[發(fā)明專利]冷卻改進的快速熱處理燈頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980135169.5
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN102150248A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 約瑟夫·M·拉內(nèi)什;庫赫斯特·索瑞伯基;凱達爾納什·桑格姆;亞歷山大·勒納
• 申請（專利權(quán)）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;王金寶

技術(shù)領域

本發(fā)明實施例大致涉及半導體處理領域，明確地說，涉及改善處理腔室中熱移除速率和熱傳送效率的改進燈頭。

背景技術(shù)

隨著半導體組件特征結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸持續(xù)縮小，熱預算上需要更嚴厲的限制。舉例來說，需要快速熱處理(RTP)均勻地傳送短時間高溫度脈沖至正在處理的基材。適合執(zhí)行上述RTP處理的設備的一實例是描述在頒發(fā)給Joseph?M.Ranish且受讓于Applied?Materials，Inc.的美國專利6,805,466。上述專利的設備中，冷卻劑通道配置為鄰近燈頭熱源從而讓冷卻劑流過其中而促進其快速冷卻。雖然上述設備比已有技術(shù)有所改善，但可進一步改善以促進更有效的熱移除，藉此促進設備更長的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

在此提供燈頭和設備的實施例。一些實施例中，用于半導體處理的燈頭可包括：整體件(monolithic?member)，其具有多個冷卻劑通道和多個燈通道及多個反射腔，其中各個燈通道設置以容納燈，而各個反射腔經(jīng)構(gòu)形以作為反射器或接收燈的可替換式反射器，且其中多個冷卻劑通道配置鄰近多個燈通道；及至少一熱傳送件，自整體件延伸進入各個冷卻劑通道。

一些實施例中，用于熱處理中的設備可包括：處理腔室，其具有基材支撐件；及燈頭，經(jīng)配置以提供能量至基材支撐件，燈頭包括：整體件，其具有多個冷卻劑通道和多個燈通道及多個反射腔，其中各個燈通道設以容納燈，而各個反射腔經(jīng)構(gòu)形以作為反射器或接收燈的可替換式反射器，且其中多個冷卻劑通道配置鄰近多個燈通道；及至少一熱傳送件，自整體件延伸進入各個冷卻劑通道。

附圖說明

為了更詳細地了解本發(fā)明的上述特征，可參照實施例(一些表示在附圖中)來理解本發(fā)明的上面簡短概述的特定描述。然而，需注意附圖僅表示本發(fā)明的典型實施例，因此不被視為它的范圍的限制因素，因為本發(fā)明可允許其它等效實施例。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的設備的示意性側(cè)視圖。

圖2A-B描繪根據(jù)本發(fā)明一些實施例的燈頭的部分剖面?zhèn)纫晥D。

圖3A-B描繪根據(jù)本發(fā)明一些實施例的示范性冷卻劑通道構(gòu)造。

圖4A-B描繪根據(jù)本發(fā)明一些實施例的示范性冷卻劑通道構(gòu)造。

圖5A-C描繪根據(jù)本發(fā)明一些實施例的示范性冷卻劑鰭板構(gòu)造。

為了清晰緣故，已經(jīng)簡化圖示且未按照比例繪制。為了促進理解，盡可能應用相同的組件符號來標示圖中相同的組件。可想到一實施例的一些組件可有利地并入其它實施例。

具體實施方式

本文提供冷卻效率改進的燈頭以及利用改進的燈頭處理基材的設備的實施例。一些實施例中，燈頭包括：整體件，其具有配置在其中的多個冷卻劑通道。至少一熱傳送件自整體件延伸進入各個冷卻劑通道。配置在各個冷卻劑通道中的至少一熱傳送件可有利地在快速熱處理(RTP)過程中促進整體件的快速冷卻，且可進一步限制冷卻劑通道中的周期性疲勞斷裂。一些實施例中，燈頭配置在設備中，該設備包括處理腔室，該處理腔室具有基材支撐件以支撐配置在其中的基材，其中燈頭配置在相對支撐件的位置以在處理過程中促進加熱基材。

下面描述中，術(shù)語基材意指廣泛地覆蓋在熱處理腔室中處理的任何對象，且在處理過程中測量基材的溫度。舉例來說，術(shù)語基材可包括半導體晶片、平板顯示器、玻璃板或玻璃盤、塑料工件等等。

圖1描繪根據(jù)本發(fā)明一些實施例的快速熱處理系統(tǒng)(RTP)。RTP系統(tǒng)可包括：處理腔室100，其具有燈頭200以處理基材106。舉例來說，一些實施例中，基材106可為圓盤形八英寸(200mm)或十二英寸(300mm)直徑的硅基材。基材106裝設在腔室100中且位于基材支撐件108上，并藉由燈頭200加熱，燈頭200配置在相對基材支撐件108的位置。燈頭200產(chǎn)生輻射112，其朝向基材106的前側(cè)。或者(未示出)，燈頭200可設置以加熱基材106的背側(cè)，例如藉由設置在基材106下方或藉由引導輻射至基材106的背側(cè)。輻射通過水冷式石英窗組件114進入處理腔室100。基材106下方是反射器102，其裝設在水冷式不銹鋼基部116上。基部116包括循環(huán)回路146，冷卻劑可經(jīng)由循環(huán)回路146循環(huán)以冷卻反射器102。一些實施例中，反射器102由鋁制成且具有高度反射表面涂層120。溫度可能高于23℃的水可循環(huán)通過基部116以保持反射器102的溫度充分地低于加熱的基材106的溫度。或者，可在相同溫度或不同溫度下提供其它冷卻劑。舉例來說，防凍劑或其它熱傳送流體可循環(huán)穿過基部116和/或基部116可耦接至冷卻器(未示出)。基材106的下側(cè)或背側(cè)109和反射器102的頂部形成反射腔118。反射腔118提高基材106的有效發(fā)射率。