[发明专利]具有冷却系统的快速热处理系统

权利要求书

1.一种热处理系统，用于进行半导体工件的快速热处理，包括：

处理腔室；

工件支撑件，配置为支撑所述处理腔室内的工件；

热源，配置为加热所述工件；

温度测量系统，配置为产生指示所述工件的温度的数据；

冷却系统，配置为使冷却气体流过支撑在所述工件支撑件上的所述工件；和

控制器，配置为至少部分地基于指示所述工件的温度的所述数据来控制所述热源和所述冷却系统，以约300slm或更大的速率提供冷却气体流进入所述处理腔室，以减小热处理期间工件的t50峰宽。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述冷却系统包括：

分配板，轴向邻近所述工件支撑件定位，所述分配板具有平行于所述工件支撑件且垂直于所述轴向的表面，所述分配板具有轴向延伸穿过所述分配板的多个孔，所述分配板的所述多个孔中的每个孔与所述分配板的中心相距不同的径向距离；

盖板，轴向邻近所述分配板并且与所述工件支撑件相对定位；

轴环，轴向联接在所述分配板和所述盖板之间，所述轴环、所述分配板和所述盖板一起限定了内部腔室；和

气体供应部，联接到所述轴环以将来自气体源的所述冷却气体提供到所述内部腔室，

其中，所述控制器配置为在尖峰退火热处理期间控制所述冷却系统的所述气体供应部。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述多个孔中的每个孔具有相同的横截面积。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述多个孔随着距所述分配板的所述中心的径向距离减小而沿径向逐渐伸长，使得所述多个孔中的每个孔都沿相同的方位距离延伸。

5.如权利要求2所述的系统，其中，所述气体供应部包括入口板，所述入口板联接到所述轴环并在所述轴环的间隔开间隙距离的第一端和第二端之间沿方位方向延伸，所述入口板包括沿所述方位方向间隔开的多个入口开口。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述气体供应部还包括多个入口管，所述多个入口管中的每个入口管将所述多个入口开口中的相应一个入口开口连接到所述气体源。

7.如权利要求5所述的系统，其中，所述气体供应部还包括挡板，所述挡板沿所述间隙距离的至少一部分延伸并且与所述入口板径向向内间隔开，所述挡板具有多个扩散开口。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述挡板的所述多个扩散开口和所述入口板的所述多个入口开口沿所述方位方向间隔开，并且

其中，所述挡板的所述多个扩散开口与所述入口板的所述多个入口开口沿所述方位方向交替。

9.如权利要求2所述的系统，其中，所述盖板、所述分配板、所述轴环和所述气体供应部由石英材料构成。

10.一种用于进行尖峰退火快速热处理的方法，包括：

由一个或多个控制装置控制热源开始加热支撑在处理腔室中的工件支撑件上的工件；

由所述一个或多个控制装置接收来自温度测量系统的指示所述工件的温度的数据；

由所述一个或多个控制装置监测所述工件相对于温度设定点的温度；

由所述一个或多个控制装置至少部分地基于所述工件达到所述温度设定点而控制所述热源以停止加热所述工件；和

由所述一个或多个控制装置至少部分地基于所述工件达到所述温度设定点而控制冷却系统开始使冷却气体以约300slm或更大的速率流过所述工件，以减小所述工件的t50峰宽。