旋转基板激光退火制造技术

本公开内容的实施方式涉及基板的热处理。更具体而言，在此所描述的实施方式涉及闪光尖峰退火处理及适合执行这种处理的设备。在一个实施方式中，热处理设备可包括灯辐射源、激光源及设置在灯辐射源与激光源之间的反射板。一或更多个孔可形成于反射板中，且激光源可被定位成与反射板相邻，使得从激光源发射的激光光束传播通过一或更多个孔。在一个实施方式中，反射板可为大体圆形的，且一或更多个孔可近似于反射板的扇形区。于反射板的扇形区。于反射板的扇形区。

【技术实现步骤摘要】
旋转基板激光退火
[0001]本申请是申请日为2016年7月19日、申请号为201680040639.X、专利技术名称为“旋转基板激光退火”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本公开内容的实施方式大致涉及用于热处理基板的设备。更具体而言，在此所描述的实施方式涉及用于旋转基板激光退火的设备。

技术介绍

[0003]集成电路已经发展成复杂的装置，这些装置在单个芯片上可包括数百万个晶体管、电容器和电阻器。芯片设计的发展持续地要求更快的电路及更大的电路密度，这需要越来越精确的制造处理。常用的一种这样的制造处理是离子注入处理。
[0004]尽管经常使用各种其他的集成电路制造处理，但离子注入对于在半导体基板上形成晶体管结构是特别重要的，且离子注入在芯片制造期间可被重复许多次。在离子注入期间，半导体基板被带电离子束轰击，这些带电离子通常称为掺杂剂。离子注入改变了被注入掺杂剂的材料的特性，以达到特定水平的装置性能。
[0005]在离子注入期间，注入膜可能形成高水平的内部应力。为了通过修复注入膜的晶体矩阵(crystal matrix)来释放应力，并进一步控制注入膜的所得性质，所述膜通常经受热处理，比如退火。退火通常在快速热处理(rapid thermal processing,RTP)腔室中执行，所述快速热处理腔室使基板经受非常短暂但又高度受控的热循环，以排列注入膜的晶体矩阵内的掺杂剂。然而，如果施加太多的热能，或如果热能施加太长的时间，则注入膜内的掺杂剂原子的移动可能超出所期望的掺杂剂的占用区域。<br/>[0006]随着装置变得更小，目标掺杂剂区域也变得更小，使得排列晶体矩阵中的掺杂剂同时防止不期望的超出目标区域的扩散的工作变得更为困难。利用兆瓦激光器的纳秒退火在某些情况中可能是合适的，但这样的工具通常非常庞大，且对于经济地实施而言太过昂贵。
[0007]图1绘示现有技术RTP腔室的简化等角视图。处理腔室100包括非接触的或磁悬浮的基板支座104、腔室主体102，腔室主体102具有限定内部容积120的壁108、底部110及顶部112。壁108通常包括至少一个基板出入口148，以促成基板140(基板140的一部分示于图1中)的进入及离开。出入口可耦接到移送腔室(未示出)或装载锁定腔室(未示出)，且所述出入口可选择性地用阀密封，所述阀比如狭缝阀(未示出)。基板支座104可以是环形的。腔室100包括辐射热源106，辐射热源106设置在基板支座104的内径中。
[0008]基板支座104适于在内部容积120内磁性地悬浮及旋转，使得基板支座104能在处理期间旋转并同时垂直上升及下降。由热及多种波长的光能穿透的材料制成的窗口114可用来遮蔽辐射热源106以免受处理环境的影响，同时允许辐射热源106加热基板140。窗口114可包括多个升降销144，这些升降销144通过窗口114的上表面而被耦接。
[0009]辐射热源106可为灯组件，所述灯组件由壳体形成，所述壳体包括多个蜂窝管160，
这些蜂窝管160耦接到冷却剂源183。壳体可由铜材料或其他合适的材料制成，所述铜材料或其他合适的材料中形成有合适的冷却剂通道，以用于来自冷却剂源183的冷却剂的流动。
[0010]腔室100亦可包括一或更多个传感器116，传感器116通常适于检测基板支座104(或基板140)在腔室主体102的内部容积120内的高度。传感器116可耦接至腔室主体102和/或处理腔室100的其他部分，且传感器116适于提供指示基板支座104与腔室主体102的顶部112和/或底部110之间的距离的输出，且亦可检测基板支座104和/或基板140的未对准。
[0011]RTP腔室100亦可包括冷却区块180，冷却区块180相邻于、耦接到或形成于顶部112。一般而言，冷却区块180与辐射热源106间隔开或相对。冷却区块180包括一或更多个冷却剂通道184，冷却剂通道184耦接到入口181A及出口181B。冷却区块180可包括反射器，所述反射器耦接到面对基板支座104的冷却区块180的表面。
[0012]利用灯热源的RTP腔室100对于一些应用而言可能具有过大的时间常数。在一些情况中，灯热源和围绕灯热源的壳体可能加热或冷却过慢，以致无法在没有显著的掺杂剂扩散的情况下执行有效的退火。
[0013]因此，本领域所需要的是用于快速热处理的改进的设备。

技术实现思路

[0014]在一个实施方式中，提供了一种用于处理基板的设备。所述设备包括腔室，所述腔室限定内部容积，且辐射热源可被设置在内部容积内。可旋转支座可相邻于辐射热源而设置在内部容积内。激光源可相邻于基板支座而设置在内部容积内，且窗口可设置在内部容积内且在辐射热源与激光源之间。
[0015]在另一个实施方式中，提供了一种用于处理基板的设备。所述设备包括腔室，所述腔室限定内部容积，且辐射源可被设置在内部容积内。可旋转基板支座可相邻于辐射源而设置在内部容积内，且激光源可相邻于基板支座而设置在内部容积内。反射板可设置在内部容积内且在激光源与基板支座之间，且反射板可具有形成于其中的一或更多个孔。
[0016]在又另一个实施方式中，提供了一种用于处理基板的设备。所述设备包括限定内部容积的腔室，及被设置在内部容积内的灯辐射源。可旋转基板支座可相邻于灯辐射源而设置在内部容积内，且激光源可相邻于基板支座而设置在内部容积内。窗口可设置在内部容积内且在灯辐射源与激光源之间，且圆形反射板可设置在内部容积内且在激光源与窗口之间。圆形反射板可具有形成于其中的一或更多个扇形形状的孔。
附图说明
[0017]为了使本公开内容的上述特征能够被详细理解，可通过参考实施方式获得以上简要概述的本公开内容的更特定的描述，一些实施方式绘示于附图中。然而应注意到，附图仅绘示示例性实施方式，且因此不该被认为是对其范围的限制，本公开内容可允许其他等效的实施方式。
[0018]图1根据在此描述的实施方式绘示现有技术RTP腔室的简化等角视图。
[0019]图2根据在此描述的实施方式绘示激光源的示意图。
[0020]图3根据在此描述的实施方式绘示RTP腔室的示意图，所述RTP腔室包括多个辐射模块。
[0021]图4A根据在此描述的实施方式绘示具有激光源的RTP腔室的局部截面图。
[0022]图4B根据在此描述的实施方式绘示激光源和反射板的局部平面图。
[0023]图5A至图5E根据在此描述的多种实施方式绘示多种反射板的示意平面图。
[0024]图6A根据在此描述的实施方式绘示分批基板支座的示意截面图。
[0025]图6B根据在此描述的实施方式绘示图6A的分批基板支座的示意平面图。
[0026]为了促进理解，已尽可能使用相同的标号来表示各图所共有的相同元件。应考虑到，一个实施方式的元件及特征可有益地并入其他实施方式中而无需进一步详述。
具体实施方式
[0027]本公开内容的实施方式涉及基板的热处理。更具体而言本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处理基板的设备，所述设备包括：腔室，所述腔室限定内部容积；辐射热源，所述辐射热源设置在所述内部容积内；可旋转支座，所述可旋转支座相邻于所述辐射源而设置于所述内部容积内；激光源，所述激光源相邻于所述基板支座而设置于所述内部容积内；及窗口，所述窗口设置在所述内部容积内且在所述辐射源与所述激光源之间。2.如权利要求1所述的设备，其中所述激光源包括以下之一或更多：连续波激光源、脉冲激光源、光纤激光源及其上述项的组合，且其中所述激光源耦接到移位机构。3.如权利要求1所述的设备，其中从所述激光源发射的辐射近似于在所述腔室中被处理的基板的半径。4.如权利要求1所述的设备，其中从所述激光源发射的辐射近似于基板的扇形区。5.如权利要求1所述的设备，其中从所述激光源发射的辐射具有有轮廓的功率密度，所述有轮廓的功率密度从基板的中心区域到所述基板的周边而增加。6.如权利要求4所述的设备，其中从所述激光源发射的所述辐射具有有轮廓的功率密度，所述有轮廓的功率密度从所述扇形区的原点到所述扇形区所限定的弧而增加。7.一种用于处理基板的设备，所述设备包括：腔室，所述腔室限定内部容积；辐射热源，所述辐射热源设置在所述内部容积内；可旋转基板支座，所述可旋转基板支座相邻于所述辐射源而设置于所述内部容积内；激光源，所述激光源相邻于所述基板支座而设置于所述内部容积内；及反射板，所述反射板设置在所述内部容积内且在所述激光源与所述基板支座之间，其中所述反射板具有形成于所述反射板中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：