用于快速热处理腔室的透明反射板制造技术

本发明专利技术一般涉及用于处理基板的方法和设备。本发明专利技术的实施例包括用于处理包括陶瓷反射板的设备，该陶瓷反射板可为光学地透明。反射板可包括反射涂层，且反射板为反射板组件的一部分，其中反射板组设至底板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于快速热处理腔室的透明反射板背景专利
本专利技术一般涉及半导体处理的领域。较具体地，本专利技术涉及使用在半导体热处理腔室(如，快速热处理腔室)中的反射板。背景快速热处理(Rapid Thermal Processing, RTP)为在半导体制造期间用于退火基板的处理。在此处理期间，使用热辐射以在控制环境中将基板快速地加热至超过室温900度的最大温度。此最大温度依据处理而维持于低于一秒到数分钟。为进一步处理，基板接着冷却至室温。半导体制造处理具有数个RTP应用。这些应用包括热氧化(基板在氧或氧和氢的结合中加热，这些气体会导致基板氧化而形成二氧化硅)；高温浸泡退火(使用不同的气体混和物，如氮、氨或氧)；低温浸泡退火(一般用来退火沉积有金属的晶片)；和峰值退火(主要使用于基板需暴露至高温于非常短时间的处理)。在峰值退火期间，基板快速地加热至足以活化掺杂剂的最大温度，并在掺杂剂实质扩散前加速地冷却以终止活化处理。使用高强度钨或卤素灯作为热辐射的源。当反射板将由晶片散发的热辐射朝晶片反射回去时，反射板(如显示于图2中且于后文进一步叙述)帮助维持温度均匀。附图说明图1显示现存反射板27的侧截面。如图1中所示，辐射高温计灯管42经由在反射板27中的开口而突出，使得辐射高温计灯管具有晶片的清晰视界，如于图2中的最佳所视。现存反射板由铝所制成。高温计灯管42与铝反射板27表面齐平，在该铝反射板27表面上有反射涂层(图未示)且该铝反射板27表面面对晶片。因灯管和反射涂层暴露至腔室环境，晶片副产物材料可沉积于灯管及/或反射涂层上，这种情形导致于温度测量中的偏差。此偏差可快速且彻底地发生或于长时段小幅增加。此外，施加至铝反射板的反射涂层复杂且难以制成(高成本)，且反射涂层具有150°C的最大操作温度限制，且反射涂层在特定处理条件下有易于剥离的倾向。石英板60置于晶片和反射板27之间，且石英板48置于固定至反射板27的支架64上，而留下间隙62。石英板48帮助缓和于上所提及的某些问题。然而，仍需要减少于上述所讨论、与现存反射板有关的问题。概述所以，本专利技术的一个或多个实施例涉及一种用于处理基板的设备，所述基板具有一前侧和一后侧。所述设备包括:处理区，所述处理区位于腔室内，所述腔室由邻近辐射加热源的窗口而限定于一侧上，所述辐射加热源位于所述处理区的外侧；及反射板，所述反射板相对所述辐射加热源而设置，所述反射板包括由陶瓷材料所制成的主体和位于所述反射板的一侧上的反射涂层，和延伸经过至少所述反射涂层的多个孔。在一个实施例中，所述陶瓷材料包含光学地透明的陶瓷。在一个实施例中，所述光学地透明的材料选自氧化铝、碳化硅、石英和蓝宝石。依据一实施例，所述反射板的所述侧具有最接近所述辐射加热源的第一表面和最远离所述辐射加热源的第二表面，所述第二表面具有所述涂层于所述第二表面上。在一个或多个实施例中，所述孔间隔开以容纳高温计探针。在一个或多个实施例中，所述孔仅延伸经过所述反射涂层。在一个或多个实施例中，所述反射板安装于底板(baseplate)以提供反射板组件。在一个实施例中，所述反射板和所述底板以低于约5_而间隔。在其它实施例中，所述反射板和所述底板直接接触且未间隔。在一个或多个实施例中，所述反射板组件包括支架以将所述反射板和所述基板以一分隔关系而分离。在一个实施例中，所述反射涂层包括多个介电层。在一个实施例中，所述陶瓷材料包含掺杂剂以增加由所述反射板所吸收的热量。在一个或多个实施例中，所述掺杂剂选自稀土材料、氢氧基和上述材料的结合。在一个或多个实施例中，所述底板包括多个开口，所述开口与在所述反射板中的所述孔对齐。在本专利技术的第二方面实施例中，关于一种用于快速热处理腔的反射板组件设备，所述反射板组件设备包括:底板，所述底板具有穿过所述底板的多个开口以容纳高温计探针；及反射板，所述反射板包括由陶瓷材料所制成的主体和位于所述反射板的一侧上的反射涂层，和延伸经过至少所述反射涂层的多个孔，所述孔与经过所述底板的所述开口对齐，其中所述反射板组设至所述底板，使得在所述底板中的所述开口和所述反射板中的所述孔对齐。在一个实施例中，所述底板包括多个支架以将所述反射板和所述基板以一分隔关系而维持。在一个实施例中，具有所述涂层的所述侧面对所述基板。在一个或多个实施例中，所述陶瓷材料为光学地透明。在一个或多个实施例中，所述陶瓷材料选自氧化铝、碳化硅、石英和蓝宝石。在一个或多个实施例中，所述陶瓷材料包含掺杂剂以增加由所述反射板所吸收的热量，其中所述掺杂剂选自稀土材料、氢氧基和上述材料的结合。附图简要说明本专利技术的更特别的说明(上文简要概述的)可参照本专利技术的实施例(这些实施例描绘于所附的附图)而获得。应注意，所附的附图仅说明本专利技术的典型实施例，且不因此被视为对本专利技术范围的限制，因本专利技术可允许其它同等有效的实施例。图1为传统快速热处理腔室反射板组件的侧截面图；图2显示快速热处理腔室；图3为依据本专利技术一实施例的反射板的立体图；图4为依据本专利技术一实施例的反射板组件的侧截面图；图5为依据本专利技术一实施例的反射板组件的侧截面图；图6为依据本专利技术一实施例的反射板组件的侧截面图。为促进了解，尽可能使用相同的标号来表示附图中所共有的相同元件。具体描述在说明本专利技术的几个示范实施例之前，应理解本专利技术并未限于下文说明中的结构或处理步骤的细节。本专利技术可包括其它实施例，且可以各种方式执行或实现。图2概要地呈现依据本专利技术的实施例的快速热处理腔室10，该快速热处理腔室10包括反射板设备。Peuse等人在美国专利第5，848，842和6，179，466号中说明此种反应器及此反应器的仪器的进一步细节。举例来说，待热处理的基板或晶片12、半导体晶片(如，硅晶片)通过阀或存取端口(access port) 13进入腔室10的处理区18。晶片12由在此实施例中以环形边缘环14显示的基板支撑件而支撑于晶片周缘上，该环形边缘环14可具有接触晶片12的角落的环状坡架15。Ballance等人在美国专利第6，395，363号中更完整地说明边缘环和边缘环的支撑功能。晶片被定向使得已形成于晶片12的前表面中的所处理的特征结构16向上(对照向下的重力场)面朝处理区18，该处理区18由透明石英窗口 20限定在处理区18的上侧。透明石英窗口 20位于距晶片12实质距离处，使得窗口在处理期间对基板的冷却具有最小的影响。典型地，在晶片12和窗口 20之间的距尚为大约20mm。相对示意图而言，大部分的特征结构16并未突出超过晶片12的表面的实质距离，但在表面平面内或附近处构成图案。当晶片在将晶片带入腔室内的桨状物(paddle)或机器人叶片(robot blade)(未图示)并放置于边缘环14间处理时，举升销22可上升或下降以支撑晶片12的后侧。辐射加热设备24置于窗口 20之上以引导辐射能朝向晶片12并因此加热晶片。在反应器或处理腔室10中，辐射加热设备包括位于各反射管27中的大量高强度钨-卤素灯26 (不范数量为409个),所述反射管27以六方密堆积(a hexagonal close-packed)的方式而配置于窗口 20上。期望将遍布晶片12的温度控制成均匀遍布晶片12的接近限定温度。依此考虑，反射板28以平行且大于晶片1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理基板的设备，所述基板具有前侧和后侧，所述设备包括：处理区，所述处理区位于腔室内，所述腔室由邻近辐射加热源的窗口而限定于一侧上，所述辐射加热源位于所述处理区的外侧；及反射板，所述反射板相对所述辐射加热源而设置，所述反射板包括由陶瓷材料所制成的主体和位于所述反射板的一侧上的反射涂层，和延伸经过至少所述反射涂层的多个孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱克·R·凯尔梅尔，阿伦·M·亨特，亚历山大·N·勒纳，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US