TW201007873A - Susceptor ring - Google Patents

Description

I 201007873 ^ Λ. ir -mt ^ · 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種半導體製程工具（Semic〇nduct〇r processing tool)，且特別是有關於一種在半導體製程中圍 繞載台的環、且在該載台上置放了基板。 【先前技術】 在電晶體、二極體與積體電路等半導體元件的製作過 程中，多數個這些半導體元件是典型地同時被製造在半導 體材料的薄片上’且該薄片被稱為基板、晶圓或工作件。 以在該半導體元件的製造方法中的一個丰導辦智你+疏為 例，基板或其他工作件典型地被撤運至 chamber)中，並且在反應腔室中使材料薄膜或材料膜層被 沈積於基板的曝露表面上。-旦材料膜層已經沈積所需的 厚度時，基板可在反應腔室内進行下一步的處理、或被搬 出反應腔室外以進行下一個製程。 (wafer handling mechanism) 基板典型地搬運到反應腔㈣。晶圓搬運機構從反應腔室 外的-個位置抬起基板、且藉由形成在反應腔室的牆壁上 的閥門而將基板插人到反應腔㈣…旦基板被傳送到反 應腔室内’基板會下降到載台上。當基板被接收到載台上 後，晶圓搬運機構會從反應腔室内抽回、且使闕門關閉以 致於讓基板的製程能夠開始。在一個例子中，在製程中， 載台城置成鄰近且職載台，且載台上設置有基板。 圖1〜圖3綠示習知的载台環組1〇㈤⑵卿 ring， 201007873 • k . ， assembly) ’此載台環組1〇典型地被應用於Epsil〇n⑧工具 中’而此 Epsilon®工具是由 ph〇enix，AZ 的 ASM America 公司所生產的。載台環組10是兩件式結構（2_piece structure) ’且載台環組1〇設置成：圍繞且鄰近裁台12, 而載台12疋用以支樓在製程中的基板。载台環組⑺是設 計成用來吸收並保留在製程中來自熱源的輻射降 從載台與基板的邊緣而損失的能量損失量二:: energy 1〇防)。載台環組1〇也可設置成用以容置多個熱電 偶，這些熱電偶圍繞於載台12的不同位置，其中熱電偶是 用來量測載台12周圍的局部溫度。載台環組1〇包括.上 環Μ與下環16，其中，上環14與下環16之間形成間隙 =(gap)。至少有部分的熱電偶配置於間隙18中用以 量測載# 12的前緣、後緣與側緣附近的相對溫度。各個熱 電偶包括：兩條導線’此兩條導線是由不同材f所組成的，、 且將兩條導線的-端熔接，以在兩條導線之間形成熱電偶 接面；内部陶瓷絕緣體，保持兩條導線彼此隔離；以及護 參套’由非導電材料所製成並可承受高溫， 部 陶瓷絕緣體以及導線。 由於反應腔室内的温度變化、且兩件式載台環同樣地 曝露在高溫下，所以載台環組10的上環14與下環16的邊 緣之間可能會產生空間(space)或間隙。這些空間通常合 允許製程氣體進入到其中配置有熱電偶的間隙18，於是 :製程氣體接朗熱電_外表面並⑽熱電偶護套的劣 :::化。熱電偶護套的劣化可能會導致量測溫度的辱礙度:降 201007873 低，並且使熱電偶的使用壽命縮短。 由於設置在兩件絲台環組1G _ —4b 何形狀，所以在安裝與却除這些熱電偶時，上一環^^必 =先被^或卸除。再者’在上環14可被卸除之前减 入蓋板(一 ，此進入蓋板鄰近 巧腔至的牆壁而設置。卸除此進人蓋板會使反庫腔室曝 ，於空氣與周遭空氣的濕氣中，而危及系統進行:些製程 的幾何形狀與兩件式載台環的 變得相Ϊ2熱電偶時、不顺和損壞熱電偶的護套 【發明内容】 有鑑於此，存在以下的需要：需提出一 環 製程氣體與空氣的量減至最低時:載台環 此確貝地將熱電偶設置成位於載台周圍。此外 -^台環’允許操作人Μ在絲熱電偶時 偶造成的顺與損壞。 ⑨低對,，，'電 於半導方面’提供—種單件式的载台環，適用 。此載台環包括:板件，具有通過該 及至少，’從板件的下表面而 、 栽口衣還/、有形成於該凸肋中的軸孔。誃鈾不丨钟 置成於該轴孔中接收溫度量測裝置。 〇χ 在本發明的另-方面，提出一種載 體製程工具中。此載台環包括：板件，且導 形成的孔I以及，侧肋，—體成型地連接至^板^ 201007873 下表面。這對侧肋位於孔洞的相對兩侧。此 軸孔’形成於各個側肋内。該些軸孔的每：：：包括 軸孔中接收溫度量測裝置。 叹置成於該 在本發明的又-方面，提出一種單件式的载 用於半導體製程工具中。此载台環包括板件，具有通過；J 板件而形成的孔洞。此板件具有上表面與下表面 二 環還包括第-侧肋，-體成型地連接至板件的下表面载: 且第-轴孔形成於第i肋内。此載台環還包 則 助，-體成型地連接至板件的下表面，並且第二轴孔2 於第二侧肋内。中心凸肋—體成型地連接至板件的下ί 面’且中心凸肋位於第一侧肋與第二侧肋之間。第三軸〔 形成於中心凸肋内。環狀凸肋一體成型地連接至板^ 表面，且環狀凸肋圍繞孔洞而配置。 Φ 在本發明的再-方面，提出一種反應器，適用於半導 體製程工具中。此反應器包括：反應腔室，於反應腔室中 定義Γ反應空間。載台配置於反應空間内。此反應器還包 括.單件式的载台環，圍繞載台而配置，其中，載台環設 置成接收至少一溫度量測裝置。 本發明的又一方面，提出一種載台環，適用於半導 體製程工具巾。此載台環包括··板件，具有前緣、後緣、 肉厚與通過該肉厚而形成的孔洞。至少一軸孔穿過後緣而 形成於板件内°該至少孔在板件中作為盲孔而被形成。 為讓本發明之上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施 例’並配合所附圖式作詳細說明如下 。可理解到:，本發期— ......... · 201007873 可具有其他的不同實施例，且可在各方面調整修飾細節。 據此，圖式描述僅用以示例說明，而並非用以限制本發明。 【實施方式】 請參考圖4,繪示了化學氣相沈積反應器2〇(ehemical vapor deposition reactor，CVD reactor )的一個示範性實施例 的剖面圖。同時，此說明用的實施例採用單基板（singie sustrate )、水平流動（horizontal fl〇w )、及冷牆反應器 (cold-wall reactor)。然而，本領域具有通常知識者應可^ 解，此處所描述的載台環技術也可以應用於其他類型的半 導體製程反應器。反應器20包括：反應腔室22，定義出 反應空間24 ;輻射型的加熱元件26，位於反應腔室22的 相對兩侧，及載台支撐機構28。反應腔室22可以是狭异 構纽具W與出口32，其中，人σ則以允較 應物氣體流人反應空間24中，料使反應物氣體與製程副 產物透過出口 32而排放到反應空間24之外。在一實施例 中，反應腔室22是由透明的石英所製成。本領域具有通常 知識者應可理解，反應腔室22也可以由其他材料所製成， 該其他材料足以成為：實質上不與導入到反應腔室22中的 反應物氣體及由製程反應而來的製程副產物進行反應。 如圖4所示，加熱元件26形成上端排（聊⑽恤） 與下端排（i〇werbank)。在同一排中的加熱元件26是以與 相鄰的加熱元件26彼此她的方式而進行定位。在一實施 上婦的加熱元件20定位成實質以直於下端排的 …兀件26。加熱元件26可對反應腔室22提嚴輕射能、 201007873 而不會明顯地被反應腔室22的牆壁吸收。將加熱元件26 設置成來提供波長形式的輻射熱，以讓在製作過程中的基 板34所吸收。 如圖4所示，載台支撐機構28包括：載台38，在製 程中於載台38上設置基板34;以及載台支架4〇。載台環 42至少圍繞載台支撐機構28的一部分。載台支架4〇連接 到軸桿44上，且軸桿44向下延伸而穿過管體46，此管體 46從反應腔室22的底壁延伸而出。馬達（未纷示）設置 成來轉動軸桿44，藉此轉械台支架W帶喊台％與設 ，在載纟38上的基板34依次騎旋轉。可藉:衰 =而將載，保持在與反應腔室22_隔的士 在反㈣Ϊ 口支架43包括：多個支臂45，這些支臂45 的底壁的上表面與載台環42之間進行延 確實二3腔室22中對於载台環42提供支撐效果與 請參考圖5〜圖8，检子了 电斗f 台⑭。在此例示的實施：了 :二:的^ 為:形構件。在一實施例中，此载台壤二Π j 一實施例中，載台環I古古’、有圓角。在另 有通常知識麵能理解本侧i载本肋領域中具 何形狀，叫合42可以形成為任 較包括：板件48，並且板件腔室22中。載台 5〇穿過板件48的肉厚而形成。二一孔洞50 ’該孔洞 約地形成於板件48的中心，作施例令，孔洞50大 -:"'本細領Μ射通常知翁 201007873 者應能理解孔洞50可以從板件48的中心偏移。孔洞5〇 s免置成用來接收且圍繞載台38 (繪示於圖4中）於該孔洞 50中，或者孔洞5〇也可接收且圍繞其他設置成用以支撐 製程:的基板34的裝置或機構。在-實施例中，孔洞50 可以是圓孔，但本領域具有通常知識者應可知悉，孔洞％ 的形狀應該對應載台38的形狀，且載台38與所使用的載 台環42相關。 緣51、後緣53、上表面52 下 5的4板^\包括：前 /5虛晚〜〜/上衣囟52與下表面54。板件48定位在 示於圖4)中，以致於板件48的前緣51 ==、且朝向反應空間24之人口 3();並且板件料 氣製程 在一實施例中，載二瑷a L ± /疋貫貝的千面。 1的上表面。在/442S352實質地對準於载台 載台環42的上#面1 载台38的上表面相對於 收於载台38 ^上表面^微低—點而偏移。當基板34被接 34的表面實質崎準於❹在製程中的基板 有通常知識者應可知悉，、、表面52。本領域具 用任何方式相對於^ 的上表面52的位置可採 平面且平行於上表面52 ϋ48的下表面54實質上為 面52與下表面Μ之間在的一實施例中’板件48的上表 4的肉厚τ大約是0 33;l英对 201007873 (0.84cm)。在另一實施例中，板件48的肉厚T大約是0.1 至1英吋（0.25 cm至2.54 cm)。本領域具有通常知識者應 可知悉’位於上表面52與下表面54之間的板件48的肉厚 T可足以提供質量，而能夠吸收並保留來自加熱元件26或 其他加熱元件的輻射能，進而可避免從載台38的外側徑向 邊緣（outer radial edge)與基板34進行顯著的熱損失。 如圖5〜圖8所繪示，在一實施例中，載台環42更包 ❿ 括：自板件48的下表面54所延伸出來的第一侧肋56、第 二侧肋58、中心凸肋60與環狀凸肋62。第一側肋56、第 二側肋58與中心凸肋60設置成可接收一量測裝置9〇 (繪 示於圖8中），如熱電偶。環狀凸肋62設置成在孔洞50 的周圍提供額外的厚度。第一側肋56、第二侧肋58、中心 凸肋60與環狀凸肋62不但可以提供載台環42結構支撐作 用，也可以作為額外的質量來吸收並保留能量。本領域具 有通常知識者應可知悉，根據所使用的量測裝置的數量及/ =位置，載台環42可具有額外的或較少的凸肋，以符合所 馨 需的溫度量測曲線。在一實施例中，第一侧肋56、第二侧 肋f、中心凸肋6〇與環狀凸肋62是一體成型地連接以形 成單件式的突起件（single raised member)，該單件式的突 起件從板件48的下表面54進行延伸。在另一實施例中， 士述，肋中至少有兩個是一體成型地連接在一起。舉例而 言’當第一側肋56、第二侧肋58被中心凸肋60與環狀凸 凸腹62二在另一實施例中，第一側肋％、第二侧肋％、 11 201007873 中心凸肋60與環狀凸肋62可以是被彼此隔開、或分離的。 在一實施例中’第一側肋56、第二侧肋58、中心凸肋60 與環狀凸肋62是與板件48 —起一體成型。在另一實施例 中’第一側肋56、第二側肋58、中心凸肋60與環狀凸肋 62的至少其中之一形成為與板件48彼此分離、且在組裝 載台環42時被連接至板件48。在一實施例中，第一側肋 56、第二侧肋58、中心凸肋60與環狀凸肋62的每一個以 與板件48相同的材質而形成。在另一實施例中，第一侧肋 56、第二側肋58、中心凸肋60與環狀凸肋62的至少其中 〇 之一的材質與板件48的材質不同。 如圖5〜圖8所繪示，在該例示的實施例中，環狀凸 肋62與板件48是一體成型，並且環狀凸肋62是由鄰近孔 洞50的板件48的下表面54所延伸出來的。例示的環狀凸 肋 62 的内 才日不表面 64 ( inwardly directed surface )定義 出孔洞50。在該例示的實施例中，環狀凸肋62實質上呈 圓形，並且沿著孔洞5〇的整體圓周進行延伸。本領域具有 通常知識者應知悉，環狀凸肋62的形狀對應於孔洞5〇'的 ❹ 形狀，該孔洞50是穿過該載台環42而形成。在一實施例 環狀凸肋62自板件48的下表面54向下延伸大約〇 52 央吋（1.32 cm)。在另一實施例中，環狀凸肋62自板件48 的下表面54向下延伸大約〇.1至1英吋之間（0.25至2.54 cm) °在一實施例中’定義出孔洞5〇的内部指示表面64 f有一高度H、且自板件48的上表面52向下延伸大約0.85 1吋（2.16 cm)。在另一實施例中，定義出孔洞5〇的内替一…] 12 201007873 =表：64自板件48的上表面52向下延伸大約〇 2至2 ί 5』8咖）。本領域具有通常知識者應知 二t内部指示表面64之高度H可以是任 =適备的同度。在-實施例中，定義出孔洞％的内部指示 表面64之局度Η實質上可以與載台％的肉 大本而該載台環42是可拖棄的。定義出孔洞5〇的内^ 參

ϊ ίΐΗ大約等同於載台38的肉厚τ，特別是 在製造基板34時’可降低或消除從载台％的外侧徑向邊 緣所造成的熱能損失。 如圖5〜圖8靖示，在一實施例中，第一側肋允與 第-側肋58可以是鄰近環狀凸肋62相對兩_直條狀的 狹長件。第-側肋56與第二側肋58可實質上相互平行排 列。在另一實施例中，第一側肋56與第二側肋58也可以 彼此不互相平行。第—側肋56與第二侧肋58的每一個自 板件48的下表面54延伸出來。在一實施例中，第一側肋 56與第二侧肋58自下表面54延伸的距離與環狀凸肋幻 自下表面54延伸的距離實質上相同。在另一實施例中，第 一側肋56與第二侧肋58自下表面54延伸的距離與環狀凸 肋62自下表面54延伸的距離不同。在另一實施例中，第 一側肋56自下表面54延伸的距離與第二侧肋58自下表面 54延伸的距離不同。在一實施例中，第一侧肋允、第二侧 肋58與環狀凸肋62都是一體成型地連接至板件48。在另 一貫施例中’第一侧肋56和第二側肋58被環狀凸肋62 隔開。在另一實施例中（未繪示），第一侧胁56與.:第二侧 13 201007873 肋58形成載台環42相對_橫向邊緣（lateml edge)的 -部份。如圖5所示，在另一實施例中，第一侧肋56鮮 二側肋58可以是被板件48的橫向側邊（以㈤他你） 所隔開。 如圖5〜圖6所繪示，在一實施例中，第一侧肋56與 ^二側肋58實質上延伸的距離是板件48的總長、或是沿 著板件48的同一橫向側邊的相對兩轉角66之間的距離。 在另一實施例中，第一侧肋56與第二侧肋58也可以自板 件48的後緣53僅延伸該板件48的長度的一部分、且介於 ❿ 前緣51與後緣53之間。本領域具有通常知識者應知悉， 第一侧肋56與第二侧肋58需具有足夠的長度，以允許量 測裝置90 (繪示於圖8)的量測尖端或量測部可容置於第 一侧肋56與第二侧肋58内部相對於載台38(繪示於圖4) 的所需位置。 如圖5〜圖8所例示，在一實施例中，第一侧肋56包 括：於該第一側肋56中形成的第一軸孔68 (firstb〇re)， 且第二侧肋58包括：於該第二側肋58中形成的第二轴孔 ❹ 7〇 (second bore)。在另一實施例中，第一側肋56與第二 侧肋58分別可包括：一個以上於其中所形成的轴孔。所例 示的第一軸孔68與第二軸孔70實質上是呈直條狀，並且 第一軸孔68與第二軸孔在第一侧肋56與第二側肋58 的末端都具有開口 72,此開口 72鄰近或接近板件48的後 緣53。在一實施例中，第一軸孔68與第二轴孔70分別在 對應的第一侧肋56與第二側肋58内部形成一盲祀，其中，: 14 201007873 末端。在另-實施例中（未緣示），第—侧肋56減二挪

的開口可稍後被塞住或封閉 件…48的後緣53之開口 72是仅姑 是保持在開放的狀態。 如此一來，只有朝向板 來，只有朝向板 第一軸孔68與第二轴孔70的末端74是保持為被密封或閉 合的。形成所述盲孔的第一轴孔68與第二軸孔70被形成 在載台環42内、且從載台環42的後緣53 (或鄰近載台漆 42的後緣53)朝向該前緣51。第一軸孔68與第二軸孔7〇 所形成的盲孔可鄰近或接近後緣53配置’以減輕或消除進 入第一軸孔68與第二轴孔70的製程氣體的量，其中，该 製程氣體侵姓或破壞位於第一軸孔68與第二軸孔70内的 溫度量測裝置90 (繪示於圖8)的效能。盲孔可以是分别 藉由對第一轴孔.68與第二軸孔70鑽孔而鑽進第一侧肋56 與第二侧肋58内，並且不鑽穿第一側肋56與第二侧肋58 的相對末端而形成的，或者是，藉由沿著第一側肋56與第 二侧肋58的總長而鑽穿第一側肋56與第二側肋％，然椽 再封閉相對於第一軸孔6 8與第二軸孔7 〇的開口 7 2的另/ 15 201007873 第一軸孔68與第二軸孔70分別延伸了第一侧肋56 與第二侧肋58的長度的至少一部分。在—實施例中，第一 軸孔68與第二軸孔70幾乎是延伸了對應的第一侧肋56 與第二侧肋58的總長，其中，第一軸孔68與第二軸孔7〇 終止的一端距離第一侧肋56與第二側肋58的末端小於1 英吋(2.54 cm)左右。在另一實施例中，第—轴孔68與第二 轴孔70延伸了對應的第一側肋56與第二側肋58的一半長 度以上。在另一實施例中，第一轴孔68與第二軸孔70延 伸了對應的第一側肋56與第二側肋58的一半長度以下。 _ 在一實施例中，第一軸孔68在第一側肋56内延伸的距離 與第二轴孔70在第二侧肋58内延伸的距離相同。在另一 實施例中’第一軸孔68在第一側肋56内延伸的距離大於 第二轴孔70在第二侧肋58内延伸的距離。在其他實施例 中，第二軸孔70在第二側肋58内延伸的距離大於第一軸 孔68在第一側肋56延伸的距離。在另一實施例中，第一 軸孔68與第二轴孔70分別延伸了對應的第一侧肋56與第 二侧肋58的總長。本領域具有通常知識者應知悉，第一轴 ❹ 孔68與第二軸孔70的長度、或是第一軸孔68與第二軸孔 70分別在對應的第一侧肋56與第二側肋58内延伸的距離 可能改變，並且該距離可以是依據溫度量測裝置90的量測 尖端或接面所需的配置位置而決定。第一軸孔68與第二轴 孔70可進行以下設置：接受在第一軸孔68與第二轴孔70 内的量測裝置可延伸了第一轴孔68與第二軸孔70的總 長、接近第一:軸孔68與第二軸孔70的總長、或在弟一軸> 一 16 201007873 孔68與第二軸孔70内延伸的任何適當的距離。在如圖9 所示的另一實施例中，载台環42不包括自下表面42所延 伸出來的多個凸肋，取而代之，載台環42形成為整塊的板 件48 (s〇lidplate)，以致於第一轴孔邡與第二軸孔7〇可 以穿過位於板件48的上表面52與下表面54之間的後緣 53的肉厚而形成。第一軸孔68與第二軸孔7〇分別在板件 48内、且鄰近孔洞5〇的相對侧形成盲孔’並且第一軸孔 68與第二軸孔70的每一個設置成：可以讓溫度量測裝置 零 90 (繪示於圖8)接收於其中。 如圖5〜圖8所繪示，在一實施例中，第一軸孔⑼與 ，一軸孔70查具有實質上呈現圓形的截面’藉此在對應的 第一侧肋56與第二侧肋58内提供了圓柱型的凹槽。在另 一實施例中，第一轴孔68與第二軸孔7〇可以具有實質上 呈現方型的截面（未緣示）。本領域具有通常知識者應可知 悉，第-軸孔68與第二轴孔7G可以具有任何喊面形狀。 第-軸孔68與第二軸孔7〇設置成可以接收至少一溫度量 碜測裝置9G ’如熱電偶或類似的裝置。本領域具有通常知識 者應可知悉，第-軸孔68與第二軸孔7〇的截面形狀可以 對應所接收的量測裝置的外表面的形狀。在另一實施例 巾’第―軸孔68與第二軸孔70 _面形狀也可以與所接 收的量測裝置的外表面的形狀不相同。在圖5〜圖8所例 不的實施例中’第一軸孔68與第二轴孔7〇具有實質上呈 現圓$的截面’並且大致延伸了對應的第-侧肋56與第二 侧肋的總長。相對於開口 72之各個第一祕撒與第二轴巧 17 201007873 孔7〇 ^末端74是保持封閉的’並且第-軸孔68與第二軸 孔〇认置成可接收實質上呈直線型的溫度量測裝置9〇， 、國專利申5月號第12/140,809號（於June 17, 2008申請） 所揭露的熱電偶。此熱電偶的末端可具有單—溫度量測 接面’並且熱電偶的末端可進行以下的設置：鄰近或接觸 對應的帛轴孔68與第二軸孔7〇的末端74。熱電偶也可 、八有夕個’皿度量測接面、並沿著熱電偶的長度方向設置 在不同的彳Ήχ致於當熱電偶配置於第_軸孔68或第二 ^孔7〇其中之—時’接面是設置成用來提供載台38 ( % ⑩ 示於圖10中）的不同位置的局部溫度數據。 如圖5〜圖7所缘示，在一實施例中，中心凸胁6〇是 自板件48的下表面54所延伸出來的。在該例示的實施例 中中％凸肋60配置於第一侧肋56與第二侧肋％之間， 並且中心凸肋60以實質上平行的方式、相對於第一側肋 56與第二側肋58而進行對準。在另一實施例中，中心凸 肋60以不平行的方式、相對於第一侧肋56與第二侧肋58 而進行對準。另外，在另一實施例中（未繪示），載台環 42包括：第一侧肋56與第二側肋58、但是不包括中心凸 肋60。在例示的實施例中，中心凸肋6〇在後緣53與環狀 凸肋62之間進行延伸，並且中心凸肋6〇是一體成型地連 接至環狀凸肋62。在另一實施例中’中心凸肋6〇自板件 48的後緣53延伸出來、但是與環狀凸肋62隔開。中心凸 肋60包括於其中形成的第三軸孔76。第三轴孔76設置成 於其中接收溫度量測裝置9〇。如圖5〜圖7所繪示&在二 ' 18 201007873 實施例中，第三軸孔76延伸了中心凸肋6〇的總長，第三 轴孔76位於板件48的後緣53到中心凸肋6〇的所在位置 之間、且操作性地連接到環狀凸肋62，以致於第三軸孔76 的末端74保持封閉且設置成鄰近環狀凸肋62的内表面。 在另一只施例中，第三軸孔76的長度超過中心凸肋60的 長度一半以上。在又一實施例中，第三轴孔76的長度小於 中心凸肋60的長度的一半。本領域具有通常知識者應知 悉，第三軸孔76可以是任意適當的長度，其中，第三軸孔 _ 76具有鄰近或接近板件48的後緣53之開口 72,並且第三 軸孔76之相對的末端74是封閉的。 如圖5〜圖7所繪示，在一實施例中，第三軸孔76可 具有一圓形截面。在另一實施例中，第三轴孔76也可以具 有方型的截面（未緣示）。本領域具有通常知識者應知悉， 第三軸孔76的截面形狀可對應於所接收的量測裝置的外 表面的形狀。此外，在另一實施例中（未繪示），中心凸肋 60的每一端可形成一開口，以致於對應的第三軸孔76可 φ 以延伸了中心凸肋60的總長。當中心凸肋60包括位於兩 端的開口時，這些開口可以是相同的尺寸，或者是，一個 開口的尺寸可以與相對向的開口的尺寸不相同。這些開口 的形狀或其中之一開口的形狀也可以與第三軸孔76的截 面形狀不同’且第二轴孔76穿過中心凸肋而形成。在 另一實施例中，第三軸孔76朝向板件48的前緣51之開口 可以稍後被塞住並且封閉，以致於僅有朝向板件48的後緣 53之開口 72是保持開放的。在該例示的實施例中，第三 19 201007873 軸孔76具有f暂 ^= 負上圓形的截面，並且大致延伸了中心凸肋 ()U的總長。第：τ ^ 广去 〜袖孔76設置成可以接收直線型的熱電偶 VI、如美國專利申請號第12/140,809號（於June 17， 誦申呀）所插述的熱電偶。

如圖5〜圖Q ^咏Α 8所緣示，在例示的實施例中’第一轴孔 _ 68、第二轴孔7〇也& υ與第三轴孔76的末端74都是封閉的。因 此’只能透過鄰近或接近板件 48的後緣53之開口 72而進 入^一轴孔68、第二轴孔70與第三轴孔76中。載台環42 ^反應腔室22(繪示於圖4)，以致於第一轴 〇 孔68、第一袖孔7〇與第三轴孔76每一個的開口 72會朝 向出口 32的下游側。因此，溫度量測裝置9〇(繪示於圖8) 可透過鄰近出口 32的後侧凸緣而篏入第一轴孔68、第二 軸孔70與第三軸孔76中。因為第一軸孔68、第二軸孔70 與第三轴孔76相對於開口 72的末端74是封閉的，製程氣 體只能透過開口 72而進入第一轴孔68、第二轴孔70與第 三軸孔76中，並且可平行地沿著製程氣體的流動路徑a 而流動。在另一實施例中，第一軸孔68、第二軸孔70與 ⑩ 第三軸孔76的每一端皆具有一開口，朝向板件48的前緣 51之開口小於朝向後緣53的開口。這樣的配置方式可以 減少製程氣體進入第一轴孔68、第二軸孔7〇與第三軸孔 76的數量，藉此，配置於第一軸孔68、第二軸孔70與第 三軸孔76的溫度量測裝置之使用壽命可被延長。再者’藉 由減少進入第一軸孔68、第二轴孔70與第三軸孔76的製 程氣體之數量，配置於第一軸孔68、第二軸孔70與第三':… 20 201007873 轴孔的/JBL度量測裝置9〇 (緣示於圖8)與載台環之 使用壽命都可被延長。當溫度量測裝置損壞時，反應腔室 22未被封_移除損壞的溫度量職置。此外，當反應腔 室22未被封閉時，反應空間24與載台環42會依次曝露於 周遭的空氣巾。在重複多次曝露於周遭空氣後，載台環42 與載，38會劣化。因此’位於第一轴孔从、第二轴孔川 與第三軸孔76中的溫度量測裝置可藉由減少與其鄰近的 製程氣體的數量，料可延長其使用壽命。同樣地，載台 環42與載台38也可以藉由減少曝露於周遭空氣的次數， 而延長其使用壽命。 ❹ 在-實施例巾’載台環42是由石墨所製作的。在另 實細例中’载台環42是由固態碳化梦（SiC)或石夕（Si) 2製作。在又-實施例中，載台環42也可以是在表面塗佈 ^化梦。本領域具有通常知識者應知悉，載台環42可以 =由任㈣合的㈣所製作，纽也可以或不使用塗 來環42的這純射絲蚊地吸收並保 、’、、'70件26或其他類似的加熱機構產生的輻射能，以 二止或降低從載台38的外徑侧向邊緣與基板34進行的敎 :ΐ二t，相對於導入到反應空間24的製程氣體而言、，、 使用^作載台環42的這些材料維持為實f上惰性。 «月參考圖10，綠示了溫度控制系統78的示例。溫产 :制系統78包括：溫度控制器8〇與多個溫度量測裝置（^ 疋早接面熱電偶、雙接面熱電偶、—或多接:面熱電偶 21 201007873 其中，多接面熱電偶可νι_ι 位置的局部溫度。在所的長度方向而量測不同 電偶配置在第一軸孔68與'、貫施例中，個別的雙接面熱 以致於第一；&& μ 、罘—軸孔70中（繪示於圖7)， 孔大約一半的長卢的你署 並且第二接面84位於軸 所例示的溫J控㈣而3孔鄰近基板34的側緣。 π的=t示於圖4中)。此中心接面％位於 76中。背面孰電偶提供背^熱電偶配置在第三軸孔 88，日#品1 棱供了用以量測局部溫度的背面接面 一 面88鄰近載台38邊緣的下游測配置。第 二f，第一接面84、中心接面86與背面接面88可對 ^度控制f 8G提供局部溫度量測、溫度控·⑽可以自 ❿ …電偶而仔到温度資料，並且藉由溫度資料而判斷供應至 加熱元件26的⑨量大小。在另—實施例巾，溫度控制系統 %包括：-對第一接面82，用以量測基板％的上游側的 局部溫度；-對第二接面84’用以量測鄰近基板34側緣 的局部溫度；以及一對接面（未繪示），用以量測基板34 的下游侧的局部溫度。位於基板34相對兩側的接面實質上 呈一直線的排列’且鄰近基板34的後緣的位置並未配置有 熱電偶或接面。本領域具有通常知識者應知悉，載台環42 能夠設置成可接收任意數量的溫度量測裝置，進而可以量 測製程中的基板34的多個局部位置的溫度。 雜被本發明已以實施例揭露如上’然其並非用以限定 22 201007873 本發明，任何所屬技術領域中具有通常知 本發明之精神和範圍内，當可作些許之更不2 發明之保護範圍當視後附之申請專利軸所界 的中請專利範圍中的所有裝置、製程以及^法不 :疋文義上或均等上，都包含在所附請求項的範圍内。 【圖式簡單說明】 參 Ο 面圖圖1是習知的應用於半導體製程工具中的反應器的剖 圖2是圖1的載台環與載台的爆炸圖。 圖3是圖2的載台環與載台的剖面圖。 圖)是應用於半導體製程工具中的反應器的剖面圖， 此反應器具有改良的晶座環的一個實施例。 圖5是圖4的載台環的底視透視圖。 圖6是圖4的載台環的底視圖。 圖7是圖4的載台環的後視圖。 圖8是圖6的載台環沿著線段8_8,的剖面圖。 圖9是圖4的載台環的另一實施例的底視透視圖。 圖是溫度控制系統的一個實施例的示意性圖。 【主要元件符號說明】 10 12 14 16 18 載台環組 載台 上環 下環 間隙 23 201007873 20 :反應器 22 :反應腔室 24 :反應空間 26 :加熱元件 28 :載台支撐機構 30 :入口 32 :出口 34 :基板 38 :載台 40 :載台支架 42 :載台環 43 :載台環支架 44 :軸桿 45 :支臂 46 :管體 48 :板件 50 :孔洞 51 :前緣 52 :上表面 53 :後緣 54 :下表面 56 :第一侧肋 58:第二側肋 60 :中心凸肋 201007873 環狀凸肋 内部指示表面 轉角 第一轴孔 第二轴孔 開口 末端 ❹ 第三轴孔 溫度控制系統 溫度控制器 第一接面 第二接面 中心接面 背面接面 溫度量測裝置 路徑 高度 肉厚

Claims (1)

1. 201007873 七、申謗專利範®: ί. 一種單件式的裁台環，適用於一半導體製程工具 中’該單件式的載台環包括·· 一板件，具有通過該板件而形成的一孔洞； 至夕凸肋，從該板件的一下表面而伸出；以及 一軸孔，形成於該凸肋内，該軸孔設置成於該軸孔中 接收一溫度量測裝置。 2·如申請專利範圍第〗項所述單件 中，該軸孔具有圓形截面形狀/ & ® 3.如申請專利範圍第丨項所述之單件式的载台環，其 中’該轴孔形成一盲孔。 ' 該載台環 4. 一種載台環，適用於一半導體處理工具 包括： ^ 一板件，具有通過該板件而形成的一孔洞； -對侧肋’―體成型地連接至該板件的—下表面，且 該些側肋位於該孔洞的相對兩侧；以及 一軸孔，形成於該對侧肋的每一個内， 一個設置成於該轴孔中接收一溫度量測裝置°。— 、母 5.如申請專利範圍第4項所述之载台環 =面圍繞該孔洞配置，且一體成型地連接至該板件: 英吋。 其中’該對 6. 如申請專利範圍第5項所述之载台環， 狀凸肋從該板件的譎下表面約伸出了 〇1至I^ 7. 如申請專利範圍第5項所述之載台環f 26 201007873 環狀凸肋從該板件的該下表面所伸出的距離實質 8.如申請專利範圍第5項所述之载 該對側肋之其-從雜件的 距、’二 對側肋之另Ugh ^ 出的距離、與該 距離不同 该凸肋㈣板件的該下表面所伸出的 9广申請專利範圍第5項所述之 ❹ 心凸肋’設置於該對侧肋夕門 更L枯中 板件的該下表^ 間’並且—體成型地連接至該 10. 如申請專利範圍第4項所述之載台環，其中， 件和該對側肋的材質是撰白 * 群組。 疋選自於石墨、奴化矽與矽所組成的 11. 如申請專利範㈣1〇項所述之載台環，其中，該 板件與該對側肋塗佈有碳化矽。 、β 件具ϋ如^請專利範圍第4項所述之載台環，其中，該板 件具有約0.1至i英吋的厚度。 ㈣申請專利範圍第4項所述之載台環，其令，該對 有一長度，而該軸孔在該對侧肋内延伸、且該軸孔 I伸了該對侧肋的該長度的至少一半。 14. 如申請專利範圍第4項所述之載台環，其中，該 口環包括：僅單一個構件。 15. —種單件式的載台環，適用於一半導體製程工具， 該载台環包括： 板件’具有通過該板件而形成的一孔洞，且該板件二 27 201007873 具有一上表面與一下表面； 一第一側肋，一體成型地連接至該板件的該 一第一軸孔，形成於該第一側肋内； 面， 一第二側肋，一體成型地連接至該板件的該下 一第二軸孔，形成於該第二侧肋内； 面， 一中心凸肋，一體成型地連接至該板件的該下 且該中心凸肋位於該第一侧肋與該第二侧肋之間· 一第三轴孔，形成於該中心凸肋内；以及曰， m -環狀凸肋…體成型地連接至該板件的 且該環狀凸肋圍繞該孔洞而配置。 田’ ” 16二申請：範二第15項所述之單件式的载台環， 八中，該第一側肋、該第二側肋與該中 連接至該環狀凸肋。 η.如申請專職_15項崎之科式的載台環， / ’該弟-轴孔、該第二輕孔與該第三軸孔分別具有— 開口，並且該些開口鄰近該板件的一後緣 鮝 μ利範I第17項所述之單件式的载台環， 該第一，孔、該第二車由孔與該第三軸孔各自的開口 之對向的末端疋封閉的。 19. 如中請專利範圍第15項所述之單件式的載台環， 其中，該第-凸^該第二凸肋與該中心凸肋為線性構件。 20, 種反應於—半導體製程工具，該反應器 包括： -反應腔室，純反應腔室中定義了—反應空間；： 28 201007873 一載台配置於該反應空間内；以及 一單件式的载台環，圍繞該載台而配置，該載台環設 置成接收至少一溫度量測裝置。 21·如申請專利範圍第2〇項所述之尽應器，其中，該 载台環由石墨所構成。 22. 如申請專利範圍第2〇項所述之反應器，其中，該 栽台環包括：形成於該载台環中的至少一軸孔，該至少一 輪孔設置成接收該至少一溫度量測裝置。 23. —種載台環，適用於一半導體製程工具中，該載台 環包括： 13 一板件，具有一前緣、一後緣、一肉厚與通過該肉厚 而形成的一孔洞；以及 至少一轴孔，穿過該後緣而形成於該板件内，其中， 該至少一軸孔在該板件中作為一盲孔而被形成。 29