[发明专利]衬底保持设备、包含所述设备的系统及其使用方法

说明书

公开了衬底保持设备、包括所述衬底保持设备的负载锁组件，以及包含所述衬底保持设备的系统。所述衬底保持设备可包含至少一个侧壁和一个或多个热屏蔽件。所述至少一个侧壁中的一个或多个可包含冷却流体管道，以促进由所述衬底保持设备保持的衬底的冷却。另外或替代地，所述至少一个侧壁中的一个或多个可包含气体管道以将气体提供到所保持衬底的表面。

相关申请的交叉引用

本申请是标题为“衬底保持设备、包含所述设备的系统及其使用方法”且于2018年10月1日提交的第62/739,733号美国临时申请的非临时申请，且要求其优先权和权益，所述美国临时申请特此出于所有目的以全文引用的方式并入。

技术领域

本公开大体上涉及一种用于处理衬底的设备。更具体地说，本公开涉及一种用于保持并冷却衬底的设备以及包含所述设备的反应器系统。

背景技术

用于处理例如半导体衬底的衬底的反应器系统通常包含一个或多个反应室、一个或多个负载锁，和一个或多个衬底转移系统。每个反应室可用于一个或多个过程，例如将材料沉积到衬底的表面、从衬底的表面蚀刻掉材料，和/或清洁衬底的表面。例如，气相反应室可用于沉积、蚀刻和/或清洁衬底表面上的材料。负载锁可用于在衬底进入所述反应室中的一个或多个之前或离开所述反应室中的一个或多个之后暂时储存或保持衬底——例如，在真空条件下。更具体地说，负载锁可从例如无尘室环境和/或晶匣装载站的周围环境接收衬底，将衬底暴露于真空压力或类似于一个或多个反应室中的处理条件的其它条件，且储存所述衬底直到将所述衬底转移到所述反应室中，和/或储存从所述反应室接收的衬底直到所述衬底被转移到所述周围环境。可使用衬底处置系统在反应室与负载锁之间转移衬底，所述衬底处置系统可在与反应室和/或负载锁相同或接近的压力下操作。

反应室内的许多处理是在升高的衬底温度下进行。当热衬底从反应室移除且放入负载锁中时，衬底的表面可以氧化，且表面上的氧化量可根据负载锁的热历史、负载锁内衬底的位置、衬底之间的热串扰(例如，进入和外出的衬底)等而变化。表面氧化可在衬底之间和/或跨越衬底的表面(例如沿着衬底的径向表面)而变化。表面氧化的任何变化可导致后续处理中不需要的处理变化，例如用于移除天然氧化物、碳和/或其它材料的预清洁过程(用于例如集成的外延前和/或其它表面制备)。

另外，在衬底从负载锁转移(例如，转移到另一反应室或周围环境)之前可能花费相对较长的时间来冷却至所需温度。相对较长的冷却时间可能会给使用此类方法形成的装置增加不必要的时间和费用。另外，相对热的衬底可能会不合需要地加热相对冷的衬底。相对热衬底的除气也可能在负载锁内产生问题。因此，需要用于保持且快速冷却衬底到所需温度的改进设备以及包含此类设备的系统。

发明内容

本公开的各种实施例涉及用于保持衬底(例如，保持在反应器系统的负载锁内)的设备。尽管下文更详细地论述本公开的各种实施例解决先前衬底保持设备和负载锁的缺点的方式，但大体上，本发明的各种实施例提供一种衬底保持设备，其可快速冷却衬底到所需温度、缓解衬底之间的热串扰、缓解衬底表面的不希望的表面氧化、缓解跨越衬底表面的温度变化，和/或减少衬底表面上的污染。