溶膠凝膠涂布的支撐環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容的實(shí)施方式大體涉及用于處理半導(dǎo)體基板的方法和裝置。更特定地， 涉及一種用于熱處理半導(dǎo)體基板的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱處理在半導(dǎo)體工業(yè)中是常見的。熱處理被用于激活半導(dǎo)體基板中的化學(xué)與物理 變化，以重新組織基板的原子結(jié)構(gòu)與成分。在一種被稱為快速熱處理（R a p i d T h e r m a 1 Processing)的常用方式中，基板以高達(dá)400°C/秒的速率被加熱至目標(biāo)溫度，保持在該目標(biāo) 溫度達(dá)一短時(shí)間（比如1秒），然后再快速冷卻至不會(huì)發(fā)生進(jìn)一步變化的溫度下。
[0003] 為了促進(jìn)基板上所有區(qū)域的均勻處理，一般會(huì)布設(shè)溫度傳感器，以監(jiān)測基板的不 同位置處的溫度。高溫計(jì)被廣泛地用來測量基板的溫度。基板溫度的控制與測量以及因此 的局部層形成條件的控制與測量，都會(huì)因腔室部件的熱吸收與光發(fā)射、以及傳感器與腔室 表面對處理腔室內(nèi)的處理?xiàng)l件的暴露而變得復(fù)雜。仍需要有一種具有改進(jìn)的溫度控制、溫 度測量的熱處理腔室，以及這種腔室的操作方法，以提高均勻性和可重復(fù)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本文中所描述的實(shí)施方式涉及一種用于熱處理腔室的支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件具 有主體與溶膠涂層，所述主體包括硅氧化物，所述主體具有面向輻射側(cè)與非面向輻射側(cè)，所 述溶膠涂層在至少所述非面向輻射側(cè)上。所述溶膠涂層可具有二氧化硅（silica)層、硅層 與覆蓋層。此層結(jié)構(gòu)可具有漸變成分(graded composition)，且可具有一或多層過渡層。也 可對支撐構(gòu)件的其他表面施加溶膠涂層。
【附圖說明】
[0005] 為能使上述記載特征可被詳細(xì)理解，可通過參照實(shí)施方式獲得更為特定的描述， 一些實(shí)施方式被描述于附圖中。然而，應(yīng)注意的是，附圖僅示出典型實(shí)施方式，因此不應(yīng)被 視為對范圍的限制，因?yàn)槠渌麑?shí)施方式也是等同有效的。
[0006] 圖1為快速熱處理(RTP)腔室的一個(gè)實(shí)施方式的簡化等距視圖，所述RTP腔室具有 根據(jù)一實(shí)施方式的支撐環(huán)。
[0007] 圖2為根據(jù)另一實(shí)施方式的支撐環(huán)的截面圖。
[0008] 圖3是根據(jù)另一實(shí)施方式的支撐構(gòu)件的截面圖。
[0009] 為幫助理解，已盡可能使用相同的標(biāo)號來表示各圖共用的相同元件。應(yīng)理解在一 個(gè)實(shí)施方式中所揭露的元件可有利地用于其他實(shí)施方式，而無需特別詳述。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 圖1是快速熱處理腔室100的一個(gè)實(shí)施方式的簡化等距視圖。可被應(yīng)用而自本發(fā)明 得利的快速熱處理腔室的實(shí)例為VULCAN?與GBNTURA?熱處理系統(tǒng)，這兩者都可從位于 加州圣克拉拉市的應(yīng)用材料公司獲得。雖然所述裝置被描述為使用于快速熱處理腔室中， 但本文所述的實(shí)施方式亦可用于在一個(gè)處理區(qū)域中需要至少兩個(gè)溫度區(qū)的其他處理系統(tǒng) 及裝置中，比如適用于機(jī)械手切換的基板支撐平臺、定向裝置、沉積腔室、蝕刻腔室、電化學(xué) 處理裝置與化學(xué)機(jī)械拋光裝置等，特別是在需要使粒狀物產(chǎn)生減至最低限度者。
[0011] 處理腔室100包含無接觸式或磁性懸浮基板支撐件104、腔室主體102,腔室主體 102具有界定內(nèi)部空間120的壁部108、底部110與頂部112。壁部108-般包含至少一個(gè)基板 進(jìn)出口 148,以便于基板140的進(jìn)出（圖1中顯示了基板140的一部分）。進(jìn)出口可耦接至移送 腔室(未示)或負(fù)載鎖定腔室（load lock chamber)(未示），且可選擇性地由閥密封，比如狹 縫閥（未示）。在一個(gè)實(shí)施方式中，基板支撐件104為環(huán)形，且腔室100包含設(shè)于基板支撐件 104內(nèi)徑中的輻射加熱源106。
[0012] 基板支撐件104適于在內(nèi)部空間120中磁性懸浮及旋轉(zhuǎn)?；逯渭?04可在處理 中旋轉(zhuǎn)、同時(shí)垂直上升與下降，也可在處理前、處理中或處理后在不旋轉(zhuǎn)的情況下上升與下 降。磁性懸浮和/或磁性旋轉(zhuǎn)避免顆粒產(chǎn)生或使顆粒產(chǎn)生減至最低，這是因?yàn)闆]有、或減少 了一般為上升/下降和/或旋轉(zhuǎn)基板支撐件所需要的移動(dòng)部件。
[0013] 基板支撐件104具有支撐圓筒154、支撐環(huán)150和邊緣環(huán)152。支撐環(huán)150設(shè)于支撐圓 筒154上，而邊緣環(huán)152設(shè)于支撐環(huán)150上且與支撐環(huán)150套疊(nest)。邊緣環(huán)152具有基板支 撐表面，以接收基板以進(jìn)行處理。邊緣環(huán)可為石英、非晶二氧化硅、或碳化硅，且可涂布有碳 化硅。支撐環(huán)150可為石英、泡沫石英、非晶石英、或非晶二氧化硅。支撐環(huán)150具有溶膠涂 層，溶膠涂層阻擋來自輻射加熱源106的光的傳輸。
[0014] 腔室100還包含由對各種波長的光(可包含紅外（IR)光譜中的光)和熱透明的材料 制成的窗部114,來自輻射加熱源106的光子透過窗部114而加熱基板140。在一個(gè)實(shí)施方式 中，窗部114由石英材料制成，但也可使用可透光的其他材料，比如藍(lán)寶石。窗部114還可包 含多個(gè)升降銷144,升降銷144耦接至窗部114的上表面，且用于選擇性地接觸及支撐基板 140,以幫助將基板移送進(jìn)出腔室100。多個(gè)升降銷144中的每一個(gè)都被配置為使對來自輻射 加熱源106的能量的吸收減至最低，且可由與用于窗部114的相同的材料制成，比如石英材 料。多個(gè)升降銷144可被定位且彼此徑向間隔開，以便于耦接至移送機(jī)械手(未示）的終端受 動(dòng)器通過?；蛘?，終端受動(dòng)器和/或機(jī)械手可進(jìn)行水平與垂直移動(dòng)，以有助于基板140的移 送。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施方式中，輻射加熱源106包括由外殼形成的燈組件，所述外殼包含在耦 接至冷卻劑源183的冷卻劑組件（未示）中的多個(gè)蜂巢狀管160。冷卻劑源183可為水、乙二 醇、氮(N 2)和氦(He)中的一個(gè)或是它們的組合。外殼可由銅材料或其他合適的材料制成，外 殼中形成有合適的冷卻劑通道，以供來自冷卻劑源183的冷卻劑流動(dòng)。每一個(gè)管160可含有 反射器和高強(qiáng)度燈組件或IR發(fā)射器，且蜂巢狀管路排列由管160形成。這種緊密堆排的六角 形管路排列使輻射能量源具有高功率密度和良好的空間分辨率。在一個(gè)實(shí)施方式中，輻射 加熱源106提供充足的輻射能量，以對基板進(jìn)行熱處理，例如對沉積在基板140上的硅層進(jìn) 行退火。輻射加熱源106進(jìn)一步包含環(huán)形區(qū)，其中通過控制器124供給至多個(gè)管160的電壓可 變化，以增強(qiáng)來自管160的能量的徑向分布。可由用于測量橫跨基板140的溫度的一個(gè)或多 個(gè)溫度傳感器117 (將于下文中更詳細(xì)說明）來對基板140的加熱進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。
[0016] 定子組件118圍繞腔室主體102的壁部108,并且耦接至一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器組件 122,致動(dòng)器組件122控制定子組件118沿腔室主體102的外部的高度(elevation)。在一個(gè)實(shí) 施方式(未示）中，腔室1 〇〇包含三個(gè)致動(dòng)器組件122，這三個(gè)致動(dòng)器組件122徑向地設(shè)置在腔 室主體周圍，例如在腔室主體102周圍呈約120°角。定子組件118磁性耦接至設(shè)置在腔室主 體102的內(nèi)部空間120內(nèi)的基板支撐件104?；逯渭?04可包括或包含磁性部分以作為轉(zhuǎn) 子，因而產(chǎn)生磁性軸承組件以升舉和/或旋轉(zhuǎn)基板支撐件104。在一個(gè)實(shí)施方式中，基板支撐 件104的至少一部分由耦接至流體源186的槽(未示）部分圍繞，流體源186可包括水、乙二 醇、氮(N 2)、氦(He)或它們的組合，作為基板支撐件的熱交換媒介。定子組件118還可包括外 殼190,以包圍定子組件118的各個(gè)部分與部件。在一個(gè)實(shí)施方式中，定子組件118包括驅(qū)動(dòng) 線