加热器可提升型基板处理装置制造方法
【专利摘要】根据本发明的实施方式，一种基板处理装置包括：腔室，该腔室提供内部空间，在该内部空间中执行对于基板的处理；加热板，该加热板被固定到腔室中，基板放置在加热板的上部；加热器，该加热器设置为与加热板的下部隔开，以加热加热板；以及提升模块，该提升模块对加热器进行提升。
【专利说明】加热器可提升型基板处理装置
【技术领域】
[0001]本说明书中公开的本发明涉及基板处理装置，并且具体地，涉及提升(lift)加热器来控制基板温度的基板处理装置。
【背景技术】
[0002]通常选择性外延处理(selective epitaxy process)涉及沉积反应与蚀刻反应。沉积与蚀刻反应可以以稍微不同的反应速率，对于多晶层与外延层同时发生。虽然在沉积处理期间将现有的多晶层及/或非结晶层沉积在至少一个第二层上，但是该外延层形成在单晶的表面上。然而，已沉积多晶层的蚀刻快于该外延层。因此，腐蚀气体的浓度可以改变，以执行净选择性处理(net selective process),藉此实现外延材料的沉积以及有限或无限多晶材料的沉积。例如，可以执行选择性外延处理，以在单晶硅表面上形成由含硅材料形成的外延层，而没有在隔板上遗留沉积物。
[0003]一般而言，该选择性外延处理具有若干限制。为了在选择性外延处理期间保持选择性，应该在沉积处理上调整并控制前驱物的化学浓度与反应温度。如果供应的硅前驱物不足，则启动蚀刻反应来降低整个处理速率。另外，基板的特性可以随蚀刻而退化。如果供应的腐蚀溶液前驱物不足，则会减少在沉积反应中在该基板表面上形成单晶与多晶材料的选择性。另外，典型选择性外延处理在大约800°C、大约1，000°C或以上的高反应温度下执行。在此，因为不受控制的氮化反应以及基板表面上的热积存(thermal budge)，所以高温并不适合于该制造处理。
【发明内容】
[0004]技术问题
[0005]本发明提供一种基板处理装置，其中提升加热器来控制基板的温度。
[0006]参照下列详细说明以及附图，本发明的另外目的将变得清楚。
[0007]技术方案
[0008]本发明的实施方式提供一种基板处理装置，该基板处理装置包括:腔室，该腔室提供内部空间，在该内部空间中执行对于基板的处理；加热板，在该加热板上放置基板，加热板被固定地设置在腔室内；加热器，该加热器与加热板的下部隔开，以加热加热板；以及提升模块，该提升模块提升加热器。
[0009]在一些实施方式中，该基板处理装置可进一步包括排放板，该排放板设置在加热板周围，其中排放板可设置在腔室中限定的基板进入通道下方。
[0010]在其它实施方式中，该基板处理装置可进一步包括多个支撑杆，其设置在排放板下方的以支撑排放板。
[0011]仍旧在其它实施方式中，排放板可被固定地设置在腔室的内壁上以支撑加热板。
[0012]甚至在其它实施方式中，该基板处理装置可进一步包括与排放板下部隔开的辅助排放板，该辅助排放板被固定地设置在腔室的内壁上。
[0013]还在其它实施方式中，该基板处理装置进一步包括:支撑轴，该支撑轴连接至加热器的下部，以支撑加热器；下固定环，该下固定环固定地设置在支撑轴的下部上；以及驱动部分，该驱动部分提升下固定环。
[0014]在进一步的实施方式中，该基板处理装置进一步包括:上固定环，其固定在该腔室的下方壁上；以及波纹管，其将该上固定环连接至该下固定环，将该腔室的内部空间维持在真空状态。
[0015]仍旧在进一步的实施方式中，该基板处理装置进一步包括:支撑轴，该支撑轴连接至加热器的下部，以支撑加热器；驱动部分，该驱动部分提升支撑轴；以及控制部分，该控制部分根据输入到加热器的加热温度来控制驱动部分，以调整加热板与加热器之间相隔的距离。
[0016]还在进一步的实施方式中，该基板处理装置可进一步包括多个提升销，其固定地设置在加热板的顶表面上以支撑其上的基板。
[0017]在更进一步的实施方式中，该基板处理装置进一步包括:腔室本体，该腔室本体具有开放的上部，腔室本体在其侧面具有通道，通过该通道装载或卸载基板；腔室盖，该腔室盖覆盖腔室本体的开放的上部；以及排气口，该排气口设置在腔室本体的侧壁上。
[0018]仍旧在更进一步的实施方式中，该基板处理装置进一步包括:腔室本体，该腔室本体具有开放的上部，腔室本体在其侧面具有通道，通过该通道装载或卸载基板；腔室盖，该腔室盖覆盖腔室本体的开放的上部；下口，该下口连接至腔室本体的开放的下部；以及排气口，该排气口设置在下口上。
[0019]甚至在更进一步的实施方式中，该基板处理装置进一步包括:腔室本体，该腔室本体具有开放的上部，腔室本体在其侧面具有通道，通过该通道装载或卸载基板；腔室盖，该腔室盖覆盖腔室本体的开放的上部；气体供应孔，该气体供应孔限定在腔室盖的上部，用于供应第一气体；天线，该天线设置为包围腔室盖的周边，以在腔室盖内形成磁场，藉此从第一气体产生等离子体；以及注入环，该注入环被固定地设置在腔室本体与腔室盖之间，用于供应第二气体。
[0020]还在更进一步的实施方式中，该基板处理装置进一步包括:第一喷头，该第一喷头设置在注入环上方，第一喷头具有多个第一注入孔；以及第二喷头，该第二喷头设置在注入环下方，该第二喷头具有多个第二注入孔。
[0021]发明效果
[0022]根据本发明的实施方式，可以通过提升加热器来调整基板的温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是根据本发明的实施方式的基板处理装置的示意图；
[0024]图2是例示其中图1的加热器下降的状态的示意图；以及
[0025]图3是根据本发明的另一实施方式的基板处理装置的示意图。
【具体实施方式】
[0026]此后，将参照图1至图3来详细描述本发明的示例性实施方式。然而，本发明可以以不同形式来实施，并且不应被构造为受限于此处阐述的实施方式。而是提供这些实施方式，使得本公开将全面且完整，并且将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。在图中，为了说明的清晰起见，所以夸大了组件的形状。虽然以下描述氧化层移除处理(清洁处理)作为示例，但是本发明可以适用于包括沉积处理的各种半导体制作处理。另外，虽然将电感稱合等离子体ICP(inductively coupled plasma)处理例示为在实施方式中描述的等离子体产生处理，但是该等离子体产生处理可以适用于各种等离子体处理。另外，除了在实施方式中描述的基板W以外，该等离子体产生处理还可以在要处理的各种物体上执行。
[0027]图1是根据本发明的实施方式的基板处理装置的示意图。参照图1，基板处理装置100包括腔室本体I以及腔室盖2。另外，在基板处理装置100内执行针对基板W的处理。腔室本体I具有开放的上部以及在其一个侧面中限定的通道8。基板W通过在腔室本体I的一个侧面中定义的通道8装载到腔室中或从腔室卸载。闸阀5设置在通道8外部。通道8可以由闸阀5开启或关闭。另外，腔室本体I可以具有如下结构，其通过在底部表面中限定的通孔31朝向其下侧打开。
[0028]基板W通过通道8移动到基板处理装置100中，并且然后座置在支撑基板W的提升销15上。提升销15可以与加热板10的上端一体形成。另外，可以设置多个提升销15以稳定地支撑基板W。另外，提升销15可以在预定高度上维持基板W与加热板10之间的距离。因此，基板W与加热板10之间的距离可以根据提升销15的高度而改变。
[0029]加热板10连接至提升销15的下端，并且提升销15稳定地支撑在提升销15上的基板W。另外，加热板10将从与加热板10的下部隔开的加热器20提供的热量传递至基板W。加热板10的面积可以大于加热器20的面积，以便将从加热器20提供的热量均匀地传递至基板W。另外，加热板10可以具有对应于基板W的形状的圆盘形。另外，加热板10可以由具有优异导热性且在高温下变形较少的材料形成。加热板10可以是石英或涂覆有石英的材料。
[0030]加热器20被设置为与加热板10的下部隔开，以便通过加热板10将热量施加至基板W。加热器20接收来自外部电源(未示出)的电流，以产生热量。提升模块布置在加热器20的下部。该提升模块提升加热器20。因此，可以根据加热器20的提升程度来调整基板W的加热温度。
[0031]当基板W被加热至高于第一加热温度的第二加热温度时，加热器20的输出可以增加以提高加热温度。然而，当基板W被以低于第一加热温度的第二加热温度加热时，由于热量残留在加热器20内，即使加热器20的输出降低，其仍可能难以容易地降低加热器20的加热温度。因此，使得冷却加热器20的时间延迟。结果是，可能延迟处理时间。
[0032]另外，上述方法对应于其中在一个腔室内满足第一加热温度和第二加热温度的情况。然而，当通过单独的腔室执行第一加热和第二加热时，基板W可能会由于其移动而受污染，并且还可能需要移动时间。
[0033]因此，可以由驱动部分40来提升加热器20，以调整加热板10 (或基板W)与加热器20之间的距离，借此容易并且快速地调整基板W的加热温度。这可以通过其中从加热器20至加热板10 (或基板W)的热传递量与其间的相隔距离成反比的原理来说明。虽然在本实施方式内提升加热器20，但本发明并不受限于此。例如，可以提升加热板10或提升销15来调整相隔距离。结果，可以容易地调整基板W的加热温度。
[0034]提升模块设置在加热器20下方。提升模块包括:用于提升加热器20的支撑轴30、下固定环37以及驱动部分40。支撑轴30被设置在加热器20的下端上，以便稳定地支撑加热器20。支撑轴30可以具有圆柱形。另外，支撑轴30可以与加热器20 —起垂直移动。下固定环37位于支撑轴30的下端上。下固定环37可具有环形，围绕支撑轴30的下端。下固定环37由驱动部分40提升。随着下固定环37被提升，支撑轴30和加热器20与下固定环37—起被提升。驱动部分40可以是传送动力的马达。下固定环37可以由马达转动来提升。为了用驱动部分40提升下固定环37，除了可以利用马达以外，还可以利用各种方法来提升轨道或升降机轴以及下固定环37。另外，驱动部分40连接至控制部分150。控制部分150根据输入到加热器20中的加热温度来控制驱动部分40，以提升加热器20。
[0035]将参照图1和图2来描述通过提升加热器20来调整基板W的加热温度的处理。图2是例示其中图1的加热器下降的状态的示意图。
[0036]如图1所示，加热器20被设置为与加热板10的下部相隔。在此，将加热器20与加热板10之间相隔的距离定义为参考符号Cl1，并且将加热器20的温度定义为参考符号T。另外，将进入加热板10的传热量定义为参考符号％。可以在其中基板W被在预定温度下加热的状态下执行第一处理。
[0037]此后，当在低于第一处理的加热温度下执行第二处理时，如图2所示，利用驱动部分40降下加热器20。因此，当加热器20与加热板10彼此相隔距离(I2Gd1)时，加热器20在其中加热器20的预设加热温度维持在与T相同温度的状态下下降。结果，传递至加热板10的热能可以变成Q2 (〈Qi)。在此，可以在低于第一处理的加热温度下在基板W上执行第二处理。在此情况下，加热器20可以下降以便容易并快速降低加热温度。
[0038]另一方面，当在高于第一处理的加热温度下执行第二处理时，利用驱动部分40升高加热器20。因此，当加热器20与加热板10彼此相隔距离(I2Od1)时，加热器20在其中加热器20的预设加热温度维持在与T相同温度的状态下升高。结果，传递至加热板10的热能可以变成Q2OQ1)。在此，在高于第一处理的加热温度下在基板W上执行第二处理。另一方面，如上所述，加热器20可增加输出，以提高加热器20的温度T。当第二加热温度明显高于第一加热温度时，加热器20的输出将有效提高。当第二加热温度稍微高于第一加热温度时，其中提升加热器20以调整加热温度的方法对于该加热温度所需时间或一致性方面来说最有利。
[0039]如图1中所示，排放板13设置在加热板10下端的侧表面上。排放板13可由石英形成。排放板13沿着加热板10的周边设置。另外，排放板13被固定地设置在腔室本体I的内壁上。另外，排放板13可设置在通道8下方并且具有圆环形状。在清洁处理完成之后，未反应气体或稍后将描述的反应产物沿着在排放板13的内周表面内限定的排放孔14,在排放口 55的方向上移动。另外，可进一步提供辅助排放板17。辅助排放板17与排放板13的下部隔开，并且具有圆环形状。另外，支撑杆18放置在排放板13下方以支撑排放板13以及辅助排放板17。支撑杆18可具有多个，并且由石英材料制成。此外，随着加热器20提升接近腔室本体I的底部表面，在加热器提升部分周围可设置用于保护腔室本体I的绝缘板(未示出)。
[0040]在基板处理装置100内可进一步提供波纹管120来处理基板W，该波纹管120允许内部大气压力保持在真空状态，并且阻止基板处理装置100的外部大气压力。波纹管120可连接至下固定环37的上部的一侧，并且上固定环34的下部的一侧设置在腔室本体I底部表面内限定的通孔31下方。波纹管120可具有圆形形状。另外，波纹管可为可伸缩构件。波纹管设置在上固定环34与下固定环37之间，以围绕支撑轴30。
[0041]如图1中所示，腔室盖2设置在基板处理装置100的上部上，腔室盖2覆盖具有开放的上部的腔室本体1，以提供其中执行有关W的处理的内部空间。可沿着腔室盖2的外表面进一步提供外壳4。在腔室盖2内部可设置用来将源气体(H2或N2)转换成自由基态(radical state)的等离子体产生装置。ICP天线70可用作等离子体产生装置。
[0042]ICP天线70可通过输入线(未示出)连接至RF产生器(未示出)。另外，在ICP天线70与该RF产生器之间可设置RF匹配器(未示出)。当通过RF产生器供应RF电流时，将所供应的RF电流供应至ICP天线70。ICP天线70将RF电流转换成磁场，以从供应至基板处理装置100内部空间中的源气体产生等离子体。
[0043]源气体通过在腔室盖2上部内限定的气体供应孔83，引入到基板处理装置100的内部空间中。从第一气体储存槽60供应的源气体(H2或N2)首先通过阻挡板80引入。阻挡板80被固定至腔室盖2的顶表面。源气体填入在腔室盖2与阻挡板80之间限定的空间内，然后通过在阻挡板80底表面内限定的气体注入孔81扩散。
[0044]例如，有关基板W的清洁处理可以是干蚀刻处理，该干蚀刻处理使用分别具有自由基态的氢(H*)和NF3气体并且执行等离子体处理。该蚀刻处理可在基板W的表面形成的二氧化硅上执行。如上所述，初步扩散的氢气(H2)通过ICP天线70转换成具有自由基态的氢(H*)，以穿过第一喷头83。第一喷头83通过其多个注入孔84而重新扩散具有自由基态的氢(H*)。因此,氢(H*)可均匀往下扩散。
[0045]注入环66设置在腔室盖2与腔室本体I之间。注入环66可由铝材料形成。注入环66被固定地设置在腔室盖2的下端上。另外，注入环66具有注入孔68。第二气体被通过注入孔68从第二气体储存槽65接收，并且导入到基板处理装置100中。导入的气体可以是三氟化氮(NF3)。通过注入孔68导入的三氟化氮(NF3)遇到在第一喷头83与第二喷头87之间的具有自由基态的氢(H*)。因此，如以下反应方程式(I)所示，导入三氟化氮(NF3)以产生中间产物，例如NHxFy (其中X和y为特定整数)。
[0046]H* + NFi NIiwFr...(I)
[0047]该中间产物穿过设置在注入环66下方的第二喷头87，并且移动到基板W上。第二喷头87具有多个注入孔88，类似与第一喷头83。第二喷头87重新扩散具有自由基态并且穿过第一喷头83的氢(H*)以及通过注入环66导入的三氟化氮(NF3)，以便将该中间产物移动到基板W上。
[0048]因为该中间产物对于二氧化硅(S12)具有高反应性，所述当该中间产物到达硅基板的表面时，该中间产物选择地与二氧化硅反应，以产生如以下列反应方程式(2)所表示的反应产物((NH4)2SiF6)。
[0049]Nllfy + S12 => (Nfi4)2SiFb + Il10...(2)
[0050]此后，硅基板W加热至大约100°C或以上的温度时，该反应产物会如下列反应方程式(3)所表示地热解而形成热解气体，然后该热解气体蒸发。结果，可从基板表面去除二氧化硅。如以下反应方程式(3)所示，该热解气体包括含氟的气体，例如HF气体或SiF4气体。[0051 ] (Nii4)1SiFit => NH3 + HF + SiF4…(3)
[0052]如上所述，清洁处理可包括用于产生该反应产物的反应处理、以及用于热解该反应产物的加热处理。该反应处理与该加热处理可在腔室内执行。
[0053]另外，基板处理装置100提供其中执行这些处理的内部空间。虽然已经执行这些处理，但是该内部空间维持在压力低于大气压力的真空大气压力下。另外，在执行上述清洁处理之后，排气口 90设置在腔室本体I的侧表面上，用于排放反应副产物以及未反应气体。反应产物则由连接至排气口 90的排气泵50排出。
[0054]如上所述，排放板与辅助排放板布置在加热板周围。另外，支撑杆18支撑排放板与辅助排放板。排放板与辅助排放板中的每一个都具有通孔。反应副产物和未反应气体可通过通孔移动到排气口中。如上所述，反应产物与未反应气体可包括反应区内的自由基态的与反应的气体、未反应的自由基态的产生气体、在等离子体化期间产生的副产物、以及载体气体。反应副产物与未反应气体可通过排气泵50来抽吸，然后通过排气线(未示出)排出。
[0055]虽然参考示例性实施方式对本发明进行详细说明，但是本发明可以以许多不同的形式来具体实施。因此，所阐述的权利要求的技术构思与范围不受限于这些优选实施方式。
[0056]最佳模式
[0057]此后，将参照图3来详细描述本发明的示例性实施方式。然而，本发明可以以不同形式来实施，并且不应被构造为受限于此处阐述的实施方式。而是提供这些实施方式，使得本公开将全面且完整，并且将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。在图中，为了说明的清晰起见，所以夸大了组件的形状。
[0058]虽然以下描述氧化层移除处理(清洁处理)作为示例，但是本发明可以适用于包括沉积处理的各种半导体制作处理。另外，虽然将电感耦合等离子体ICP处理例示为在实施方式中描述的等离子体产生处理，但是该等离子体产生处理可以适用于各种等离子体处理。另外，除了在实施方式中描述的基板W以外，该等离子体产生处理还可以在要处理的各种物体上执行。
[0059]图3是根据本发明的另一实施方式的基板处理装置的示意图。如图1所示，排气口 90可设置在腔室本体I的一个侧表面上。参照图3，排气口 90可设置在腔室本体I的中央部分处。下口 110可连接至腔室本体I的开放的下部。排气口 90可设置在下口 110的一个侧表面上。如上所述，未反应气体与反应产物可通过与排气口 90连接的排气泵50而被强迫排出。
[0060]虽然参考示例性实施方式对本发明进行详细说明，但是本发明可以以许多不同的形式来具体实施。因此，所阐述的权利要求的技术构思与范围不受限于这些优选实施方式。
[0061]工业适用性
[0062]本发明可以应用于各种类型的半导体制造设备以及制造方法。
【权利要求】
1.一种基板处理装置，该基板处理装置包括: 腔室，该腔室提供内部空间，在该内部空间中执行对于基板的处理； 加热板，所述基板放置在该加热板上，所述加热板被固定地设置在所述腔室内； 加热器，该加热器与所述加热板的下部隔开，以加热所述加热板；以及 提升模块，该提升模块对所述加热器进行提升。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括设置在所述加热板周围的排放板， 其中，所述排放板设置在所述腔室中限定的基板进入通道下方。
3.如权利要求2所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括多个支撑杆，所述多个支撑杆设置在所述排放板下方的以支撑所述排放板。
4.如权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述排放板被固定地设置在所述腔室的内壁上以支撑所述加热板。
5.如权利要求2所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括与所述排放板的下部隔开的辅助排放板，该辅助排放板被固定地设置在所述腔室的所述内壁上。
6.如权利要求1所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括: 支撑轴，该支撑轴连接至所述加热器的下部，以支撑所述加热器； 下固定环，该下固定环固定地设置在所述支撑轴的下部上；以及 驱动部分，该驱动部分提升所述下固定环。
7.如权利要求6所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括: 上固定环，该上固定环固定地设置在所述腔室的下壁上；以及 波纹管，该波纹管将所述上固定环连接至所述下固定环，以使所述腔室的内部空间保持在真空状态。
8.如权利要求1所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括: 支撑轴，该支撑轴连接至所述加热器的下部，以支撑所述加热器； 驱动部分，该驱动部分提升所述支撑轴；以及 控制部分，该控制部分根据输入到所述加热器的加热温度来控制所述驱动部分，以调整所述加热板与所述加热器之间相隔的距离。
9.如权利要求1所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括多个提升销，所述多个提升销被固定地设置在所述加热板的顶表面上以支撑其上的所述基板。
10.如权利要求1所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括: 腔室本体，该腔室本体具有开放的上部，所述腔室本体在其侧面具有通道，通过该通道装载或卸载所述基板； 腔室盖，该腔室盖覆盖所述腔室本体的所述开放的上部；以及 排气口，该排气口设置在所述腔室本体的侧壁上。
11.如权利要求1所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括: 腔室本体，该腔室本体具有开放的上部，所述腔室本体在其侧面具有通道，通过该通道装载或卸载所述基板； 腔室盖，该腔室盖覆盖所述腔室本体的所述开放的上部； 下口，该下口连接至所述腔室本体的开放的下部；以及 排气口，该排气口设置在所述下口上。
12.如权利要求1所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括: 腔室本体，该腔室本体具有开放的上部，所述腔室本体在其侧面具有通道，通过该通道装载或卸载所述基板； 腔室盖，该腔室盖覆盖所述腔室本体的所述开放的上部； 气体供应孔，该气体供应孔限定在所述腔室盖的上部以供应第一气体； 天线，该天线设置为围绕所述腔室盖的周边，以在所述腔室盖内形成磁场，从而从所述第一气体产生等离子体；以及 注入环，该注入环被固定地设置在所述腔室本体与所述腔室盖之间以供应第二气体。
13.如权利要求12所述的基板处理装置，所述基板处理装置进一步包括: 第一喷头，该第一喷头设置在所述注入环上方，所述第一喷头具有多个第一注入孔；以及 第二喷头，该第二喷头设置在所述注入环下方，所述第二喷头具有多个第二注入孔。
【文档编号】H01L21/20GK104246978SQ201380019312
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月3日 优先权日:2012年4月10日
【发明者】梁日光, 宋炳奎, 金劲勋, 金龙基, 申良湜 申请人:株式会社Eugene科技