[发明专利]用于毫秒退火系统的气体流动控制

说明书

提供了用于热处理系统中的气体流动的系统和方法。在一些示例性实现方式中，毫秒退火系统的处理室内的气体流动模式可以通过实施如下方面中一者或更多者来改善：(1)改变气体注射入口喷嘴的方向、尺寸、位置、形状和布置或其组合；(2)使用晶片平板中的气体通道将毫秒退火系统的上室和下室连接；和/或(3)通过使用设置在半导体基板上方的衬板来减小处理室的有效体积。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月30日提交的标题为“Gas Flow Control forMillisecond Anneal System(用于毫秒退火系统的气体流动控制)”的美国临时专利申请序列号62/272804的优先权权益，其通过参引并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及一种热处理室，并且更具体地涉及用于处理基板例如半导体基板的毫秒退火热处理室。

背景技术

毫秒退火系统可以用在针对基板比如硅晶片的超快热处理的半导体处理中。在半导体处理中，快速热处理可以用作退火步骤来修复注入损伤(implant damage)、改善沉积层的质量、改善层界面的质量，以激活掺杂剂并实现其他目的，同时控制掺杂剂类别的扩散。

半导体基板的毫秒或超快速温度处理可以通过使用强烈且短暂的曝光以可超过每秒10⁴℃的速率加热基板的整个顶表面来实现。基板的仅一个表面的快速加热会在基板的整个厚度上产生大的温度梯度，而基板的块体仍保持曝光之前的温度。因此基板的块体用作散热器，从而实现顶表面的快速冷却速率。

发明内容

本公开的实施方式的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从该描述中了解，或者可以通过实施方式的实践来了解。

本公开的一个示例性方面涉及热处理系统。该热处理系统包括通过晶片平板与底部室分隔开的顶部室。该系统包括配置成为基板的热处理提供热量的多个热源。该系统包括配置成将气体注入处理室中的多个气体入口。气体入口的方向、尺寸、位置、形状或布置中的一者或多者配置成适于增大横穿所述晶片平板的层流。

本公开的另一示例性方面涉及毫秒退火系统。该毫秒退火系统包括具有通过晶片平板与底部室分隔开的顶部室的处理室。该系统包括配置成为基板的热处理提供闪光的一个或多个弧光灯。该系统包括配置成将气体注入处理室中的一个或多个气体入口。晶片平板具有至少一个气体通道。气体通道的长度大约等于处理室的宽度。

本公开的另一示例性方面涉及毫秒退火系统。该毫秒退火系统包括具有通过晶片平板与底部室分隔开的顶部室的处理室。该系统包括配置成为基板的热处理提供闪光的一个或多个弧光灯。该系统包括配置成将气体注入处理室中的一个或多个气体入口。该系统可以包括在晶片平板上方以平行关系设置的衬板。

本公开的又一示例性方面涉及用于热处理基板的系统、方法、装置及过程。

参照下面的描述和所附权利要求，各种实施方式的这些特征、方面和优点及其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施方式，并且与下面的描述一起用于说明相关原理。

附图说明

在说明书中参考附图针对本领域普通技术人员阐述了实施方式的详细讨论，其中：

图1描绘了根据本公开的示例性实施方式的示例性毫秒退火加热分布；

图2描绘了根据本公开的示例性实施方式的示例性毫秒退火系统的一部分的示例立体图；

图3描绘了根据本公开的示例性实施方式的示例性毫秒退火系统的分解图；

图4示出了根据本公开的示例性实施方式的示例性毫秒退火系统的截面图；

图5描绘了在根据本公开的示例性实施方式的毫秒退火系统中使用的示例性灯的立体图；