半导体处理室的银反射件的制作方法
【专利说明】半导体处理室的银反射件 阳OOU 分案申请说明
[0002] 本申请是口(：1'申请第口口'/1]52009/034614号于2010年8月20日进入中国国家阶 段得到的、申请号为200980105846. 9、申请日为2009年2月20日、发明名称为"半导体处 理室的银反射件"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0003] 本发明的一或多个实施例为有关在高溫半导体处理室中处理基板。
【背景技术】
[0004] 包括基板（如半导体晶片与其他材料）的热处理的数种应用包含有快速加热及冷 却基板的处理步骤。此处理的范例为快速热处理（RT巧，快速热处理用于数种制造方法。 阳〇化]快速热处理（RT巧系统用于半导体忍片制造中W在半导体晶片上产生、化学改变 或蚀刻表面结构。一种运样的RTP系统（如述于美国专利第5, 155, 336号，该专利让渡予本 申请案的受让人且并入本案作为参考）包含半导体处理室及位于半导体处理室上的热源 组件或灯头。数个红外线灯位于灯头中。在处理期间，灯的红外线福射经由上部窗、光通道 及下部窗福射至处理室中的半导体基板上。此方式中，晶片加热至所需要的处理溫度。半 导体处理操作期间，灯在非常高溫下运作。并非所有传送至RTP室灯头的电能最终能够实 质加热晶片。部分福射能量由反应室部件吸收，特别是在福射场的反射部件。
[0006] 加热灯包含于具有反射件套管的组件中，例如美国专利第6, 072, 160号所描述 的，该专利让渡予本申请案的受让人且并入本案作为参考。加热灯也可包含于具有多个灯 插座的单一灯头中，如美国专利第6, 805, 466号所描述的，该专利让渡予本申请案的受让 人且并入本案作为参考。
[0007] 一般而言，反射件套管或单一灯头具有由金制成的层或涂层的反射层。然而，金与 银相比不具有最佳的反射性质。此外，金实质上比银昂贵。然而，银在灯中不用作为反射材 料的原因在于银失去光泽的严重问题，此失去光泽造成银不能用作为反射材料，因为银表 面会变为黑色而破坏银反射的能力。因此，在RTP及半导体处理应用中需要改良福射反射 的新颖反射件、反射件材料及方法。
【发明内容】
[0008] 依据本发明的一实施例，提供一种用于半导体处理室的反射件，所述反射件包含 设置于处理室中的反射件基板，W反射源自安装于半导体处理室内的加热灯的福射，该反 射件基板包括设置于其上的含有银的反射层。在一实施例中，反射层由银含量大于99. 99 % 的特别纯的银制成。
[0009] 一或更多实施例中，反射件还包括覆盖反射层的实质透明层。利用透明层的实施 例中，此实质透明层包括选自石英、氧化侣、氧化错、SIsNa、CaF2、MgF2、Ti〇2、Ta2〇g、Hf〇2、氧化 锭、及氧化侣-娃±玻璃的材料。
[0010] 包含反射层的实施例可进一步包括反射层及透明层之间的粘合层。或者，在反射 层及反射件基板间可设置扩散阻障层。
[0011] 一或更多实施例中，反射件基板包括一部分的单块灯头，所述单块灯头具有多个 适于容纳灯的腔室。在其他实施例中，反射件基板包括适于配置于半导体处理室的灯管的 套管。
[0012] 此反射件适于用在快速热处理室及外延处理室。
[0013] 本发明的另一态样有关于半导体处理设备，所述半导体处理设备包含处理室，所 述处理室具有在处理期间放置基板的支撑件；福射出福射能的加热灯，所述加热灯配置于 反应室内；及反射件，所述反射件设置W反射来自灯的福射，该反射件包括反射件基板上实 质由银制成的反射层。一或更多实施例中，反射件可如本说明书的前文及后文详述配置。
[0014] 为了更详细地了解本发明的上述特征，可参照实施例（某些描绘于附图中）来理 解本发明简短概述于上的特定描述。然而，需注意后附的图式为仅用于说明本发明的基本 实施例且因此不应被视为限制本发明的范畴，因为本发明容许其他相等功效的实施例。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的一实施例的灯组件的示意图；
[0016] 图2为本发明的一实施例的处理室的示意图；
[0017] 图3为本发明的一实施例的灯头的示意图；
[0018] 图4为本发明的一实施例的反射件的示意图；
[0019] 图5为本发明的又一实施例的部分反射件的示意图；
[0020] 图6为本发明的另一实施例的部分反射件的又一不意图；及
[0021] 图7为本发明的再一实施例的部分反射件的又一示意图。
【具体实施方式】
[0022] 在描述本发明的数个例示实施例前，需了解本发明并未限制于下列描述中说明结 构细节或处理步骤。本发明能W其他实施例例示及实施或W不同方式实施。
[0023] 图1显示各别灯组件（也称为灯管）的示意图。参照图1，图1显示了其中配置有 灯36的灯管40的组件的例示实施例。灯管40可为灯头组件的一部分。灯管40的开放端 相邻窗20而设置。本发明一实施例提供的灯管40具有银反射套管88。
[0024] 在图2中提供反应室示意图，W提供用于在RTP处理室中加热基板的加热组件的 灯管使用说明。在图2中，多个灯管40与减压或真空RTP室12、窗20、及置于窗20上的灯 头或热源组件16共同显示。基板处理设备14包含在通道22中的磁浮转子24、置于磁性 转子或者禪合至磁性转子的娃涂覆石英支撑筒26、及置于支撑筒上的娃涂覆碳化娃边缘环 28。在处理期间，基板或晶片30置于边缘环上。灯头组件16覆于窗20上。0-环35位于 窗与灯头间W在该界面提供真空密封。灯头包含多个灯36,该灯收纳于灯外罩管或灯管40 中。每一灯管40可包含反射内表面，该反射内表面依本发明实施例为银反射套管88。在一 实施例中，灯36为福射发光灯，例如鹤-面素灯。RTP室也可用来处理其他种类基板，如塑 料面板、玻璃板或圆盘与塑料工件。 阳0巧]可控制反应室的氛围与灯头16的氛围。例如，提供真空累68,真空累68可经与灯 头流体相通的通道69降低灯头中的压力，如图2所显示。如上所述，因为银在灯头环境中 严重的失去光泽，所W银未用作为反射材料。
[00%] 在本发明的一实施例中，为了防止银反射件的失去光泽，控制灯周遭的氛围W实 质使在银上形成硫化物或催化硫化物的材料量降至最低。施用的方式之一为确保氛围中实 质无&S及湿气化2〇)。提供此氛围的一种方法为防止周遭空气进入灯周围的区域，例如经 由通道69吹入氮。另一方式为通过在通道69中使用滤器及/或除气剂W由包围灯的氛围 中除去&S及湿气。硫化物除气剂，例如金属氧化物如氧化铁为已知的。
[0027] 镜面反射件88可形成如套管W配置于灯管40中。或者，镜面反射件88可为灯管 40的一体成型部件。反射件88的表面反射越强，则越多的能量反射至在室12中的基板30。 因此，抛光镜面反射件88的表面W改良反射性。抛光可通过缓慢加工镜面反射件88或通 过在加工后使用抛光或擦光轮而达成。
[0028] 在一替代实施例中，如图3显示，加热灯置于形成灯头200的单一元件的插座中。 灯头200包括多个具有反射件凹处204的插座，该凹处含有灯212。应了解灯头200可由多 个显示于图2的灯管40替代。
[0029] 在图3显示的灯头中，多个圆形冷媒通道206形成于单一灯头中，接近于反射件腔 室204。冷媒通道206传送如水的冷却流体。冷却流体经由入口引入冷媒通道并在出口移 出（未绘示）。多个引线通道208也形成于灯头-反射件202中。此引线通道208的大小 为可接受灯212的压封（press seal) 210。也可使用灯的弹性封（S虹ink seal)。源自灯 212的光由反射件腔室导向处理室中的基板。
[0030] 多个灯支撑件插座214形成于单块灯头-反射件中W容纳灯支座或灯支撑件216。 灯支撑件216具有插座219,插座219容纳灯的外部二引线或引脚220。灯引线经插座219 电连接至导线对215的各条导线，导线对215提供电力至灯。当灯插入灯头时，灯支撑件插 座支撑灯。
[0031] 每一灯包含福射屏蔽218 W防止灯福射进入引线通道208。福射屏蔽可由侣、不诱 钢或锻铭钢制成。此灯除了依照使用而选择的压封或伸缩封外没有基座。注意到灯引线直 接衔合入灯支撑件W完成电路。外部引线或灯封可包含达成灯的良好机械固持的特性，如 刻痕，所述刻痕与在灯支撑件中的弹黃负载引脚衔接。支撑板203可固定于灯头-反射件 202的最上表面W在灯支撑件插座214中支撑灯支撑件216。
[0032] 根据现有技术，在抛光后，显示于图2的套管88的表面为锻金W防止表面氧化并 维持高度的反射性。为了防止金移动进入镜面反射件套管88,在锻金前于表面先放置儀扩 散障壁。儀障壁是使用标准化学锻儀（electroless nickel plating)技术施加的，且接着 W锻金施加高纯度金。类似地，依据现有技艺，显示于图3的反射件凹处204具有反射涂层 205,反射涂层205大致包含金为反射材料。如本文所使用，"反射件基板"一词包含如在图 2显示的类型的反射件套管88及在图3显示的类型的反射件凹处204。
[0033] 不是所有传送至RTP室灯头的电能最终能够实质加热晶片。部分的福射能为反应 室的部件吸收，特别是在福射场的反射部件。依据本发明一实施例，上述的金反射材料由银 取代，银增加源自灯-反射件组件的福射能传送至被处理的基板的有效性。使用银为反射 材料可通过使更多的未吸收的"首次反射（first bounce)"福射返回至晶片而增加此被处 理基板吸收福射的量。银还减少在灯头上的热负载并增加系统效率。使用银为反射材料可 远比目前技术便宜，因为每单位银材料的成本为金成本的约2%。然而，尽管成本上节省，银 失去光泽的问题阻止使用银在灯头中作为反射件材料。