基板的热处理装置及方法以及基板的接收单元制造方法及图纸

本文描述了一种用于对基板，特别是半导体晶片进行热处理的方法及装置，以及一种用于基板的接收单元。在所述方法中，在具有制程室及数个辐射源的制程单元中，将一或数个基板接收在具有下部及顶盖的盒子中，其中所述下部及所述项盖在其间形成用于所述基板的接收空间。在所述方法中，也实施以下步骤：将所述盒子及所述基板装入所述制程室并封闭所述制程室；在将所述盒子及位于其中的所述基板加热至期望的制程温度前，用冲洗气体和/或制程气体对所述盒子的接收空间进行冲洗，以便在所述盒子内部调节期望的气氛；以及通过自所述辐射源所发射的热辐射将所述盒子及位于其中的所述基板加热至期望的制程温度。所述用于基板的接收单元用于在具有制程室及数个辐射源的制程单元中承载所述基板。所述接收单元具有下部及项盖，所述下部及所述项盖在所述封闭状态下在其间形成具有用于所述基板的接收空间的盒子，其中所述接收单元的部件中的至少一个具有数个冲洗开口，所述冲洗开口将所述盒子的周边与所述接收空间连接在一起，以便在所述盒子的封闭状态下对所述接收空间进行冲洗，其中所述冲洗开口以基本防止所述辐射源的热辐射穿过的方式构建。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基板的热处理装置及方法以及基板的接收单元本专利技术涉及用于对基板进行热处理的方法及装置，以及一种用于基板的接收单元，以便在热处理期间接收所述基板。在半导体技术中，用于对半导体基板进行热处理的不同装置已为吾人所知。特定言之，同样已为吾人所知的是，在热处理期间通过电磁辐射(加热辐射)对半导体基板进行加热。在现有技术中，这类基于辐射的装置例如实施为快速热处理设备(RTP＝rapidthermalprocessing)、快速热退火设备(RTA＝rapidthermalanneal)或快速加热设备。在这类快速加热设备内部可设置快速加热循环，但其中特别是在起始温度较低时，待处理的基板相对加热辐射至少部分可透。唯有在温度更高时，方实现更高的吸收。此外，也为吾人所知的是，某些基板相对加热辐射较为敏感，故直接进行辐射加热对于这类基板而言较为不利。此外，基板上的结构可能在整个基板范围内具有不同的吸收特性，因而辐射加热会造成不均匀的加热效果。有鉴于此，过去的一种方案是使用安放在辐射源与待处理的基板之间的板元件，且这些板元件紧邻基板。如此便能通过辐射源辐射板元件，进而间接对基板进行加热。但这些板元件的缺点在于，部分辐射总是能够通过单次或多次反射而到达基板。此点又可能引发基板不均匀的加热。因此，作为板元件的替代方案，也尝试使用具有下部及顶盖的接收单元，这个下部及这个顶盖在封闭状态下形成具有用于基板的接收空间的盒子。这个盒子完全被封闭，并且辐射源的辐射无法入射至基板。在装置的制程室外部对这类封闭的盒系统进行装料，而后在装料状态下，将盒系统插入装置的制程室。在此，问题在于，在装料前通过气氛输送这个盒子，故无法相对精准地调节这个封闭的盒子内部的气氛。特定言之，在盒子的装料与随后的热处理间的停放时间较长的情况下，可能改变盒子内部的气氛并特别是非期望地增大氧浓度，此点特别是在采用WBG(WideBandGap，宽带隙)基板时较为不利。有鉴于此，本专利技术的目的在于，克服现有技术的上述缺点中的至少一个。根据本专利技术，提出根据权利要求1所述的对基板进行热处理的方法、根据权利要求7所述的用于基板的接收单元或根据权利要求11所述的用于对基板进行热处理的装置。在具有制程室及数个辐射源的制程单元中实现对基板，特别是半导体晶片进行热处理的方法，其中所述待处理的基板被接收在具有下部及顶盖的盒子中，在所述下部及所述顶盖之间形成用于所述基板的接收空间。在所述方法中，将所述盒子及所述基板装入所述制程室并随后封闭所述制程室。随后在将所述盒子及位于其中的基板加热至期望的制程温度前，用冲洗气体和/或制程气体对所述盒子的接收空间进行冲洗，以便在所述盒子内部调节期望的气氛。唯有在进行冲洗后，方通过自所述辐射源所发射的加热辐射将所述盒子及所述位于其中的基板加热至期望的制程温度。因此，所述方法在所述制程室内实现对所述盒子的内部空间的冲洗，在所述制程室中，紧接着可通过热辐射进行热处理。如此便能在盒子内部调节期望的气氛。特定言之，可将氧气冲洗掉，例如宽带隙(WBG)半导体基板的热处理便需要此操作。在热处理期间，这些宽带隙半导体基板需要无氧条件，即O2在其余为惰性气体的环境中的浓度低于10ppm。在采用其他基板时，也可能需要对直接包围基板的气氛进行精确的调节。根据本专利技术的一种实施方式，所述盒子具有数个冲洗开口，所述冲洗开口将所述盒子的周边与所述接收空间连接在一起，以便在所述盒子的封闭状态下对所述接收空间进行冲洗，其中所述冲洗开口以防止所述辐射源的热辐射穿过的方式构建。如此便能在所述盒子的封闭状态下进行冲洗，且可不在制程室内设置用于打开盒子的装置。作为替代或补充方案，也可为在所述制程室内打开所述盒子而冲洗所述接收空间并可选地将所述基板自所述盒子的下部抬起，以便良好地冲洗盒子并特别是在热处理期间在基板的直接环境中调节期望的气氛。在除设有冲洗开口外也将所述盒子打开时，例如可首先在打开状态下进行冲洗并在热处理期间，在盒子的封闭状态下仍然使气体流过所述盒子，以便在热处理期间也实现制程气体气氛的另一冲洗和/或调节。根据一种实施方式，所述下部具有包含数个支承销的扁平架构，以便与所述下部的顶面间隔一定距离的方式保持基板，且所述顶盖在其底面上具有凹部，在所述盒子的封闭状态下，所述基板被接收在所述凹部中。这种构造特别是有利于在盒子的打开状态下，在不抬起基板的情况下良好地冲洗下部与基板间的间隙。也可视情况不设置用于在基板的区域中供升降销穿过的开口，以便设置完全封闭的接收空间。为进行装料及卸料，适用的抓持器可在下部与基板之间移动，或者卡在所述基板的边沿上。所述冲洗较佳具有至少一冲洗循环，所述冲洗循环由将所述制程室泵抽至负压以及随后导入冲洗气体和/或制程气体构成。通过将制程室及盒子内部的接收空间初始泵抽至负压可首先吸出非期望的气体成分，其中通过随后导入冲洗气体和/或制程气体可更好地冲洗接收空间内部的气氛。所述方法较佳具有数个这类冲洗循环，以便确保对接收单元内部的气氛进行期望的调节。用于基板，特别是半导体晶片的接收单元适于在用于对基板进行热处理的装置中承载所述基板，所述装置具有制程室及数个辐射源，其中所述接收单元具有下部及顶盖，在封闭状态下形成在所述下部及所述顶盖之间具有用于所述基板的接收空间的盒子。所述下部及所述顶盖中的至少一个具有数个冲洗开口，所述冲洗开口将所述盒子的周边与所述接收空间连接在一起，以便在所述盒子的封闭状态下对所述接收空间进行冲洗，其中所述冲洗开口以防止所述辐射源的热辐射穿过的方式构建。这种接收单元能够实现上文已述及的优点。所述冲洗开口较佳具有长度，所述长度为所述冲洗开口的宽度或高度的至少三倍。作为替代或补充方案，所述冲洗开口可以非直线的方式构建且特别是具有Y形构造，以便阻止热辐射穿过。Y形构造特别是也可在被接收在接收空间中的基板上方及下方的区域中实现冲洗气体或制程气体的良好分布。在另一实施方式中，所述下部及所述顶部以某种方式具有互补且环绕(除冲洗开口外)的结构，使得所述结构在所述盒子的封闭状态下彼此卡合以和/或者所述下部及所述顶盖的其中一个径向包围另一个，以便将接收空间良好地与制程腔隔开。所述用于对基板，特别是半导体晶片进行热处理的装置具有制程室及数个辐射源。所述装置也具有包含下部及顶盖的接收单元，在封闭状态下形成在所述下部及所述顶盖之间具有用于所述基板的接收空间的盒子，并且还具有用于在所述制程室中承载所述盒子的承载单元。所述接收单元的所述下部及所述顶盖中的至少一个具有数个冲洗开口，所述冲洗开口将所述盒子的周边与所述接收空间连接在一起，以便在所述盒子的封闭状态下对所述接收空间进行冲洗，其中所述冲洗开口以防止所述辐射源的加热辐射穿过的方式构建，以和/或者，所述装置具有用于在所述制程室内打开所述接收单元的单元，以便在所述制程室内对所述接收空间进行冲洗。两个备选方案均能实现上文已述及的优点。特定言之，所述接收单元可为前述类型。作为替代方案，所述接收单元也可不具有冲洗开口且基本上形成封闭的单元，其将接收空间与制程室隔开。这类完全封闭的，并且仅针对冲洗过程而在制程室内被打开的盒子例如对于GaAs半导体晶片而言较为有利。在此情况下，在热处理期间，需要在制程室内对相应的砷(As)蒸汽压力进行调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在具有制程室及数个辐射源的制程单元中对基板，特别是半导体晶片进行热处理的方法，其中所述基板被接收在具有下部及顶盖的盒子中，所述下部及所述顶盖在其间形成用于所述基板的接收空间，其特征在于所述方法包括：将所述盒子及所述基板装入所述制程室并封闭所述制程室；在将所述盒子及位于其中的所述基板加热至期望的制程温度前，用冲洗气体及制程气体中的至少其中一种对所述盒子的所述接收空间进行冲洗，以便在所述盒子内部调节期望的气氛；通过自所述辐射源所发射的热辐射将所述盒子及位于其中的所述基板加热至所述期望的制程温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.10 DE 102015016002.81.一种在具有制程室及数个辐射源的制程单元中对基板，特别是半导体晶片进行热处理的方法，其中所述基板被接收在具有下部及顶盖的盒子中，所述下部及所述顶盖在其间形成用于所述基板的接收空间，其特征在于所述方法包括：将所述盒子及所述基板装入所述制程室并封闭所述制程室；在将所述盒子及位于其中的所述基板加热至期望的制程温度前，用冲洗气体及制程气体中的至少其中一种对所述盒子的所述接收空间进行冲洗，以便在所述盒子内部调节期望的气氛；通过自所述辐射源所发射的热辐射将所述盒子及位于其中的所述基板加热至所述期望的制程温度。2.根据权利要求1所述的基板的热处理方法，其中所述盒子具有数个冲洗开口，所述冲洗开口将所述盒子的周边与所述接收空间连接在一起，以便在所述盒子的封闭状态下对所述接收空间进行冲洗，其中所述冲洗开口以防止所述辐射源的热辐射穿过的方式构建。3.根据权利要求1或2所述的基板的热处理方法，其中在所述制程室内打开所述盒子而冲洗所述接收空间并能够选择是否将所述基板自所述盒子的所述下部抬起。4.根据权利要求3所述的基板的热处理方法，其中所述下部具有包含扁平架构及数个支承销，以便与所述下部的顶面间隔一定距离的方式保持所述基板，且其中所述顶盖具有凹部，在所述盒子的封闭状态下，所述基板被接收在所述凹部中。5.根据权利要求1至4中任一顶所述的基板的热处理方法，其中所述冲洗具有至少一冲洗循环，所述冲洗循环包括由将所述制程室泵抽至负压以及导入所述冲洗气体及所述制程气体中的至少其中一种。6.根据权利要求5所述的基板的热处理方法，其中所述方法具有数个所述冲洗循环。7.一种用于基板，特别是半导体晶片的接收单元，用于在具有制程室及数个辐射源的制程单元中承载所述基板，其特征在于，所述接收单元具有下部及顶盖，在封闭状态下形成在所述下部及所述顶盖在之间具有用于所述基板的接收空间的盒子，其中所述下部及所述顶盖中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特芬·穆勒，海尔姆特·阿斯纳，汤玛斯·凯勒，威廉·凯格尔，韦费德·莱尔希，
申请(专利权)人：商先创国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE