TW201730968A - 基板的熱處理裝置及方法以及基板的接收單元 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一種用於對基板，特別是半導體晶片進行熱處理的方法及裝置，以及一種用於基板的接收單元。在所述方法中，在具有製程室及數個輻射源的製程單元中，將一或數個基板接收在具有下部及頂蓋的盒子中，其中所述下部及所述頂蓋在其間形成用於所述基板的接收空間。在所述方法中，亦實施以下步驟：將所述盒子及所述基板裝入所述製程室並封閉所述製程室；在將所述盒子及所述位於其中之基板加熱至期望的製程溫度前，用沖洗氣體及/或製程氣體對所述盒子的接收空間進行沖洗，以便在所述盒子內部調節期望的氣氛；以及藉由自所述輻射源所發射的熱輻射將所述盒子及所述位於其中之基板加熱至期望的製程溫度。所述用於基板的接收單元用於在具有製程室及數個輻射源的製程單元中承載所述基板。所述接收單元具有下部及頂蓋，所述下部及所述頂蓋在所述封閉狀態下在其間形成具有用於所述基板之接收空間的盒子，其中所述接收單元的部件中之至少一個具有數個沖洗開口，所述沖洗開口將所述盒子之周邊與所述接收空間連接在一起，以便在所述盒子之封閉狀態下對所述接收空間進行沖洗，其中所述沖洗開口以某種方式構建，使其基本防止所述輻射源之熱輻射穿過。

Description

基板的熱處理裝置及方法以及基板的接收單元
本發明是有關於用於對基板進行熱處理的方法及裝置，以及一種用於基板的接收單元，以便在熱處理期間接收所述基板。
在半導體技術中，用於對半導體基板進行熱處理的不同裝置已為吾人所知。特定言之，同樣已為吾人所知的是，在熱處理期間藉由電磁輻射（加熱輻射）對半導體基板進行加熱。在先前技術中，這類基於輻射的裝置例如實施為快速熱處理設備（apid thermal processing，RTP）、快速熱退火設備（rapid thermal anneal，RTA）或快速加熱設備。在這類快速加熱設備內部可設置快速加熱循環，但其中特別是在起始溫度較低時，待處理的基板相對加熱輻射至少部分可透。唯有在溫度更高時，方實現更高的吸收。此外，亦為吾人所知的是，某些基板相對加熱輻射較為敏感，故直接進行輻射加熱對於這類基板而言較為不利。此外，基板上的結構可能在整個基板範圍內具有不同的吸收特性，因而輻射加熱會造成不均勻的加熱效果。
有鑒於此，過去的一種方案是使用安放在輻射源與待處理的基板之間的板元件，且這些板元件緊鄰基板。如此便能透過輻射源輻射板元件，進而間接對基板進行加熱。但這些板元件的缺點在於，部分輻射總是能夠透過單次或多次反射而到達基板。此點又可能引發基板不均勻的加熱。因此，作為板元件的替代方案，亦嘗試使用具有下部及頂蓋的接收單元，這個下部及這個頂蓋在封閉狀態下形成具有用於基板之接收空間的盒子。這個盒子完全被封閉，並且輻射源的輻射無法入射至基板。
在裝置之製程室外部對這類封閉的盒系統進行裝料，而後在裝料狀態下，將盒系統插入裝置的製程室。在此，問題在於，在裝料前透過氣氛輸送這個盒子，故無法相對精準地調節這個封閉的盒子內部之氣氛。特定言之，在盒子的裝料與隨後的熱處理間之停放時間較長的情況下，可能改變盒子內部的氣氛並特別是非期望地增大氧濃度，此點特別是在採用WBG（Wide Band Gap，寬帶隙）基板時較為不利。
有鑒於此，本發明的目的在於，克服先前技術之上述缺點中的至少一個。
根據本發明，提出如申請專利範圍第1項所述的對基板進行熱處理的方法、如申請專利範圍第7項所述的用於基板之接收單元或如申請專利範圍第11項所述的用於對基板進行熱處理的裝置。
在具有製程室及數個輻射源的製程單元中實現所述對基板，特別是半導體晶片進行熱處理的方法，其中所述待處理的基板被接收在具有下部及頂蓋的盒子中，在所述下部及所述頂蓋之間形成用於所述基板之接收空間。在所述方法中，將所述盒子及所述基板裝入所述製程室並隨後封閉所述製程室。隨後在將所述盒子及所述位於其中之基板加熱至期望的製程溫度前，用沖洗氣體及/或製程氣體對所述盒子的接收空間進行沖洗，以便在所述盒子內部調節期望的氣氛。唯有在進行沖洗後，方藉由自所述輻射源所發射的加熱輻射將所述盒子及所述位於其中之基板加熱至期望的製程溫度。因此，所述方法在所述製程室內實現對所述盒子之內部空間的沖洗，在所述製程室中，緊接著可藉由熱輻射進行熱處理。如此便能在盒子內部調節期望的氣氛。特定言之，可將氧氣沖洗掉，例如寬帶隙（WBG）半導體基板之熱處理便需要此操作。在熱處理期間，這些寬帶隙半導體基板需要無氧條件，即O2 在其餘為惰性氣體之環境中的濃度低於10 ppm。在採用其他基板時，亦可能需要對直接包圍基板的氣氛進行精確的調節。
根據本發明的一種實施方式，所述盒子具有數個沖洗開口，所述沖洗開口將所述盒子之周邊與所述接收空間連接在一起，以便在所述盒子之封閉狀態下對所述接收空間進行沖洗，其中所述沖洗開口以某種方式構建，使其防止所述輻射源之熱輻射穿過。如此便能在所述盒子之封閉狀態下進行沖洗，且可不在製程室內設置用於打開盒子的裝置。作為替代或補充方案，亦可為在所述製程室內沖洗所述接收空間而打開所述盒子並將所述基板可選地自所述盒子之下部抬起，以便良好地沖洗盒子並特別是在熱處理期間在基板的直接環境中調節期望的氣氛。在除設有沖洗開口外亦將所述盒子打開時，例如可首先在打開狀態下進行沖洗並在熱處理期間，在盒子之封閉狀態下仍然使氣體流過所述盒子，以便在熱處理期間亦實現製程氣體氣氛之另一沖洗及/或調節。根據一種實施方式，所述下部具有包含數個扁平的支承銷，以便與所述下部之頂面間隔一定距離的方式保持基板，且所述上部在其底面上具有凹部，在所述盒子之封閉狀態下，所述基板被接收在所述凹部中。這種構造特別是有利於在盒子之打開狀態下，在不抬起基板的情況下良好地沖洗下部與基板間的間隙。亦可視情況不設置用於在基板之區域中供升降銷穿過的開口，以便設置完全封閉的接收空間。為進行裝料及卸料，適用的抓持器可在下部與基板之間移動，或者卡在所述基板的邊沿上。
所述沖洗較佳具有至少一沖洗循環，所述沖洗循環由將所述製程室泵抽至負壓以及隨後導入沖洗氣體及/或製程氣體構成。透過將製程室及盒子內部的接收空間初始泵抽至負壓可首先吸出非期望的氣體成分，其中透過隨後導入沖洗氣體及/或製程氣體可更好地沖洗接收空間內部的氣氛。所述方法較佳具有數個這類沖洗循環，以便確保對接收單元內部的氣氛進行期望的調節。
用於基板，特別是半導體晶片的接收單元適於在用於對基板進行熱處理的裝置中承載所述基板，所述裝置具有製程室及數個輻射源，其中所述接收單元具有下部及頂蓋，所述下部及所述頂蓋在封閉狀態下在其間形成具有用於所述基板之接收空間的盒子。所述部件中之至少一個具有數個沖洗開口，所述沖洗開口將所述盒子之周邊與所述接收空間連接在一起，以便在所述盒子之封閉狀態下對所述接收空間進行沖洗，其中所述沖洗開口以防止所述輻射源之熱輻射穿過的方式構建。這種接收單元能夠實現上文已述及的優點。所述沖洗開口較佳具有長度，所述長度為所述沖洗開口之寬度或高度的至少三倍。作為替代或補充方案，所述沖洗開口可以非直線的方式構建且特別是具有Y形構造，以便阻止熱輻射穿過。Y形構造特別是亦可在被接收在接收空間中的基板上方及下方之區域中實現沖洗氣體或製程氣體之良好分佈。在另一實施方式中，所述下部及所述頂部以某種方式具有互補且環繞（除沖洗開口外）的結構，使得所述結構在封閉狀態下彼此卡合以及/或者其中一個結構徑向包圍所述其他結構，以便將接收空間良好地與製程腔隔開。
所述用於對基板，特別是半導體晶片進行熱處理的裝置具有製程室及數個輻射源。所述裝置亦具有包含下部及頂蓋的接收單元，所述下部及所述頂蓋在封閉狀態下在其間形成具有用於所述基板之接收空間的盒子，並且還具有用於在所述製程室中承載所述盒子的承載單元。所述接收單元的至少一個部件具有數個沖洗開口，所述沖洗開口將所述盒子之周邊與所述接收空間連接在一起，以便在所述盒子之封閉狀態下對所述接收空間進行沖洗，其中所述沖洗開口以防止所述輻射源之加熱輻射穿過的方式構建，以及/或者，所述裝置具有用於在所述製程室內打開所述接收單元的單元，以便在所述製程室內對所述接收空間進行沖洗。兩個備選方案均能實現上文已述及的優點。特定言之，所述接收單元可為前述類型。作為替代方案，所述接收單元亦可不具有沖洗開口且基本上形成封閉的單元，其將接收空間與製程室隔開。這類完全封閉的，並且僅針對沖洗過程而在製程室內被打開的盒子例如對於GaAs半導體晶片而言較為有利。在此情況下，在熱處理期間，需要在製程室內對相應的砷(As)蒸汽壓力進行調節，以便阻止As自GaAs基板擴散。因此，需要在接收空間內部調節宏觀氣體環境。為對此加以促進，可在（初次）使用前補充性地使得接收單元的下部及/或頂蓋砷飽和，以便在熱處理時亦自身提供用於調節相應蒸汽壓力的As。
在製程室內設置用於接收單元的特殊沖洗開口及/或開口單元能夠快速地澈底沖洗接收空間，並且可在所述接收空間內避免怠體積。
所述下部及所述頂蓋較佳以某種方式具有互補且環繞的結構，使得所述結構在封閉狀態下彼此卡合以及/或者其中一個結構徑向包圍所述其他結構。如此便能良好地密封接收空間。
所述用於對基板進行熱處理的方法及裝置以及所述接收單元特別是適用於寬帶隙（Wide Band Gap，WBG）基板的熱處理，其針對輻射源的直接輻射吸收而言的吸收率不足。在此可進行的處理為金屬化退火、摻雜物（Dotanten）活化或其他製程。間接透過基於輻射而升溫的接收單元實現基板的升溫。主要透過對流（在氣氛處理中）及/或接收單元之與輻射源輻射有所不同的輻射（特別是在真空製程中）將接收單元所吸收的熱能傳遞至基板。就這類基板而言，需要小於10 ppm O2 範圍內的無氧，可透過接收單元的沖洗/沖洗方案加以實現。但就其他基板而言，亦產生在接收單元內部受控制地沖洗接收空間的優點。
以下描述中所用之位置或方向說明皆以附圖所示為準且不對本申請構成任何限制。但上述說明亦可與較佳之最終配置方案有關。
圖1及圖2為用於對基板2進行熱處理的裝置1之橫截面示意圖，所述裝置具有被接收在其中之接收單元4。其中，圖1示出在裝置1內部處於封閉狀態下的接收單元4，圖2示出處於打開狀態下的接收單元4。
裝置1具有殼體6，其在內部具有製程室8。殼體6具有裝料口/卸料口10，其可透過未繪示之門機構而封閉。在殼體中構建有至少一氣體輸送管線開口以及一抽氣口，二者皆未繪示。這個氣體輸送管線開口及這個抽氣口以習知的方式與製程室8建立連接。特定言之，在殼體6的第一側壁中構建有至少一氣體輸送管線開口，在相對之殼體側壁中構建有至少一抽氣口，以便實現穿過製程室8之基本呈直線的通流。
在製程室8中配置有上燈排12以及下燈排13，這些燈排皆具有數個加熱燈14，如鎢鹵素燈及/或弧燈。但亦可使用其他適用的燈具。如先前技術所揭露，儘管此點未繪示，但上燈排12及下燈排13可藉由針對燈具14之輻射基本可透的蓋板，如石英板，而與中部的製程區域隔開。製程室8的內壁具反射特性，以便儘可能地朝中部製程區域的方向傳遞加熱燈14的整個輻射。
支承裝置15由數個支承銷19構成，這些支承銷19以某種方式配置，使其將封閉的接收單元4基本上居中配置在上燈排12與下燈排13之間。支承銷19較佳由針對加熱燈之輻射可透的材料，如石英構成，但這些支承銷19亦可由另一適用材料構成。支承銷19可靜止地配置在製程室內或者與升降裝置建立連接。
升降單元17由數個頂蓋支承銷21以及數個基板支承銷22構成，下面對這些支承銷的功能進行詳細說明。升降單元17的支承銷21、22可透過未繪示之升降機構，如環形升降機構，在豎直方向上運動。作為替代方案，在支承銷19可動時，支承銷21、22亦可靜止不動。支承銷21、22亦較佳由針對加熱燈之輻射可透或基本可透的材料，如石英構成。
用於基板2的接收單元4基本上由下部25及頂蓋26構成，這個下部及這個頂蓋在封閉狀態下在其間形成用於基板2的接收空間。圖3為圖1及圖2所示接收單元4之下部25的俯視示意圖。下部25由吸收加熱燈之輻射的材料（如石墨）或其他具高吸收特性的材料構成，此外，這個材料不會對基板的熱處理造成損害，特別是不會將雜質帶入處理製程。
下部25為具有平整底面28及成型頂面29的板元件。特定言之，在頂面29上構建有凹部31，其高度大於待接收之基板2的厚度。在凹部31之區域中設有數個支承銷32，這些支承銷32適於在凹部31內以與下部25之頂面29間隔較小距離的方式承載基板2。圖5示出這些支承銷中之四個，即一中部支承銷及三個彼此錯開120°的邊緣支承銷。但亦可採用支承銷32之另一配置方案。支承銷32具有一高度，其適於使得放置在支承銷32上的基板2不會朝上伸出凹部之邊緣。因此，由支承銷32之高度及待接收的基板2之厚度組合而成的高度小於凹部31的深度。但在頂蓋26中設有用於基板之相應接收空間時，被接收在凹部31中的基板2亦可伸出下部25之頂面。
在頂面25的邊緣區域中亦設有可選的凹口34，其深度例如與凹部31之深度相同。凹口34完全環繞，從而在凹口34與居中的凹部31之間形成環繞的連接板36。
在連接板36中構建有數個深度相當於凹口34及凹部31之深度的通道。如圖3中的俯視圖所示，例如設有三個這類通道38。借助通道38，即便在接收單元4之封閉狀態下亦能對接收單元4的接收空間進行沖洗，下面將對此進行詳細說明。通道38沿周向彼此錯開120°，並且徑向朝下部25之中心的方向延伸。通道38之長度較佳皆為通道之其他尺寸的至少三倍，即為通道38之高度或寬度的至少三倍。如此便能基本上阻止輻射穿過通道，下面將對此進行詳細說明。
此外，在下部25中設有數個導通孔，這些導通孔將底面28與頂面29連接在一起。一組第一導通孔40構建在連接板36之區域中，而一組第二導通孔41構建在凹部31之區域中。如圖所示，每個群組中設有三個導通孔，這些導通孔沿下部之周向彼此錯開120°。如相關領域通常知識者所知，亦可設有更多數目的導通孔，其中各導通孔之配置方案亦可與所示方式有所不同。第一導通孔40用於接收第一支承銷21並供其穿過，並且可與這些支承銷對齊。第二輸出口41用於接收第二支承銷22並供其穿過，並且可與這些支承銷對齊。因此，支承銷21之數目等於第一導通孔40之數目，支承銷22之數目等於第二導通孔41之數目。
頂蓋26具有平整頂面43及成型底面44。底面44具有居中的凹部46，其以僅保留環繞式邊緣連接板48的方式構建，這個邊緣連接板基本上與下部25之頂面29中的凹口34互補。在邊緣連接板48中設有數個通孔，其與下部25之連接板36中的通道38互補，並且可與這些通道對齊。特定言之，可在下部25及/或頂蓋26上設有對齊標記或結構，其確保下部25與頂蓋26的準確對齊，以便將邊緣連接板48中的通孔與下部25之連接板36中的通道38對齊。在相應對齊時，即便在接收單元4之封閉狀態下亦能夠對接收單元4的接收空間進行沖洗。而透過將頂蓋26以扭轉的方式放置在下部25上可形成基本完全封閉的接收空間，至少使得自邊緣區域起不存在通向接收空間的開口，在特定用途中可能期望實現這一點。
圖4為接收單元4之替代性下部25的俯視示意圖。相同或類似元件在圖4中用與前述實施方式相同之元件符號表示。下部25基本與前述下部25相同，且亦具有居中的凹部31以及數個位於凹部31中的支承銷32。同樣設有邊緣凹口34，從而形成連接板36。在連接板36中亦構建有數個通道38，但通道38的數目及定向與前述實施方式中之通道38的數目及配置方案有所不同。在圖4所示實施方式中，總共設有十個通道38，並且五個設置在左側上，五個設置在右側上。通道38彼此平行，且左側上的通道（根據圖4的俯視圖）與右側上的通道38對齊。當然，亦可設有更大或更小數目的相應通道38，且相對側面上的通道可彼此錯開。
如相關領域通常知識者所知，在所述實施方式中，頂蓋26必須相應進行匹配，使得在邊緣連接板48中設有相應數目之可與通道38對齊的開口。亦可以扭轉的方式放置頂蓋26（例如扭轉90°），從而在此亦實現基本封閉的接收空間。
在上述實施方式中，示出的通道38皆為直線通道。但通道38亦可不具有直線形式，而是例如具有Y形構造。即便在通道38長度較短的情況下，這種構造亦能防止輻射穿過相應通道38入射至凹部31中的基板2。這種Y形構造可以使得進入的氣流左/右分佈的方式構建在連接板36之平面內。相應的，Y形構造亦可以實現朝上或朝下的分佈的方式構建，以便針對性地在被接收在凹部31中的基板2之上方或下方產生氣流。
圖5為接收單元4的下部25之另一實施方式的俯視示意圖。亦使用與前文相同之元件符號。下部25亦具有居中的凹部31，在這個下部之底部上設有數個支承銷32。亦設有邊緣凹口34，從而在凹口34與凹部31之間形成連接板36。但在這個實施方式中，連接板36完全環繞，亦即，未設置通道38。相應地，頂蓋26在邊緣連接板38之區域中亦應不具有開口。下部與頂蓋的這種組合在接收單元內實現基本封閉的容置空間。
圖6A及圖6B示出接收單元4的替代性實施方式，其中亦使用與前述實施例相同之元件符號。
接收單元4亦具有下部25及頂蓋26。但在這個實施方式中，下部25基本為無成型底面或頂面之平整板件。僅在頂面上設有支承銷32，其中圖中僅示出中心支承銷32。在邊緣區域中亦設有數個導通孔40，其徑向地位於用於基板2之接收區域外部。圖6B在右側示出導通孔40中之一個。其他導通孔（至少兩個其他導通孔）沿周向分佈。
頂蓋26基本不同於前述實施例之頂蓋26，具體而言，本實施例的頂蓋26之底面44中具有居中的凹部51。頂蓋26的頂面43又以平面的方式構建。居中的凹部51形成用於基板的接收空間且具有相應的尺寸。凹部51特別是具有某種尺寸，使得頂蓋26的底面44在封閉狀態下緊鄰基板2的頂面，並且這個凹部的側壁以緊配合的方式包圍基板2。此外在所述實施方式中，頂蓋26之周長大於下部25，使得頂蓋26徑向伸出下部25。如圖6B所示，在頂蓋26的邊緣區域中，在底面上設有擴大的邊緣53，其在封閉狀態下至少部分環扣所述下部。頂蓋26的底面44上之擴大的邊緣53與凹部51間之區域為在接收單元4之封閉狀態下抵靠在下部5上的部分。如圖所示，下部（連接板36）（圖1-5）或上部（圖6A及圖6B）的在接收單元4之封閉狀態下包圍基板2的相應區域相對較寬，原因在於，這個相應區域構建為邊緣保護元件。這個元件潛在地增大基板2的周長，以便在進行熱處理時在基板2的邊緣上抑制邊緣效應。在基板平面中實現幾乎一致的材料特性，如此便能將出現的邊緣效應（在加熱時更大程度升溫，在冷卻時更快冷卻）轉移至接收單元4的邊緣區域。
在圖6A所示實施方式中，在頂蓋26如圖6A所示被抬起時，即使在不升起基板2的情況下，亦可良好地對接收空間進行澈底沖洗。因此，在此可在下部25中不設置相應導通孔。可透過邊沿抓持器或在下部25與基板2之間移動的抓持器對基板2進行裝料及卸料。如此便能在下部25與頂蓋26之間形成基本上氣密封閉的接收空間。
下面將對基板2在裝置1內部的熱處理進行詳細說明。
首先將接收單元4及基板2裝入用於進行熱處理的裝置1之製程室8。在此情況下，基板可在製程室8外被插入接收單元4，且可將二者一同插入製程室8。但亦可首先將接收單元4插入製程室8，如圖2所示，在這個製程室中透過支承銷21打開這個接收單元，隨後方將基板2插入製程室8。而後可將基板存放至升起的支承銷22。但此時較佳將接收單元4連同裝載的基板2一起插入製程室8。在插入接收單元4及基板2後，封閉製程室8。
可用期望的氣體，如惰性氣體或製程氣體，沖洗接收單元4，以便在接收有基板2的接收單元內部對接收空間進行澈底沖洗並視情況調節期望的氣氛。特定言之，可將O2 沖洗掉，例如WBG基板便需要此操作。在所述接收單元之具有沖洗開口的實施方式中（例如圖1至圖4所示），可在封閉的接收單元中實現上述操作。但亦可透過支承銷21之相應上升而在徹底沖洗期間打開接收單元4，以便將頂蓋26自下部25抬起。可選地，亦可相應地透過支承銷22抬起基板，從而亦能更好地沖洗基板2與下部25間之區域。就相應之沖洗而言，可簡單地導引氣體穿過製程室8，其中例如在製程室8的一側上導入氣體，在相對的一側上對其進行抽吸。透過氣體輸送及氣體抽吸之相應配置方案能夠實現穿過製程室8之基本呈層狀或直線的通流。
但較佳設有沖洗循環，其包括首先將製程室抽吸至負壓，而後在同時進行抽吸的情況下導入沖洗氣體及/或製程氣體。透過相應泵抽至負壓改良沖洗氣體在製程室內部以及特別是在接收單元4之接收空間的區域中之分佈。此點特別是適用於以下情形：在沖洗時不打開接收單元4。為調節接收空間之期望的氣氛，可設置數個這類沖洗循環，其由泵抽至負壓與隨後導入沖洗氣體或製程氣體構成。
在接收單元4如圖2所示在沖洗期間被打開的情況下（此為圖5或圖6A所示實施方式中的必要操作），隨後封閉接收單元4。而後透過加熱燈14加熱接收單元4並透過這些加熱燈間接加熱位於所述接收單元內的基板2。在採用具有相應沖洗開口（通道）之接收單元4的情況下，在需要時，可在熱處理期間持續保持穿過接收空間的氣流。在此情況下，可採用沖洗氣體，以便例如自下部25或頂蓋26將藉由氣體送出的物質導出，或者亦可導入製程氣體。其中，需要將通流調整至足夠小的程度，使其不對熱處理產生影響，即不產生溫度不均勻性。
在圖5或圖6B所示封閉之接收單元中，不宜採用相應的通流。在例如可用於GaAs製程之相應的封閉接收單元中，所述接收單元，即下部的頂面及/或頂蓋的底面，可為砷飽和，以便在熱處理期間釋放砷並在封閉的接收單元4內部調節砷蒸汽壓力，這個砷蒸汽壓力避免砷自GaAs基板擴散。
上文結合本發明的較佳實施方式對本發明進行詳細說明，但本發明並不侷限於所述具體實施方式。
特定言之，用於進行熱處理的裝置1之結構可與所示結構有所不同。特定言之，在不期望或無需在製程室8內打開接收單元4時，可不設置具有支承銷21及22的升降單元17。亦可將不同下部及頂蓋用於接收單元4，但所述下部及所述頂蓋必須在其間形成用於基板2的接收空間。在此亦可採用不同構造。例如在圖6A及圖6B所示實施方式中，例如亦可在頂蓋26中設有沖洗開口。在此，例如可在頂蓋的支承區域中設有相應通道。為改良頂蓋26與下部25間之密封，可設有相應密封件。作為所述實施方式中之環扣的替代方案，亦可在下部25與頂蓋26之間設置卡合。此點例如可如下實現：兩個部件中之一個具有環繞的連接板，其卡入另一部件之相應環繞的凹槽。在此，相關領域通常知識者將識別各種實施方式。在材料方面，亦可將最不同的材料應用於下部25及頂蓋26，這些材料既良好地吸收加熱燈14的輻射，又不會污染待處理的基板。
如上文所述，將石墨視作適用的材料，其例如在半導體製程中不會帶來雜質。石墨可具有正常的形式或者特別是作為熱解塗佈的石墨，此外，其例如針對GaAs基板而具有砷飽和特性。此外，特別是將碳化矽或塗佈有碳化矽的石墨考慮在內。特別是塗佈有碳化矽的石墨能夠針對製程以成本較低的方式製造且具有適合的特性。亦將其他材料，如氮化硼或塗佈有氮化硼的石墨考慮在內。
為在沖洗前以及/或者在沖洗時將元素自接收單元吸出，可將下部25與上部略微升溫，其中需要將這個升溫保持在較小的程度，使得與基板的反應性不會本質性提高。無論如何，在沖洗前以及/或者在沖洗時，這種升溫基本上低於製程溫度。無論接收單元打開或是封閉，例如皆可透過燈具的脈衝控制而實現這種升溫。
1‧‧‧裝置
2‧‧‧基板
4‧‧‧接收單元
6‧‧‧殼體
8‧‧‧製程室
10‧‧‧裝料口/卸料口
12‧‧‧燈排
13‧‧‧燈排
14‧‧‧加熱燈，燈具
15‧‧‧支承裝置
17‧‧‧升降單元
19‧‧‧支承銷
21‧‧‧頂蓋支承銷、支承銷、第一支承銷
22‧‧‧基板支承銷、支承銷、第二支承銷
25‧‧‧下部
26‧‧‧頂蓋
28‧‧‧底面
29‧‧‧頂面
31‧‧‧凹部
32‧‧‧支承銷
34‧‧‧凹口，邊緣凹口
36‧‧‧連接板
38‧‧‧通道
40‧‧‧導通孔
41‧‧‧導通孔，輸出口
43‧‧‧頂面
44‧‧‧底面
46‧‧‧凹部
48‧‧‧邊緣連接板
51‧‧‧凹部
53‧‧‧邊緣
下面參照附圖對本發明進行詳細說明。其中： 圖1為用於對基板進行熱處理的裝置之橫截面示意圖，其中被接收在其中之本發明的接收單元處於封閉狀態。 圖2為與圖1類似之用於對基板進行熱處理的裝置之橫截面示意圖，其中所述接收單元處於打開狀態。 圖3為圖1所示接收單元之下部的俯視示意圖。 圖4為所述接收單元之替代性下部的俯視示意圖。 圖5為所述接收單元之下部的另一替代實施方式。 圖6A及圖6B示出替代之本發明的接收單元，其中圖6A示出處於打開狀態下的接收單元，圖6B示出處於封閉狀態下的接收單元。
1‧‧‧裝置
2‧‧‧基板
4‧‧‧接收單元
6‧‧‧殼體
8‧‧‧製程室
10‧‧‧裝料口/卸料口
12‧‧‧燈排
13‧‧‧燈排
14‧‧‧加熱燈，燈具
15‧‧‧支承裝置
17‧‧‧升降單元
19‧‧‧支承銷
21‧‧‧頂蓋支承銷，支承銷
22‧‧‧基板支承銷，支承銷
25‧‧‧下部
26‧‧‧頂蓋
40‧‧‧導通孔

Claims (14)

  1. 一種在具有製程室及數個輻射源的製程單元中對基板，特別是半導體晶片進行熱處理的方法，其中所述基板被接收在具有下部及頂蓋的盒子中，所述下部及所述頂蓋在其間形成用於所述基板之接收空間，其中所述方法具有以下步驟： 將所述盒子及所述基板裝入所述製程室並封閉所述製程室； 在將所述盒子及位於其中之所述基板加熱至期望的製程溫度前，用沖洗氣體及製程氣體中的至少其中一種對所述盒子的所述接收空間進行沖洗，以便在所述盒子內部調節期望的氣氛； 藉由自所述輻射源所發射的熱輻射將所述盒子及位於其中之所述基板加熱至期望的製程溫度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板的熱處理方法，其中所述盒子具有數個沖洗開口，所述沖洗開口將所述盒子之周邊與所述接收空間連接在一起，以便在所述盒子之封閉狀態下對所述接收空間進行沖洗，其中所述沖洗開口以防止所述輻射源之熱輻射穿過的方式構建。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板的熱處理方法，其中在所述製程室內沖洗所述接收空間而打開所述盒子並將所述基板可選地自所述盒子之所述下部抬起。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的基板的熱處理方法，其中所述下部具有包含扁平的數個支承銷，以便與所述下部之頂面間隔一定距離的方式保持所述基板，且其中上部具有凹部，在所述盒子之封閉狀態下，所述基板被接收在所述凹部中。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的基板的熱處理方法，其中所述沖洗具有至少一沖洗循環，所述沖洗循環由將所述製程室泵抽至負壓以及導入所述沖洗氣體及所述製程氣體中的至少其中一種構成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的基板的熱處理方法，其中所述方法具有數個所述沖洗循環。
  7. 一種用於基板，特別是半導體晶片的接收單元，用於在具有製程室及數個輻射源的製程單元中承載所述基板，其中所述接收單元具有下部及頂蓋，在封閉狀態下所述下部及所述頂蓋在其間形成用於所述基板之接收空間，其中所述部件中之至少一個具有數個沖洗開口，所述沖洗開口將所述盒子之周邊與所述接收空間連接在一起，以便在所述盒子之封閉狀態下對所述接收空間進行沖洗，其中所述沖洗開口以防止所述輻射源之熱輻射穿過的方式構建。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的基板的熱處理裝置，其中所述沖洗開口具有長度，且所述長度為所述沖洗開口之寬度或高度的至少三倍。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述的基板的熱處理裝置，其中所述沖洗開口以非直線的方式穿過相應的部件延伸且為Y形構造。
  10. 如申請專利範圍第7項至第9項中任一項所述的基板的熱處理裝置，其中所述下部及所述頂蓋具有互補且環繞的結構，所述結構在所述封閉狀態下彼此卡合或者其中一個所述結構徑向地包圍所述其他結構。
  11. 一種用於對基板，特別是半導體晶片進行熱處理的裝置，具有製程室及數個輻射源，所述裝置包括： 包含下部及頂蓋的接收單元，在封閉狀態下所述下部及所述頂蓋在其間形成具有用於所述基板之接收空間的盒子；以及 用於在所述製程室中承載所述盒子的承載單元； 其中所述接收單元的部件中之至少一個具有數個沖洗開口，所述沖洗開口將所述盒子之周邊與所述接收空間連接在一起，以便在所述盒子之封閉狀態下對所述接收空間進行沖洗，其中所述沖洗開口以防止所述輻射源之熱輻射穿過的方式構建，以及/或者 用於在所述製程室內打開所述接收單元的單元，以便在所述製程室內對所述接收空間進行沖洗。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的基板的熱處理裝置，其中所述接收單元為如申請專利範圍第7至10項中任一項所述的類型。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的基板的熱處理裝置，其中所述接收單元的下部具有包含扁平的數個支承銷，以便與所述下部之頂面間隔一定距離的方式保持所述基板，且其中所述上部具有凹部，在所述盒子之封閉狀態下，所述基板被接收在所述凹部中。
  14. 如申請專利範圍第10項或第13項所述的基板的熱處理裝置，其中所述下部及所述頂蓋具有互補且環繞的結構，所述結構在所述封閉狀態下彼此卡合或者其中一個所述結構徑向包圍所述其他結構。
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