CN101999164A - 用于批量非接触材料特性鉴定的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于执行非接触材料特性鉴定的设备包括适于保持多个衬底(12)的晶片载体(10)以及材料特性鉴定装置(20)，例如执行光致发光光谱分析的装置。该设备适于对晶片载体(10)的至少一部分，包括设置在其上的衬底(12)执行非接触材料特性鉴定。

Description

用于批量非接触材料特性鉴定的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2009年2月12日提交的美国申请No.12/370044以及2008年2月15日提交的美国临时专利申请No.61/066074的权益，在此通过引用将其公开内容并入到本文中。
背景技术
已知各种非接触材料特性鉴定技术，并且这些技术通常用于测量半导体晶片。非接触材料特性鉴定技术包括：X射线衍射(“XPD”)、涡流测量和光致发光光谱分析等。例如，光致发光光谱分析是这样一种技术，其中将光从泵浦束引导到诸如半导体晶片的样本上。这种光可能首先被材料吸收，然后消散掉，例如通过光发射而消散掉(也称为“发光”)。借助于收集光学系统测量发光的强度和光谱成分，可以搜集到各种重要的材料特性。通过光致发光揭示的这种特性包括：确定带隙、材料质量(包括杂质和缺陷的浓度)、不同半导体层的组分以及很多其他特性。分析数据的一种有用方式可以包括绘制作为波长函数的光致发光强度。然后可以测量并绘制半极大值全宽度(“FWHM”)。
当前，这种材料特性鉴定技术是在形成半导体晶片的外延生长设备外部执行的。通常，将晶片从外延生长设备中取出并放入到晶片盒中。然后使晶片盒轮转，并逐个地对晶片执行非接触材料特性鉴定技术，每次测试一个晶片。这一过程花费大量的时间。
进一步造成当前处理时间增加的因素是，除了主工艺室之外，典型的处理设备还使用了被称为“负载锁”的室。将衬底或保持很多衬底的晶片载体插入负载锁中并使其与负载锁中与外延生长工艺兼容的惰性气氛达到平衡。一旦衬底与负载锁中的惰性气氛处于平衡，打开负载锁和工艺室自身之间的门，将衬底推进到工艺室中。在处理之后，通过负载锁从工艺室取出衬底。向外延生长设备中多次送入和取出要花费相当多的时间，这又减慢了过程。
对于光致发光技术，例如，通常将晶片放在台上，并按照光栅扫描或向外螺旋的方式移动泵浦束和收集光学系统。即，对于光栅扫描而言，沿着从晶片的一端到另一端的第一方向在表面上线性移动泵浦束和收集光学系统。在晶片上完整扫描第一条线之后，垂直于第一方向将泵浦束和收集光学系统移动小的增量距离，然后它们继续平行于第一条线并与其相邻地在表面上进行线性扫描。重复这一过程，直到已经扫描了整个晶片表面为止。这种技术类似于例如从左至右地阅读页面上的各行文本并逐步从顶部行移动到底部。然而，对于向外螺旋的方式而言，泵浦束和收集光学系统在晶片中心开始扫描，然后从中心向外螺旋行进，直到已经扫描了整个晶片表面为止。
上述执行非接触材料特性鉴定技术的现有方法可能效率非常低。尤其是要在一组半导体晶片上执行多次工艺的情况下，由于在每次工艺之间都进行材料特征鉴定，因此要花费大量的时间来完成整个过程。具体而言，如下操作会非常耗时：首先在完成一次工艺之后从外延生长设备取出所有晶片，然后一次对一个晶片进行测试，然后在晶片载体上重新定位晶片并将晶片引入到相同或不同的设备中以便进行进一步的处理。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种用于对衬底执行非接触材料特性鉴定的设备。根据本发明这个方面的设备最好包括晶片载体和非接触材料特性鉴定装置。晶片载体最好具有顶表面，构造和设置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底。最好构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术。
该设备还可以包括具有负载锁的外延生长设备。最好构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体设置在所述外延生长设备的负载锁之内时执行非接触材料特性鉴定技术。
计算装置可以连接到非接触材料特性鉴定装置并连接到外延生长设备。优选构造和设置计算装置以处理来自非接触材料特性鉴定装置的数据。此外，计算装置可以用于基于计算装置处理的数据调节外延生长设备中的条件。
所述非接触材料特性鉴定装置可以包括用于执行光致发光光谱分析的装置。
本发明的其他方面提供了用于对衬底执行非接触材料特性鉴定的方法。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的设备的示意图。
图2是外延生长设备和负载锁与根据本发明的一个实施例的设备结合的示意图。
具体实施方式
在描述附图中示出的本发明的优选实施例时，为了清楚将使用特定术语，在附图中类似的附图标记表示类似的元件。然而，本发明并非旨在限于所选的特定术语，应当理解的是，每个特定术语包括以类似方式工作来实现类似目的的所有技术等效物。
图1中示出了根据本发明的一个实施例的设备。晶片载体10被示为保持多个衬底，例如晶片12。晶片12优选由诸如凹腔(pocket)的结构(未示出)保持。优选地，晶片载体10的形状大致为圆形，尽管这不是必需的，载体10优选由诸如石墨的材料构成。
晶片载体10被示为安装在转轴14上，转轴14可以绕着轴15在旋转控制装置，例如电动机16的影响下旋转。电动机16优选连接至控制装置18，下文将详细论述。电动机16优选适于精确控制晶片载体10的角位置和旋转速度。针对这种应用的有用电动机16可以包括例如步进电动机和伺服系统。
将转轴14和晶片载体10之间的连接(未示出)设计成使得晶片载体10可以可释放地与转轴14配合。优选将该连接配置成使得可以将晶片载体10固定到转轴14，从而晶片载体10和转轴14可以以固定的角关系旋转。还优选将该连接配置成允许晶片载体10容易与转轴14分开，从而能够移动晶片载体10。
如图2示意性地示出，晶片载体10被示为处于外延生长室100的负载锁102中。负载锁102装备有室门104和外门106。在室门104打开时，负载锁102内的内部空间与外延生长室100的内部空间相通。在门104关闭时，负载锁102与外延生长室100隔离。在门106打开时，负载锁102向设备的外部开放，最典型地，向室内空气开放。负载锁102内的内部空间连接到基本为惰性气体的源，使得负载锁102内的内部空间可以维持在基本为惰性气体的气氛下。如本公开中使用的，术语“基本为惰性气体”是指在负载锁中的主要条件下不与衬底或设置在衬底上的层发生实质有害反应的气体。仅仅作为举例，对于承载III-V半导体层的典型衬底而言，可以采用诸如氮、氢、VIII族惰性气体等气体或这些气体的混合物。
可以在负载锁102内提供输送机(未示出)，输送机被配置成在室门104打开时将晶片载体10移入到外延生长室100中或从其中移出晶片载体10。输送机可以包括任何类型的能够操作晶片载体10的机械元件，例如机器臂、线性滑道、拾取放置机构、移动链或带或这些元件的组合。
在本发明设备的优选使用期间，执行以下步骤以对晶片12执行非接触材料特性鉴定技术。在晶片12上完成一个周期的外延生长处理之后，打开门104并从转轴116拆卸晶片载体10。然后由输送机将载体10从外延生长室100移入到负载锁102中。然后将载体10配合到转轴16。如下文详细所述，当在负载锁102内如此设置晶片载体10时，执行至少一种非接触材料特性鉴定技术。
要指出的是，通过在晶片载体10处于负载锁102中的同时执行非接触材料特性鉴定测量，将优选地减少衬底的总体处理时间。具体而言，消除了通过门106将载体10移入和移出负载锁102以对衬底进行测试所需的时间量。还消除了使负载锁102中的气氛达到平衡所需的额外时间，因为在测试期间不需要从负载锁102中取出晶片载体10且不需要打开外门106。
在负载锁102中执行材料特性鉴定技术的另一好处是可以使用从测试收集的信息来控制一个或多个处理。例如，可以由与外延生长设备集成的编程的计算装置来处理收集的信息。计算装置可以连接到控制装置18或与控制装置18合并。优选使计算装置与外延生长设备集成，使得基于计算装置收集的信息，可以调节生长室100中的条件以优化用于后续衬底组的条件。可选或附加地，计算装置可以使用通过非接触测量获得的信息来调节要在后续步骤中(例如在工艺室100或在不同的工艺室中进行的进一步处理期间)对这一特定载体10上的衬底施加的处理。
在典型的外延生长设备中，首先从外延生长设备中取出晶片12，然后在远程实验室中对它们进行测试，之后可以使用测试数据优化生长室中的条件。执行那些步骤所用去的时间造成严重的“循环延迟”，因为在基于材料特性鉴定测试修改条件之前，可能已经在生长室中在先前处理条件下执行了若干次处理。相反，通过在负载锁102中执行材料特性鉴定技术并从而迅速提供信息以控制后续处理，本发明的设备减少了任何这种“循环延迟”。
现在将论述用于执行根据本发明优选实施例的非接触材料特性鉴定的机制。再次参考图1，图示安装于晶片载体10上方的是非接触材料特性鉴定装置，例如光致发光装置20。光致发光装置20可以包括泵浦束发射器22和收集光学系统24。泵浦束发射器22可以被配置成在晶片载体10的顶表面40上投射精确界定的光束，使得光可以被反射回收集光学系统24，或者使得可以由收集光学系统24测量载体10顶表面40的材料发光。
光致发光装置20优选被配置成精确控制所发射光束的频率。对光致发光系统的各种参数例如发射光的频率的精确控制将优选使得整个系统更加精确。此外，可以改变从泵浦束发射器22发射的光的频率，以便针对不同的半导体层进行分析。即，因为半导体中具有不同带隙的不同层将吸收不同频率的光，所以可以通过选择要被该层吸收的适当频率的光来针对不同的半导体层进行分析。
如上所述的光致发光装置20本身是一种常规装置。
根据本发明的优选实施例，装置20优选安装到平移机构30，所述平移机构30用于沿着引导设备，例如导轨32平移光致发光装置20。平移机构30可以包括任何已知的用于沿至少一个维度平移装置的机构。适当的平移机构30例如可以包括线性致动器、皮带传动装置、螺杆传动装置等。
优选地，将平移机构30和导轨32设置成使得光致发光装置20可以扫描晶片载体10的至少一部分。在图1所示的实施例中，将平移机构30和导轨32设置成使得光致发光装置20可以在晶片载体10顶表面40上沿一个维度来回平移。具体而言，在所示的实施例中，光致发光装置20优选相对于轴15沿径向扫描顶表面40，在晶片载体10的中心42和外缘44之间移动。通过这种方式，装置20可以扫描晶片载体10的整个顶表面40。即，光致发光装置20可以从例如晶片载体10的中心42沿径向到边缘44扫描横穿顶表面40的线。一旦装置20到达边缘44，电动机16优选将晶片载体10绕着轴15旋转小的度数增量。装置20然后再次扫描，例如从边缘44到中心42。重复该过程，光致发光装置20每次通过都递增地旋转晶片载体10的位置，直到晶片载体10已经完整地转了一圈。
在光致发光装置的上述运动期间，在泵浦束发射器22将光投射在晶片载体10的顶表面40上的同时，收集光学系统24测量材料的目标部分的发光。收集光学系统24接收的信息可以包括诸如所收集的光的强度和波长的数据。收集这种数据作为系列样本，表示与晶片载体10的顶表面40上的每个离散采样位置对应的每个变量的测量值。通过在很多离散位置(彼此非常接近)获取样本，可以准确地映射晶片载体10的整个顶表面40，包括晶片12的顶表面。
优选在存储装置46中存储从光致发光装置20收集的数据，所述存储装置46可以是控制装置18的部件。数据优选与每个采样点P的几何位置相关联。可以通过很多方式，例如笛卡尔坐标描述每个点P的位置。不过在一个实施例中，可以由每个采样点P关于轴15的径向坐标描述该点的位置。为了定义径向坐标，晶片载体10优选具有从晶片载体10的中心42延伸的参考轴50。于是，可以由每个点P距晶片载体10的中心42的径向距离R以及由其与参考轴50的角度θ来定义每个点P。
在完成晶片载体10的扫描之后，存储装置46将优选具有关于顶表面40的所有光致发光数据。存储装置46还优选包含关于晶片载体10的几何结构的信息，包括(保持晶片12的)凹腔与参考轴50的关系以及这种凹腔距中心42的径向距离。通过该数据可以计算关于每个半导体晶片12的信息。即，通过协调输入数据与其对应的径向坐标，并通过将坐标与所存储的关于晶片载体10的几何结构的信息进行比较，控制装置18可以正确地将来自每次光致发光测量的数据与适当的晶片12以及与晶片12上的特定位置相关联。
在本发明设备的这一实施例中，将控制装置18设计成充分操作设备的所有部件。即，控制装置18可以适于控制电动机16的移动。控制装置18还优选被配置成通过向平移机构30提供适当的信号来控制光致发光装置20的移动。此外，控制装置18优选控制光致发光装置20自身，包括泵浦束发射器22、以及从其发射的光的强度和频率。如上所述，控制装置18还优选从收集光学系统24接收和处理输入。控制装置18可以包括编程的通用计算机或这种计算机的一部分，或可以包括彼此物理分开但彼此连接的多个计算元件。
如上所述的设备将优选加快衬底，例如半导体晶片12的总体处理时间。如上所述，除了消除从负载锁102中取出晶片12以进行测试所需的时间之外，本发明的设备可以进一步通过成批处理多个晶片12来提高效率。即，优选构造设备以扫描保持很多晶片12的晶片载体10的整个顶表面40，而不是一次扫描每个晶片12。
本发明涵盖了优选实施例的很多备选方案，这里并未描述所有备选方案。例如，尽管上述参考轴50优选是由电动机16界定的轴，在可选实施例中，可以有连接至转轴14的旋转编码器(未示出)，其向控制装置18提供关于角度θ的数据。或者，晶片载体10的顶表面40上的物理轴或标记52可以定义轴50。例如通过由具有已知光致发光特性的材料来构造这种标记52，使其优选可被光致发光装置20观察到。通过这种方式，控制装置18可以能够在完成表面40的完整扫描并将数据与所观察的参考轴50对准之后推导出晶片载体10的径向取向。在另一备选方案中，不需要有物理标记52，例如通过使晶片凹腔之间的至少一个间隙比其他的大，晶片载体10的顶表面40的几何结构可以是非旋转对称的。在该实施例中，可以将来自顶表面40完全扫描的数据与关于晶片载体10的几何结构的已知信息进行比较，控制装置18可以相应地推导出每个采样点P的旋转坐标并将正确的数据分配给适当的晶片12。通过由不具有光致发光特性的材料来构造晶片载体10，控制装置18将能够在晶片12和载体10之间进行区分，装置28将能够相应地将正确的数据分配给适当的晶片12。
此外，本发明不限于扫描晶片载体10的表面40的上述方式。可以按照本发明采用可选方法。例如，光致发光装置20可以通过沿同心圆扫描来扫描表面40。例如，来自光致发光装置20的光束可以从晶片载体10的中心42开始并沿径向向外步进一个增量。装置20然后可以在电动机16使晶片载体10绕轴15完整旋转一次的同时进行扫描。装置20然后可以再次向外步进，并可以再次旋转载体10。可以继续该过程，直到已经扫描了整个顶表面。在类似的备选方案中，装置20可以通过在晶片载体10连续旋转的同时从中心42逐渐沿径向向外移动来进行向外螺旋扫描。
在另一可选实施例中，可以将平移机构30和导轨32设置成使得光致发光装置20可以在晶片载体10的顶表面40上沿两个维度平移。例如，可以将导轨32安装在另一装置上，例如第二导轨(未示出)，所述另一装置被配置成沿着垂直于导轨32的轴平移。根据本发明的这种实施例，如上所述，可以例如通过在载体10的整个顶表面40上按照光栅扫描、向外螺旋方式或同心圆方式移动光致发光装置20来扫描晶片载体10。
在另一可选实施例中，可以由枢转机构替代平移机构30，所述枢转机构可以通过沿一个或两个维度绕轴旋转来移动光束。
要进一步指出的是，本发明不限于将诸如光致发光装置20的非接触材料特性鉴定装置定位在晶片载体10正上方的位置。可以使用装置20的备选布置。例如，可以将镜片或其他光学装置附着于平移机构30而非光致发光装置20。在这种实施例中，可以将光致发光装置20设置在远离光学装置的位置，其中可以将所述光致发光装置20配置成向光学装置投射光束并接收从光学装置反射回来的光。光学装置然后可以再将这种光束导向晶片载体10的顶表面40。然后，通过相对于光致发光装置20以上述方式平移光学装置，可以以类似方式扫描晶片载体10的顶表面40，而无需平移光致发光装置20自身。如上所述，这种光学装置可以以类似的方式绕轴旋转而不是平移。
在另一备选方案中，根据本发明的设备不需要与负载锁102结合。相反，可以将设备定位在传送室中并与其结合，如2008年2月15日提交的题为“Cluster Tool and Process for III-V Materials”的美国临时申请No.61/066031[下文中称为“Cluster Tool申请”]中所示和所述，通过引用将其整个公开内容全部并入到本文中。Cluster Tool申请的传送室是与多个相邻处理室相通的室。如该申请中所述，可以有利地使用这种配置，其中要对衬底执行多种不同的处理，每种处理都具有不同的处理室。为了加快对这种衬底的总体处理时间，传送室可以适于提供惰性气氛，通过所述惰性气氛可以将衬底从一个处理室传送到另一个处理室。根据本发明，将本发明的设备结合到这种传送室中可以进一步加快对衬底的总体处理时间，其中可以配置成在晶片载体10位于传送室中时对晶片载体10执行非接触材料特性鉴定。
要进一步指出的是，尽管已经结合具体的非接触材料特性鉴定技术，即光致发光光谱分析描述了本发明的上述实施例，但本发明不限于这种技术的使用。可以结合本发明的设备使用任何其他的非接触材料特性鉴定技术。例如，可以通过将光束引导到晶片12的表面上并探测反射光束的位置来进行非接触表面曲率测量。例如，在2005年5月12日提交的公开号为No.2005/0286058的题为“Method and Apparatus for Measuring the Curvature of Reflective Surfaces”的未决美国申请No.11/127834(“′834申请”)中示出和描述了这种表面曲率测量技术，通过引用将其整个公开内容完全并入到本文中。
本发明的设备也不限于在完成外延生长处理周期之后执行非接触材料特性鉴定技术。该设备还可以在晶片载体10处于负载锁102中或传送室中时，并在将晶片载体10移入到外延生长室100中进行处理之前，对晶片12进行预试检测。例如，根据本发明的非接触材料特性鉴定装置可以包括挠度计，其可以类似于′834申请中所述的非接触表面曲率测量设备进行工作。具体而言，这种挠度计可以将光束引导到晶片12的表面上并探测反射光束的位置。如果反射光束的位置偏离其预期位置，这可能表示晶片12未正确位于载体10上。例如，这可能在将晶片12加载在晶片载体10上时晶片12下方有颗粒，结果晶片12不与载体10平行的情况下发生。在对晶片12进行处理之前获得该信息会是有利的，因为非平行放置将可能导致处理期间对晶片12的非均匀热传递。
此外，可以想到，也可以根据本发明执行涉及与晶片12的物理接触的材料特性鉴定技术。例如，可以利用具有探头的装置替代上述光致发光装置20，所述探头被配置成延伸到晶片载体10的表面40，其中它测试与其接触的材料。如上所述，可以将这种装置安装到平移机构30，所述平移机构可以以类似的方式移动探头，使得其能够扫描晶片载体10的整个表面40。
尽管已经参考具体实施例描述了本发明，但是应当理解，这些实施例只是对本发明的原理和应用进行了举例说明。因此，应当理解，在不背离如所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对所述示例性实施例做出很多修改，也可以设想很多其他布置。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于对衬底进行非接触材料特性鉴定的设备，包括：
(a)晶片载体，所述晶片载体具有顶表面，构造和设置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底；以及
(b)非接触材料特性鉴定装置，构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体设置在外延生长设备的负载锁或与至少一个外延处理室相通的传送室之内时，对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术。
2.一种用于对衬底进行非接触材料特性鉴定的设备，包括：
(a)晶片载体，所述晶片载体具有顶表面，构造和设置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底；以及
(b)非接触材料特性鉴定装置，构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术；以及
(c)连接至所述非接触材料特性鉴定装置并连接至外延生长设备的计算装置，构造和设置所述计算装置以处理来自所述非接触材料特性鉴定装置的数据，其中所述计算装置用于基于所述计算装置处理的数据调节所述外延生长设备中的条件，以便为后续的衬底组优化所述条件。
3.一种用于对衬底进行非接触材料特性鉴定的设备，包括：
(a)晶片载体，所述晶片载体具有顶表面，构造和设置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底；以及
(b)非接触材料特性鉴定装置，构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术，其中所述非接触材料特性鉴定装置包括用于执行光致发光光谱分析的装置。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述晶片载体由基本不具有光致发光特性的材料构造。
5.根据权利要求2或3所述的设备，还包括具有负载锁的外延生长设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体设置在所述外延生长设备的负载锁之内时执行所述非接触材料特性鉴定技术。
6.根据权利要求2或3所述的设备，还包括与至少一个外延处理室相通的传送室，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体设置在所述传送室之内时执行所述非接触材料特性鉴定技术。
7.根据权利要求1或3所述的设备，还包括连接至所述非接触材料特性鉴定装置并连接至外延生长设备的计算装置，构造和设置所述计算装置以处理来自所述非接触材料特性鉴定装置的数据。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述计算装置用于基于所述计算装置处理的数据调节所述外延生长设备中的条件，以便为后续的衬底组优化所述条件。
9.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述非接触材料特性鉴定装置包括用于执行光致发光光谱分析的装置。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述晶片载体由基本不具有光致发光特性的材料构造。
11.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中，构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以朝向所述晶片载体引导至少一束辐射能量。
12.根据权利要求11所述的设备，还包括用于在所述晶片载体的表面上移动辐射能量束的装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中用于移动所述束的装置包括枢转机构。
14.根据权利要求11所述的设备，还包括用于在所述晶片载体的表面上移动辐射能量束的平移机构。
15.根据权利要求14所述的设备，其中构造和设置所述平移机构以在一个维度上移动所述束。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述晶片载体具有中心和外缘，构造和设置所述平移机构以在所述中心和所述外缘之间移动所述束。
17.根据权利要求14所述的设备，其中构造和设置所述平移机构以在两个维度上移动所述束。
18.根据权利要求14所述的设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体的表面上执行光栅扫描。
19.根据权利要求14所述的设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体的表面上执行向外螺旋扫描。
20.根据权利要求14所述的设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体的表面上执行同心圆扫描。
21.根据权利要求1、2或3所述的设备，还包括连接至所述晶片载体的旋转控制装置，构造和设置所述旋转控制装置以旋转所述晶片载体。
22.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中所述非接触材料特性鉴定装置设置在所述晶片载体的上方。
23.一种用于对衬底执行非接触材料特性鉴定的方法，包括以下步骤：
(a)提供晶片载体，所述晶片载体具有顶表面，构造和设置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底；以及
(b)在所述晶片载体设置在外延生长设备的负载锁或连接多个外延处理室的传送室之内时，对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术。
24.一种用于对衬底执行非接触材料特性鉴定的方法，包括以下步骤：
(a)提供晶片载体，所述晶片载体具有顶表面，构造和设置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底；
(b)对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术，所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤包括监测所述至少一个衬底的一个或多个特性；以及
(c)基于所监测的特性调节所述外延生长设备中的条件，以便为后续的衬底组优化所述条件。
25.一种用于对衬底执行非接触材料特性鉴定的方法，包括以下步骤：
(a)提供晶片载体，所述晶片载体具有顶表面，构造和设置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底；以及
(b)对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤包括执行光致发光光谱分析。
26.根据权利要求23或24所述的方法，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤包括执行光致发光光谱分析。
27.根据权利要求23、24或25所述的方法，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤包括朝向所述晶片载体引导至少一束辐射能量。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述引导步骤包括在所述晶片载体的表面上移动辐射能量束。
29.根据权利要求28所述的方法，其中移动所述辐射能量束的步骤包括在一个维度上移动平移机构。
30.根据权利要求28所述的方法，其中所述晶片载体具有中心和外缘，移动所述辐射能量束的步骤包括在所述中心和所述外缘之间移动所述束。
31.根据权利要求28所述的方法，其中移动所述辐射能量束的步骤包括在两个维度上移动平移机构。
32.根据权利要求27所述的方法，还包括绕着所述载体的中心轴旋转所述晶片载体的步骤。
33.根据权利要求27所述的方法，还包括监测所述至少一束辐射能量所接触的材料的一个或多个特性的步骤。
34.根据权利要求33所述的方法，还包括在存储装置中存储所监测的特性。
35.根据权利要求33所述的方法，还包括识别所述至少一束辐射能量所接触的晶片载体上的位置的几何坐标，并且还包括将所监测的特性与和其对应的几何坐标相关联。
36.根据权利要求23、24或25所述的方法，还包括在所述晶片载体上的至少一个衬底上执行外延处理的步骤。
37.根据权利要求23或25所述的方法，还包括将所述晶片载体移入到外延生长设备的负载锁中，其中在所述晶片载体设置在所述负载锁之内时执行所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤还包括监测所述至少一个衬底的一个或多个特性。
39.根据权利要求38所述的方法，还包括以下步骤：基于所监测的特性调节所述外延生长设备中的条件，以便为后续的衬底组优化所述条件。
40.根据权利要求23或25所述的方法，还包括将所述晶片载体移入到连接多个外延处理室的传送室中，其中在所述晶片载体设置在所述传送室之内时执行所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤还包括监测所述至少一个衬底的一个或多个特性。
42.根据权利要求41所述的方法，还包括以下步骤：基于所监测的特性调节所述外延处理室中的至少一个中的条件，以便调节将要施加于保持在所述晶片载体上的所述至少一个衬底的处理。
43.根据权利要求41所述的方法，还包括以下步骤：基于所监测的特性选择所述外延处理室中的一个用于进行额外处理，以便优化将要施加于保持在所述晶片载体上的所述至少一个衬底的处理。
44.根据权利要求24所述的方法，还包括将所述晶片载体移入到外延生长设备的负载锁中，其中在所述晶片载体设置在所述负载锁之内时执行所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤。
45.根据权利要求24所述的方法，还包括将所述晶片载体移入到连接多个外延处理室的传送室中，其中在所述晶片载体设置在所述传送室之内时执行所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤。
46.根据权利要求45所述的方法，还包括以下步骤：基于所监测的特性调节所述外延处理室中的至少一个中的条件，以便调节将要施加于保持在所述晶片载体上的所述至少一个衬底的处理。
47.根据权利要求45所述的方法，还包括以下步骤：基于所监测的特性选择所述外延处理室中的一个用于进行额外处理，以便优化将要施加于保持在所述晶片载体上的所述至少一个衬底的处理。

Claims (38)

1.一种用于对衬底进行非接触材料特性鉴定的设备，包括：
(a)晶片载体，所述晶片载体具有顶表面，构造并布置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底；以及
(b)非接触材料特性鉴定装置，构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括具有负载锁的外延生长设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体设置在所述外延生长设备的所述负载锁之内时执行所述非接触材料特性鉴定技术。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括与至少一个外延处理室相通的传送室，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体设置在所述传送室之内时执行所述非接触材料特性鉴定技术。
4.根据权利要求1所述的设备，还包括连接至所述非接触材料特性鉴定装置并连接至外延生长设备的计算装置，构造和设置所述计算装置以处理来自所述非接触材料特性鉴定装置的数据。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述计算装置用于基于所述计算装置处理的数据调节所述外延生长设备中的条件，以便为后续的衬底组优化条件。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述非接触材料特性鉴定装置包括用于执行光致发光光谱分析的装置。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述晶片载体由基本不具有光致发光特性的材料构造。
8.根据权利要求1所述的设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以朝向所述晶片载体引导至少一束辐射能量。
9.根据权利要求8所述的设备，还包括用于在所述晶片载体的表面上移动辐射能量束的装置。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，用于移动所述束的装置包括枢转机构。
11.根据权利要求8所述的设备，还包括用于在所述晶片载体的表面上移动辐射能量束的平移机构。
12.根据权利要求11所述的设备，其中构造和设置所述平移机构以在一个维度上移动所述束。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述晶片载体具有中心和外缘，构造和设置所述平移机构以在所述中心和所述外缘之间移动所述束。
14.根据权利要求11所述的设备，其中构造和设置所述平移机构以在两个维度上移动所述束。
15.根据权利要求11所述的设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体的表面上执行光栅扫描。
16.根据权利要求11所述的设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体的表面上执行向外螺旋扫描。
17.根据权利要求11所述的设备，其中构造和设置所述非接触材料特性鉴定装置以在所述晶片载体的表面上执行同心圆扫描。
18.根据权利要求1所述的设备，还包括连接至所述晶片载体的旋转控制装置，构造和设置所述旋转控制装置以旋转所述晶片载体。
19.根据权利要求1所述的设备，其中所述非接触材料特性鉴定装置设置在所述晶片载体的上方。
20.一种用于对衬底执行非接触材料特性鉴定的方法，包括如下步骤：
(a)提供晶片载体，所述晶片载体具有顶表面，构造和设置所述顶表面以在其上保持至少一个衬底；以及
(b)对保持在所述晶片载体上的至少一个衬底的至少一部分执行非接触材料特性鉴定技术。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤包括执行光致发光光谱分析。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤包括朝向所述晶片载体引导至少一束辐射能量。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述引导步骤包括在所述晶片载体的表面上移动辐射能量束。
24.根据权利要求23所述的方法，其中移动所述辐射能量束的步骤包括在一个维度上移动平移机构。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述晶片载体具有中心和外缘，移动所述辐射能量束的步骤包括在所述中心和所述外缘之间移动所述束。
26.根据权利要求23所述的方法，其中移动所述辐射能量束的步骤包括在两个维度上移动平移机构。
27.根据权利要求22所述的方法，还包括绕着所述载体的中心轴旋转所述晶片载体的步骤。
28.根据权利要求22所述的方法，还包括监测所述至少一束辐射能量接触的材料的一个或多个特性的步骤。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括在存储装置中存储所监测的特性。
30.根据权利要求28所述的方法，还包括识别所述至少一束辐射能量接触的晶片载体上的位置的几何坐标，并且还包括将所监测的特性与和其对应的几何坐标相关联。
31.根据权利要求20所述的方法，还包括在所述晶片载体上的至少一个衬底上执行外延处理的步骤。
32.根据权利要求31所述的方法，还包括将所述晶片载体移入到外延生长设备的负载锁中，其中在所述晶片载体设置在所述负载锁之内时执行所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤还包括监测所述至少一个衬底的一个或多个特性。
34.根据权利要求33所述的方法，还包括基于所监测的特性调节所述外延生长设备中的条件的步骤，以便为后续的衬底组优化所述条件。
35.根据权利要求31所述的方法，还包括将所述晶片载体移入到连接多个外延处理室的传送室中，其中在所述晶片载体设置在所述传送室之内时执行所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述执行非接触材料特性鉴定技术的步骤还包括监测所述至少一个衬底的一个或多个特性。
37.根据权利要求36所述的方法，还包括基于所监测的特性调节所述外延处理室中的至少一个中的条件的步骤，以便调节将要施加于保持在所述晶片载体上的所述至少一个衬底的处理。
38.根据权利要求36所述的方法，还包括基于所监测的特性选择所述外延处理室中的一个进行额外处理的步骤，以便优化将要施加于保持在所述晶片载体上的所述至少一个衬底的处理。
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