用以在处理腔室内支撑、定位及旋转基板的设备与方法技术

提供支撑、定位及旋转基板的设备与方法。一实施例中，支撑基板的支撑组件包括上底板与下底板。基板浮动于上底板上方的气体薄层上。定位组件包括多个空气轴承边缘辊或气流气穴，用于以要求的方向在上底板上方内定位基板。多个斜向穿孔或气流气穴设于上底板中以让气体流过好旋转基板以确保处理过程的均匀加热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上是有关半导体处理领域，且特别是关于半导体组件生产期间在处理腔室中支撑、定位或旋转基板的设备和方法。
技术介绍
集成电路已发展成复杂装置，在集成电路的单一芯片上包括数百万个晶体管、电容器和电阻器。芯片设计不断演进而需要更快的电路和更高的电路密度，以满足越来越多的精密生产工艺需求。一种常用的生产工艺为离子注入。离子注入在形成晶体管结构至半导体方面尤其重要，且可在芯片制造期间实行多次。离子注入时，硅基板受带电离子束(一般称为掺杂物)轰击。注入改变被注入了掺杂物的材料的性质，以获得特殊电性能等级。控制投射基板的能量束的离子数量和基板通过能量束的次数，可决定掺杂物浓度。能量束大小通常决定掺杂物置入深度。掺杂物经加速达容许掺杂物穿过或注入薄膜至预定深度的能量大小。离子注入时，经注入的薄膜常产生大量的内应力。为释放应力及进一步控制注入形成的薄膜性质，薄膜一般经热处理，例如退火。离子注入后退火一般是在快速热处理(RTP)腔室中进行，RTP腔室使基板经非常短暂、但高度控制的热循环处理，以在10秒内从室温加热基板到超过1000°C。RTP释放注入引起的应力，并进一步改变薄膜性质，例如改变薄膜电性质。一般来说，RTP腔室包括辐射热源或灯、腔室主体和基板支撑环。灯一般装设在腔室主体顶表面，让灯产生的辐射能量照射腔室主体内支撑环支撑的基板。石英窗口一般置于腔室主体顶表面，以协助能量传递于灯与基板之间。支撑环一般包含碳化硅，且从腔室主体底部延伸而利用支撑环的外缘支撑基板。外接马达用来转动基板和支撑环，以补偿灯产生的辐射能量照射整个基板表面的差异，以免基板加热不均匀。一般来说，RTP工艺是在减小的压力下进行，以减少基板的微粒和化学剂污染。虽然RTP工艺可快速加热及冷却基板，但RTP工艺常会加热整个基板厚度。基板表面各处加热不均匀是RTP或其它传统基板加热工艺常面临的问题。例如，支撑环接触基板外缘的区域常发生温度差异。辐射加热源照射基板顶表面(基板顶表面的不同表面区段包括不同装置材料)也会造成基板温度差异。不同装置材料在不同温度下的发射率范围广泛。再者，用来支撑与旋转基板与组件的轴承是基板污染与微粒产生的可能来源。因此，需有改良系统，以于退火处理期间支撑、定位或旋转基板，而不需直接接触基板。
技术实现思路
大致上提出用于支撑、定位与旋转基板的设备与方法。一实施例中，提出基板支撑组件。组件包括设以提供第一气流以提高基板的底板、至少部分围绕基板的温度受控的热边缘阻挡件、及让基板置于热边缘阻挡件内的通路。底板可由诸如石英或蓝宝石的透明材料构成。底板可具有用以引导第一气流的多个第一穿孔。组件还可包括置于底板下方且与底板接触的下底板，且下底板可具有第一通道以引导第一气流至多个穿孔。可通过多个第二穿孔提供真空，而下底板可具有第二通道以引导真空至多个第二穿孔。沟槽还可用来引导第一气流与提供真空。用于定位基板的装置可包括多个空气轴承边缘辊与气穴，空气轴承边缘辊可具有用以浮动于第二气流上的套管，而气穴可具有高压井(well)与低压井。底板还可具有多个第一斜向穿孔与多个第二斜向穿孔，多个第一斜向穿孔用以引导第三气流来旋转基板，而多个第二斜向穿孔以相对角度倾斜并用以引导第四气流。还可通过应用气流气穴来取得基板的旋转，气流气穴可具有高压井与低压井。另一实施例中，提出一种处理腔室。处理腔室包括设以加热基板的加热灯组件、设以反射来自加热灯组件的光线的反射器平板、及配置于加热灯组件与反射器平板之间的基板支撑组件。基板支撑组件包括设以提供第一气流以提高基板的底板、至少部分围绕基板的热边缘阻挡件、及让基板置于热边缘阻挡件内的通路。底板可由诸如石英或蓝宝石的透明材料构成。底板可具有用以引导第一气流的多个第一穿孔。组件还可包括置于底板下方且与底板接触的下底板，且下底板可具有第一通道以引导第一气流至多个穿孔。可通过多个第二穿孔提供真空，而下底板可具有第二通道以引导真空至多个第二穿孔。沟槽还可用来引导第一气流与提供真空。用于定位基板的装置可包括多个空气轴承边缘辊与气穴，空气轴承边缘辊可具有用以浮动于第二气流上的套管，而气穴可具有高压井与低压井。底板还可具有多个第一斜向穿孔与多个第二斜向穿孔，多个第一斜向穿孔用以引导第三气流来旋转基板，而多个第二斜向穿孔以相对角度倾斜并用以引导第四气流。还可通过应用气流气穴来取得基板的旋转，气流气穴可具有高压井与低压井。另一实施例中，提出一种用以支撑、定位与旋转基板处理腔室中的基板的方法。该方法包括供应第一气体至基板支撑组件以提高基板于气流上、限制提高的基板于边界内、并供应第二气体以旋转基板。还可供应真空至基板支撑组件。第一气体可流过配置于底板中的多个第一穿孔，而真空可通过配置于底板中的多个第二穿孔而加以提供。多个第一穿孔与多个第二穿孔之间的压力差可介于约5PSI与约50PS1、或介于约10PSI与约30PSI之间。第二气体可通过空气喷嘴或气流气穴而流过配置于底板中的多个第一斜向穿孔。应用多个空气轴承边缘辊或气流气穴可限制提高的基板。附图说明为让本专利技术的上述特征更明显易懂，可配合参考实施例说明，部分特征绘示如附图。须注意的是，虽然附图揭露本专利技术特定实施例，但附图并非用以限定本专利技术的精神与范围，任何本领域技术人员，当可作各种的更动与润饰而得其它等效实施例。图1描绘根据本专利技术一实施例的基板支撑与定位组件的透视图；图2描绘根据本专利技术一实施例的基板支撑与定位组件的透视图；图3描绘根据本专利技术一实施例的配置于支撑与定位组件上的热边缘阻挡件的部分剖面图4描绘根据本专利技术一实施例的空气轴承边缘辊的透视图5描绘根据本专利技术一实施例的下底板的俯视图6描绘根据本专利技术一实施例的具有基板于其上的支撑与定位组件的透视图7描绘根据本专利技术一实施例的底板上方的基板的提高；图8描绘根据本专利技术一实施例的底板的透视图9描绘根据本专利技术一实施例的底板的透视图10描绘根据本专利技术一实施例的旋转力；图11描绘根据本专利技术一实施例的处理腔室的剖面图12描绘根据本专利技术一实施例的处于负载模式中的支撑组件的侧视图13描绘根据本专利技术一实施例的处于处理模式中的支撑组件的侧视为助于了解，尽可能用相同的组件符号代表各图中相同的组件。具体实施方式图1绘示根据本专利技术一实施例的基板支撑与定位组件10的透视图。支撑与定位组件10包括底板1，底板I上设置多个空气轴承边缘辊3和热边缘阻挡件5。底板I为环形主体，且包括多个穿孔供气体流贯而抬起基板。还设有穿孔来提供真空。在一实施例中，多个穿孔以同心圆方式排列而在底板I上形成三个穿孔圆圈。在一实施例中，外圈穿孔7提供真空，中间圆圈的穿孔9提供气体，内圈穿孔11提供真空。任何数量的穿孔圆圈和提供真空与气体的穿孔构造皆可采用。穿孔7、9、11的直径为约1/2000英寸至约1/16英寸，较佳约1/1000英寸至约1/32英寸。底板I可以用适当减少刮划、化学或物理污染及/或毁损基板的材料制作，例如不锈钢、铝、金属合金、陶瓷或高温聚合物。底板I或可以用透明材料制作，例如石英、蓝宝石或硬透明矿物。底板I的厚度为约1/16英寸至约2英寸，较佳约1/8英寸。穿孔7、9、11处可反向地钻孔，以将穿孔处的底板I厚度缩减成能激光钻孔或微机械加工穿孔7、9、11的厚度。外环13黏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基板的基板支撑组件，包含：底部，所述底部提供第一气流来提高所述基板，在所述底部中设有空气摩擦气穴；以及设置于所述底部周围的多个空气轴承边缘辊，其中每个空气轴承边缘辊包含套管，所述套管浮动于第二气流上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布莱克·凯尔梅尔，亚历山大·N·勒纳，约瑟夫·M·拉内什，凯达尔纳什·桑格姆，库赫斯特·索瑞伯基，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：