DE69938147T2

DE69938147T2 - Gasangetriebener drehbarer suszeptor für schnelles wärmebehandlungssystem

Info

Publication number: DE69938147T2
Application number: DE69938147T
Authority: DE
Inventors: Helmut Aschner; Andreas Hauke; Karsten Weber; Dieter Zernickel
Original assignee: Steag RTP Systems GmbH
Current assignee: Steag RTP Systems GmbH
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2019-12-04
Also published as: TW451360B; EP1138060B1; EP1138060A1; JP4705244B2; US20010002948A1; US6449428B2; KR20010080753A; DE69938147D1; WO2000036635A1; JP2002532897A; KR100700236B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur gleichförmigeren Erwärmung von Gegenständen in einem schnellen thermischen Bearbeitungssystem (RTP = Rapid Thermal Processing). Genauer gesagt offenbart die vorliegende Erfindung eine zweckmäßige bzw. bequeme, kostengünstige Art und Weise Halbleiterwafer zu drehen, die in diesem System behandelt werden.
Das Hauptproblem, dem sich das Gebiet der schnellen thermischen Bearbeitung (RTP) gegenübersieht, ist die Gleichförmigkeit der Erwärmung der Halbleiterwafer gewesen, die in den RTP-Systemen behandelt werden. RTP-Systeme besitzen im Allgemeinen eine Kammer mit zumindest einer Wand, die durchlässig bzw. transparent gegenüber Strahlung von Strahlungsquellen, wie beispielsweise Lampen, ist. Der zu bearbeitende Gegenstand wird in der Kammer angeordnet und mit Strahlung von der Strahlungsquelle bestrahlt, so dass der Gegenstand erwärmt wird. Die Kammer mit der transparenten Wand ist in dem System nicht strikt notwendig, vorausgesetzt dass das System die Atmosphäre steuert, in der der Gegenstand während der Bearbeitung angeordnet ist. Die Lampen könnten dann in der Nähe des Gegenstands ohne ein dazwischen kommendes Fenster angeordnet werden. Viele Fortschritte sind in der Verwendung von Gruppen von Lampen mit individueller Steuerung jeder Lampe gemacht worden, um die Gleichförmigkeit der Beleuchtungsstrahlung zu erhöhen. Die Gleichförmigkeit des resultierenden Materials ist jedoch nicht für gegenwärtige und zukünftige Anforderungen der Industrie ausreichend. Eine Art und Weise die Gleichförmigkeit des Ergebnisses in derartigen Systemen zu erhöhen, besteht darin die Substrate unter den Lampen zu drehen. Viele Systeme des Standes der Technik sind veröffentlicht worden, um diese Drehung auszuführen. Diese zahlreichen Systeme verwendeten jedoch im Allgemeinen nur eine Lampenbank auf einer Seite des Halbleiterwafers. Die andere Seite des Wafers konnte dann für verschiedene Wellen verwendet werden, die die Kammerwände durchdrängten, um den Wafer mechanisch in Bezug auf die Lampen zu drehen. Der Stand der Technik ist dahingehend unzureichend, dass die Systeme teuer und schwer abzudichten sind. Die Systeme des Standes der Technik lassen es außerdem zu, dass Fremdkörper bzw. Kontaminanten, die von den sich relativ bewegenden Teilen abgescheuert werden, die Kammer kontaminieren.
Die Systeme des Standes der Technik können nicht mit Lampenbanken auf beiden Seiten des Wafers verwendet werden, da die Welle, die sich drehende Basis, die den Wafer hält, und die Anschlussstücke, die notwendig sind um es zu ermöglichen, dass sich die Welle in Bezug auf den Kammer drehen, das Licht von der Bank auf der gleichen Seite des Wafers wie die Welle blockieren oder auf andere Weise stören, und das resultierende Licht, das auf den Wafer auftritt, nicht mehr einheitlich bzw. gleichförmig ist.
Bei Reaktoren, die auf dem RTP-Prinzip basieren, ist der gesamte Querschnitt eines Endes der Reaktorkammer während des Waferbearbeitungsprozesses offen. Diese Konstruktion hat sich etabliert, da verschiedene Waferhaltevorrichtungen, Schutzringe und Gasverteilungsplatten, die wesentlich größere Abmessungen besitzen und dicker als die Wafer sein können, ebenfalls in die Kammer eingebracht werden müssen und einfach und schnell ausgetauscht werden müssen, wenn der Prozess verändert wird oder wenn beispielsweise unterschiedliche Wafergrößen verwendet werden. Das U.S. Patent 5,580,830 lehrt die Bedeutung des Gasstroms und die Verwendung einer Öffnung bzw. eines Durchlasses in der Tür, um den Gasstrom zu regulieren und um Verunreinigungen in der Prozesskammer zu steuern.
Die Bedeutung der Messung der Temperatur des Wafers durch Verwenden eines Pyrometers mit sehr breitem Spektralansprechverhalten wird in U.S. Patent 5,628,564 gelehrt.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur verbesserten Temperatursteuerung wird in U.S. Patent 5,841,110 gelehrt.
Der Wafer, der in einem herkömmlichen RTP-System erwärmt werden soll, liegt typischerweise auf einer Vielzahl von Quartzstiften, die den Wafer genau parallel zu den Reflektorwänden des Systems halten. Systeme des Standes der Technik lagern den Wafer auf einem Suszeptor, typischerweise einem einheitlichen Siliziumwafer. Die Patentanmeldung 08/537,409, jetzt U.S. Patent 5,841,110 lehrt die Bedeutung von von dem Wafer getrennten Suszeptorplatten. Die schnelle thermi sche Bearbeitung von 111-IV Halbleitern ist nicht so erfolgreich gewesen wie eine schnelle thermische Bearbeitung auf dem Silizium. Ein Grund dafür liegt darin, dass die Oberfläche einen relativ hohen Dampfdruck beispielsweise des Arsens (As) im Fall des Galliumarsenids (GaAs) besitzt. Im Oberflächenbereich wird das As dezimiert, und die Materialqualität leidet darunter. Die Patentanmeldung 08/631,265, jetzt U.S. Patent 5,837,555 sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwindung dieses Problems vor.
Ein Verfahren zum Erhöhen des Emissionsvermögens eines leicht dotierten, relativ niedertemperaturigen Wafers durch lokales Erwärmen des Wafers mit einem Lichtimpuls ist in der Anmeldung 08/632,364, jetzt U.S. Patent 5,727,017 offenbart.
Eine aufblasbare Dichtung für ein RTP-System ist in der gleichzeitig anhängigen, genehmigten Anmeldung 08/895,665, eingereicht am 17. Juli 1997 von Aschner et al., jetzt U.S. Patent 5,870,526 offenbart.
Ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zur schnellen thermischen Bearbeitung eines Gegenstands ist in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung 08/953,590, eingereicht am 17. Oktober 1997 durch Lerch et al., jetzt U.S. Patent 5,935,650 offenbart.
Ein Verfahren zur schnellen thermischen Bearbeitung eines Substrats, bei dem eine geringe Menge eines Reaktionsgases verwendet wird, um das Ätzen der Oxide oder des Halbleiters zu steuern, ist in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung 08/886,215 eingereicht am 1. Juli 1997 von Nenyei et al., jetzt U.S. Patent 6,100,149 offenbart.
Ein Verfahren zur schnellen thermischen Bearbeitung eines Substrats, bei dem die Verdampfung des Siliziums gesteuert wird, ist in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung 09/015,441, eingereicht am 29. Januar 1998, von Marcus et al., jetzt U.S. Patent 6,077,751 offenbart.
Verfahren zum Drehen des Wafers in einem RTP-System sind in den Anmeldungen 08/960,150 und 08/977,019 von Blersch et al. bzw. Aschner et al., eingereicht am 29.10.1997 bzw. 24.11.1997, jetzt U.S. Patente 5,965,047 bzw. 6,005,226 offenbart.
Es wird hingewiesen auf US-A-4,860,687 , die sich mit einer Vorrichtung befasst, die einen flachen, drehbaren Suszeptor zur Drehung parallel zu einer Referenzoberfläche um eine Drehwelle senkrecht zu dieser Oberfläche aufweist.
Ferner beschreibt US-A-5,820,686 einen RTP-Reaktorsuszeptor in der Form einer Mehrschichtstruktur. Eine erste Schicht des RTP-Suszeptors ist eine dünne Schicht aus vorzugsweise Siliciumcarbid, Graphit oder mit Siliciumcarbid beschichtetes Graphit mit einer Dicke von weniger als ungefähr 6mm, mit einem derartigen Emissionsvermögen dass die erste Schicht Wärme abstrahlt, und mit derartigen thermischen Wärmeübertragungseigenschaften, dass es die erste Schicht erleichtert, ein Substrat oder Substrate, die durch den Suszeptor getragen werden, bei einer einheitlichen Temperatur zu halten und es erleichtert, einheitliche Prozessgaseigenschaften auf den gesamten Substraten aufrechtzuerhalten. Eine zweite Schicht des Suszeptors ist zu der Wärmequelle des RTP-Reaktors hin transparent und liefert eine starre, beständige Plattform für die erste Schicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 10 vorgesehen. Ferner sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Gemäß dieser Erfindung wird ein zu bearbeitender Gegenstand in einem RTP-System auf einem drehenden Suszeptor angeordnet, der vor Verziehen bzw. Verkrümmung aufgrund ungleicher Erwärmung des Suszeptors durch Strahlung von dem heißen Gegenstand geschützt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein RTP-Bearbeitungssystem des Standes der Technik.
2 zeigt eine drehende Basis oder Suszeptor 210, die bzw. der einen Wafer 110 hält.
3 zeigt eine alternative Anordnung.
4 zeigt einen Querschnitt des am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung.
6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung.
7 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht einer verbesserten Version des am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
8A, 8B, 8C und 8D zeigen detaillierte Ansichten der am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung.
9A, 9B, 9C, 9D, 9F und 9G zeigen detaillierte Ansichten eines Teils des Ausführungsbeispiels der 4.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt ein RTP-Bearbeitungssystem des Standes der Technik. Ein Halbleiterwafer 110 oder ein anderer zu bearbeitender Gegenstand wird in einer RTP-Quartzkammer 120 durch Quartztragstifte 160 (nur einer ist gezeigt) getragen. Ein Schutzring 170 wird verwendet, um Kanteneffekte der Strahlung von der Kante des Wafers 110 zu verringern. Eine Endplatte 190 dichtet zu der Kammer 120 hin ab, und eine Tür 180 ermöglicht den Eintritt des Wafers 110 und wenn sie geschlossen ist, ermöglicht sie es, dass die Kammer abgedichtet und ein Prozessgas 125 in die Kammer eingeleitet wird. Zwei Strahlungsquellenbänke 130 und 140 sind auf beiden Seiten des Wafers 110 gezeigt. Ein Computer 175 oder ein anderes Steuermittel, wie es in der Technik bekannt ist, wird verwendet, um die Lampen 130 und 140 zu steuern und um die Gasstromsteuervorrichtung 185, die Tür 180 und das Temperaturmesssystem, das hier als ein Pyrometer 165 bezeichnet ist, zu steuern. Der Gasstrom kann ein inertes Gas sein, welches nicht mit dem Wafer reagiert, oder es kann ein Reaktionsgas sein, wie beispielsweise Sauerstoff oder Stickstoff, die mit dem Material des Halbleiterwafers reagieren, um eine Schicht auf dem Halbleiterwafer zu bilden, oder der Gasstrom kann ein Gas sein, welches eine Siliziumverbindung enthält, die an der erwärmten Oberfläche des Gegenstands, der bearbeitet wird, reagiert, so dass sich eine Schicht auf der erwärmten Oberfläche bildet, und zwar ohne jegliches Material von der Oberfläche des Gegenstands zu verbrauchen. Wenn der Gasstrom reagiert, so dass sich eine Schicht auf der Oberfläche bildet, wird der Prozess als schnelle thermisch – chemische Gasphasenabscheidung (RT-CVD = Rapid Thermal – Chemical Vapor Deposition) bezeichnet. Ein elektrischer Strom kann durch die Atmosphäre in dem RTP-System geleitet werden, um Ionen zu erzeugen, die mit oder an der Oberfläche reagieren, und um zusätzliche Energie zu der Oberfläche zu übermitteln, indem die Oberfläche mit energiereichen lionen bombardiert wird.
2 zeigt eine drehende Basis oder Suszeptor 210, die bzw. der einen Wafer 110 hält. Eine derartige drehende Basis, die durch einen Gasstrom angetrieben wird, ist im großen Detail in der Anmeldung 08/977,019 von Aschner et al., eingereicht am 24.11.1997 beschrieben worden. Die Basis 210 wird durch Luftlager 220 getragen. Ein Gasstrom 230 der auf die drehende Basis auftritt, bewirkt dass sich die Basis um die Achse 240 dreht. Ein Mittel zur Zentrierung der Basis 210 ist in 2 nicht gezeigt. Wenn die in Anmeldung 08/977,019 beschriebene Vorrichtung verwendet wird, um den Wafer 110 auf hohe Temperaturen und für relativ lange Zeiten zu erhitzen, wird die Infrarotstrahlung von dem heißen Wafer 110 teilweise durch die Basis absorbiert, die aus Quartz oder einem anderen Material besteht, das transparent gegenüber der Strahlung von den Lampen 140 ist, und kann ein Verziehen bzw. Verkrümmen der Basis verursachen, so dass die flachen Oberflächen der Basis, die für das Reiten auf den Luftlagern 220 erforderlich sind, und die Drehung eingestellt werden können. Die vorliegende Erfindung beschreibt genau eine Vorrichtung und Verfahren um ein derartiges Verkrümmen zu verhindern. Ein Verfahren zur Verhinderung von Absorption und Verkrümmen, welches nicht beansprucht wird, ist in 2 gezeigt, wo eine Schicht 250 gezeigt ist, die auf der Basis 210 abgelagert oder als Teil von dieser gezeigt ist. Die Schicht 250 kann eine reflektierende Schicht sein, die die Infrarotstrahlung von dem Wafer reflektiert, aber die sichtbare und nahe Infrarotstrahlung von den Lampen 140 überträgt.
Eine derartige reflektierende Schicht kann, wie gezeigt, einheitlich über die Basis hinweg sein oder kann nicht gleichmäßig aufgetragen sein, um der Nichteinheitlichkeit der Infrarotstrahlung von dem Wafer, die auf die Basis auftrifft, entgegenzuwirken. Die Schicht 250 kann ebenfalls eine absorbierende Schicht sein, die Strahlung in einem Muster absorbiert, um der nicht gleichmäßigen Strahlung von dem Wafer 110 entgegenzuwirken. Eine weitere Option besteht darin, das Quartzglas der Basis 210 mit Atomen oder Molekülen zu dotieren, die Strahlung von dem Wafer absorbieren, so dass ein radialer Konzentrationsgradient der Moleküle oder Atome, der vorzugsweise von den inneren zu den äußeren Teilen der Basis 210 zunimmt, vorgesehen wird. Die Dotierung wird zu einem einheitlicheren, radialen Temperaturprofil der Basis 210 führen, wenn die Basis nicht einheitlich hauptsächlich im Mittelbereich bestrahlt wird. Aufgrund der gleichmäßigeren, radialen Temperaturverteilung der Basis 210, wird eine Verkrümmung des Wafers und der Basis verhindert.
3 zeigt eine alternative Anordnung, um die Infrarotbestrahlung von dem Wafer 110 zu verhindern, die die Basis 210 erwärmt und verkrümmt. Eine Platte 310 wird zwischen den Wafer 110 und die Basis 210 eingefügt, die die Strahlung von dem Wafer 110 absorbiert und verhindert, dass die Infrarotstrahlung die Basis 210 erwärmt. Die Platte 310 besteht vorzugsweise aus Quartz, so dass die Wärmestrahlung von den Lampen 140 übertragen wird, während die Strahlung mit längerer Wellenlänge von dem Wafer 110 absorbiert wird. Die Platte 310 kann ebenfalls mit einer reflektierenden oder absorbierenden Schicht beschichtet sein, um die Temperaturverteilung der Platte 310 und der Basis 210 zu steuern. Eine weitere Lösung besteht darin, das Quartzglas der Platte 310 mit Atomen oder Molekülen zu dotieren, um einen radialen Konzentrationsgradienten der Moleküle oder Atome zu erhalten, die die Strahlung von dem Wafer absorbieren, und zwar vorzugsweise zunehmend von den inneren zu den äußeren Teilen der Platte 310. Die Dotierung wird zu einem einheitlicheren radialen Temperaturprofil des Suszeptors 310 führen, wenn der Suszeptor nicht einheitlich hauptsächlich im Mittelbereich bestrahlt wird. Aufgrund der gleichmäßigeren, radialen Temperaturverteilung der Platte 310, wird eine Verkrümmung des Wafers verhindert. Der Durchmesser der Platte 310 ist vorzugsweise ungefähr der gleiche wie der Durchmesser des Wafers 110.
4 zeigt einen Querschnitt eines am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die drehende Basis 410 der Erfindung ist ein Ring, der durch die Luftlager 220 getragen wird. Der Ring trägt eine Platte 420, die an einer Vielzahl von Punkten 430 getragen wird. Die Platte 420 ist mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 440 zur Abstützung (nur einer ist gezeigt) dargestellt. Wenn jetzt die Platte 420 durch Strahlung von dem Wafer 110 erwärmt wird, kann diese innerhalb des Rings der Basis 410 expandieren, und die Basis 410, die relativ wenig Strahlung von dem Wafer 110 aufnimmt, wird nicht unter so viel Spannung stehen, dass sie sich verkrümmt und Probleme beim Reiten auf den Luftlagern 220 verursacht. Während die Vorsprünge 440 als an der Platte 420 angebracht gezeigt sind, könnten derartige Vorsprünge ebenso gut an der Basis 410 angebracht sein, um die Platte 420 von der Unterseite aus zu tragen. Wiederum ist ein Mittelpfosten oder eine Arretierungsanordnung, die die Basis 410 und die Platte 420 drängt, sich um die Achse 240 zu drehen, nicht dargestellt.
4 zeigt ebenfalls ein Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition der Basis 410. Ein Lichtstrahl 450 scheint durch die Basis 410 und wird durch einen Detektor 460 detektiert. Einrichtungen 470 werden auf der Basis 410 angeordnet, die den Lichtstrahl verändern und auf diese Weise durch den Detektor 460 detektiert werden können. Die bevorzugten Einrichtungen sind mit Sandstrahlen behandelte Einrichtungen, die den Lichtstrahl 450 streuen aber nicht anderweitig störend auf die Strahlung von den Lampen 140 einwirken. Die am meisten bevorzugten Einrichtungen sind die Zähne der Anmeldung 08/977,019 die mit Sandstrahlen behandelt wurden, um Licht von einem Laser zu unterbrechen. Der Einfachheit halber sind 360 Zähne mit gleichem Abstand um den Umfang der Basis 410 herum angeordnet. Ein Zusatzzahn, der zwischen zwei der 360 Zähne eingefügt ist, wird zusätzlich verwendet, um ein Zusatzreferenzsignal zu erzeugen. Andere bevorzugte Einrichtungen können absorbierende Einrichtungen oder reflektierende Einrichtungen sein. Die Einrichtungen 470 können ebenfalls magnetische Einrichtungen sein, die durch einen Magnetdetektor anstelle eines optischen Detektors detektiert werden können.
Um zu verhindern, dass sich die Platte 420 in Bezug auf die Basis 410 dreht, kann die Platte 420 in Eingriff mit der Basis 410 stehen, wobei ein Zahn, der von der Platte 420 in eine Rastung in der Basis 410 hervorragt, oder wobei die Vorsprünge 440 in Eingriff mit Rastungen in der Basis 410 stehen oder irgendeine geeignete Kombination oder anderes Mittel, wie es einem Fachmann offensichtlich sein wird.
Um ein Ungleichgewicht des Rings 410 und der Platte 420 zu verhindern, sind die Einrichtungen der Vorrichtung, wie beispielsweise die Vorsprünge 440, die Stifthaltemittel zum Halten der Stifte 160, die Rastung bzw. Arretierung in der Basis 410, der Zusatzzahn der Platte 410 in einer geeigneten Art und Weise angeordnet, um die gesamte Vorrichtung ins Gleichgewicht zu bringen.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 5 gezeigt. Eine Basis 510 in der Form eines Rings ist mit einer Platte 520 durch eine Vielzahl von Stangen 530 verbunden. Die Stangen 530 sind ausreichend elastisch, um sicherzustellen, dass wenig Spannung auf die Basis 510 übermittelt wird, wenn die Platte 520 durch Strahlung von dem Wafer erwärmt wird.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 6 gezeigt. Eine Basis 610 besitzt eine Reihe von Einschnitten 640, die in der Platte gebildet sind, um sicherzustellen, dass die Spannung nicht von dem inneren Teil 620 auf den äußeren Teil 630 übertragen wird.
Der Vorteil der in den 2, 5 und 6 beschriebenen Ausführungsbeispiele besteht darin, dass die Verdrehung des drehbaren Systems extrem verringert wird, da der innere Teil des Drehsystems mechanisch von dem äußeren Teil entkoppelt ist, aber der äußere Teil der wesentliche Teil des Drehmittels ist, was die Funktionalität der Luftlager betrifft. Als Folge davon bleiben die Oberflächen des äußeren Teils sehr parallel zu den Oberflächen der Luftlager, selbst wenn der Durchmesser des Drehsystems größer ist oder wenn die Temperatur des Wafers und der inneren Teile des Drehmittels sehr hoch ist.
7 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht einer verbesserten Version des am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Eine untere Quartzplatte 701 besitzt Gasleitungen 702 um Gas zu den Gaslagern 220 zu liefern. Ein Mittellager 703, vorzugsweise aus Saphir hergestellt, dient dazu, die Vorrichtung in Bezug auf die Platte 701 zu zentrieren. Die Basis 410 und die Platte 420 der 4 reiten auf den Luftlagern und werden durch Gas gedreht, das aus einem externen Rohr (nicht gezeigt) geblasen wird. Eine Reihe von optionalen Elementen 707-716 ist gezeigt, die die Infrarotstrahlung von dem Wafer 110 steuern. Die Elemente 707 sind hohle Zylinder, die Stifte 160 halten, um den Wafer 110 zu tragen. Ein zusätzliches Haltemittel 708 hält einen Ring, der aus Segmenten, wie beispielsweise 710 und 711 besteht. Das Haltemittel 708 und die Ringsegmente 710 und 711 drehen sich nicht, aber werden durch die Platte 701 gehalten. Die Ringsegmente 710 und 711 bestehen vorzugsweise aus Quartz und schützen die drehende Basis 410 vor Strahlung, die von dem Wafer 110 und insbesondere von dem Schutzring 714, 715 und 712 reflektiert und ausgestrahlt wird. Der Schutzring 714, 715 und 712 ist als aus Segmenten bestehend gezeigt. Der Ring 710 und 711 und der Schutzring 714, 715 und 712 bestehen aus Kostengründen und zur Einfachheit des Austauschs, falls ein Segment zerbricht, aus den Segmenten. Der Schutzring 714, 715 und 712 besteht vorzugsweise aus Silizium und das Silizium ist vorzugsweise beschichtet, um sicherzustellen, dass der Schutzring stabil ist und sich die Reflektivitäts- und Absorptionseigenschaften nicht mit der Zeit verändern.
Das Haltemittel 708 steht in Eingriff mit der Quartzplatte 701 über die Stifte 704 und 709. Die Ringsegmente 710 und 711 sind auf den hohlen, zylindrisch geformten Stiften 708A des Haltemittels 708 getragen. Die Stifte 713 werden in die hohlen Stifte 708A eingeführt und ragen durch die Ringsegmente 710 und 711 vor, um die Schutzringsegmente 712, 714 und 715 zu tragen. Ein Segment 712 ist als von der Ebene der anderen Segmente 714 und 715 versetzt gezeigt, um zu zeigen, dass ein Segment optional außerhalb der Ebene (entweder zu hoch oder zu niedrig) des Schutzrings angeordnet sein kann, um ein Zurückziehen des Roboterarms zu ermöglichen, der den Wafer 110 in das System eingeführt und so abgesenkt hat, dass der Wafer 110 planparallel bzw. koplanar mit den Schutzringsegmenten 714 und 715 ist.
Eine zusätzliche Quartzplatte 716, die auf den Quartzstiften 709 ruht, besitzt den Vorteil, dass die Turbulenz des heißen Gases über dem Wafer minimiert wird.
8A-E und 9A-G zeigen detaillierte Ansichten der am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Insbesondere nimmt ein Einschnitt 822 in dem Ring 410 einen Zahn 932 auf der Platte 420 auf, so dass der Ring 410 die Platte 420 antreiben kann. Ebenfalls gezeigt sind mit Sandstrahl behandelte Zahne 450 und ein Zusatzzahn 825, der dem Computer einen Kalibrierungspunkt liefert, um davon aus die Anzahl der Zähne zu zählen, die an dem optischen Detektionsmittel vorbei drehen bzw. rotieren.
Es ist offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung angesichts der obigen Lehren möglich sind. Es ist daher verständlich, dass die Erfindung innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche anderweitig als genau beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims

Eine Vorrichtung mit einem Drehsystem (410, 420, 510, 520, 610) zum Tragen eines Gegenstands (110), das in einem schnellen thermischen Bearbeitungssystem (RTP = Rapid Thermal Processing) bearbeitet wird, wobei das Drehsystem Folgendes aufweist: einen äußeren Teil (410, 510, 630), der Lageroberflächen für die Luftlager (220) bildet, einen inneren Teil (420, 520, 620), wobei der innere Teil (420, 520, 620) mechanisch von dem äußeren Teil (410, 510, 630) des Drehsystems in einem solchen Maße entkoppelt ist, dass Beanspruchung bzw. Spannung des inneren Teils nicht auf den äußeren Teil übertragen wird, wodurch ein Verkrümmen des äußeren Teils aufgrund einer uneinheitlichen Erwärmung des inneren Teils durch Strahlung von dem Gegenstand (110), der bearbeitet wird, verhindert wird, und Luftlager zum Tragen des äußeren Teils.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Drehsystem (410, 420, 510, 520, 610) durch Auftreffen eines strömenden Strömungsmittels auf das Drehsystem (410, 420, 510, 520, 610) drehbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die inneren und äußeren Teile (620, 630) durch einen Schlitz (640) gebildet werden, die in eine Basis (610) des Drehsystems geschnitten ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der innere Teil eine Platte (420) aufweist und der äußere Teil eine Basis (410), getrennt von der Platte (420), aufweist, wobei die Platte (420) durch die Basis (410) an einer Vielzahl von Punkten (430) getragen wird und die Platte (420) den Gegenstand (110) trägt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei sich die Platte (420) in Eingriff mit der Basis (410) befindet, so dass die Ausrichtung der Platte (420) in Bezug auf die Basis (410) konstant ist, während sich die Basis (410) dreht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der innere Teil eine Platte (420, 520) aufweist und der äußere Teil eine Basis (410, 510) aufweist, wobei die Platte (420, 520) mit der Basis (410, 510) an einer Vielzahl von Punkten durch Verbindungsmittel (440, 530) verbunden ist, die eine relative Expansion zwischen der Basis (410, 510) und der Platte (420, 520) ermöglichen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Winkelposition des Drehsystems (410, 420, 510, 520, 610) durch optische Mittel (450, 460, 470) bestimmt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der äußere Teil des Drehsystems (410, 510, 610) aus Quartz gebildet ist, wobei das Quartz optische Markierungen (470) aufweist, die durch Sandstrahlen aufgeprägt sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Winkelposition des Drehsystems (410, 420, 510, 520, 610) durch magnetische Mittel bestimmt wird.
Ein Verfahren zur schnellen thermischen Bearbeitung (RTP = Rapid Thermal Processing) eines Gegenstands (110), das Folgendes aufweist: Tragen des Objekts auf einem Drehsystem (410, 420, 510, 520, 610), das durch Luftlager (220) getragen wird, wobei das Drehsystem einen äußeren Teil (410, 510, 630), der Lageroberflächen für die Luftlager (220) bildet, und einen inneren Teil (420, 520, 620) aufweist; Bearbeiten eines Gegenstands (110) mit Strahlung von Strahlungsquellen (130) eines RTP-Systems, während der Gegenstand (110) auf dem Drehsystem gedreht wird; und Halten der Lageroberflächen des äußeren Teils (410, 510, 630) parallel zu den Oberflächen der Luftlager (220) durch mechanisches Entkoppeln des inneren Teils (420, 520, 620) von dem äußeren Teil (410, 510, 630), so dass Beanspruchung bzw. Spannung des inneren Teils nicht auf den äußeren Teil übertragen wird, um ein Verkrümmen des äußeren Teils (410, 510, 630) aufgrund einer uneinheitlichen Erwärmung des inneren Teils (420, 520, 620) durch Strahlung von dem Gegenstand (110), der bearbeitet wird, zu verhindern.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Drehsystem (410, 420, 510, 520, 610) durch Auftreffen eines strömenden Strömungsmittels auf dieses gedreht wird.