反射沉積環(huán)和包括反射沉積環(huán)的基板處理室的制作方法
【專利說明】反射沉積環(huán)和包括反射沉積環(huán)的基板處理室
[0001]領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施方式一般涉及半導(dǎo)體處理設(shè)備與技術(shù)。
[0003]置量
[0004]半導(dǎo)體基板在材料處理之后通常會受到熱處理，材料處理例如是沉積材料于基板上，該基板包括特征形成于其表面中。橫越半導(dǎo)體基板的溫度均勻性在熱處理期間是相當(dāng)關(guān)鍵的，以在沉積階段期間有效地將回流(reflow)材料沉積于基板上，并且在基板上與所述特征內(nèi)提供材料的更一致分布。某些回流腔室使用反射表面來將輻射導(dǎo)引朝向半導(dǎo)體基板的背側(cè)。但是，回流腔室內(nèi)的空間限制實(shí)質(zhì)上限制了反射表面的面積，負(fù)面地影響了半導(dǎo)體基板的溫度均勻性。
[0005]因此，發(fā)明人已經(jīng)提供用于處理基板的設(shè)備，該設(shè)備在至少某些實(shí)施方式中，改良了橫越基板的溫度均勻性。
[0006]SM
[0007]本文提供用于改良橫越基板的溫度均勻性的設(shè)備。在某些實(shí)施方式中，一種沉積環(huán)，用于使用在基板處理系統(tǒng)中來處理基板，所述沉積環(huán)可包括:環(huán)狀主體，該環(huán)狀主體具有第一表面、相對第二表面、和中央開口，該中央開口通過所述第一表面與第二表面，其中該第二表面是配置成設(shè)置于基板支座之上，該基板支座具有支撐表面以支撐具有給定寬度的基板，且其中該開口的尺寸經(jīng)過設(shè)計(jì)，以暴露該支撐表面的主要部分；并且其中該第一表面包括至少一個反射部，該至少一個反射部是配置來將熱能反射朝向該環(huán)狀主體的中心軸，其中該至少一個反射部具有表面積是該第一表面的總表面積的大約百分之五至大約百分之五十。
[0008]在某些實(shí)施方式中，一種沉積環(huán)，用于使用在基板處理系統(tǒng)中來處理基板，所述沉積環(huán)可包括:環(huán)狀主體，該環(huán)狀主體具有第一表面、相對第二表面、和中央開口，該中央開口通過所述第一表面與第二表面，其中該第二表面是配置成設(shè)置于基板支座之上，該基板支座具有支撐表面以支撐具有給定寬度的基板，且其中該開口的尺寸經(jīng)過設(shè)計(jì)，以暴露該支撐表面的主要部分；以及其中該第一表面包括至少一個反射部，該至少一個反射部是配置來將熱能反射朝向該環(huán)狀主體的中心軸，其中該至少一個反射部具有表面積是該第一表面的總表面積的至少百分之五。
[0009]在某些實(shí)施方式中，一種基板處理室可包括:基板支座，該基板支座具有支撐表面以支撐具有給定寬度的基板；輻射能量源，該輻射能量源位于該基板處理室的周邊區(qū)域處；反射體，該反射體設(shè)置于該輻射能量源的周圍；和沉積環(huán)。該沉積環(huán)可包括:環(huán)狀主體，該環(huán)狀主體具有第一表面、相對第二表面、和中央開口，該中央開口通過所述第一表面與第二表面，其中該第二表面是配置成設(shè)置于該基板支座之上，且其中該開口的尺寸經(jīng)過設(shè)計(jì)，以暴露該支撐表面的主要部分；和至少一個反射部，該至少一個反射部設(shè)置于該第一表面上，且該至少一個反射部是配置來將熱能反射朝向該環(huán)狀主體的中心軸，其中該至少一個反射部是該第一表面的總表面積的大約百分之五至大約百分之五十。
[0010]其他實(shí)施方式與變化更詳細(xì)地討論于下。
[0011]附圖簡要說明
[0012]通過參照所附附圖中繪示的本發(fā)明的例示實(shí)施方式，可了解在下面更詳細(xì)討論且簡短總結(jié)于上的本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，注意到，所附附圖只例示本發(fā)明的一般實(shí)施方式且因此不視為限制其范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可容許其他同等有效的實(shí)施方式。
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的腔室的示意橫截面視圖。
[0014]圖2繪示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的沉積環(huán)的示意視圖。
[0015]圖2A繪示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的沉積環(huán)的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0016]圖3A-圖3C分別繪示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的沉積環(huán)的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0017]圖4是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的示例沉積環(huán)的頂視圖。
[0018]為了促進(jìn)了解，已經(jīng)在任何可能的地方使用相同的標(biāo)號來表示附圖中共同的相同元件。附圖未依照尺寸繪制，且可以為了清楚加以簡化?？闪私獾剑粋€實(shí)施方式的元件與特征可有利地并入在其他實(shí)施方式中，而不用另外詳述。
[0019]具體描沐
[0020]本發(fā)明的實(shí)施方式提供用于處理基板的改良式設(shè)備。在至少某些實(shí)施方式中，該設(shè)備可提供橫越基板的改良式溫度均勻性。例如，與本發(fā)明一致的實(shí)施方式可用于雙功能腔室中，在雙功能腔室中，基板上的材料的正常沉積之后是該相同基板的加熱。通常，在材料沉積于基板的第一表面上之后，基板的第一表面是高度反射性的，且因此，用高強(qiáng)度光源照射于基板的反射性第一表面上來加熱基板會是沒有效率的。但是，基板的第二表面(相對于第一表面，例如底表面)可更能吸收光能且可提供較佳的熱耦合。另外，因?yàn)榭臻g限制，熱源必須定位成使得基座的移動不會被阻礙。因此，熱源可位于基板支座基座的周邊之夕卜。在與本發(fā)明一致的實(shí)施方式中，提供了反射性表面與保護(hù)性屏蔽物的組合，反射性表面與保護(hù)性屏蔽物的組合將熱能從周邊的熱源反射朝向基板。
[0021]圖1繪示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式的腔室100的示意橫截面視圖。腔室100是配置來用于將材料沉積于基板的第一側(cè)上并且照射在基板的第二側(cè)上，基板的第二側(cè)相對于基板的第一側(cè)。此種腔室100是雙功能腔室，能夠在基板上執(zhí)行材料處理與熱處理兩者，而不用從腔室移除基板。在金屬沉積處理的實(shí)例中，熱處理可為回流處理，例如，用以減少基板的凹部中的金屬的突出。
[0022]腔室100具有壁部104與蓋部102，壁部104與蓋部102包圍腔室100的內(nèi)部空間138?；逯ё?06將內(nèi)部空間138分成上空間136與下空間134。通過形成于蓋部102中的入口 108而允許處理氣體進(jìn)入腔室的上空間136，且設(shè)置于基板支座106的基板接收表面116上的基板168在腔室100的處理位置160處暴露至處理氣體。
[0023]在操作時，基板支座106垂直地移動于腔室100內(nèi)，在處理的不同階段中伸展且縮回至各種位置。例如，基板支座106可垂直地受到致動而將設(shè)置于基板支座106的基板接收表面116上的基板168移動于腔室的處理位置160與輸送位置124之間。輸送位置124界定了基板操縱設(shè)備(未示)可通過入口 122來操縱基板168的基板168的位置。
[0024]多個升降銷114設(shè)置通過于基板支座106的基板接收表面116。多個升降銷114可由致動器162伸展，憑借耦接于致動器162的電機(jī)(未示)而與基板支座106獨(dú)立地移動。例如，在某些實(shí)施方式中，多個升降銷114可受到致動而將基板168升降且維持在處理位置160附近，同時基板支座106縮回在輻射源平面126之下。在某些實(shí)施方式中，通過致動所述升降銷，基板168可定位在不同于處理位置160的熱處理位置128處，該處理位置160可能是材料處理位置。
[0025]基板接收表面116可包括靜電夾盤，靜電夾盤通常包括導(dǎo)體158設(shè)置于絕緣的基板接收表面116中。導(dǎo)體158可為板材、導(dǎo)線網(wǎng)格、或者迂回地繞線通過基板接收表面116的單一路徑導(dǎo)線。電力通常通過設(shè)置通過于基板支座的軸132的導(dǎo)管156而耦接至導(dǎo)體158。當(dāng)基板接收表面116接合于基板168時，靜電夾盤可受到功能，以將基板168固定于基板支座106上。在此時，冷卻氣體也可通過導(dǎo)管130而建立。
[0026]基板支座106 (其中基板定位于其上)將基板168移動朝向處理位置128與160。當(dāng)基板支座106上升朝向處理位置160時，基板支座106(其中沉積環(huán)118放置于突部150上)經(jīng)過輻射源組件112。當(dāng)基板接收表面116到達(dá)處理位置160時，基板168可受到材料處理，例如沉積、注入、或蝕刻。如同下述，沉積環(huán)118可配置來接合于蓋環(huán)166，蓋環(huán)166可為金屬或陶瓷，且蓋環(huán)166從沉積環(huán)118向外朝向蓋部102延伸。通過控制從上空間136通過蓋環(huán)166進(jìn)入下空間134的氣流，