具有用于外延处理的均匀性调整透镜的基座支撑杆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式大体涉及支撑处理腔室中的基板。
【背景技术】
[0002] 在处理期间，将基板安置在处理腔室内部的基座上。由基座支撑杆（susc印tor supportshaft)来支撑基座，所述支撑杆是可绕中心轴旋转的。基座支撑杆包括从所述基 座支撑杆延伸的多个臂（通常三至六个），这些臂支撑基座。当在处理期间旋转基座支撑 杆时，从基座支撑杆延伸的臂截断（interrupt)用以测量基座或基板的温度的高温计射束 (pyrometerbeam)，因此引起对高温计读数的干扰。尽管这些臂可由大体上光学透明的石 英形成，但是至少一定量的光仍被这些臂吸收，且因此这些臂并非是完全光学透明的。被这 些臂吸收及散射的此光量（amountoflight)影响由高温计射束传送至基座的光量，且因 此影响由高温计进行的温度测量的精度。当基座支撑杆旋转时，存在臂位于高温计射束路 径内的时期及臂邻近（adjacentto)高温计射束路径的时期。因此，从高温计射束到达基 座的光量随基座支撑件旋转而变化，导致形成不精确温度测量的时期。
[0003]IR高温测定系统通常用于感测从基座或基板的背面（backside)发射的辐射，随 后基于基座或基板的表面发射率（surfaceemissivity)将高温计读数转换成温度。软件 滤波器（softwarefilter)通常用以把带温度纹波（temperatureripple)的干扰（由于 支撑臂在上文提到的旋转期间移进和移出高温计射束的缘故）减小至约±1摄氏度。该软 件滤波器还与一种算法一起使用，该算法包括几秒宽度的取样窗中的平均数据。
[0004] 采用先进的周期性外延（EPI)处理，处理温度将随每一配方步骤（recipest印） 而变化并且配方步骤时间变得更短。因此，需要将软件滤波器的时间延迟（timedelay)最 小化，且需要窄得多的取样窗以改良温度变化的动态响应。为了获得最佳的周期间温度可 重复性（cycletocycletemperaturerepeatability)，需要将温度纹波进一步减小至小 于±0. 5摄氏度的范围。
[0005] 因此，需要一种能够实现更加精确的温度测量的设备。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施方式大体涉及基座支撑杆及包括该基座支撑杆的处理腔室。基座支 撑杆支撑基座于基座支撑杆上，该基座又在处理期间支撑基板。即使当旋转基座支撑杆时， 基座支撑杆也通过为射向基座和/或基板的高温计聚焦射束提供一致的路径来减小基座 和/或基板的温度测量的变化。基座支撑杆还具有相对较低的热质量（thermalmass)，这 能够实现处理腔室中的基座的快速升温（rampup)及降温（rampdown)速率。
[0007] 在一个实施方式中，用于处理腔室的基座支撑杆包括圆柱形支撑杆和与支撑杆 親接的支撑主体。支撑主体包括实心盘（soliddisc)、从实心盘延伸的多个锥形底座 (taperedbase)、从这些锥形底座中的一些锥形底座延伸的至少三个支撑臂及从这些锥形 底座中的一些锥形底座延伸的至少三个虚设臂（du_yarm)。在一个实例中，可在实心盘 的顶部上可移除地放置定制的折射元件以在在整个基座和/或基板重新分布二次热分布(secondaryheatdistribution)〇
[0008] 在另一实施方式中，公开了一种用于加热基板的处理腔室。所述处理腔室包括设 置于处理腔室内部且用于支撑基板的基座、设置于基板支撑件之下的下圆顶及设置成与所 述下圆顶相对的的上圆顶。所述上圆顶包括中央窗口部分及外围凸缘，所述外围凸缘绕中 央窗口部分的周边而与中央窗口部分嗤合，其中所述中央窗口部分及所述外围凸缘由光学 透明材料形成。
【附图说明】
[0009] 因此，以可详细地理解本发明的上文所叙述的特征的方式，可参考实施方式获得 上文简要概述的本发明的更详细的描述，所述实施方式中的一些实施方式图示于附图中。 然而，应注意的是，附图仅图示出本发明的典型实施方式，且因此这些附图不应被视为对本 发明的范围的限制，因为本发明可允许其他等效的实施方式。
[0010] 图IA图示了根据本发明的一个实施方式的处理腔室的横截面视图。
[0011] 图IB是根据本发明的另一实施方式的热处理腔室的横截面视图。
[0012] 图IC是图IB的反射器的透视图，该图显示了具有围绕顶部部分的周边布置的螺 纹特征的顶部部分。
[0013] 图2图示了根据本发明的一个实施方式的基座支撑杆的透视图。
[0014] 图3图示了根据本发明的一个实施方式的支撑主体的局部剖视图。
[0015] 图4A至图4E图示了根据本发明的实施方式的支撑臂的剖视图。
[0016] 图5A图示了根据本发明的另一实施方式的基座支撑杆的透视图。
[0017] 图5B图示了基座支撑杆上安置有折射元件的基座支撑杆的横截面透视图。
[0018] 为促进理解，已尽可能使用相同的附图标记来标示各图所共有的相同元件。应预 期，在一个实施方式中所公开的元件可有利地用于其他实施方式中而无需赘述。
【具体实施方式】
[0019] 本发明的实施方式大体涉及基座支撑杆及包括该基座支撑杆的处理腔室。基座支 撑杆支撑基座于基座支撑杆上，该基座又在处理期间支撑基板。将基座支撑杆设计成通过 在旋转中心附近为基座支撑杆提供覆盖导向基座和/或基板的高温计感测路径的实心盘 来减小基座和/或基板的温度测量的变化。由于实心盘覆盖高温计温度读数路径，所以即 使当旋转基座支撑杆时，高温计读数仍显示较少的干扰。实心盘在旋转中心附近仅覆盖高 温计聚焦射束，因此基座支撑杆具有相对较低的热质量，这能够实现处理腔室的快速升温 及降温速率。在一些实施方式中，为了获得最佳的外延处理厚度均匀性，可在实心盘的顶部 上可移除地放置定制的折射元件以在整个基座和/或基板上重新分布二次热分布。
[0020] 可在购自AppliedMaterials,Inc.ofSantaClara,California(美国加州圣克 拉拉市应用材料公司）的AppliedCENTUR/VRPEPI腔室中实施本文所公开的实施方 式。应预期，购自其他制造商的其他腔室也可受益于本文所公开的实施方式。
[0021] 图IA是根据本发明的一个实施方式的热处理腔室100的横截面视图。处理腔室 100包括腔室主体102、支撑系统104及控制器106。腔室主体102包括上部分112及下部 分114。上部分112包括介于上圆顶116与基板125之间且在腔室主体102内部的区域。 下部分114包括介于下圆顶130与基板125的底部之间且在腔室主体102内部的区域。沉 积处理大体发生在上部分112内部且在基板125的上表面上。
[0022] 处理腔室100包括诸如灯135之类的多个热源，这些热源适于将热能提供至安置 于处理腔室100内部的部件。举例而言，灯135可适于将热能提供至基板125、基座126和 /或预热环123。下圆顶130可由诸如石英之类的光学透明材料形成，以促进热辐射从下圆 顶130中穿过。在一个实施方式中，应预期，可安置灯135以提供穿过上圆顶116以及下圆 顶130的热能。
[0023] 腔室主体102包括在腔室主体102中形成的多个气室（plenum) 120。举例而言， 第一气室120可适于提供穿过第一气室120进入腔室主体102的上部分112中的处理气 体150,而第二气室120可适于排出来自上部分112的处理气体150。以此方式，处理气体 150可平行于基板125的上表面而流动。借助