CN113272944A - 用于半导体处理装置的通过吹扫气体稀释和排出来减少气体凝结在腔室壁上 - Google Patents

用于半导体处理装置的通过吹扫气体稀释和排出来减少气体凝结在腔室壁上 Download PDF

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Abstract

一种用于加热腔室中的工件的系统、方法和装置，其提供大体上圈定腔室容积的一个或多个表面。真空和吹扫气体端口与腔室容积流体连通。加热器装置将工件支撑件上的工件选择性地加热到预定温度，并且在腔室容积内产生脱气材料。真空阀在真空源和真空端口之间提供选择性流体连通。吹扫气体阀在用于吹扫气体的吹扫气体源与吹扫气体端口之间提供选择性流体连通。控制器控制真空和吹扫气体阀，以在工件被加热时在预定压力下选择性地使吹扫气体从吹扫气体端口流动至真空端口，从而移除和防止脱气材料在腔室表面上的凝结。

Description

用于半导体处理装置的通过吹扫气体稀释和排出来减少气体 凝结在腔室壁上
相关申请的引用
本申请要求于2019年1月4日提交的名称为“用于半导体处理装置的通过吹扫气体稀释和排出来减少气体凝结在腔室壁上”的美国申请第16/240,071号的权益，该申请的内容以全文引用方式并入本文。
技术领域
本申请大体上涉及用于处理工件的工件处理系统和方法，并且更具体地涉及用于减少脱气材料(outgas material)凝结在具有热夹盘的腔室中的系统、装置和方法。
背景技术
在半导体处理中，可以对工件或半导体晶片执行许多操作，诸如离子注入。随着离子注入处理技术的进步，可以实施工件处的各种离子注入温度以在工件中实现各种注入特性。例如，在常规离子注入处理中，典型地考虑三个温度状态：冷注入，其中工件处的处理温度维持在低于室温的温度；热注入，其中工件处的处理温度维持在典型地100-600℃范围内的高温；以及所谓的准室温注入，其中工件处的处理温度维持在略高于室温但低于高温注入中使用的温度，准室温注入温度典型地在50-100℃范围内。
例如，热注入变得更加常见，由此通常通过专用高温静电夹盘(ESC：electrostatic chuck)，也称为经加热夹盘，来实现处理温度。经加热夹盘在注入期间将工件保持或夹紧到其表面。例如，常规的高温ESC包括嵌入在夹持表面下方的一组加热器，用于将ESC和工件加热到处理温度(例如，100℃-600℃)，由此气体界面常规地提供从夹持表面到工件背侧的热界面。典型地，通过将能量辐射至背景中的腔室表面来冷却高温ESC。
发明内容
本申请通过提供一种用于减轻与加热工件相关联的脱气材料凝结在腔室中的系统、装置和方法来克服现有技术的限制。本发明的各种方面提供优于常规系统及方法的优点，其中在利用热夹盘的经加热离子注入系统中提供特定优点。因此，以下呈现了本申请的简化概述，以便提供对本申请的一些方面的基本理解。该概述不是本申请的广泛概述。它既不旨在标识本发明的关键或重要元素，也不旨在描绘本发明的范围。其目的是以简化形式呈现本申请的一些概念，作为随后呈现的更详细描述的序言。
根据本申请的一个方面，提供了一种工件处理系统，其包括具有一个或多个表面的腔室，所述一个或多个表面大体上圈定腔室容积。腔室例如包括与腔室容积流体连通的真空端口和吹扫气体端口。工件支撑件位于腔室内，其中，工件支撑件配置成选择性地支撑工件。在一个示例中，加热器装置被配置为将工件选择性地加热到预定温度。例如，加热工件在腔室容积内产生脱气材料。
例如，提供真空源和真空阀，其中真空阀被配置为在真空源和真空端口之间提供选择性流体连通。还提供了一种吹扫气体源，该吹扫气体源具有与其相关联的吹扫气体，其中吹扫气体阀被配置成在吹扫气体源和吹扫气体端口之间提供选择性流体连通。吹扫气体例如可以包括惰性气体或由惰性气体组成。
根据一个示例，控制器被进一步提供和配置成控制真空阀和吹扫气体阀，以在加热工件的同时，在预定压力(诸如近似大气压力)下将吹扫气体从吹扫气体端口选择性地流动至真空端口。因此，在保持预定压力的同时，可以在加热工件的同时大体上从腔室容积中排出脱气材料，从而大体上防止脱气材料凝结在一个或多个腔室表面上。
在一个示例中，第一负载锁定阀可操作地耦接至腔室并且被配置为在腔室容积与第一环境之间提供选择性流体连通。例如，第一负载锁定阀还被配置为在腔室容积和第一环境之间选择性地传送工件。此外，第二负载锁定阀可以可操作地耦接至腔室，由此第二负载锁定阀例如被配置成在腔室容积与第二环境之间提供选择性流体连通。例如，第二负载锁定阀还被配置为在腔室容积和第二第一环境之间选择性地传送工件。
例如，控制器还可以被配置为选择性地打开和关闭第一负载锁定阀，从而将腔室容积与第一环境选择性地隔离。控制器还可以被配置为选择性地打开和关闭第二负载锁定阀，从而将腔室容积与第二环境选择性地隔离。例如，第一环境可以包括在大气压力下的大气环境。第二环境例如可以包括真空压力下的真空环境。
结合真空阀和吹扫气体阀的控制，控制器例如可以进一步被配置为在第二负载锁定阀将腔室容积与第二环境隔离的同时使吹扫气体从吹扫气体端口流动至真空端口。在另一示例中，控制器被配置为在第二负载锁定阀将腔室容积与第二环境隔离，和第一负载锁定阀将腔室容积与第一环境隔离的同时，将吹扫气体从吹扫气体端口流动至真空端口。
根据另一示例，控制器可以被配置为与加热工件的同时打开吹扫气体阀和真空阀，从而进一步同时使吹扫气体在预定压力下从吹扫气体端口流动至真空端口。吹扫气体阀例如可以包括吹扫气体调节器。在另一示例中，真空阀可以包括真空调节器。在一个方面，吹扫气体调节器和真空调节器可以被配置为当吹扫气体从吹扫气体端口流动至真空端口时提供预定压力。例如，控制器还可以被配置为控制吹扫气体调节器和真空调节器中的一个或多个，从而控制预定压力。在另一示例中，吹扫气体调节器和真空调节器中的一个或多个包括手动调节器。
根据另一方面，可以提供温度测量装置，其中温度测量装置可以被配置为确定工件的测量温度。例如，控制器还可以被配置为至少部分地基于工件的测量温度来控制真空阀和吹扫气体阀。在另一示例中，控制器还可以被配置为至少部分地基于预定时间来控制真空阀和吹扫气体阀。
根据另一示例，工件支撑件包括经加热压板，该经加热压板具有被配置为接触工件的背侧的支撑表面，其中经加热压板大体上限定加热器装置。例如，工件支撑件可以包括一个或多个销，所述一个或多个销被配置为将工件选择性地升高和降低至与其相关联的支撑表面上。在另一示例中，加热器装置包括加热灯、红外加热器和电阻加热器中的一个或多个。
根据另一示例性方面，本申请提供了一种负载锁定装置，该负载锁定装置包括具有大体上限定腔室容积的一个或多个腔室表面的腔室。经加热压板例如设置在腔室容积内，并且被配置为选择性地支撑和加热工件，由此加热工件产生脱气材料。例如，真空阀提供与腔室容积和真空源的选择性流体连通。吹扫气体阀例如提供与腔室容积和用于吹扫气体的吹扫气体源的选择性流体连通。在一个示例中，控制器被配置为控制真空阀和吹扫气体阀，以在加热工件的同时，在预定压力下使腔室容积内的吹扫气体从吹扫气体源选择性地流动至真空源。因此，从腔室容积中大体上排出脱气材料，因此大体上防止脱气材料凝结在一个或多个腔室表面上。
根据本申请的又一示例性方面，提供了一种用于减轻工件的脱气凝结的方法。例如，该方法包括在具有一个或多个腔室表面的腔室中加热工件，所述一个或多个腔室表面大体上限定腔室容积，由此从工件产生脱气材料。与加热工件同时，吹扫气体以预定压力在腔室容积内流动。此外，在吹扫气体流动的同时，吹扫气体从腔室容积中排出，其中保持预定压力，并且其中脱气材料大体上从腔室容积中排出。
以上概述仅旨在给出本申请的一些实施例的一些特征的简要概述，并且其他实施例可以包括与以上提及的特征相比附加的和/或不同的特征。具体地，该发明内容不应被解释为限制本申请的范围。因此，为了实现前述和相关的目的，本申请包括以下描述的并且在申请保护范围中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了本申请的某些说明性实施例。然而，这些实施例指示可以采用本申请的原理的各种方式中的一些。当结合附图考虑时，根据本申请的以下详细描述，本申请的其他目的、优点和新颖特征将变得显而易见。
附图说明
图1说明根据本申请的一方面的示例性经加热离子注入系统的方框图。
图2是根据本申请的一个方面的示例性腔室的示意图。
图3是根据本申请的一个方面的腔室的简化侧视图。
图4是根据本申请的一个方面的具有经加热壁的腔室的简化侧视图。
图5是根据本申请的另一示例性方面的用于减轻脱气凝结的示例性方法的方框图。
图6是根据另一方面的示例性控制系统的方框图。
具体实施方式
本发明大体上关于半导体处理系统及方法，且更特定来说，针对一种用于离子注入系统的腔室，其中所述腔室经配置以控制工件的温度。例如，所述腔室包括负载锁定腔室，所述负载锁定腔室被配置成减轻来自与工件的加热相关联的来自工件的脱气材料的凝结。
因此，现在将参考附图来描述本申请，其中相同的附图标记可以始终用于指代相同的元件。应当理解，这些方面的描述仅仅是说明性的，并且它们不应当以限制的意义来解释。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本申请的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本申请。
经加热的离子注入处理可以加热工件以处理100℃-600℃或更高范围内的温度。例如，可以在注入期间实现处理温度并将其保持在支撑工件的静电夹盘处。根据本发明的各个方面，图1示出了示例性离子注入系统100。本示例中的离子注入系统100包括示例性离子注入装置101，然而也可以考虑各种其他类型的基于真空的半导体处理系统，诸如等离子体处理系统或其他半导体处理系统。例如，离子注入装置101包括端子102、束线组件104和终端站106。
一般来说，端子102中的离子源108耦接至电源110以将掺杂剂气体离子化成多个离子且形成离子束112。本示例中的离子束112被引导通过质量分析装置114，并且朝向终端站106穿出孔116。在终端站106中，离子束112轰击工件118(例如，基板，例如硅晶片，显示面板等)，该工件118被选择性地夹持或安装到热夹盘120。举例来说，热夹盘120可包括静电夹盘(ESC)或机械夹盘，其中热夹盘经配置以选择性地控制工件118的温度。一旦嵌入到工件118的晶格中，注入的离子改变工件的物理和/或化学性质。因此，离子注入用于半导体器件制造和金属精加工，以及材料科学研究中的各种应用。
本申请的离子束112可以采用任何形式，诸如铅笔或点束、带状束、扫描束或离子被引导朝向终端站106的任何其他形式，并且所有这样的形式被认为落入本申请的范围内。
根据一个示例性方面，终端站106包括处理腔室122，例如真空腔室124，其中处理环境126与处理腔室相关联。处理环境126大体上存在于处理腔室122内，并且在一个示例中，包括由真空源128(例如，真空泵)产生的真空，真空源128耦接至处理腔室并且被配置为基本上抽空处理腔室。
在一个实例中，离子注入装置101经配置以提供高温离子注入，其中将工件118加热到处理温度(例如，约100℃到600℃或更高)。因此，在本示例中，热夹盘120包括经加热夹盘130，其中经加热夹盘被配置为在工件暴露于离子束112之前、期间和/或之后支撑和保持工件118，同时进一步加热处理腔室122内的工件118。
经加热夹盘130例如包括静电夹盘(ESC)，静电夹盘(ESC)被配置为将工件118加热到比周围环境或外部环境132(例如，也称为“大气环境”)的环境温度或大气温度显著更大的处理温度。可以进一步提供加热系统134，其中加热系统被配置为加热经加热夹盘130，并且进而加热驻留在其上的工件118至期望的处理温度。加热系统134例如被配置为通过设置在经加热夹盘130内的一个或多个加热器136选择性地加热工件118。在一个替代方案中，加热系统134包括辐射热源，诸如被配置为选择性地加热工件的一个或多个卤素灯、发光二极管和红外热装置。
对于一些高温注入，工件118可以允许在处理环境126的真空内在经加热夹盘130上“浸泡”，直到达到期望的温度。替代地，为了增加通过离子注入系统100的循环时间，可以在可操作地耦接至处理腔室122的一个或多个腔室138A、138B(例如，一个或多个负载锁定腔室)中预加热工件118。
取决于工具架构、处理和期望的吞吐量或其他因素，工件118可以例如通过设置在腔室138A内的预热装置152预加热到第一温度。在一个示例中，第一温度等于或低于处理温度，从而允许真空腔室124内的经加热夹盘130上的最终热均衡。这种情况允许工件118在转移到处理腔室122期间损失一些热量，其中在经加热夹盘130上执行最终加热至处理温度。替代地，工件118可以通过预热装置152预热到第一温度，其中第一温度高于处理温度。因此，可以优化第一温度，使得工件118在传送到处理腔室122期间的冷却允许工件在其被夹持到经加热夹盘130上时处于期望的处理温度。
为了准确地控制和/或加速热响应并且实现用于热传递的附加机构，使工件118的背侧与经加热夹盘130传导连通。该传导连通通过经加热夹盘130和工件118之间的压力控制气体界面(也称为“背侧气体”)来实现。例如，背侧气体的压力大体上受到经加热夹盘130的静电力的限制，并且大体上可以保持在5-20托的范围内。在一个示例中，背侧气体界面厚度(例如，工件118和经加热夹盘130之间的距离)被控制在微米(典型地为5-20μm)的量级，并且因此，在该压力状态下的分子平均自由路径变得足够大以使界面厚度推动系统进入过渡和分子气体状态。
根据本申请的另一方面，腔室138B包括冷却装置160，冷却装置160配置成当工件118在离子注入期间被注入离子之后而设置在腔室138B内时，对工件进行冷却。冷却装置160例如可以包括经冷凝工件支撑件162，其中经冷凝工件支撑件162配置成通过热传导主动地冷却存在于其上的工件118。经冷凝工件支撑件162例如包括冷板，该冷板具有穿过其中的一个或多个冷却通道，其中，穿过冷却通道的冷却流体基本上冷却存在于冷板表面上的工件118。经冷凝工件支撑件162可以包括其他冷却机构，诸如珀耳帖(Peltier)冷却器或普通技术人员已知的其他冷却机构。
根据另一示例性方面，还提供了控制器170，并且控制器170配置成选择性地激活加热系统134、预热装置152和冷却装置中的一个或多个，以选择性地分别加热或冷却存在于其上的工件118。控制器170例如可以配置成：通过预热装置152加热腔室138A中的工件118，通过经加热夹盘130和加热系统134在处理腔室122中将工件加热到预定温度，通过离子注入装置101将离子注入至工件，通过冷却装置160对腔室138B中的工件进行冷却，并且通过对泵和排气口172、相应腔室138A、138B的相应大气门174A、174B和真空门176A、176B以及工件传送装置178A、178B的控制在大气环境132与处理环境126之间选择性地传送工件。
在一个示例中，工件118还可以被递送到处理腔室122以及从处理腔室122递送，使得工件通过工件传送装置178A在选定的前开口统一舱(FOUP:front opening unifiedpod)180A、180B与腔室138A、138B之间传送，并且还通过工件传送装置178B在腔室138A、138B与经加热夹盘130之间传送。例如，控制器170还配置成通过对工件传送装置178A、178B的控制在FOUP 180A、180B、腔室138A、138B与经加热夹盘130之间选择性地传送工件。
本申请理解的是，在被递送到处理腔室122之前，工件118可能已经经历了先前的处理，由此工件可以包括可能已经沉积或以其他方式形成在工件上的一种或更多种材料(例如，光刻胶层或其他材料)。在由腔室138A中的预热装置152加热工件118期间，例如，可以发生脱气，由此形成、沉积或以其他方式存在于工件上的材料可以从固态转变为各种气体。在没有本申请中提供的对策的情况下，这样的气体可能倾向于凝结并积聚在可以基本上比工件118的第一温度更冷的腔室壁182和/或腔室138A内的其他部件上。同样，在没有该对策的情况下，凝结材料的这种积聚可能导致高成本的生产停机时间、产品污染和颗粒层级升高。
对于大多数材料，例如可以在工件118上形成的材料，更高的温度能够导致更大程度的脱气。例如，每种材料能够具有与其相关联的相应蒸气与温度的曲线，由此随着材料的温度增加，脱气量(限定脱气材料)增加。当脱气材料与相对较冷的表面接触时，当该表面的温度下降到蒸气与温度的曲线以下时，脱气材料会趋于在该表面上凝结，从而在该表面上回到固态。
当工件118的这种加热发生在壳体内，例如在腔室138A内的预热站152中时，脱气材料大体上分散在封闭腔室内。在常规壳体中，例如，脱气材料能够在一个或多个表面(例如，在室温下壳体的铝壁)上凝结，并且能够导致材料在壳体的表面上积聚或涂覆。随着更多的材料凝结，趋于形成材料的涂层，由此，材料后续从表面剥落或脱落可能导致工件上或系统中的其他地方的颗粒污染。因此，频繁的预防性维护(诸如对壳体的壁的刮擦或其它清洁)可能导致生产率损失和/或高成本且困难的清洁程序。
本申请考虑通常防止或减轻材料在腔室壁182上凝结，从而降低预防性维护的频率，并且提高系统100的生产率。如图2所示，例如，提供了负载锁定装置200，其中，提供了腔室202，例如图1的腔室138A。例如，图2的腔室202具有大致圈定腔室容积206的一个或多个表面204。例如，该一个或多个表面204由大体上圈定腔室容积206的一个或多个腔室壁207限定。腔室202例如包括真空端口208和吹扫气体端口210，其中，真空端口和吹扫气体端口与腔室容积206流体连通。
根据一个示例，在腔室200内设置有工件支撑件211，并且工件支撑件配置成选择性地支撑腔室内的工件212。例如，还提供了加热器装置214，加热器装置配置成将工件212选择性地加热到预定温度。在一个示例中，工件支撑件211包括经加热压板216，该经加热压板216具有配置成接触工件212的背侧220的支撑表面218，如图3所示。在一个示例中，经加热压板216大体上限定加热器装置214。例如，加热器装置214可以包括嵌入在经加热压板216内的一个或多个电阻加热器元件222，其中，该一个或多个电阻加热器元件配置成通过经加热压板的传导选择性地加热工件212。在其他示例中，加热器装置214可以替选地或附加地包括一个或多个辐射元件224，诸如加热灯、红外加热器或其他加热器元件。应当注意，在一些示例中，可以省略该一个或多个辐射元件224，因此，经加热压板216是唯一的加热器装置214。在另一示例中，工件支撑件211可以包括一个或多个销226，如图2所示，该一个或多个销配置成将工件212选择性地升高和降低到支撑表面218上。
根据本申请，应当了解，如上文所描述的，加热工件212可以在腔室容积206内产生脱气材料。根据本申请，有利地提供了真空源228(例如，真空泵)，其中，真空阀230配置成提供真空源与真空端口208之间的选择性流体连通。此外，还提供了具有吹扫气体(例如惰性气体，比如氮气)的吹扫气体源232，吹扫气体阀234配置成提供吹扫气体源与吹扫气体端口210之间的选择性流体连通。
根据一个示例，控制器(例如，图1的控制器170)还配置成在由加热器装置214加热工件212的同时，控制真空阀230和吹扫气体阀234，以在预定压力下使吹扫气体从吹扫气体端口210选择性地流动至真空端口208。因此，可以有利地从腔室容积206排出与工件212的加热相关联的脱气材料，因此大体上防止或以其他方式减轻脱气材料在所述一个或多个腔室表面204上凝结。优选地，真空端口208和吹扫气体端口210大体上相对于腔室202彼此相对地设置，例如设置在相对的腔室壁236A、236B上，由此，流动(由箭头238示出)大体上经过工件212，因此，有利地通过真空端口208排出脱气材料。
在一个示例中，腔室202大体上由真空源228抽空，同时并行地将吹扫气体从吹扫气体源232引入腔室中，其中，有利地在腔室容积206内维持预定压力。例如，预定压力近似为大气压，由此可以实现有利的热传递以用于工件212的预热，从而提供工件的足够吞吐量。此外，在抽空腔室202的同时引入吹扫气体大体上稀释并且基本上从腔室容积206排空脱气材料，因此大体上防止了脱气材料在一个或多个腔室表面204上凝结和/或积聚。
根据另一示例，如图2所示，腔室202包括第一负载锁定阀240，第一负载锁定阀240可操作地耦接到腔室并且配置成提供腔室容积206与第一环境242(诸如图1的大气环境132)之间的选择性流体连通。例如，如上所述，图2的第一负载锁定阀240还配置成在腔室容积206与第一环境242之间选择性地传递工件212。例如，第二负载锁定阀244进一步可操作地耦接到腔室202并且配置成提供腔室容积206与第二环境246(例如，真空环境，诸如图1的处理环境126)之间的选择性流体连通。例如，图2的第二负载锁定阀244还配置成选择性地使工件212在腔室容积206与第二环境246之间传递。
例如，图1的控制器170还配置成选择性地打开和关闭图2的第一负载锁定阀240，从而选择性地将腔室容积206与第一环境242隔离。在另一示例中，图1的控制器170还配置成选择性地打开和关闭第二负载锁定阀244，从而选择性地将腔室容积206与第二环境246隔离。例如，图1的控制器170还可以配置成：在第二负载锁定阀244将腔室容积206与第二环境246隔离并且第一负载锁定阀240将腔室容积与第一环境242隔离中的一者或多者的同时，使吹扫气体从图2的吹扫气体端口210流动至真空端口208。图1的控制器170还可以配置成在由加热器装置214加热工件212的同时打开图2的吹扫气体阀234和真空阀230，从而进一步同时使吹扫气体在预定压力下从吹扫气体端口210流动至真空端口208。
根据另一示例，吹扫气体阀234还可以包括吹扫气体调节器248。附加地或可选地，真空阀230还可以包括真空调节器250。因此，吹扫气体调节器248和真空调节器250例如可以配置成当吹扫气体从吹扫气体端口210流动至真空端口208时提供预定压力。根据另一示例，图1的控制器170还可以配置成控制图2的吹扫气体调节器248和真空调节器250中的一个或多个，从而控制预定压力。替选地，吹扫气体调节器248和真空调节器250中的一个或多个可以包括手动调节器，由此可以手动地控制与其相关联的压力。
根据又一示例，可以提供温度测量装置252，并且温度测量装置配置成确定或限定工件212的测量温度。因此，图1的控制器170还可以配置成至少部分地基于工件212的测量温度来控制图2的真空阀230和吹扫气体阀234。在一个示例中，最初处于室温的工件212被放置在腔室202中，由此工件在腔室内被加热，直到测量的温度与期望的预热温度匹配。
在又一示例中，图1的控制器170还配置成至少部分地基于预定时间(诸如“浸泡时间”)来控制真空阀230和吹扫气体阀234，在该预定时间期间，工件212由加热器装置214加热。
因此，本申请有利地提供了一种有效的解决方案，使与工件212的加热相关联的脱气材料的最小化凝结。例如，在预定时间(例如，10秒)期间，工件212被加热，并且脱气气体大体上被吹扫气体稀释并且通过由真空源228(例如，粗泵)提供的真空压力而从腔室202排出。本申请例如预期来自吹扫气体源232的吹扫气体的流动238与由真空源228提供的真空压力保持平衡。例如，可以通过真空源228进一步提供两种真空方案，由此可以获得快速真空和慢速真空。
例如，可以由真空源228提供慢速(粗略)真空，由此慢速真空配置成使吹扫气体源232相关联的吹扫气体压力和与真空源228相关联的真空压力保持平衡(例如，大体上均衡)。例如，可以控制吹扫气体调节器248，以在腔室202内维持大致恒定的压力(例如，大气压力)。
在一个示例中，吹扫气体压力为大约37.5psi，以在腔室202内保持大约大气压(例如，大约750至760托)。因此，与真空阀230相关联的慢速粗阀254A被打开，以从腔室202移除气态材料，从而平衡压力并且大体上防止脱气材料在一个或多个腔室表面204上凝结。在另一示例中，工件212被放置在销226上，由此销将工件降低到图1的预热站152的经加热压板216上。随着图2的销226降低，与真空阀230和吹扫气体阀234相关联的慢速粗阀254A打开。因此，当工件212被加热到预定温度时，发生吹扫气体的流动238和腔室容积206的排空。
当工件212达到预定温度时，工件准备好从腔室202传送到图1的处理腔室122。由于与处理腔室122相关联的处理环境126大体上是真空环境，为了将工件118传送到处理腔室，与真空阀230相关联的快速粗阀254B打开，从而将腔室202排空至真空压力(例如，大约10托)。由于工件212已经处于预定温度，所以与真空压力相关联的低热传递速率大体上不是问题。一旦达到真空压力，第二负载锁定阀244打开，以将工件212暴露于真空环境246，并且工件准备好被传送到图1的处理腔室122中，由此图2的销226被升高以将工件提升离开经加热压板216，并且图1的工件传送机器人178B取回工件并将工件传送到ESC 130。
因此，在一个示例中，图2的真空泵228大体上抽空腔室202，以用于，诸如在图1的预热站152中的加热期间，工件212的基本上整体加热。本申请预期在各种压力水平下引入吹扫气体，例如在工件212被加热期间的时间的一部分期间或同时，以各种压力水平引入吹扫气体。
例如，为了在4至6秒内粗略降低压力以达到真空环境，维持粗略真空，由此当工件在负载锁定腔室中时，真空泵228大体上一直运行。例如，惰性气体吹扫的时机可以与粗略真空同时发生。本申请在预热和粗略降低的时间期间将真空阀230(例如，粗泵阀)保持在打开状态，因此大体上从腔室202排出脱气材料，同时通过同时引入吹扫气体来维持用于有利地加热工件212的预定压力。
一旦工件被从腔室202移除并且放置在处理腔室中，隔离阀关闭，粗泵阀关闭，并且负载锁定腔室被(例如，通过打开吹扫气体阀或其他排气至大气)排气以使负载锁定压力内的压力回到大气压以等待另一工件。
根据又一示例性方面，腔室壁207中的一个或多个可以由图4中所示的一个或多个腔室壁加热器260加热到预定腔室壁温度，其中，预定腔室壁温度是基于与工件212相关联的一种或多种预定材料的脱气曲线而确定的。该一个或多个腔室壁加热器260例如包括加热灯、红外加热器和电阻加热器中的一种或多种，腔室壁加热器260配置成选择性地加热一个或多个腔室表面204。在一个示例中，该一个或多个腔室壁加热器260包括与腔室202集成的一个或多个电阻加热器。
所述一种或多种预定材料例如与在工件被放置在腔室202中之前对工件212执行的一种或多种处理相关联，其中，该一种或多种预定材料大体上在预定温度下呈现出脱气。例如，该一种或多种材料可以包括光刻胶材料，或者在被放置在腔室202内之前，形成、沉积或以其他方式存在于工件上的任何其他材料。
在本申请的另一方面，图5示出了用于在减轻与脱气材料相关联的凝结的同时控制工件的温度的方法300。应当注意，虽然本文中示例性方法被图示和描述为一系列动作或事件，但是应当理解，根据本申请，本申请不受这样的动作或事件的所例示的顺序限制，因为一些步骤可以以不同的顺序发生和/或与除本文中所示和所述的步骤之外的其他步骤同时发生。此外，实现根据本申请的方法可以不需要所有示出的步骤。此外，应当理解，这些方法可以与本文所示出和描述的系统相关联地实现，以及与未示出的其他系统相关联地实现。
例如，图5中所示的方法300包括在动作302中加热腔室中的工件，从而产生脱气材料。例如，如上所述，腔室的一个或多个腔室表面大体上限定腔室容积。在动作304中，在加热工件的同时，使吹扫气体在预定压力下在腔室容积内流动。进一步地，在动作306中，在吹扫气体流动的同时，将吹扫气体从腔室容积中排出，从而维持预定压力，并且其中，脱气材料大体上从腔室容积中排出。
根据另一方面，上述方法可以使用计算机程序代码在控制器、通用计算机或基于处理器的系统中的一个或多个中来实现。如图6所示，提供了根据另一实施例的基于处理器的系统400的方框图。基于处理器的系统400是通用计算机平台，并且可以用于实现本文所讨论的过程。基于处理器的系统400可以包括处理单元402，比如台式计算机、工作站、膝上型计算机或针对特定应用定制的专用单元。基于处理器的系统400可以配备有显示器418和一个或多个输入/输出设备420，比如鼠标、键盘或打印机。处理单元402可以包括连接到总线410的中央处理单元(CPU)404、存储器406、大容量存储设备408、视频适配器412和I/O接口414。
总线410可以是任何类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或视频总线。CPU 404可以包括任何类型的电子数据处理器，存储器406可以包括任何类型的系统存储器，比如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)或只读存储器(ROM)。
大容量存储设备408可以包括配置成存储数据、程序和其他信息并且使得数据、程序和其他信息可通过总线410访问的任何类型的存储设备。大容量存储设备408可以包括例如硬盘驱动器、磁盘驱动器或光盘驱动器中的一个或多个。
视频适配器412和I/O接口414提供接口以将外部输入和输出设备耦合到处理单元402。输入和输出设备的示例包括耦接至视频适配器412的显示器418和耦接至I/O接口414的I/O设备420，比如鼠标、键盘、打印机等。其它装置可以耦接至处理单元402，并且可以利用额外或较少接口卡。例如，串行接口卡(未示出)可以用于为打印机提供串行接口。处理单元402还可以包括网络接口416，网络接口416可以是到局域网(LAN)或广域网(WAN)422的有线链路和/或无线链路。
应当注意，基于处理器的系统400可以包括其它组件。例如，基于处理器的系统400可以包括电源、电缆、主板、可移动存储介质、外壳等。尽管未示出，但是这些其他组件被认为是基于处理器的系统400的一部分。
本申请的实施例可以在基于处理器的系统400上实现，例如通过由CPU404执行的程序代码实现。根据上述实施例的各个方法可以通过程序代码来实现。因此，省略了本文中的明确讨论。
此外，应当注意，附图中的各种模块和设备可以在一个或多个图6的基于处理器的系统400上实现并由其控制。不同模块和设备之间的通信可以根据模块如何实现而不同。如果模块实现在一个基于处理器的系统400上，则可以在由CPU 404执行用于不同步骤的程序代码之间，将数据保存在存储器406或大容量存储设备408中。然后，数据可以由CPU 404在相应步骤的执行期间通过总线410访问存储器406或大容量存储设备408来提供。如果模块实现在不同的基于处理器的系统400上，或者如果要从另一存储系统(诸如单独的数据库)提供数据，则可以通过I/O接口414或网络接口416在系统400之间提供数据。类似地，由设备或阶段提供的数据可以通过I/O接口414或网络接口416输入到一个或多个基于处理器的系统400中。本领域普通技术人员容易理解对在变化实施例的范围内实施预期的系统和方法的其他变化和修改。
尽管已经针对特定的一个或多个优选实施例示出和描述了本申请，但是显然，在阅读和理解本说明书和附图之后，本领域的其他技术人员会想到等同的改变和修改。特别地，对于由上述部件(组件、设备、电路等)执行的各种功能)，除非另有说明，否则用于描述此类部件的术语(包括对“机构(means)”的引用)旨在对应于执行所描述的部件的指定功能(即功能上等同)的任何部件，即便在结构上不等同于执行本文所示的本申请的示例性实施例中的功能的所公开的结构，亦是如此。此外，虽然已经针对若干实施例中的仅一个实施例公开了本申请的特定特征，但是对于任何给定或特定应用可能是期望的和有利的是，这样的特征可以与其他实施例的一个或多个其他特征组合。

Claims (20)

1.一种工件处理系统，包括：
腔室，其具有大致圈定腔室容积的一个或多个表面，并且其中所述腔室包括与所述腔室容积流体连通的真空端口和吹扫气体端口；
工件支撑件，其定位于所述腔室内并且被配置为选择性地支撑工件；
加热器装置，其被配置为将所述工件选择性地加热到预定温度，其中加热所述工件在所述腔室容积内产生脱气材料；
真空源；
真空阀，其被配置成在所述真空源和所述真空端口之间提供选择性流体连通；
吹扫气体源，其具有与其相关联的吹扫气体；
吹扫气体阀，其被配置为在所述吹扫气体源和所述吹扫气体端口之间提供选择性流体连通；以及
控制器，其被配置成控制所述真空阀和所述吹扫气体阀，以在加热所述工件的同时在预定压力下使所述吹扫气体从所述吹扫气体端口选择性地流动至所述真空端口，从而大体上从所述腔室容积中排出所述脱气材料，并且防止所述脱气材料凝结在所述一个或多个表面上。
2.根据权利要求1所述的工件处理系统，进一步包括：
第一负载锁定阀，其可操作地耦接至所述腔室并且被配置成在所述腔室容积与第一环境之间提供选择性流体连通，并且其中所述第一负载锁定阀进一步被配置成在所述腔室容积与所述第一环境之间选择性地传送所述工件；以及
第二负载锁定阀，其可操作地耦接至所述腔室并且被配置为在所述腔室容积与第二环境之间提供选择性流体连通，并且其中所述第二负载锁定阀进一步被配置为在所述腔室容积与所述第二环境之间选择性地传送所述工件。
3.根据权利要求2所述的工件处理系统，其中所述控制器还被配置为选择性地打开和关闭所述第一负载锁定阀，从而选择性地将所述腔室容积与所述第一环境隔离，并且其中，所述控制器还被配置为选择性地打开和关闭所述第二负载锁定阀，从而选择性地将所述腔室容积与所述第二环境隔离。
4.根据权利要求3所述的工件处理系统，其中所述第一环境包括在大气压下的大气环境，并且其中，所述第二环境包括在真空压力下的真空环境，并且其中，所述控制器被配置为在所述第二负载锁定阀将所述腔室容积与所述第二环境隔离的同时使所述吹扫气体从所述吹扫气体端口流动至所述真空端口。
5.根据权利要求4所述的工件处理系统，其中所述控制器被配置为在所述第二负载锁定阀将所述腔室容积与所述第二环境隔离，并且所述第一负载锁定阀将所述腔室容积与所述第一环境隔离的同时，将所述吹扫气体从所述吹扫气体端口流动至所述真空端口。
6.根据权利要求1所述的工件处理系统，其中所述控制器被配置为在加热所述工件的同时打开所述吹扫气体阀和所述真空阀，从而进一步同时使所述吹扫气体在所述预定压力下从所述吹扫气体端口流动至所述真空端口。
7.根据权利要求6所述的工件处理系统，其中所述吹扫气体阀包括吹扫气体调节器，并且其中所述真空阀包括真空调节器，其中所述吹扫气体调节器和所述真空调节器被配置为当所述吹扫气体从所述吹扫气体端口流动至所述真空端口时提供所述预定压力。
8.根据权利要求7所述的工件处理系统，其中所述控制器还被配置为控制所述吹扫气体调节器和所述真空调节器中的一个或多个，从而控制所述预定压力。
9.根据权利要求7所述的工件处理系统，其中所述吹扫气体调节器和所述真空调节器中的一个或多个包括手动调节器。
10.根据权利要求1所述的工件处理系统，其中所述预定压力大约为大气压。
11.根据权利要求1所述的工件处理系统，还包括温度测量装置，其被配置为确定所述工件的测量温度，其中所述控制器还被配置为至少部分地基于所述工件的所述测量温度来控制所述真空阀和所述吹扫气体阀。
12.根据权利要求1所述的工件处理系统，其中所述控制器还被配置为至少部分地基于预定时间来控制所述真空阀和所述吹扫气体阀。
13.根据权利要求1所述的工件处理系统，其中所述工件支撑件包括经加热压板，其具有被配置为接触所述工件的背侧的支撑表面，其中所述经加热压板大体上限定所述加热器装置。
14.根据权利要求13所述的工件处理系统，其中所述工件支撑件包括一个或多个销，其被配置为将所述工件选择性地升高和降低到与其相关联的支撑表面上。
15.根据权利要求1所述的工件处理系统，其中所述加热器装置包括加热灯、红外加热器和电阻加热器中的一个或多个。
16.根据权利要求1所述的工件处理系统，其中所述真空端口和所述吹扫气体端口大致彼此相对地设置。
17.一种负载锁定装置，包括：
腔室，其具有大体上限定腔室容积的一个或多个腔室表面；
经加热压板，其设置在所述腔室容积内并且配置成选择性地支撑和加热工件，其中加热所述工件产生脱气材料；
真空阀；
真空源，其通过所述真空阀与所述腔室容积选择性地流体连通；
吹扫气体阀；
吹扫气体源，其用于提供吹扫气体，其中所述吹扫气体源通过所述吹扫气体阀与所述腔室容积选择性地流体连通；以及
控制器，其被配置成控制所述真空阀和所述吹扫气体阀，以在加热所述工件的同时在预定压力下使所述腔室容积内的所述吹扫气体从所述吹扫气体源选择性流动至所述真空源，从而大体上从所述腔室容积中排出所述脱气材料，并且防止所述脱气材料凝结在所述一个或多个腔室表面上。
18.根据权利要求17所述的负载锁定装置，其中所述腔室包括真空端口和吹扫气体端口，其中所述真空端口与所述腔室容积和所述真空阀流体连通，并且其中所述吹扫气体端口与所述腔室容积和所述吹扫气体阀流体连通，其中所述真空端口和所述吹扫气体端口大体上彼此相对，并且其中所述经加热压板位于所述真空端口和所述吹扫气体端口之间，其中所述吹扫气体的所述选择性流动穿过所述经加热压板。
19.根据权利要求17所述的负载锁定装置，其中所述预定压力大约为大气压。
20.一种用于减轻工件的脱气的凝结的方法，所述方法包括：
在具有大体上限定腔室容积的一个或多个腔室表面的腔室中加热工件，从而产生脱气材料；
在加热所述工件的同时，使吹扫气体在所述腔室容积内以预定压力流动；以及
在所述吹扫气体流动的同时，从所述腔室容积中排出所述吹扫气体，其中保持所述预定压力，并且其中大体上从所述腔室容积中排出所述脱气材料。
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