CN103460353A - 微波处理半导体基板的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了使用微波能或毫米波能辐射处理半导体基板的方法和设备。微波能或毫米波能可具有在约600MHz和约1THz之间的频率。来自磁控管的交流电流被耦合至具有内导体和外导体的漏泄微波发射体，所述外导体具有尺寸小于所发射辐射的波长的开口。内导体和外导体被绝缘材料隔开。由微波发射产生的干涉图案可通过调相到发射体的功率和/或通过调频功率自身的频率来均匀化。来自单个发生器的功率可被功率分配器分配到两个或更多个发射体。

Description

微波处理半导体基板的设备和方法
技术领域
本文所述的技术涉及半导体装置的制造。更具体地说，描述了用于退火半导体装置的设备和方法。
背景技术
在制造逻辑装置、存储装置、光电发射装置、能源装置和类似物时，退火和掺杂剂活化是通常对半导体基板进行的两种工艺。诸如硅、锗、硅锗合金的半导体基板，或诸如Ⅲ/Ⅴ族、Ⅱ/Ⅵ族中的任一族的化合物半导体，或为本技术领域已知的CIGS半导体化合物都可掺杂有选定的一种掺杂剂，或多种掺杂剂。掺杂剂被注入或沉积且扩散到半导体基质中。在注入和/或扩散之后，作为基板内的深度的函数的掺杂剂浓度呈现某一分布，且注入/扩散工艺通常破坏半导体基质的晶体结构。掺杂剂浓度分布对于装置性能通常不是最佳的，而被破坏的、或者在有些情形下完全非晶化(amorphized)的晶体结构增加基板的电阻率。
为了调整浓度分布和修复晶体结构，将基板退火，在所述退火工艺期间，促使掺杂剂扩散成为所需浓度分布且附着于晶体基质。退火工艺还将半导体原子移动回到基质位置中，修复基板的晶体结构。掺杂剂通过包含于晶体基质中而被激活，增强了基板的电学性质。晶体基质中缺陷的减少提高了材料的电导率。
扩散工艺难以控制。虽然掺杂剂扩散成为更理想的分布，但是一些掺杂剂扩散到目标掺杂区域之外，导致诸如电流漏泄和电压漂移之类的不良和/或不稳定的性质。随着装置几何尺寸根据摩尔定律缩小，目标掺杂区域的尺寸也相应地变小，在退火工艺期间控制掺杂剂的扩散就变得更加具有挑战性。当前使用用于快速退火的可见光和红外辐射的方法来获得非常快速的退火，减少通过材料传播并且驱动不需要的扩散的背景热能，但是预期这样的方法达到约22nm以下的技术波节处的有效限度。
已经说明用于退火的微波能量的使用（见Splinter等人的第4303455号美国专利），但是微波退火从未实现大规模的商业认可。微波退火，和普通退火的一个挑战方面是获得均匀的结果。获得激光退火的均匀激光能量场已成为重要的学术主题达几十年，但是使用微波均匀退火半导体基板的方法和设备仍然难以实现。微波退火为基板的非热能的、或低热预算的辐射处理提供可能性——即，使用电磁辐射处理基板，所述电磁辐射将通过基板传播的热能最小化，从而最小化不需要的扩散。然而，仍然需要将基板暴露于高度均匀的微波能量场的方法和设备。
发明内容
本文公开的实施方式提供使用微波或毫米波能量退火半导体基板的方法和设备。微波或毫米波能量可具有在约600MHz和约1THz之间的频率。来自磁控管的交流电流被耦合至具有内导体和外导体的漏泄微波发射体(leakymicrowave emitter)，外导体具有尺寸小于所发射辐射的波长的开口。内导体和外导体被绝缘材料隔开。由微波发射产生的干涉图案可通过调相到发射体的功率和/或通过调频功率自身的频率来均匀化。来自单个发生器的功率可被功率分配器(power divider)分配到两个或更多个发射体。
漏泄微波源通常包含被绝缘材料隔开的内导体和外导体。发射体可以是同轴电缆或同轴管，所述同轴电缆或同轴管产生微波能量的线源或准线源，发射体或者可以是二维源，所述二维源产生微波能量场。外导体具有形成在所述外导体中的开口，以允许从内外导体之间的区域出现辐射。开口通常具有小于所发射辐射的波长的尺寸。开口可被调整尺寸和形状以提供具有预定传播场和强度图案的辐射。
微波能量发射体可以与热能发射体耦合，用于组合的热/微波退火。热能可用于提高基板的温度以降低重排非晶材料的能量势垒、减少结晶材料中的缺陷、和/或非晶或结晶材料中的掺杂剂。热能可低于会激活掺杂剂扩散的阈值水平。施加到基板的脉冲式或连续微波场将有选择地与晶体缺陷和间隙(interstitial)耦合，以使基板表面退火和/或再结晶。微波将穿透导电基板或半导电基板的表面直至趋肤深度(skin depth)。
附图说明
因此，可参考实施方式获得详细地理解本发明的上述特征的方式和上文简要概述的本发明的更特定描述，所述实施方式中的一些实施方式被图示在附图中。然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施方式，因此不将附图视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其他同等有效的实施方式。
图1A是根据一个实施方式的辐射处理设备的截面图。
图1B是根据另一实施方式的微波线源的截面图。
图2是根据另一实施方式的辐射处理腔室的示意图。
图3是根据另一实施方式的辐射处理腔室的示意图。
图4A和图4B是分布式微波源的两个实施方式的透视图。
图4C是根据另一实施方式的分布式微波源的截面图。
图5是根据另一实施方式的辐射处理腔室的剖视图。
图6A是根据另一实施方式的分布式微波源的透视图。
图6B是图6A的分布式微波源的侧视图。
图7A是根据另一实施方式的辐射处理腔室的截面图。
图7B是来自图7A的反射式微波源的透视图。
图8是根据另一实施方式的动态退火腔室的示意侧视图。
图9是根据另一实施方式的动态退火腔室的示意侧视图。
图10根据另一实施方式的具有微波源的离子浸入腔室的截面图。
图11是根据另一实施方式的竖直退火腔室的截面图。
图12是根据另一实施方式的竖直辐射处理腔室的透视图。
图13是概述根据另一实施方式的方法的流程图。
图14是概述根据另一实施方式的方法的流程图。
图15是概述根据另一实施方式的方法的流程图。
为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同标记数字来标示对诸图共用的相同元件。可以预期，在一个实施方式中公开的元件在无需特定叙述的情况下可有利地用于其他实施方式。
具体实施方式
图1A是根据一个实施方式的退火设备100的截面图。腔室102包围基板支持件106和微波源104。腔室102通常是导电的，或腔室102具有用于将微波封闭到腔室外壳的导电部件。不锈钢或铝通常用于导电腔室壁。
微波源104是线性的，且微波源104可以是包含内导体和外导体的同轴电缆。内导体和外导体可以是任何导电材料，诸如铜、金、银、上述材料的组合，或其他导体。在一个实施方式中，内导体是铜线且外导体是一条编织的镀金钨线。因为在外导体中流动的电流是沿着外导体的皮，所以镀金层提供了导电性，而钨线为导电性的镀金层提供了低成本基础。同轴电缆被连接到磁控管124以通过同轴电缆产生微波频率功率。
根据被退火的基板，可用于退火的频率范围为从约300MHz至约1THz，包含微波和毫米波频率。微波和毫米波辐射被认为是特别适合于退火半导体基板，因为半导体材料的晶体结构中的缺陷具有电偶极子(electric dipole)，所述电偶极子具有对应于所述辐射的能量模式。相反，参与在晶体基质中半导体原子之间的共价键中的电子响应在紫外线、可见光和红外光谱中的辐射。微波和毫米波辐射被认为优先地与基质中的缺陷耦合而不引入大量热能，将动量传递到缺陷中以促进在低温下去除缺陷。在一些实施方式中，标准2.45GHz微波磁控管可用于在同轴电缆中产生微波。在其他实施方式中，可有利地使用在915MHz、5.8GHz和6.0GHz的频率下运转的发生器。
在标准同轴电缆中，内导体中的交流电流产生微波，所述微波从内导体向外辐射。载有与内导体的电流相反的电流的外导体充当微波的波导，将所述微波限制于紧邻电缆之处。来自微波的能量延伸到电缆的物理边界(physicalboundary)之外一短距离，且所述能量可在紧邻电缆的环境中产生等离子体。
在微波源104中，在外导体中提供开口110以允许由内导体产生的微波112从电缆向外辐射、或泄漏，而不是被封闭在电缆中。微波以球形图案从每个开口辐射。图1B是微波源104的截面图。第一导体120和第二导体116被绝缘材料118隔开，所述绝缘材料118可以是致密固体、多孔固体，或诸如气体之类的介电流体。在一些实施方式中，第一导体和第二导体也可由真空隔开。如果需要，微波源104可具有绝缘涂层114。涂层114也可以是保护涂层以保护微波源104的导体不受来自基板的任何材料放气的影响，或保护所述导体不受微波源104周围的工艺气体的影响。如果需要，开口110也可由涂层114所覆盖，尽管图1B的实施方式没有图示涂层114延伸到开口110之上。
诸如开口110之类的开口通常沿着面向基板支持件106的微波源104的一侧排列，以将微波朝向基板支持件106投射。开口可具有沿着微波源104的长轴定向的轴向尺寸，和垂直于轴向尺寸的横向尺寸。轴向尺寸通常比由微波源104产生的微波辐射的波长小得多，例如小于波长的一半。根据所需的辐射图案，横向尺寸可以是任何所需尺寸。较大的横向尺寸将允许微波以相对平坦的强度分布在更广的区域上辐射，而窄的横向尺寸将根据大致高斯分布在横向方向上以倾斜的强度分布狭窄地辐射微波。开口的轴向和横向尺寸可相同或不同。开口可以是圆形、正方形、矩形，或以圆形端或矩形端延伸。
图1B是图1A的微波源的截面图。内导体120被绝缘材料118围绕。内导体可以是用于传输大量电流的任何导电材料，所述导电材料诸如是铜、铝、银或金。可使用复合材料，其中将高导电性外皮（例如金或铜）应用于低导电芯（例如镍）以形成内导体120。外皮可具有至少约1μm的厚度，例如在约1μm和约100μm之间的厚度，以为流经外皮处的高导电性材料的大部分电流密度提供足够的横截面，从而至少部分地抵消在高频下的趋肤效应的电阻率。
绝缘材料118可以是介电材料，诸如陶瓷、塑料或玻璃；或者可以是气体，诸如空气、氮气或惰性气体；或者可以是真空。在一个实施方式中，介电材料可以是氧化铝管。应注意，虽然在图1B中图示绝缘材料118接触内导体120，但是在所述绝缘材料和所述内导体之间不必有任何接触。因此，绝缘材料118可以是复合材料，例如固体（诸如氧化铝）和气体（诸如空气、氮气或惰性气体）。在一些实施方式中，诸如烃类流体（hydrocarbon fluid）、蜡或油类的绝缘流体也可被用作绝缘材料或与另一固体绝缘材料一起使用。
外导体116被布置在绝缘材料118周围。类似于内导体120，外导体可以是复合导体，所述复合导体具有高导电性的外皮和较小导电性的芯。在一个实施方式中，涂有一层在约1μm和约100μm之间，诸如约20μm的金的钛管可被用作外导体。
在外导体116中形成的开口110为穿过在内导体120和外导体116之间的绝缘材料传播的微波辐射提供窗体以向外传播。外导体116为电磁辐射起波导的作用，所述电磁辐射由流经内导体120的交流电流产生。辐射在内导体120和外导体116的导电性表面之间反射，在绝缘材料118之内产生驻波。在开口110处，辐射产生到处理环境中。开口110通常在一或多个方向上具有小于辐射的波长的宽度，以在至少一个方向上表现为点源或线源产生辐射。在一些实施方式中，每一开口的所有尺寸比波长小得多，以使得每一开口模拟点源发射体。
涂层114通常围绕外导体116以便保护外导体116不受环境的影响。涂层114也可具有开口，如图1B的实施方式中所示，或涂层114可覆盖开口110，只要涂层114也大体上不是导电性的。对于非反应性处理环境，涂层114可以是相对不受氧气和湿气影响的绝缘材料，诸如聚合物材料。对于反应性环境，涂层通常被选择成承受得住大体上未降级(undegraded)的处理环境。例如，当诸如微波源104之类的微波源被包括在等离子体掺杂腔室中时，涂层114可由诸如硅或碳之类的材料形成，所述材料在暴露于等离子体掺杂环境中的离子而被改变时会保持结构上完好且保持相对的不导电性。对于希望包括微波源的其他反应性环境，诸如蚀刻或沉积环境，涂层被选择为大体上非反应性的。在沉积环境中，涂层被选择为对清洗化学品大体上是非反应性的，所述清洗化学品可在腔室内周期性地使用。
图2是根据另一实施方式的辐射处理腔室200的截面图。对与图1A中相同的元件相同地编号。众所周知，从漏泄同轴微波源104中的开口110辐射出的微波112产生干涉图案202，所述干涉图案202包含波节具有改变强度的波腹(antinodes)和波节(node)。如果基板由辐射的静态干涉图案处理，那么由于不均匀的辐射强度，将导致整个基板的处理结果不均匀。为了提高用于处理基板的辐射的均匀性，把干涉图案202投射在基板上的动作可通过使磁控管124受控于调频器204而根据选择的频率或图案周期性地变化。
如上所述，从漏泄同轴微波源104的开口110辐射出的微波能量波由于驻波振荡而产生，所述驻波振荡发生在微波源104的绝缘材料中。在恒定条件下，电流在导体中以由磁控管124设置的选定频率振荡，且由源104的远端206表示的传播阻挡物将微波能量沿着源104向回反射，在源104之内建立驻波。辐射通过开口110出现而产生具有精确波形的波，所述精确波形由源的几何形状和源中的振荡电流的频率和振幅控制。调整振荡电流的频率改变绝缘材料中的驻波辐射图案，导致在各个开口110处产生不同的强度。此举从而产生影响基板的不同的强度图案。如果磁控管的频率根据图案而变化，那么辐射的强度图案也将根据有关图案而变化，导致基板上干涉图案202的平均化。控制器208可被耦合至调频器204，所述控制器208可以是信号发生器，以传递频率目标至调制器204。
可根据任何所需图案来布置诸如微波源104之类的漏泄微波源中的开口以获得选择的辐射图案。可沿着微波源104的长轴排列单排的开口。在另一实施方式中，沿着微波源104的长轴排列至少两行开口。两行中的开口可在横向方向上对齐排列或交错排列。开口可以通常为圆形、正方形、矩形、椭圆形或不规则形状。开口可以是在外导体中以轴向或横向定向的槽。
开口通常具有小于发射辐射的波长的至少一个尺寸。具有从约3cm至约1mm的波长的辐射可用于处理基板，因此外导体中的开口将通常具有小于约1mm的至少一个尺寸。在一些实施方式中，在外导体中的开口可大体上为圆形，具有在约0.1mm和约1mm之间的直径。在一些实施方式中，对于较长波长的辐射，所述孔可具有达到约1cm的直径。通常，开口将具有约2cm或更小的尺寸，诸如在约0.1mm和约1.5cm之间，例如约1mm的尺寸。
开口之间的距离可被选择成在基板支持件处获得特定的辐射图案。波节和波腹的密度将随着开口之间的距离的减小而增加。在类电缆或管状的发射体中，可调整开口的横向分布以获得所需横向传播角度、覆盖区和干涉图案。开口可以小于发射的辐射的波长的距离间隔开，例如以在约0.1mm和约1cm之间的距离间隔开。直径达到约0.5mm的开口可以规则的、随机的或准随机的图案沿着同轴微波源的一部分分布。可沿着面向基板支持件的微波源表面形成多个此种开口。可独立地选择开口的轴向和角度大小和分布以界定到达基板的辐射的覆盖区和强度分布。
微波发射体可具有有益效应地在退火腔室中与其他辐射发射体耦合。图3是具有微波源304和热源314的辐射处理腔室300的截面图。辐射处理腔室300具有外壳302，所述外壳302包围基板支持件306、微波源304和热源314。基板支持件306可具有导体316，所述导体316布置在所述基板支持件306中且耦合至射频发生器310，以便将基板电夹紧（e-chuck）到基板支持件306。也可使用直流功率。
微波源304由微波频率发生器308供电，所述微波频率发生器308可以是磁控管。发生器308可在约600MHz和约1THz之间的频率下操作。微波源304在同轴发射器的外导体中具有开口312。类似于结合图1A和图2描述的实施方式，开口允许微波从微波源304朝向基板支持件辐射。
应注意，微波源304可被设计成允许高功率微波在大气条件下传播，而不在源304附近产生等离子体。由于在载有高功率微波频率交流电流的典型同轴发射器附近的电磁能的集中，该典型同轴发射器可在发射器附近形成等离子体。虽然微波大体上被封闭至两个导体之间的绝缘材料，但是由于波函数的概率性质，一部分能量传播到发射器之外。传播到发射器之外的能量可使发射器附近的气体分子离子化，产生等离子体。所述等离子体可对半导体处理中遇到的一些材料产生反应。在同轴发射器的外导体中形成的每一开口将允许流经发射器的一部分功率逃逸，降低发射器附近的功率密度和离子化气体的倾向。因此，漏泄同轴源或共面源可在大气条件下无等离子体操作。
热源314可以是一排灯318，如图3中所示。灯通常是发热灯，诸如氙灯或卤素灯，每一灯被布置在具有反射体的凹槽322中，所述反射体被布置成最大化从每一灯获取的辐射。凹槽322可以任何所需图案布置，所述图案的一个实例是蜂窝图案。窗320保护灯318不受处理环境的影响。窗320也可在窗的一个表面上具有金属网孔，或所述金属网孔被并入所述窗，以将微波反射回到腔室且远离灯组件。反射金属网孔还通过重定向绕过基板支持件的微波来提高微波暴露的效率。
基板支持件可具有反射涂层以为灯提供额外保护。反射涂层将被加热灯加热，且将进而加热基板。在单个腔室中提供热源和微波源允许同时或连续地对基板热处理和微波处理。
图4A和图4B是可用于辐射处理腔室中的两个分布式微波源实施方式400、420的透视图。图4C是根据另一实施方式的分布式微波源440的截面图。每个微波源400、420和440是用于产生微波能量场的二维源。类似于图1A至图2的漏泄同轴源104，分布式微波源400、420和440各为漏泄源，所述漏泄源被布置以覆盖具有微波辐射的区域。分布式微波源400和420是以平面布置所布置的同轴源，而微波源440是共面漏泄源。
微波源400是大体上平行布置的多个同轴微波发射体402，其中功率分配器404在发射体402和微波频率功率发生器406之间。同轴微波发射体402可以是漏泄发射体，如上文结合图1A至图2所述。功率分配器404可以是n路功率分配器电路或诸如威尔金森(Wilkinson)分配器的多个双重分配器(dualdivider)。功率分配器404在图4A中表示为方块，但实际上功率分配器将是耦合至每个发射体402和发生器406的电子电路。电子电路可以是完全无源元件，诸如电阻器、电容器和类似物；或者是能够使系统的各个发射体之间功率平衡以及使系统阻抗匹配的有源部件。
类似于上文结合图1A至图2所述的漏泄源，微波源420是漏泄同轴微波发射体424，所述发射体424以螺旋图案布置且被耦合至微波频率功率发生器426。在腔室中，源420的螺旋部分面向基板支持件定位，以使得发射的微波照射定位在基板支持件上的基板。在图4B的实施方式中，虽然开口422是以准随机配置图示，但是所述开口422可根据任何适当图案布置。发射体424可具有与发射体424的其他部件同轴的保护涂层，和/或包围整个发射体424的保护外壳（未图示）。
微波源440是共面漏泄源布置，所述共面漏泄源布置具有被绝缘材料446隔开的第一导体448和第二导体444。在第一导体448的第一侧上，第二导体444具有如上所述结合图1A至图2配置的多个开口450。如上所述，开口450允许从第一导体448和第二导体444之间产生微波辐射。屏蔽构件460可被布置在与第一侧相对的第一导体448的第二侧上的绝缘材料446中，以减少离开开口450的辐射传播。导体448和444通常是金属，且导体448和444可具有用于控制趋肤效应的高电导外层，如上文结合漏泄同轴源所述。绝缘材料446可以是如上所述的任何绝缘材料，且涂层442将是被选择成承受得住处理环境的材料。
功率以单触点或多个触点耦合至第一导体448。在多个触点处耦合功率可产生来自开口450的更加均匀的辐射场，但是此种耦合将受益于功率分配电路以确保在整个第一导体448上施加相对均匀的功率。
每个分布式微波源4A至4C都是平面微波源，如同以平面布置的多个点源发射微波。如上文结合图2所述，从源发射出的微波干涉以产生具有可调相的高强度和低强度的图案，以提高入射辐射的均匀性。例如，调相器可被应用于在发射体402和功率分配器404之间的分布式源400的每个发射体402，或调相器可被置于功率分配器404和发生器406之间。
图5是根据另一实施方式的辐射处理腔室500的截面透视图。辐射处理腔室500包括基板支持件504、腔室主体502，所述腔室主体502具有壁508、第一端510和第二端512，所述壁508和第一端510和第二端512界定内部容积520。壁508包括基板进入孔548。基板支持件504可以是环形。
辐射热源506被布置在基板支持件504中。辐射热源506包含布置在多个管560中的多个灯（未图示），所述多个灯形成灯阵列。窗514被布置在灯阵列和处理环境之间，以保护灯阵列不受腔室中的工艺气体的影响。窗514对于由灯发射的辐射波长透明，且窗514通常是由耐热处理条件的材料形成，所述材料诸如是石英或蓝宝石。多个升降杆544可被耦合至窗514的上表面以选择性地接触布置在基板支持件504上的基板540，从而便于将基板540传递进出腔室500。
辐射热源506包括多个蜂窝管560，所述蜂窝管560将灯容纳在耦合至冷却剂源583的冷却剂组件（未图示）中，所述冷却剂源583可以是水、乙二醇、氮和氦中的一个或上述各冷却剂源的组合。冷却剂源583还通过流经形成在腔室500的壁508中的冷却剂通道（未图示）来冷却壁508。每一蜂窝管560可具有反射体，且管560可以六角形布置来布置。辐射热源506可包含环形区域，其中通过操作控制器而改变施加至管560的电压，以调整到基板540的不同部分的辐射能。
基板支持件504的旋转是通过定子组件518来促进的，所述定子组件518被布置在腔室主体502的壁508周围。定子组件518被耦合至一个或更多个致动器组件522，所述一个或更多个致动器组件522控制沿着腔室主体502的外部的定子组件518的高度。定子组件518通过磁转子（未图示）磁耦合至基板支持件504，所述磁转子被布置在基板支持件504中。定子组件518也可包括外壳590。在一个实施方式中，定子组件518包括驱动线圈组件568，所述驱动线圈组件568堆叠在悬挂线圈组件570上。驱动线圈组件568适于旋转和/或举升/下降基板支持件504，而悬挂线圈组件570将基板支持件504在腔室500中被动地对中。
微波源574被布置在腔室500中，与基板支持件504相对。微波源572包括分布式发射体574，所述分布式发射体574可被布置在外壳578中。分布式发射体574可另外类似于图4B中的分布式源420。分布式发射体574也可以是类似于图4C的共面源440的共面源，尽管分布式发射体574具有圆形足迹，而非矩形足迹。诸如磁控管、速调管之类的微波供应582，或其他类型的微波供应通过引线580耦合至发射体574，所述引线580可以是同轴电缆。引线580通过在腔室主体502的第二端512中的开口579进入外壳578。外壳572可由大体上对微波透明的材料形成，所述材料诸如陶瓷、玻璃或石英材料，或发射体574可被布置在外壳572中，使发射体574的一部分暴露于腔室内部容积520，以使得发射体574中的开口可发射微波到腔室内部容积520中。如上所述，调频器576可被耦合至微波供应582以在高频下调整所发射微波的相位。可包括调相器（未图示）作为调频器576的附加或替代。
大气控制系统564被耦合至腔室主体502的内部容积520。大气控制系统564包括用于控制腔室压力的减压阀和真空泵，和用于提供工艺气体的气源。
在一个实施方式中，每一致动器组件522具有耦合在两个凸缘534之间的精密丝杠532，所述两个凸缘534从腔室主体502的壁508延伸出。丝杠532具有螺母558，所述螺母558随着螺旋旋转而沿着丝杠532轴向行进。耦合件536将定子518耦合到螺母558，以便当丝杠532旋转时，耦合件536沿着丝杠532移动并且控制定子518的高度。提供电动机538以响应来自控制器524的信号控制对丝杠532的旋转。
控制器524被耦合至如上所述的致动器组件522，且耦合至大气控制系统564，且控制器524通过发生器582和调频器576被耦合至微波源574，且耦合至布置在腔室主体502中的传感器516以检测基板支持件504的高度。传感器516向控制器提供位置信号，所述位置信号指示基板支持件504在腔室内的位置。响应于通过传感器516提供的位置信号，控制器524控制致动器组件522以在腔室500内定位基板支持件504。传感器516可以是超声波、激光、感应、电容或任何其他类型的接近传感器。传感器可被定位在腔室主体502的内部容积520内，或定位在腔室主体502之外的腔室壁508上或致动器组件522上，或定位在上述各位置的任何组合上。
图6A是根据另一实施方式的分布式微波源阵列600的透视图。分布式微波源阵列600包含支持件602，所述支持件602支持微波发射体的阵列604。支持件可以是任何结构上的高强度材料，在所述支持件上可以支持诸如导线、管和类似物的导电性材料。支持件通常由不受微波或毫米波辐射不利影响的材料制成。可使用陶瓷、塑料或金属。陶瓷和塑料对微波和毫米波辐射几乎都是透明的，但是金属会反射所述辐射。由金属形成支持件602可用于在阵列600所处的处理腔室内产生所需波型。
电源线606将微波频率功率从微波频率电源608传送到阵列604。电源线606通常是同轴电缆或同轴管以避免微波辐射发射到处理腔室之外，且电源608可以是操作在约600MHz和约1THz之间的诸如约2.45GHz的任何共振频率的微波磁控管。电源608在电源线606中产生变化电压，所述变化电压引起微波频率发射，所述微波频率发射被封闭在同轴电源线606之内。
电源线606在第一级功率分配器610处耦合至阵列604。第一级功率分配器610可使用任何适当的功率分配电路，诸如威尔金森分配器。在图6A的实施方式中，第一级功率分配器610是两路功率分配器，所述两路功率分配器将功率均匀地发送到阵列604的两半。阵列604的每一半被称为第二级功率分配器612，所述第二级功率分配器612将功率从第一级功率分配器610均匀地分配到多个第三级功率分配器614。第三级功率分配器614在从每个第三级功率分配器614伸出的发射体616之间均匀地分配功率。如图4A中所示，功率分配器被表示为方块，但实际上功率分配器包含电子电路。
通常使用同轴导体将功率分布在整个阵列604中，以将微波发射封闭到从每个第三级功率分配器614上产生的多个发射体616。发射体616可以是耦合至同轴电缆的中间导体的裸导体。在外导体去除的情况下，发射体616发射由发射体616内的交流电流引起的辐射。
图6B是图示第三级功率分配器614之一的侧视图，其中图示了从第三级功率分配器614伸出的发射体616。每一发射体616可通过将调相电路618耦合到发射体616来调相。电压可通过形成在分布式微波源阵列600中的独立电路耦合至每一调相器618，所述独立电路未图示在图6A中。以此方式，分布式微波源阵列600可以是相控阵列。可在每一调相器618，或所选择的调相器618的调相电路中包括可变部件（感应器、电阻器和/或电容器）以改变由阵列600发射的微波的调制，以使得所发射辐射的干涉图案发生变化。在有或者没有变化的情况下，高频调相可用于提高发射辐射场的均匀性。在一些实施方式中，诸如图6A的阵列600的微波相控阵列可形成为印刷电路。
图7A是根据另一实施方式的辐射处理腔室700的截面图。在基板支持件750的一侧上布置加热灯组件716，所述加热灯组件716包含在水套组件中的多个蜂窝管。加热灯组件716的每一蜂窝管包含反射体和卤钨灯或氙气灯。
基板支持件750被耦合至气源746，所述气源746提供低流量的气体到基板支持件750，以升高布置在所述基板支持件750上的基板。气体从基板下的基板支持件中的开口（未图示）中出现。泵547和548向基板之下的基板支持件750中的其他开口（未图示）施加吸力以排空气体。因此，基板通过气体轴承定位在基板支持件750之上。示例性基板支持件在第2008/0276864号美国专利公开案的第[0029]段至第[0041]段中被进一步描述，所述公开案的第[0029]段至第[0041]段通过引用并入本文。
反射体组件722与基板支持件750相对布置。反射体组件722具有由安装在水冷底板723上的反射涂层形成的反射面。冷却气体也可通过气源755注入到反射体组件722中。多个温度探针724通过孔725而布置，所述孔725延伸穿过反射体组件722的顶表面。控制器728可被布置以接收来自温度探针724的信号，所述信号指示基板在各点处的温度。控制器可被配置以响应于来自温度探针724的信号控制加热灯组件716。
反射体组件722可进一步包含多个微波发射体742，所述微波发射体742从反射体组件722的反射面延伸。微波发射体742可通过可选调相和功率分配电路762耦合至微波频率功率发生器760。发生器760也可被耦合至控制器728。控制器728可被耦合至调相和功率分配电路762以控制到发射体742的功率施加。控制器728也可发送调频信号到发生器760。
图7B是图7A的反射体组件722的透视图。在一个实施方式中，反射体组件可以是镀镍铝。开口743容纳温度探针724。微波发射体742可以是从反射体组件722的反射面704伸出的导体。反射面将朝反射体组件发射的微波能量朝向基板导向，提高能量利用率。
在退火工艺期间，控制器728可激发灯组件716以提供热能到布置在基板支持件750上的基板。温度探针724记录基板内的温升，控制器728使用所述记录来获得基板的背景温度。控制器728可随后激发微波发生器760以从发射体742产生微波能量。控制器728也可通过发送信号到发生器760和调相器762来施加调频和调相。所得均匀化的微波能量穿透基板表面，重排缺陷和间隙以改进晶体结构和激活掺杂剂。
图8是根据另一实施方式的动态退火腔室800的示意侧视图。在此实施方式中，腔室800具有由滚子（rollers）804致动的移动基板支持件802，以使得布置在支持件802上的基板以由箭头806所示的方向移动。基板进入大致由热能发射体810和微波能量发射体812界定的处理区域中。热能发射体810和微波能量发射体812两者是扩展源，所述扩展源具有与图8的截面图的平面垂直的线性尺寸。热能发射体810可以是多个加热灯，所述加热灯横跨移动基板支持件802以线性方式布置。微波能量发射体812可以是横跨移动的基板支持件802延伸的漏泄同轴源，如上文结合图1A和图1B所述。微波能量发射体812可被耦合至微波（或毫米波或太赫）频率发生器814，且调相器816可被布置在微波能量发射体812和微波频率发生器814之间，如本文别处进一步所述。替代地和/或可选地，调频器（未图示）可被用于微波频率发生器814，如本文别处所述。
动态退火腔室800将基板顺序地暴露到热能和微波或毫米波能以退火基板。微波能量发射体812和热能发射体810之间的距离被选择成提供在两种形式的能量之间的规定的重叠。根据发射体810和812的强度分布，和移动基板支持件802的速度，可确定两个发射体之间的距离以向基板提供热能和微波能之间的精确分布。由热发射体810提供的热能可通过降低重组晶格的能量势垒来增加微波能的效率。在一个实施方式中，两个发射体之间的距离可被限定，以使得当基板表面温度在约300℃和约500℃之间时，由微波发射体812发射的微波功率密度在约1.5W/cm2和约2.5W/cm2之间。
图9是根据另一实施方式的动态退火腔室900的截面图。动态退火腔室900具有如图8所示的移动基板支持件802，和沿着输送箭头方向806布置的多个微波能量发射体904。类似于图8所示的微波能量发射体804，每个发射体904具有垂直于图9的横截面的线性尺寸，以使得每一发射体904横跨移动基板支持件804延伸。每个微波能量发射体904是如结合图1A和图1B所述的漏泄同轴源，所述漏泄同轴源在以输送箭头方向806延伸且横跨移动基板支持件的区域上发射微波。在此实施方式中，干涉图案可通过将调相器910耦合到每一发射体而横向于输送箭头方向806横跨移动基板支持件平均化。功率分配器908将来自微波频率发生器906的功率通过每一调相器910均匀地分布到发射体904。如果每一调制器910的调相以不同频率变化，那么可在输送箭头方向806中实现干涉图案的一些平均化。或者，发射体910可以选定的距离间隔开以在每一发射体910之间产生具有低功率密度的区域，以使得在输送方向的干涉微乎其微。
图10是根据另一实施方式的离子浸入腔室1000的截面图。腔室1000具有外壳1002，所述外壳1002界定其中布置基板支持件1004的内容积1028。基板支持件1004具有至少一个内部导管1006，真空、电功率或冷却流体可通过所述内部导管1006传送到基板支持件1004的基板接收表面1044。
腔室1000具有两个凹角导管1012和1014的特征，通过所述凹角导管，工艺气体可从腔室1000的内容积1028流出。凹角导管1012和1014终止在腔室1000的壁1046的开口1018处。单个凹角导管（例如凹角导管1012）的开口1018被定位在腔室1000的相对侧上，且凹角导管1012和1014是大体上彼此垂直定向。因此，凹角导管1012的中点和凹角导管1014的中点在腔室壁1046的中央区域之上大约重合。
每个凹角导管1012和1014具有围绕凹角导管布置的电感铁芯1020和1022。电感铁芯1020和1022包裹有线圈，所述线圈通过电力耦接到射频源1024和1036。射频能量被施加于每一导电芯，在每一凹角导管1012和1014内形成感应场，所述导电芯将流动到每一凹角导管中的气体离子化以产生等离子体。等离子体从每个凹角导管1012和1014流动到腔室的内容积1028中。然后，等离子体的反应组分沉积在、注入到或者蚀刻布置于基板支持件1004上的基板。
腔室1000可用于对基板进行如上所述的材料操作，以及辐射操作。微波源1034沿着与基板接收表面1044相对的腔室1000的壁1046布置。微波源1034可以是本文所述的任何源，且微波源1034可通过可选调相器1038被耦合至微波频率发生器1036。如本文别处所述，发生器1036也可被调频。微波源1034是通过耐腔室1000的处理环境但也对微波透明的材料包围。只要材料的结构强度和微波透明度没有大体上降低，且微波吸收率通过处理环境大体上增强，外壳的材料就可根据处理环境而变化。也可选择外壳的材料以使其承受得住可能时常应用于腔室的清洗化学品。在一个实施方式中，外壳材料是由硅、碳，或上述材料的混合物（例如，碳化硅、碳掺杂硅、富碳硅、硅掺杂碳）形成，所述材料可以是无定形或结晶材料。
在操作中，工艺气体可通过耦合至腔室1000的壁1046中的入口（未图示）的导管1032提供至腔室1000。工艺气体可通过入口1040排出到真空源1042，且从而调节腔室1000的压力。电感铁芯1020和1022被射频功率激发以形成等离子体，且基板被暴露于等离子体达一时间段以进行材料操作。在材料操作之后，腔室1000可通过泵抽真空，且微波源1034被激发。可应用调相和/或调频以提高影响基板表面的辐射的均匀性。微波能修复基板表面的晶体结构中的缺陷，仅穿透至趋肤深度而不整体加热基板。可将冷却应用于基板以保持基板的整体温度低于约500℃，以确保杂质的扩散最小化。在一个实施方式中，材料操作是离子注入操作，且微波能在同一腔室中将被注入的基板退火。
在另一操作中，微波源1034可被脉冲化以点燃腔室1000中的等离子体，或微波源1034可以重复脉冲模式操作以退火基板。微波源1034也可在等离子体处理期间连续地，或以脉冲模式操作，以在等离子体处理期间保持腔室中的等离子体和/或在材料处理期间向基板表面提供电磁能。所述电磁能可在给定离子密度和/或温度下增加注入深度，此举对于一些实施方式可能是有用的，所述电磁能也可在注入期间退火基板，降低整体处理时间。应注意，在一些实施方式中，可通过布置在基板支持件中的网孔电极（未图示）经由基板支持件将射频偏压施加于基板。在注入期间施加微波能可降低在一些情况下进行注入所需的偏压。
图11是根据另一实施方式的竖直退火腔室1100的截面图。竖直退火腔室1100可用于以大体上竖直定向退火基板。外壳1102封闭漏泄微波源1106，所述漏泄微波源1106在两侧上具有开口，每一侧面向基板处理区域1104A/B。微波源1106是如在本文别处所述的漏泄同轴源，其中内导体和外导体具有同时布置在微波源1106的内部体积1108中的开口。微波源1106涂覆有大体上覆盖开口的防腐涂层1110。
每个基板处理区域1104A/B具有传送带1114，所述传送带1114通过滚子1116致动。滚子通过布置在电动机座1118中的电动机致动。微波源1106同样被固定到电动机座1118。基板以大体上竖直定向沿着移动的输送带1114A/B行进经过微波源1106，所述大体上竖直定向通过各个导向器1120A/B保持。微波源1106通过微波频率发生器1122激发，所述微波频率发生器1122选择性地通过调相器1124插入且选择性地通过耦合至发生器1122的调频器（未图示）调整。由微波源1106发射的微波能从微波源1106朝向在传送带1114A/B上行进经过的基板向外投射，当基板经过时退火基板表面。
通过以金属涂布电动机座1118和传送带1114，可保护电动机座1118和滚子1116的机构不受微波辐射的影响。传送带114可以是沿着传送带的外表面以金属箔涂布的顺应（compliant）材料（如果需要），或可将一片金属箔并入到传送带1114内。或者，箔网或丝网可被并入到传送带1114中，或传送带1114可以是注入金属微粒的顺应材料。
图12是根据另一实施方式的竖直辐射处理腔室1200的透视图。竖直辐射处理腔室1200通常在许多方面类似于图11的竖直退火腔室，其中多个热源1204和微波能源1208分别包括在腔室1200的内部体积中。如同腔室1100一样，外壳1202封闭机动化(motorized)传送带1222A/B和辐射组件1240，所述辐射组件1240在腔室1200的中央部中且面向两个基板处理区域。辐射组件1240沿着腔室1200的长度包含交替的热源1204和微波源1208，用于对通过的基板进行交替的热处理和微波处理。如同在腔室1100中一样，基板通过导向器1224A/B在大体上保持竖直定向，且热源和微波源的端子1212和端子1216穿过腔室顶部分别耦合至各个电源1234和电源1232。电源1232是通过引线1226耦合至微波源1208的微波频率电源，所述引线1226通过功率分配器1228耦合至调相器1230。如同腔室1100的源1106一样，微波源1208可以是双侧源，或者微波源1208在替代配置中可以是单侧源（即，一个源指向“A”侧，下一个源指向“B”侧，等等）。
每一热源1204是在外壳1206中的一排加热灯1220。外壳1206可以是用于保护灯免受微波发射影响的金属。如果需要，热源1204也可以是双侧的，具有朝向“A”侧和“B”侧投射的加热灯。热源1204和微波源1206在电动机座1210处终止，所述电动机座1210容纳用于致动传送带1222的电动机。如同腔室1100一样，电动机座1210和传送带1222可以是金属，可以被金属涂层和金属浸渍，或电动机座1210和传送带1222具有并入电动机座1210和传送带1222中以抵抗微波的金属。
图13是根据另一实施方式的概述退火半导体基板的方法1300的流程图。在1302处，基板被布置在具有微波源的腔室中，所述微波源可以是本文所述的任何微波源。在1304处，微波源是通过施加变化的电压到微波源来激发。微波源是在选定的频率下被反复地激发以产生脉冲微波能。每一脉冲可具有在约0.2W/cm2与约5W/cm2之间的诸如约2W/cm2的能量密度，和在约1μsec与约100msec之间的持续时间。根据脉冲特性，基板通常被暴露于在约1个与约100000000个脉冲之间的微波能，诸如在约5个与约100个脉冲之间，例如约20个脉冲的微波能。在一些实施方式中，可使用调相以提高一些发射体或场发射体阵列的均匀性，如本文中别处所述。调相频率通常将比脉冲频率高至少一个数量级，以便每一脉冲将被均匀地施加。
在1306处，微波脉冲朝向基板以对基板的暴露表面退火。每一脉冲有选择地传递动量至晶体缺陷和间隙，增加表面的晶序。随着微波将晶体重新排序，由于吸收核的浓度下降，微波的吸收率降低。如果基板是传导性的，那么表面的微波反射率增加；且如果基板是半传导性的的，那么微波透射率和反射率都增加。
在一些实施方式中，可检测微波反射率或透射率以监控微波退火操作的进程。可将无源微波天线布置在微波处理腔室里或附近以产生表示反射或透射的微波的强度的信号。控制器可使用信号以决定退火操作的终点。
也可监控基板温度以检测微波处理期间的温升。高电阻系数的基板更容易吸收微波，且比低电阻系数基板加热更快。随着退火进行和基板的电阻系数下降，温升减慢或停止。温度监控可用于检测退火终点，例如当温升低于预定速率时。
在一个实施方式中，基板可被暴露于微波能的两个或两个以上脉冲串，在所述脉冲串之间具有闲置持续时间。闲置持续时间可被插入以允许热量辐射出基板且允许部分退火的晶体基质弛豫。所述弛豫可降低晶格的已退火位置对入射辐射的吸收率。可施加在约5个与约500个脉冲之间的第一串微波能，接着是在约1秒与约30秒之间的第一闲置时间。然后，可施加在约5个与约500个脉冲之间的第二串脉冲，接着是在约1秒与约30秒之间的第二闲置时间。可根据需要向基板施加任何数目的脉冲串以达到退火终点。
可以一个以上的频率施加微波能。不同微波频率将耦合至不同类型和大小的缺陷且耦合至不同掺杂剂和并置的掺杂剂和缺陷，所以具有多个微波频率的退火可提高退火的有效性。在使用多个频率的情形中，作为调相每一源的替代或附加，可通过调幅不同频率增强辐射场的均匀性。不同频率的调幅，特别是当针对不同微波能频率在不同频率下调幅时，以类似于调相不同发射体产生图案的方式产生调制干涉图案。
图14是根据另一实施方式的概述退火半导体基板的方法1400的流程图。在1402处，基板被布置在具有热能源和微波能源的腔室中。在1404处，基板被暴露于来自诸如一行加热灯的热能源的热能，以将基板温度升高到背景温度。根据基板类型和所需的退火操作，背景温度可在约300℃和约1100℃之间。对于具有逻辑装置形成于其上或部分形成于其上的硅基板，或其他半导体基板，方法1400可在低至300℃的温度下退火基板。
在1406处，允许基板在背景温度下平衡达约10秒与约60秒之间的时间段。在1408处，将来自微波能源的微波辐射提供至腔室。微波能源可以是适合于产生均匀能量场的任何微波源，诸如在本文别处所述的源。在约600MHz和约1THz之间的例如约2.45GHz的频率下，且在约100W和约10000W之间的功率级下，将在约25V和约200V之间交变的电压施加于微波能源，以在基板表面产生具有约2W/cm2和约10W/cm2之间能量密度的微波辐射。根据所施加的功率，基板被暴露于微波辐射达在约10秒与约2分钟之间的时间段。
在1410处中断微波能，再次允许基板在背景温度下平衡达约10秒与约60秒之间的时间段。然后，在1412处中断热能，且从腔室中除去基板。
在微波处理期间，根据辐射的频率和基板的性质，微波穿透基板表面至约200nm和约100μm之间的趋肤深度。由基板吸收的功率与基板的电阻率成比例，所述电阻率随着缺陷和杂质密度升高。虽然诸如红外光和可见光的较短波长光由硅晶体基质作为热能吸收，但是较长波长微波辐射不在硅基质中激发明显的热能。取而代之的是，微波与缺陷直接地耦合，给予动量至缺陷附近的电子和质子且激发局部重排以降低能量配置。消除缺陷且任何掺杂原子或填隙原子被激活到晶体中。硅基板可从而通过具有小于约2W/cm2能量密度的微波能在约500℃以下的温度下退火。
图15是概述根据另一实施方式的方法1500的流程图。方法1500可用于使用微波能处理基板以退火、结晶或再结晶基板的一部分。在1502处，基板被布置在具有微波源的处理腔室中的旋转基板支持件上。微波源可被调相以提高微波辐射的均匀性。在1504处，微波源被微波频率功率激发，所述微波频率功率可在第一频率下调相（即，微波频率功率的相位在第一频率下变化）。在1506处，基板在第二频率下旋转，同时基板被暴露于微波能。在1508处，第一频率和第二频率被同步，以使得两种频率中任一频率都不是另一频率的整数倍。第一频率（以每分钟周期数为单位）除以第二频率（以每分钟转数为单位）不是整数；且第二频率（以每分钟转数为单位）除以第一频率（以每分钟周期数为单位）不是整数。两种频率的同步避免了在基板的特定方向的干涉图案的重复，提高了辐射处理的均匀性。
在另一实施方式中，可通过将基板用金属进行掩膜处理而使基板根据设计图案受到微波辐射。可根据与基板的相容性、在辐射处理之后用于除去金属掩膜的所需化学品（如果需要）、成本，或任何其他考虑来选择用于掩膜的任何金属。可根据形成图案化金属层的任何已知方法，根据图案由PVD或CVD沉积金属。对于图案化微波处理，金属被从希望暴露于微波的基板区域除去，而不是从被保护而免受微波影响的区域除去。金属掩膜反射来自基板未被暴露的区域中的入射微波，产生图案化暴露。然后，可除去金属掩膜（如果需要）。
虽然上文是针对本发明的实施方式，但可在不背离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其他和进一步的实施方式。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于处理半导体基板的腔室，包含：
热能源，所述热能源被布置在所述腔室中；
漏泄微波能源，所述漏泄微波能源被布置在所述腔室中；和
基板支持件，所述基板支持件被布置在所述热能源和所述微波能源之间。
2.如权利要求1所述的腔室，其中所述漏泄微波能源包含同轴天线。
3.如权利要求2所述的腔室，其中所述同轴天线是所连接的漏泄同轴部分的大体上平面相控阵列。
4.如权利要求2所述的腔室，其中所述同轴天线是弯曲或接合的。
5.如权利要求2所述的腔室，进一步包含第二同轴天线，所述第二同轴天线是无源天线或漏泄天线。
6.如权利要求1所述的腔室，进一步包含电动机，所述电动机旋转地耦合至所述微波能源。
7.如权利要求2所述的腔室，其中所述同轴天线为包含内导体和穿孔外导体的漏泄同轴天线。
8.如权利要求7所述的腔室，其中所述穿孔是具有矩形或圆形端部的细长槽，且每一槽具有轴向尺寸和横向尺寸，且所述横向尺寸大于所述轴向尺寸。
9.如权利要求7所述的腔室，其中所述穿孔具有小于微波辐射的波长的一半的轴向尺寸，所述微波辐射由所述漏泄同轴微波源产生。
10.一种用于半导体处理腔室的微波源，包含：
导电芯，所述导电芯具有纵轴；
介电涂层，所述介电涂层在所述导电芯上；
外导体，所述外导体围绕所述介电涂层，并且所述外导体具有沿着所述纵轴定向的多个开口。
11.如权利要求10所述的微波源，进一步包含：围绕所述外导体布置的外壳，其中所述外壳是由耐沉积和蚀刻的材料形成的。
12.一种处理半导体基板的方法，包含：
将所述基板布置在腔室中的基板支持件上，所述腔室具有无等离子体微波源和热能源；
使用所述热能源快速加热所述基板至约1100℃或更低的温度；和
施加具有约2W/cm2或更低功率密度的微波能的脉冲至所述基板。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包含：旋转所述基板同时传递微波能的多个脉冲。
14.如权利要求13所述的方法，其中施加所述微波能的脉冲是在约1msec或更短的时间期间进行的。
15.一种处理半导体基板的方法，包含：
将所述基板布置在腔室中的基板支持件上，所述腔室具有布置在所述腔室中的漏泄同轴微波源；
通过向耦合至所述漏泄同轴微波源的磁控管供电来产生驻波微波能；和
通过改变所述腔室、所述磁控管或所述漏泄同轴微波源的特性，改变所述驻波微波能。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述磁控管频率通过将波形发生器耦合至所述磁控管而改变。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述微波能具有小于约2W/cm2的平均功率密度和小于约5%的峰值强度变化。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述漏泄同轴微波源是线源，且所述基板和所述线源分别移动以在横向于所述线源的纵向的方向上横跨所述基板平移所述微波能。
19.如权利要求15所述的方法，其中改变所述磁控管或所述漏泄同轴微波源的特性包含改变所述磁控管频率或相位。
20.一种处理半导体基板的方法，包含：
将所述基板布置在处理腔室中；
将所述基板暴露于来自多个微波辐射源的脉冲微波辐射，所述多个微波辐射源在所述处理腔室中以平面布置来设置；和
旋转所述基板。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包含：在一频率下调相所述微波辐射，所述频率不是所述基板旋转频率的整数倍。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包含：在一频率下将所述微波能脉冲化，所述频率不是所述基板旋转频率的整数倍，也不是所述调相频率的整数倍。

Claims (22)

1.一种用于处理半导体基板的腔室，包含：
热能源，所述热能源被布置在所述腔室中；
微波能源，所述微波能源被布置在所述腔室中；和
基板支持件，所述基板支持件被布置在所述热能源和所述微波能源之间。
2.如权利要求1所述的腔室，其中所述微波能源包含漏泄同轴天线。
3.如权利要求2所述的腔室，其中所述漏泄同轴天线是所连接的漏泄同轴部分的大体上平面相控阵列。
4.如权利要求2所述的腔室，其中所述漏泄同轴天线是弯曲或接合的。
5.如权利要求2所述的腔室，进一步包含第二同轴天线，所述第二同轴天线是无源天线或漏泄天线。
6.如权利要求1所述的腔室，进一步包含电动机，所述电动机旋转地耦合至所述微波能源。
7.如权利要求2所述的腔室，其中所述漏泄同轴天线包含内导体和穿孔外导体。
8.如权利要求7所述的腔室，其中所述穿孔是具有矩形或圆形端部的细长槽，且每一槽具有轴向尺寸和横向尺寸，且所述横向尺寸大于所述轴向尺寸。
9.如权利要求7所述的腔室，其中所述穿孔具有小于微波辐射的波长的一半的轴向尺寸，所述微波辐射由所述漏泄同轴微波源产生。
10.一种用于半导体处理腔室的微波源，包含：
导电芯，所述导电芯具有纵轴；
介电涂层，所述介电涂层在所述导电芯上；
外导体，所述外导体围绕所述介电涂层，并且所述外导体具有沿着所述纵轴定向的多个开口。
11.如权利要求10所述的微波源，进一步包含：围绕所述外导体布置的外壳，其中所述外壳是由耐沉积和蚀刻的材料形成的。
12.一种处理半导体基板的方法，包含：
将所述基板布置在腔室中的基板支持件上，所述腔室具有无等离子体微波源和热能源；
使用所述热能源快速加热所述基板至约1100℃或更低的温度；和
施加具有约2W/cm2或更低功率密度的微波能的脉冲至所述基板。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包含：旋转所述基板同时传递微波能的多个脉冲。
14.如权利要求13所述的方法，其中施加所述微波能的脉冲是在约1msec或更短的时间期间进行的。
15.一种处理半导体基板的方法，包含：
将所述基板布置在腔室中的基板支持件上，所述腔室具有布置在所述腔室中的漏泄同轴微波源；
通过向耦合至所述漏泄同轴微波源的磁控管供电来产生驻波微波能；和
通过改变所述腔室、所述磁控管或所述漏泄同轴微波源的特性，改变所述驻波微波能。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述磁控管频率通过将波形发生器耦合至所述磁控管而改变。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述微波能具有小于约2W/cm2的平均功率密度和小于约5%的峰值强度变化。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述漏泄同轴微波源是线源，且所述基板和所述线源分别移动以在横向于所述线源的纵向的方向上横跨所述基板平移所述微波能。
19.如权利要求15所述的方法，其中改变所述磁控管或所述漏泄同轴微波源的特性包含改变所述磁控管频率或相位。
20.一种处理半导体基板的方法，包含：
将所述基板布置在处理腔室中；
将所述基板暴露于来自多个微波辐射源的脉冲微波辐射，所述多个微波辐射源在所述处理腔室中以平面布置来设置；和
旋转所述基板。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包含：在一频率下调相所述微波辐射，所述频率不是所述基板旋转频率的整数倍。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包含：在一频率下将所述微波能脉冲化，所述频率不是所述基板旋转频率的整数倍，也不是所述调相频率的整数倍。
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