用于对基板进行退火的系统技术方案

提供了一种用于对基板进行退火的系统。所述系统包括：第一锅炉，所述第一锅炉具有耦接到水源的输入端；第二锅炉，所述第二锅炉具有输入端连接到第一锅炉的输出端；和批处理腔室，所述批处理腔室耦接到第二锅炉的输出端，其中所述批处理腔室被配置为使用来自第二锅炉的蒸汽使多个基板退火。

A system for annealing substrates

【技术实现步骤摘要】
用于对基板进行退火的系统
本公开的实施方式大体涉及集成电路的制造，并且具体地涉及用于使一个或多个半导体基板退火的装置和方法。
技术介绍
诸如存储器件、逻辑器件、微处理器等的半导体器件的形成涉及在半导体基板上沉积一个或多个膜。所述膜用于创建制造半导体器件所需的电路。退火是一种热处理工艺，用于在沉积膜上实现各种效应以改善沉积膜的电性质。例如，退火可用于活化掺杂剂、使沉积的膜致密化、或改变生长的膜的状态。半导体器件几何形状从它们在几十年前引入起已经在大小方面发生了显著缩小。增加器件密度已经导致结构特征具有缩小的空间尺寸。例如，形成现代半导体器件的结构特征的间隙和沟槽的纵横比(深度与宽度的比率)已经缩小到用材料填充所述间隙已变得极具挑战性的程度。因此，存在对能够适应与制造现代半导体器件相关的挑战的用于对半导体基板进行退火的改进的装置和方法的需要。
技术实现思路
本公开的实施方式大体涉及用于对一个或多个半导体基板进行退火的系统和方法。在一个实施方式中，提供了一种用于对基板进行退火的系统。所述系统包括：第一锅炉，所述第一锅炉具有耦接到水源的输入端；第二锅炉，所述第二锅炉具有输入端连接到第一锅炉的输出端；和批处理腔室，所述批处理腔室耦接到第二锅炉的输出端，其中所述批处理腔室被配置为使用来自第二锅炉的蒸汽使多个基板退火。在另一实施方式中，提供了一种在处理腔室中对基板进行退火的方法。所述方法包括：将一个或多个基板装载到处理腔室的内部容积中；在第一锅炉中接收水；在第一锅炉中从所接收的水产生饱和蒸汽；将在第一锅炉中产生的蒸汽供应到第二锅炉；在第二锅炉中产生过热蒸汽；将过热蒸汽从第二锅炉供应到处理腔室；以及用来自第二锅炉的过热蒸汽对处理腔室中的基板进行退火。在另一实施方式中，提供了一种在处理腔室中对基板进行退火的方法。所述方法包括：将一个或多个基板装载到处理腔室的内部容积中；在第一锅炉中接收水，其中在第一锅炉中接收的水的氧浓度低于5ppb；在第一锅炉中从所接收的水产生饱和蒸汽；将在第一锅炉中产生的蒸汽供应到第二锅炉；在第二锅炉中产生过热蒸汽；将过热蒸汽从第二锅炉供应到处理腔室；在第二锅炉的输出端与批处理腔室的输入端之间过滤蒸汽；以及用来自第二锅炉的过热蒸汽在约450℃至约550℃的温度和约40barG至约110barG的压力下对处理腔室中的基板进行退火。附图说明因此，以可以详细地理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施方式提供对上述简要概述的本公开的更具体描述，所述实施方式中的一些实施方式示出在附图中。然而，应注意，附图仅示出了本公开的典型实施方式，因此不应视为限制本专利技术的范围，因为本公开可允许其他同等有效的实施方式。图1是根据一个实施方式用于对一个或多个半导体基板进行退火的蒸汽退火系统的概观。图2是根据一个实施方式使用图1的蒸汽退火系统对一个或多个基板进行退火的方法的过程流程图。为了便于理解，已经尽可能使用相同的附图标记来指定诸图中共有的相同要素。可以设想，在一个实施方式中公开的要素可以有利地用于其他实施方式，而无需特别说明。除非特别指明，否则在此提及的附图不应被理解为按比例绘制。此外，为了清楚地呈现和说明，往往简化附图并省略细节或部件。附图和讨论用于解释下面讨论的原理，其中相同的标记表示相同的元件。具体实施方式本公开的实施方式涉及用于对一个或多个半导体基板进行退火的装置和方法。图1是根据一个实施方式用于对一个或多个半导体基板进行退火的蒸汽退火系统100的概观。蒸汽退火系统100包括第一锅炉110、第二锅炉120和批处理腔室200。第一锅炉110可用于产生饱和蒸汽。第二锅炉120可以接收从第一锅炉110产生的蒸汽并且可以用于产生过热蒸汽。由第二锅炉120产生的过热蒸汽可以供应到批处理腔室200以对基板进行退火。蒸汽退火系统100还可以包括水源101、供水阀102、工艺管线106和供给泵105。在一些实施方式中，水源101可以供应氧浓度小于5ppb的去离子水来用于在蒸汽退火系统100中产生蒸汽。使用具有诸如小于5ppb之类的低氧浓度的水有助于减少蒸汽退火系统100中的表面氧化，诸如对锅炉110、120、批处理腔室200以及泵105、工艺管线106和诸如供水阀102之类的阀的内表面的氧化。减少蒸汽退火系统100中的氧化有助于防止由氧化引起的颗粒形成，颗粒形成可能损坏正在批处理腔室200中进行处理的基板和/或降低那些基板的产品质量。当供水阀102打开时，泵105可以将来自水源101的加压水供应到第一锅炉110。在一些实施方式中，泵105在基板退火期间继续运行，以帮助维持第一锅炉110中的压力。蒸汽退火系统100还可以包括废料排出阀108，所述废料排出阀用于排出蒸汽退火系统100的水，或者当如下所述使用惰性气体吹扫蒸汽退火系统100时使用。在蒸汽退火系统100中，工艺管线106将不同部件(例如，泵、阀、锅炉等)连接在一起。在一些实施方式中，工艺管线106和蒸汽退火系统100中的其他部件可以由表现出高耐腐蚀性的镍基钢合金制成或覆盖有表现出高耐腐蚀性的镍基钢合金，所述镍基钢合金为诸如但不限于和MONEL。第一锅炉110用于在最高至200barG的压力下产生饱和蒸汽。例如，第一锅炉110可用于在311℃和100barG下产生饱和蒸汽。第一锅炉110包括压力传感器111和温度传感器112，所述压力传感器和温度传感器可用于控制第一锅炉110内的压力和温度。第一锅炉110还可以包括液位传感器113。液位传感器113可用于确保第一锅炉110不会变干，以减少第一锅炉110的颗粒产生。由第一锅炉110产生的饱和蒸汽可以被供应到第二锅炉120，以用于由第二锅炉120产生过热蒸汽。第二锅炉120包括压力传感器121和温度传感器122，所述压力传感器和温度传感器可用于控制第二锅炉120内的压力和温度。蒸汽退火系统100还包括高流量阀125和低流量阀126，所述高流量阀和低流量阀并行地布置在第一锅炉110的输出端与第二锅炉120的输入端之间。高流量阀125可用于利用蒸汽较快地填充第一锅炉110下游的蒸汽退火系统100或者当正在执行使用惰性气体对第二锅炉120和批处理腔室200吹扫时使用。低流量阀126可用于利用蒸汽较慢地填充第一锅炉110下游的蒸汽退火系统100，并且当正在对基板进行退火时控制批处理腔室200中的温度和压力时使用。在一个实施方式中，高流量阀125被配置为允许蒸汽流量比低流量阀126的蒸汽流量高约2倍至约50倍，诸如比低流量阀126的蒸汽流量高约10倍。蒸汽退火系统100还可以包括过滤器140，所述过滤器定位在第二锅炉120的输出端与批处理腔室200之间。过滤器140可帮助防止颗粒注入批处理腔室200中。批处理腔室200可以包括端口217，所述端口用于在处理期间从第二锅炉120接收过热蒸汽。例如，批处理腔室200可以接收在约300℃至约600℃(诸如约450℃至约550℃)的温度下、在约10barG至约200barG(诸如约40barG到约110barG)的压力下的过热蒸汽。批处理腔室200具有主体210，所述主体具有外表面214和内表面213，所述主体包封内部容积215。在诸如图1中的一些实施方式中，主体210具有环形横截面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对基板进行退火的系统，其特征在于，所述系统包括：第一锅炉，所述第一锅炉具有耦接到水源的输入端；第二锅炉，所述第二锅炉具有输入端连接到所述第一锅炉的输出端；和批处理腔室，所述批处理腔室耦接到所述第二锅炉的输出端，其中所述批处理腔室被配置为使用来自所述第二锅炉的蒸汽使多个基板退火。

【技术特征摘要】
2017.11.03 US 62/581,532;2018.03.07 US 62/639,8001.一种用于对基板进行退火的系统，其特征在于，所述系统包括：第一锅炉，所述第一锅炉具有耦接到水源的输入端；第二锅炉，所述第二锅炉具有输入端连接到所述第一锅炉的输出端；和批处理腔室，所述批处理腔室耦接到所述第二锅炉的输出端，其中所述批处理腔室被配置为使用来自所述第二锅炉的蒸汽使多个基板退火。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一锅炉被配置为产生饱和蒸汽以供应到所述第二锅炉。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第二锅炉被配置为产生过热蒸汽以供应到所述批处理腔室。4.根据权利要求1所述的系统，还包括冷凝器，所述冷凝器连...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·德尔马斯，C·T·卡尔森，R·B·沃派特，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：新型
国别省市：美国,US