[发明专利]具有冷却装置的腔室

说明书

技术领域

本发明的实施方式大体涉及用于处理半导体基板的设备及方法。特定而言，本发明的实施方式涉及用于冷却处理腔室中的加热组件的设备及方法。

背景技术

一些用于制造半导体装置的工艺(例如快速热处理、外延沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、电子束固化)在高温下执行。通常用一或更多热源在处理腔室中将被处理的基板加热至所需温度。为了温度控制及安全的原因，处理期间可能需要冷却热源及腔室部件。然而，用于半导体处理的传统冷却元件对于高温或高密度热源可能无效或不相容。

因此，需要用于冷却处理腔室的设备及方法。

发明内容

本发明的实施方式大体提供用于冷却处理腔室的设备及方法，所述处理腔室被配置以在高温下处理一或更多基板。特定而言，本发明的实施方式涉及一种加热组件，所述加热组件包括用于控制加热元件的温度的热交换装置及冷却元件。

本发明的一个实施方式提供一种用于加热处理腔室的加热组件。所述加热组件包括：多个加热元件；冷却元件，所述冷却元件具有一或更多冷却通道以用于收纳冷却流体于所述一或更多冷却通道中；及热交换装置，所述热交换装置设置于多个加热元件与冷却元件之间。热交换装置包含热界面及冷界面，所述热界面被设置成邻近多个加热元件且与多个加热元件热接触，所述冷界面被设置成邻近冷却元件且与冷却元件热接触。

本发明的一个实施方式提供一种用于处理基板的设备。所述设备包括：腔室主体，所述腔室主体形成腔室外壳；基板支撑件，所述基板支撑件设置于腔室外壳中；及加热组件，所述加热组件设置于腔室外壳外且被配置以将热能导向腔室外壳。加热组件包括：多个加热元件；冷却元件，所述冷却元件具有一或更多冷却通道以用于收纳冷却流体于所述一或更多冷却通道中；及热交换装置，所述热交换装置设置于多个加热元件与冷却元件之间。热交换装置包含热界面及冷界面，所述热界面被设置成邻近多个加热元件且与多个加热元件热接触，所述冷界面被设置成邻近冷却元件且与冷却元件热接触。

本发明的另一实施方式提供一种用于处理基板的方法。所述方法包括将来自多个加热元件的辐射能导向基板处理腔室的外壳，及使用设置在多个加热元件与冷却元件之间的热交换装置冷却多个加热元件，其中热交换装置包含热界面及冷界面，所述热界面被设置成邻近多个加热元件且与多个加热元件热接触，所述冷界面被设置成邻近冷却元件且与冷却元件热接触。

附图说明

为了能详细理解本发明的上述特征，可通过参考实施方式(其中一部分实施方式在附图中图示)获得以上简要概述的本发明的更具体的描述。然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施方式，且因此附图不应被视为对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他等同有效的实施方式。

图1A为根据本发明的一个实施方式的处理腔室的截面示意图。

图1B为图1A的处理腔室的热源的截面透视示意图。

图1C为图1B的灯组件的俯视示意图。

图2A为根据本发明的一个实施方式的热导管的透视示意图。

图2B为图2A的热导管的截面示意图。

图3A为根据本发明的一个实施方式的快速热处理腔室的截面示意图。

图3B为图3A的快速热处理腔室中的热源的俯视示意图。

图3C为图3B的热源的部分截面放大示意图。

图4A为根据本发明的另一实施方式的热源的部分截面放大示意图。

图4B为图4A的热源的部分分解示意图。

为了帮助理解，已尽可能使用相同标记数字来表示各图中共有的相同元件。应预想到，一个实施方式中所揭示的元件可有益地用于其他实施方式而无需特定详述。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及用于冷却处理腔室的设备及方法。更特定而言，本发明的实施方式涉及一种具有用于冷却加热元件的热交换装置的加热组件。在一个实施方式中，热交换装置包括用于快速且均匀冷却的一或更多热导管。在一个实施方式中，热导管可与加热元件及冷却元件整合。使用热导管可为紧密装配的加热元件提供快速且均匀的冷却。根据本发明的实施方式的加热组件提供改良的热传递、减小热梯度及改良温度均匀性、减小热变形及热应力。