[發(fā)明專利]快速熱處理腔室

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280048459.8
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN103858214B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯克·莫里茨;阿倫·繆爾·亨特
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01L21/324
• 分類號(hào): H01L21/324;H01L21/02
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國,趙靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式大體涉及快速熱處理（rapid?thermal?processing,RTP）腔室。

背景技術(shù)

RTP是在數(shù)秒或更短的時(shí)間內(nèi)將基板（諸如硅晶片）加熱至高達(dá)1200攝氏度或更高的溫度的制造工藝。RTP可用于多種應(yīng)用，包括摻雜劑活化、熱氧化或金屬回流。

一類現(xiàn)存的RTP腔室利用燈陣列在處理期間快速加熱基板。與設(shè)置在腔室內(nèi)的多個(gè)高溫計(jì)（pyrometer）連接的控制器控制施加至燈的功率量，從而控制由這些燈產(chǎn)生的熱量。其他類型的腔室利用加熱的基板支撐件，并且可使用電阻測量裝置控制溫度。現(xiàn)存的RTP腔室意味著在制造設(shè)施上相當(dāng)大的投資，因而增加了生產(chǎn)裝置的成本。

因此，需要一種改良的RTP腔室。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施方式大體涉及RTP腔室。該腔室通常包括腔室主體和腔室蓋。該腔室主體包括基板支撐件，該基板支撐件具有多個(gè)電阻式加熱器區(qū)域，以加熱定位在該基板支撐件上的基板。該腔室主體視情況（optionally）也包括冷卻通道(channel)和熱絕緣襯里，冷卻通道用于緩和熱應(yīng)力，熱絕緣襯里設(shè)置在該腔室主體中以容納熱處理期間產(chǎn)生的熱。該腔室蓋包括蓋主體和反射板，該蓋主體具有穿過該蓋主體的開口，該反射板設(shè)置在該開口內(nèi)。多個(gè)高溫計(jì)定位在該反射板內(nèi)，以在遍及該基板的多個(gè)位置處測量與基板支撐件的這些區(qū)域?qū)?yīng)的基板的溫度。每一個(gè)區(qū)域的溫度被調(diào)整以響應(yīng)來自多個(gè)高溫計(jì)的信號(hào)。

一個(gè)實(shí)施方式中，腔室包含腔室蓋和腔室主體。基板支撐件設(shè)置在該腔室主體內(nèi)，并且具有多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域可被獨(dú)立地加熱以加熱定位在基板支撐件上的基板。該腔室蓋設(shè)置在腔室主體上并且具有圓形開口，該圓形開口設(shè)置成穿過該腔室蓋。該腔室蓋也包括反射板，該反射板定位在該圓形開口內(nèi)并且具有鄰近于該基板支撐件的上表面的表面。多個(gè)高溫計(jì)設(shè)置成穿過形成于該反射板中的開口，以在遍及基板表面的多個(gè)位置處測量該基板的溫度。多個(gè)高溫計(jì)中的每一個(gè)高溫計(jì)對應(yīng)于多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域。

另一個(gè)實(shí)施方式中，腔室包含腔室主體和腔室蓋，該腔室主體包含鋁。基板支撐件設(shè)置在該腔室主體內(nèi)并且具有多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域可被獨(dú)立地加熱以加熱定位在基板支撐件上的基板。該腔室蓋設(shè)置在該腔室主體上并且包括蓋主體，該蓋主體包含鋁。該蓋主體具有圓形開口，該圓形開口設(shè)置成穿過該蓋主體。反射板定位在該圓形開口內(nèi)，并且具有鄰近于該基板支撐件的上表面的表面。多個(gè)高溫計(jì)設(shè)置成穿過形成于該反射板中的開口，以在遍及基板表面的多個(gè)位置處測量該基板的溫度。多個(gè)高溫計(jì)中的每一個(gè)高溫計(jì)對應(yīng)于多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域。

另一個(gè)實(shí)施方式中，腔室包含腔室主體、腔室蓋和控制器，該腔室主體包含鋁。基板支撐件設(shè)置在該腔室主體內(nèi)。該基板支撐件具有多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域可被獨(dú)立地加熱以加熱定位在基板支撐件上的基板。多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)區(qū)域包含電阻式加熱元件。該腔室蓋設(shè)置在該腔室主體上并且包括蓋主體，該蓋主體包含鋁。該蓋主體具有圓形開口，該圓形開口設(shè)置成穿過該蓋主體。反射板定位在該圓形開口內(nèi)并且具有鄰近于該基板支撐件的上表面的表面。多個(gè)高溫計(jì)設(shè)置成穿過形成于該反射板中的開口，以在遍及基板表面的多個(gè)位置處測量該基板的溫度。多個(gè)高溫計(jì)中的每一個(gè)高溫計(jì)對應(yīng)于多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域。該腔室也包括控制器，該控制器耦接至每一個(gè)區(qū)域的電阻式加熱元件并且耦接至多個(gè)高溫計(jì)。該控制器適于基于來自多個(gè)高溫計(jì)每個(gè)的信號(hào)，控制施加至每一個(gè)區(qū)域的電阻式加熱元件的功率量。

附圖說明

可參照實(shí)施方式（一些實(shí)施方式描繪于附圖中）來詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征結(jié)構(gòu)以及以上簡要概述的有關(guān)本發(fā)明更特定的描述。然而，應(yīng)注意附圖僅描繪本發(fā)明的典型實(shí)施方式，因而不應(yīng)將這些附圖視為限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他等效實(shí)施方式。

圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的RTP腔室的截面圖。

圖3是圖1和圖2所示的腔室蓋的等角視圖（isometric?view）。

圖4是圖1和圖2所示的基板支撐件的頂視平面圖。

為了便于理解，已盡可能地使用相同的參考數(shù)字來標(biāo)示各圖共有的相同的元件。預(yù)期在一個(gè)實(shí)施方式中所披露的元件可有利地用于其他實(shí)施方式，而無需特別詳述。

具體實(shí)施方式