專利名稱：熱隔離加熱處理室的設備及方法
技術領域：
本發(fā)明有關一設備，于熱反應室及第二反應室，如中央反應室，之間用來傳送基材，以改善半導體基材或玻璃基材的加工方法。本發(fā)明可運用在多方面的工序中，使得半導體或平面顯示器的產(chǎn)量增加。更進一步，本發(fā)明還使應用此制造方法的設備的使用壽命延長。
背景技術：
半導體元件典型的由高度自動化的系統(tǒng)來制造。許多這樣的系統(tǒng)包含中央傳送反應室，安裝于獨立的平臺上。此中央傳送反應室，傳送半導體基材，至位于中央傳送反應室周圍的一或多個特別的反應室或反應裝置上。這些特別的反應室或反應裝置，是用來在基材上執(zhí)行不同特別的工序，如蝕刻(Etching)、化學氣相沉積(Chemical vapor deposition)、擴散(Diffusion)以及退火(Annealing)等工序。相同的這些設備也使用來制造平面顯示器與各種光學元件，例如耦合器(Coupler)、分離器(Splitter)、過濾器(Filter)、陣列波導柵(Array waveguidegrating)、光柵(Bragg grating)、分接器(Tap)、衰減器(Attenuator)、多工器(Multiplexer)以及反多工器(De-multiplexer)。通常這樣的工序，需要在可控制的溫度及非常低的壓力下進行。
系統(tǒng)架構圖1A實例說明，加工基材所使用的一典型的模組系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包含，一中央傳送反應室12，連接于中央傳送反應室12的真空負載/冷卻反應室14A及14B，是用來傳送基材進入系統(tǒng)10之中，熱反應室102，以及工序反應室40、42、44及46。中央傳送反應室12，真空負載/冷卻反應室14A及14B，熱反應室102及工序反應室40、42、44及46被密封在一起，形成一密閉的環(huán)境。在其中，系統(tǒng)可操作在內部壓力低于大氣壓力的情況。例如，一典型的壓力是在約10-31毫米汞柱(Torr)。真空負載/冷卻反應室14A及14B具有可關閉的開口，包含各別的負載門16A及16B在他們的外墻上，用來傳送基材進入系統(tǒng)10。
每一真空負載/冷卻反應室14A及14B包含一晶片盒17，安裝了復數(shù)個架子，以支撐及冷卻基材。在真空負載/冷卻反應室中的晶片盒17，安置于一升降機構上(未圖示)。由架子的高度以漸漸的升高或降下晶片盒17。當載入真空負載/冷卻反應室14A時，負載門16A打開并將基材72放置在晶片盒17的一個架子上。升降機構接著升起晶片盒17，約一個架子的高度，以便于使一個空的架子面對負載門16A。另一個基材則被放置在此架子上，重復此工序直到所有的晶片盒中的架子被填滿為止。此時，關閉負載門16A，及真空負載/冷卻反應室14A排出氣體，至系統(tǒng)10所需的壓力。
在真空負載/冷卻反應室14A的內墻上，鄰近于中央傳送反應室12的狹縫閥20A被打開?；挠梢粰C械手臂22傳送，由中央傳送反應室12傳送至一熱反應室102，在那里，他們被加熱至如下面所述的工序操作所需的溫度。機械手臂22，由微處理控制系統(tǒng)所控制(未圖示)。機械手臂22，是用來由真空負載/冷卻反應室14A中的晶片盒17中，取出一基材。將此基材放入熱反應室晶片盒29的空架子上，然后退出，并留下此基材在熱反應室102的架子上。典型的，熱反應室晶片盒29，安置于熱反應室102中的升降機構。在載入架子之后，熱反應室晶片盒29將被升起或降下，以呈現(xiàn)另外一個空的架子，以供機械手臂22使用。機械手臂22，接著再由真空負載/冷卻反應室14A的晶片盒17中，取得另外一個基材。
使用上述的方法，機械手臂22傳送全部或部分的基材，由熱反應室晶片盒29至四個單獨基材工序反應室40、42、44及46中的任一個。工序反應室40、42、44及46是適合用來進行沉積一或多個薄膜在基材上。每一此薄膜工序反應室40、42、44及46，其各自的內墻40A、42A、44A及46A上，同時也安裝狹縫閥41、43、45、及47以隔離工序氣體。
在薄膜工序結束后，每一熱基材被傳送至真空負載/冷卻反應室14A的冷卻晶片盒17中，基材被放置在架子由升降機構升起或降下晶片盒17，呈現(xiàn)一空的架子，以提供機械手臂22來傳送基材。
不同的反應室及反應裝置，使用在以標準模組結構為基礎的系統(tǒng)中，如習知技術中所描述的群集工具(Cluster tool)。例如，美國專利號第4,367,672號，Wang等人所揭示的方法，在半導體基材的薄膜層上使用等離子體選擇性蝕刻孔或淺溝渠的方法。相同的，美國專利第5,614,055號，F(xiàn)airburn等人所揭示，高密度等離子體化學氣相沉積及蝕刻反應裝置。美國專利號第5,865,896號，Nowak等人所揭示，具有結合感應與電容冷卻的高密度等離子體化學氣相沉積反應裝置。美國專利號第5,108,792號，Anderson等人所揭示，半導體工序的雙頂反應室。美國專利第6,000,227號，所揭示，典型冷卻的中央傳送反應室。
不同的反應室及真空系統(tǒng)，可由商業(yè)行為所購得。一典型的商業(yè)實例的真空系統(tǒng)，為AKT工序系統(tǒng)，可由位于美國加州圣克拉拉(Santa Clara，California，USA)的AKT，Inc所提供。一模范的工序反應室，為AKT 1600 PECVD反應室，及一模范的熱退火反應室，為一快速熱退火反應室，例如，以燈泡加熱的熱退火反應室。這些反應室均可由應用材料公司(Applied Material，Inc.)所提供。
有關于玻璃基材工序的獨特問題如太陽能電池及影像所需的平板及電腦監(jiān)視器，此類的元件，是利用玻璃基材來制造。通常，薄膜晶體管蝕刻在此玻璃基材上。當制造這些元件時，使用許多用來制造半導體元件的相同工序及反應室的系統(tǒng)。例如，美國專利第5,512,320號，Turner等人所揭示的典型玻璃基材工序系統(tǒng)。美國專利第5,441,768號，美國專利第5,861,107號，以及美國專利第5,928,732號，Law等人所揭示，等離子體加強化學氣相沉積在如玻璃的基材上的方法。美國專利第5,607,009號，Turner等人所揭示，具有升降設備的熱反應室以加熱玻璃基材。
平面顯示器是一種必須依賴玻璃基材加工制成的產(chǎn)品。平面顯示器的制造，由一干凈的玻璃基材開始。晶體管，利用薄膜沉積及選擇性的蝕刻技術，形成在此平板。在基材的薄膜層上進行連續(xù)沉積(Deposition)、微影(Photolithography)及選擇性的蝕刻(Selective etching)，以產(chǎn)生個別的晶體管在此基材上。這些晶體管，如金屬內連線、液晶單元及其他元件，形成在基材上，然后使用來產(chǎn)生平面顯示器的主動矩陣顯示屏幕。
雖然平面顯示器的制造，使用典型的半導體元件制造的方式。使用在平面顯示器的玻璃基材，并不同于半導體基材，就某些觀點而言，其將影響工序及系統(tǒng)的設計。在半導體制造，個別的元件形成在晶片。而晶片被切成小方塊，以形成許多個別的積體電路。因此，一些有缺陷的元件，產(chǎn)生在半導體晶片上是可接受的。當此基材被切成個別的積體電路時，僅需將這些有缺陷的元件丟棄即可。相反的，在平面顯示器，個別的缺陷元件則必須移除。因此，產(chǎn)生在平面顯示器基材上的缺陷元件，必須接近于零。如果一基材大得足夠允許切成復數(shù)個顯示器，形成在一單獨的基板上，在任何一個平面顯示器上的缺陷形成在此平面顯示平板基材上，將使得整個基材變得沒有用。因此，錯誤率的最小化在平面顯示器制造系統(tǒng)上是十分重要的。
在可能的范圍的情況下，半導體與玻璃基材工序兩者共通的目標，是需要避免暴露基材在污染源下。因此，傳統(tǒng)工序系統(tǒng)，提供封閉的環(huán)境，將不同的反應室密封在一起。這樣產(chǎn)生了特別的問題。例如，在標準半導體或玻璃基材工序中，在群集工具系統(tǒng)中的熱反應室，是使用來提供非常高的溫度給基材。但是，習知的設備在一封閉的環(huán)境中，結合熱反應室至中央傳送反應室，因此，具有不適當?shù)臒岬膯栴}，且在熱反應室結合至中央傳送反應室時更為升高。
習知群集的工具系統(tǒng)或其他模組系統(tǒng)結構的缺點，其具有熱反應室及/或其他高溫工序反應室，結合至中央傳送反應室。顯著比例的熱能，將由熱反應室或高溫工序反應室，流向中央傳送反應室。此顯著比例的熱能流動的原因，在于用來結合熱反應室或高溫工序反應室至中央傳送反應室的設備，在習知的群集工具系統(tǒng)或其他模組系統(tǒng)結構中，是使用加工的鋁或鋁合金來制造。鋁及鋁合金具有高的熱傳導系數(shù)。中央傳送反應室，暴露在過多的熱能，升高了中央傳送反應室的周圍溫度。此溫度升高具有不良的影響，尤其對于在中央傳送反應室中移動的元件，例如機械手臂，且明顯的降低這些元件的使用壽命。
如同上述的討論，習知設備，結合熱反應室或其他高溫工序反應室至中央傳送反應室，將損失可觀數(shù)量的熱能，經(jīng)由最終連接熱反應室或其他高溫反應室至傳送反應室的開口。此熱損失，在熱反應室中或其他高溫工序反應室中，造成一冷卻區(qū)域。此種冷卻區(qū)域是不被希望的，因為許多的工序需完成在熱反應室或其他高溫反應室中，需具有整個基材表面溫度為均勻分布。如果一部份的熱反應室或高溫工序反應室，因具有此冷卻區(qū)域，將非常難以維持基材溫度的均勻。
因此，需要能夠提供一改善的設備，在一封閉的環(huán)境中，用來結合兩個反應室。特別的，為需要一設備，能夠結合兩個反應室，并最小化傳送于兩個反應室之間的熱量。如此的設備，將特別有用于連接熱反應室或其他高溫工序反應室，至中央傳送反應室，以用于加工玻璃基材的群集工具系統(tǒng)或其他模組結構的封閉環(huán)境。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一改善的設備，以連接熱反應室或其他高溫工序反應室至第二反應室，如中央傳送反應室，在封閉的環(huán)境下，合適于以模組結構為基礎的基材加工工序，在此種方法下，介于熱反應室或其他高溫工序反應室至第二反應室的熱傳導將被減少。本發(fā)明的設備包含連接于第二反應室的熱隔離介面，其具有一較低的熱傳導系數(shù)。此熱隔離介面降低由熱反應室或其他高溫工序反應室傳送至第二反應室的熱量。更進一步，在本發(fā)明的實施例中，此熱隔離介面包含一或多個凹槽，因此介于熱隔離介面與第二反應室之間的表面積因此減少。降低此表面積，即降低介于熱反應室或其他高溫反應室與第二反應室之間的熱傳導。因此，本發(fā)明的設備，延長在第二反應室中的移動元件的使用壽命，例如機械手臂。
在本發(fā)明的實施例中，此設備包含一加熱元件，以預防由第二反應室流失的熱量。在許多的基材加工方法中，維持一均勻的溫度在第二反應室中，為一相當重要的要求。本發(fā)明的設備所具有的加熱元件，預防熱量由開口流向第二反應室。更進一步，本發(fā)明的設備所具有的加熱元件，可降低大型基材經(jīng)過此設備時的潛在的溫度差異。降低潛在基材表面的溫度差異，因此降低了此基材潛在的應力，特別是在必須多次進入第二反應室的加工方法時。
本發(fā)明的一實施例，提供一種設備是用來傳送一基材，于一第一反應室如熱反應室或其他高溫工序反應室與一第二反應室如中央傳送反應室之間。第一反應室維持在一高的溫度，相對于第二反應室所維持的溫度。此設備包含一通道，用來接收基材，及一熱隔離介面，以降低由第一反應室至第二反應室的熱傳量。此熱隔離介面，具有一孔，允許基材在此設備與第二反應室之間傳送，此孔具有使基材經(jīng)過熱隔離介面在第一反應室與第二反應室之間傳送的尺寸。
在本發(fā)明的一些實施例中，熱隔離介面是由熱傳導系數(shù)(Thermalconductivity coefficient)低于鋁的材料所構成，其中鋁的熱傳導系數(shù)約為1536Btu inch/(hr)(ft2)(°F)。在本發(fā)明又一些實施例中，熱隔離介面是由一熱傳導系數(shù)低于1200Btu inch/(hr)(ft2)(°F)的材料所構成。在本發(fā)明再一些實施例中，熱隔離介面是由奧氏體鋼(Austenitic steel)，馬氏體鋼(Martensitic steel)或肥粒鋼(Ferritic steel)所構成。在本發(fā)明的一態(tài)樣，熱隔離介面是由不銹鋼材料所構成。在根據(jù)此態(tài)樣的實施例中，此熱隔離介面是由具有熱傳導系數(shù)約106Btu inch/(hr)(ft2)(°F)的不銹鋼材料所構成。
上述的熱隔離介面的面包含一或多個凹槽，因此當此面鄰接第二反應室的通道接口時，一隔離體積被限定于此凹槽之中。其中上述的隔離體積包含空的或隔熱材料于其中。通常，無論隔離體積所包含的何，其熱傳導系數(shù)均低于鋁的熱傳導系數(shù)。例如，在一實施例中，其為具有熱傳導系數(shù)0.18Btuinch/(hr)(ft2)(°F)的空氣。也因為無論隔離體積所包含的何，其熱傳導系數(shù)均低于鋁的熱傳導系數(shù)，因此，此隔離體積在此為一熱隔離體積。
依據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明預設大量不同形狀的凹槽。例如，在一本發(fā)明的實施例中的凹槽為斜面的。在本發(fā)明的其他實施例中，此凹槽的形狀最好以其剖面的形狀描述。本發(fā)明的凹槽的剖面形狀包含鋸齒圖案，重復圖案，曲線，或多項式方程式所構成的形狀。
在本發(fā)明精選的實施例中，基材通過的通道，包含一加熱元件，以維持通道在一接近熱反應室及/或其他高溫工序反應室的溫度，例如化學氣相沉積反應室(Chemical vapor deposition；CVD)。在本發(fā)明的一些實施例中，加熱元件是由一線圈圍繞在一陶瓷承座。且在一些實施例中，還包含一熱分布機構，用來分配由該加熱元件所產(chǎn)生的熱量。此熱分布機構包含一反射表面，在較佳的實施例中，此反射表面為拋物線反射鏡。


本發(fā)明的較佳實施例將于往后的說明文字中輔以下列附圖做更詳細的闡述，其中圖1A為習知真空系統(tǒng)的平面視圖；圖1B為習知熱反應室的平面視圖，具有一習知設備以連接熱反應室至第二反應室；圖2為加上本發(fā)明的系統(tǒng)的俯視示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的熱隔離介面的側視示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的熱隔離介面的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的熱隔離介面的剖面示意圖；圖6為具有第一較佳實施例的凹槽形狀的熱隔離介面的剖面示意圖；圖7為具有第二較佳實施例的凹槽形狀的熱隔離介面的剖面示意圖；圖8為具有加熱元件及熱分布機構的本發(fā)明的設備的通道剖面示意圖；以及圖9為圖8的剖面示意圖。
在各視圖中相似的元件符號代表對應的元件部分。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一改善的設備，以連接兩個反應室，在密閉的環(huán)境中。此改善的設備包含，一改善的介面，具有降低介于兩個反應室中的熱傳。在本發(fā)明的較佳實施例，此改善的介面，是由一種低熱傳系數(shù)的材料所制造。在本發(fā)明的另一較佳實施例，此介面包含一或多個凹槽，以使介面及第二反應室之間的表面積因而降低。較小的表面積，降低了傳送至第二反應室的熱量。在本發(fā)明的又一較佳實施例，此設備包含一加熱元件，以預防在靠近第二反應室的開口處的熱量流失。
圖1B揭示一傳統(tǒng)的熱反應室102，具有一習知的設備54包含一孔56，基材經(jīng)由此孔56，在傳統(tǒng)的熱反應室102及第二反應室如中央傳送反應室之間移動。介于熱反應室102及第二反應室之間的封閉環(huán)境，以螺栓及密封設備54的介面58至第二反應上相似的介面來維持。
參考圖2，如圖中所示為本發(fā)明的設備104，結合模組式架構的平面示意圖。圖2包含熱反應室102，反應室110，以及設備104的概要圖示。當圖2揭示了熱反應室102，本發(fā)明的設備及方法實際上可使用于多個高溫工序反應室，而不限于一個熱反應室。例如，反應室102可為化學氣相沉積(CVD)反應室。在本發(fā)明的一較佳實施例中，熱反應室102為任何形式的反應室，用來加熱基材至特定的溫度。例如在某些實施例中，熱反應室102是一批量式(Batch-type)熱反應室，設計來于玻璃基材上使用，例如美國專利第5,607,009號，Turner等人所揭示。由于玻璃基材，典型上是矩形的形狀，因此熱反應室的平面尺寸在此實施例中是為一矩形的，而不是圓形的。在其他的實施例中，熱反應室102為一設計來進行硅基材加工的熱反應室。
在本發(fā)明的某些結構中，反應室110是中央傳送反應室，使用于半導體及/或玻璃基材的加工工序中。典型的傳送反應室，由Turner等人揭示于美國專利第5,512,320號中。反應室110，包含一具有介面114的通道接口112。中央傳送反應室安裝于如Precision 5000，Endura，Centura，Producer，及Endura SL。他們是由位于美國加州圣克拉拉的應用材料公司所制造與銷售的。
設備104是使用來耦合熱反應室102至反應室110。設備104由通道120以及一熱隔離介面108組合而成。介面114以及熱隔離介面108，以螺栓鎖住及密封在一起，因此形成封閉的環(huán)境在熱反應室102及反應室110之間。這樣的封閉環(huán)境，使得熱反應室102及反應室110能維持真空的環(huán)境。
本發(fā)明一重要的優(yōu)點，為介于設備104與反應室110之間的熱傳，由于熱隔離介面108而降低。其中熱隔離介面108，是由熱傳導系數(shù)低于鋁或鋁合金的材料所構成。參見圖3，以說明這樣結構所獲得的優(yōu)點，并圖示熱隔離介面108。熱隔離介面108連接至通道120與通道接口112的介面114。因為通道120與熱反應室102相結合，因此在正常的操作情況下，具有高的溫度t1。而因為介面114耦合于通道接口112及反應室110，故具有一較低的溫度t2。因為t1高于t2，所以熱流q的方向，是由通道120至介面114及最終經(jīng)由通道接口112(圖2)到達反應室110。
本發(fā)明一重要態(tài)樣，為熱隔離介面108由具有低于鋁的熱傳導系數(shù)的材料所構成。因此，介于熱反應室102及反應室110(圖2)中的熱傳量被降低。所以，材料可使用來制造熱隔離介面108，包含任何熱傳導系數(shù)低于鋁，且可被加工的材料。在部分實施例中，此材料使用來制造熱隔離介面108，具有可承受溫度至約625℃或更高而不會融化。在其他的實施例中，使用來制造熱隔離介面108的材料，可以承受溫度如100℃至550℃而不會融化。
通道120也可使用具有低于鋁的熱傳導系數(shù)的材料制作，如使用制造熱隔離介面108的材料。更進一步，在部分施例中，通道120及熱隔離介面108為一單獨的元件。
有關于較寬范圍的適合使用于本發(fā)明的材料，可參考Marks StandardHandbook for Mechanical Engineers，及上述的著作所包含的表6-11。因此，可使用來制作熱隔離介面108的材料包含，鉑(Platinum)和不同形式的鐵(Iron)及鉻(Chromium)合金，其包含有鋼，如由美國鋼鐵協(xié)會(American Iron andSteel Institute)命名的C1020(熱處理)或304(鋼板)。無論如何，在較佳的實施例中，用來制作熱隔離介面108的材料包含任何常見的型式的不銹鋼。
參照圖4示是用來實例說明，本發(fā)明實施例所增加的特征。圖4為根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例圖2中的剖面線4-4方向的熱隔離介面108的示意圖。因此，圖4為表現(xiàn)出一熱隔離介面108的面402，由螺栓鎖附在通道接口112的介面114上(圖2)。面402限定一孔404在熱隔離介面108，其具有一尺寸使基材可經(jīng)過熱隔離介面108傳送。在面402上的螺栓孔406為螺栓(未圖示)固定所需的孔，使用來固定并密封熱隔離介面108至通道接口112的介面114。
面402的一重要的特征，為其存在有一或多個凹槽408。在一有代表性的實施例中，凹槽408是由加工的方式，去除一部份的面402，以形成一凹洞。凹槽408具有降低在面402的表面積的功效，當面402以螺栓固定并密封至通道接口112(圖2)的介面114上，因此降低了由熱反應室102至反應室110的熱流量Q〔方程式(1)〕。當三個凹槽(408-1，408-2，及408-3)出現(xiàn)在圖4中的實施例時，且熱隔離介面108，以螺栓鎖附至通道接口112(圖2)的介面114上時，可提供一封閉的環(huán)境。無論任何數(shù)量的凹槽，被加工在面402上，均不影響其形成封閉環(huán)境的功能。當熱隔離介面108以螺栓鎖附至介面114上時，由凹槽的墻以及介面114上與的連接的部分，因而限定出一封閉的體積。在一些實施例中，此封閉的體積，是維持空的或使用隔熱材料來充填。通常，在此封閉體積中的任何充填物，無論為隔熱材料或者是空氣，均具有熱傳導系數(shù)低于鋁的特性，而鋁的熱傳導系數(shù)約為1536Btu英寸/(小時)(平方英尺)(華氏度)。因此，這封閉的體積在此為一熱隔離體積。
圖5為圖4中熱隔離108介面沿著垂直線5-5的剖面線所示的凹槽408-2及408-3的剖面示意圖。如圖5所示，每一凹槽408降低了與介面114(圖2)接觸的面402的表面積，因此降低了由熱反應室102至反應室110的熱流量Q〔方程式(1)〕。
請參見圖6，為圖4中凹槽408-3沿著水平線6-6方向的剖面示意圖，本發(fā)明的實施例增加的特征可由此圖來表示。圖6強調了凹槽408-3的形狀。在實施例中，凹槽408-3是斜面的。在其他的實施例中，凹槽408-3的剖面，具有鋸齒狀圖案，如圖7中所示的圖案。無論如何，凹槽408具有寬廣數(shù)量不同的形狀包含，但不限定，任何重復的圖案形狀、曲線或任何由多項式方程式所決定的形狀。
圖8實例說明，本發(fā)明實施例的其他特征。圖8為圖2中通道120沿著線8-8′的剖面示意圖。以透視的方法，圖8包含了孔404的位置的表示(虛線)，其出現(xiàn)在熱隔離介面108上。
典型的中央傳送反應室，如反應室110包含一狹縫閥(未圖示)，當基材在反應室110與102(圖2)之間進行交換時，其被打開在通道接口112上。當此狹縫閥打開時，經(jīng)由設備104上的孔404，產(chǎn)生大量的熱量流失。因此造成一冷的區(qū)域在設備104的通道120上。為減輕此冷卻的區(qū)域，本發(fā)明的實施例包含一加熱元件，加熱元件維持設備104的溫度，接近于熱反應室102的溫度。例如，當熱反應室102維持在溫度約250℃至625℃時，此加熱元件可維持設備104在溫度介于約40℃至約550℃，其決定于特定模組結構所支撐的工序。在一些實施例中，此加熱元件可維持設備設備104在溫度約50℃至500℃。在其他實施例中，加熱元件可維持設備104，在溫度約70℃至300℃。在本發(fā)明的實施例中，反應室102操作在溫度高達550℃下，而此加熱元件則操作在一溫度，具有降低反應室102產(chǎn)生的熱量流失。在其他的情況下，無論如何，此加熱元件，具有維持設備104在一溫度范圍，雖然其并未在此特別的說明，但是只要此溫度范圍，使半導體或玻璃加工工序，變得更為容易，其并不脫離本發(fā)明的范圍。
如圖8中所示的加熱元件802為一根據(jù)本發(fā)明的代表性的加熱元件。通常，加熱元件802為任何形式與設備104耦合的加熱元件，具有加熱設備104至一適合的溫度，且不會發(fā)散出粒子，而造成工序中基材損壞。例如，加熱元件包含，以鎢線圈(Tungsten coil)圍繞在陶瓷的承座上。在一些實施例中，加熱元件802是由金屬鑄造而成。這樣的實例包含有Watlow鑄造(Cast-in)或干涉安裝(Interference fit；IFC)的產(chǎn)品種類。
本發(fā)明的一些實施例中，加熱分布機構使用來分布這些由加熱元件802所產(chǎn)生出來的熱量。代表性的熱分布機構為一反射表面。在一實施例中，此反射表面是具拋物線的反射鏡。圖8，實例說明具拋物線的反射鏡804，使用來反射加熱元件802所產(chǎn)生的熱量。
圖9為圖8沿著剖面線9-9的剖面示意圖，以說明兩個加熱元件802。實際上，根據(jù)本發(fā)明的設備104，可具有任何數(shù)量的加熱元件802，而圖9中所呈現(xiàn)的兩個加熱元件802，僅僅實例說明此觀點。圖9更進一步說明，拋物線反射鏡804的剖面示意圖，其分配由加熱元件產(chǎn)生的熱量。因此，根據(jù)本發(fā)明的設備104，具有預防成為熱反應室或者其他高溫工序反應室的吸熱裝置的優(yōu)點。設備104，使得溫度分布于熱反應室或其他高溫工序反應室中更為均勻。
雖然在此本發(fā)明利用玻璃基材及硅基材來說明，但本發(fā)明所教示的并不限制于在玻璃基材及硅基材。更確切地說，根據(jù)本發(fā)明的設備及方法，可使用于但并不限定于玻璃平板(Glass panels)、石英(Quartz)、二氧化硅(Silica)、熔硅土(Fused silica)、硅(Silicon)、摻雜硅(Doped)以及砷化鎵(Gallium arsenide)等基材，和任何形式的基材，可使用于以模組架構為基礎的系統(tǒng)之中。事實上，本發(fā)明的方法可使用于包含任何III-IV族的半導體所構成的基材。更進一步，根據(jù)本發(fā)明的設備及方法所處理的基材，可為圓的、矩形的、或者任何適合的形式。更特別的是，在部分實施例中，根據(jù)本發(fā)明的工序中的基材，為非圓形的基材，具有面積超過400平方公分。范例的基材包含，但不用來限制，包含矩形或方形基材使用來作為平板顯示器，具有尺寸如約370毫米(mm)×470毫米或者更大。而基材將具有矩形尺寸其的約為1公尺×1.5公尺，同樣也是可被預期的。
如熟悉此技術的人員所了解的，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其他未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述的本申請權利要求范圍內。
權利要求
1.一種用來傳送一基材于一第一反應室與一第二反應室間的設備，其中該第一反應室相對于該第二反應室的溫度是維持在一高的溫度，該第二反應室包含一通道接口，其中該設備至少包含一通道，用來接收該基材；及一熱隔離介面，可降低由該第一反應室至該第二反應室的熱傳量，該熱隔離介面允許該基材在該設備與該第二反應室之間傳送，該熱隔離介面具有一面，該面上配置一邊界，該邊界限定一孔在該熱隔離介面中，該孔具有使該基材經(jīng)過該熱隔離介面?zhèn)魉偷某叽纭?br> 2.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述的第一反應室為一熱反應室或一高溫工序反應室，及該第二反應室為一傳送反應室。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述的熱隔離介面是由熱傳導系數(shù)低于鋁的材料所構成。
4.如權利要求3所述的設備，其特征在于所述的熱隔離介面是由熱傳導系數(shù)低于1536Btu inch/(hr)(ft2)(°F)的材料所構成。
5.如權利要求4所述的設備，其特征在于所述的熱隔離介面是由不銹鋼材料所構成。
6.如權利要求4所述的設備，其特征在于所述的熱隔離介面是由具有熱傳導系數(shù)約106Btu inch/(hr)(ft2)(°F)的不銹鋼材料所構成。
7.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述的面包含一凹槽，因此當該面鄰接該通道接口時，一熱隔離體積被限定于該凹槽之中。
8.如權利要求7所述的設備，其特征在于所述的熱隔離體積是由一熱傳導系數(shù)低于1200Btu inch/(hr)(ft2)(°F)的成份所占據(jù)。
9.如權利要求8所述的設備，其特征在于所述的成份包含空氣或一隔熱材料。
10.如權利要求7所述的設備，其特征在于所述的凹槽為斜面的。
11.如權利要求7所述的設備，其特征在于所述的凹槽的斷面是由一鋸齒圖案，一重復圖案，一曲線，及一多項式方程式所構成的群組之一所形成的形狀。
12.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述的高的溫度的范圍介于約250℃至約625℃之間。
13.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述的通道還包含一加熱元件，以維持該設備的溫度接近該高的溫度。
14.如權利要求13所述的設備，其特征在于所述的加熱元件包含一金屬外形的加熱器。
15.如權利要求13所述的設備，其特征在于所述的加熱元件是由一線圈圍繞在一陶瓷承座形成。
16.如權利要求13所述的設備，其特征在于所述的通道還包含一熱分布機構，用來分配由該加熱元件所產(chǎn)生的熱量。
17.如權利要求13所述的設備，其特征在于所述的熱分布機構為一反射表面。
18.如權利要求17所述的設備，其特征在于所述的熱分布機構為一拋物面鏡。
19.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述的基材為一半導體基材或一玻璃基材。
20.一種用來傳送一基材于一第一反應室與一第二反應室間的設備，其中該第一反應室相對于該第二反應室的溫度是維持在一高的溫度，該第二反應室包含一通道接口，該設備包含一通道，用來接收該基材；及一不銹鋼介面，可降低由該第一反應室至該第二反應室的熱傳量，該不銹鋼介面允許該基材在該設備與該第二反應室之間傳送，該不銹鋼介面具有一面，該面上配置一邊界，該邊界限定一孔在該不銹鋼介面中，該孔具有使該基材經(jīng)過該不銹鋼介面?zhèn)魉偷某叽纭?br> 21.一種用來傳送一基材于一第一反應室與一第二反應室間的設備，其中該第一反應室相對于該第二反應室的周圍溫度是維持在一高的溫度，該第二反應室包含一通道接口，該設備包含一通道，用來接收該基材，該通道具有一加熱元件，以維持該設備在一溫度，該溫度接近該高的溫度；及一介面，可降低由該第一反應室至該第二反應室的熱傳量，該介面允許該基材在該設備與該第二反應室之間傳送，該介面具有一面，該面上配置一邊界，該邊界限定一孔在該介面中，該孔具有使該基材經(jīng)過該介面?zhèn)魉偷某叽纭?br> 全文摘要
一種熱隔離加熱處理室的設備，其是用來在第一反應室與第二反應室之間傳送基材，其中第一反應室維持在相對于第二反應室周邊環(huán)境溫度較高的溫度。此設備至少包含用來接收基材的通道及一熱隔離介面，此熱隔離介面降低由第一反應室傳送至第二反應室的熱量，并允許基材在此設備及第二反應室之間傳送。熱隔離介面包含一孔，具有使基材可傳送通過此熱隔離介面的尺寸。
文檔編號C23C16/44GK1639838SQ02829361
公開日2005年7月13日 申請日期2002年7月24日 優(yōu)先權日2002年7月24日
發(fā)明者伊曼紐爾·比爾, 肯尼思·E·鮑梅 申請人:應用材料股份有限公司