[发明专利]使用高温计对锥形灯头内的灯进行的多区域控制

说明书

描述了一种用于处理半导体基板的方法与设备。所述设备是具有光学透明的上拱形结构与下拱形结构的处理腔室。在处理过程中，处理腔室维持真空。通过沿着处理区域外的上拱形结构流动热控制流体来热控制上拱形结构。热灯被定位成靠近下拱形结构，热传感器被设置在灯之间。灯以区域供电，控制器根据从热传感器接收的数据来调整供至各灯区的功率。

技术领域

本文揭露用于半导体处理的方法与设备。更特定而言，本文所揭露的实施方式涉及用于外延处理过程中的分区温度控制的方法与设备。

背景技术

外延是广泛用于半导体处理以在半导体基板上形成很薄的材料层的处理过程。这些层常常界定半导体器件的一些最小特征，且若需要结晶材料的电学性质，则这些层可具有高品质的晶体结构。通常提供沉积前驱物至处理腔室，基板设置于处理腔室中，基板被加热到益于具有所需性质的材料层生长的温度。

通常需要膜具有高度均匀的厚度、成分及结构。由于局部基板温度、气体流动以及前驱物浓度的变化，所以形成具有均匀和可重复性质的膜相当有挑战性。处理腔室一般是能维持高度真空(通常低于10托)的容器，且一般由定位在容器外的加热灯提供热以避免引入污染。由于腔室部件的热吸收与发射以及传感器与腔室表面暴露于处理腔室内部的膜形成条件，使得基板温度的控制与因此局部层形成条件的控制复杂化。对于具有改善温度控制的外延腔室以及操作此腔室以改善均匀性及可重复性的方法的需求依然存在。

发明内容

本文描述的实施方式提供一种基板处理设备，所述基板处理设备包括包含透明拱形结构与透明底板的真空腔室、设置在真空腔室内的基板支撑件、布置在灯头内并定位成靠近真空腔室的透明底板的多个热灯、设置于灯头内并被定向以接收来自靠近基板支撑件的区域的热辐射的多个热传感器、耦接至与热传感器的位置相关的加热灯的多个电源以及根据来自热传感器的输入来调整电源的控制器。透明拱形结构与透明底板可为石英材质。基板支撑件可以是具有低热质量的盘状构件或环状构件。

本文描述的其他实施方式提供处理基板的方法，所述方法将基板设置于具有透明底板的腔室中，通过使来自多个灯的辐射传输穿过透明底板来加热基板，通过使前驱物气体实质上平行于基板表面而流过基板来沉积层于基板上，使用设置成靠近透明底板的第一传感器来检测基板的第一区域处的第一温度，使用设置成靠近透明底板的第二传感器来检测基板的第二区域处的第二温度，根据第一温度调整供至多个灯的第一部分的功率，以及根据第二温度调整供至多个灯的第二部分的功率。在处理过程之后，可移除基板，且可提供具有氯、溴或碘的清洁气体至腔室以移除沉积物。

附图说明

为了能详细了解本发明的上述特征，可通过参照实施方式获得以上简要概述的本发明的更特定描述，一些实施方式示于附图中。然而，应注意的是，附图只绘示了本发明的典型实施方式，因此不应被视为是对本发明范围的限制，因为本发明可允许其他等同有效的实施方式。

图1是依据一个实施方式的处理腔室的示意截面图。

图2是概括依据另一实施方式的方法的流程图。

具体实施方式

在执行外延处理过程时能够对基板进行分区温度控制的腔室具有含有上部分、侧部分与下部分的处理容器，所述上部分、侧部分与下部分全由当容器内建立高真空时仍能维持其形状的材料制成。至少下部分对于热辐射是透明的，且热灯被定位于锥形灯头结构中，锥形灯头结构在处理容器的外面耦接至处理容器的下部分。用减少进入到传感器的热噪声及减少传感器上的材料沉积的手段将热传感器设置于处理容器内的不同位置。