在激光處理系統中的周圍層氣流分布技術方案

本發明專利技術公開一種用于使半導體基板退火的方法及設備。設備具有退火能量源及基板支撐件以及遮蔽構件，所述遮蔽構件設置于退火能量源與基板支撐件之間。遮蔽構件為實質平坦構件，所述實質平坦構件具有比在基板支撐件上處理的基板大的尺寸，窗覆蓋所述實質平坦構件中的中心開口。中心開口具有氣體入口門及氣體出口門，所述氣體入口門及氣體出口門各自分別與氣體入口氣室及氣體出口氣室流體連通。連接構件設置于中心開口附近，且所述連接構件將窗固持于中心開口上方。連接構件中的連接開口分別經由氣體入口導管及氣體出口導管與氣體入口氣室及氣體出口氣室流體連通，所述氣體入口導管及氣體出口導管穿過連接構件形成。

Airflow distribution in the surrounding layer in a laser processing system

The invention discloses a method and a device for annealing semiconductor substrate. The utility model is characterized in that the utility model is provided with an annealing energy source, a substrate support and a shielding component. The shielding member is a substantially flat member having a substantially larger size than the substrate disposed on the substrate support, and the window covers the central opening in the substantially flat member. The gas inlet door and the gas outlet door are respectively communicated with the gas inlet chamber and the gas outlet chamber. The connecting member is arranged near the central opening, and the connecting component is fixed on the top of the central opening. Connecting openings are fluid through the gas conduit and the gas outlet conduit entrance and the gas entrance gas chamber and a gas outlet is communicated with the air chamber member, the gas entrance tube and gas outlet duct passing through the formation of the connecting member.

【技術實現步驟摘要】
本申請是申請日為2011年7月29日申請的申請號為201180067926.7，并且專利技術名稱為“在激光處理系統中的周圍層氣流分布”的專利技術專利申請的分案申請。
本文所公開實施例涉及用于制造半導體器件的方法及設備。更具體地說，本專利技術公開使半導體基板退火的設備及方法。
技術介紹
熱退火為半導體制造中常用技術。通常在基板上執行材料處理，引入欲包括于基板中的材料，隨后，使基板退火，以改進材料發生變化的基板的性質。典型的熱退火工藝包括：將局部基板或整個基板加熱至退火溫度達一段時間。在熱退火過程中，引入至基板的材料通常會遷移至整個基板，但一些材料可能揮發進入基板上方的蒸汽空間。這些材料可能具有諸如磷、砷及其它潛在有毒元素，必須在排氣進入環境中之前自蒸汽空間移除所述元素。另外，會與基板材料反應的大氣成分(諸如，氧)通常會被排除于處理環境之外，以免與基板發生不想要的反應。通常，腔室外殼用以調節處理環境且限制任何潛在有毒氣體釋放。用惰性氣體連續凈化腔室蒸汽空間后，所述惰性氣體被抽入減弱系統中，從而產生大流量的待洗滌氣體。另外，使用腔室的需求也加諸了其它限制，諸如密封通向腔室內部的工廠入口，從而增加了整個系統的成本。因此，仍需要有效率且成本有效的設備及方法，來調節經歷熱退火工藝的基板周圍的處理環境。
技術實現思路
本專利技術公開一種用于使半導體基板退火的設備。設備具有退火能量源、基板支撐件以及遮蔽構件，所述遮蔽構件設置于退火能量源與基板支撐件之間。遮蔽構件為實質平坦構件，所述實質平坦構件具有比在基板支撐件上處理的基板大的尺寸，窗覆蓋所述實質平坦構件的中心開口。中心開口具有氣體入口門及氣體出口門，所述氣體入口門及氣體出口門各自分別與氣體入口氣室及氣體出口氣室流體連通。連接構件設置于中心開口附近，且所述連接構件將窗固持于中心開口上方。連接構件中的連接開口分別經由氣體入口導管及氣體出口導管與氣體入口氣室及氣體出口氣室流體連通，所述氣體入口導管及氣體出口導管穿過連接構件形成。遮蔽構件具有兩個平板，所述兩個平板緊固在一起，以在遮蔽構件內形成氣體入口氣室及氣體出口氣室。可通過在遮蔽構件的一個平板中形成凹槽，在中心開口提供超過一個氣體入口門及氣體出口門。一組凹槽鄰接窗以形成氣體入口門，而另一組凹槽鄰接另一平板以形成氣體出口門。提供多個開口穿過遮蔽構件，以使氣體流入遮蔽構件與基板或基板支撐件之間的空間。一種熱處理基板的方法包含以下步驟：在基板表面的局部限定處理區域，處理區域具有比基板表面小的尺寸；用遮蔽構件封閉處理區域，所述遮蔽構件限定緊鄰于處理區域的處理容積；使第一凈化氣體流經處理容積；以及導引退火能量穿過處理容積至處理區域。可通過遮蔽構件上與處理容積間隔開來的開口提供第二凈化氣體，以使第一凈化氣體及第二凈化氣體自處理容積徑向向外流經遮蔽構件與基板支撐件之間的空間。附圖說明因此，可詳細理解本專利技術的上述特征結構的方式(即上文簡要概述的本專利技術的更特定描述)，可參照實施例而得到，一些實施例圖示于附圖中。然而，應注意到，附圖僅圖示本專利技術的典型實施例，因此不應被視為本專利技術范圍的限制，因為本專利技術可允許其它同等有效的實施例。圖1為根據一個實施例的退火設備的等角視圖。圖2A為根據另一實施例的遮蔽構件的透視圖。圖2B為圖2A的遮蔽構件的橫截面圖。圖2C為圖2A的遮蔽構件沿不同剖面線的橫截面圖。為了促進理解，在可能的情況下，相同元件符號代表諸圖所共有的相同元件。已考慮在一個實施例中所公開的元件可被利用于其它實施例中，而無需特定敘述。具體實施方式圖1為用于使半導體基板熱退火的新穎設備100的等角視圖。退火設備100具有退火能量源108、基板支撐件110及遮蔽構件112，所述遮蔽構件112設置于基板支撐件110與退火能量源108之間。基板支撐件110可設置于基座102上，且退火能量源108可安裝于支撐板106上，所述支撐板106又可安裝于壁104上，而所述壁104立于基座102之上。退火能量源108可為輻射源(諸如，激光)，且所述退火能量源108通常產生退火能量118，所述退火能量118經由遮蔽構件112中的開口116導向基板支撐件110。在一個實施例中，退火能量源108可包含兩個激光，所述兩個激光適用于提供定制退火能量。例如，第一激光可提供預加熱能量，而第二激光提供退火能量。遮蔽構件112由一或多個托架114緊固至支撐板106，所述托架114將遮蔽構件112相對于退火能量源108固持于固定位置，以使退火能量118始終通過開口116。托架可配置成需要時可移除遮蔽構件112以進行清潔，且可安裝所述遮蔽構件112或另一個實質相同的遮蔽構件112。通常，設置于基板支撐件110上的基板會大于開口116但小于遮蔽構件112。通過移動基板支撐件110將基板中的連續部分定位，以接收穿過開口116的退火能量118。基板支撐件110可為由控制器120操作的精確x-y平臺。圖2A為根據另一個實施例的遮蔽構件200的透視圖。遮蔽構件200可用于圖1中的設備100。遮蔽構件200具有實質平坦構件202，所述實質平坦構件202由第一平板204及第二平板206形成，所述平板可由緊固件208緊固在一起。在一個實施例中，可鉆螺紋孔以容納螺絲。實質平坦構件202中的開口220允許凈化氣體穿過實質平坦構件202提供至遮蔽構件200與基板之間的空間，如圖1所示，所述基板設置于遮蔽構件下方的基板支撐件上。盡管在圖2A中顯示有兩個開口220，事實上可提供任何數量的開口220。在一些實施例中，開口220可按同心圓配置呈列。具有同心開口220列的遮蔽構件200(其中至少一個列設置于遮蔽構件200的中心區附近，且一個列設置于周邊附近)，可支持自遮蔽構件200與工作表面(諸如，圖1的平臺110)之間差別泵送氣體。具有不同流速的真空源可耦接至不同列以實現差別泵送。具有低流速的真空源可耦接至周邊列，而具有高流速的真空源可耦接至中心列。如圖1所示，實質平坦構件202具有中心開口116，所述中心開口116允許退火能量通過遮蔽構件200且輻射基板。窗214覆蓋實質平坦構件202的中心開口116。連接構件210設置于實質平坦構件202的中心開口116附近，且所述連接構件210可將窗214附接至第一平板204。連接構件210具有中心開口212，所述中心開口212對齊于實質平坦構件202的中心開口116。在一些實施例中，連接構件210的中心開口212與實質平坦構件202的中心開口116共軸。另外，中心開口212的半徑可與實質平坦構件202的中心開口116的半徑實質相同。中心開口212的半徑也可大于或小于實質平坦構件202的中心開口116的半徑。如圖1所示且如下文進一步描述，在連接構件210的表面中提供氣體入口218及氣體出口216，以允許凈化氣體提供至窗與基板之間的空間，所述基板設置于基板支撐件上。可使用緊固件222將連接構件210緊固至實質平坦構件202，所述緊固件222可為螺絲。圖2B為圖2A的遮蔽構件200局部的橫截面圖。來自圖1的退火能量118圖示為通過窗214且輻射基板240。連接構件210表面中的氣體入口218與氣體入口導管236及氣體入口氣室228流體連通，所述氣體入口氣室228環繞中心開口116。形成于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于熱退火設備的遮蔽件，所述遮蔽件包含：平坦構件，所述平坦構件具有：中心開口，所述中心開口穿過所述平坦構件，所述中心開口具有壁，所述壁具有氣體入口門及氣體出口門，所述氣體入口門與形成于所述平坦構件中的氣體入口導管和氣體入口氣室流體連通，而所述氣體出口門與形成于所述平坦構件中的氣體出口導管和氣體出口氣室流體連通，其中所述中心開口具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端一起限定垂直于所述平坦構件的軸，并且其中所述氣體入口門定位于緊鄰所述中心開口的所述第一端，且所述氣體出口門與所述中心開口的所述第一端和所述第二端間隔開來。

【技術特征摘要】
2011.02.21 US 61/444,9731.一種用于熱退火設備的遮蔽件，所述遮蔽件包含：平坦構件，所述平坦構件具有：中心開口，所述中心開口穿過所述平坦構件，所述中心開口具有壁，所述壁具有氣體入口門及氣體出口門，所述氣體入口門與形成于所述平坦構件中的氣體入口導管和氣體入口氣室流體連通，而所述氣體出口門與形成于所述平坦構件中的氣體出口導管和氣體出口氣室流體連通，其中所述中心開口具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端一起限定垂直于所述平坦構件的軸，并且其中所述氣體入口門定位于緊鄰所述中心開口的所述第一端，且所述氣體出口門與所述中心開口的所述第一端和所述第二端間隔開來。2.如權利要求1所述的遮蔽件，所述遮蔽件進一步包含窗，所述窗覆蓋所述中心開口，其中所述平坦構件包含第一平板及第二平板，所述窗在所述第一平板處覆蓋所述中心開口，且所述氣體入口導管及氣體出口導管延伸至所述第一平板中的開口，其中分割器設置在所述開口之間。3.如權利要求2所述的遮蔽件，其中所述中心開口具有：多個氣體入口門，所述多個氣體入口門由氣體入口氣室連接，所述氣體入口氣室形成于所述第一平板與環形連接構件之間，所述環形連接構件將所述窗附接至所述第一平板，其中所述環形連接構件是塑料或陶瓷的，及多個氣體出口門，所述多個氣體出口門由氣體出口氣室連接，所述氣體出口氣室形成于所述第一平板與所述第二平板之間。4.如權利要求1所述的遮蔽件，所述遮蔽件進一步包含環形連接構件及窗，所述環形連接構件附接至所述平坦構件呈共軸關系，所述窗設置于所述平坦構件與所述環形連接構件之間且所述窗覆蓋所述中心開口。5.如權利要求4所述的遮蔽件，其中所述中心開口具有氣體入口門及氣體出口門，所述氣體入口門與所述平坦構件的所述氣體入口導管流體連通，所述氣體出口門與所述平坦構件的所述氣體出口導管流體連通。6.如權利要求1所述的遮蔽件，其中所述中心開口具有第一端及第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：斯蒂芬·莫法特，阿倫·繆爾·亨特，
申請(專利權)人：應用材料公司，
類型：發明
國別省市：美國;US