[发明专利]多温度范围基座、组件、包括该基座的反应器和系统、以及使用它们的方法

说明书

公开了一种基座组件、包括组件的反应器和系统、以及使用该组件、反应器和系统的方法。示例性基座组件包括两个或多个部分，该两个或多个部分可彼此相对地移动以允许衬底温度的快速改变。该两个或多个部分的移动可另外或可选地用于操控通过反应器的气流的传导性。

技术领域

本公开总地涉及加热和冷却装置。更具体地，本公开涉及可被用于向衬底提供热量的基座和基座组件，涉及包括该基座和/或组件的反应器和系统，以及涉及使用它们的方法。

背景技术

诸如化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)等的气相过程通常被用于在衬底的表面上沉积材料，从衬底的表面蚀刻材料，和/或清洗或处理衬底的表面。例如，气相过程可被用于在衬底上沉积或蚀刻多层以形成半导体器件、平板显示设备、光伏器件、微机电系统(microelectromechanical systems，MEMS)等。

在气相处理中使用的反应器通常包括基座以用于在处理期间将衬底保持在位和加热或冷却该衬底。基座通常被配置为将衬底加热(或冷却)到特定范围内的温度。基座的设计配置通常取决于反应器的操作温度。例如，基座可由特定材料制成且具有基于基座的期望加热属性的特定质量。作为示例，一些基座可被配置为在大约200℃到大约600℃的温度范围中操作，而其它基座可被配置为在大约10℃到大约200℃的范围中操作。

在一些情况下，可期望使反应器内的衬底遭受以基本不同的温度进行的两个或多个不同的处理过程。在这些情况下，以处理温度中的一个或多个使用基座可能是不理想的。例如，高温(例如大于大约200℃)过程通常使用高质量、高瓦特密度基座以允许基座和衬底的加热。反之，较低温度过程(例如小于大约200℃)通常采用高质量、低瓦特密度基座，但是在这两种情况下由于期望保持恒定的温度设置，加热器的质量很大。

另外，如果基座被用于以基本不同的温度进行的处理过程，则可能花费不期望的长时间来将基座从一个处理温度加热和/或冷却到另一个处理温度。因此，期望一种改进的基座，其可被用于以不同的温度处理衬底且能够快速地改变衬底温度。

发明内容

本公开的各种实施例提供基座组件、包括该基座组件的反应器和系统以及使用基座组件、反应器和系统的方法。本文所描述的基座组件适合在各种气相过程中使用，诸如化学气相沉积过程(包括离子体增强化学气相沉积过程)、气相蚀刻过程(包括离子体增强气相蚀刻过程)、气相清洗(包括离子体增强清洗过程)和气相处理过程(包括离子体增强气相处理过程)。如将在下面更详细地描述，示例性基座组件、反应器、系统和方法特别好地适用于包括多种处理过程和/或期望在反应室内以多个温度进行的处理过程。

根据本公开的各种实施例，基座组件包括多个部分，该多个部分可彼此独立地移动以易于在反应室内以不同的温度处理衬底。根据这些实施例的各个方面，基座组件包括基座第一部分、基座第二部分、和相对于基座第二部分移动基座第一部分的机制。为了在反应室内促使不同的衬底温度的快速提供，基座第一部分可由第一材料形成而基座第二部分可由第二材料形成。根据这些实施例的一些示例性方面，基座第一部分和基座第二部分是同轴的。基座第一部分和基座第二部分在一些配置中可以是平行的，并且当基座第一部分和基座第二部分中的一个相对于另一个移动时，这些部分可保持彼此平行。与可由相对较大质量材料形成的基座第二部分相比，基座第一部分可由相对较低质量和/或较高瓦特密度加热材料形成。例如，基座第二部分材料可以是热沉，并且可用诸如水之类的流体来冷却该基座第二部分材料。在操作期间，可利用基座第一部分加热衬底以获得大约200℃到大约600℃的衬底温度。可利用基座第一部分和基座第二部分加热或冷却衬底以获得大约10℃到大约200℃的衬底温度。

根据本公开的进一步示例性实施例，一种反应器包括如本文所描述的一个或多个基座组件。

根据本公开的又一附加示例性实施例，一种反应器系统包括本文所描述的一个或多个基座组件。