用于处理过程温度控制的主动控制预热环的制作方法

本公开的实施例总体上涉及处理基板的方法。更具体而言，本文所描述的实施例涉及在半导体处理腔室内加热预热环及前驱物的方法。

背景技术：

1、处理半导体基板用于各种各样的应用，包括制造整合装置及微装置。一种基板处理方法包括在处理腔室中的基板的上表面上沉积材料，诸如介电材料或导电材料。例如，外延是在基板表面上生长(通常是硅或锗的)薄的超纯层的沉积处理。通过使处理气体与支撑件上定位的基板表面平行地流动并且热分解处理气体以将来自处理气体的材料沉积到基板表面上，可在侧向流动腔室中沉积材料。

2、在外延沉积期间，处理气体在基板及基座的顶表面上方流动。处理气体温度用于在基板上形成膜或层。在处理期间在基板的前端与后端之间的处理气体的温度变化。处理气体的不均匀性导致沿着基板长度的不均匀沉积。不均匀沉积是经由基板的旋转来解决的，但仍损失了大量前驱物气体并且在基板边缘处的生长速率仍与基板中心中的生长速率不同。

3、由此，需要对处理腔室内的处理气体的改进的温度控制。

技术实现思路

1、在一个实施例中，一种被配置为在半导体处理期间使用的处理腔室包括：腔室主体，包含在腔室主体的第一侧面上的多个气体入口及在腔室主体的与第一侧面相对的第二侧面上的一个或多个排放出口；基板支撑件，在腔室主体的处理容积内设置；以及预热环组件，在多个气体入口与基板支撑件之间设置。该预热环组件包括：预热环；一个或多个加热器，邻近预热环设置；以及一个或多个温度传感器，邻近预热环设置。

2、在另一实施例中，一种被配置为在半导体处理腔室内使用的预热环组件包括：预热环，包含第一预热环区段及第二预热环区段；一个或多个温度传感器，耦接到第一预热环区段；以及两个或更多个预热器，耦接到第一预热环区段并且被配置为加热第一预热环区段。两个或更多个加热器包括：加热器壳体；反射器，在加热器壳体内设置并且形成前加热器容积；以及加热元件，在前加热器容积内设置。

3、一种被配置为在半导体处理腔室内加热预热环的加热器插入件，包括加热器壳体，该加热器壳体包含：透射部分；不透明部分，耦接到该透射部分的远端；以及加热器基底，耦接到透射部分的远端，与该透射部分相对，使得不透明部分与加热器基底的接触表面相交并且接触表面具有设置于其中的一个或多个沟槽；反射器，在加热器壳体内设置并且形成前加热器容积及后加热器容积；以及加热元件，在前加热器容积内以及加热器壳体的透射部分内设置。

技术特征：

1.一种处理腔室，被配置为在半导体处理期间使用，包括：

2.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述预热环外接所述基板支撑件并且进一步包括：

3.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述一个或多个加热器耦接到所述预热环的下侧面，并且所述预热环搁置在所述一个或多个加热器的顶部上。

4.如权利要求3所述的处理腔室，其中所述加热器进一步包括：

5.如权利要求4所述的处理腔室，其中所述加热元件为灯或电阻加热元件中的一者。

6.如权利要求4所述的处理腔室，其中加热器基底耦接到所述腔室主体的外表面并且耦接到所述加热器壳体。

7.如权利要求1所述的处理腔室，进一步包括：

8.一种预热环组件，被配置为在半导体处理腔室内使用，包括：

9.如权利要求8所述的预热环组件，其中所述第一预热环区段由碳化硅材料形成。

10.如权利要求8所述的预热环组件，其中所述两个或更多个加热器至少部分地在加热器插入件主体内设置，并且所述第一预热环区段在所述加热器插入件主体的顶部上设置。

11.如权利要求10所述的预热环组件，其中所述加热器插入件主体由碳化硅材料形成。

12.如权利要求8所述的预热环组件，其中所述加热器壳体由石英材料形成。

13.如权利要求12所述的预热环组件，其中所述加热器壳体进一步包括：

14.如权利要求8所述的预热环组件，其中一个或多个温度传感器在所述第一预热环区段内设置。

15.一种加热器插入件，被配置为在半导体处理腔室内加热预热环，包括：

16.如权利要求15所述的加热器插入件，其中所述加热元件为灯或电阻加热元件中的一者。

17.如权利要求16所述的加热器插入件，其中所述加热元件具有约500w至约3000w的电力输出。

18.如权利要求15所述的加热器插入件，其中所述透射部分为具有大于约90％的透明度的透射石英，并且所述不透明部分为具有小于约50％的透明度的不透明石英。

19.如权利要求15所述的加热器插入件，其中所述一个或多个沟槽被配置为固持热屏蔽环及密封环。

20.如权利要求15所述的加热器插入件，其中压缩垫圈及压缩盖耦接到所述加热器基底，使得所述压缩垫圈在所述压缩盖与所述加热器基底之间设置。

技术总结
描述了一种用于加热气体的设备。所述设备为在沉积腔室(诸如外延沉积腔室)中定位的预热环及加热器组件。所述预热环具有被配置为使用一个或多个加热器加热的第一部分。所述一个或多个加热器穿过在预热环下面的处理容积的侧壁设置并且被配置为加热所述预热环，使得在所述预热环上方流动的气体亦在基板上方流动之前被加热。所述一个或多个加热器可包括在所述预热环的第一部分的远端处设置的两个加热器。一个或多个温度传感器亦被配置为测量预热环的温度。

技术研发人员：丛者澎,阿舒尔·J·阿塔诺斯,盛涛,尼姆罗德·史密斯,维恩·N·德兰
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/3