CN101978481B - 热处理腔室中的晶片支撑件的温度测量及控制 - Google Patents

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Abstract

公开了在快速热处理过程中达成均匀加热或冷却基板的设备与方法。更明确地说，公开了在快速热处理过程中控制支撑基板的边缘环与/或反射体平板的温度以改善横跨基板的温度均匀性的设备与方法，其包括邻近边缘环以加热或冷却边缘环的热团或平板。

Description

热处理腔室中的晶片支撑件的温度测量及控制
技术领域
本发明大致关于半导体处理领域。更明确地说，本发明关于热处理半导体基板的方法与设备。
背景技术
由硅或其他晶片制造集成电路包括许多沉积层、光刻构图层与蚀刻图案化层的步骤。离子注入用来在半导体硅中掺杂有源区。制造工序还包括具有消除注入伤害与活化掺杂物的多种用途的晶片热退火、结晶化、热氧化与氮化反应、硅化反应、化学气相沉积、气相掺杂、热清洁与其他因素。虽然早期硅技术中的退火通常包括在退火炉中长时间加热多个晶片，但快速热处理(RTP)已经逐渐地用来满足更小电路特征结构的更迫切需求。RTP通常执行于单-晶片腔室中，RTP以来自高强度灯阵列的光照射晶片，光照向即将形成集成电路的晶片正面。辐射至少部分地由晶片吸收并快速地加热其至所欲高温，例如高于600℃或高于1000℃(某些应用中)。可快速地打开和关闭辐射加热以在相当短周期内(例如，一分钟或更短或甚至数秒钟)可控地且均匀地加热晶片。RTP腔室能够以约50℃/秒和更高(诸如，100℃-150℃/秒与200℃-400℃/秒)的速率均匀地加热晶片。RTP腔室中的一般上升-下降(冷却)速率在80-150℃/秒的范围内。RTP腔室中执行的某些处理需要横跨基板的温度变化小于几个摄氏度。
由于快速热处理每次作用于单一半导体上，最佳的加热与冷却手段对于最佳RTP效能来说是必需的。乐见在基板热处理过程中最佳化基板温度均匀性。温度均匀性在基板上提供一致的处理变量(诸如，层厚度、电阻率、蚀刻深度)给被温度活化的步骤，诸如薄膜沉积、氧化物生长与蚀刻。此外，基板温度均匀性是避免热压力引发的基板伤害(诸如，卷曲、缺陷产生与滑移)所必需的。例如，1150℃下，四英寸硅晶片上约5℃的中心至边缘温度差异会引发位错形成与滑移。其他因素也可能导致温度梯度。例如，由于对基板表面区域或空间的空间性修饰，基板具有不均匀的发射率。这些修饰可包括已经由光刻图案化的薄膜或局部掺杂区域，例如双极晶体管的埋层。此外，与处理腔室设计相关的局部气体冷却或加热效应以及处理过程中基板表面上发生的非均匀吸热或放热反应可导致基板温度梯度。乐见能提供改善温度均匀性的RTP腔室。
如上所示，RTP通常需要横跨基板的大体上均匀的温度分布。在目前的处理技术中，可通过控制热源(诸如，激光、灯阵列)来改善温度均匀性，热源用以在正面上加热基板而背侧上的反射表面将热反射回基板。发射率测量与补偿方法已经用来改善横跨基板的温度梯度。
随着半导体工业发展，也增加了RTP过程中对温度均匀性的要求。某些处理中，自基板边缘内约2mm起具有非常小的温度梯度是重要的。明确地说，必须在约200℃至约1350℃之间的温度以约1℃至1.5℃的温度误差加热基板。目前技术中，RTP系统难以达成此种均匀性，特别是接近基板边缘。RTP系统中，边缘环通常用来在周边附近支撑基板。边缘环与基板的部分重迭在基板边缘附近产生复杂的加热情况。一方面，基板在接近边缘处具有不同的热性质。这对于图案化基板或绝缘体上硅-(SOI)基板通常是显著的。另一方面，基板与边缘环在边缘处部分重迭，仅通过测量与调整基板温度难以达到边缘附近的均匀温度分布。取决于相对于基板的热与光性能的边缘环的热性能，基板温度分布通常在边缘处高或在边缘处低。
图1概要地说明RTP腔室中处理的基板的两种普遍温度分布。垂直轴代表基板上测量的温度。水平轴代表离开基板边缘的距离。分布1是边缘处高的分布，其中基板边缘具有最高的温度测量值。分布2是边缘处低的分布，其中基板边缘具有最低的温度测量值。难以在目前技术的RTP系统中消除基板边缘附近的温度误差。
晶片处理后，残余热量会残留在RTP腔室中。受到不利影响的部件之一为晶片支撑件(也称为边缘环)。为了避免热边缘环导致的晶片断裂/变形并改善晶片均匀性，在将晶片置于边缘环上之前必须先加热，而这造成整体产量的减少。必须将晶片加热接近至边缘环温度以避免断裂或变形。相反地，可冷却边缘环以达成所需的相同效果，即最小化边缘环与晶片之间的温度差异。
在晶片处理过程中发现控制边缘环温度的另一优点。可加热或冷却边缘环温度以最小化边缘环与晶片之间的温度差异。此控制可较佳地防止晶片与边缘环部分重迭造成的断裂。现今RTP灯组件因为辐射覆盖区域大于边缘环而无法达成此目标。热源可适以大体上仅辐射边缘环，以便改变边缘环加热好在整个处理循环过程中调和其相对晶片的变化辐射热特征。
因此，需要可用于RTP中改善温度均匀性的设备与方法。
发明内容
本发明实施例大致提供在快速热处理过程中达成更均匀加热基板的设备与方法。
一实施例中，处理基板的腔室包括腔室封围件，界定处理空间；基板支撑件，置于处理空间中；边缘环，置于基板支撑件上，边缘环设以在基板的周边上支撑基板；第一热源，设以加热基板；第二热源，配置为和致力于改变边缘环的温度；及邻近边缘环而配置的热团(heat mass)，其包括至少一通道，该通道包含加热或冷却热团的流体，所述边缘环和所述热团可相对于彼此移动，使得所述边缘环可被冷却和加热以减小所述边缘环和所述热团之间的温度差异，。
一实施例中，可独立地控制第二热源与热团的温度。实施例中，可通过配置边缘环接近热团来冷却边缘环。一实施例中，第二热源是辐射加热器、传导性热源、电阻式加热器、感应加热器与微波加热器之一。
某些实施例中，腔室还包括气体喷嘴，设以引导冷却气体朝向边缘环。一实施例中，第一热源与热团置于边缘环的相对侧边上。其他实施例中，第一热源与热团置于边缘环的相同侧边上。
一实施例中，热团包括反射体平板。热团的形状可为环形。
另一实施例中，快速热处理腔室包括腔室主体，界定腔室空间；温度受控的边缘环，置于腔室空间中，其中温度受控的边缘环在基板周边附近热耦接至受处理的基板；第一热源，主要设以改变基板温度；第二热源，设以致力于加热温度受控的边缘环；及邻近边缘环的平板，具有至少一通道，该通道包含气体或液体以加热或冷却平板，所述边缘环和所述平板可相对于彼此移动，使得所述边缘环可被冷却和加热以减小所述边缘环和所述平板之间的温度差异。
一实施例中，快速热处理腔室还包括冷却装置，设以冷却温度受控的边缘环。一实施例中，第一热源与平板置于温度受控的边缘环的相对侧边。一实施例中，通过紧密接近平板来冷却边缘环。一或更多实施例中，可独立地控制第一热源、第二热源与平板的温度。
本发明另一方面是关于均匀地加热或冷却基板至目标温度的方法，其包括将基板置于连接至第一热源的处理腔室中；热耦合基板周边至边缘环；以第一热源加热或冷却基板表面；以邻近边缘环的温度受控的平板维持边缘环于环温度下，环温度不同于目标温度，温度受控的平板包括含有气体或液体以加热或冷却平板的通道，所述边缘环和所述平板可相对于彼此移动，使得所述边缘环可被冷却和加热以减小所述边缘环和所述平板之间的温度差异。方法可还包括利用净化气体冷却边缘环。
附图说明
为了更详细地了解本发明的上述特征，可参照实施例(某些描绘于附图中)来理解本发明简短概述于上的特定描述。然而，需注意附图仅描绘本发明的典型实施例而因此不被视为其范围的限制因素，因为本发明可允许其他等效实施例。
图1概要地描绘RTP腔室中处理的基板的两种常见温度分布；
图2概要地描绘根据本发明一实施例的快速热处理系统的剖面图；
图3概要地描绘根据本发明另一实施例的快速热处理系统的剖面图；
图4概要地描绘根据本发明一实施例的边缘环的剖面图；及
图5是平板的俯视图，其具有通过平板的通道以提供通过通道的加热或冷却流体。
具体实施方式
本发明提供在快速热处理过程中帮助达成均匀加热基板的设备与方法。更明确地说，本发明实施例提供控制快速热处理过程中支撑基板的边缘环的温度以改善横跨基板的温度均匀性的设备与方法。
图2概要地描述根据本发明一实施例的快速热处理系统10的剖面图。快速热处理系统10包括界定处理空间14的腔室主体35，设以退火其中的盘形基板12。腔室主体35可由不锈钢制成并衬有石英。处理空间14由置于快速热处理系统10的石英窗18上的加热组件16辐射加热。一实施例中，石英窗18可为水冷式。
狭缝阀30可形成于腔室主体35的一侧上，提供基板12进入处理空间14的通道。气体入口44可连接至气源45以提供处理气体、净化气体与/或清洁气体至处理空间14。真空泵53可透过出口54流体连接至处理空间14以排空处理空间14。
接近腔室主体35的底部形成环形通道22。磁性转子21置于环形通道22中。管状立件(tubular riser)39坐落在磁性转子21上或以其他方式耦接至磁性转子21。基板12由置于管状立件39上的边缘环20在周围边缘处所支撑。磁性定子23位于磁性转子21外部并穿过腔室主体35磁耦合以引导磁性转子21旋转，从而引导边缘环20与支撑于其上的基板12的旋转。磁性定子23还设以调整磁性转子21的高度，由此举升受处理的基板12。其它的磁性旋转与悬浮信息可见于美国专利号6,800,833，其以参考资料并入本文中。
腔室主体35可包括接近基板12背侧的反射体平板27。反射体平板27具有面对基板12背侧的光学反射表面28以提高基板12的发射率。一实施例中，反射体平板27可为水冷式。反射表面28与基板12的背侧界定反射腔15。一实施例中，反射体平板27的直径稍微大于受处理的基板12的直径。例如，若快速热处理系统10设以处理12英寸基板，则反射体平板27的直径可约为13英寸。
可透过连接至净化气源46的净化气体入口48提供净化气体至反射体平板27。喷射至反射体平板27的净化气体有助于冷却反射体平板27，特别有助于在热量不反射回基板12的孔25附近冷却反射体平板。也认为净化气体可抵销沉积在高温计探针24与反射体平板27上的自上游处理产生的污染物的扩散。
一实施例中，外环19可耦接于腔室主体35与边缘环20之间以分隔反射腔15与处理空间14。反射腔15与处理空间14可具有不同的环境。
加热组件16可包括加热元件37的阵列。加热元件37阵列可为UV灯、卤素灯、激光二极管、电阻式加热器、微波功率加热器、发光二极管(LED)或任何其他适当的加热元件，单独或联合地。加热元件37的阵列可置于形成在反射体主体53中的垂直孔内。一实施例中，加热元件37可配置成六角形图案。冷却通道40可形成于反射体主体53中。冷却剂(例如，水)可由入口41进入反射体主体53，邻近垂直孔流过以冷却加热元件37的阵列，并自出口42离开反射体主体。
加热元件37的阵列连接至控制器52，其能够调节加热元件37阵列的加热效果。一实施例中，加热元件37的阵列可分为复数个加热群组，从而以多个同心区域加热基板12。可独立地控制各个加热群组以提供所欲的横跨基板12半径的温度分布。加热组件16的详细描述可见于美国专利号6,350,964与6,927,169，其以参考资料并入本文中。
本文所用的快速热处理或RTP指的是能够以约50℃/秒和更高(诸如，100℃至150℃/秒，与200℃至400℃/秒)的速率均匀地加热晶片的设备或处理。RTP腔室中的典型上升-下降(冷却)速率在80-150℃/秒的范围中。RTP腔室中执行的某些处理需要横跨基板的温度变化小于几个摄氏度。因此，RTP腔室必须包括灯或其他适当的加热系统与加热控制系统，其能够以高达100℃至150℃/秒与200℃至400℃/秒的速率加热，以将快速热处理腔室与其他类型的热腔室(不具有能够以这些速率快速加热的加热系统与加热控制系统)区别。
一实施例中，主要设以用来加热边缘环20的边缘环加热组件38可置于加热元件37阵列的外侧。边缘环加热组件38连接至控制器52，其可调节边缘环加热组件38的加热功率。可独立地控制边缘环加热组件38与加热元件37阵列，从而独立地控制边缘环20与基板12的温度。一实施例中，边缘环加热组件38可为加热元件37阵列的一加热群组。
快速热处理系统10还包括复数个热探针24，设以在不同径向位置测量基板12的热性质。一实施例中，复数个热探针24可为复数个高温计，热探针24光学耦接并置于复数个形成于反射体平板27中的孔25内，以侦测基板12的不同径向部分的温度或其他热性质。相似温度探针的详细描述可见于美国专利号5,755,511，其以参考资料并入本文中。复数个温度探针24连接至控制器52，其可实施闭回路控制以调节供应至加热元件37阵列的功率，好提供横跨基板12的特定径向热分布。
快速热处理系统10还包括边缘环热探针31，耦接并置于反射体平板27上接近边缘环20的孔32中。边缘环热探针31可为高温计，设以测量边缘环20的温度或其他热性质。边缘环热探针31连接至控制器52，控制器52连接至边缘环加热组件38。控制器52可单独利用边缘环热探针31的测量或搭配晶片探针24对边缘环加热组件38实施闭回路控制。一实施例中，可在热处理过程中与基板12无关地将边缘环20加热至所欲温度。
气体喷嘴47可接近边缘环20而配置以冷却边缘环20。一实施例中，气体喷嘴47可与净化气体入口48共用相同的净化气源46。气体喷嘴47可朝向边缘环20并喷出冷却气体(例如，氦)以冷却边缘环20。气体喷嘴47可透过阀49(可由控制器52所控制)连接至净化气源46。因此，控制器52于边缘环20的闭回路温度控制中可包括气体喷嘴47冷却作用。
可根据受处理的基板12的热性质设计边缘环20的热性质(诸如，热质量、发射率与吸收性)以改善基板温度分布。可通过选择不同材料、不同厚度与不同涂层来改变边缘环20的热性质。边缘环设计的详细描述可见于美国专利号7,127,367，其以参考资料并入本文中。一实施例中，边缘环20可由具有镍涂层的硅加以构成。
快速热处理过程中，可透过狭缝阀30将基板12传送至处理空间14并由边缘环20所支撑。磁性转子21可旋转基板12并将基板12置于所欲高度。大部分处理过程中，目标是快速均匀加热基板12至目标温度。本发明一实施例中，传送至基板12的热量主要来自加热元件37阵列的辐射以及来自边缘环20(加热至所欲温度)的传导与/或辐射。可通过控制加热元件37阵列与保持边缘环20于所欲温度(通常不同于基板12的目标温度)来达成横跨基板12的均匀温度分布。
可利用复数个热探针24来测量横跨基板12半径的温度来实施加热元件37阵列的控制。一实施例中，复数个热探针24可横跨反射体平板27(对应于基板12的半径)而均匀分布。由控制器52抽样来自复数个热探针24的测量温度。控制器52可利用测量温度来调节加热元件37阵列以使横跨基板12半径的温度变得均一。一实施例中，控制器52可按照复数个同心区域调节加热元件37阵列。按照多个区域控制加热元件的详细描述可见于美国专利号5,755,511与美国专利申请号11/195,395(美国专利公开号2006/0066193)，其以参考资料并入本文中。
一实施例中，边缘环20与基板12周边之间的热交换用来调节基板12边缘附近的温度分布。可通过基板12与边缘环20之间的传导与/或辐射来达成热交换。一实施例中，可通过加热边缘环20至不同于基板12的目标温度的温度来实施热交换。
一实施例中，可根据处理要求以及边缘环20与基板12两者的热性质来预设边缘环20的所欲温度。一实施例中，边缘环20的预设所欲温度与基板12的目标温度相差约10℃至约15℃。一实施例中，边缘环20的预设所欲温度高于基板12的目标温度。另一实施例中，边缘环20的预设所欲温度低于基板12的目标温度。可由热转移模式(传导、辐射、对流)或实验结果任一者来确定所欲的边缘环温度。任一情形中，基板与/或边缘环的光学性质有所改变并测量晶片的温度均匀性。这些实验的结果引导所欲的边缘环温度分布的预测以达成基板上最好的均匀性。
另一实施例中，边缘环20的所欲温度是动态的并可根据基板12与边缘环20的原位热测量加以调整。
可主要利用边缘环加热组件38来达成边缘环20的加热。可通过边缘环热探针31的测量来调整边缘环20的温度，从而由控制器52来达成闭回路控制。可通过调整边缘环加热组件38的功率源与/或来自气体喷嘴47的冷却气体的流率来达成边缘环20温度的调整。一实施例中，可使边缘环20过热并接着以来自气体喷嘴47的冷却气体冷却至所欲温度。
本发明的一实施例中，处理一基板之后且在下一基板进入之前，气体喷嘴47的冷却气体可用来冷却边缘环20至约100℃与约200℃之间。
本发明的方法可提供尖峰式退火低于2℃、3标准差(sigma)温度均匀性。本发明的方法提供高温浸入式退火(高达1350℃)低于1℃、3标准差温度均匀性。一实施例中，认为本发明的方法能够以约1℃至约1.5℃的温度误差在约200℃至约1350℃之间的温度下加热基板。
快速热处理系统10的边缘环加热元件38被描绘成复数个加热灯。其他适当的加热装置(诸如，固态加热器(即，LEDs)、激光加热器、感应式加热器与微波加热器、电子式加热器(例如，电阻式加热))可用于本发明的快速热处理系统中。
此外，可将边缘环加热元件置于其他适当位置，诸如边缘环下面、边缘环侧边上。图3概要地描绘边缘环加热元件51置于边缘环20下方的快速热处理系统100的剖面图。
另一实施例中，可在热处理过程中自背侧加热基板。示范性背侧加热腔室可包括边缘环，其经由周边支撑基板且正面(产物侧)向上。可将加热元件(相似于加热元件37)阵列置于边缘环下以致由背侧加热基板。可横跨基板半径且高于边缘环来设置复数个探针以在热处理过程中测量基板的温度分布。用于独立加热边缘环的边缘环加热器可设置于边缘环附近、边缘环下、边缘环上、或边缘环侧边上。可邻近边缘环设置边缘环探针，其设以测量边缘环的温度。控制器可连接至边缘环加热器、边缘环探针、加热元件阵列与复数个探针，以原位控制基板的温度分布与边缘环的温度。
图4概要地描绘根据本发明一实施例的边缘环110的剖面图。边缘环110具有倾斜的唇部111，设以支撑基板12。边缘环110经设计以减少与基板12的接触面积。通过减少基板12与边缘环110之间的接触面积，可简化基板12边缘附近的加热条件并减少边缘高/低效应。此外，减少接触面积也减少处理腔室中的微粒污染。
图5概要地描绘根据本发明一或更多实施例的反射体平板27，其中反射体平板27包含通道壁59所界定的通道58。这些实施例中，反射体平板27具有入口56与出口57，而液体或气体可沿着图示中显示的箭头路径流过反射体平板。其他实施例中，入口与出口是相反的，由此让液体或气体反向流过反射体平板。这些实施例的液体或气体可用来冷却反射体平板、加热反射体平板、或控制反射体平板的温度，从而可如下进一步描述般利用反射体平板来加热或冷却边缘环。
因此，根据一或更多实施例，图2与3显示的设备中，通过紧密接近反射体平板27来加热或冷却边缘环20，反射体平板27被加热或冷却至足以影响边缘环的温度以减少边缘环与反射体平板之间的温度差异。一实施例中，基板处理过程中，在基板与边缘环冷到(例如，约500℃)足以移除基板之后，自腔室移除基板并移动边缘环紧密接近反射体平板，其经冷却以冷却边缘环至接近约100℃的温度。冷却边缘环至约100℃可让新的室温基板随即置于冷却的边缘环上，其将提高基板处理产量。这也可通过移动反射体平板的部分紧密接近或触碰边缘环而加以达成。因此，可在处理的两个部分中控制边缘环温度：1)基板处理过程中，以控制晶片温度均匀性；及2)基板处理后，当晶片不在腔室中时冷却边缘环以提高产量。可利用基板支撑件(适以在腔室中向上与向下移动)达成边缘环接近加热/冷却板的移动。
因此，反射体平板是可用来改变边缘环温度的热团(thermal mass)。额外实施例中，可通过温度受控的气体与紧密接近温度受控的反射体平板的组合来加热或冷却边缘环20。其他实施例中，可提供分隔的热团或平板邻近边缘环20。某些实施例中，热团可位于反射体平板与边缘环之间。上述实施例中，乐见热团为超环面(toroid)或甜甜圈形状，以致热团不干扰反射体平板27。类似于上述实施例，可提供流体通道于热团中以让冷却或加热流体流过热团。
虽然上述集中在达成横跨基板的均匀温度分布，但也可利用本发明的设备与方法达成非均匀温度分布。
本说明中提及“一实施例”、“某些实施例”、“一或更多实施例”或“实施例”意指与实施例有关的特定特征、结构、材料或特性包含于本发明至少一实施例中。因此，本说明书不同位置出现的词汇(诸如，“一或更多实施例中”、“某些实施例中”、“一实施例中”或“实施例中”)并非一定代表本发明的相同实施例。再者，可在一或更多实施例中以任何适当方式结合特定的特征结构、结构、材料或特性。
虽然本文已经参照特定实施例描述本发明，但须理解这些实施例仅用来例示本发明的原理与应用。本领域技术人员可理解可对本发明的方法与设备进行不同修饰与变化而不悖离本发明的精神与范围。因此，本发明意图包括位于附属权利要求中的修饰与变化及其等效物。

Claims (14)

1.一种处理基板的腔室，其至少包括：
腔室封围件，界定处理空间；
基板支撑件，置于该处理空间中；
边缘环，置于该基板支撑件上，该边缘环设以在该基板的周边上支撑该基板；
第一热源，包括加热元件的阵列和反射体以加热该基板；
第二热源，设置为并致力于改变该边缘环的温度；
边缘环热探针和晶片热探针，所述第一热源，所述第二热源以及所述边缘环热探针和所述晶片热探针连接到控制器，以与所述基板无关地加热和冷却所述边缘环，并且最小化所述边缘环与所述晶片之间的温度差异；以及
热团，位于邻近该边缘环处，该热团包括至少一通道，该通道包含加热或冷却该热团的流体，所述边缘环和所述热团可相对于彼此移动，使得所述边缘环可被冷却和加热以减小所述边缘环和所述热团之间的温度差异，
其中该第一热源与该第二热源是可独立地控制的，其中该热团包括反射体平板。
2.如权利要求1所述的腔室，其中该第二热源与该热团的温度被独立地控制。
3.如权利要求1所述的腔室，其中该边缘环是通过将该边缘环定位于接近该热团处而加以冷却的，且该第二热源是辐射加热器、传导热源、电阻式加热器、感应加热器与微波加热器中的一种。
4.如权利要求1所述的腔室，还包括气体喷嘴，设以引导冷却气体朝向该边缘环。
5.如权利要求1所述的腔室，其中该第一热源与该热团置于该边缘环的相对侧边。
6.如权利要求1所述的腔室，其中该第一热源与该热团置于该边缘环的相同侧边。
7.如权利要求1所述的腔室，其中该热团的形状为超环面。
8.一种快速热处理腔室，其至少包括：
腔室主体，界定腔室空间；
温度受控的边缘环，置于该腔室空间中，其中该温度受控的边缘环在基板周边附近与受处理的基板热耦合；
第一热源，包括加热元件的阵列和反射体以主要改变该基板的温度；
第二热源，设以致力于加热该温度受控的边缘环；
边缘环热探针和晶片热探针，所述第一热源，所述第二热源以及所述边缘环热探针和所述晶片热探针连接到控制器，以与所述基板无关地加热和冷却所述边缘环，并且最小化所述边缘环与所述晶片之间的温度差异；以及
邻近该边缘环的平板，具有至少一通道，该通道包含气体或液体以加热或冷却该平板，所述边缘环和所述平板可相对于彼此移动，使得所述边缘环可被冷却和加热以减小所述边缘环和所述平板之间的温度差异，并且其中该第一热源、该第二热源与该平板的温度被独立地控制。
9.如权利要求8所述的快速热处理腔室，还包括冷却装置，设以冷却该温度受控的边缘环。
10.如权利要求9所述的快速热处理腔室，其中该第一热源与该平板置于该温度受控的边缘环的相对侧边。
11.如权利要求9所述的快速热处理腔室，其中该边缘环是通过紧密接近该平板而加以冷却的。
12.如权利要求10所述的快速热处理腔室，其中该平板的形状为超环面。
13.如权利要求10所述的快速热处理腔室，其中该平板包括反射体平板。
14.一种均匀加热或冷却基板至目标温度的方法，其至少包括：
将该基板放置于连接至第一热源的处理腔室中；
热耦合该基板的周边至边缘环；
用该第一热源加热或冷却该基板的表面，所述第一热源包括加热元件的阵列和反射体；
利用边缘环热探针检测所述边缘环的温度，并且利用晶片热探针检测所述基板的温度；
利用致力于加热和冷却所述边缘环的第二加热源来加热和冷却所述边缘环的温度；
利用连接到所述第一热源，所述第二热源，所述边缘环热探针以及所述晶片热探针的控制器，以利用独立于所述第一热源的所述第二热源来加热和冷却所述边缘环，并且最小化所述边缘环与所述晶片之间的温度差异；以及
用邻近该边缘环的温度受控的平板维持该边缘环于环温度下，该环温度不同于该目标温度，该温度受控的平板包括通道，该通道包含气体或液体以加热或冷却该平板，所述边缘环和所述平板可相对于彼此移动，使得所述边缘环可被冷却和加热以减小所述边缘环和所述平板之间的温度差异，并且其中维持该边缘环于该环温度下的步骤还包括用第二热源加热或冷却该边缘环，其中该第一与第二热源是可独立地控制的。
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