TW202322268A - 熱處理系統中用於局部加熱的支承板 - Google Patents

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Abstract

提供熱處理系統中用於局部加熱的支承板以均勻加熱工件。在一個示範實施中，藉由修改支承板的熱透射率來實現局部加熱，使得支承板在接近造成冷點之區域的一或多個部分比支承板的其餘部分透射更多熱。例如，支承板的這一或多個部分(例如接近一或多個支承銷的區域)比支承板的其餘部分有較高的熱透射率(例如較高的光學透射性)。在另一個示範實施中，除了以來自熱源的光總體加熱工件外，藉由經由同調光源通過透射支承結構(例如一或多個支承銷，或環形支件)加熱工件來實現局部加熱。

Description

熱處理系統中用於局部加熱的支承板
【優先權之主張】
本申請案主張於2018年3月20日申請之名稱為「熱處理系統中用於局部加熱的支承板」的美國臨時申請案序號62/645,476之優先權，出於所有目的，其全部內容以引用方式併入本文。
本發明一般涉及熱處理系統。
本文中所使用的熱處理室意指加熱工件(例如半導體晶圓)的裝置。這種裝置可包括用於支撐一或多個半導體晶圓之支承板及用於加熱半導體晶圓的能量源，例如加熱燈、雷射、或其他熱源。在熱處理期間，可在受控條件下根據預設的溫度境況來加熱半導體晶圓。
許多半導體加熱程序需要將晶圓加熱到高溫，以在當將晶圓製造成裝置時得以發生各種化學及物理變換。在迅速熱處理期間，例如，可在典型少於幾分鐘的時間內藉由一排燈通過支承板將半導體晶圓加熱至從約300℃到約1,200℃的溫度。在這些程序期間，一個首要目標可能為使晶圓盡可能均勻地加熱。
本發明實施例之態樣及優點可在隨後之說明中部分闡述，或可從說明中習得，或可透過實施例的實踐而習得。
本發明之一示範態樣有關於熱處理設備。該設備包括組態成加熱工件的複數個熱源。該設備包括可操作成在熱處理期間支撐工件的可旋轉支承板。可旋轉支承板包括組態成接觸工件之透射支承結構。透射支承結構包括第一端及第二端。支承結構的第一端配置成支撐工件。設備包括可操作成發射同調光通過透射支承結構的光源，以使同調光加熱工件接觸透射支承結構的部分。
本發明之其他示範態樣有關於用於熱處理半導體基板的系統、方法、裝置、及程序。
參考下列說明及後附申請專利範圍將能更佳理解各個實施例的這些及其他特徵、態樣、及優點。併入此說明書並構成其之一部分的附圖繪示本發明之實施例，並連同說明用來解釋相關原理。
100:RTP系統
105:RTP室
110:工件
115:支承結構
120:支承板
125:處理氣體
130、140:熱源
135:可旋轉底座
145:空氣軸承
150:氣流
155:軸
165:高溫計
175:控制器
180:門
185:氣流控制器
190:端板
200:支承板
210:支承銷
212:第一端
214:第二端
220:圓形區域
230:可旋轉底座
240:剩餘區域
300:程序
400:RTP系統
410:可旋轉支承板
415:支承銷
420:底座
430:同調光源
432:光管或光導
435:同調光
440:控制器
500:底座
510:圓形部分
520:半環形不透明部分
530:剩餘部分
610:同調光
700:可旋轉支承板
710:可旋轉底座
720:環形支件
800:程序
於說明書中闡述針對所屬技術領域中具有通常知識者之實施例的詳細討論，其參照附圖，其中：
第1圖繪示根據本發明的示範實施例之具有含有空間排列的低透射區之支承板的一示範迅速熱處理(RTP)系統；
第2A及2B圖繪示根據本發明的示範實施例之具有空間排列的低透射區之一示範支承板；
第3圖繪示根據本發明的示範實施例之用於透過具有空間 排列的低透射區之支承板加熱工件的程序之流程圖；
第4圖繪示根據本發明的示範實施例之具有可旋轉支承板及同調光源的一示範RTP系統；
第5圖繪示根據本發明的示範實施例之具有空間排列的低透射區之一示範底座；
第6圖繪示根據本發明的示範實施例之透過具有空間排列的低透射區之可旋轉支承板加熱工件的同調光之一範例；
第7圖繪示根據本發明的示範實施例之具有環形支件的一示範可旋轉支承板；以及
第8圖繪示根據本發明的示範實施例之用於依據可旋轉支承板及同調光源加熱工件的程序之流程圖。
茲詳細參照實施例，其之一或多個範例繪示於圖中。以解釋實施例而非限制本發明之方式提供每一個範例。事實上，對熟悉此技術領域之人士來說很明顯的可對實施例作出各種修改及變異而不悖離本發明之範疇或精神。例如，繪示或描述作為一個實施例之一部分的特徵可與另一個實施例一起使用來產生又另一個實施例。因此，本發明之態樣意圖涵蓋此等修改及變異。
本發明之示範態樣有關於熱處理系統中用於局部加熱的支承板以均勻加熱工件，例如半導體工件、光電工件、平板顯示器、或其他合適的工件。工件材料可包括，例如，矽、矽鍺、玻璃、塑膠、或其他合適的材料。在一些實施例中，工件可為半導體晶圓。支承板可用來在實施 各種各樣的工件製程(包括，但不限於真空退火程序、迅速熱程序等等)之各種熱處理系統中支撐工件。支承板可應用至上述熱處理系統，其中工件的一側(如背側)或兩側暴露至一或多個熱源。
熱處理室可包括熱源以發射從紫外線到近紅外線電磁波譜的光線。為了將工件的一側或兩側暴露至熱源，藉由安裝在一承載結構(通常為工件下方的底座)上的一或多個支承銷支撐工件。支承銷及底座形成支承板。在某些組態中，底座由高度透明且均勻的材料(如石英玻璃)製成以不阻礙來自熱源的光線。然而，無法避免支承銷對光線的阻礙。因此，可能會有銷點效應(pin sport effect)，減少在工件與支承銷接觸的接觸區域之工件溫度。
在加熱工件的期間，工件並不與熱處理室內的壁及支承板處於熱平衡。雖然支承銷的材料(如石英材料)之熱傳導很低且工件接觸支承銷的接觸面積很小，仍會有熱傳導至與支承銷關聯的較冷接觸區域所造成的冷卻效應。此外，在快速熱瞬變(如迅速熱處理應用)中，支承銷的增加之熱質量可能導致工件在接觸區域之升溫速度降低。結果使得工件溫度在接觸區域降低，形成冷點。通常，在工件接觸支承板的一或多個接觸區域會留下一或多個冷點。冷點可能由三個主要效應造成，例如遮陰、熱傳導及較高的熱質量。根據本發明的示範態樣，接觸區域的局部加熱可用來補償留在工件上的冷點。
本發明的一個示範態樣有關於熱處理系統中用於局部加熱之支承板以補償工件上的冷點。藉由修改支承板的熱透射率使得支承板在接近造成冷點的區域之一或多個部分比支承板其他部分透射更多熱量來實 現局部加熱。
例如，支承板可包括在處理期間用於接觸工件的底座及一或多個支承銷。一或多個熱源(如燈、雷射、或其他熱源)用來加熱工件。藉由修改支承板的光學透射率，使得支承板在接近(如下方及/或周圍、上方及/或周圍等等)支承銷之區域比支承板其他部分透射更多來自熱源的光，進而達到局部加熱。例如，修改支承板的光學透射率，使得僅底座在有支承銷連接至底座的部分就底座的未經處理(如石英玻璃)的材料而言並未改變。在底座離開支承銷的部分，藉由處理底座之石英玻璃來減少光學透射率。減少光學透射率的處理可包括研磨、塗覆、雕刻、或摻雜。底座具有未經處理石英玻璃之部分比底座具有經處理石英玻璃之部分透射更高的加熱通量。因此，工件暴露至來自位在支承銷附近的底座部分之較高的加熱通量，因而使支承銷所造成之冷點受到補償。
本發明的另一個示範態樣有關於熱處理系統中用於局部加熱的熱處理設備以補償工件上的冷點。熱處理設備包括一或多個熱源(如燈，或任何其他熱源)、同調光源(如雷射，或任何其他合適的來源)、以及具有支承結構(如一或多個支承銷或環形支承等等)之可旋轉支承板。除了藉由來自熱源的光總體加熱工件外，可藉由經由同調光源通過支承結構加熱工件來補償工件與支承結構的接觸所導致的冷點。因此，藉由來自同調光源的光局部加熱冷點。
例如，在一些實施例中，藉由從同調光源照射同調光束(如雷射束)到支承銷來補償冷點。支承銷以透射材料製成，例如石英。同調光穿過透射支承銷來加熱工件與支承銷接觸的部分。
在一些實施例中，同調光源安裝在熱處理設備的靜止部分，以在旋轉支承板期間使支承銷旋轉通過同調光。在一些實施例中，可將同調光源控制成與工件旋轉同步開啟和關閉，以僅加熱工件與支承銷接觸的接觸區域。例如，可控制同調光源以在支承板旋轉期間支承銷通過同調光源前方時才發射同調光。
在一些實施例中，可藉由塑形從光源發射的同調光功率來實現同步。例如，當支承銷並未通過同調光源前方時，可將同調光的功率控制在第一值。當支承銷接近同調光源，可增加同調光的功率。當支承銷通過同調光源時，可將同調光的功率控制在大於第一值的第二值。當支承銷旋轉離開同調光源，可降低同調光的功率，例如回到第一值或小於第二值的第三值。
在一些實施例中，可藉由電性控制電路實現此同步，其中從指示旋轉方位及旋轉速度的感測器信號產生觸發信號。例如，依據可旋轉支承板或工件的旋轉方位及速度的已知資訊，同調光源的發射可與可旋轉支承板的運動同步。在支承板旋轉期間當支承銷通過同調光源上方時，同調光源發射同調光到支承銷之中並到工件之上，且當支承銷並非位在同調光源前方時，同調光源停止發射同調光。
在一些實施例中，可藉由修改底座的光學透射來實現局部加熱，使得底座接近支承銷的一或多個部分透射同調光，而底座的其他部分對來自同調光源的同調光為不透明。可藉由研磨、塗覆、雕刻、或摻雜來產生底座的不透明部分。底座的不透明部分可能很小以不阻礙來自熱源的光線。在一些實施例中，不透明的部分為在底座的一側(如背側)或兩側 上之波長選擇性塗層，其呈現半環形(如分段環)之不透明部分的形式。半環形不透明部分可沿著同調光在支承板相對於同調光源旋轉期間沿著底座之路徑延伸於支承銷之間。
在一些實施例中，半環形不透明部分的寬度可少於或等於同調光與底座接觸之接觸面積的直徑。接觸面積的範例包括同調光至底座上之焦點，或同調光接觸底座的截面。選擇波長選擇性塗層，以僅阻擋同調光輻射的一段窄頻帶，而來自熱源的一段寬頻帶光則可幾乎完全透射，減少對總體溫度均勻性的影響。因此，同調光源對可旋轉支承板的旋轉之同步可藉由可旋轉支承板本身本質上地實現。在此示範實施例中，在一整個熱循環或熱循環的相關部分期間，同調光源可維持開啟並發射同調光。
在一些實施例中，支承板可包括環形支件。環形支件可為透射性材料(如石英)，其允許來自同調光源的同調光通過以加熱工件。在此示範實施例中，在一整個熱循環或熱循環的相關部分期間，同調光源可維持開啟並發射同調光。可相較於工件中央置中的方式將環形支件安裝至底座。環形支件的高度可與支承銷的高度大約相同。在無額外的加熱下，環形支件可能造成工件上旋轉對稱性的冷樣式。藉由將同調光源置於環形支件附近(如下方)，並藉由圍繞其共同中心地旋轉工件及環形支件，可藉由從同調光源連續發射同調光穿過環形支件到工件上來補償冷樣式。
本發明的態樣可實現若干技術功效及優點。例如，本發明的態樣可減少與熱處理工具中的支承銷關聯之冷點的存在。
可對本發明的這些示範實施例作出變異及修改。如本說明書中所用，單數形式「一」、「一個」、及「該」包括複數指涉對象，除非內容 清楚另有所指。「第一」、「第二」、「第三」、及「第四」的使用是用為識別詞且有關處理的順序。就闡述及討論的目的而言，可參照「基板」、「晶圓」、或「工件」來討論示範態樣。使用本案提供於此之揭露內容的所屬技術領域中具有通常知識者，應了解本發明的示範態樣可與任何適當的工件一起使用。連同數值之「大約」一詞的使用是指所述數值的20%內。
茲參考圖式，現在將詳細討論本發明的示範實施例。第1圖繪示根據本發明的示範實施例之具有含有空間排列的低透射區之支承板120的一示範迅速熱處理(RTP)系統100。如所示，RTP系統100包括RTP室105、工件110、支承板120、熱源130及140、空氣軸承145、高溫計165、控制器175、門180、及氣流控制器185。
在RTP室105(如石英RTP室)中藉由支承板120支撐待處理的工件110。支承板120在熱處理期間支撐工件110。支承板120包括可旋轉底座135及從可旋轉底座135延伸之至少一個支承結構115。支承結構描述在熱處理期間接觸並支撐工件的結構。支承結構的範例可包含一或多個支承銷、環支承物、或接觸並支撐工件的任何其他合適的支承物。如第1圖中所示，支承結構115包括一或多個支承銷(僅顯示一個)。支承結構115及可旋轉底座135可傳送來自熱源140的熱並吸收來自工件110的熱。在一些實施例中，支承結構115及可旋轉底座135可由石英製成。可旋轉底座135以界定的旋轉方位及界定的旋轉速度旋轉工件110，如下詳述。
防護環(未圖示)可用來減輕來自工件110的一或多個邊緣之輻射的邊緣效應。端板190密封室105，且門180允許工件110的進入，且在關閉時，允許室105密封以及處理氣體125被引進室105內。兩列熱源(如 燈，或其他適當的熱源)130及140顯示在工件110的兩側上。控制器175(如電腦、微控制器、其他控制裝置等等)用來控制熱源130及140。控制器175可用來控制氣流控制器185、門180、及/或溫度測量系統(此處標示為高溫計165)。
氣流150可為惰性氣體，其不與工件110反應，或者氣流150可為例如氧或氮之反應性氣體，其與工件110(如半導體晶圓等等)的材料反應以在工件110上形成一層。氣流150可為可含有矽化合物的氣體，其在待處理之工件110的加熱表面上反應，以在加熱表面上形成一層而不消耗來自工件110表面的任何材料。當氣流150反應以在表面上形成層時，該程序稱為迅速熱一化學氣相沉積(RT-CVD)。在一些實施例中，電流可流經RTP系統100中的環境，以產生與或在表面反應的離子，並藉由通過用高能離子轟擊表面賦予表面額外的能量。
控制器175控制可旋轉底座135以旋轉工件110。例如，控制器175產生界定可旋轉底座135的旋轉方位及旋轉速度之指令，並控制可旋轉底座135來以界定的旋轉方位及界定旋轉速度旋轉工件110。由空氣軸承145支撐可旋轉底座135。衝擊到可旋轉底座135上的氣流150使可旋轉底座135繞著軸155旋轉。
在一些實施例中，可旋轉底座135可具有與第一熱透射率關聯的第一部分及與第二熱透射率關聯的第二部分。第二熱透射率與第一熱透射率不同。第二部分位在支承銷115附近。於下連同第2A及2B圖進一步敘述可旋轉底座135的範例。
第2A及2B圖繪示根據本發明的示範實施例之具有空間排列 的低透射區之一示範支承板200。在第2A及2B圖的實施例中，支承板200包括三個支承銷210及一可旋轉底座230。可使用更多或更少的支承銷而不背離本發明的範疇。
在一些實施例中，支承板200為支承板120(第1圖)的一個示範實施例，且一支承銷210為示範支承銷115(第1圖)的一個實施例。每一個支承銷210具有第一端212及第二端214。支承銷210的第一端212接觸並支承工件(未圖示)。支承銷210的第二端214接觸(如耦合至)可旋轉底座230。在一些實施例中，(諸)支承銷210可與可旋轉底座230整合成一體。
如所示，可旋轉底座230包括三個圓形區域220。每一個圓形區域220位在一個支承銷210的第二端214附近。一個圓形區域220的直徑大於對應的支承銷210接觸可旋轉底座230之接觸區域。一個圓形區域220的中心與對應的支承銷210的中心重疊。可旋轉底座230之剩餘區域240描述可旋轉底座230內不包括這三個圓形區域220的區域。剩餘區域240與第一熱透射率關聯，且三個圓形區域220與第二熱透射率關聯。第二熱透射率可不同於第一熱透射率。舉例來說，第二熱透射率可高於第一熱透射率。區域240稱為低透射區，其具有比圓形區域220更低的熱透射率。因此，圓形區域220比剩餘區域240透射更多熱，以補償可能留在由支承銷210所支撐的工件上之冷點。結果是熱量可經由支承板200更均勻的分散至工件。
為了闡明及討論，以區域220具有圓形形狀來討論本發明。使用本案提供於此之揭露內容的此技術領域中具有通常知識者，應了解區域220可具有其他形狀而不致背離本發明的範疇。
在一些實施例中，修改支承板200的光學透射率，使得圓形 區域220就可旋轉底座230的未經處理的材料(如未經處理的石英)而言並未改變。剩餘區域可為具有相較於圓形區域220較少的光學透射率之經處理的材料(如經處理的石英)。可以研磨、塗覆、雕刻、或摻雜之一或多者處理經處理的石英。具有未經處理的石英之圓形區域220比具有經處理的石英之剩餘區域240透射更高的加熱通量。因此，工件暴露在來自圓形區域220之較高的加熱通量，因而補償由支承銷210所造成之冷點。
為了闡明及討論，參照具有一或多個支承銷作為支撐結構且具有一可旋轉底座之支承板來討論本發明的態樣。使用本案提供於此之揭露內容之此技術領域中具有通常知識者，應了解可使用不可旋轉的底座而不致背離本發明的範疇。例如，不可旋轉底座可具有與第一熱透射率關聯的第一部分及與第二熱透射率關聯的第二部分。第二熱透射率與第一熱透射率不同，且第二部分位在支承結構(如支承銷、環形支承物等等)附近。使用本案提供於此之揭露內容的此技術領域中具有通常知識者，應了解可使用任何支承結構(如支承銷、環形支承物、具有任意形狀的支承結構等等)而不致背離本發明的範疇。
第3圖繪示根據本發明的示範實施例之用於透過具有空間排列的低透射區之支承板加熱工件的程序(300)之流程圖。可使用第1圖的RTP系統100來實施程序(300)。然而，將於下詳細討論，可使用其他熱處理系統來實施根據本發明的示範態樣的程序(300)而不背離本發明的範疇。為了闡明及討論，第3圖繪示以一特定順序執行的步驟。此技術領域中具有通常知識者，使用本案提供於此之揭露內容，應了解可省略、擴展、同時執行、重新配置、及/或以各種方式，修改本文所述之任何方法的各個 步驟而不致背離本發明的範疇。此外，可執行各種額外的步驟(未圖示)而不背離本發明的範疇。
在(310)，程序可包括將工件置於處理室中的支承板。例如，在第1圖的實施例中，支承板120包括支承結構115及可旋轉底座135。經由門180可將工件置於RTP室120中的支承銷115上。在一些實施例中，支承板120可用在退火處理室中。例如，可將退火用的工件置於退火處理室中的支承板120上。在一些實施例中，支承板120可包括其他支承結構(如環形支件、具有任意形狀的支承結構等等)。在一些實施例中，支承板120可包括具有空間排列的低透射區之不可旋轉底座。
在(320)，程序可包括在處理室中以支承板旋轉工件。例如，在第1圖的實施例中，控制器175指示可旋轉底座135在RTP室105中旋轉工件110。
在(330)，程序可包括以複數個熱源透過支承板加熱工件。例如，在第1圖的實施例中，控制器175控制熱源140以透過可旋轉底座135及支承銷115加熱工件110至預設溫度。
在(340)，程序可包括自支承板移除工件。例如，在第1圖的實施例中，可自支承銷115移除工件110以經由門180離開RTP室105。
第4圖繪示根據本發明的示範實施例之具有可旋轉支承板410及同調光源430的一示範RTP系統400。如所示，RTP系統400包括RTP室105、工件110、具有支承銷415及底座420的可旋轉支承板410、同調光源430、控制器440、熱源130及140、空氣軸承145、高溫計165、門180、及氣流控制器185。
同調光源430(如雷射)可提供同調光435至室105。在一些實施例中，同調光源430位在室105外面並經由光管或光導432(如光纖)透射光435到室105。
可旋轉支承板410在熱處理期間支撐工件110。可旋轉支承板410包括透射支承結構及可旋轉底座415。透射支承結構描述接觸並支撐工件110的結構，並在熱處理期間透射來自同調光源430(如雷射)的光435到工件110。透射支承結構的範例可包括一或多個支承銷、環形支件、或接觸並支撐工件110且透射光線到工件110之任何適當的支件。
透射支承結構包括第一端及第二端。透射支承結構的第一端配置成支承工件。透射支承結構的的第二端接觸(如耦合至)可旋轉底座420的第一表面。在第1圖的示範實施例中，透射支承結構包括一或多個支承銷415(僅顯示一個)。一支承銷415的一端接觸工件110的背側，且支承銷415的另一端接觸底座420的表面。底座420依據從控制器440接收到的指令以界定的旋轉方位及界定的旋轉速度旋轉工件110，如後詳述。
在一些實施例中，透射支承結構及底座420可透射來自熱源140的熱並吸收來自工件110的熱。例如，透射支承結構及底座420可以石英製成。
在一些實施例中，可旋轉支承板410包括一或多個支承銷415，以及具有設置在支承銷415的至少兩個間的半環形不透明部分(如第5及6圖所示)之底座420。半環形不透明部分可阻礙同調光源430的同調光加熱工件110，使同調光源430可在工件110旋轉期間連續地發射同調光到底座420之中之上。
在一些實施例中，可旋轉支承板410包括環形支件(如第7圖所示)及底座420。例如，環形支件及底座420皆可為透射性材料(如石英)，其允許從同調光源430連續發射的同調光之通過以加熱工件110。
同調光源430發射同調光435穿過可旋轉底座420及透射支承結構，使同調光加熱工件110接觸透射支承結構的部分。同調光源430的範例可包括連續波雷射、脈衝型雷射、或發射同調光的其他適當的光源。
在第4圖的示範實施例中，同調光源430安裝在RTP室105的靜止部分，使支承銷415在可旋轉支承板410的旋轉期間旋轉通過同調光435。同調光源430發射同調光435到底座420的背側，且所發射的同調光可通過支承銷415以加熱工件110接觸支承銷415的接觸區域。因此，可藉由除了從熱源140的光總體式加熱工件110以外經由同調光源430穿過支承銷415加熱工件110來補償由工件110與支承銷415之接觸所導致之冷點。在一些實施例中，由控制器440控制同調光源430與工件110旋轉同步地開啟及關閉，以加熱工件與支承銷415接觸的接觸區域。控制器440控制可旋轉底座420、同調光源430、熱源130及140、氣流控制器185、門180、及高溫計165之一或多者。控制器440控制底座420來以界定的旋轉方位和界定的旋轉速度旋轉工件110。例如，控制器440產生界定底座420之旋轉方位及旋轉速度的指令，並控制底座420來以界定的旋轉方位和界定的旋轉速度旋轉工件110。在一些實施例中，控制器440控制同調光源430來依據底座420之旋轉方位及旋轉速度發射同調光435。例如，控制器440可包括電性控制電路，其依據指示底座420之旋轉方位及旋轉速度之感測器信號產生觸發信號以觸發同調光源430來發射同調光435。
在一些實施例中，控制器440同步化來自同調光源430之同調光的發射與底座420的運動，以當在底座420的旋轉期間支承銷415之一通過同調光源430上方時，使同調光源430發射同調光到那個支承銷415之中及到工件110之上，並且當那個支承銷415不位在同調光源430前面時，使同調光源430停止發射同調光。例如，控制器440依據底座420之旋轉方位及旋轉速度產生指示同調光源430發射同調光的指令。該指令可包括指示同調光源430發射同調光的命令、指示同調光源430停止發射同調光的命令、依據工件110的旋轉方位及旋轉速度計算同調光源430的一發射及下一個發射之間的時間間隔等等。
在一些實施例中，控制器440控制同調光源430以連續發射同調光到透射支承結構中。例如，控制器440產生指示同調光源430保持開啟並連續發射同調光到底座420上之指令。底座420可包括阻礙同調光源430之同調光加熱工件110不與支承結構接觸的部分之半環形不透明部分。當支承銷415不位在同調光源430前方時，控制器440指示同調光源430保持開啟並連續發射同調光到半環形不透明部分上，使發射的同調光受到半環形不透明部分的阻擋。當支承銷415通過連續發射的同調光前方時，同調光穿過支承銷415以加熱工件110。
在另一個範例中，控制器440產生指示同調光源430保持開啟並連續發射同調光到具有環形支件的可旋轉支承板410上之指令。在工件110的旋轉期間，環形支件總是通過同調光源430上方並透射同調光以加熱工件110。控制器440指示同調光源430連續發射同調光到環形支件中。因此，藉由從同調光源430連續照射同調光通過環形支件到工件110上補償由 環形支件所造成的冷樣式。
第5圖繪示根據本發明的示範實施例之具有含有空間排列的低透射區之一示範底座500。在第5圖的實施例中，底座500可為底座420之一實施例。底座500包括三個圓形部分510、多個半環形不透明部分520、及剩餘部分530。一個圓形部分510為工件接觸支承銷(未圖示)的接觸區域。每一個半環形不透明部分設置在三個圓形部分510的任兩個之間。底座500的剩餘部分530描述底座500內不包括那三個圓形部分510及多個半環形不透明部分520的部分。
第6圖繪示根據本發明的示範實施例之透過底座500及支承銷415加熱工件110的同調光610之一範例。從同調光源(未圖示)發射同調光610。同調光610通過支承銷415以加熱工件110。當底座500旋轉時，支承銷415不在同調光610前方，但一個半環形不透明部分520會通過同調光610並阻礙同調光610加熱工件110。因此，藉由在底座500旋轉期間照射連續發射的同調光到每一個支承銷上來補償冷點。
在第5及6圖的實施例中，半環形不透明部分520之寬度不少於同調光610接觸底座500之接觸面積的直徑。同調光610之接觸面積的範例包括同調光610至底座500上的焦點，或同調光610接觸底座500之截面。圓形部分510及剩餘部分530可就底座500的未經處理材料(如未經處理的石英)而言並未改變。半環形不透明部分520則可為經處理的材料(如經處理的石英)，其阻礙同調光源(未圖示)之同調光加熱工件110。可以研磨、塗覆、雕刻、或摻雜之一或多者處理經處理的材料。在一些實施例中，半環形不透明部分520包括在底座500的一側(如背側)或兩側上的波長選擇 性塗層。選擇波長選擇性塗層使得僅同調光輻射的一段窄頻帶被阻擋，而來自熱源的一段寬頻帶光則幾乎完全透射，減少對總體溫度均勻性的影響。
在一些實施例中，半環形不透明部分520可沿著同調光610於底座500相較於同調光源(未圖示)旋轉的期間沿著底座500的路徑延伸於支承銷415之間。半環形不透明部分520可以很小以不阻礙來自熱源(未圖示)的光。半環形不透明部分520亦稱為低透射區，其阻礙同調光加熱工件。
為了闡明及討論，參照具有三個支承銷作為透射支承結構的可旋轉支承板來討論本發明之態樣。此技術領域中具有通常知識者，使用本案提供於此之揭露內容，應了解可使用具有可旋轉對稱排列的多個不連接支件而不致背離本發明的範疇。例如，多個支件可不彼此連接，但這多個支件在底座上以可旋轉對稱樣式排列。支件可具有任意的形狀。
第7圖繪示根據本發明的示範實施例之具有環形支件720的一示範可旋轉支承板700。在第7圖的實施例中，可旋轉支承板700可為可旋轉支承板410的一實施例。可旋轉支承板700包括可旋轉底座710及環形支件720。環形支件720相較於可旋轉底座710的中心置中。在一些實施例中，環形支件720相較於接觸環形支件720之工件(未圖示)的中心置中。環形支件720的寬度不小於同調光(未圖示)接觸環形支件720之接觸區域的直徑。同調光之接觸區域的範例包括同調光至環形支件720上的焦點，或同調光接觸環形支件720的截面。在一些實施例中，環形支件720的高度可大約等於支承銷415的高度。在一些實施例中，可旋轉底座710及環形支件720可為透射材料(如未經處理的石英)，其允許來自同調光源的同調光通過以加熱工 件。因此，同調光源可連續地發射同調光，其通過可旋轉底座710及環形支件720以加熱接觸環形支件720的工件。此外，可藉由從加熱工件之來自同調光源的連續發射來補償環形支件720所導致的冷樣式。
為了闡明及討論，參照具有環形支件作為透射支承結構的可旋轉支承板來討論本發明之態樣。於此技術領域中具有通常知識者，使用本案提供於此之揭露內容，應了解可使用具有可旋轉對稱形狀的任何透射支承結構而不致背離本發明的範疇。
第8圖繪示根據本發明的示範實施例之用於依據可旋轉支承板及同調光源加熱工件的程序(800)之流程圖。可使用RTP系統400來實施程序(800)。然而，將於下詳細討論，可使用其他熱處理系統來實施根據本發明的示範態樣的程序(800)而不背離本發明的範疇。為了闡明及討論，第8圖繪示以一特定順序執行的步驟。於此技術領域中具有通常知識者，在利用本案提供於此的揭露內容，應了解可以各種方式省略、擴展、同時執行、重新配置、及/或修改本文所述之任何方法的各個步驟，而不致背離本發明的範疇。此外，可執行各種額外的步驟(未圖示)而不背離本發明的範疇。
在(810)，程序可包括將工件置於處理室中的可旋轉支承板上。可旋轉支承板包括透射支承結構及底座。例如，在第4圖中的實施例中，可旋轉支承板410包括支承銷415及底座420。將工件110透過門180置於RTP室105中的支承銷415上。在一些實施例中，可旋轉支承板410可用於退火處理室。例如，可將用於退火的工件置於退火處理室中的可旋轉支承板410上。
在(820)，程序可包括使用一或多個熱源加熱工件。例如， 在第4圖的實施例中，控制器440控制熱源140以透過底座420及支承銷415將工件110加熱至預設溫度。
在(830)，程序可包括在工件加熱期間以可旋轉支承板相較於一或多個熱源旋轉工件。例如，在第4圖的實施例中，控制器440指示底座420以界定的旋轉方位和界定的旋轉速度旋轉RTP室105中的工件110。
在(840)，程序可包括從同調光源發射同調光通過底座及透射支承結構，使得同調光加熱工件接觸透射支承結構的部分。例如，在第4圖的實施例中，控制器440將發射自同調光源430之同調光與底座420的運動同步化，以在底座420旋轉期間支承銷415通過同調光源430上方時，使同調光源430發射同調光至支承銷415之一上及至工件110上，且在支承銷415不位在同調光源430前方時，使同調光源430停止發射同調光。在另一個範例中，控制器440控制同調光源430以透過可旋轉支承板410(如第5及6圖中的具有支承銷415及底座500之可旋轉支承板，或第7圖中的可旋轉支承板700)連續發射同調光來加熱工件。
在(850)，程序可包括自可旋轉支承板移除工件。例如，在第4圖的實施例中，可自支承銷415移除工件110以經由門180離開RTP室105。
參照可旋轉支承板來討論本發明之態樣。於此技術領域中具通常知識者，在利用本文所提供於此的揭露內容，應了解本案所揭露的範例態樣，可藉由靜止的支承板加以實施。例如，可基於靜止支承板上支承銷的位置，來定位一或多個同調光源。同調光源可發射同調光到靜止支承板並通過支承銷以減少工件上的冷點。
雖本發明之標的已以其特定示範實施例加以詳細說明，然而 在了解前述說明後，應可理解熟悉此技術領域者可輕易地產生該等實施方式的修改、變化、及等效者物。據此，本發明之範疇為例示性而非限制性，且本揭露並不排除含括對所屬技術領域中具有通常知識者而言為顯而易見之針對本發明標的的此類修飾、變異、及/或增加。
100:RTP系統
105:RTP室
110:工件
115:支承結構
120:支承板
125:處理氣體
130:熱源
135:可旋轉底座
140:熱源
145:空氣軸承
150:氣流
155:軸
165:高溫計
175:控制器
180:門
185:氣流控制器
190:端板

Claims (17)

  1. 一種熱處理設備，包含：
    複數個熱源，其經組態用來加熱一工件；
    一可旋轉支承板，其可操作用以在熱處理期間支撐該工件，該可旋轉支承板包含：
    一透射支承結構，其經組態用來接觸該工件，該透射支承結構包含一第一端及一第二端，其中該透射支承結構的該第一端配置成支撐該工件；以及
    一光源，其可操作用以發射同調光通過該透射支承結構，如此使得該同調光加熱該工件接觸該透射支撐結構的一部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的熱處理設備，其中該透射支承結構經組態用以透射來自該些複數個熱源的熱到該工件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的熱處理設備，其中該透射支承結構包含一石英材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的熱處理設備，其中該光源經組態用以在該工件的熱處理期間，於該可旋轉支承板旋轉期間相較於該可旋轉支承板維持靜止。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的熱處理設備，其中該光源包含一雷射。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的熱處理設備，其中該透射支承結構包含複數個支承銷。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的熱處理設備，進一步包含一控制器，其經組態用來將來自該光源的該同調光的一發射與該支承板的一運動同步化， 以便在該支承板旋轉期間當該些複數個支承銷的其中一支承銷通過該光源上方時，使該光源發射該同調光至該些複數個支承銷的該其中一支承銷及到該工件上，且如此以致於當該些複數個支承銷的該其中一支承銷不位在該光源的前方時，使該光源停止發射該同調光。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的熱處理設備，其中該透射支承結構包含一環型支件。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的熱處理設備，其中該環形支件相對於該工件的一中心置中對齊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的熱處理設備，其中該環形支件的一寬度不小於該同調光接觸該環形支件的一接觸區域的一直徑。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的熱處理設備，進一步包含一控制器，其經組態用來控制該同調光源以便連續地發射該同調光到該環形支件中。
  12. 一種用於在一熱處理設備中支撐一工件的支承板，該支承板包含：
    一底座；
    至少一個支承結構自該底座延伸，該至少一個支承結構經組態用以在熱處理期間支撐該工件；
    其中該底座包含與一第一熱透射率關聯的一第一部分，以及與一第二熱透射率關聯的一第二部分，該第二熱透射率與該第一熱透射率不同，其中該第二部分位在該至少一個支承結構附近。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的支承板，其中該至少一個支承結構包含一支承銷。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的支承板，其中該第二部分包含位在該支 承銷接觸該底座之處的一圓形區域，其中該圓形區域的一直徑大於該支承銷的一直徑。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的支承板，其中該第二部分包含未經處理的石英，且該第一部分包含經處理的石英，其中該經處理的石英相較於該第二部分有較低的光學透射率。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的支承板，其中以研磨、塗覆、雕刻、或摻雜之一或多者處理該經處理的石英。
  17. 一種用於在一處理室中加熱一工件的程序，包含：
    將該工件置於該處理室中的一支承板上，該支承板可操作用以在熱處理期間支撐該工件，該支承板包含：
    一底座；
    至少一個支承結構自該底座延伸，該至少一個支承結構經組態用以在熱處理期間支撐該工件；
    其中該底座包含與一第一熱透射率關聯的一第一部分，以及與一第二熱透射率關聯的一第二部分，該第二熱透射率與該第一熱透射率不同，其中該第二部分位在該至少一個支承結構附近；以及
    以複數個燈熱源通過該底座及該至少一個支承結構加熱該工件。
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