具有全晶片激光加热的外延腔室制造技术

公开一种用于在热处理腔室内加热基板的设备。该设备包括腔室主体、气体进口、气体出口、上窗、下窗、基板支撑件和上部加热装置。上部加热装置是激光加热装置，并且包括一个或多个激光组件。激光组件包括光源、冷却板、光纤和照射窗。照射窗。照射窗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有全晶片激光加热的外延腔室
[0001]背景


[0002]本文描述的实施方式总体涉及热工艺腔室内的激光加热系统。更具体而言，本文所述的实施方式涉及具有一个或多个激光器的激光加热组件，所述一个或多个激光器穿过冷却板设置并且经定向以加热热工艺腔室内的基板。

技术介绍

[0003]半导体基板被处理而用于各种各样的应用，包括集成器件和微器件的制造。然而，用于处理基板的传统硬件很大，并且需要多种的腔室部件。另外，传统硬件缺少具有工艺可变性的工艺。
[0004]由于使用灯作为腔室加热的主要来源，先前降低腔室复杂性和增加外延处理的工艺灵活性的尝试受到限制。此外，传统的尝试成本高昂，且具有占用工作空间内的大幅面积的大的占地面积。因此，需要在半导体处理中的改进的热工艺腔室。

技术实现思路

[0005]本公开内容总体涉及用于在热处理腔室中的半导体处理的设备和方法。在一个实施方式中，用于基板处理的腔室包括腔室主体、穿过腔室主体的侧壁设置的气体进口、穿过腔室主体的侧壁设置并且与气体进口相对的气体出口、上窗、下窗和上部加热装置。上部加热装置包括上冷却板、设置在上冷却板上的一个或多个上基座构件、一个或多个上光源、在第一端处连接至一个或多个上光源并且在第二端处连接至上基座构件的一根或多根光纤、和设置在上基座构件内并且在一根或多根光纤与上窗之间的照射窗。
[0006]在另一个实施方式中，用于基板处理的腔室包括腔室主体、穿过腔室主体的侧壁设置的气体进口、穿过腔室主体的侧壁设置并且与气体进口相对的气体出口、上窗、下窗、上部加热装置和下部加热装置。上部加热装置包括上冷却板(上冷却板具有穿过所述上冷却板设置的一个或多个开口)、设置在上冷却板上的一个或多个上基座构件、一个或多个上光源、连接至一个或多个上光源和上基座构件的一根或多根光纤、和设置在上基座构件内并且在一根或多根光纤与上窗之间的照射窗。
[0007]在又一实施方式中，用于基板处理的腔室包括腔室主体、穿过腔室主体的侧壁设置的气体进口、穿过腔室主体的侧壁设置并且与气体进口相对的气体出口、上窗、下窗、设置在上窗与下窗之间的基板支撑件、上部加热装置和下部加热装置。上部加热装置包括上冷却板(上冷却板具有穿过所述上冷却板设置的一个或多个开口)、设置在上冷却板上的一个或多个上基座构件、一个或多个上光源、连接至一个或多个上光源和上基座构件的一根或多根光纤、和设置在上基座构件内并且在一根或多根光纤与上窗之间的照射窗。通过一个或多个上光源向光纤供应发散的激光。
附图说明
[0008]为能够详细理解本公开内容的上述特征，可通过参考实施方式获得以上简要概述的公开内容的更具体描述，其中一些实施方式在附图中图示。然而，应当注意，附图仅图示示例性实施方式，且因此不应被认为是对范围的限制，因为本公开内容可允许其他同等有效的实施方式。
[0009]图1A
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图1B图示根据本文描述的第一实施方式和第二实施方式的处理腔室的示意性横截面图。
[0010]图2A
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图2B图示根据本文描述的第三实施方式和第四实施方式的处理腔室的示意性横截面图。
[0011]图3图示类似于图1A
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图1B或图2A
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图2B中任一者中所见的激光组件的示意性横截面图。
[0012]图4A是根据第一实施方式的基板上的加热分布的示意性平面图。
[0013]图4B是根据第二实施方式的基板上的加热分布的示意性平面图。
[0014]图5A
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图5C图示根据第五实施方式、第六实施方式和第七实施方式的处理腔室的示意性横截面图。
[0015]为了便于理解，在可能的情况下，已经使用相同的参考数字来表示图中共有的相同元件。设想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，而无需进一步叙述。
具体实施方式
[0016]本公开内容的实施方式总体涉及用于半导体处理的设备和方法，更具体而言，涉及热工艺腔室。热处理腔室是外延沉积腔室。热处理腔室包括基板支撑件、腔室主体、穿过腔室主体的侧壁设置的气体进口、穿过腔室主体的侧壁设置并且与气体进口相对的气体出口、上窗、下窗和上部加热装置。上部加热装置包括上冷却板、设置在上冷却板上的一个或多个上基座构件、一个或多个上光源、在第一端处连接至一个或多个上光源并且在第二端处连接至上基座构件的一根或多根光纤、和设置在上基座构件内并且在一根或多根光纤与上窗之间的照射窗。
[0017]本文描述的实施方式利用被设计成加热基板的激光加热设备。激光加热设备被设计成加热设置在外延沉积腔室内的基板的整个表面。激光加热设备的利用允许更直接地控制基板的加热。如本文所述，现有的外延沉积腔室可用激光加热设备进行改型，使得激光加热设备用于包含上石英窗和下石英窗的腔室中。激光加热设备可以替代地允许形成不同的外延沉积结构，使得处理腔室被显著简化，并且被构建用于利用激光加热设备代替灯组件。
[0018]图1A
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图1B图示根据本文描述的第一实施方式和第二实施方式的处理腔室100a、100b的示意性横截面图。图1A的处理腔室100a包括腔室主体106、工艺气体进口132、气体出口136、上窗110、下窗112、上部加热装置175和基板支撑件124。第一处理腔室100a和第二处理腔室100b皆具有下加热组件。第一处理腔室100a进一步包括下灯组件144。
[0019]腔室主体106是第一处理腔室100a的外部主体。腔室主体106围绕处理容积102，并且形成处理容积102的侧壁。腔室主体106支撑盖108和设置在盖108上的上部加热装置175。腔室主体106可为al铝腔室主体。在一些实施方式中，腔室主体106包括多个部件。处理容积
102由腔室主体106、上窗110和下窗112限定。基板支撑件124设置在处理容积102内。
[0020]衬垫130设置在腔室主体106的内表面上。衬垫130保护腔室主体106免受基板处理的副产物的损坏和污染。衬垫130可为铝或氧化铝衬垫，并且可包括保护涂层。衬垫130能容易地移除，并且在预防性维护期间定期更换。
[0021]工艺气体进口132和气体出口136穿过腔室主体106设置。工艺气体进口132流体连接工艺气体供应装置138与处理容积102。工艺气体进口132包括多个气体进口，使得工艺气体进口132包括沿着腔室主体106的第一侧等距间隔的五个或更多个气体进口(未示出)。每个工艺气体进口132经配置为使工艺气体从工艺气体供应装置138流入处理容积102中。工艺气体供应装置138可为能够向处理容积102供应用于基板处理的处理气体的任何合适的气体供应装置。合适的气体包括含硅前驱物、含氮前驱物和含氧前驱物等。
[0022]气体出口136与工艺气体进口132相对地设置，使得气体出口136为气体排放出口136，并且从处理容积102排放工艺气体。气体出口136设置在工艺气体进口132的正对面。气体出口136本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于基板处理的腔室，包含：腔室主体；气体进口，所述气体进口穿过所述腔室主体的侧壁而设置；气体出口，所述气体出口穿过所述腔室主体的侧壁并且与所述气体进口相对地设置；上窗；下窗；和上部加热装置，所述上部加热装置进一步包含：上冷却板；一个或多个上基座构件，所述一个或多个上基座构件设置在所述上冷却板上；一个或多个上光源；一根或多根光纤，所述一根或多根光纤在第一端处连接至所述一个或多个上光源，并且在第二端处连接至所述上基座构件；和照射窗，所述照射窗设置在所述上基座构件内并且在所述一根或多根光纤与所述上窗之间。2.如权利要求1所述的腔室，进一步包含下部加热装置，所述下部加热装置包含：下冷却板；一个或多个下基座构件，所述一个或多个下基座构件设置在所述下冷却板上；一个或多个下光源；一根或多根光纤，所述一根或多根光纤在第一端处连接至所述一个或多个下光源，并且在第二端处连接至所述下基座构件；和照射窗，所述照射窗设置在所述下基座构件内并且在所述一根或多根光纤与所述下窗之间。3.如权利要求1所述的腔室，其中所述一个或多个上光源包含十个或更多个光源。4.如权利要求1所述的腔室，其中所述照射窗进一步包括透镜，所述透镜用于将由所述一根或多根光纤发射的激光束发散成圆锥形束。5.如权利要求1所述的腔室，其中所述上冷却板包括设置在所述上冷却板中的一个或多个冷却剂通道。6.如权利要求1所述的腔室，其中所述上窗是石英窗。7.如权利要求6所述的腔室，其中所述石英窗是反射石英窗，所述反射石英窗具有穿过所述反射石英窗设置的一个或多个窗开口。8.如权利要求6所述的腔室，其中所述上窗是圆顶形窗。9.如权利要求1所述的腔室，其中所述上冷却板进一步包含穿过所述上冷却板设置的一个或多个开口。10.如权利要求9所述的腔室，其中所述一个或多个开口具有圆锥平截头体形状。11.一种用于基板处理的腔室，包含：腔室主体；气体进口，所述气体进口穿过所述腔室主体的侧壁设置；气体出口，所述气体出口穿过所述腔室主体的侧壁并且与所述气体进口相对地设置；上窗；
下窗；上部加热装置，所述上部加热装置进一步包含：上冷却板，所述上冷却板具有穿过所述上冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树坤，阿德尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：