的后側(cè)有效地形成黑體空腔，該黑體空腔易于從晶片12的較溫暖部分提供熱量至較冷部分。在其它實(shí)施例中，舉例來說，如披露于美國專利號(hào)第6，839，507和7，041，931號(hào)中，反射板28可具有較不規(guī)則的表面或具有黑色或其它顏色的表面。反射板28可支撐于由金屬制成的水冷卻基底53上以由水散熱多余的輻射(尤其在冷卻期間時(shí))。因此，處理腔室的處理區(qū)18具有至少兩個(gè)實(shí)質(zhì)平行壁，其中第一壁為由透明以供輻射的材料(如，石英)所制成的窗口 20，第二壁/基底53實(shí)質(zhì)平行第一壁，該第二壁/基底53由金屬所制成且明顯為不透明的。
[0026]燈26被分割成數(shù)區(qū)，所述區(qū)一般繞中央軸34配置成類環(huán)狀?？刂齐娐吩诓煌瑓^(qū)中改變傳送至燈26的電壓，以由此調(diào)整輻射能的輻射分布。區(qū)域加熱的動(dòng)態(tài)控制由經(jīng)一個(gè)或多個(gè)光學(xué)燈管42耦接的一個(gè)或多個(gè)高溫計(jì)40而影響，所述一個(gè)或多個(gè)光學(xué)燈管42被放置以經(jīng)由在反射體28中的孔而面對(duì)晶片12的后側(cè)，以測量遍布旋轉(zhuǎn)晶片12的半徑的溫度。燈管42可由各種結(jié)構(gòu)所形成，所述結(jié)構(gòu)包括藍(lán)寶石、金屬及石英光纖。計(jì)算機(jī)化控制器44接收高溫計(jì)40的輸出并相應(yīng)控制供應(yīng)至不同環(huán)的燈26的電壓，以由此在處理期間動(dòng)態(tài)控制輻射加熱強(qiáng)度和圖案。高溫計(jì)一般在約700至lOOOnrn的范圍中測量在窄波長帶寬(如，40nm)中的光強(qiáng)度。控制器44或其它儀器經(jīng)由眾所周知的光強(qiáng)度的光譜分布的普朗克分布(Plank distribut1n)而將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成溫度，該光強(qiáng)度由維持于該溫度的黑體福射出。
[0027]顯示于圖2的腔室允許晶片12支撐件被輕易地舉升于腔室內(nèi)側(cè)的不同的垂直位置以允許控制基板的熱暴露(thermal exposure)。應(yīng)理解顯示于圖2的結(jié)構(gòu)并不意欲作為限制。特別地，本發(fā)明不限于熱源或燈在一側(cè)或基板的表面處指向且高溫計(jì)在晶片的相對(duì)側(cè)處指向的結(jié)構(gòu)。
[0028]如上所述，在處理腔室的處理區(qū)中的晶片溫度一般通過輻射高溫測量(radiat1npyrometry)而測量。盡管福射高溫測量可相當(dāng)精確，如果此福射由高溫計(jì)而檢測，則在福射高溫計(jì)帶寬內(nèi)和從熱源產(chǎn)生的輻射可受到高溫計(jì)信號(hào)的判讀而干擾。在應(yīng)用材料公司的RTP系統(tǒng)中，此情形由處理套件和由晶片本身而最小化。處理套組將晶片與旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)耦接。處理套件可包括如在圖2中以標(biāo)號(hào)30所示的支撐汽缸(support cylinder)。處理套件也可包括未顯示于圖中但可使用于一些處理腔室結(jié)構(gòu)中的支撐環(huán)。此支撐環(huán)基本為支撐邊緣環(huán)的輔助邊緣環(huán)，如于圖2中以標(biāo)號(hào)14所示的邊緣環(huán)。
[0029]燈26的陣列有時(shí)稱為燈頭。然而，其它輻射加熱設(shè)備可作為替換。一般而言，這些設(shè)備包括電阻加熱，以快速的提高輻射源的溫度。合適燈的例子包括具有環(huán)繞燈絲的玻璃或石英外殼的水銀蒸氣燈，和環(huán)繞氣體(如，氙)(當(dāng)氣體被充能時(shí)，提供熱源)的玻璃或石英外殼的閃光燈(flash lamp)。當(dāng)于本文使用時(shí)，術(shù)語“燈”意欲覆蓋包括環(huán)繞熱源的外殼的燈。燈的“熱源”與可增加基板溫度的材料或元件有關(guān)(如，燈絲或可被充能的氣體)。
[0030]當(dāng)于本文使用時(shí)，快速熱處理即RTP指可以約50°C /秒和更高的速率(如，以100至150°C /秒和200至400°C /秒的速率)均勻地加熱晶片的設(shè)備或處理。在RTP腔室中典型的下降(冷卻)速率為在80至150°C /秒的范圍。執(zhí)行于RTP腔室中的某些處理需要遍布基板作低于幾度攝氏溫度的溫度變化。因此，RTP腔室必須包括燈或其它合適的加熱系統(tǒng)和可以高達(dá)100至150°C /秒，和200至400°C /秒的速率加熱的加熱系統(tǒng)控制，這是造成快速熱處理腔室與其它不具有加熱系統(tǒng)和可以這些速率快速加熱的加熱控制系統(tǒng)的熱腔室不同處。依據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例也可應(yīng)用于快速退火(flashannealing)。當(dāng)在本文使用時(shí)，快速退火指將一試樣在低于5秒中退火，具體地，低于1秒且在某些實(shí)施例中為低于幾毫秒。
[0031]改善溫度均勻度的一種方式包括將邊緣環(huán)14支撐于旋轉(zhuǎn)汽缸30上，該旋轉(zhuǎn)汽缸30磁性地耦接至位于腔室外側(cè)的旋轉(zhuǎn)凸緣32。轉(zhuǎn)子(未圖示)轉(zhuǎn)動(dòng)凸緣32并因此繞轉(zhuǎn)子的中心34轉(zhuǎn)動(dòng)晶片，中心34也為一般對(duì)稱腔室的中心線。
[0032]改善均勻度的另一種方式將燈26分割成數(shù)區(qū)，所述區(qū)一般繞中央軸34配置成類環(huán)狀?？刂齐娐吩诓煌瑓^(qū)中改變傳送至燈26的電壓，以由此調(diào)整輻射能的輻射分布。區(qū)域加熱的動(dòng)態(tài)控制由經(jīng)一個(gè)或多個(gè)光學(xué)燈管42耦接的一個(gè)或多個(gè)高溫計(jì)40而影響，所述一個(gè)或多個(gè)光學(xué)燈管42被放置以經(jīng)由在反射體28中的孔而面對(duì)晶片12的后側(cè)，以測量遍布旋轉(zhuǎn)晶片12的半徑的溫度。燈管42可由各種結(jié)構(gòu)所形成，所述結(jié)構(gòu)包括藍(lán)寶石、金屬及石英光纖。計(jì)算機(jī)化控制器44接收高溫計(jì)40的輸出并相應(yīng)控制供應(yīng)至不同環(huán)的燈26的電壓，以由此在處理期間動(dòng)態(tài)控制輻射加熱強(qiáng)度和圖案。高溫計(jì)一般在約700至lOOOnm的范圍中測量在窄波長帶寬(如，40nm)中的光強(qiáng)度?？刂破?4或其它儀器經(jīng)由眾所周知的光強(qiáng)度的光譜分布的普朗克分布而將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成溫度，該光強(qiáng)度由維持于該溫度的黑體輻射出。
[0033]顯示于圖2的腔室允許晶片12支撐件被輕易地舉升于腔室內(nèi)側(cè)的不同的垂直位置以允許控制基板的熱暴露。應(yīng)理解顯示于圖1的結(jié)構(gòu)并不意欲作為限制。特別地，本發(fā)明不限于熱源或燈在一側(cè)或基板的表面處指向且高溫計(jì)在晶片的相對(duì)側(cè)處指向的結(jié)構(gòu)。
[0034]如上所述，在處理腔室的處理區(qū)中的晶片溫度一般通過輻射高溫測量而測量。盡管輻射高溫測量可相當(dāng)精確，如果此輻射由高溫計(jì)而檢測，則在輻射高溫計(jì)帶寬內(nèi)和從熱源產(chǎn)生的輻射可受到高溫計(jì)信號(hào)的判讀而干擾。在應(yīng)用材料公司的RTP系統(tǒng)中，此情形由處理套件和由晶片本身而最小化。處理套組將晶片與旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)耦接。處理套件可包括如在圖1中以標(biāo)號(hào)30所示的支撐汽缸。處理套件也可包括未顯示于圖中但可使用于一些處理腔室結(jié)構(gòu)中的支撐環(huán)。此支撐環(huán)基本為支撐邊緣環(huán)的輔助邊緣環(huán)，如于圖2中以標(biāo)號(hào)14所示的邊緣環(huán)。
[0035]依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供有改良的反射板28和反射板組件。圖3顯示使用于設(shè)備(該設(shè)備顯示于圖2中)的反射板28種類的立體圖，該反射板28包括開口以允許舉升銷22經(jīng)過該反射板28的頂側(cè)29而突出。
[0036]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，反射板28主體由光學(xué)地透明的材料(如，石英、藍(lán)寶石或透明釔鋁石榴石)所制成。反射板還包括用于如圖1中所示容納高溫計(jì)燈管42的多個(gè)燈管孔。
[0037]反射板組件25顯示于依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的圖4中。應(yīng)注意，用來容納顯示于圖3中的舉升銷的開口未顯不于圖4中。反射板組件包括底板(baseplate) 19，基板19在一個(gè)實(shí)施例中由合適的金屬(如，不銹鋼)所制成。底板19可固定至腔室底部，舉例來說，由螺栓、螺絲或其它合適的緊固件而固定至如圖2中所示的腔室基底53。底板19具有開口，高溫計(jì)燈管42可通過開口。在底板中的開口與反射板中的孔對(duì)齊以容納高溫計(jì)燈管。反射板組件25進(jìn)一步包括反射板28，反射板的主體由陶瓷所制成，陶瓷包含(但不限于)氧化鋁、碳化硅、石英、藍(lán)寶石。此陶瓷依據(jù)所選擇的實(shí)施例而可為或不可為光學(xué)地透明的。隨著穿孔允許高溫計(jì)燈管通過陶瓷，涂層可沉積于第一表面上，且陶瓷不需為光學(xué)地透明的。依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果涂層沉積于第二表面上時(shí)，則陶瓷應(yīng)為光學(xué)地透明的。第一表面反射體將導(dǎo)致較冷的反射板，而這種情形可能為所期望的或非所期望的。第二表面反射體將導(dǎo)致較溫暖的反射板，且涂層也通過變成埋入或沉積于涂層頂部的副產(chǎn)物而從任何處理較佳地屏蔽。
[0038]反射板28具有與底板19直徑相似的直徑。反射板28安裝于底板19上方。安裝反射板28的一種合適方法是放置反射板28于支架33上，使得反射板28和底板19分隔而提供少于約5mm的間隙45。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，反射板28和底板19通過少于約1mm而分隔，且在其它實(shí)施例中，并無間隔在反射板28和底板19之間。在所示的結(jié)構(gòu)中，支架33由底板而定位且容納，但放置和支撐反射板28。反射板28可進(jìn)一步包括施加于反射體28的任一側(cè)或兩側(cè)的反射涂層35。所以，反射板組件25包括反射板28，該反射板28置于支架33上，該支架33由底板19所約束，高溫計(jì)燈管42通過該支架33，該高溫計(jì)燈管42被螺固至腔室底部53。在某些實(shí)施例中，舉升銷46通過支架33。通過以光學(xué)地透明的陶瓷(如，石英或藍(lán)寶石)而制造反射板28的主體，反射涂層可