面136定位成邻近基板101。反射板124由金、银、镍、招或铭形成，或涂布有上述金属，以增加设置成穿过反射板124的高温计128的准确度，高温计128用于测量基板101的温度。一个实施方式中，反射板124可具有约0.50或更高的反射率，诸如约0.90或更高。反射板124的直径通常大约等于或稍微大于基板支撑件108的直径，诸如比基板支撑件108的直径大大约百分之一。
[0020]通常，一个高温计128适于测量基板101的对应于基板支撑件108的一个区域的温度，基板支撑件108的所述区域中具有单独的加热元件110(图1仅描绘四个高温计)。然而，预期基板支撑件108的每一个区域可具有超过一个对应的高温计，以增加对温度的监控。每一个高温计128与控制器130耦接，控制器130同样与电源117耦接。控制器130便于闭环控制(closed loop control)基板支撑件108的各区域，这是通过控制由电源117施加至每一个加热元件110的功率实现的。必要时，通过从腔室盖104移除紧固件134、并且将反射板124与盖主体123分离以暴露高温计123，可容易并且快速地替换高温计128。
[0021]高温计128便于对基板101进行精确并且便宜的温度测量和控制。与常规的嵌于基板支撑件中的电阻式温度测量装置不同，高温计可直接测量基板温度，而非测量上面定位有基板的基板支撑件的温度。直接对基板进行温度测量提供对基板更精确的热处理。此外，高温计128可比嵌在基板支撑件内的电阻式温度测量装置更加容易替换。
[0022]图2图示根据本发明的另一个实施方式的RTP腔室200的截面图。RTP腔室200类似于RTP腔室100，不同之处在于RTP腔室200排除了衬里107。因为RTP腔室200不包括衬里，RTP腔室200的温度以不同于RTP腔室100的温度控制的方式而控制。例如，可增加通过流体管道106的冷却剂的流量。可选地或额外地，可使用能够承受更高温度的材料(诸如铝合金或不锈钢)来构建RTP腔室200。此外，预期可将水冷式支架(support bracket) 180(该支架中具有流体通道182)耦接至基板支撑件108，以便于冷却RTP腔室200。在这样的实施方式中，视情况可除去流体管道106。
[0023]图3是图1和图2所示的腔室盖104的等角视图。反射板124与盖主体123图示为分离，以便更清楚地图示腔室盖104的各部件。盖主体123通常由与腔室主体102(图示于图1中)相同的材料形成，诸如铝合金或铝。反射板124包括多个开口 340，这些开口 340设置成穿过环状唇部132。这些开口 340与形成在盖主体123中的开口 342(以虚线(phantom)图示)对准，以在这些开口中插入紧固件。开口342通常形成为不完全通过盖主体123，以防止通过开口 342污染腔室主体102。多个高温计128通过反射板124的表面136暴露，以便于测量基板101的温度(图示于图1中)。在图2所示的实施方式中，图示六个高温计，每一个高温计对应于图4所示的基板支撑件108的六个加热区域中的一个区域。预期每个区域可利用超过一个高温计128以增加温度监控的精确度。
[0024]图4是图1和图2所示的基板支撑件108的顶视平面图。基板支撑件108可由烧结的氮化铝形成并且包括多个区域，诸如区域451-456。每一个区域451-456包括对应的独立加热元件410a-410f (以虚线图示)，这些加热元件嵌在基板支撑件108内并且可被独立控制，以提供对每一个区域451-456的独立温度控制。加热元件410a-410f可由诸如钼之类的材料形成。
[0025]区域451是圆形形状的并且设置在基板支撑件108中央上。区域451可覆盖基板支撑件108的上表面的约5 %至约15 %，例如约1 %。区域451经由加热元件41 Oa被加热，加热元件410a具有圆形形状。区域452环绕(circumscribe)区域451。区域452可覆盖基板支撑件108的上表面的约55%至约70%，例如约63%。区域452是由圆形形状的加热元件410b加热的。区域453-456设置在区域452的外周边周围，区域453-456每个覆盖区域452的外圆周大约90度。区域453-456每个覆盖基板支撑件108的上表面的约3%至约10 %，例如约6.6 %。区域453-456便于设置在这些区域上的基板周边区域的精确温度控制。基板的周边区域通常为最可能具有偏离平均基板温度的温度的区域，这是由于基板外边缘附近的热移除的缘故。因此，区域453-456的相对较小的尺寸便于基板外边缘的精确温度控制，而对基板的加热大部分由内区域451和452实现。
[0026]每一个高温计128的温度检测(sensing)的位置以虚线图示在基板支撑件108的表面上。温度检测点460a-460f通常定位成实质上在各区域451-456的中央之上，例外是温度检测点460b。区域452是环形的;然而，由于区域452仅含有单一加热元件410b，因此区域452的温度通常是一致的。因此，温度检测点460b通常可定位在沿着区域452的任何位置处，并且仍产生精确的温度测量。预期可利用额外的高温计或额外的加热元件，以进一步改进对基板支撑件108的温度控制，并且也改进对支撑在该基板支撑件上的基板的温度控制。
[0027]本发明的实施方式提供利用有效并且便宜的加热和温度检测装置的低成本的RTP腔室。这些腔室利用铝或铝合金部件，使得相对于其他金属(例如，不锈钢)能更便宜地制造腔室部件。铝或铝合金在热处理期间所用的一些处理温度下可能熔化，但通过使用热绝缘衬里以及冷却通道，使得铝或铝合金能够使用。这些腔室利用热绝缘衬里来增加腔室内执行的热处理的效率，因此减少操作腔室的成本，并且也保护腔室部件避免受到非期望的加热。设置在RTP腔室主体内的一个或更多个冷却通道允许RTP腔室的内部容积被快速地加热到超过腔室主体材料的熔点的温度。加热处理期间，所述一个或更多个冷却通道将腔室主体维持在低于腔室主体材料的熔点的温度，因而保持腔室主体的完整性(integrity)。
[0028]这些腔室也利用具有加热元件的基板支撑件(这些加热元件嵌在该基板支撑件中)，以传导式加热定位在该基板支撑件上的基板。热传导是加热基板的有效方式，并且不需要频繁地更换昂贵的部件(如利用灯泡的系统)。基板温度是经由高温计测量的，并且施加至基板的热量是使用闭环控制的。高温计使基板温度得以被直接测量，而非使用电阻式温度测量装置测量基板支撑件的温度。直接对基板进行温度测量便于对基板进行更精确的热处理。
[0029]虽然前述内容涉及本发明的实施方式，然而可不背离本发明基本范围设计其他和进一步的本发明的实施方式，并且本发明的范围由随后的权利要求确定。
【主权项】
1.一种腔室，包含: 腔室主体； 基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述腔室主体内，所述基板支撑件具有多个区域，所述多个区域可被独立地加热以加热定位在所述基板支撑件上的基板;以及腔室盖，所述腔室盖设置在所述腔室主体上，所述腔室盖包含: 盖主体，所述盖主体包含铝，所述盖主体具有圆形开口，所述圆形开口设置成穿过所述盖主体； 反射板，所述反射板定位在所述圆形开口内，并且所述反射板具有表面，所述表面邻近于所述基板支撑件的上表面；以及 多个高温计，所述多个高温计设置成穿过形成在所述反射板中的开口，以在遍及所述基板表面的多个位置处测量所述基板的温度，其中所述多个高温计中的每一个高温计对应于所述多个区域中的每一个区域。
【专利摘要】本发明的实施方式大体涉及RTP腔室。该腔室通常包括腔室主体和腔室盖。该腔室主体包括基板支撑件，该基板支撑件具有多个电阻式加热器区域，以加热定位在该基板支撑件上的基板。该腔室主体视情况也包括冷却通道和热绝缘衬里，冷却通道用于缓和热应力，热绝缘衬里设置在该腔室主体中以容纳热处理期间产生的热。该腔室盖包括盖主体和反射板，该盖主体具有穿过该盖主体的开口，该反射板设置在该开口内。多个高温计定位在该反射板内，以在遍及该基板的多个位置处测量与基板支撑件的这些区域对应的基板的温度。每一个区域的温度被调整以响应来自多个高温计的信号。
【IPC分类】H01L21/67
【公开号】CN105679695
【申请号】CN201610048304
【发明人】柯克·莫里茨, 阿伦·缪尔·亨特
【申请人】应用材料公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2012年10月22日
【公告号】CN103858214A, US9202730, US20130112680, WO2013066652A1