[發明專利]具有等離子體噴涂涂層的支撐環

在審

• 申請號: 201980017607.1
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN111819679A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 吳菅;中川敏行;中西孝之
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/687
• 分類號: H01L21/687;H01L21/67;C23C4/134;C23C4/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本公開內容涉及用于熱處理腔室的支撐環。支撐環具有多晶硅涂層。多晶硅涂層使用等離子體噴涂沉積工藝而形成。

技術領域

本公開內容的方面一般涉及用以支撐基板的裝置和用于形成這種裝置的方法。更具體而言，本公開內容的實施方式涉及具有多晶硅涂層的支撐環。

背景技術

在諸如用于制造半導體裝置的基板的處理中，半導體基板放置在處理腔室中的基板支撐件上，同時在處理腔室中維持適合的處理條件。在一個實例中，快速熱處理(RTP)腔室可用以利用設置于基板下方的燈加熱基板。基板使用從燈發射的電磁能量，而可快速地加熱至在600℃至1300℃的溫度范圍之中的提升的溫度。在處理期間，基板由例如邊緣環的支撐結構支撐，支撐結構設置在基板的周圍，且支撐基板的周圍。邊緣環進一步由例如支撐環的另一支撐結構支撐。

邊緣環及支撐環以可承受快速加熱及冷卻的無數次循環的材料構成。石英為用于支撐環結構的通常材料。基板的上方區域中往往使用對由基板發射的輻射十分靈敏的輻射檢測器，以確定基板的溫度。避免燈的輻射進入基板上方的區域能夠避免此輻射阻礙輻射檢測器的效能。因為石英對光及紅外能量為透明的，所以石英支撐環可以材料涂布，使其對燈的輻射不透明。

諸如化學氣相沉積(CVD)的沉積工藝通常用以形成涂層。然而，這種常規的工藝受到許多限制。舉例而言，待涂布的環的尺寸受到用以形成涂層的沉積腔室的尺寸的限制。此外，環的選擇區域通常未涂布。CVD工藝牽涉在環上形成昂貴且耗時的掩模，以避免涂層沉積在其遮蔽的部分上。

使用諸如CVD的常規的方法形成的涂層還遭受涂層粘附至下層表面的問題。CVD硅涂層在所形成的硅涂層反復熱循環的部分之后開始分層和/或裂開。此分層及裂開在僅少次的熱循環之后便可開始。持續的分層及裂開最終導致以硅涂布的石英支撐環無法使用。

因此，存在對于石英支撐環的改良的涂層的需求。

發明內容

在一個方面中，一種處理腔室包括主體，該主體具有側壁和底部。蓋耦接至主體，而在其中限定處理空間。輻射熱源設置在處理空間中的底部上，用于在處理操作期間加熱基板。基板支撐件也設置于處理空間中。基板支撐件具有邊緣環、支撐環及耦接至支撐環的支撐筒。支撐環包括使用等離子體噴涂沉積工藝在其上形成的涂層。

在另一方面中，基板支撐件包括環主體，該主體具有內部邊緣、外部邊緣、在內部邊緣及外部邊緣之間延伸的第一側、及相對于第一側在內部邊緣及外部邊緣之間延伸的第二側。涂層設置于環主體上。涂層通過等離子體噴涂沉積工藝形成。

在另一方面中，公開一種在以石英制成的支撐環上形成涂層的方法。方法包括清潔支撐環、將支撐環定位在沉積區域，其中沉積區域為無塵室(clean room)、及使用等離子體噴涂沉積工藝施加涂層。

附圖說明

為了使本公開內容以上所記載的特征得以詳細理解，可通過參考實施方式而理解以上簡要概述的本公開內容的更具體說明，某些實施方式圖示于隨附附圖中。然而，應理解隨附附圖僅圖示示例性實施方式，且因此不應考慮為對其范圍的限制，且可認可其他均等效果的實施方式。

圖1為根據本公開內容的一個實施方式的快速熱處理腔室的簡化的等距視圖。

圖2為根據本公開內容的一個實施方式的支撐環的部分截面圖。

圖3為對圖2的支撐環的放大部分的部分截面圖。

為了促進理解，已盡可能地使用相同的附圖標記代表附圖中共享的相同元件。應考慮一個實施方式的元件和特征可有益地并入其他實施方式中而無須進一步說明。

具體實施方式

本公開內容涉及用于熱處理腔室的支撐環。支撐環具有多晶硅涂層，用于限制由支撐環傳輸的電磁輻射。多晶硅涂層使用等離子體噴涂沉積工藝形成。