[发明专利]具有收集器装置的热处理系统

说明书

本发明涉及一种具有收集器装置的热处理系统(100)，所述热处理系统(100)包括能够接收多个基板(10)的腔室(2)、位于所述腔室(2)的远侧部分中的进气路径(5)以及位于所述腔室(2)的近侧部分中的用于气体和/或在热处理期间产生的挥发性物质的出口路径(6)。所述热处理系统(100)在所述腔室(2)的所述近侧部分中包括收集器装置(200)，所述收集器装置限定与所述出口路径(6)连通的隔室，并且其中所述气体和所述挥发性物质旨在循环，以便促进所述挥发性物质在所述收集器装置(200)的内表面上沉积(7)。

技术领域

本发明涉及一种包括能够接收多个基板的腔室的热处理系统。所述系统设置有收集器装置，以便限制待排放气体的一部分在所述腔室的内壁上冷凝而形成的沉积物以及在卸载所述基板的步骤期间引起的特定污染物。

背景技术

硅或绝缘体上硅(SOI)基板通常用于生产微电子器件。众所周知，这样的基板包括布置在支撑基板上的有用的硅层和埋氧层。为了允许晶体管在所述基板上甚至更大的集成，基本部件的横向尺寸减小以及蚀刻薄度要求基板在晶体质量和层均匀性以及特定污染物方面不断提高质量。

为了生产SOI基板，特别是在固结结合界面的步骤或者整理有用的硅层和埋氧层的步骤期间，应用高温热处理。能够同时处理多个基板的热处理系统(特别是立式炉)特别适用于这种类型的步骤。如图1a所示，立式炉1主要由腔室2(或管)构成，在腔室2的内侧，支撑多个基板10的装载柱3能执行垂直平移运动，以便装载/卸载多个基板10并将它们保持在腔室2中。围绕腔室2布置的加热元件4以及用于新气体的至少一个进口路径5以及用于待排放气体的出口路径6也构成这种类型的炉。

作为示例，SOI基板可在惰性气氛下经历高温热处理(1100℃)，以便平滑硅的表面和/或溶解埋氧层(被称为BOX)的全部或部分。在这些处理条件下，观察到BOX由于溶解现象导致的厚度减小。气态一氧化硅(SiO)是所述溶解反应的产物。一氧化硅在被循环于立式炉1的腔室2中的传热气体流携带之前从SOI基板的表面以与溶解速度成比例的量朝向位于腔室2的底部处的炉的出口路径6(也被称为排气口)逸出。特别在由O.Kononchuck等人在Solid State Phenomena杂志第156–158卷(2010年)第69至76页发表的文献“Novel trendsin SOI Technology for CMOS applications”中报告了溶解现象。

在腔室2的底部中，气体在离开加热元件4的附近区域时逐渐冷却并朝向排气口6循环。因为SiO在传热气体中不是高度可溶的，所以它在炉1的底部的实心部分(主要是，腔室2的内壁、出口路径6的管道和基板10的装载柱3的下部(图1b))上冷凝到低于临界温度。所述沉积物7在基板10的整个处理过程中变厚并且能达到几微米的厚度。在由SiO、Si和SiO₂的混合物组成的情况下，它处于相当大的应力下并且在变得太厚时以刨花的形式分层。在炉1的装载和卸载阶段期间，装载柱3进入并离开腔室2，然后基板10直接进入腔室2的存在SiO沉积物7(图1c)的底部。后者的分层会引起对基板10的特定污染，这对其最终质量特别有害。

能抵靠腔室2的底部放置石英保护屏，以收集大部分的SiO沉积物7，由此确保炉1的腔室2的完整性。这些屏是牺牲的：它们能改变并且可以显著地延长腔室2的使用寿命，腔室2是热处理系统的需要长时间改变的极其昂贵部分。

然而，除非这些保护屏经常地改变(这在经济上是不可行的)，否则这些保护屏不能解决因SiO沉积物的分层引起的对基板10的特定污染的问题，因为基板10的装载柱3在装载和卸载步骤期间会继续靠近被污染的屏。

发明内容

本发明旨在解决前述缺陷的全部或部分。本发明的一个主题是一种设置有收集器装置的热处理系统，可以减少或消除沉积物在所述系统的腔室中、在基板运输区域中的存在，以便避免对所述基板的质量有害的特定污染。