热耦合的石英圆顶热沉制造技术

热耦合的石英圆顶热沉。本文描述的实施方式大体关于用于处理基板的设备。该设备大体包括处理腔室，该处理腔室具有在该处理腔室中的基板支撑件。多盏灯经定位以提供穿过光学透明窗而至基板的辐射能，基板定位于基板支撑件上。所述多盏灯定位于灯箱中。冷却通道形成于灯箱中。灯箱的表面与光学透明窗间隔一段距离，以在该表面与该窗之间形成间隙。该间隙起到流体通道的作用，并且适于在所述间隙中容纳流体，以助于冷却光学透明窗。形成于灯箱的表面中的诸如开口之类的多个紊流诱发特征诱发冷却流体的紊流，因而改善光学透明窗与灯箱之间的热传递。

Thermally coupled quartz dome heat sink

Thermally coupled quartz dome heat sink. The method described in this article is generally about the equipment used to process the substrate. The device generally includes a processing chamber, and the processing chamber has a substrate support in the processing chamber. A plurality of lamps are positioned to provide radiation energy through optical transparent windows to the substrate, which is positioned on the substrate support. The plurality of lamps are positioned in the lamp box. The cooling passage is formed in the lamp box. The surface of the lamp box is spaced away from the optical transparent window to form a gap between the surface and the window. The clearance acts as a fluid channel and is adapted to accommodate fluid in the clearance to help cool the optical transparent window. Multiple turbulence-induced characteristics, such as openings, formed on the surface of the light box induce turbulence in the cooling fluid, thereby improving heat transfer between the optical transparent window and the light box.

【技术实现步骤摘要】
热耦合的石英圆顶热沉本申请是申请日为2014年2月11日、申请号为201480011009.0、专利技术名称为“热耦合的石英圆顶热沉”的专利技术专利申请的分案申请。专利技术背景
本专利技术的实施方式大体关于用于加热诸如半导体基板之类的基板的方法与设备。
技术介绍
对半导体基板进行处理以用于各式各样的应用中，这些应用包括集成装置与微型装置(microdevice)的制造。一种处理基板的方法包括沉积例如是外延材料的材料于基板表面上。沉积的膜(depositedfilm)的质量取决于多种因素，这些因素包括诸如温度之类的处理条件。随着晶体管尺寸减小，在形成高质量膜方面，温度控制变得更加重要。随着产量增加，温度控制变得更加困难，这特别是由于快速基板温度升高与降低(例如基板升温与冷却)的需求所致。基板加热速率可通过调整灯的设置来增大。然而，基板冷却大幅度地取决于周围温度，而周围温度难以降低，或降低周围温度花费昂贵。紧邻基板的周围温度受到受热的腔室部件(特别是受热的下圆顶)的影响，以致进一步加剧了冷却问题。吸收的热在冷却期间辐射至基板，而不良地延长用以充分地冷却基板的时间。因此，存在对改善的冷却的需要。
技术实现思路
本文描述的实施方式大体关于用于处理基板的设备。所述设备大体包括处理腔室，所述处理腔室具有在该处理腔室中的基板支撑件。多盏灯经定位以提供穿过光学透明窗(opticallytransparentwindow)而至基板的辐射能，所述基板定位于基板支撑件上。所述多盏灯定位于灯箱(lamphousing)中。冷却通道形成于灯箱中。灯箱的表面与光学透明窗间隔一段距离，以在所述表面与所述窗之间形成间隙。所述间隙起到流体通道的作用，并且适于在所述间隙中容纳流体，以助于冷却所述光学透明窗。形成于灯箱的表面中的诸如开口之类的多个紊流诱发特征(turbulenceinducingfeature)诱发冷却流体的紊流，因而改善光学透明窗与灯箱之间的热传递。在一个实施方式中，处理腔室包括腔室主体，所述腔室主体包括光学透明窗与灯箱，所述灯箱设置成邻近所述光学透明窗。在所述光学透明窗与所述灯箱之间形成间隙。在灯箱中设置多盏灯与一个或多个冷却通道。处理腔室还包括冷却流体源，所述冷却流体源适于提供冷却流体至介于所述光学透明窗与所述灯箱之间的间隙。在另一实施方式中，一种冷却方法包括使得在介于光学透明窗与灯箱之间的空间内的冷却流体循环，所述灯箱具有形成在所述灯箱中的至少一个冷却通道。所述灯箱的表面包括一个或多个紊流诱发特征，以引起冷却流体的紊流。所述冷却流体使光学透明圆顶与所述至少一个冷却通道热耦合。附图说明以能详细地理解本专利技术的上述特征的方式，可通过参考实施方式获得上文简要概述的本专利技术的更详细的说明，所述实施方式中的一些实施方式图示于附图中。然而应注意附图仅图示了本专利技术的典型实施方式，因此不应将这些附图视为对本专利技术的范围的限制，因为本专利技术可容许其他等效实施方式。图1是根据本专利技术的一个实施方式的处理腔室的示意剖面视图。图2A是根据本专利技术的一个实施方式的灯箱的上表面的部分剖面示意图。图2B是根据本专利技术的一个实施方式的反射器的放大视图。图3A至图3C图示了根据本专利技术的实施方式的灯箱的上表面的放大示意图。为助于理解，已尽可能使用相同的附图标记来标示各图所共有的元件。应预期，一个实施方式的元件与特征可有益地结合在其他实施方式中而无需赘述。具体实施方式本文描述的实施方式大体关于用于处理基板的设备。所述设备大体包括处理腔室，所述处理腔室具有在该处理腔室中的基板支撑件。多盏灯经定位以提供穿过光学透明窗而至基板的辐射能，所述基板定位于基板支撑件上。所述多盏灯定位于灯箱中。冷却通道形成于灯箱中。灯箱的表面与光学透明窗间隔一段距离，以在所述表面与所述窗之间形成间隙。所述间隙起到流体通道的作用，并且适于在所述间隙中容纳流体，以助于冷却所述光学透明窗。形成于灯箱的表面中的诸如开口之类的多个紊流诱发特征诱发冷却流体的紊流，因而改善光学透明窗与灯箱之间的热传递。图1是根据本专利技术的一个实施方式的处理腔室100的示意剖面视图。处理腔室100可用以处理一个或多个基板，包括在基板的上表面上沉积材料。处理腔室100包括由诸如不锈钢、铝、陶瓷(例如石英)、或被涂覆的金属或陶瓷之类的材料所形成的盖或上圆顶102以及腔室主体101。处理腔室100还包括诸如下圆顶之类的窗104，该窗104由诸如石英之类的光学透明材料形成。光学透明窗104耦接至腔室主体101，或者该光学透明窗104是腔室主体101的构成整体的组成部分(integralpart)。基板支座106适于将基板108支撑于基板支撑件106上，所述基板支撑件106设置在处理腔室100内且介于所述上圆顶102与所述光学透明窗104之间。基板支撑件106耦接至支撑板109且在所述基板支撑件106与支撑板109之间形成间隙111。支撑板109由诸如石英之类的光学透明材料形成，以允许来自灯142的辐射能能够照射(impinge)至基板支撑件106上且将该基板支撑件106加热至期望的处理温度。基板支撑件106由碳化硅或涂布有碳化硅的石墨形成，以吸收来自灯142的辐射能且将该辐射能传递至基板108。图中显示基板支撑件106位于升高的处理位置，但该基板支撑件106可被致动器112竖直地致动至处理位置下方的装载位置，以使升降杆110得以接触所述光学透明窗104且将基板108从基板支撑件106抬升。机械手(未示出)随后可进入处理腔室100以通过诸如狭缝阀之类的开口114与基板108衔接(engage)且从处理腔室100移除基板108。基板支撑件106也适于在处理期间被致动器112旋转，以促进基板108的均匀的处理。位于处理位置时的基板支撑件106将处理腔室100的内部空间划分成处理气体区域116与净化气体区域118。当基板支撑件106位于处理位置时，处理气体区域116包括介于上圆顶102与基板支撑件106的平面120之间的内部腔室空间。净化气体区域118包括介于光学透明窗104与所述平面120之间的内部腔室空间。从净化气体源122供应的净化气体通过净化气体入口124被引至净化气体区域118，所述净化气体入口124形成在腔室主体101的侧壁中。净化气体沿着流动路径126横向地流过支撑件106的整个背表面，且通过净化气体出口128从净化气体区域118排出，所述净化气体出口128位于处理腔室100的对侧上(与净化气体入口124相对之侧)。耦接至净化气体出口128的排放泵130有助于将净化气体从净化气体区域118移除。从处理气体供应源132供应的处理气体通过处理气体入口134被引至处理气体区域116中，所述处理气体入口134形成于腔室主体101的侧壁中。处理气体沿着流动路径136横向地流过基板108的整个上表面。所述处理气体通过处理气体出口138离开处理气体区域116，所述处理气体出口138位于处理腔室100的对侧上(与处理气体入口134相对之侧)。耦接至处理气体出口138的真空泵140有助于将处理气体通过处理气体出口138移除。多盏灯142被设置成邻近光学透明窗104并且在所述窗104下方，以当处理气体从基板108之上通过时加热该基板108，从而有助于将材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理腔室，所述处理腔室包括：腔室主体，所述腔室主体具有下圆顶；箱体，所述箱体设置成与所述下圆顶邻近，所述箱体包括一个或多个辐射能量源，所述一个或多个辐射能量源设置于所述箱体中的开口中，其中所述开口具有紊流诱发特征；和温度控制单元，所述温度控制单元适于提供冷却流体至于所述下圆顶与所述箱体之间形成的间隙，其中所述开口引起所述冷却流体中的紊流以增强所述下圆顶的冷却。

【技术特征摘要】
2013.03.05 US 61/772,618;2014.02.07 US 14/175,4591.一种处理腔室，所述处理腔室包括：腔室主体，所述腔室主体具有下圆顶；箱体，所述箱体设置成与所述下圆顶邻近，所述箱体包括一个或多个辐射能量源，所述一个或多个辐射能量源设置于所述箱体中的开口中，其中所述开口具有紊流诱发特征；和温度控制单元，所述温度控制单元适于提供冷却流体至于所述下圆顶与所述箱体之间形成的间隙，其中所述开口引起所述冷却流体中的紊流以增强所述下圆顶的冷却。2.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述箱体包括界定在所述辐射能量源之间的一个或多个冷却通道。3.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述开口形成于所述箱体的上表面内。4.如权利要求3所述的处理腔室，其中所述灯箱的所述上表面设置在于所述下圆顶与所述箱体之间形成的所述间隙与多个冷却通道之间，且所述多个冷却通道形成于所述箱体中。5.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述箱体包含铜或铝。6.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述温度控制单元包括热交换器。7.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述温度控制单元包括强制流体送入单元。8.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述下圆顶为光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·M·拉内什，穆罕默德·图鲁尔·萨米尔，保罗·布里尔哈特，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US