外延基環(huán)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明的實施方式大體涉及在基板處理腔室中所使用的基環(huán)組件。
【背景技術】
[0002] 半導體基板被處理以用于廣泛的應用，包括集成裝置和微型裝置的制造。一種處 理基板的方法包括在基板的上表面上沉積材料，比如介電材料或導電金屬。舉例而言，外延 即為一種沉積處理，外延于基板表面上生長超純薄層，通常是硅或鍺?？赏ㄟ^使處理氣體平 行于置放在支撐件上的基板的表面流動、并熱分解所述處理氣體而從氣體沉積材料于基板 表面上來在橫流式腔室中沉積材料。
[0003] 對于使用精確氣體流動與準確溫度控制的組合的外延生長中的膜質量而言，腔室 設計是極重要的。流動控制、腔室容積和腔室加熱都仰賴基環(huán)的設計，基環(huán)一般設置在頂部 拱形結構與底部拱形結構（界定基板的處理容積）之間，并且支配處理套件和注入/排放 蓋體的布局，所述布局續(xù)而影響外延沉積的均勻性。傳統(tǒng)的外延腔室非常高，導致在頂部拱 形結構、底部拱形結構與基板之間存在大距離。這會導致高度不均勻的流動、紊流、渦流以 及整體上大的腔室容積。腔室容積限制了系統(tǒng)以瞬態(tài)沉積-蝕刻切換模式運行的能力，并 且需要長久的腔室穩(wěn)定化時間，這會因基板之上橫截面積的突然變化而限制處理均勻性， 基板之上橫截面積的突然變化不利地影響流動均勻性、誘發(fā)紊流、并且影響基板之上沉積 氣體濃度的整體均勻性。
[0004] 由于流動特性直接影響基板上的膜性能，因此需要一種于整個處理室中提供平衡 與均勻的流場的沉積設備。

【發(fā)明內容】

[0005] 本文描述的實施方式大體涉及基板處理腔室中使用的基環(huán)組件。在一實施方式 中，基環(huán)組件包括：環(huán)形主體，所述環(huán)形主體的尺寸被設計以容置在所述基板處理腔室的內 周邊內，所述環(huán)形主體包括裝載端口以供所述基板通過、氣體入口及氣體出口，其中所述氣 體入口與所述氣體出口被設置在所述環(huán)形主體的相對端處；上環(huán)，所述上環(huán)被配置以設置 在所述環(huán)形主體的頂表面上；以及下環(huán)，所述下環(huán)被配置以設置在所述環(huán)形主體的底表面 上，其中所述上環(huán)、所述下環(huán)與所述環(huán)形主體一旦組裝即大體上是同心或同軸的。
[0006] 在另一實施方式中，揭露了一種用于基板處理腔室的處理套件。所述處理套件包 括：環(huán)形主體，所述環(huán)形主體的尺寸被設計以容置在所述基板處理腔室的內周邊內，所述環(huán) 形主體包括裝載端口以供所述基板通過、氣體入口及氣體出口，其中所述氣體入口與所述 氣體出口被設置在所述環(huán)形主體的相對端處；上環(huán)，所述上環(huán)被配置以設置在所述環(huán)形主 體的頂表面上；以及下環(huán)，所述下環(huán)被配置以設置在所述環(huán)形主體的底表面上，其中所述上 環(huán)、所述下環(huán)與所述環(huán)形主體一旦組裝即大體上是同心或同軸的。
【附圖說明】
[0007] 為了能詳細理解本發(fā)明的上述特征，可通過參照實施方式而獲得以上簡要概述的 本發(fā)明的更特定描述，其中一些實施方式被示于附圖中。然而，應注意的是，附圖僅示出本 發(fā)明的典型實施方式，因而不應被視為對本發(fā)明范圍的限制，因為本發(fā)明可允許有其他等 同有效的實施方式。
[0008] 圖IA是根據本發(fā)明一實施方式的背面加熱處理腔室的示意截面圖。
[0009] 圖IB示出沿圖IA中的線1B-1B截取的處理腔室的示意側視圖。
[0010] 圖IC示出基板支撐件的透視圖，所述基板支撐件具有三個支撐臂與三個虛擬 (dummy)臂設計。
[0011] 圖2A示出根據本發(fā)明一實施方式的上拱形結構的截面圖。
[0012] 圖2B示出圖2A中所示的上拱形結構的頂視圖。
[0013] 圖2C為示出接合接頭的圓角半徑的放大圖。
[0014] 圖3A示出根據本發(fā)明一實施方式的氣體入口機構的部分透視截面圖，所述氣體 入口機構可用于圖IA的處理腔室中。
[0015] 圖3B示出第一入口通道的次級入口，所述次級入口被配置成相對于所述第一入 口通道的垂直通路成角度（a )。
[0016] 圖3C示出第一入口通道和第二入口通道與處理氣體供給源流體連通。
[0017] 圖4A示出根據本發(fā)明一實施方式的夾環(huán)的透視圖，所述夾環(huán)可用于取代圖IA的 夾環(huán)。
[0018] 圖4B示出在下表面中的開口，所述開口與穿過所述夾環(huán)而形成的分配氣室連通。 [0019] 圖5A與圖5B示意示出根據一實施方式的一或多個燈組件，所述燈組件包括一或 多個彈性間隙器。
[0020] 圖6示出了根據本發(fā)明一實施方式的襯墊組件的透視圖，其可用于取代圖1的襯 墊組件。
[0021] 圖7A與圖7B示意示出根據本發(fā)明一實施方式的下拱形結構，其可用于取代圖IA 的下拱形結構。
[0022] 圖7C為示出接合接頭的圓角半徑的放大圖。
[0023] 圖8A示出示例性基環(huán)的透視截面圖，所述基環(huán)可用于取代圖IA與圖IB的基環(huán)。
[0024] 圖8B為從另一角度所視的圖8A的基環(huán)的透視圖，其繪示了根據本發(fā)明一實施方 式的上環(huán)與下環(huán)。
[0025] 圖8C為圖8B的基環(huán)的放大部分截面圖，其繪示了分別形成于基環(huán)的頂表面與底 表面中的上溝槽與下溝槽，上溝槽與下溝槽分別用于接收所述上環(huán)與所述下環(huán)。
[0026] 為了幫助理解，已盡可能使用相同的標記數字來表示各圖中共同的相同元件。應 知在一實施方式中的元件與特征可有利地并于其他實施方式中，而不需進一步詳述。
【具體實施方式】
[0027] 基于解釋的目的，在下面的描述中闡述了許多具體細節(jié)以提供對本發(fā)明的充分理 解。在一些例子中，用方塊圖表的形式來示出習知結構與裝置而非詳細繪出，以避免混淆本 發(fā)明。這些實施方式被充分詳細描述，以使本領域技術之人員能實施本發(fā)明，并應理解也可 使用其他的實施方式，且在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可進行邏輯上、機構上、電氣上及 其他的變化。
[0028] 圖IA示出根據本發(fā)明一實施方式的背面加熱處理腔室100的示意截面圖。圖IB 示出沿著圖IA的線1B-1B截取的處理室100的示意側視圖。注意襯墊組件163和圓形屏 蔽件167已被省略以求清晰。處理腔室100可用于處理一或多個基板，包括在基板108的 上表面上沉積材料。處理室100可包括輻射加熱燈102的陣列，以用于在其他部件中加熱 設置在處理室100內的基板支撐件106的背面104。在一些實施方式中，輻射加熱燈的陣列 可設置在上拱形結構128之上?；逯渭?06可如圖所示是類似盤狀的基板支撐件106， 或可為不具有中央開口的類似環(huán)狀的基板支撐件107,如圖IB所示，基板支撐件107從基板 的邊緣支撐基板，以促進基板暴露至燈102的熱輻射。
[0029] 示例件基板I撐件
[0030] 在一些實施方式中，基板支撐件106可為多臂式設計，如圖IC所示。在圖IC所示 的實施方式中，基板支撐件190具有三個支撐臂192a、192c與192e以及三個虛擬臂192b、 192d與192f，支撐臂和虛擬臂的每一個臂都向外延伸并且圍繞延伸通過中心軸194的軸 "G"而彼此呈角度地間隔開?？稍O想到更多或更少的支撐臂或虛擬臂。虛擬臂192b、192d 與192f的每一個臂的角部196沿著支撐臂的縱向方向可被倒角（chamfered)，以獲得較佳 的光學效果。支撐臂和虛擬臂192a-192f?中的每一個臂可相對于軸"G"成約5°至約15° 的角度"A"。在一實例中，角度"A"為約10°。支撐臂192a、192c與192e的端部可向上彎 以限制基板，從而避免基板橫向移動。
[0031] 虛擬臂192b、192d和192f通常不接觸或以其他方式支撐基板。替代地，虛擬臂被 設計以提供來自燈102的熱的更均勻分布或較佳的傳熱平衡，由此于處理期間促進基板的 精確溫度控制。在處理期間，基板支撐件190吸收來自用于加熱基板支撐件和/或基板的 燈的熱能。所吸收的熱從基板支撐件190輻射出。由基板支撐件190 (特別是支撐臂192a、 192c與192e)所輻射的輻射熱由基板支撐件190和/或基板吸收。因為支撐臂192a、192c 與192e的位置相對靠近基板支撐件190或基板的位置，所以熱會容易地輻射至基板支撐件 190,而在支撐臂192a、192c和192e的鄰近處產生溫度升高的區(qū)域。然而，虛擬臂192b、192d 和192f的使用促進從支撐臂192a、192c與192e至基板支撐件190和/或基板的更為均勻 的熱輻射，且因此減少熱點（hot spot)的產生。舉例而言，虛擬臂192b、192d和192f的使 用產生基板支撐件的均勻輻射，而非三個與支撐臂192a、192c與192e鄰近的局部熱點。
[0032] 返參圖1A，基板支撐件106位于處理室100內、在上拱形結構128與下拱形結構 114之間。上拱形結構128、下拱形結構114和設置在上拱形結構128與下拱形結構114之 間的基環(huán)136大體界定處理腔室100的內部區(qū)域?；?08(非依比例繪制）能通過裝載 端口 103而被帶入處理腔室100中并放置在基板支撐件106上，其中裝載端口 103在圖IA 中被基板支撐件106擋住，但可見于圖IB。
[0033] 基板支撐件106被圖示在升高的處理位置，但基板支撐件106可通過致動器（未 示）而垂直移動至在處理位置之下的裝載位置，以使升降銷105接觸下拱形結構114、穿過 中心軸132與基板支撐件106中的孔、且從基板支撐件106升舉基板108。機器手臂（未 示）可接著進入處理腔室100以接合于基板108且通過裝載端口 103從處理腔室100移除 基板108。基板支撐件106接著可被致動上升至處理位置以將基板108放置在基板支撐件 106的正面110上，其中基板108的裝置面116面向上。
[0034] 當基板支撐件106位于處理位置時，基板支撐件106將處理腔室100的內部容積 分為在基板之上的處理氣體區(qū)156以及在基板支撐件106之下的凈化氣體區(qū)158。在處理 期間，基板支撐件106通過中心軸132而旋轉，以使處理腔室100內的熱效應與處理氣體流 動的空間偏差達到最小，并因而促進基板108的均勻處理?；逯渭?06由中心軸132 支撐，在基板108的裝載與卸載期間（且在一些實例中，在基板108的處理期間），中心軸 132使基板108在上下方向134中移動?；逯渭?06可由碳化硅或涂有碳化硅的石墨 形成，以吸收來自燈102的輻射能并將輻射能傳導至基板108。
[0035] -般而言，上拱形結構128的中央窗部和下拱形結構114的底部由光學透明材料 形成，比如石英。正如下文中將針對圖2A更詳細論述的，為了處理腔室中均勻的流動均勻 度，上拱形結構128的厚度和彎曲程度可根據本發(fā)明而配置以提供更平坦的幾何形狀。