[發明專利]用以在處理腔室內支撐、定位及旋轉基板的設備與方法

有效

• 申請號: 201310043222.7
• 申請日: 2008-05-08
• 公開（公告）號: CN103151290A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 布萊克·凱爾梅爾;亞歷山大·N·勒納;約瑟夫·M·拉內什;凱達爾納什·桑格姆;庫赫斯特·索瑞伯基
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/67
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;鐘強

本申請是2008年5月8日提交的名稱為“AN?APPARATUS?AND?METHOD?FOR?SUPPORTING,POSITIONING?AND?ROTATING?A?SUBSTRATE?IN?A?PROCESSING?CHAMBER”、申請號為200880012921.2、國際申請號為PCT/US2008/063105的國際專利申請的分案申請。

技術領域

本發明大體上是有關半導體處理領域，且特別是關于半導體組件生產期間在處理腔室中支撐、定位或旋轉基板的設備和方法。

背景技術

集成電路已發展成復雜裝置，在集成電路的單一芯片上包括數百萬個晶體管、電容器和電阻器。芯片設計不斷演進而需要更快的電路和更高的電路密度，以滿足越來越多的精密生產工藝需求。一種常用的生產工藝為離子注入。

離子注入在形成晶體管結構至半導體方面尤其重要，且可在芯片制造期間實行多次。離子注入時，硅基板受帶電離子束(一般稱為摻雜物)轟擊。注入改變被注入了摻雜物的材料的性質，以獲得特殊電性能等級?？刂仆渡浠宓哪芰渴碾x子數量和基板通過能量束的次數，可決定摻雜物濃度。能量束大小通常決定摻雜物置入深度。摻雜物經加速達容許摻雜物穿過或注入薄膜至預定深度的能量大小。

離子注入時，經注入的薄膜常產生大量的內應力。為釋放應力及進一步控制注入形成的薄膜性質，薄膜一般經熱處理，例如退火。離子注入后退火一般是在快速熱處理(RTP)腔室中進行，RTP腔室使基板經非常短暫、但高度控制的熱循環處理，以在10秒內從室溫加熱基板到超過1000℃。RTP釋放注入引起的應力，并進一步改變薄膜性質，例如改變薄膜電性質。

一般來說，RTP腔室包括輻射熱源或燈、腔室主體和基板支撐環。燈一般裝設在腔室主體頂表面，讓燈產生的輻射能量照射腔室主體內支撐環支撐的基板。石英窗口一般置于腔室主體頂表面，以協助能量傳遞于燈與基板之間。支撐環一般包含碳化硅，且從腔室主體底部延伸而利用支撐環的外緣支撐基板。外接馬達用來轉動基板和支撐環，以補償燈產生的輻射能量照射整個基板表面的差異，以免基板加熱不均勻。一般來說，RTP工藝是在減小的壓力下進行，以減少基板的微粒和化學劑污染。

雖然RTP工藝可快速加熱及冷卻基板，但RTP工藝常會加熱整個基板厚度?；灞砻娓魈幖訜岵痪鶆蚴荝TP或其它傳統基板加熱工藝常面臨的問題。例如，支撐環接觸基板外緣的區域常發生溫度差異。輻射加熱源照射基板頂表面(基板頂表面的不同表面區段包括不同裝置材料)也會造成基板溫度差異。不同裝置材料在不同溫度下的發射率范圍廣泛。再者，用來支撐與旋轉基板與組件的軸承是基板污染與微粒產生的可能來源。

因此，需有改良系統，以于退火處理期間支撐、定位或旋轉基板，而不需直接接觸基板。

發明內容

大致上提出用于支撐、定位與旋轉基板的設備與方法。一實施例中，提出基板支撐組件。組件包括設以提供第一氣流以提高基板的底板、至少部分圍繞基板的溫度受控的熱邊緣阻擋件、及讓基板置于熱邊緣阻擋件內的通路。底板可由諸如石英或藍寶石的透明材料構成。底板可具有用以引導第一氣流的多個第一穿孔。組件還可包括置于底板下方且與底板接觸的下底板，且下底板可具有第一通道以引導第一氣流至多個穿孔?？赏ㄟ^多個第二穿孔提供真空，而下底板可具有第二通道以引導真空至多個第二穿孔。溝槽還可用來引導第一氣流與提供真空。用于定位基板的裝置可包括多個空氣軸承邊緣輥與氣穴，空氣軸承邊緣輥可具有用以浮動于第二氣流上的套管，而氣穴可具有高壓井(well)與低壓井。底板還可具有多個第一斜向穿孔與多個第二斜向穿孔，多個第一斜向穿孔用以引導第三氣流來旋轉基板，而多個第二斜向穿孔以相對角度傾斜并用以引導第四氣流。還可通過應用氣流氣穴來取得基板的旋轉，氣流氣穴可具有高壓井與低壓井。