布第一表面214的厚度，例如在靠 近內徑處厚度較厚且接著往朝向外徑的方向變得較薄的吸收性塗層230。在其他實施例中，吸收性塗層230在靠近第一表面214的內徑處較薄且接著往朝向外徑的方向變得較厚。
操作上，包含基板108以及基座106的處理腔室100將使用電燈組件220加以加熱以達到最佳溫度。當此以一循環程序加以執行時處理腔室100必會相對快速地冷卻下來而用於精密的加熱與冷卻。處理腔室100的構件(包含基座106與基板108)將會基於溫度釋放輻射。這些輻射的其中一些(例如具有4微米或更長的波長的輻射)將會被下部結構114所吸收。低於4微米的輻射可接著穿過下部結構114且被吸收性塗層230所接收。藉此手段，吸收性塗層230可增加處理腔室100內的冷卻。
不希望受理論的束縛，吾人相信吸收性塗層230可增加處理腔室100內的冷卻。當處理腔室100的構件受熱，它們將釋放輻射。這些輻射(如上述)可被處理腔室100的其他構件所吸收。這些輻射100亦可穿過下部結構114而至燈頭145。燈頭145上的反射表面會將從處理腔室100所接收的輻射反射回而通過下部結構114，而該輻射將被下部結構114所吸收或是被處理腔室100的其他構件所接收。藉由使用吸收性塗層230而非反射表面，輻射不會返回處理腔室100且處理腔室100可更有效率地冷卻。
燈頭145可使用一或更多個冷卻系統加以冷卻，例如被傳送通過通道149的液體冷卻。在一個實施例中，燈頭145可維持在攝氏250度或更低，例如低於攝氏200度。燈頭 的溫度對要維持熱從處理腔室100轉移通過下部結構114而言是重要。
在另一個實施例中，反射器122可具有形成在反射表面123的至少一部分上的吸收性塗層(未示)。吾人相信來自電燈組件220的輻射可穿過基板108與基板支撐座106，因此被反射器122以及光學高溫計118所接收。來自電燈組件220的輻射因此在對基板108進行的高溫量測讀取可產生錯誤，亦稱為雜訊。藉由在反射器122的反射表面123的至少一部分上沉積吸收性塗層，被反射器122所接收的來自電燈組件220的輻射可被吸收而非被反射。在反射器122的輻射的吸收性據信會減少光學高溫計118所接收的雜訊。再者，在反射器122上形成吸收性塗層將會增強輻射耗損且幫助達成較快速的冷卻。
雖然前述揭露關於本發明之範例性實施例，應理解本發明之其他實施例不超出如下述申請專利範圍所決定出的本發明之基本範圍。

Claims (20)

  1. 一種處理腔室，包括：一上部結構；一下部結構；一基座環，該基座環將該上部結構連接至該下部結構；一基板支撐座，該基板支撐座設置於該上部結構與該下部結構之間；一燈頭，該燈頭被定位成鄰近於該下部結構且具有形成於該燈頭內的一或更多個固定燈具位置，該燈頭包含鄰近於該下部結構的一第一表面，其中該第一表面包含一吸收性塗層，且該下部結構設置於該燈頭與該基板支撐座之間；以及一或更多個輻射源，該一或更多個輻射源位於該一或更多個固定燈具位置。
  2. 如請求項1所述之處理腔室，其中該吸收性塗層為一炭黑塗層。
  3. 如請求項1所述之處理腔室，其中該輻射源之每一者為一燈泡，該燈泡包含一白熾燈絲、含有輻射氣體的一燈泡、或一固態輻射源。
  4. 如請求項1所述之處理腔室，其中該燈頭包含銅或鋁且受水冷卻。
  5. 如請求項1所述之處理腔室，其中該燈頭具有一黏附性增強構造。
  6. 如請求項1所述之處理腔室，更包含：一反射器，該反射器具有一反射表面，該反射表面設置於該上部結構之上並面向該上部結構，其中該反射器具有一吸收性塗層，該吸收性塗層設置於該反射表面之至少一部份的上方。
  7. 一種用於加熱一基板的一處理腔室，包括：一基板支撐座，該基板支撐座設置於該處理腔室之內以用於支撐一基板，該基板支撐座具有一第一支撐表面以用於接觸一基板且具有正對於該第一支撐表面的一第二支撐表面；一下部結構，該下部結構設置成鄰近於該第二支撐表面；一燈頭，該燈頭定位成鄰近於該下部結構且具有形成於該燈頭內的一或更多個固定燈具位置，該燈頭包含鄰近於該下部結構的一第一表面，該第一表面包含一吸收性塗層，且該下部結構設置於該燈頭與該基板支撐座之間；一燈泡組件，該燈泡組件包含一輻射產生源；一上部結構，該上部結構正對於該下部結構；以及一基座環，該基座環設置於該下部結構與該上部結構之間，該上部結構、該基座環、以及該下部結構界定出該處理腔室之一處理區域。
  8. 如請求項7所述之處理腔室，其中該下部結構、該上部結構或上述二者之組合為圓頂形。
  9. 如請求項7所述之處理腔室，其中該輻射產生源之每一者為一燈泡，該燈泡包含一白熾燈絲、含有輻射氣體的一燈泡、或一固態輻射源。
  10. 如請求項7所述之處理腔室，其中該燈頭包含銅或鋁且受水冷卻。
  11. 如請求項7所述之處理腔室，其中該燈頭具有一黏附性增強構造。
  12. 如請求項11所述之處理腔室，其中該黏附性增強構造為一底層塗料(primer)。
  13. 如請求項7所述之處理腔室，更包含一反射器，該反射器具有一反射表面，該反射表面設置成鄰近於該上部結構且面向該上部結構，其中該反射器具有一吸收性塗層，該吸收性塗層設置於該反射表面之至少一部份的上方。
  14. 一種用於加熱一基板的一處理腔室，包括：一基板支撐座，該基板支撐座設置於該處理腔室的一處理區域之內以用於支撐一基板，該基板支撐座具有一第一支撐表面以用於接觸一基板且具有正對於該第一支撐表面的一第二支撐表面；一下部結構，該下部結構設置成鄰近於該第二支撐表面且具有一圓頂形；一燈頭，該燈頭定位成在該處理區域之外且鄰近於該下部結構且具有形成於該燈頭內的一或更多個固定燈具位置，該燈頭包含鄰近於該下部結構的一第一表面，該第一表面包含一圓頂形且包含：一黏附性增強構造，該黏附性增強構造位於該第一表面上或之內；以及一碳黑吸收性塗層，該碳黑吸收性塗層形成於該黏附性增強構造上；一燈泡組件，該燈泡組件包含一輻射產生源；一上部結構，該上部結構正對於該下部結構；以及一基座環，該基座環設置於該下部結構與該上部結構之間，該上部結構、該基座環、以及該下部結構界定出該處理腔室之一處理區域。
  15. 如請求項14所述之處理腔室，其中該輻射產生源之每一者為一燈泡，該燈泡包含一白熾燈絲、含有輻射氣體的一燈泡，或一固態輻射源。
  16. 一種燈頭組件，包含：一燈頭，該燈頭包含具有一吸收性塗層的一第一表面，其中該燈頭具有位於一外徑的一第一厚度以及位於一內徑的一第二厚度，其中該第一厚度大於一第二厚度；以及一或更多個固定燈具位置，該一或更多個固定燈具位置形成於該燈頭中。
  17. 如請求項16所述之燈頭組件，其中該燈頭受水冷卻。
  18. 如請求項16所述之燈頭組件，其中該燈頭包含鋁或銅。
  19. 如請求項16所述之燈頭組件，其中該燈頭具有一黏附性增強構造，且其中該黏附性增強構造為一底層塗料。
  20. 如請求項16所述之燈頭組件，其中該燈頭為錐形。
TW103114722A 2013-04-26 2014-04-23 吸收性燈頭面 TWI663628B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361816444P 2013-04-26 2013-04-26
US61/816,444 2013-04-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201506987A TW201506987A (zh) 2015-02-16
TWI663628B true TWI663628B (zh) 2019-06-21

Family

ID=51788389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103114722A TWI663628B (zh) 2013-04-26 2014-04-23 吸收性燈頭面

Country Status (2)

Country Link
US (2) US9842753B2 (zh)
TW (1) TWI663628B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9029739B2 (en) * 2012-05-30 2015-05-12 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for rapid thermal processing
KR102434364B1 (ko) * 2013-09-06 2022-08-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 원형 램프 어레이들
US10053777B2 (en) * 2014-03-19 2018-08-21 Applied Materials, Inc. Thermal processing chamber
US11089657B2 (en) * 2015-03-06 2021-08-10 SCREEN Holdings Co., Ltd. Light-irradiation heat treatment apparatus
DE102016211317B4 (de) 2015-06-24 2022-09-22 Volker Fischer Strahlungsheizvorrichtung
US20160379854A1 (en) * 2015-06-29 2016-12-29 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Vacuum Compatible LED Substrate Heater
JP6847610B2 (ja) * 2016-09-14 2021-03-24 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置
WO2019070382A1 (en) 2017-10-06 2019-04-11 Applied Materials, Inc. INFRARED LAMP RADIATION PROFILE CONTROL BY DESIGNING AND POSITIONING LAMP FILAMENT
JP7198434B2 (ja) * 2019-03-27 2023-01-04 ウシオ電機株式会社 加熱処理方法及び光加熱装置
US20220322492A1 (en) * 2021-04-06 2022-10-06 Applied Materials, Inc. Epitaxial deposition chamber

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5062386A (en) * 1987-07-27 1991-11-05 Epitaxy Systems, Inc. Induction heated pancake epitaxial reactor
US5393980A (en) * 1993-05-11 1995-02-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Quality monitor and monitoring technique employing optically stimulated electron emmission
IT1271233B (it) 1994-09-30 1997-05-27 Lpe Reattore epitassiale munito di suscettore discoidale piano ed avente flusso di gas parallelo ai substrati
US6376806B2 (en) * 2000-05-09 2002-04-23 Woo Sik Yoo Flash anneal
US7075037B2 (en) * 2001-03-02 2006-07-11 Tokyo Electron Limited Heat treatment apparatus using a lamp for rapidly and uniformly heating a wafer
CN1295745C (zh) 2001-05-23 2007-01-17 马特森热力产品有限责任公司 用于热处理衬底的方法和装置
US20030020027A1 (en) 2001-07-25 2003-01-30 Nordson Corporation Apparatus for infrared reduction in ultraviolet radiation generators
US6744017B2 (en) * 2002-05-29 2004-06-01 Ibis Technology Corporation Wafer heating devices for use in ion implantation systems
JP4321213B2 (ja) * 2003-10-24 2009-08-26 ウシオ電機株式会社 加熱ユニット
US7049612B2 (en) * 2004-03-02 2006-05-23 Applied Materials Electron beam treatment apparatus
US7691204B2 (en) 2005-09-30 2010-04-06 Applied Materials, Inc. Film formation apparatus and methods including temperature and emissivity/pattern compensation
JP4940635B2 (ja) * 2005-11-14 2012-05-30 東京エレクトロン株式会社 加熱装置、熱処理装置及び記憶媒体
US7612491B2 (en) * 2007-02-15 2009-11-03 Applied Materials, Inc. Lamp for rapid thermal processing chamber
JP4947370B2 (ja) * 2007-09-05 2012-06-06 ウシオ電機株式会社 紫外線光源装置
DE102008012333B4 (de) * 2008-03-03 2014-10-30 Mattson Thermal Products Gmbh Vorrichtung zum thermischen Behandeln von scheibenförmigen Substraten
US8111978B2 (en) * 2008-07-11 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Rapid thermal processing chamber with shower head
US8294068B2 (en) * 2008-09-10 2012-10-23 Applied Materials, Inc. Rapid thermal processing lamphead with improved cooling
US8150242B2 (en) * 2008-10-31 2012-04-03 Applied Materials, Inc. Use of infrared camera for real-time temperature monitoring and control
US20120237695A1 (en) 2009-12-23 2012-09-20 2-Pye Solar, LLC Method and apparatus for depositing a thin film
JP2012174819A (ja) * 2011-02-21 2012-09-10 Sokudo Co Ltd 熱処理装置および熱処理方法
CN103133895A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 欧司朗股份有限公司 Led照明装置及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9842753B2 (en) 2017-12-12
US20160336205A1 (en) 2016-11-17
TW201506987A (zh) 2015-02-16
US20140319120A1 (en) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI663628B (zh) 吸收性燈頭面
KR101728796B1 (ko) Ｌｅｄ 기판 처리
TWI632249B (zh) 用於半導體處理腔室的吸收反射體
TWI638070B (zh) 石英的上部及下部圓頂
TWI692825B (zh) 用於熱腔室應用及熱製程之光管陣列
US11337277B2 (en) Circular lamp arrays
US20140322897A1 (en) Flow controlled liner having spatially distributed gas passages
CN105453248B (zh) 用于热处理腔室的支撑圆柱
KR102214288B1 (ko) 가요성 스탠드오프들을 갖는 램프헤드 ｐｃｂ
US20150037019A1 (en) Susceptor support shaft and kinematic mount
TWI654673B (zh) 反射性襯墊
WO2014176174A1 (en) Absorbing lamphead face

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees