用于快速熱處理的設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施方式提供用于執(zhí)行快速熱處理的設(shè)備及方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種用于處理基板的設(shè)備。所述設(shè)備包括設(shè)置于腔室主體外且被配置以向處理容積提供熱能的加熱源?；逯渭缍ɑ逯纹矫?，且所述基板支撐件被配置以在基板支撐平面內(nèi)支撐基板。加熱源包括：具有內(nèi)壁的框架構(gòu)件，所述內(nèi)壁圍繞足夠大的區(qū)域以包圍基板的表面區(qū)域；及安裝于框架構(gòu)件的內(nèi)壁上的多個(gè)二極管激光塊(tile)。多個(gè)二極管激光塊中的每個(gè)二極管激光塊被導(dǎo)向處理容積中的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
【專利說明】用于快速熱處理的設(shè)備及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式大體涉及用于處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備及方法。特定而言，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于快速熱處理的設(shè)備及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]快速熱處理(rapid thermal processing ；RTP)是用于在半導(dǎo)體處理期間對(duì)基板進(jìn)行退火的工藝。在RTP期間，通常通過邊緣區(qū)域附近的支撐裝置(device)支撐基板并在用一或更多個(gè)熱源加熱基板時(shí)旋轉(zhuǎn)所述基板。在RTP期間，熱輻射通常用于在受控環(huán)境中快速加熱基板至高達(dá)約攝氏1350度的最高溫度。在RTP期間，鹵素白熾燈經(jīng)常用作熱輻射源。一般將鹵素白熾燈并排組裝在陣列中，以便產(chǎn)生高密度及相對(duì)均勻的輻射功率。
[0003]然而，在使用白熾燈作為RTP輻射源時(shí)存在限制。第一，由鹵素白熾燈產(chǎn)生的輻射能的密度受限于組裝密度，而組裝密度固有地受限于鹵素?zé)舻某叽纭５诙?，鹵素白熾燈的最高溫度亦受限于每個(gè)白熾燈內(nèi)燈絲的最高溫度。舉例而言，能由白熾燈的燈絲發(fā)射的最高溫度低于約3000 Kelvin (攝氏2730度)。其次，白熾燈內(nèi)燈絲的熱慣性亦限制了溫度上升及下降的速率，從而限制了產(chǎn)量。此外，因?yàn)榘谉霟粼谌糠较蛑邪l(fā)射輻射，所以難以控制導(dǎo)向正被處理的基板的能量的量。另外，白熾燈陣列在處理期間通常覆蓋基板的整個(gè)表面，使得難以具有基板的清晰視線以用于諸如利用高溫計(jì)測(cè)量基板溫度之類的監(jiān)測(cè)。
[0004]因此，需要具有改良的輻射源的用于快速熱處理的設(shè)備及方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施方式提供用于執(zhí)行快速熱處理的設(shè)備及方法。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種用于處理基板的設(shè)備。所述設(shè)備包括界定處理容積的腔室主體、設(shè)置于處理容積內(nèi)的基板支撐件及設(shè)置于腔室主體外且被配置以向處理容積提供熱能的加熱源?；逯渭缍ɑ逯纹矫妫宜龌逯渭慌渲靡栽诨逯纹矫鎯?nèi)支撐基板。加熱源包括:具有內(nèi)壁的框架構(gòu)件(member)，所述內(nèi)壁圍繞足夠大的區(qū)域以包圍基板的表面區(qū)域；及安裝于框架構(gòu)件的內(nèi)壁上的多個(gè)二極管激光塊(d1delaser tile)。將多個(gè)二極管激光塊的每個(gè)二極管激光塊導(dǎo)向處理容積中的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
[0007]本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供一種用于處理基板的方法。所述方法包括以下步驟:在設(shè)置于處理腔室內(nèi)的基板支撐件上放置基板及朝向基板引導(dǎo)加熱源的輻射能穿過處理腔室內(nèi)的窗。加熱源被設(shè)置在處理腔室主體外。加熱源包括:具有內(nèi)壁的框架構(gòu)件，所述內(nèi)壁圍繞足夠大的區(qū)域以包圍基板的表面區(qū)域；及安裝于框架構(gòu)件的內(nèi)壁上的多個(gè)二極管激光塊。將多個(gè)二極管激光塊的每個(gè)二極管激光塊導(dǎo)向基板的表面區(qū)域內(nèi)的對(duì)應(yīng)區(qū)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]為了能夠詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征，可通過參考實(shí)施方式獲得以上簡(jiǎn)要概述的本發(fā)明的更具體的描述，一些實(shí)施方式圖示于附圖中。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示出本發(fā)明的典型實(shí)施方式，且因此這些附圖不應(yīng)被視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他同等有效的實(shí)施方式。
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的處理腔室的示意性截面圖。
[0010]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的加熱源的示意性頂視圖。
[0011]圖2B是圖2A的加熱源的示意性透視截面圖。
[0012]圖2C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的激光二極管塊的示意性透視圖。
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的輻射源的透視截面圖。
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的輻射源的透視截面圖。
[0015]圖5A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的輻射源的示意性頂視圖。
[0016]圖5B是圖5A的輻射源的示意性截面圖。
[0017]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的輻射源的示意性截面圖。
[0018]為了幫助理解，已盡可能使用相同標(biāo)記數(shù)字來表示各附圖共用的相同元件。應(yīng)考慮到在一個(gè)實(shí)施方式中所揭示的元件可有利地用于其他實(shí)施方式而無需特定詳述。

【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的實(shí)施方式提供用于快速熱處理的設(shè)備及方法。特定而言，本發(fā)明的實(shí)施方式提供使用具有激光二極管塊的輻射能量源的用于快速熱處理的設(shè)備及方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，包括多個(gè)激光二極管塊的加熱源被用于在熱處理期間提供熱能。多個(gè)激光二極管塊被安裝在框架構(gòu)件的內(nèi)壁上?？烧{(diào)整每個(gè)激光二極管塊以將能量導(dǎo)向處理腔室內(nèi)的某一區(qū)域。
[0020]圖1示意地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的快速熱處理系統(tǒng)100的截面圖?？焖贌崽幚硐到y(tǒng)100包含界定處理容積114的腔室外殼組件101，處理容積114被配置以用于處理在所述處理容積內(nèi)的基板112?；?12可以是盤形基板。腔室外殼組件101可包括腔室壁135、被配置以允許熱能進(jìn)入其中的窗118及與窗118相對(duì)的反射板122。加熱源116設(shè)置在窗118外。加熱源116被配置以利用穿過窗118的輻射能加熱處理容積114。
[0021]可在腔室壁135的側(cè)面上形成狹縫閥130，狹縫閥130為基板112提供通道至處理容積114。氣體入口 144可連接至氣源145以提供處理氣體、凈化氣體和/或清潔氣體至處理容積114。真空泵113可通過出口 111流體連接至處理容積114，以用于抽空處理容積
114。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方式中，可在處理容積114內(nèi)設(shè)置邊緣環(huán)120以通過周邊邊緣支撐基板112。邊緣環(huán)120具有基板支撐平面126，基板112定位于基板支撐平面126上。邊緣環(huán)120可設(shè)置于升降管(tubular riser) 139上。升降管139置于磁性轉(zhuǎn)子121上或以其他方式耦接至磁性轉(zhuǎn)子121，所述磁性轉(zhuǎn)子設(shè)置于腔室壁135內(nèi)的環(huán)形通道127中。設(shè)置于腔室壁135外的磁性定子123通過腔室壁135磁性地耦接至磁性轉(zhuǎn)子121。磁性定子123可引起磁性轉(zhuǎn)子121的旋轉(zhuǎn)并由此引起支撐在磁性轉(zhuǎn)子上面的邊緣環(huán)120及基板112的旋轉(zhuǎn)。亦可配置磁性定子123以調(diào)整磁性轉(zhuǎn)子121的高度，因此提升正被處理的邊緣環(huán)120及基板112。應(yīng)注意，可使用其他適合的基板支撐件代替邊緣環(huán)120及升降管139來支撐及旋轉(zhuǎn)基板。
[0023]在一個(gè)實(shí)施方式中，可在腔室壁135與邊緣環(huán)120之間耦接外環(huán)119以隔開反射腔115與處理容積114。反射腔115和處理容積114可具有不同的環(huán)境。
[0024]反射板122和窗118被定位在基板112的相對(duì)側(cè)上?；?12的正面112a面向窗118及加熱源116?；?12的背面112b面向反射板122。反射板122具有光學(xué)反射表面128，光學(xué)反射表面128面向基板112的背面112b，以通過將來自基板112的輻射能反射回到基板來增強(qiáng)基板112的發(fā)射率。在一個(gè)實(shí)施方式中，反射板122可為水冷式。在一個(gè)實(shí)施方式中，反射板122具有的直徑略大于正被處理的基板112的直徑?？纱┻^反射板122形成多個(gè)孔125?？墒褂枚鄠€(gè)溫度傳感器124以穿過多個(gè)孔125測(cè)量基板112的溫度。
[0025]可通過凈化氣體入口 148提供凈化氣體至反射板122與基板112之間的反射腔
115。凈化氣源146可連接至凈化氣體入口 148。凈化氣體可被用來幫助傳導(dǎo)地耦接基板112與反射板122以提高冷卻速率。亦可分配凈化氣體來幫助凈化溫度傳感器124的端部以防止或減少在溫度傳感器124上形成沉積物。
[0026]在窗118外定位加熱源116且加熱源116被配置以朝向處理容積114內(nèi)的基板112引導(dǎo)輻射能穿過窗118。如圖1所示，在腔室壁135之上設(shè)置窗118并在窗118上方定位加熱源116，以在正面112a加熱基板112。然而，可在腔室壁135之下定位窗118且在窗118下方定位加熱源116，以在背面112b加熱基板112?？擅娉咸幚砘?12，其中正面112a為器件側(cè)?；蛘?，可面朝下處理基板，其中背面112b為器件側(cè)。
[0027]加熱源116包括設(shè)置于窗118之上的框架構(gòu)件160?？蚣軜?gòu)件160具有內(nèi)壁162。內(nèi)壁162圍繞內(nèi)部區(qū)域165。內(nèi)部區(qū)域165足夠大以包圍基板112的表面區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)壁162實(shí)質(zhì)上垂直于基板支撐平面126。在一個(gè)實(shí)施方式中,框架構(gòu)件160為短管且內(nèi)壁162為圓柱形且內(nèi)壁162的內(nèi)部直徑至少與正被處理的基板112的直徑一樣大。
[0028]多個(gè)激光二極管塊164被安裝在框架構(gòu)件160的內(nèi)壁162上。多個(gè)激光二極管塊164的每個(gè)激光二極管塊被配置以朝向基板112上的對(duì)應(yīng)區(qū)域引導(dǎo)輻射能穿過窗118。多個(gè)激光二極管塊164被安裝在內(nèi)壁162上的不同位置并且所述激光二極管塊可以不同角度傾斜以覆蓋不同區(qū)域。每個(gè)激光二極管塊164被安裝以便以更加傾斜的角度輻照基板接收上的對(duì)應(yīng)加熱區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)激光二極管塊164的加熱區(qū)域的組合覆蓋正被處理的基板112的整個(gè)表面區(qū)域。因此,可通過多個(gè)激光二極管塊164加熱基板112的整個(gè)表面而無需掃描。在一個(gè)實(shí)施方式中，可在熱處理期間快速旋轉(zhuǎn)基板112以改良加熱均勻性。在一個(gè)實(shí)施方式中，可分別地控制每個(gè)激光二極管塊164以產(chǎn)生所需輻射量。可通過個(gè)別地和/或成群地調(diào)整多個(gè)激光二極管塊164的功率電平來以均勻或任何所需圖案加熱基板112。
[0029]可由實(shí)質(zhì)上對(duì)激光二極管塊164發(fā)射范圍內(nèi)的波長(zhǎng)透明的材料形成窗118。在一個(gè)實(shí)施方式中，窗118由石英(例如非晶二氧化硅(silica))制成。在一個(gè)實(shí)施方式中，窗118可包括涂層102。涂層102被配置以傳輸來自激光二極管塊164的輻射并從激光二極管塊164減少反射損失。另外，可設(shè)計(jì)涂層102以反射來自基板112的全部灰體發(fā)射，因此改良加熱效率。在一個(gè)實(shí)施方式中，涂層102可以是具有整合的抗反射涂層的寬帶反射涂層，所述抗反射涂層針對(duì)從多個(gè)激光二極管塊164至基板表面112a的入射角范圍及多個(gè)激光二極管塊154的波長(zhǎng)范圍而被定制。
[0030]在一個(gè)實(shí)施方式中，可冷卻框架構(gòu)件160。框架構(gòu)件160可具有冷卻通道166并通過來自冷卻流體源167的冷卻流體冷卻。在一個(gè)實(shí)施方式中，亦可冷卻窗118。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，可設(shè)計(jì)窗118和/或快速熱處理腔室100內(nèi)的面向基板112的其他部件以吸收來自基板112的輻射。舉例而言，可于快速熱處理系統(tǒng)100的內(nèi)表面上施加被配置以吸收灰體輻射的涂層。在快速加熱之后，基板112暴露至或可定位至輻射吸收腔室部件以實(shí)現(xiàn)快速的溫度下降。
[0032]圖2A是加熱源116的示意性頂視圖，圖2B是加熱源116的示意性透視截面圖。在一個(gè)實(shí)施方式中，布置多個(gè)激光二極管塊164來形成多個(gè)加熱區(qū)以改良均勻性和控制。如圖2A及圖2B所示，可在多個(gè)垂直水平面(vertical level) 212、214、216、218內(nèi)布置多個(gè)激光二極管塊164。同一垂直水平面內(nèi)的激光二極管塊164指向同一加熱區(qū)。在一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)激光二極管164形成多個(gè)同心加熱區(qū)202、204、206、208。
[0033]如圖2B所示，在最低垂直水平面212內(nèi)的多個(gè)激光二極管塊164將輻射能導(dǎo)向最外部加熱區(qū)202，在最低水平面212最近上方的水平面214內(nèi)的多個(gè)激光二極管塊164被導(dǎo)向從最外部加熱區(qū)202向內(nèi)緊挨的加熱區(qū)204。在最上面的水平面218內(nèi)的激光二極管塊164覆蓋中央加熱區(qū)208。相鄰加熱區(qū)可略微重疊以確保覆蓋基板112的整個(gè)表面。雖然圖2A至圖2B中圖示四個(gè)水平面及四列，但是加熱源116內(nèi)可布置更多或更少個(gè)激光二極管塊164的水平面和/列以滿足加熱需求。
[0034]在一個(gè)實(shí)施方式中，可沿內(nèi)壁162的圓周將多個(gè)激光二極管塊164布置在多個(gè)垂直列內(nèi)。所述多個(gè)垂直列可沿內(nèi)壁162的圓周均勻分布。
[0035]圖2C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的激光二極管塊164的示意性透視圖。激光二極管塊164可包括基板220及安裝于基板220上的激光二極管222的陣列，所述激光二極管被配置以發(fā)射輻射能。在一個(gè)實(shí)施方式中，激光二極管222可為多個(gè)激光二極管條224的形式。每個(gè)激光二極管條224可沿其長(zhǎng)度具有多個(gè)單個(gè)的激光二極管222?？稍诨?20上平行安裝多個(gè)激光二極管條224。在一個(gè)實(shí)施方式中，可在基板220上形成多個(gè)傾斜階梯226，以便相對(duì)于基板220的主平面成角度安裝激光二極管222。雖然圖2C示意地圖示五個(gè)激光二極管條224且每個(gè)激光二極管條224包括四個(gè)激光二極管222，但是本發(fā)明的激光二極管塊164可包括更多或更少個(gè)激光二極管條224且每個(gè)激光二極管條224可包括更多或更少個(gè)單個(gè)的激光二極管222。在一個(gè)實(shí)施方式中，激光二極管塊164可包括約10至15個(gè)激光二極管條224。激光二極管條224的尺寸可為約ImmX 10mm。每個(gè)激光二極管條224可包括約30至50個(gè)單個(gè)的激光二極管222。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)激光二極管條224可包括微透鏡(例如圓柱形微透鏡)以調(diào)整激光二極管條224的輻射圖案。
[0036]在一個(gè)實(shí)施方式中，激光二極管222可包含砷化鎵(GaAs)。舉例而言，激光二極管可為包含生長(zhǎng)于砷化鎵(GaAs)基板上的砷化銦鎵招磷化物(indium-GalIium-Aluminum-Arsenide-phosphide ；InGaAlAsP)的外延層的激光二極管。含有砷化鎵的激光二極管224可發(fā)射在約800nm與約900nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的熱量。激光二極管塊164可輻射多達(dá)IkW的功率。
[0037]在一個(gè)實(shí)施方式中，可極化及定向來自激光二極管222的輻射能以進(jìn)一步提高通過正被處理的基板112的吸收速率。通常從激光二極管發(fā)射的輻射是極化的。折射率導(dǎo)引二極管(index guided d1de)通常具有在50:1與100:1之間的極化比。對(duì)于寬條二極管，極化比通常為30:1或更大。激光二極管的極化具有與激光二極管的慢軸平行定向的電場(chǎng)。當(dāng)慢軸被布置為垂直于被輻射的表面時(shí)，激光二極管處于“P”極化(相對(duì)于表面)。在一個(gè)實(shí)施方式中，激光二極管222的慢軸與正被輻射的表面(比如窗118的表面或基板112的正面112a)之間的角度被設(shè)定約等于布魯斯特角(Brewster’ s angle)以最大化吸收及最小化反射。布魯斯特角或極化角指一種入射角，具有特定極化的光以所述入射角完全地透射穿過透明介電表面而無反射。
[0038]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的加熱源316的透視截面圖。加熱源316類似于圖2A的加熱源116,不同之處在于加熱源316包括定位于多個(gè)激光二極管塊164與正被處理的基板112之間的輻射均勻化元件310。輻射均勻化元件310被配置以提高由激光二極管塊164產(chǎn)生的輻射的均勻性。輻射均勻化元件310可為點(diǎn)刻件(stippling)、凹件(dimple)、混合器(mixer)、多個(gè)小透鏡(Iens-1et)(蜆眼)、全息或常規(guī)的漫射器之一,或任何適合的光學(xué)器件。在一個(gè)實(shí)施方式中，輻射均勻化元件310是如圖3所示的單個(gè)元件?；蛘撸稍诖?18內(nèi)整合輻射均勻化元件。
[0039]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的加熱源426的透視截面圖。加熱源426類似于圖2A至圖2B的加熱源116，不同之處在于每個(gè)加熱區(qū)內(nèi)的激光二極管塊164的數(shù)目不相同。如圖4所示，激光二極管塊164的數(shù)目從水平面412經(jīng)過水平面414、416至水平面418減少。因?yàn)閮?nèi)部加熱區(qū)208小于外部加熱區(qū)202，所以用于加熱加熱區(qū)208的激光二極管塊164比用于加熱加熱區(qū)202的激光二極管塊少。
[0040]在替代實(shí)施方式中，可將激光二極管塊安裝在中空多面棱鏡內(nèi)。圖5A是具有安裝于多面中空棱鏡560上的多個(gè)激光二極管塊164的輻射源516的示意性頂視圖。圖5B是輻射源516的示意性截面圖。類似于如上所述的輻射源116、輻射源316及輻射源426，輻射源516被設(shè)置在窗118上方以朝向設(shè)置于處理腔室內(nèi)的窗118下方的基板112供給輻射能。中空多面棱鏡560在形狀上可為錐形，具有面向窗118的大端562及遠(yuǎn)離窗118的較小端564。多個(gè)激光二極管塊164可安裝在多面棱鏡560的內(nèi)壁566上?？梢匀缟纤龅母鞣N圖案布置多個(gè)激光二極管塊164以實(shí)現(xiàn)所需處理效果。
[0041]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的輻射源616的示意性截面圖。類似于輻射源516，輻射源616具有安裝于中空多面棱鏡660上的多個(gè)激光二極管塊164。輻射源616被設(shè)置在窗118上方以朝向設(shè)置于處理腔室內(nèi)的窗118下方的基板112供給輻射能。中空多面棱鏡660在形狀上可為錐形,具有面向窗118的大端662及遠(yuǎn)離窗118的較小端664。中空面棱鏡660具有用于接收多個(gè)激光二極管塊164的階梯狀內(nèi)壁666。在一個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)壁666可包括用于接收多個(gè)激光二極管塊164的水平部分666a。水平部分666a允許垂直于基板112引導(dǎo)來自激光二極管塊164的輻射以獲得最大效率。
[0042]雖然在圖5A至圖5B及圖6中圖示六面棱鏡,但是可使用不同形狀及設(shè)計(jì)的棱鏡來支撐多個(gè)激光二極管塊164。
[0043]本發(fā)明的實(shí)施方式提供相對(duì)于使用傳統(tǒng)加熱源進(jìn)行快速熱處理的方法及設(shè)備的各種優(yōu)點(diǎn)。第一，可實(shí)現(xiàn)更快速加熱，因?yàn)榭扇菀椎卦黾蛹す舛O管塊的數(shù)目而無傳統(tǒng)加熱源的幾何限制。第二，能更容易地控制正被處理的基板的熱輪廓，因?yàn)榭蓡为?dú)控制單個(gè)激光二極管塊和/或激光二極管塊群組且可通過間隔、透鏡或通過漫射控制來自單個(gè)激光二極管塊或激光二極管塊群組的重疊輻射。第三，能大大提高加熱效率，因?yàn)橄噍^于傳統(tǒng)輻射源，激光二極管發(fā)射更易被硅基板吸收的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射。第四，保持最小的輻射損失，因?yàn)楸景l(fā)明的實(shí)施方式包括用于截留來自正被加熱的基板的灰體輻射的特征結(jié)構(gòu)。第五，本發(fā)明的實(shí)施方式增加了裝置響應(yīng)時(shí)間，因?yàn)槟軒缀跛查g接通及斷開激光二極管，而傳統(tǒng)加熱源需要零點(diǎn)幾秒加熱及冷卻。第六，輻射源(即激光二極管)的入射角及波長(zhǎng)的窄范圍使得更容易在窗上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的抗反射膜。
[0044]此外，加熱源的敞開的頂部設(shè)計(jì)亦使得能夠具有多個(gè)新功能或便利。舉例而言，可從反射體側(cè)及從加熱器側(cè)穿過窗118兩者測(cè)量/監(jiān)測(cè)正被處理的基板。第二激光可設(shè)置在窗118正上方以用于基板上的圖案寫入。注氣噴嘴能定位在基板上方以用于其他工藝，比如RTP期間的化學(xué)氣相沉積。可使用白光穿過窗118照亮基板，以監(jiān)測(cè)工藝或執(zhí)行對(duì)基板的檢查。
[0045]雖然在上述實(shí)例中將加熱源設(shè)置于正被處理的基板上方，但是可將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的加熱源容易地放置于處理腔室下方以從下方加熱基板。
[0046]雖然結(jié)合快速熱處理來論述本發(fā)明的實(shí)施方式，但是可在用于任何適合的工藝(比如退火、熱沉積、化學(xué)氣相沉積、氧化、氮化、蝕刻、摻雜劑活化、受控表面反應(yīng))的設(shè)備及方法中使用本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0047]雖然上述內(nèi)容針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式，但是可在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其他及進(jìn)一步的實(shí)施方式，且由以下權(quán)利要求確定本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理基板的設(shè)備，所述設(shè)備包含: 腔室主體，所述腔室主體界定處理容積； 基板支撐件，所述基板支撐件設(shè)置于所述處理容積內(nèi)，其中所述基板支撐件界定基板支撐平面，且所述基板支撐件被配置以在所述基板支撐平面內(nèi)支撐所述基板；以及 加熱源，所述加熱源設(shè)置于所述腔室主體外且被配置以向所述處理容積提供熱能，其中所述加熱源包含: 框架構(gòu)件，所述框架構(gòu)件具有內(nèi)壁，所述內(nèi)壁圍繞足夠大的區(qū)域以包圍所述基板的表面區(qū)域；以及 多個(gè)二極管激光塊，所述多個(gè)二極管激光塊安裝于所述框架構(gòu)件的所述內(nèi)壁上，其中所述多個(gè)二極管激光塊中的每個(gè)二極管激光塊被導(dǎo)向所述處理容積中的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)壁實(shí)質(zhì)上垂直于所述基板支撐平面。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)壁實(shí)質(zhì)上為圓柱形，且所述多個(gè)二極管激光塊沿所述內(nèi)壁的圓周分布，且所述多個(gè)二極管激光塊被布置在多個(gè)水平面內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)二極管激光塊向所述處理容積中的所述對(duì)應(yīng)區(qū)域傾斜。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述腔室主體包含由實(shí)質(zhì)上對(duì)一光譜的輻射能透明的材料制成的窗，所述光譜包括多個(gè)二極管激光條的發(fā)射輻射的波長(zhǎng)，且所述加熱源設(shè)置于所述窗外以使得來自所述多個(gè)激光二極管塊的輻射能到達(dá)設(shè)置于所述基板支撐件上的所述基板。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述窗包含具有整合的抗反射涂層的寬帶反射涂層，所述抗反射涂層針對(duì)從所述多個(gè)激光二極管塊至所述基板表面的入射角范圍及所述多個(gè)激光二極管塊的波長(zhǎng)范圍而被定制。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包含設(shè)置于所述窗之上的輻射均勻化元件，其中所述輻射均勻化元件包括點(diǎn)刻件、凹件、混合器、多個(gè)小透鏡、全息漫射器或常規(guī)漫射器之一。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述框架構(gòu)件為多面中空棱鏡，且所述多個(gè)激光二極管塊被安裝于所述多面中空棱鏡的內(nèi)壁上。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述多面中空棱鏡的所述內(nèi)壁是錐形或階梯狀以支撐所述多個(gè)激光二極管塊。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)激光二極管塊被定向以實(shí)現(xiàn)通過設(shè)置于所述設(shè)備內(nèi)的所述基板的最大吸收。
11.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包含反射體，其中所述反射體與所述窗設(shè)置于所述基板支撐平面的相對(duì)側(cè)上。
12.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中在多個(gè)水平面內(nèi)的所述激光二極管塊形成多個(gè)同心加熱區(qū)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中在多個(gè)同心加熱區(qū)內(nèi)的激光二極管塊的數(shù)目從內(nèi)區(qū)至外區(qū)增加。
14.一種用于處理基板的方法，所述方法包含以下步驟: 將基板放置在設(shè)置于處理腔室內(nèi)的基板支撐件上；以及 朝向基板引導(dǎo)加熱源的輻射能穿過所述處理腔室內(nèi)的窗，其中所述加熱源設(shè)置于所述處理腔室主體外，且所述加熱源包含: 框架構(gòu)件，所述框架構(gòu)件具有內(nèi)壁，所述內(nèi)壁圍繞足夠大的區(qū)域以包圍所述基板的表面區(qū)域；以及 多個(gè)二極管激光塊，所述多個(gè)二極管激光塊安裝于所述框架構(gòu)件的所述內(nèi)壁上，其中所述多個(gè)二極管激光塊中的每個(gè)二極管激光塊被導(dǎo)向所述基板的所述表面區(qū)域中的對(duì)應(yīng)區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，所述方法進(jìn)一步包含以下步驟: 均勻化來自所述多個(gè)激光二極管塊的輻射能。
【文檔編號(hào)】H01L21/324GK104428879SQ201380027214
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】約瑟夫·M·拉內(nèi)什, 阿倫·繆爾·亨特, 托馬斯·F·索萊斯, 亞歷山大·M·魯邊奇克 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司, 勞倫斯-利弗莫爾國(guó)家安全有限責(zé)任公司