【技术实现步骤摘要】
本公开总体涉及将材料层沉积到衬底上，更具体地，涉及在将材料层沉积到衬底上期间，例如在半导体器件的制造期间，控制衬底的温度。
技术介绍
1、半导体器件通常通过在衬底上沉积材料层来制造。材料层通常通过在处理模块中支撑衬底、将衬底加热到期望的沉积温度并将衬底暴露于材料层前体来实现。将衬底暴露于材料层前体导致材料层在衬底上显影，这通常取决于暴露于材料层前体时衬底的温度。一旦材料层达到期望的厚度，停止将衬底暴露于材料层，冷却衬底，此后将衬底从处理室中取出，并将衬底送去进一步处理。
2、在一些材料层沉积技术中，由于加热变化引起的沉积到衬底上的材料层的性质变化会影响使用衬底形成的半导体器件的可靠性。例如，具有图案的衬底可以在邻近衬底外围(其中图案可以是不连续的)表现出不同于衬底内部区域(其中图案可以是连续的)的发射率。在一些材料层沉积中，发射率差异可能导致衬底外围的温度不同于衬底内部区域的温度。温差又会导致沉积材料层的性质在衬底外围附近相对于衬底内部区域上的材料层厚度不同。例如，相对于衬底内部区域的材料层的厚度，邻近衬底外围的材料层可以变厚或变薄。在一些半导体器件的制造过程中，不同的材料层特性可能导致邻近衬底外围制造的半导体器件与在衬底内部区域制造的半导体器件之间的性能差异。
3、存在各种对策来限制衬底中的加热变化。例如，可以改变处理室内的材料层前体分布，以抵消邻近衬底外围的材料层相对于衬底内部区域的变化，否则这是材料层沉积技术的特征。例如，通过根据相对于衬底的位置独立地控制加热器元件，可以改变衬底的加热，以抵消邻近衬
4、这种系统和方法对于它们的预期目的来说通常是可接受的。然而，此项技术中仍需要改进的室装置、具有室装置的半导体处理系统以及将材料层沉积到衬底上的方法。本公开提供了对这种需求的解决方案。
技术实现思路
1、提供了一种室装置。该室装置包括室主体、衬底支撑件和激光源。衬底支撑件布置在室主体内，并被支撑用于相对于室主体围绕旋转轴线旋转。激光源布置在室主体的外部，并沿着激光轴线光学耦合到衬底支撑件。激光轴线在位于衬底支撑件上的衬底的外围径向向外的位置与衬底支撑件相交。
2、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括激光轴线以约150毫米和约200毫米之间或约151毫米和约170毫米之间或约151毫米和约155毫米之间的径向偏移与衬底支撑件相交。
3、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括一个或多个透镜元件，其沿着激光轴线布置，并且通过室主体的上壁将激光源耦合到衬底的外围部分和衬底支撑件。
4、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括透镜元件限定覆盖衬底的一部分和衬底支撑件的相邻部分的激光光斑。
5、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括激光光斑的宽度在约5毫米和约50毫米之间，或约10毫米和约40毫米之间，或约15毫米和约30毫米之间。
6、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括透镜元件限定焦点，其中焦点被限定在室主体的外部。
7、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括反射器主体，其被支撑在室主体上方并且具有延伸穿过其中的激光孔径，其中激光轴线延伸穿过激光孔径。
8、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括激光孔径的宽度在约2毫米和约20毫米之间，或约4毫米和约15毫米之间，或约4毫米和约10毫米之间。
9、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步示例可以包括激光孔径与衬底支撑件间隔开约10毫米和约100毫米之间，或约10毫米和约60毫米之间，或约10毫米和约40毫米之间。
10、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括沿着激光轴线布置并在反射器主体上方的透镜元件。透镜元件可以具有焦点。焦点可被限定在激光孔径内。
11、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括沿着激光轴线布置的底座。底座可以限定穿过其中的孔，该孔将激光源光学耦合到衬底支撑件和衬底。
12、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括透镜元件和反射器主体。透镜元件可以位于底座上。底座可以由反射器主体支撑，反射器主体可以具有激光孔径，并且底座可以将透镜元件配准到激光孔径，使得孔将透镜元件光学耦合到激光孔径。激光孔径和孔可以通过底座与由反射器主体的安装表面界定的冷却剂源增压室流体分离。激光孔径可以将孔流体耦合到限定在反射表面和室主体之间的冷却剂供应室。
13、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括布置在透镜元件和底座之间的第一密封构件以及布置在底座和反射器主体之间的第二密封构件。第一密封构件可将孔与冷却剂源增压室流体分离，第二密封构件可将孔与冷却剂源增压室流体分离，并且反射器主体可限定穿过其中的至少一个槽，其将冷却剂源增压室流体联接到冷却剂供应增压室，使得孔通过冷却剂供应增压室和槽流体联接到冷却剂源增压室。
14、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括连接到底座和透镜元件的互锁开关。互锁开关可以可操作地连接到激光源，以在透镜元件与底座分离时从激光源移除电力。
15、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括互锁开关包括相对于底座固定的底座部分和相对于透镜元件固定的透镜部分。当透镜元件位于底座中时，互锁开关的透镜部分可以电磁耦合到互锁开关的底座部分。
16、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括可操作地连接到激光源的温度传感器。
17、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括温度传感器包括布置在室主体的内部内并相对于衬底支撑件旋转固定的旋转热电偶。
18、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，进一步示例可以包括旋转热电偶和静态热电偶。旋转热电偶可以布置在室主体内，并且相对于衬底支撑件固定，用于与衬底一起围绕旋转轴线旋转，以提供衬底的中心温度测量。静态热电偶可以布置在室主体的内部内，并相对于室主体固定。静态热电偶可以布置在衬底支撑件的径向外侧，以提供衬底的边缘温度测量。
19、除了上述的一个或多个特征之外，或者作为替代，室装置的进一步示例可以包括温度传感器包括高温计。高温计可以支撑在室主体上方，并沿着与衬底支撑件相交的光轴布置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种室装置，包括：
2.根据权利要求1所述的室装置，其中，所述激光轴线以约150毫米和约200毫米之间或约151毫米和约170毫米之间或约151毫米和约155毫米之间的径向偏移与所述衬底支撑件相交。
3.根据权利要求1所述的室装置，还包括一个或多个透镜元件，所述透镜元件沿所述激光轴线布置，并通过所述室主体的上壁将所述激光源耦合到所述衬底的外围部分和所述衬底支撑件。
4.根据权利要求3所述的室装置，其中，所述透镜元件限定覆盖所述衬底的一部分和所述衬底支撑件的相邻部分的激光光斑。
5.根据权利要求4所述的室装置，其中，所述激光光斑的宽度在约5毫米和约50毫米之间，或约10毫米和约40毫米之间，或约15毫米和约30毫米之间。
6.根据权利要求3所述的室装置，其中，所述透镜元件限定焦点，其中焦点被限定在所述室主体的外部。
7.根据权利要求1所述的室装置，还包括反射器主体，所述反射器主体支撑在所述室主体上方，并且具有延伸穿过其中的激光孔径，其中，所述激光轴线延伸穿过激光孔径。
8.根据权利要求7所述的室
9.根据权利要求7所述的室装置，其中，所述激光孔径与所述衬底支撑件间隔开约10毫米和约100毫米之间，或约10毫米和约60毫米之间，或约10毫米和约40毫米之间。
10.根据权利要求7所述的室装置，还包括沿所述激光轴线布置且在所述反射器主体上方的透镜元件，其中透镜元件具有焦点，并且其中焦点被限定在所述激光孔径内。
11.根据权利要求1所述的室装置，还包括沿所述激光轴线布置的底座，其中底座限定穿过其中的孔，其将所述激光源光学耦合到所述衬底支撑件和衬底。
12.根据权利要求11所述的室装置，还包括：
13.根据权利要求12所述的室装置，还包括：
14.根据权利要求12所述的室装置，还包括连接到所述底座和透镜元件的互锁开关，其中互锁开关可操作地连接到所述激光源，以在透镜元件与底座分离时从激光源移除电力。
15.根据权利要求14所述的室装置，其中，所述互锁开关包括：
16.根据权利要求1所述的室装置，还包括可操作地连接到所述激光源的温度传感器。
17.根据权利要求16所述的室装置，其中，所述温度传感器包括旋转热电偶，其布置在所述室主体的内部内，并相对于所述衬底支撑件旋转固定。
18.根据权利要求16所述的室装置，其中，所述温度传感器包括：
19.根据权利要求16所述的室装置，其中，所述温度传感器包括高温计，其支撑在所述室主体上方并沿着与所述衬底支撑件相交的光轴布置，其中光轴位于所述激光轴线的径向内侧，以获取所述衬底的中心部分的中心温度测量。
20.根据权利要求17所述的室装置，其中，所述高温计是沿中心光轴布置的中心高温计，并且所述温度传感器还包括沿边缘光轴布置的边缘高温计，边缘高温计支撑在所述室主体上方，边缘光轴在中心光轴的径向内侧与所述衬底支撑件相交，以获取所述衬底的外围部分的边缘温度测量。
21.根据权利要求20所述的室装置，其中，所述温度传感器还包括支撑在所述室主体上方并沿中间光轴布置的中间高温计，中间光轴在所述中心光轴和边缘光轴之间与所述衬底支撑件径向相交，以获取所述衬底的中心部分的中间温度测量。
22.根据权利要求1所述的室装置，还包括控制器，其可操作地连接到所述激光源，并响应记录在存储器上的指令以：
23.根据权利要求1所述的室装置，其中，所述激光源的波长在约700纳米和约900纳米之间，或约740纳米和约860纳米之间，或约780纳米和约820纳米之间。
24.根据权利要求1所述的室装置，其中，所述激光源的输出功率在约140瓦和约200瓦之间，或约150瓦和约190瓦之间，或约160瓦和约180瓦之间。
25.一种半导体处理系统，包括：
26.根据权利要求25所述的半导体处理系统，其中，所述温度传感器包括：
27.根据权利要求25所述的半导体处理系统，其中，所述温度传感器包括：
28.一种材料层沉积方法，包括：
29.根据权利要求28所述的方法，还包括使用从相对于所述衬底支撑件固定的热电偶和支撑在所述室主体上方并通过光轴光学耦合到所述衬底的高温计中的一个获取的温度测量来调节所述激光照射。
30.根据权利要求28所述的方法，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种室装置，包括：
2.根据权利要求1所述的室装置，其中，所述激光轴线以约150毫米和约200毫米之间或约151毫米和约170毫米之间或约151毫米和约155毫米之间的径向偏移与所述衬底支撑件相交。
3.根据权利要求1所述的室装置，还包括一个或多个透镜元件，所述透镜元件沿所述激光轴线布置，并通过所述室主体的上壁将所述激光源耦合到所述衬底的外围部分和所述衬底支撑件。
4.根据权利要求3所述的室装置，其中，所述透镜元件限定覆盖所述衬底的一部分和所述衬底支撑件的相邻部分的激光光斑。
5.根据权利要求4所述的室装置，其中，所述激光光斑的宽度在约5毫米和约50毫米之间，或约10毫米和约40毫米之间，或约15毫米和约30毫米之间。
6.根据权利要求3所述的室装置，其中，所述透镜元件限定焦点，其中焦点被限定在所述室主体的外部。
7.根据权利要求1所述的室装置，还包括反射器主体，所述反射器主体支撑在所述室主体上方，并且具有延伸穿过其中的激光孔径，其中，所述激光轴线延伸穿过激光孔径。
8.根据权利要求7所述的室装置，其中，所述激光孔径的宽度在约2毫米和约20毫米之间，或约4毫米和约15毫米之间，或约4毫米和约10毫米之间。
9.根据权利要求7所述的室装置，其中，所述激光孔径与所述衬底支撑件间隔开约10毫米和约100毫米之间，或约10毫米和约60毫米之间，或约10毫米和约40毫米之间。
10.根据权利要求7所述的室装置，还包括沿所述激光轴线布置且在所述反射器主体上方的透镜元件，其中透镜元件具有焦点，并且其中焦点被限定在所述激光孔径内。
11.根据权利要求1所述的室装置，还包括沿所述激光轴线布置的底座，其中底座限定穿过其中的孔，其将所述激光源光学耦合到所述衬底支撑件和衬底。
12.根据权利要求11所述的室装置，还包括：
13.根据权利要求12所述的室装置，还包括：
14.根据权利要求12所述的室装置，还包括连接到所述底座和透镜元件的互锁开关，其中互锁开关可操作地连接到所述激光源，以在透镜元件与底座分离时从激光源移除电力。
15.根据权利要求14所述的室装置，其中，所述互锁开关包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：高帆，高培培，王文涛，K·周，K·帕蒂尔，叶瀚，X·林，A·德莫斯，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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