吸收性灯头面的制作方法
【专利说明】吸收性灯头面
[0001] 发明背景 发明领域
[0002] 在此所述的实施方式一般而言涉及使用于热处理腔室中的灯头。
[0003] 相关技术的描述
[0004] 快速热处理（RTP)与外延沉积（epi)系统使用于半导体芯片制造以在半导体晶片 上产生化学改变或蚀刻表面结构。RTP与印i系统传统上取决于一阵列的高强度白炽电灯， 该阵列的高强度白炽灯尺寸符合进入灯头且被导向于基板或晶片上。电灯被提供电功率且 可被非常快速地关闭与启动，且电灯的辐射的一大部分可被导向至基板。因此，晶片可被非 常快速地加热而没有实质上加热腔室且一旦将功率从电灯移除，晶片可以几近相同的速度 快速地被冷却。
[0005] -些红外光电灯位于灯头内。在处理期间，来自电灯的辐射在处理腔室内辐射通 过上部窗、光通道以及下部窗而落在旋转中的半导体基板上。以此方式，晶片被加热至所需 处理温度。灯头可包含一些光管以将来自钨卤素电灯的辐射传送至处理腔室。电灯被分割 成多区域，分割成多区域的电灯以辐射对称方式配置。每一个区域由电灯驱动器独立供电， 电灯驱动器继而由多输入、多输出控制器所控制。电灯通过大量布线套管和重型电布缆而 连接到电灯驱动器。
[0006] 即便反射表面用于将热能维持与集中在基板上是一常态，过多的反射表面将导致 缓慢的腔室冷却。较缓慢的腔室冷却会造成较长的步阶改变时间以及较少的产量数目。
[0007] 因此，所述技术领域会需要更好的热处理后的冷却控制。
[0008] 发明概沐
[0009] 在此所描述的实施方式一般而言涉及使用于热处理腔室的灯头。在一个实施方式 中，处理腔室可包括：上部结构；下部结构；基座环，该基座环将该上部结构连接至该下部 结构；基板支撑座，该基板支撑座设置于该上部结构与该下部结构之间；下部结构设置于 基板支撑座下方；灯头定位成邻近于下部结构且一个或更多个固定电灯位置形成于该灯头 内，灯头包含邻近于该下部结构的第一表面以及正对该第一表面的第二表面，其中该第一 表面包含吸收性涂层；以及一个或更多个电灯组件，每一个电灯组件包含辐射产生源且定 位成与一个或更多个固定电灯位置相连接。
[0010] 在另一个实施方式中，用于加热基板的处理腔室可包括：处理腔室；基板支撑座， 该基板支撑座设置于处理腔室内而用于支撑基板；下部结构设置于基板支撑座下方；灯头 定位成邻近于下部结构且一个或更多个固定电灯位置形成于该灯头内，灯头包含邻近于该 下部结构的第一表面以及正对该第一表面的第二表面，其中该第一表面包含吸收性涂层且 电灯组件包含辐射产生源。
[0011] 附图简要说明
[0012] 为了详细地理解本案内容的上述特征，通过参考本案内容的实施方式（其中一些 图示在附图中），可以得到上文所简要概括的内容的更为具体的描述。然而，应注意的是附 图仅图示本发明的典型实施方式且因此不应被视为对本发明范围的限制，因为本发明可承 认其他同等有效性的实施方式。
[0013] 图1绘示了根据本发明一个实施方式的背侧加热处理腔室的示意性截面视图；和
[0014] 图2A与图2B是根据本发明一个实施方式的灯头的示意性绘示图。
[0015] 为使更容易了解本发明，在可能的情况下，相同的元件符号会指定在不同附图中 共享的相同元件。需了解的是，一实施方式中揭示的元件可有益地合并于其他实施方式中 而无须进一步叙述。
[0016] 具体描沐
[0017] 在此所公开的实施方式一般而言涉及半导体处理且更精确而言涉及在印i腔室 或RTP腔室内所使用的辐射吸收性灯头面。之前的灯头使用反射表面以将辐射反射回腔 室。这些反射表面导致难以冷却，因为在冷却期间所释放的辐射会被反射回腔室。通过使 灯头的反射表面能吸收辐射，在冷却期间所传送的辐射可被灯头所吸收且因此更有效率地 从处理腔室转移。在此所公开的本发明的实施方式会参照下述附图而更清楚地描述。
[0018] 图1绘示了根据一个实施方式的背侧加热处理腔室100的示意性截面视图。处理 腔室100可被使用以处理一个或更多个基板，包含在基板108的第一表面上沉积材料。处 理腔室100通常包含用于加热的（在其他部件当中的）一阵列的电灯组件102、设置于处理 腔室100内的基板支撑座106的背侧104。基板支撑座106可为盘状基板支撑座106 (如所 示），或可为将基板从基板边缘支撑起的环状基板支撑座（未示），或可为由最小接触的柱 或针而将基板从底部支撑起的针型支撑座。
[0019] 基板支撑座106位于处理腔室100内而介于上部结构128与下部结构114之间。 上部结构128与下部结构114(伴随着设置于上部结构128与下部结构114之间的基座环 136)通常界定出处理腔室100的内部区域。上部结构128、下部结构114,或上述两者皆可 依使用者需求而为圆顶形、扁平状、斜角状或其他三维的形状。在一个实施方式中，上部结 构128与下部结构114两者皆为圆顶形。基板108 (未按比例）可被置入处理腔室100且 通过负载端口（未示）而定位于基板支撑座106上，该负载端口被基板支撑座106所隐藏。
[0020] 基座环136 -般而言包含负载端口、处理气体进气口 174,以及气体出气口 178。 基座环136可具有一般的长方形，该长方形的长边在负载端口上且该长方形的多个短边分 别在处理器进气口 174与气体出气口 178上。基座环136可具有任何所期望的形状，只要 负载端口、处理气体进气口 174,以及气体出气口 178相对于彼此与负载端口在角度上偏移 约90度。举例而言，负载端口可位于介于处理气体进气口 174与气体出气口 178之间的一 侦牝且处理气体进气口 174与气体出气口 178设置于基座环136的对端。在不同的实施方 式中，负载端口 103、处理气体进气口 174以及气体出气口 178彼此准直且设置于实质上相 同的水平位置。
[0021] 处理气体进气口 174与气体出气口 178的配置使同心处理配件大大地增强环形遮 蔽遏制光泄漏的能力成为可能，而使得允许低于500摄氏度的测温更准确。基座环136可包 含设置成邻近于用于冷却基座环136的0-环182、184的一个或更多个冷却剂流通道。基 座环136也可被不透明的具有必要切口（未示）的石英的衬垫所遮蔽。
[0022] 所示的基板支撑座106处于架高的处理位置，却可被致动器垂直地移动至处理位 置下方的负载位置以允许升举销105接触下部结构114而穿过基板支撑座106与中心轴 132内的孔洞，且将基板108从基板支撑座106抬升。机器人（未示）可接着进入处理腔室 100以通过负载端口将基板108安装至处理腔室100以及从处理腔室100移除。基板支撑 座106接着可被致动向上至处理位置以将基板108 (同时它的组件侧116面朝上）置放于 基板支撑座106的前侧110上。
[0023] 基板支撑座106 (虽然位于处理位置）将处理腔室100的内部空间分割成基板上 方的处理气体区域156以及基板支撑座106下方的净化气体区域158。基板支撑座106在 处理期间通过中心轴132而旋转以极小化热流与处理气体流在处理腔室100内的空间上异 常的影响，且因此促进基板108的均匀处理。基板支撑座106受中心轴132所支撑，在负载 与卸除期间，且在一些实施方式中，在基板108的处理期间，中心轴132以往上以及往下的 方向134移动基板108。基板支撑座106可由碳化硅或以碳化硅涂覆的石墨所形成以从电 灯102吸收辐射能量且将辐射能量传导至基板108。
[0024] -般而言，上部结构128的中心窗部分以及下部结构114的底部由光学性透明材 料所形成，例如石英。上部结构128的曲率的厚度与曲度可配置成在处理腔室内提供为了 均匀的流体均匀性的平坦的几何形状。
[0025] -个或更多个电灯（例如一阵列的电灯组件102)可以特定方式设置成邻近于下 部结构114且位于下部结构114下方且围绕中心轴132以在当处理气体通过时独立地控制 基板108的不同区域的温度，由此促进材料沉积在基板108的第一表面上。虽然在此未仔 细讨论，沉积材料可包含硅、掺杂的硅、锗、掺杂的硅、硅锗、掺杂的硅锗、砷化镓、氮化镓或 氮化铝镓。
[0026] 电灯组件102可包含热产生元件（在此绘示成电灯灯泡141)，且配置成将基板 108加热至在约200摄氏度至约1600摄氏度的范围内的温度。在进一步的实施方式中，热 产生器元件可包含非白炽固态辐射器，例如LED(发光二极管），或其他辐射产生装置。每一 个电灯组件102可耦接于功率分配板（例如印刷电路板（PCB) 152)，功率可通过该功率分配 板供应至每一个电灯组件102。电灯组件102位于灯头145内，灯头145在处理期间或处理 后可通过例如被引入介于电灯组件102之间的通道149的冷却流而被冷却。灯头145可传 导地且辐射地冷却下部结构114部分地是因为灯头145极邻近于下部结构114。灯头145 也可冷却电灯壁以及围绕于电灯的反射器的侧壁（未示）。可替代地，下部结构104可以对 流方式而被冷却。取决