本文提供用于冷却基材的方法。在某些实施例中，一种用于冷却一基材的方法包含：在一处理腔室中从一准备温度至一大于约摄氏900度的顶峰温度加热一基材；以及通过以至少约3mm/s的速率在垂直于该基材的上表面的方向上移动该基材，从该顶峰温度的约摄氏50度以内冷却该基材。在某些实施例中，通过移动该基材而冷却该基材进一步包含：移动该基材至第一位置，该第一位置具有离该处理腔室的该上表面的第一距离；以及随后移动该基材至第二位置，该第二位置具有比该第一距离更远离该上表面的第二距离。在某些实施例中，接近顶峰温度的滞留时间为约0.6秒或更少。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例大体上是关于处理方法，更具体而言，是关于用于冷却基材的方法。
技术介绍
在更小的半导体器件节点处，精确控制热处理过程是不可或缺的。举例而言，晶体管器件可包含超浅结(USJ)源极/漏极区域，这些区域可用诸如磷或硼等掺杂剂掺杂以增加载流子迁移率。诸如离子注入这样的掺杂处理期间，源极/漏极区域会受损且需要通过热处理修复。此外，离子注入之后，掺杂剂需要通过热处理活化，例如扩散至源极/漏极区域内的晶格空隙或晶格位置。适合用于活化掺杂剂以及修复源极/漏极的热处理可包含快速热处理(RTP)，诸如尖峰式RTP退火。不幸的是，RTP处理具有非常缓慢的冷却速率，这是因极低的导电度及/或辐射热损失而致。照此，由于RTP处理，源极/漏极区域所处的升高温度的时间会足以允许掺杂剂扩散进入晶体管器件的沟道，或者进入不期望出现掺杂剂的器件的其它区域。因此，需要用于在热处理期间冷却基材的改进的方法。
技术实现思路
本申请提供一种用于冷却基材的方法。在某些实施例中，一种用于冷却一基材的方法包含在一处理腔室中从一准备温度加热一基材至一大于约摄氏900度的顶峰温度； 以及通过在垂直于该基材的上表面的方向上以至少约3mm/s (毫米/秒)的速率移动该基材，以从离该顶峰温度约摄氏50度以内的温度冷却该基材。在某些实施例中，通过移动该基材而冷却该基材进一步包含移动该基材至第一位置，该第一位置离该处理腔室的上表面有第一距离；以及随后移动该基材至第二位置，该第二位置具有比该第一距离更远离该上表面的第二距离。在某些实施例中，在从该顶峰温度之下约摄氏50度加热该基材以及冷却该基材至该顶峰温度之下约摄氏50度之间的一滞留时间少于约1.2秒。某些实施例中，滞留时间为约0.6秒或更少。本专利技术的其它及进一步的实施例将于下描述。附图说明参考具有某些绘制在附图的实施例，可得到上述简要总括及更加详细论述的本专利技术的实施例。但应注意到，附图只绘示本专利技术的典型实施例，因本专利技术允许其它同等有效的实施例，故不视为本专利技术的范围限制。图1根据本专利技术的某些实施例描绘用于冷却基材的方法的流程图。图2A至2D参考图1描绘方法的各阶段期间的基材。图3根据本专利技术的实施例描绘热处理腔室。图4根据本专利技术的实施例描绘热处理腔室。图5A至5B根据本专利技术的某些实施例描绘图3中的热处理腔室。为有助于了解，如可能，则使用单一器件符号以指定共通于各图的单一器件。这些图不按比例绘制且为清楚阐明起见而经简化。应考虑到，一实施例中的器件及特征可有利地结合其它实施例而无须进一步描述。具体实施例方式本文提供用于快速冷却基材的方法。冷却方法可以是诸如尖峰式快速热处理的快速热处理(RTP)的一部份。冷却方法可有利地减少在RTP退火期间基材在顶峰温度处或接近顶峰温度时所花费的滞留时间。减少滞留时间是有利的，例如，有利于限制掺杂剂扩散， 同时活化注入在基材中的掺杂剂并且修复由于注入处理造成的基材损伤。举例而言(如下将更详细讨论)，在某些实施例中，从相对高温启动(例如，约摄氏 900度之上，或在某些实施例中，介于约摄氏900度至约摄氏1400度之间，或在某些实施例， 介于约摄氏1000度至约摄氏1400度之间)，基材可以相对快的速率(例如约lOmm/s (毫米 /秒)或更快，或者在某些实施例中，高达且包含约50mm/s，或在某些实施例中，至少约3mm/ s，或在某些实施例中介于约3至约15mm/s，或在某些实施例中介于约3至约50mm/s)移动横跨一相对短的距离(例如，少于约8mm，或少于约5mm)以完成相对显著的温度降低(例如，超过约摄氏10度至约摄氏50度)。在某些实施例中，此般快速冷却可在介于约350毫秒至1. 2秒之间完成。以上所论及的相对高温不必为顶峰温度，但在某些实施例中，该相对高温是在基材经受的处理(例如，退火，或者尖峰式退火处理)中的顶峰温度的摄氏50度之内。图1根据本专利技术的某些实施例绘示用于冷却基材的方法100的流程图。该方法 100可以是诸如快速热处理(RTP)这样的热处理的一部份。一示范性RTP是尖峰式快速热退火(尖峰式RTP)。方法100可在任何适合的处理腔室中执行，这种腔室被配置用于热处理，诸如RADIANCE 或RADIANCEplus 热处理系统，可购自美国加州Santa Clara的应用材料公司，或者，这种腔室是诸如以下结合图3所描述的腔室300。下文结合图2A至2C描绘方法100，其中参考图1绘示了方法100的各阶段期间的基材。方法100大体上起始于102，其中如图2A所描绘般提供基材200。基材200是指任何的基材或材料表面，在所述基材或材料表面上执行膜处理。在某些实施例中，基材200 可包含硅、结晶硅(例如硅<100>或硅<111>)、应变硅、硅锗、掺杂或非掺杂多晶硅、掺杂或非掺杂硅晶片、图案化或非图案化晶片、绝缘体上覆硅(SOI)或掺杂硅等。某些实施例中， 基材200可具有多种尺寸(诸如200或300mm直径的晶片)，以及矩形或正方形平板。某些实施例中，基材200包含硅。基材200可被图案化及/或可含有多个材料层。举例而言，基材可以是诸如晶体管器件这样的半导体器件(图中未示)的一部分， 且具有超浅结(USJ)区域(图中未示)，例如，源极/漏极区域。源极/漏极区域可用诸如磷或硼等掺杂剂进行注入，以帮助增加载流子迁移率。作为注入处理的结果，基材200会受损及/或具有一个或多个掺杂剂需要活化的掺杂区域。在104处，基材200可被加热至顶峰温度。在某些实施例中，顶峰温度可在约摄氏 900度之上，在约摄氏900度至约摄氏1400度之间，或大于约摄氏1400度。一实施例中，顶峰温度为约摄氏1050度。尽管前述论及约摄氏900度之上的顶峰温度，然而，在某些实施例中该顶峰温度可例如为较低的温度，诸如至少约摄氏150度或至少约摄氏350度。最初，基材200可进入处理腔室，例如以下所述的示范性处理腔室之一，且基材 200可被加热并且维持于准备温度，其中准备温度低于顶峰温度。例如，在一实施例中，准备温度可约为室温，或者约摄氏25度。在某些实施例中，准备温度可介于约摄氏25度至约摄氏600度之间。举例而言，在某些诸如尖峰式RTP退火的实施例中，基材200可从准备温度以第一加热速率被加热至第一温度，随后以第二加热速率从第一温度被加热至大约顶峰温度。在某些实施例中，第一温度是介于约摄氏900度至约摄氏1150度之间。在某些实施例中，第二加热速率大于第一加热速率。第一加热速率可以是定值，或为约每秒摄氏5度至约25度。 第二加热速率可以是快速的，诸如于尖峰式RTP退火的一尖峰部份期间，或者约每秒摄氏 50度至约300度。在某些实施例中，例如在尖峰式RTP退火期间，可期望最大化加热速率，以致基材快速抵达顶峰温度。举例而言，最大化加热速率可有助于减少基材200处于或接近(约摄氏50度)顶峰温度所花费的滞留时间。举例而言，在某些实施例中，滞留时间可被界定为介于从该顶峰温度之下约摄氏50度加热基材以及冷却基材至该顶峰温度之下约摄氏50度之间的时间。减少滞留时间的益处如前所述是在于例如，在活化期间或修复基材200期间限制掺杂剂扩散。在某些实施例中，通过形成一热绝缘流体边界层，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种冷却基材的方法，包含：在处理腔室中从准备温度加热基材至大于约摄氏９００度的顶峰温度；以及通过以至少约３ｍｍ／ｓ的速率在垂直于所述基材的上表面的方向上移动所述基材，从离所述顶峰温度的约摄氏５０度以内的温度冷却所述基材。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·阿德霍尔德，L·特蒂特斯基，A·亨特，M·特兰，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US
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