衬底处理设备和方法技术

一种衬底处理设备，其配备有用以在其上支撑衬底载体的衬底载体支撑件。所述载体支撑件包含用以支撑所述衬底载体的顶部支撑表面；隔热材料的隔热主体；以及用以加热所述载体支撑件的主加热器。所述隔热主体至少设置在所述支撑表面与所述主加热器之间。

Substrate processing equipment and methods

【技术实现步骤摘要】
衬底处理设备和方法
本公开涉及衬底处理设备和方法的领域。更具体地说，本公开涉及一种衬底处理设备，其配备有用以在其上支撑衬底载体的衬底载体支撑件。所述载体支撑件包含用以支撑衬底载体的顶部支撑表面；隔热材料的隔热主体；以及用以加热载体支撑件的主加热器。
技术介绍
在竖直批式炉中同时处理多个衬底(例如，半导体晶片)存在如何使堆叠到衬底载体(例如晶舟)中的所有晶片的相应表面区域上经受基本上相同的加工条件的问题。一种此类加工条件是温度均匀。为了在一批晶片中获得均匀的加工结果，可优选地通过安置成接近于反应室的侧壁且接近反应室的顶壁的加热构件将其每一个晶片基本上均匀地加热到共同温度。尤其关于衬底舟中的上部晶片，晶片到晶片温度均匀性通常不是一个重要问题，而晶片内温度均匀性(由于熔炉构造中的不对称性)可通过任选的舟旋转机构增强。然而，在竖直批式炉中，晶舟中下部晶片的温度均匀性可能证明难以改善。这可能是由于它们紧密地位于反应室的相对较冷的下门区。为减轻其位置的影响，从下方支撑晶舟的底座可配备有用于加热下部晶片的主加热器。在衬底载体中的衬底可能被移出反应室以冷却且用新鲜衬底替换时，主加热器可以保持开启，以减少在将衬底载体移回反应室中以进行下一次负载时稳定温度所需的时间。因此，当载体支撑件位于反应室外部时，主加热器也可加热载体支撑件及周围环境。这种加热可能导致衬底机架不均匀加热，衬底支撑件中衬底冷却较慢，和/或在处理衬底期间气流变形，这可能是不想要的。另外，当载体支撑件在反应室外部而主加热器仍保持激活时，主加热器的电力消耗可能较大。
技术实现思路
目的为提供一种改进的衬底处理设备和方法。根据一实施例，提供一种改进的衬底处理设备。衬底处理设备可以配备有用以在其上支撑衬底载体的衬底载体支撑件。载体支撑件可以包含：用以支撑衬底载体的顶部支撑表面；隔热材料的隔热主体；和用以加热载体支撑件的主加热器。隔热主体可至少设置在支撑表面与主加热器之间。根据另一个实施例，提供一种方法，其包含：提供衬底处理设备，所述衬底处理设备配备有用以在其上支撑衬底载体的衬底载体支撑件，且包含：顶部支撑表面，其用以支撑衬底载体；隔热材料的隔热主体；和用以加热支撑载体的主加热器，所述隔热主体可至少设置在支撑表面与主加热器之间，所述方法进一步包含：在载体支撑件上支撑衬底载体；和交换衬底载体的至少一个衬底，同时利用主加热器加热衬底支撑件的载体支撑件。出于概述本专利技术和优于现有技术而实现的优势的目的，上文中描述了本专利技术的某些目标和优势。当然，应当理解，未必所有这些目的或优势都可以根据本专利技术的任何特定实施例来实现。因此，例如，所属领域的技术人员将认识到，本专利技术可以按实现或优化如本文中所教示或建议的一种优势或一组优势但不一定实现如本文中可能教示或建议的其它目的或优势的方式来实施或进行。所有这些实施例都意图在本文中所公开的本专利技术的范围内。对于所属领域的技术人员来说，这些和其它实施例将根据参考附图的某些实施例的以下详细描述而变得显而易见，本专利技术不限于所公开的任何特定实施例。附图说明虽然本说明书以具体地指出并明确地要求保护被视为本专利技术实施例的内容的权利要求书结束，但在结合附图阅读时，可以根据本公开的实施例的某些实例的描述更容易地确定本公开的实施例的优势，在附图中：图1为根据一实施例，具有主加热器的竖直批式炉的一部分的示意性横截面侧视图；图2为根据第二实施例，具有主加热器的反应室的下部中的衬底载体支撑件的放大横截面侧视图；图3A到3C示意性地说明根据第三实施例的示例性竖直热炉；图4为根据第四实施例的衬底载体支撑件的示意性横截面侧视图；且图5A至5C描绘了根据图1、2、3A、3B、3C或4的衬底载体支撑件与现有技术相比较的一些结果。具体实施方式尽管下文公开了某些实施例和实例，但所属领域的技术人员将理解，本专利技术延伸超出了本专利技术具体公开的实施例和/或用途以及显而易见的修改和其等效物。因此，希望本专利技术所公开的范围不应受下文所描述的特定公开实施例的限制。本文中呈现的图解不打算作为任何特定材料、结构或装置的实际视图，而仅仅是用以描述本公开的实施例的理想化图示。如本文所用，术语“衬底”或“晶片”可指可使用的或上面可形成装置、电路或膜的任何一种或多种下层材料。术语“半导体装置结构”可指代经处理或经部分处理的半导体结构的任何部分，其包括或限定待形成于半导体衬底上或半导体衬底中的半导体装置的有源或无源组件的至少一部分。举例来说，半导体装置结构可包括集成电路的有源和无源部件，例如晶体管、存储器元件、换能器、电容器、电阻器、导电线、导电通孔和导电接触垫。图1示意性地说明竖直热处理炉1的一部分的横截面侧视图。炉1可具有单管或双管型，且可以包括大致钟罩形反应管10。反应管10可界定限定反应空间14的反应室12，在所述反应空间中，可以处理衬底，例如晶片。反应管10可以被用于加热反应空间14中接纳的晶片的管式加热器环绕或包围，所述管式加热器例如由电源(未示出)供电的电阻加热线圈18。管式加热器18可固定到包围或环绕反应管10的隔热套筒16。反应管10可具有大体上管状，例如，圆形或多边形横截面形状，并且沿着中心轴线L延伸。关于制造材料，反应管10可由石英、碳化硅、硅或另一种合适的耐热材料制成。在其下部开口端，反应管10可支撑于限定中心炉开口22的法兰20上，晶舟24可经由所述中心炉开口进入和/或离开反应室12。晶舟24(衬底载体)可以支撑在支撑总成30的衬底载体支撑件32(例如底座)的顶部支撑表面34上，所述晶舟可包括多个槽26(例如，在10与300之间，优选在25与250之间)以用于容纳同等数量的衬底，例如半导体晶片28(其中仅一个显示于图1和2)。衬底载体支撑件32可以借助于轴承44(例如，辊轴承、流体轴承或磁性轴承)安装在门板或密封盖42上。可以使用升降件或提升件(未示出)，使得载体支撑件32和衬底载体24可以分别在处理开始及结束时升高到反应室12中且从反应室12降低。为确保反应室12可以气密方式密封，可在炉1的下部部分中采用若干弹性O形圈46，尤其在反应管10与法兰20之间，以及在法兰20与门板42之间。衬底载体支撑件32可容纳主加热器50。主加热器50可具有在0.5与10千瓦之间，优选在1与6千瓦之间，且最优选在2与4千瓦之间的功率。载体支撑件32可至少部分地填充有隔热材料的隔热主体38。隔热材料在0.05W/mK与5W/mK、或0.2至2W/mK、0.3-1W/mK之间隔热。隔热主体38可设置在顶部支撑表面34与主加热器50之间，以在衬底载体24中的衬底可能被移出反应室12以冷却且用新鲜衬底替换时，用作挡热板。在将衬底载体24移回具有下一次负载的反应室12中时，随后主加热器50可以保持激活以减少稳定温度所需的时间。隔热主体在支撑表面34与主加热器50之间的厚度可在0.5与12cm之间，优选在1与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衬底处理设备，其配备有用以在其上支撑衬底载体的衬底载体支撑件，其中所述载体支撑件包含：/n顶部支撑表面，其用以支撑所述衬底载体；/n隔热材料的隔热主体；和，/n主加热器，其用于加热所述载体支撑件，其中所述隔热主体至少设置在所述支撑表面与所述主加热器之间。/n

【技术特征摘要】
20181003 US 16/151,0741.一种衬底处理设备，其配备有用以在其上支撑衬底载体的衬底载体支撑件，其中所述载体支撑件包含：
顶部支撑表面，其用以支撑所述衬底载体；
隔热材料的隔热主体；和，
主加热器，其用于加热所述载体支撑件，其中所述隔热主体至少设置在所述支撑表面与所述主加热器之间。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述载体支撑件包含侧板，且所述隔热主体设置在所述侧板与所述主加热器之间。


3.根据权利要求1所述的设备，其中所述载体支撑件包含底板，且所述隔热主体设置在所述底板与所述主加热器之间。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述隔热主体基本上包围所述主加热器。


5.根据权利要求1所述的设备，其中所述隔热主体使所述主加热器与其周围环境隔热。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述载体支撑件包含在所述支撑表面与所述隔热主体之间的副加热器。


7.根据权利要求6所述的设备，其中所述主加热器包含大于所述副加热器的加热功率。


8.根据权利要求1所述的设备，其中所述主加热器具有在0.5与10千瓦之间的功率。


9.根据权利要求6所述的设备，其中所述副加热器具有在0.1与3千瓦之间的功率。


10.根据权利要求6所述的设备，其中所述设备包含限定反应空间的反应室，和开口，经由所述开口，支撑在所述载体支撑件上的衬底载体能在所述反应空间中移动，其中所述设备包含用以控制所述载体支撑件的温度的热控制器，所述热控制器可操作地连接到所述副加热器，且经编程以在所述衬底载体位于所述反应空间外部时关闭所述副加热器。


11.根据权利要求10所述的设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·奥斯特拉肯，
申请(专利权)人：ASMIP控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL