用于空间原子层沉积的加热源制造技术

公开一种用于加热衬底的加热装置，所述加热装置具有石墨主体和至少一个加热元件，所述至少一个加热元件包括设置在所述主体内的连续材料区段。也公开了包括所述加热装置的处理腔室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于空间原子层沉积的加热源
本公开的实施例涉及用于半导体处理的电阻式加热器。具体而言，本公开的实施例针对用于原子层沉积批处理腔室的石墨加热器。
技术介绍
半导体装置形成通常在包含多个腔室的衬底处理系统或平台(其亦称为集群工具)中进行。在一些实例中，多腔室处理平台或集群工具的目的是在受控的环境中顺序地在衬底上执行二个或多个处理。然而，在其他实例中，多个腔室的处理平台仅可在衬底上执行单一处理步骤。可采用额外腔室以使处理衬底的速率最大化。在后者的情况下，在衬底上所执行的处理一般为批处理，其中相对大数量的衬底(例如25个或50个)同时在给定的腔室中处理。批处理对于太消耗时间而不能以经济上可行的方式在个别衬底上执行的处理而言(诸如对于原子层沉积(ALD)处理及某些化学气相沉积(CVD)处理而言)是特别有益的。温度均匀性在CVD或ALD处理中可以是重要考虑。电阻式加热器在CVD及ALD系统的加热系统中被广泛地采用。即使跨晶片的温度均匀性上仅摄氏度数的数量级的轻微变化也可不利地影响CVD或ALD处理。批处理腔室的尺寸进一步增加加热源的复杂度及要求。因此，在本领域中存在用于批处理腔室的改进的加热器的需要。
技术实现思路
本公开的一个或多个实施例针对包括主体的装置，该主体具有顶面、底面及外缘。该主体包括石墨，并且具有至少一个加热元件，该至少一个加热元件包括设置于其中的连续材料部分。本公开的附加实施例针对包括气体分布组件、基座组件及加热装置的处理腔室，该气体分布组件具有前表面。该基座组件具有顶面及底面，该顶面面向该气体分布组件的前表面。该顶面在其中具有多个凹槽，其中各凹槽被调整尺寸为在处理期间支撑衬底。该加热装置具有主体，该主体包括石墨，该主体具有面向基座组件的的底面的顶面。该加热装置包括该主体内的至少一个加热元件。本公开的进一步实施例针对包括气体分布组件、基座组件及加热装置的处理腔室。气体分布组件具有前表面；该基座组件具有顶面及底面，顶面面向气体分布组件的前表面。顶面在其中具有多个凹槽，其中各凹槽被调整尺寸为在处理期间支撑衬底。该基座组件连接至支撑柱。加热装置具有主体，该主体基本上仅包括石墨，该主体具有面向该基座组件的的底面的顶面。加热装置包括主体内的至少一个加热元件，该至少一个加热元件连接至100V至500V的电源。该加热元件将该基座组件有效加热至一温度，该温度足以将定位于该基座组件上的衬底加热至大于约1100℃的温度。该加热装置包括开口，该开口从顶面到底面穿过主体，且支撑柱穿过主体中的开口而不接触主体。附图说明可通过参考实施例(其中的一些在附中示出)来拥有本公开的更具体的描述，使得可使用详细的方式来了解(上文简要概述的)上文所述的本公开的特征。然而，要注意的是，附图仅示出本公开的典型实施例且因此并不视为其范围的限制，因为本公开可允许其他等效的实施例。图1示出根据本公开的一个或多个实施例的批处理腔室的横截面图；图2示出根据本公开的一个或多个实施例的批处理腔室的部分透视图；图3示出根据本公开的一个或多个实施例的批处理腔室的示意图；图4示出根据本公开的一个或多个实施例的用于批处理腔室中的楔形气体分布组件的部分的示意图；图5示出根据本公开的一个或多个实施例的批处理腔室的示意图；图6示出根据本公开的一个或多个实施例的加热装置的透视图；图7示出根据本公开的一个或多个实施例的加热装置的部分横截面示意图；并且图8示出根据本公开的一个或多个实施例的处理腔室的部分示意图。具体实施方式在描述本公开的若干示例性实施例之前，应理解，本公开不限于以下说明中所阐述的构造细节或处理步骤。本公开能够包括其他实施例并且能够以各种方式实践或执行。也应理解，可在本文中使用具有特定立体化学的结构式来说明本公开的复合体及配体。这些解说旨在仅作为示例且不被解释为将所公开的结构限制于任何特定的立体化学。相反，所示出的结构旨在包括具有所指示的化学式的所有这样的复合体及配体。如本文中所使用的“衬底”指的是任何衬底或形成于衬底上的材料表面，薄膜处理在制造工艺期间在该衬底或材料表面上执行。例如，取决于应用，可在其上执行处理的衬底表面包括例如为硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、碳掺杂氧化硅、氮化硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石及任何其他材料(例如金属、氮化金属、金属合金及其他传导性材料)的材料。衬底包括半导体晶片但不限于此。衬底可暴露于预处理过程以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火和/或烘烤衬底表面。除了直接在衬底本身的表面上进行薄膜处理以外，在本公开中，所公开的任何薄膜处理步骤也可以在形成于衬底上的下层上执行，如以下更详细公开的，且术语“衬底表面”在上下文指示时旨在包括此类下层。因此，例如，若薄膜/层或部分薄膜/层已沉积至衬底表面上，那么新沉积的薄膜/层的暴露表面变成衬底表面。根据一个或多个实施例，本方法使用原子层沉积(ALD)工艺。在此类实施例中，衬底表面依次或基本上依次暴露于先驱物(或反应气体)。如本说明书中贯穿使用的，“基本上依次”意味着，先驱物暴露的历时的大部分不与暴露于共试剂(co-reagent)重叠，尽管可能存在某些重叠。如在此说明书及所附权利要求书中所使用的，术语“先驱物”、“反应物”、“反应气体”等可互换地使用以指代可与衬底表面反应的任何气态物种。图1示出处理腔室100的横截面，该处理腔室100具有顶部101、底部102及侧部103。处理腔室100包括气体分布组件120(也被称为注射器或注射器组件)及基座组件140。气体分布组件120是用于处理腔室中的任何类型的气体供应装置。气体分布组件120包括面向基座组件140的前表面121。前表面121可具有任何数量或多种开口以朝基座组件140递送气体流。气体分布组件120还包括外围边缘124，该外围边缘124在所示的实施例中基本上是圆形的。所使用的特定类型的气体分布组件120可依据所使用的特定处理而变化。可以与任何类型的处理系统使用本公开的实施例，在该处理系统中，基座及气体分布组件之间的间隙被控制。尽管可以采用各种类型的气体分布组件(例如喷头)，本公开的实施例对于具有多个基本平行的气体通道的空间ALD气体分布组件特别有用。如在本说明书及所附权利要求书中所使用的，术语“基本平行”指的是，气体信道的伸长轴以相同的大致方向延伸。在气体通道的平行性上可存在些许的不完美。多个基本平行的气体通道可包括至少一个第一反应气体A通道、至少一个第二反应气体B通道、至少一个冲洗气体P通道及/或至少一个真空V通道。从第一反应气体A通道(或多个)、第二反应气体B通道(或多个)及冲洗气体P通道(或多个)流动的气体朝向晶片的顶面。一些气流跨晶片表面水平移动且通过冲洗气体P通道(或多个)移出处理区域。从气体分布组件的一端移动至另一端的衬底将轮流暴露于处理气体中的每一个，在衬底表面上形成层。在一些实施例中，气体分布组件120是由单一注射器单元制成的刚性静止主体。在一个或多个实施例中，气体分布组件120以多个个体区段(例如注射器单元122)构成，如图2中所示。可以与所描述的本公开的各种实施例使用单一件主体或多区段主体。基座组件140位于气体分布组件120下。基座组件140包括顶面141且在顶面141中包括至少一个凹槽142本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：主体，具有顶面、底面及外缘，所述主体包括石墨；以及至少一个加热元件，包括设置在所述主体内的连续材料区段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.17 US 62/206,2471.一种装置，包括：主体，具有顶面、底面及外缘，所述主体包括石墨；以及至少一个加热元件，包括设置在所述主体内的连续材料区段。2.如权利要求1所述的装置，其中所述主体可以抵挡超过至少约1150℃的温度。3.如权利要求1所述的装置，还包括所述主体上的热解涂层。4.如权利要求1所述的装置，其中所述加热元件包括热解石墨。5.如权利要求1所述的装置，其中所述主体还包括开口，所述开口从所述顶面到所述底面穿过所述主体。6.如权利要求1所述的装置，还包括连接至所述至少一个加热元件的温度测量设备，所述温度测量设备包括电压表或电流表中的一个或多个。7.如权利要求1所述的装置，还包括与主体接触的温度测量设备，所述温度测量设备包括热阻器和热电耦中的一个或多个。8.如权利要求1所述的装置，其中所述主体基本上仅包括石墨。9.一种处理腔室，包括：气体分布组件，具有前表面；基座组件，具有顶面及底面，所述顶面面向所述气体分布组件的所述前表面，所述顶面在其中具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·K·翁，J·约德伏斯基，K·格里芬，K·贝拉，O·奥兹刚，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US