反射沉积环和包括反射沉积环的基板处理室的制作方法
【专利说明】反射沉积环和包括反射沉积环的基板处理室
[0001]领域
[0002]本发明的实施方式一般涉及半导体处理设备与技术。
[0003]置量
[0004]半导体基板在材料处理之后通常会受到热处理，材料处理例如是沉积材料于基板上，该基板包括特征形成于其表面中。横越半导体基板的温度均匀性在热处理期间是相当关键的，以在沉积阶段期间有效地将回流(reflow)材料沉积于基板上，并且在基板上与所述特征内提供材料的更一致分布。某些回流腔室使用反射表面来将辐射导引朝向半导体基板的背侧。但是，回流腔室内的空间限制实质上限制了反射表面的面积，负面地影响了半导体基板的温度均匀性。
[0005]因此，发明人已经提供用于处理基板的设备，该设备在至少某些实施方式中，改良了横越基板的温度均匀性。
[0006]SM
[0007]本文提供用于改良横越基板的温度均匀性的设备。在某些实施方式中，一种沉积环，用于使用在基板处理系统中来处理基板，所述沉积环可包括:环状主体，该环状主体具有第一表面、相对第二表面、和中央开口，该中央开口通过所述第一表面与第二表面，其中该第二表面是配置成设置于基板支座之上，该基板支座具有支撑表面以支撑具有给定宽度的基板，且其中该开口的尺寸经过设计，以暴露该支撑表面的主要部分；并且其中该第一表面包括至少一个反射部，该至少一个反射部是配置来将热能反射朝向该环状主体的中心轴，其中该至少一个反射部具有表面积是该第一表面的总表面积的大约百分之五至大约百分之五十。
[0008]在某些实施方式中，一种沉积环，用于使用在基板处理系统中来处理基板，所述沉积环可包括:环状主体，该环状主体具有第一表面、相对第二表面、和中央开口，该中央开口通过所述第一表面与第二表面，其中该第二表面是配置成设置于基板支座之上，该基板支座具有支撑表面以支撑具有给定宽度的基板，且其中该开口的尺寸经过设计，以暴露该支撑表面的主要部分；以及其中该第一表面包括至少一个反射部，该至少一个反射部是配置来将热能反射朝向该环状主体的中心轴，其中该至少一个反射部具有表面积是该第一表面的总表面积的至少百分之五。
[0009]在某些实施方式中，一种基板处理室可包括:基板支座，该基板支座具有支撑表面以支撑具有给定宽度的基板；辐射能量源，该辐射能量源位于该基板处理室的周边区域处；反射体，该反射体设置于该辐射能量源的周围；和沉积环。该沉积环可包括:环状主体，该环状主体具有第一表面、相对第二表面、和中央开口，该中央开口通过所述第一表面与第二表面，其中该第二表面是配置成设置于该基板支座之上，且其中该开口的尺寸经过设计，以暴露该支撑表面的主要部分；和至少一个反射部，该至少一个反射部设置于该第一表面上，且该至少一个反射部是配置来将热能反射朝向该环状主体的中心轴，其中该至少一个反射部是该第一表面的总表面积的大约百分之五至大约百分之五十。
[0010]其他实施方式与变化更详细地讨论于下。
[0011]附图简要说明
[0012]通过参照所附附图中绘示的本发明的例示实施方式，可了解在下面更详细讨论且简短总结于上的本发明的实施方式。但是，注意到，所附附图只例示本发明的一般实施方式且因此不视为限制其范围，因为本发明可容许其他同等有效的实施方式。
[0013]图1是根据本发明的某些实施方式的腔室的示意横截面视图。
[0014]图2绘示了根据本发明的某些实施方式的沉积环的示意视图。
[0015]图2A绘示了根据本发明的某些实施方式的沉积环的横截面侧视图。
[0016]图3A-图3C分别绘示了根据本发明的某些实施方式的沉积环的横截面侧视图。
[0017]图4是根据本发明的某些实施方式的示例沉积环的顶视图。
[0018]为了促进了解，已经在任何可能的地方使用相同的标号来表示附图中共同的相同元件。附图未依照尺寸绘制，且可以为了清楚加以简化。可了解到，一个实施方式的元件与特征可有利地并入在其他实施方式中，而不用另外详述。
[0019]具体描沐
[0020]本发明的实施方式提供用于处理基板的改良式设备。在至少某些实施方式中，该设备可提供横越基板的改良式温度均匀性。例如，与本发明一致的实施方式可用于双功能腔室中，在双功能腔室中，基板上的材料的正常沉积之后是该相同基板的加热。通常，在材料沉积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，用高强度光源照射于基板的反射性第一表面上来加热基板会是没有效率的。但是，基板的第二表面(相对于第一表面，例如底表面)可更能吸收光能且可提供较佳的热耦合。另外，因为空间限制，热源必须定位成使得基座的移动不会被阻碍。因此，热源可位于基板支座基座的周边之夕卜。在与本发明一致的实施方式中，提供了反射性表面与保护性屏蔽物的组合，反射性表面与保护性屏蔽物的组合将热能从周边的热源反射朝向基板。
[0021]图1绘示了根据本发明的某些实施方式的腔室100的示意横截面视图。腔室100是配置来用于将材料沉积于基板的第一侧上并且照射在基板的第二侧上，基板的第二侧相对于基板的第一侧。此种腔室100是双功能腔室，能够在基板上执行材料处理与热处理两者，而不用从腔室移除基板。在金属沉积处理的实例中，热处理可为回流处理，例如，用以减少基板的凹部中的金属的突出。
[0022]腔室100具有壁部104与盖部102，壁部104与盖部102包围腔室100的内部空间138。基板支座106将内部空间138分成上空间136与下空间134。通过形成于盖部102中的入口 108而允许处理气体进入腔室的上空间136，且设置于基板支座106的基板接收表面116上的基板168在腔室100的处理位置160处暴露至处理气体。
[0023]在操作时，基板支座106垂直地移动于腔室100内，在处理的不同阶段中伸展且缩回至各种位置。例如，基板支座106可垂直地受到致动而将设置于基板支座106的基板接收表面116上的基板168移动于腔室的处理位置160与输送位置124之间。输送位置124界定了基板操纵设备(未示)可通过入口 122来操纵基板168的基板168的位置。
[0024]多个升降销114设置通过于基板支座106的基板接收表面116。多个升降销114可由致动器162伸展，凭借耦接于致动器162的电机(未示)而与基板支座106独立地移动。例如，在某些实施方式中，多个升降销114可受到致动而将基板168升降且维持在处理位置160附近，同时基板支座106缩回在辐射源平面126之下。在某些实施方式中，通过致动所述升降销，基板168可定位在不同于处理位置160的热处理位置128处，该处理位置160可能是材料处理位置。
[0025]基板接收表面116可包括静电夹盘，静电夹盘通常包括导体158设置于绝缘的基板接收表面116中。导体158可为板材、导线网格、或者迂回地绕线通过基板接收表面116的单一路径导线。电力通常通过设置通过于基板支座的轴132的导管156而耦接至导体158。当基板接收表面116接合于基板168时，静电夹盘可受到功能，以将基板168固定于基板支座106上。在此时，冷却气体也可通过导管130而建立。
[0026]基板支座106 (其中基板定位于其上)将基板168移动朝向处理位置128与160。当基板支座106上升朝向处理位置160时，基板支座106(其中沉积环118放置于突部150上)经过辐射源组件112。当基板接收表面116到达处理位置160时，基板168可受到材料处理，例如沉积、注入、或蚀刻。如同下述，沉积环118可配置来接合于盖环166，盖环166可为金属或陶瓷，且盖环166从沉积环118向外朝向盖部102延伸。通过控制从上空间136通过盖环166进入下空间134的气流，