使用順應(yīng)性材料進(jìn)行的圓頂冷卻的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001]發(fā)明背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開內(nèi)容的實(shí)施方式大體涉及用于加熱諸如半導(dǎo)體基板之類的基板的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]半導(dǎo)體基板經(jīng)處理以用于各式各樣的應(yīng)用，這些應(yīng)用包括集成裝置與微型裝置(microdevice)的制造。一種處理基板的方法包括將材料例如外延材料沉積于基板表面上。所沉積的膜的質(zhì)量取決于各種因素，這些因素包括諸如溫度之類的處理?xiàng)l件。隨著晶體管尺寸縮小，在形成高質(zhì)量膜方面溫度控制變得更為重要。另外地或替代地，在基板上進(jìn)行沉積之后，所沉積的材料可被熱處理例如被退火。沉積或熱處理期間一致的溫度控制形成工藝與工藝間(process-to-process)的再現(xiàn)性。
[0004]然而，用以處理基板的每一個(gè)處理腔室與其他腔室都有稍微的變化(variat1n)，這特別是因每一個(gè)腔室的單獨(dú)部件的機(jī)械加工(machining)公差(tolerance)所致。因此，每一個(gè)單獨(dú)的腔室在熱工藝期間具有不同的特性例如不同的冷卻速率或腔室熱點(diǎn)(hot spot)，這造成在不同腔室中被處理的基板具有不同的性質(zhì)(例如腔室與腔室間的(chamber-to-chamber)變化)。不同腔室所處理的基板之間的變化隨著晶體管器件縮小而被放大。因此，即使所有的腔室都使用相同的處理配方(recipe)，第一腔室所處理的基板也會(huì)與其他腔室所處理的基板具有不同的性質(zhì)。
[0005]因此，存在對(duì)于一種減少受處理基板的腔室與腔室間變化的設(shè)備的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文所述的實(shí)施方式大體涉及用于處理基板的設(shè)備。該設(shè)備大體包括處理腔室，該處理腔室包括燈箱(lamp housing)，該燈箱包括多盞燈，且定位成與光學(xué)透明窗鄰近。燈箱內(nèi)的燈提供輻射能至定位于基板支撐件上的基板。使用燈箱內(nèi)的冷卻通道有助于光學(xué)透明窗的溫度控制。燈箱使用順應(yīng)性(compliant)導(dǎo)體熱耦接至光學(xué)透明窗。這些順應(yīng)性導(dǎo)體保持均一的傳導(dǎo)長(zhǎng)度，而與光學(xué)透明窗和燈箱的機(jī)械加工公差無(wú)關(guān)。均一的傳導(dǎo)長(zhǎng)度促進(jìn)精確的溫度控制。因?yàn)轫槕?yīng)性導(dǎo)體的長(zhǎng)度是均一的，而與腔室部件的機(jī)械加工公差無(wú)關(guān)，所以對(duì)不同的處理腔室而言，傳導(dǎo)長(zhǎng)度是相同的。因此，多個(gè)處理腔室之間的溫度控制是均勻的，從而減少腔室與腔室間的變化。
[0007]在一個(gè)實(shí)施方式中，一種處理腔室包括腔室主體，該腔室主體包括光學(xué)透明窗與燈箱，該燈箱設(shè)置成與該光學(xué)透明窗鄰近。該光學(xué)透明窗與該燈箱之間有間隙，且一個(gè)或多個(gè)冷卻通道設(shè)置在該燈箱中。多個(gè)順應(yīng)性導(dǎo)體設(shè)置在該燈箱與透明窗之間的該間隙中。這些順應(yīng)性導(dǎo)體與該燈箱和透明窗接觸。
[0008]在另一實(shí)施方式中，一種處理腔室包括腔室主體，該腔室主體包括光學(xué)透明窗以及燈箱，該燈箱設(shè)置成與該光學(xué)透明窗鄰近。該光學(xué)透明窗與該燈箱之間有間隙。一個(gè)或多個(gè)冷卻通道設(shè)置在該燈箱中。該處理腔室還包括多個(gè)順應(yīng)性導(dǎo)體，這些順應(yīng)性導(dǎo)體設(shè)置在該燈箱與透明窗之間的該間隙中，且與該燈箱和透明窗接觸。這些順應(yīng)性導(dǎo)體可包括網(wǎng)狀物(mesh)或羊毛狀物(wool)。
[0009]在另一實(shí)施方式中，一種處理腔室包括腔室主體，該腔室主體包括光學(xué)透明窗以及燈箱，該燈箱設(shè)置成與該光學(xué)透明窗鄰近。該光學(xué)透明窗與該燈箱之間包括間隙。一個(gè)或多個(gè)冷卻通道設(shè)置在該燈箱中。該處理腔室還包括多個(gè)順應(yīng)性導(dǎo)體，這些順應(yīng)性導(dǎo)體設(shè)置在該燈箱與透明窗之間的該間隙中，且與該燈箱和透明窗接觸。這些順應(yīng)性導(dǎo)體包括涂層，該涂層在這些順應(yīng)性導(dǎo)體與該透明窗接觸的一端上。
【附圖說(shuō)明】
[0010]因此，以能詳細(xì)理解本公開內(nèi)容的上述特征的方式，通過(guò)參考實(shí)施方式可獲得于上文簡(jiǎn)要概述的本公開內(nèi)容的更具體的描述，一些實(shí)施方式圖示于附圖中。然而，應(yīng)注意的是附圖僅圖示本公開內(nèi)容的典型實(shí)施方式，因而不應(yīng)將這些附圖視為對(duì)本公開內(nèi)容的范圍的限制，因?yàn)楸竟_內(nèi)容可容許其他等效實(shí)施方式。
[0011]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的處理腔室的示意剖面視圖。
[0012]圖2是圖1的放大的部分視圖，該視圖圖示順應(yīng)性導(dǎo)體。
[0013]圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的燈箱的部分剖面示意圖。
[0014]圖4A至圖4D圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的其他實(shí)施方式的順應(yīng)性導(dǎo)體。
[0015]為助于理解，已盡可能使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)示各圖所共有的相同元件。應(yīng)預(yù)期，一個(gè)實(shí)施方式的元件與特征可有益地并入其他實(shí)施方式中，而無(wú)需進(jìn)一步敘述。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本文所述的實(shí)施方式大體涉及用于處理基板的設(shè)備。該設(shè)備大體包括處理腔室，該處理腔室包括燈箱，該燈箱包括多盞燈，且定位成與光學(xué)透明窗鄰近。燈箱內(nèi)的燈提供輻射能至定位于基板支撐件上的基板。使用燈箱內(nèi)的冷卻通道有助于光學(xué)透明窗的溫度控制。使用順應(yīng)性導(dǎo)體將燈箱熱耦接至光學(xué)透明窗。這些順應(yīng)性導(dǎo)體保持均一的傳導(dǎo)長(zhǎng)度，而與光學(xué)透明窗和燈箱的機(jī)械加工公差無(wú)關(guān)。均一的傳導(dǎo)長(zhǎng)度促進(jìn)精確的溫度控制。因?yàn)轫槕?yīng)性導(dǎo)體的長(zhǎng)度是均一的，而與腔室部件的機(jī)械加工公差無(wú)關(guān)，所以對(duì)不同的處理腔室而言，傳導(dǎo)長(zhǎng)度是相同的。因此，多個(gè)處理腔室之間的溫度控制是均勻的，從而減少腔室與腔室間的變化。
[0017]圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的處理腔室100的示意剖面視圖。處理腔室100可用以處理一個(gè)或多個(gè)基板，包括沉積材料于基板的上表面上。該處理腔室100包括腔室主體101、上窗102，該上窗諸如是圓頂，且由諸如不銹鋼、鋁、陶瓷(例如石英)、或涂布的金屬或陶瓷之類的材料所形成。處理腔室100還包括下窗104，該下窗104諸如是圓頂，且由諸如石英之類的光學(xué)透明材料所形成。下窗104耦接至腔室主體101，或者是腔室主體101的構(gòu)成整體的組成部分(integral part)?；逯渭?06適于支撐基板108于該基板支撐件106上，該基板支撐件106設(shè)置在該處理腔室100內(nèi)且介于上窗102與下窗104之間?；逯渭?06親接至支撐板109且在基板支撐件106與支撐板109之間形成間隙111。支撐板109由諸如石英之類的光學(xué)透明材料形成，以使來(lái)自燈142的輻射能得以照射(impinge)在基板支撐件106上并且將基板支撐件106加熱至期望的處理溫度?；逯渭?06由碳化硅或涂布有碳化硅的石墨所形成，以吸收來(lái)自燈142的輻射能且將該輻射能傳遞到基板108。
[0018]圖中顯示基板支撐件106處于升高的處理位置，但該基板支撐件106可被致動(dòng)器112豎直致動(dòng)至處理位置下方的裝載位置，以使升降桿110得以接觸下窗104且將基板108從基板支撐件106抬升。機(jī)械手(未示出)隨后可進(jìn)入處理腔室100，以通過(guò)諸如狹縫閥之類的開口 114與基板108銜接(engage)且將基板108從處理腔室100移除?；逯渭?06也適于在處理期間被致動(dòng)器112旋轉(zhuǎn)，以促進(jìn)基板108的均勻處理。
[0019]位于處理位置時(shí)的基板支撐件106將處理腔室100的內(nèi)部空間劃分成處理氣體區(qū)域116與凈化氣體(purge gas)區(qū)域118。當(dāng)基板支撐件106位于處理位置時(shí)，該處理氣體區(qū)域116包括位于上窗102與基板支撐件106的平面120之間的內(nèi)部腔室空間。凈化氣體區(qū)域118包括位于下窗104與該平面120之間的內(nèi)部腔室空間。
[0020]從凈化氣體源122供應(yīng)的凈化氣體通過(guò)凈化氣體入口 124被引至凈化氣體區(qū)域118，該凈化氣體入口 124形成于腔室主體101的側(cè)壁中。凈化氣體沿著流動(dòng)路徑126橫向地流過(guò)支撐件106的整個(gè)背表面，且從凈化氣體區(qū)域118通過(guò)凈化氣體出口 128排出，該凈化氣體出口 128位于處理腔室100的對(duì)側(cè)上(與該凈化氣體入口 124相對(duì)之側(cè))。