用于毫秒退火系统的室壁加热技术方案

提供了用于减少被布置在毫秒退火系统中的室壁上的反射镜上的污染的系统和方法。在一个示例实施方式中，可以通过以下中手段的一个或更多个来加热反射镜：(1)加热封闭流体系统中的流体以调节反射镜的温度；(2)附接至反射镜的筒式电加热器或加热器带；以及/或者(3)使用所述室内的灯光。

Room wall heating for a millisecond annealing system

A system and method for reducing contamination on mirrors on a cell wall disposed in a millisecond annealing system are provided. In an example implementation, a reflector can be heated by one or more of the following means: (1) heating the fluid in the closed fluid system to adjust the temperature of the mirror; (2) the tube type electric heater or heater attached to the mirror; and / or (3) use the light in the room.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于毫秒退火系统的室壁加热优先权声明本申请要求于2015年12月30日提交的题为“ChamberWallHeatingforaMillisecondAnnealSystem”的美国临时申请第62/272,915号的优先权的权益，其通过引用并入本文。
本公开内容总体涉及热处理室，并且尤其涉及用于处理例如半导体基底的毫秒退火热处理室。
技术介绍
毫秒退火系统可以用于半导体加工以用于基底(substrate)例如硅晶片的超快速热处理。在半导体加工中，快速热处理可以用作退火步骤以修复注入损伤、改善沉积层的质量、改善层界面的质量、激活掺杂剂以及实现其他目的，同时控制掺杂物质的扩散。可以使用强烈且短暂的曝光来以能够超过每秒104℃的速率对基底的整个顶表面进行加热来实现半导体基底的毫秒级或超快速温度处理。基底的仅一个表面的快速加热可以产生贯穿基底的厚度的大温度梯度，而基底的大部分保持曝光之前的温度。因此基底的大部分用作散热器，从而产生顶表面的快速冷却速率。
技术实现思路
本公开内容的实施方式的各方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者其可以从该描述中了解到，或者其可以通过对实施方式的实践来了解到。本公开内容的一个示例方面涉及一种毫秒退火系统。毫秒退火系统包括具有室壁的处理室。室壁包括反射镜。该系统包括被配置成使流体流入反射镜的流体冷却系统。该系统还包括加热系统，该加热系统被配置成对反射镜进行加热以减少毫秒退火处理期间反射镜的污染。本公开内容的另一示例方面涉及一种用于减少被布置在毫秒退火系统中的室壁上的反射镜上的污染的方法。该方法包括：使流体流过被布置在毫秒退火系统中的室壁上的反射镜；确定与反射镜或流体中的一者或更多者相关联的温度；以及至少部分地基于所述温度来调整流过反射镜的流体的一个或更多个特性，以实现足以减少毫秒退火处理期间反射镜的污染的反射镜温度。可以对本公开内容的示例方面进行改变和修改。本公开内容的其他示例方面涉及用于热处理半导体基底的系统、方法、设备和处理。参考以下描述和所附权利要求，各种实施方式的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开内容的实施方式，并且与说明书一起用于说明相关原理。附图说明在说明书中参考附图阐述了针对本领域普通技术人员的实施方式的详细讨论，在附图中：图1描绘了根据本公开内容的示例实施方式的示例毫秒加热曲线；图2描绘了用于根据本公开内容的示例实施方式的毫秒退火系统的示例温度测量系统；图3描绘了根据本公开内容的示例实施方式的示例毫秒退火系统的一部分的示例透视图；图4描绘了根据本公开内容的示例实施方式的示例毫秒退火系统的分解图；图5描绘了根据本公开内容的示例实施方式的示例毫秒退火系统的截面图；图6描绘了在根据本公开内容的示例实施方式的毫秒退火系统中使用的示例灯；图7描绘了在根据本公开内容的示例实施方式的毫秒退火系统的晶片平面板(waferplaneplate)中使用的示例边缘反射器；图8描绘了可以在根据本公开内容的示例实施方式的毫秒退火系统中使用的示例楔形反射器；图9描绘了可以在根据本公开内容的示例实施方式的毫秒退火系统中使用的示例弧光灯；图10至图11描绘了根据本公开内容的示例实施方式的示例弧光灯的操作；图12描绘了根据本公开内容的示例实施方式的示例电极的截面图；图13描绘了用于向根据本公开内容的示例实施方式的毫秒退火系统中使用的示例弧光灯供应水和氩气的示例闭合回路系统；图14描绘了根据本公开内容的示例实施方式的毫秒退火系统中的具有加热器的示例闭合水回路；图15和图16描绘了根据本公开内容的示例实施方式的被配置成加热反射镜的示例电加热器；以及图17描绘了根据本公开内容的示例实施方式的示例方法的流程图。具体实施方式现在将详细参考实施方式，在附图中示出了实施方式的一个或更多个示例。提供每个示例作为对实施方式的说明而不是对本公开内容的限制。事实上，对于本领域技术人员将明显的是，在不偏离本公开内容的范围或精神的情况下可以对实施方式进行各种修改和改变。例如，被示出或描述为一个实施方式的一部分的特征可以与另一实施方式一起使用以产生又一实施方式。因此，意在本公开内容的各方面涵盖这样的修改和改变。概述本公开内容的示例方面涉及减少毫秒退火系统的处理室的室壁上的气态污染物。出于说明和讨论的目的，相对于“晶片”或半导体晶片来讨论本公开内容的各方面。使用本文提供的公开内容的本领域普通技术人员将理解，本公开内容的示例方面可以与任何工件、半导体基底或其他合适的基底相关联地使用。术语“约”与数值结合使用是指在所述数值的10％以内。可以使用强烈且短暂的曝光(例如，“闪光”)来以能够超过每秒104℃的速率对晶片的整个顶表面进行加热来实现半导体晶片的毫秒级或超快速热处理。典型的热处理周期可以包括：(a)将冷半导体基底加载到处理室中；(b)使用例如氮气(大气压下)净化处理室；(c)将半导体基底加热至中间温度Ti；(d)通过对半导体基底的上表面的闪光曝光来进行毫秒加热，同时晶片的大部分保持在Ti处；(e)通过半导体基底的顶表面的传导冷却进行快速冷却，其中，半导体基底的大部分是导热地耦接的散热器；(f)通过热辐射和对流使半导体基底的大部分缓慢冷却，其中，在大气压下的处理气体作为冷却剂；以及(g)将半导体基底运送回盒子。毫秒退火系统中的处理室可以被晶片平面板划分成两个子室：顶室和底室。每个子室的壁四面可以包括反射镜。这些反射镜可以经由内部通道进行流体冷却(例如水冷却)。通常，流体温度为约15℃至约23℃。每个反射镜可以具有其自己的流体入口和出口连接。流体供应方案可以是这样的：主供应歧管供应晶片平面板和反射镜歧管。反射镜歧管然后可以供应底室部件和顶室反射镜。换言之，底室部件、顶室部件和晶片平面板可以并联连接，而每个子室的四个反射镜可以串联连接。可以用相同的方式实现回水连接布局。图14描绘了根据本公开内容的示例实施方式的毫秒退火系统中的示例闭合流体回路。在热处理期间，会从基底的表面蒸发出气态污染物。污染物可能会沉积在处理室部件上。通常，较冷的表面上的沉积速率较高。反射镜的污染会负面地影响基底的辐照度，并因此负面地影响基底温度均匀性。随着反射镜被涂覆，温度均匀性降低，从而需要频繁进行机械清洁维护以恢复原始温度均匀性。在某些情况下，可以通过在富氧气氛中加热处理室来去除污染。然而，这可能会降低系统的整体吞吐量度量，因为在氧清洁时间期间，可能不会对设备基底进行处理。根据本公开内容的示例实施方式，可以通过将反射镜加热至大于约100℃的温度例如约150℃来减少气态污染产物在反射镜上的沉积。在一些实施方式中，可以通过下述手段中的一个或更多个来加热反射镜：(1)加热封闭流体系统中的流体以调节反射镜的温度；(2)附接至反射镜的一个或多个筒式电加热器或一个或多个加热器带；以及/或者(3)使用处理室内的灯光。例如，一个示例实施方式涉及毫秒退火系统。该系统包括具有室壁的处理室。室壁包括反射镜。该系统包括被配置成使流体流入反射镜的流体冷却系统。该系统还包括加热系统，该加热系统被配置成加热反射镜以减少毫秒退火处理期间反射镜的污染。例如，在一些实施方式中，加热系统被配置成将反射镜加热至100℃或更高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫秒退火系统，包括：处理室，所述处理室包括室壁，所述室壁包括反射镜；流体冷却系统，被配置成使流体流入所述反射镜；加热系统，被配置成加热所述反射镜以减少毫秒退火处理期间所述反射镜的污染。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.30 US 62/272,9151.一种毫秒退火系统，包括：处理室，所述处理室包括室壁，所述室壁包括反射镜；流体冷却系统，被配置成使流体流入所述反射镜；加热系统，被配置成加热所述反射镜以减少毫秒退火处理期间所述反射镜的污染。2.根据权利要求1所述的毫秒退火系统，其中，所述加热系统被配置成将所述反射镜加热至约100℃或更高的温度。3.根据权利要求1所述的毫秒退火系统，其中，所述加热系统能够将所述反射镜加热至约150℃的温度。4.根据权利要求1所述的毫秒退火系统，其中，所述加热系统被配置成对通过所述流体冷却系统流入所述反射镜的流体进行加热。5.根据权利要求4所述的毫秒退火系统，其中，所述加热系统包括加热器，所述加热器被配置成对在流体供应管线中流动的流体进行加热，所述流体供应管线被配置成向所述反射镜供应流体。6.根据权利要求5所述的毫秒退火系统，其中，所述加热器被配置成对在流体返回管线中流动的流体进行加热，所述流体返回管线被配置成接收来自所述反射镜的流体。7.根据权利要求5所述的毫秒退火系统，其中，所述加热系统包括被配置成控制所述加热器的操作的一个或更多个控制设备。8.根据权利要求7所述的毫秒退火系统，其中，所述一个或更多个控制设备被配置成至少部分地基于指示流体温度的数据来控制所述加热器的操作。9.根据权利要求7所述的毫秒退火系统，其中，所述一个或更多个控制设备被配置成至少部分地基于指示所述反射镜的温度的数据来控制所述加热器的操作。10.根据权利要求1所述的毫秒退火系统，其中，所述加热系统包括与所述反射镜热连通的电加热器。11.根据权利要求9所述的毫秒退火系统，其中，所述电加热器包括加热器带或加热器筒中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：约阿希姆·杰尼施，曼努埃尔·米勒，
申请(专利权)人：马特森技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US