[发明专利]用以在处理腔室内支撑、定位及旋转基板的设备与方法

说明书

本申请是2008年5月8日提交的名称为“AN APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING,POSITIONING AND ROTATING A SUBSTRATE IN A PROCESSING CHAMBER”、申请号为200880012921.2、国际申请号为PCT/US2008/063105的国际专利申请的分案申请。

技术领域

本发明大体上是有关半导体处理领域，且特别是关于半导体组件生产期间在处理腔室中支撑、定位或旋转基板的设备和方法。

背景技术

集成电路已发展成复杂装置，在集成电路的单一芯片上包括数百万个晶体管、电容器和电阻器。芯片设计不断演进而需要更快的电路和更高的电路密度，以满足越来越多的精密生产工艺需求。一种常用的生产工艺为离子注入。

离子注入在形成晶体管结构至半导体方面尤其重要，且可在芯片制造期间实行多次。离子注入时，硅基板受带电离子束(一般称为掺杂物)轰击。注入改变被注入了掺杂物的材料的性质，以获得特殊电性能等级。控制投射基板的能量束的离子数量和基板通过能量束的次数，可决定掺杂物浓度。能量束大小通常决定掺杂物置入深度。掺杂物经加速达容许掺杂物穿过或注入薄膜至预定深度的能量大小。

离子注入时，经注入的薄膜常产生大量的内应力。为释放应力及进一步控制注入形成的薄膜性质，薄膜一般经热处理，例如退火。离子注入后退火一般是在快速热处理(RTP)腔室中进行，RTP腔室使基板经非常短暂、但高度控制的热循环处理，以在10秒内从室温加热基板到超过1000℃。RTP释放注入引起的应力，并进一步改变薄膜性质，例如改变薄膜电性质。

一般来说，RTP腔室包括辐射热源或灯、腔室主体和基板支撑环。灯一般装设在腔室主体顶表面，让灯产生的辐射能量照射腔室主体内支撑环支撑的基板。石英窗口一般置于腔室主体顶表面，以协助能量传递于灯与基板之间。支撑环一般包含碳化硅，且从腔室主体底部延伸而利用支撑环的外缘支撑基板。外接马达用来转动基板和支撑环，以补偿灯产生的辐射能量照射整个基板表面的差异，以免基板加热不均匀。一般来说，RTP工艺是在减小的压力下进行，以减少基板的微粒和化学剂污染。

虽然RTP工艺可快速加热及冷却基板，但RTP工艺常会加热整个基板厚度。基板表面各处加热不均匀是RTP或其它传统基板加热工艺常面临的问题。例如，支撑环接触基板外缘的区域常发生温度差异。辐射加热源照射基板顶表面(基板顶表面的不同表面区段包括不同装置材料)也会造成基板温度差异。不同装置材料在不同温度下的发射率范围广泛。再者，用来支撑与旋转基板与组件的轴承是基板污染与微粒产生的可能来源。

因此，需有改良系统，以于退火处理期间支撑、定位或旋转基板，而不需直接接触基板。

发明内容

大致上提出用于支撑、定位与旋转基板的设备与方法。一实施例中，提出基板支撑组件。组件包括设以提供第一气流以提高基板的底板、至少部分围绕基板的温度受控的热边缘阻挡件、及让基板置于热边缘阻挡件内的通路。底板可由诸如石英或蓝宝石的透明材料构成。底板可具有用以引导第一气流的多个第一穿孔。组件还可包括置于底板下方且与底板接触的下底板，且下底板可具有第一通道以引导第一气流至多个穿孔。可通过多个第二穿孔提供真空，而下底板可具有第二通道以引导真空至多个第二穿孔。沟槽还可用来引导第一气流与提供真空。用于定位基板的装置可包括多个空气轴承边缘辊与气穴，空气轴承边缘辊可具有用以浮动于第二气流上的套管，而气穴可具有高压井(well)与低压井。底板还可具有多个第一斜向穿孔与多个第二斜向穿孔，多个第一斜向穿孔用以引导第三气流来旋转基板，而多个第二斜向穿孔以相对角度倾斜并用以引导第四气流。还可通过应用气流气穴来取得基板的旋转，气流气穴可具有高压井与低压井。