具有等离子体喷涂涂层的支撑环制造技术

本公开内容涉及用于热处理腔室的支撑环。支撑环具有多晶硅涂层。多晶硅涂层使用等离子体喷涂沉积工艺而形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有等离子体喷涂涂层的支撑环
本公开内容的方面一般涉及用以支撑基板的装置和用于形成这种装置的方法。更具体而言，本公开内容的实施方式涉及具有多晶硅涂层的支撑环。
技术介绍
在诸如用于制造半导体装置的基板的处理中，半导体基板放置在处理腔室中的基板支撑件上，同时在处理腔室中维持适合的处理条件。在一个实例中，快速热处理(RTP)腔室可用以利用设置于基板下方的灯加热基板。基板使用从灯发射的电磁能量，而可快速地加热至在600℃至1300℃的温度范围之中的提升的温度。在处理期间，基板由例如边缘环的支撑结构支撑，支撑结构设置在基板的周围，且支撑基板的周围。边缘环进一步由例如支撑环的另一支撑结构支撑。边缘环及支撑环以可承受快速加热及冷却的无数次循环的材料构成。石英为用于支撑环结构的通常材料。基板的上方区域中往往使用对由基板发射的辐射十分灵敏的辐射检测器，以确定基板的温度。避免灯的辐射进入基板上方的区域能够避免此辐射阻碍辐射检测器的效能。因为石英对光及红外能量为透明的，所以石英支撑环可以材料涂布，使其对灯的辐射不透明。诸如化学气相沉积(CVD)的沉积工艺通常用以形成涂层。然而，这种常规的工艺受到许多限制。举例而言，待涂布的环的尺寸受到用以形成涂层的沉积腔室的尺寸的限制。此外，环的选择区域通常未涂布。CVD工艺牵涉在环上形成昂贵且耗时的掩模，以避免涂层沉积在其遮蔽的部分上。使用诸如CVD的常规的方法形成的涂层还遭受涂层粘附至下层表面的问题。CVD硅涂层在所形成的硅涂层反复热循环的部分之后开始分层和/或裂开。此分层及裂开在仅少次的热循环之后便可开始。持续的分层及裂开最终导致以硅涂布的石英支撑环无法使用。因此，存在对于石英支撑环的改良的涂层的需求。
技术实现思路
在一个方面中，一种处理腔室包括主体，该主体具有侧壁和底部。盖耦接至主体，而在其中限定处理空间。辐射热源设置在处理空间中的底部上，用于在处理操作期间加热基板。基板支撑件也设置于处理空间中。基板支撑件具有边缘环、支撑环及耦接至支撑环的支撑筒。支撑环包括使用等离子体喷涂沉积工艺在其上形成的涂层。在另一方面中，基板支撑件包括环主体，该主体具有内部边缘、外部边缘、在内部边缘及外部边缘之间延伸的第一侧、及相对于第一侧在内部边缘及外部边缘之间延伸的第二侧。涂层设置于环主体上。涂层通过等离子体喷涂沉积工艺形成。在另一方面中，公开一种在以石英制成的支撑环上形成涂层的方法。方法包括清洁支撑环、将支撑环定位在沉积区域，其中沉积区域为无尘室(cleanroom)、及使用等离子体喷涂沉积工艺施加涂层。附图说明为了使本公开内容以上所记载的特征得以详细理解，可通过参考实施方式而理解以上简要概述的本公开内容的更具体说明，某些实施方式图示于随附附图中。然而，应理解随附附图仅图示示例性实施方式，且因此不应考虑为对其范围的限制，且可认可其他均等效果的实施方式。图1为根据本公开内容的一个实施方式的快速热处理腔室的简化的等距视图。图2为根据本公开内容的一个实施方式的支撑环的部分截面图。图3为对图2的支撑环的放大部分的部分截面图。为了促进理解，已尽可能地使用相同的附图标记代表附图中共享的相同元件。应考虑一个实施方式的元件和特征可有益地并入其他实施方式中而无须进一步说明。具体实施方式本公开内容涉及用于热处理腔室的支撑环。支撑环具有多晶硅涂层，用于限制由支撑环传输的电磁辐射。多晶硅涂层使用等离子体喷涂沉积工艺形成。图1描绘根据一个实施方式的快速热处理腔室100的简化的等距视图。处理腔室100包括腔室主体102，该主体具有壁108、底部110和盖112，上述各者限定处理空间120。壁108包括通口148，以促进基板140相对于设置于处理空间120中的基板支撑件104的进入和离开。通口148可耦接至传送腔室(未图示)或负载锁定腔室(未图示)，且可利用例如狭缝阀(未图示)或另一隔绝装置的阀门而选择性地密封。冷却块180耦接至盖112。一个或多个冷却剂通道184形成于冷却块180中，且通过入口通口181A和出口通口181B与冷却剂源182流体连通。冷却块180可以耐处理环境材料制成，例如不锈钢、铝、聚合物或陶瓷材料等等。诸如水、乙二醇、氮气(N2)或氦气(He)等等的流体流动通过冷却剂通道184，以便将冷却块180维持于指定温度下，或在指定温度范围之中。辐射热源106设置于处理空间120中，且耦接至腔室底部110。辐射热源106包括以外壳132、窗口114和多个管子160形成的灯组件。各个管子160含有反射器和电磁(EM)辐射源，例如灯。此处，管子160以蜂巢状布置。然而，可利用管子160的其他布置。辐射热源106可进一步划分成加热区，例如EM辐射源的同心环，其中设置于管子160中的EM辐射源控制成发射不同水平的EM辐射。窗口114和外壳132将管子160与处理空间120隔绝。窗口114以对由辐射热源106发射的EM辐射实质上透明的材料制成，此EM辐射用以加热基板140。窗口114通常以石英制成，尽管也可使用例如蓝宝石的其他材料。提供升降销144而选择性地接触且支撑基板140，以促进基板140传送进入或离开基板支撑件104。基板支撑件104设置于辐射热源106与冷却块180之间。基板支撑件104包括支撑筒154、支撑环150和边缘环152。支撑环150放置于支撑筒154上。边缘环152放置于且嵌套在支撑环150上。边缘环152具有基板支撑表面，用于接收基板140以进行处理。边缘环152通常以石英、非晶二氧化硅或碳化硅形成，也可使用其他材料。类似地，支撑环150通常以石英或非晶二氧化硅形成，而也可使用其他材料。再者，支撑环150以多晶硅涂层涂布。支撑环150和多晶硅涂层的细节参考图2和图3而论述。定子组件118设置在腔室主体102外部，且环绕腔室主体壁108。定子组件118磁性耦接至设置于腔室主体102的处理空间120之中的基板支撑件104。基板支撑件104包括作用为转子的磁性部分，因此形成磁性耦合以升降和/或旋转基板支撑件104。定子组件118适以使用耦合于其之间的磁性来旋转和/或举升/降低基板支撑件104。定子组件118中具有多个电线圈(未图示)。在操作期间，定子组件118以限定的间隔施加一序列电流至线圈。在线圈之中的电流建立一连串磁场，此磁场耦合至基板支撑件104的磁性部分。电流以序列方式施加至线圈，使得其中形成的磁场吸引基板支撑件104的磁性部分，且偏转基板支撑件104以围绕直立轴旋转。大气控制系统164也耦接至腔室主体102的处理空间120。大气控制系统164可包括阀门和/或真空泵，用于控制腔室压力。大气控制系统164也可包括气源，用于提供处理气体或其他类型的气体至处理空间120。处理腔室100也可包括一个或多个传感器117，所述传感器配置成检测EM辐射。侦测到的EM辐射的特性，例如由传感器117测量的波长或密度，由控制器124使用，以在处理之前、期间和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理基板的腔室，包含：/n主体，具有侧壁和底部；/n盖，耦接至所述主体，而在其中限定处理空间；/n辐射热源，耦接至所述底部；和/n基板支撑件，设置于所述处理空间中，所述基板支撑件包含：/n边缘环；/n支撑筒；和/n支撑环，耦接至所述支撑筒且配置成支撑所述边缘环，所述支撑环具有使用等离子体喷涂沉积工艺在所述支撑环上形成的涂层，所述涂层整体具有均匀厚度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180313 US 62/642,3531.一种用于处理基板的腔室，包含：
主体，具有侧壁和底部；
盖，耦接至所述主体，而在其中限定处理空间；
辐射热源，耦接至所述底部；和
基板支撑件，设置于所述处理空间中，所述基板支撑件包含：
边缘环；
支撑筒；和
支撑环，耦接至所述支撑筒且配置成支撑所述边缘环，所述支撑环具有使用等离子体喷涂沉积工艺在所述支撑环上形成的涂层，所述涂层整体具有均匀厚度。


2.如权利要求1所述的腔室，其中所述支撑环以石英形成。


3.如权利要求1所述的腔室，其中所述涂层为多晶硅涂层。


4.如权利要求3所述的腔室，其中所述涂层具有介于10微米及200微米之间的厚度。


5.如权利要求4所述的腔室，其中所述涂层包含多于一个层。


6.如权利要求2所述的腔室，其中所述涂层具有至少4的光密度值。


7.一种基板支撑件，包含：
环主体，包含：
内部边缘；
外部边缘；
第一侧，所述第一侧在所述内部边缘及所述外部边缘之间延伸；和
第二侧，所述第二侧相对于所述第一侧在所述内部边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴菅，中川敏行，中西孝之，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US