具有冷却装置的腔室制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供一种加热组件，所述加热组件使用热交换装置冷却多个加热元件。所述加热组件包括：多个加热元件；冷却元件，所述冷却元件具有用于收纳冷却流体于其中的一或更多冷却通道；及热交换装置，所述热交换装置设置于多个加热元件与冷却元件之间。热交换装置包含热界面及冷界面，所述热界面被设置成邻近多个加热元件且与多个加热元件热接触，所述冷界面被设置成邻近冷却元件且与冷却元件热接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改良的冷却装置的腔室
本专利技术的实施方式大体涉及用于处理半导体基板的设备及方法。特定而言，本发 明的实施方式涉及用于冷却处理腔室中的加热组件的设备及方法。
技术介绍
-些用于制造半导体装置的工艺（例如快速热处理、外延沉积、化学气相沉积、物 理气相沉积、电子束固化）在高温下执行。通常用一或更多热源在处理腔室中将被处理的 基板加热至所需温度。为了温度控制及安全的原因，处理期间可能需要冷却热源及腔室部 件。然而，用于半导体处理的传统冷却元件对于高温或高密度热源可能无效或不相容。 因此，需要用于冷却处理腔室的设备及方法。
技术实现思路
本专利技术的实施方式大体提供用于冷却处理腔室的设备及方法，所述处理腔室被配 置以在高温下处理一或更多基板。特定而言，本专利技术的实施方式涉及一种加热组件，所述加 热组件包括用于控制加热元件的温度的热交换装置及冷却元件。 本专利技术的一个实施方式提供一种用于加热处理腔室的加热组件。所述加热组件包 括：多个加热元件；冷却元件，所述冷却元件具有一或更多冷却通道以用于收纳冷却流体 于所述一或更多冷却通道中；及热交换装置，所述热交换装置设置于多个加热元件与冷却 元件之间。热交换装置包含热界面及冷界面，所述热界面被设置成邻近多个加热元件且与 多个加热元件热接触，所述冷界面被设置成邻近冷却元件且与冷却元件热接触。 本专利技术的一个实施方式提供一种用于处理基板的设备。所述设备包括：腔室主体， 所述腔室主体形成腔室外壳；基板支撑件，所述基板支撑件设置于腔室外壳中；及加热组 件，所述加热组件设置于腔室外壳外且被配置以将热能导向腔室外壳。加热组件包括：多个 加热元件；冷却元件，所述冷却元件具有一或更多冷却通道以用于收纳冷却流体于所述一 或更多冷却通道中；及热交换装置，所述热交换装置设置于多个加热元件与冷却元件之间。 热交换装置包含热界面及冷界面，所述热界面被设置成邻近多个加热元件且与多个加热元 件热接触，所述冷界面被设置成邻近冷却元件且与冷却元件热接触。 本专利技术的另一实施方式提供一种用于处理基板的方法。所述方法包括将来自多个 加热元件的辐射能导向基板处理腔室的外壳，及使用设置在多个加热元件与冷却元件之间 的热交换装置冷却多个加热元件，其中热交换装置包含热界面及冷界面，所述热界面被设 置成邻近多个加热元件且与多个加热元件热接触，所述冷界面被设置成邻近冷却元件且与 冷却元件热接触。 【附图说明】 为了能详细理解本专利技术的上述特征，可通过参考实施方式（其中一部分实施方式 在附图中图示）获得以上简要概述的本专利技术的更具体的描述。然而，应注意，附图仅图示本 专利技术的典型实施方式，且因此附图不应被视为对本专利技术的范围的限制，因为本专利技术可允许 其他等同有效的实施方式。 图IA为根据本专利技术的一个实施方式的处理腔室的截面示意图。 图IB为图IA的处理腔室的热源的截面透视示意图。 图IC为图IB的灯组件的俯视示意图。 图2A为根据本专利技术的一个实施方式的热导管的透视示意图。 图2B为图2A的热导管的截面示意图。 图3A为根据本专利技术的一个实施方式的快速热处理腔室的截面示意图。 图3B为图3A的快速热处理腔室中的热源的俯视示意图。 图3C为图3B的热源的部分截面放大示意图。 图4A为根据本专利技术的另一实施方式的热源的部分截面放大示意图。 图4B为图4A的热源的部分分解示意图。 为了帮助理解，已尽可能使用相同标记数字来表示各图中共有的相同元件。应预 想到，一个实施方式中所揭示的元件可有益地用于其他实施方式而无需特定详述。 【具体实施方式】 本专利技术的实施方式涉及用于冷却处理腔室的设备及方法。更特定而言，本专利技术的 实施方式涉及一种具有用于冷却加热元件的热交换装置的加热组件。在一个实施方式中， 热交换装置包括用于快速且均匀冷却的一或更多热导管。在一个实施方式中，热导管可与 加热元件及冷却元件整合。使用热导管可为紧密装配的加热元件提供快速且均匀的冷却。 根据本专利技术的实施方式的加热组件提供改良的热传递、减小热梯度及改良温度均匀性、减 小热变形及热应力。 图IA为根据本专利技术的一个实施方式的处理腔室100的截面示意图。处理腔室100 可用于执行诸如外延沉积之类的多种工艺。处理腔室100包含腔室主体120、设置于腔室主 体120之上的喷头组件110及设置于腔室主体120之下的下拱形结构130。喷头组件110、 腔室主体120及下拱形结构130界定腔室外壳140,以用于处理腔室外壳140中的一或更多 基板。狭缝阀门122可穿过腔室主体120而形成，以允许基板101通过。 基板支撑组件150能移动地设置于腔室外壳140内，以在处理期间支撑基板101。 下拱形结构130通常由热能能穿透或实质上能穿透的材料制成。在一个实施方式中，下拱 形结构130由石英制成。或者，下拱形结构130可由石英窗替代。 喷头组件110可连接至气源112,以分配一或更多种处理气体至腔室外壳140以用 于处理基板101。气源112可包括用于硅外延沉积的硅源。气源112可包含前驱物源、载气源 及净化气体源。在一个实施方式中，气源112可包括工艺气体源，以用于沉积多种金属氮化 物膜及化合物膜，所述金属氮化物膜包括氮化镓（GaN)、氮化错（aluminum nitride ;A1N)、 氮化铟（indium nitride ;InN),所述化合物膜比如氮化错镓（AlGaN)及氮化铟镓（InGaN)。 气源112亦可包含不反应的（non-reactive)气源，比如氦（He)、氦（Ar)或其他气体，比如 氢（H 2)、氮（N2)及两者的组合。 加热组件160设置于下拱形结构130下方，且被配置以提供穿过下拱形结构130 的热能至腔室外壳140中。加热组件160包括多个加热元件162、包括一或更多冷却通道 168的冷却元件166及耦接于冷却元件与多个加热元件162之间的一或更多热交换装置 164。冷却流体源170可耦接至冷却元件166以使冷却流体在冷却通道168中循环。 多个加热元件162可为紫外线（ultra violet，UV)灯、卤素灯、激光二极管、电阻 加热器、微波驱动加热器、发光二极管（LED)或任何合适的热源。 在一个实施方式中，加热组件160可包括多个同轴加热单元161。多个加热单元 161可布置在不同高度，以形成用于加热腔室外壳140的合适形状。如图IA所示，多个加热 单元161可安装于框架169上以形成合适形状，比如围绕下拱形结构130的圆拱形状，以加 热腔室外壳140。多个加热单元161的每一加热单元中的热交换装置164和冷却元件166 形成圆，且加热元件162围绕所述圆均匀分布。各加热单元161中的加热元件162的数目 可不相同。 图IB为移除下拱形结构130及腔室主体120后加热组件160的俯视示意图。相 邻加热单元161中的热交换装置164可能重叠。可保留中心开口 165,以便为基板支撑组件 150提供通道。 图IC为根据本专利技术的一个实施方式的加热单元161的部分透视截面示意图。加 热单元161包括外热交换装置164a及内热交换装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加热处理腔室的加热组件，所述加热组件包含：多个加热元件；冷却元件，所述冷却元件具有一或更多冷却通道以用于收纳冷却流体于所述冷却通道中；及设置在所述多个加热元件与所述冷却元件之间的热交换装置，其中所述热交换装置包含热界面及冷界面，所述热界面被设置成邻近所述多个加热元件且与所述多个加热元件热接触，所述冷界面被设置成邻近所述冷却元件且与所述冷却元件热接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.26 US 61/675,951;2013.03.07 US 13/787,9601. 一种用于加热处理腔室的加热组件，所述加热组件包含： 多个加热元件； 冷却元件，所述冷却元件具有一或更多冷却通道W用于收纳冷却流体于所述冷却通道 中；及 设置在所述多个加热元件与所述冷却元件之间的热交换装置，其中所述热交换装置包 含热界面及冷界面，所述热界面被设置成邻近所述多个加热元件且与所述多个加热元件热 接触，所述冷界面被设置成邻近所述冷却元件且与所述冷却元件热接触。2. 如权利要求1所述的加热组件，其中所述热交换装置包含一或更多热导管，且所述 热导管的每一热导管包含： 导热套管，所述导热套管形成密封腔；及 工作流体，所述工作流体设置在所述密封腔内，其中所述工作流体处于低压且被设置 成通过相变传热。3. 如权利要求2所述的加热组件，其中所述一或更多热导管与所述冷却元件整合W形 成用于收纳所述冷却流体的一或更多冷却通道。4. 如权利要求2所述的加热组件，其中所述多个加热元件紧密地布置于平面内，且所 述一或更多热导管围绕所述多个加热元件中的每一加热元件W薄板形式横向接合。5. 如权利要求4所述的加热组件，其中所述多个加热元件被分组W形成多个加热区。6. 如权利要求4所述的加热组件，其中所述多个加热元件被布置在六边形组装件中。7. 如权利要求2所述的加热组件，其中所述冷却元件形成一或更多圆，且所述多个加 热元件沿所述一或更多圆均匀分布。8. 如权利要求2所述的加热组件，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·M·拉内什，阿伦·缪尔·亨特，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US