TWI743074B - 毫秒退火系統之基板支架 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示用於一毫秒退火系統中的基板支架的系統及方法。在一示範性實例中，一毫秒退火系統包含一處理室，其設有一晶圓支架板。多數個支承銷，能夠從該晶圓支架板加以延伸。該支承銷能夠被配置，以便支撐一基板。該支承銷有至少一個，能夠具有一球形表面輪廓，以便在與基板表面接觸點上，順應基板表面法線的多變角度。本發明其他示範性觀點係針對，用於估算(例如)在該支承銷接觸點上的局部接觸應力之方法。

Description

毫秒退火系統之基板支架
本發明主張2015年12月30日提申之美國專利臨時申請案第62/272,841號的優先權權益，該申請案的名稱係”亳秒退火系統之晶圓支架/Wafer Support in a Millisecond Anneal System”，在此併入作為參考。
本發明一般關於熱處理室，尤其是用於處理基板(如半導體基板)的毫秒退火熱處理室。
毫秒退火系統能夠用於半導體製程，進行基板(例如晶圓)的超快熱處理。於半導體製程中，快速熱處理能夠使用作為退火步驟，以便修復佈植損害，改良沉積層的品質，改良層間界面的品質，活化摻雜物，並取得其他效果，同時控制摻雜物物種的擴散。
半導體基板的毫秒(或稱為超快)溫度處理，可使用強烈而短暫的曝光，以超過每秒104℃的速率，加熱整個基板的頂表面而達成。僅基板一表面的快速加熱，能夠產生一巨大溫度梯度通過該基板的厚度，同時該基板的大部分係維持曝光前溫度。因此，該基板體積係作為一散熱器，造成頂表面的 快速冷卻速率。
本發明實施例的觀點及優點，將部分地敍述於下文，或可由該敍述來習得，或可經由實施例之實行而習得。
本發明一示範性觀點係關於一種毫秒退火系統。該毫秒退火系統，能夠包含一處理室，其設有一晶圓支架板，及多數支承銷，從該晶圓支架板加以延伸。該多數支承銷能夠加以配置，以便支撐一半導體基板。該支承銷至少有一者具有一球形表面輪廓，以便順應在基板接觸點上的基板表面法線的多變角度。本發明另一示範性觀點係針對，一種在毫秒退火系統中由支架結構造成在基板上的局部接觸應力的決定方法。該方法能夠包含：藉由一或更多的處理器電路，針對一段時間內的一基板，取得多數個表面法線估算(surface normal estimate)；藉由一或更多的處理器電路，產生一模型，其至少部分地基於該多數表面法線估算，界定該基板歷時的底表面輪廓；以及藉由一或更多的處理電路，至少部分地基於該模型，來決定指示一基板及一支架結構之間接觸點上的局部接觸應力的資料。
對本發明示範性觀點，能夠進行變型及修改。本發明其他示範性觀點，係針對用於熱處理半導體基板的系統、方法、裝置及製程。其他示範性觀點係針對用來決定及分析基板應力與運動的方法。
各式各樣實施例的這些及其他特色、觀點與優點，在參考後文描述及附圖之下，將更佳地讓人明瞭。合併在本文中並構成本說明書一部分的附圖，係用來圖解本發明的實施例，其連同本說明書，用來解釋相關的原理。
60‧‧‧semiconductor substrate 半導體基板
80‧‧‧millisecond anneal system 毫秒退火系統
100‧‧‧temperature profile 溫度曲線
102‧‧‧ramp phase 傾斜相
104‧‧‧curve 曲線
110‧‧‧window 視窗
112‧‧‧curve 曲線
114‧‧‧curve 曲線
116‧‧‧curve 曲線
150‧‧‧temperature measurement system 溫度測量系統
152‧‧‧temperature sensor 溫度感測器
154‧‧‧temperature sensor 溫度感測器
156‧‧‧diagnostic flash 診斷閃光
158‧‧‧reference temperature sensor 參考溫度感測器
160‧‧‧processor circuit 處理器電路
200‧‧‧process chamber 處理室
202‧‧‧top chamber 頂室
204‧‧‧bottom chamber 底室
210‧‧‧wafer plane plate 晶圓平面板
212‧‧‧support pins 支承銷
214‧‧‧wafer support plate 晶圓支架板
220‧‧‧arc lamps 弧光燈
222‧‧‧cathode 陰極
225‧‧‧quartz tube 石英管
226‧‧‧plasma 電漿
228‧‧‧water wall 水壁
229‧‧‧argon gas 氬氣
230‧‧‧anode 陽極
232‧‧‧tip 尖端
234‧‧‧copper heat sink 銅散熱器
235‧‧‧brass base 黃銅基底
236‧‧‧water cooling channel 水冷通道
240‧‧‧arc lamps 弧光燈
250‧‧‧process chamber walls 處理室壁
252‧‧‧upper chamber wall 上室壁
254‧‧‧lower chamber wall 下室壁
260‧‧‧water windows 水視窗
262‧‧‧reflector 反射器
264‧‧‧edge reflectors 邊緣反射器
270‧‧‧reflective mirrors 反射鏡
272‧‧‧wedge reflector 楔形反射器
274‧‧‧reflective element 反射元件
300‧‧‧closed loop system 封閉環路系統
302‧‧‧high purity water 高純度水
304‧‧‧argon 氬
306‧‧‧gas/water mixture 氣/水混合物
310‧‧‧separator 分離器
320‧‧‧water driven jet pump 水驅動噴射泵
330‧‧‧high power electric pump 高功率電泵
340‧‧‧coalescing filter 凝聚過濾器
350‧‧‧argon source 氬源
370‧‧‧mixed bed ion exchange filters 混合床離子交換濾器
372‧‧‧inlet valve 入口閥
380‧‧‧activated carbon filter bypass loop 活性碳濾器旁環
390‧‧‧heat exchanger 熱交換器
400‧‧‧method 方法
402‧‧‧obtain surface normal estimates for semiconductor substrate 取得針對半導體基板的 表面法線估算
404‧‧‧generate model specifying shape of bottom surface profile of semiconductor substrate over time based on the surface normal measurements 基於表面法線測值，產 生具體規定該半導體基板之底表面法線形狀的模型
406‧‧‧identify intersection of bottom surface profile with support structure 識別出底表面輪廓與支 架結構交切點
408‧‧‧determine point(s)of contact 決定接觸點
410‧‧‧determine velocity of contact 決定接觸速度
412‧‧‧estimate local contact stress based on point(s)of contact and velocity of contact 基於接觸點與接觸速度 來估算局部接觸應力
414‧‧‧estimate stress distribution 估算應力分佈
502‧‧‧wafer 晶圓
504‧‧‧first surface normal 第一表面法線
506‧‧‧second surface normal 第二表面法線
508‧‧‧third surface normal 第三表面法線
510‧‧‧support pin 支承銷
512‧‧‧sphere 球形
515‧‧‧spherical surface profile 球形表面輪廓
520‧‧‧curve 曲線
602‧‧‧base structure 基底結構
604‧‧‧base structure 基底結構
608‧‧‧base structure 基底結構
612‧‧‧base structure 基底結構
Ti‧‧‧intermediate temperature 中間溫度
針對一般熟習本項技藝人士所做的實施例詳細討論，將在說明書中提出，其係參照附圖如下：第一圖係依照本發明示範性實施例的毫秒退火加熱曲線例子的示意圖；第二圖係依照本發明示範性實施例的毫秒退火系統例子的部分立體透視圖；第三圖係依照本發明示範性實施例的毫秒退火系統例子的分解視圖；第四圖係依照本發明示範性實施例的毫秒退火系統例子的橫斷面視圖；第五圖係依照本發明示範性實施例的毫秒退火系統中所使用的燈範例的立體透視圖；第六圖係依照本發明示範性實施例的毫秒退火系統之晶圓平面板所用的邊緣反射器例子的示意圖；第七圖係反射器例子的示意圖，其能夠被使用於一依照本發明示範性實施例的毫秒退火系統中；第八圖係弧光燈例子的示意圖，其能夠被使用於 一依照本發明示範性實施例的毫秒退火系統中；第九~十圖係依照本發明示範性實施例的弧光燈操作例子的示意圖；第十一圖係依照本發明示範性實施例的電極例子的橫斷面視圖；第十二圖係封閉環路系統例子的示意圖，其用於供應水及氣體(例如氬氣)至一依照本發明示範性實施之毫秒退火系統中所用的弧光燈例子中；第十三圖係依照本發明示範性實施例之毫秒退火系統所用之溫度測量系統例子的示意圖；第十四圖係依照本發明示範性實施例之方法例子的流程圖；第十五圖係依照本發明示範性實施例之毫秒退火處理期間，晶圓表面法線的多變方向；第十六圖係依照本發明示範性實施例之毫秒退火處理期間，接觸支承銷的晶圓的多變角度之示意圖；第十七圖係依照本發明示範性實施例之支承銷例子的示範性球形表面輪廓的示意圖；第十八圖係一最大角表面法線之邊界值例子的示意圖，其係依照本發明示範性實施例一點相對於晶圓中心之點之徑向位置的函數而繪製；及第十九圖係多種不同基底結構的示意圖，其用來 支撐可被用在依照本發明示範性實施例之毫秒退火系統中的球形表面。
現在詳細地參照實施例，其一或更多的例子係圖解於圖式中。每一個例子係為了解釋實施例而提供，而非本發明之限制。事實上，對於一般熟習本項技藝人士而言很明顯的是，在不離開本發明範圍或精神之下，能夠完成許多實施例的修改及變型。例如，被圖解成或描述成一實施例的一部分特色，能被使到另一實施例，產生另一個實施例。因此，吾人想要的是，本發明的觀點涵蓋這類的修改及變型。
概說
本發明示範性觀點，係針對半導體基板毫秒退火期間，一半導基板(如晶圓)之支撐。基於解釋及討論的緣故，本發明的觀點係參照「晶圓」或半導體晶圓來討論。利用在本文中所提供的揭示內容，一般熟習本項技藝人士將明瞭的是，本發明的示範性觀點，能夠與任何工件、半導體基板、或其他合適的基板一起結合使用。術語「約」與一數值合併使用，係指所述數值的10%範圍內。
半導體的毫秒(或稱超快)溫度退火，係能夠在超過104℃/秒的速率下，利用強烈且短暫的曝光加熱晶圓全部頂表面而達成。晶圓表面的快速加熱，產生巨大的溫度梯度，穿過該晶圓厚度，造成明顯的熱應力。這些應力在晶圓內開始引 入應變，使晶圓彎曲或變形。表面加熱被施加之後，這個應變也能夠持續變形該晶圓。這種持續性應變，能夠起因於以下的事實：晶圓表面在一段時間內被加熱，其典型地遠遠短於該晶圓到達熱平衡(其中熱應變能夠潛在地被釋出)所需的時間。接下來，如果當場沒有機制來局限或限制該晶圓運動，則該持續性應變將引入一應力，其作為一種衝力，能夠造成晶圓振動。如果振動中的晶圓表面以非零的速度，接觸到打算用來支撐晶圓的結構，例如晶圓支承銷，則這些晶圓振動將增加晶圓折斷或破裂的風險。依照本發明示範性觀點，與晶圓接觸之支承銷表面的形狀、定位及/或移動自由度，係能夠加以配置，以便降低晶圓在與支承銷接觸期間所經歷到的應力。
支承銷的要件，能夠很明顯地相異於非毫秒的、或習用的(亦稱快速熱退火或快速熱處理)晶圓溫度退火中的支承銷要件。在習知的快速熱處理中，晶圓的大部分，包含支承銷接觸到晶圓的區域，能夠到達1200℃溫度或更高，及能夠維持這個溫度數秒或分。在這個習知退火期間，關於支承銷的主要考量，在於該支承銷與晶圓接觸之晶圓區域的降熱損失。此考量典型地能夠藉由以下來處理，即防止在已降低接觸的區域，因該支承銷所承載晶圓之重量部分所導致的過度接觸壓或應力，對晶圓或支承銷產生損害的限制下，降低該支承銷與晶圓接觸的表面積。
在半導體晶圓的毫秒(或超快)溫度退火中，於支 承銷與晶圓接觸區域，晶圓的溫度僅到達約800~950℃的範圍。在這些溫度下，該支承銷與晶圓接觸的晶圓區上的熱損失，相較於接觸到支承銷之晶圓的橫斷變形及振動運動所造成的潛在影響事件，係較少受到關切。該晶圓振動運動，係類似於鼓槌敲擊綳緊鼓皮表面的振動。
依照本發明示範性觀點，晶圓的振動運動，能夠在毫秒溫度退火處理期間，使用有限元模擬(finite element simulation)加以定性分析，及使用反射、高速的晶圓表面攝影測量加以定量測量。該晶圓振動運動，可於幾毫秒期間，展示出約數毫米的橫向位移。因此，晶圓表面的橫向速度能夠到達每秒數米等級的規模。如果一支架結構，例如針，接觸到以這個速度來移動中的晶圓表面，則晶圓表面接觸區之內及四周會累積顯著應力，可能出現且潛在地造成晶圓斷裂。因此，降低晶圓表面與支架結構(如支承銷)潛在接觸所造成的應力係重要的。
依照本發明揭露之示範性觀點，在晶圓表面與支承銷接觸時，該晶圓經歷的接觸應力，能夠藉由以下來降低：增加支承銷曲率半徑，以致曲率範圍能夠順應接觸點上晶圓表面法線的多變角度，及/或增加與該晶圓表面接觸區域上的支承銷的表面平滑度，例如藉由火焰抛光該石英支承銷。
例如，本發明的一個示範性實施例係針對一毫秒退火系統。該系統包含一處理室，其設有一晶圓支架板。該系 統包含多數的支承銷，其從該晶圓支架板加以延伸，係被配置來支撐一基板。至少有一支承銷具有球形表面輪廓，以便順應基板接觸點上基板表面法線的多變角度。
在某些實施例中，球形表面輪廓具有一跨度，其至少部分地基於與該基板接觸點上基板表面法線的最大角來決定。例如，該球形表面輪廓有一跨度，係關聯至該最大角的至少2倍。在某些實施例中，該最大角係在約2°~約8°範圍內。
在某些實施例中，該多數支承銷包含第一支承銷，係位在相對於一基板中心之第一徑向距離之上，及第二支架，係位在相對於一基板中心之第二徑向距離之上。該第二徑向距離能夠大於該第一徑向距離。在某些實施例中，該第一支承銷有一具有第一跨度的球形表面輪廓，及該第二支承銷有一具有第二跨度的球形表面輪廓。該第二跨度係大於該第一跨度。
在某些實施例中，該支承銷包含一石英材料。在某些實施例中，該球形表面輪廓係加以抛光。在某些實施例中，該支承銷有一基底結構，支撐該球形表面輪廓。該基底結構能夠是一垂直基底結構、一有角度的基底結構、或T-形橫斷面的基底結構。
本發明另一示範性觀點係針對一毫秒退火系統中一支架結構所造成在基板上局部接觸應力的測量方法。該方法包含：藉由一或更多的處理器電路，針對一段時間內的一基 板，取得多數個表面法線估算(normal estimate)；藉由一或更多的處理器電路，產生一模型，其至少部分地基於該多數表面法線估算，界定該基板歷時的底表面輪廓；藉由一或更多的處理電路，至少部分地基於該模型，決定指示一基板及一支架結構(例如支承銷)之間接觸點上的局部接觸應力的資料。在某些實施例中，該方法能夠包含至少部分地基於指示局部接觸應力的資料，修改熱處理。
在某些實施例中，藉由一或更多的處理器電路，決定指示接觸點上局部接觸應力的資料，其包括藉由一或更多處理器電路，使用該模型來識別該底表面輪廓與該支架結構之交切點；及藉由一或更多處理器電路，基於該交切點來決定該支架結構的接觸點。在某些實施例中，藉由一或更多的處理器電路，決定指示接觸點上局部接觸應力的資料，包含決定與該支架結構的接觸速度。在某些實施例中，指示一接觸點上局部接觸應力的資料，包括基於該接觸點及該接觸速度，估算該局部接觸應力。
在某些實施例中，該方法能夠包含：至少部分地基於該模型，估算基板上的應力分佈。該應力分佈，能夠基於相關聯於基板之多數溫度測量值來加以估算。
示範性毫秒退火系統
一示範性毫秒退火系統能夠加以配置，以便提供一強烈而短暫的曝光，以能夠超過如104℃/s的速率，加熱一晶 圓頂表面。第一圖係一利用一毫秒退火系統所取得之半導體基板之示範性溫度曲線100的示意圖。如第一圖所示，大部分的半導體基板(例如二氧化矽晶圓)，係在傾斜相102期間，被加熱到一中間溫度Ti。該中間溫度係能夠在450℃~900℃範圍之內。當到達中間溫度Ti時，半導體基板的頂側邊可以曝照一非常短而強烈的閃光，形成高達約104℃/s的加熱速率。視窗110圖解該半導體基板在短而強烈閃光期間的溫度曲線。曲線112代表半導體基板頂表面在閃光曝照期間的快速加熱。曲線116，係圖解描繪該半導體基板之殘餘或大部分在閃光曝照期間的溫度。曲線114代表藉由半導體基板頂表面冷卻傳導的快速降溫，此係藉由大部分半導體體積作為一散熱器。大部分的該半導體作為一散熱器，針對該基板產生一高頂側邊冷卻速率。曲線104代表部分藉由熱輻射及對流，並使用一處理氣體作為冷卻劑，進行大部分半導體基板的緩慢冷卻。如在本文中所使用者，當該術語「約」被使用來指稱數值時，係指在該所述數值30%的範圍之內。
一示範性的毫秒退火系統能夠包含多數弧光燈(例如四個氬弧光燈)作為光源，可供半導體基板頂表面的強烈毫秒長曝照-即所謂的「閃光」。當基板已經被加熱到中間溫度時(例如約450℃~約900℃)，該閃光能夠被施加到半導體基板。多數個連續模式弧光燈(例如兩個氬弧光燈)，能夠用來加熱該半導體基板至該中間溫度。在某些實施例中，半導體基板 加熱到中間溫度，係透過半導體基板的底表面，以加熱晶圓整體的升降溫速率來完成。
第二~五圖係依照本發明示範性實施例之數種毫秒退火系統80觀點例子的示意圖。如第二~四圖所示，一毫秒退火系統80能包含一處理室200。該處理室200能由一晶圓平面板210加以分隔，成為一頂室202及一底室204。一半導體基板60(例如二氧化矽晶圓)，能夠由固設在晶圓支架板214(例如插入晶圓平面板210的石英玻璃板)上的支承銷212(例如石英支承銷)加以支撐。
如第二及四圖所示，該毫秒退火系統80能包含多數個弧光燈220(例如四個氬弧光燈)，其被排列在頂室202附近作為光源，用於該半導體基板60頂表面的強烈毫秒長曝照(所謂「閃光」)。當基板已經被加熱到中間溫度時(例如約450℃~約900℃)，該閃光能夠被施加到半導體基板。
多數個連續模式弧光燈240(例如兩個氬弧光燈)，係安置在底室204附近，能夠用來加熱該半導體基板60至中間溫度。在某些實施例中，該半導體基板60加熱到中間溫度，係從底室204透過半導體基板底表面，以加熱該半導體基板60整體的升降溫速率加以完成。
如第三圖所示，來自底弧光燈240(例如，用於加熱半導體基板至中間溫度)及來自頂弧光燈220(例如，藉由閃光用於提供毫秒加熱)之用於加熱半導體基板60的光，能夠經 由水視窗260(如水冷卻石英玻璃窗)，進入該處理室200。在某些實施例中，該水視窗260能包含兩個石英玻璃板構成的三明治構造，其間一個約4mm厚的水層係加以循環，以便冷卻石英玻璃板，並針對例如約1400nm以上的波長提供光學過濾。
進一步如第三圖所示，處理室250能包含反射鏡270，用於反射加熱光。該反射鏡270能夠是(例如)水冷卻、抛光的鋁板。在某些實施例中，使用於毫秒退火系統中的該弧光燈主體，能包含針對燈輻射的反射器。例如第五圖圖示一頂燈陣列220及底燈陣列240的立體透視圖，其皆能夠使用於毫秒退火系統80。如圖所示，每一燈陣列220及240的主體，能包含一反射器262，可供反射該加熱光。這些反射器262能夠形成毫秒退火系統80之處理室200的反射表面的一部分。
該半導體基板的溫度均勻性，能夠藉由操縱在不同半導體基板區域內所落下的光密度，來加以控制。在某些實施例中，均勻性調節係能夠藉由以下來完成：將小尺寸反射器的反射等級更換成主要反射器，及/或使用被固設在晶圓周圍之晶圓支架平面上的邊緣反射器。
例如，邊緣反射器能夠用來使光從底燈240轉向到半導體基板60的邊緣。例如，第六圖圖示邊緣反射器264的例子，其形成一部分的晶圓平面板210，能夠用來使光從底燈240轉向到半導體基板60的邊緣。該邊緣反射器264能夠安裝在晶圓平面板210上，並可包圍或至少部分地包圍該半導體基板60。
在某些實施例中，額外的反射器也能夠被安裝在室壁上，靠近晶圓平面板210。例如，第七圖圖示反射器的例子，其能夠被安裝在處理室壁上，作為針對加熱光的反射鏡。更具體地，第七圖顯示，一被安裝在下室壁254的楔形反射器272。第七圖也圖示，一被安裝在上室壁252之反射器270上的反射元件274。半導體基板60的處理均勻性，能夠藉由以下加以調節：改變該處理室200內的楔形反射器272、及/或其他反射元件(如反射元件274)的反射梯度。
第八~十一圖係圖解上弧光燈220的觀點例子，其能夠作為光源，用於強烈毫秒長曝照半導體基板60的頂表面(如「閃光」)。例如，第八圖係一示範性弧光燈220的橫斷面視圖。該弧光燈220能夠(例如)是一個開放流動式(open flow)弧光燈，其中在弧光放電期間，該加壓的氬氣(或其他合適氣體)被轉變成為高壓電漿。弧光放電的發生，係在石英管225內，介於負電性陰極222與互相隔開之正電性陽極230之間(例如相隔約300mm)。一旦負電性陰極222與正電性陽極230之間的電壓到達氬(例如約30kV)或其他氣體的崩潰電壓，一穩定而低傳導性的電漿就立刻形成，發射出可見光、及電磁光譜UV範圍的光。如第九圖所示，該燈能包含燈反射器262，其能用來反射該燈提供用於半導體基板60製程的光
第十及十一圖係依照本發明示範性實施例之毫秒退火系統80內的弧光燈220示範性操作的示意圖。更具體地， 電漿226係收容於石英管225內，其內部藉由水壁228加以水冷卻。該水壁228係高流速注射到燈200的陰極端，及於陽極端排放。對於氬氣229亦同，其亦於陰極端進入燈220，及從陽極端排出。形成水壁228的水，係垂直於燈軸加以注射，以致於該離心作用產生一水渦流。因此，沿著燈的中心線，形成氬氣229的通道。該氬氣柱229以相同於水壁228的方向來旋轉。形成電漿226後，該水壁228保護該石英管225，及限制該電漿226於中心軸。只有水壁228及電極(陰極230及陽極222)與該高能電漿226直接接觸。
第十一圖係依照本發明示範性實施例弧光燈所用電極例子(如陰極230)的橫斷面視圖。第十一圖圖示一陰極230。然而，相似的結構亦能使用於陽極222。
在某些實施例中，如經歷高熱負載的電極，一或更多的電極能夠分別包含一尖端232。該尖端能夠由鎢製成。該尖端能耦合到及/或融合至一水冷式銅散熱器234。該銅散熱器234能夠包含至少一部分的電極內部冷卻系統(如一或更多的水冷通道236)。該等電極進一步包含一具有水冷通道236的黃銅基底235，以便提供水循環或其他流體循環，並提供電極的冷卻。
使用於依照本發明觀點之示範性毫秒退火系統的弧光燈，能夠是一種針對水及氬氣的開放流動系統。然而，基於環保理由，在某些實施例中，此兩種介質都能夠在封閉環路 系統中加以循環。
第十二圖係一封閉環路系統300的示意圖，其用於供應在依照本發明示範性實施例毫秒退火系統中所用之氬弧光燈於操作時所必需的水及氬氣。
更具體地，高純度水302及氬304被送入燈220內。該高純度水302係用於提供水壁，以及冷卻該電極。離開燈的是氣/水混合物306。該氣/水混合物306，在其被重新送入燈220入口之前，係藉由分離器310被分離成為無氣水302及乾氬304。為了在燈220上產生所需的壓力降，氣/水混合物306係藉由水驅動噴射泵320來泵出。
一高功率電泵330，供應水壓來驅動燈220內的水壁、燈電極的冷卻水、及噴射泵330的運動流。噴射泵320下游的分離器310，係能夠從混合物(氬)中，萃取出液相及氣相。在重新進入燈220之前，氬進一步地在凝聚過濾器340中加以乾燥。如果需要，額外的氬能從氬源350加以供應。
水通過一或更多微粒濾器350，移除由弧光放電而噴濺在水中的微粒。離子性污染係由離子交換樹脂加以移除。一部分的水流過混合床離子交換濾器370。該離子交換濾器370的入口閥372，能由水電阻率加以控制。如果水電阻率下降到低值以下，該閥372被開啟，當其到達一高值時，則該閥372關閉。該系統能包含一活性碳濾器旁通迴路380，其中一部分的水係額外地加以過濾，以便移除有機污染。為了維持水溫， 水能夠通過熱交換器390。
依照本發明示範性實施例之毫秒退火系統，能包含獨立地測量半導體基板兩表面(如頂及底表面)溫度的能力。第十三圖圖示毫秒退火系統200所用之溫度測量系統150範例。
一簡化的毫秒退火系統200的代表係示於第十三圖。該半導體基板60兩側的溫度，能夠獨立地藉由溫度感測器來測量，例如，溫度感測器152及154。該溫度感測器152能測量半導體基板60頂表面的溫度。該溫度感測器154能測量半導體基板底表面。在某些實施例中，測量波長約1400nm的窄帶示溫感測器，係能用來作為溫度感測器152及/或154，以便測量(例如)半導體基板60中心區的溫度。在某些實施例中，該溫度感測器152、154能為超快輻射計(UFR)，其取樣速率係足夠地高，以致能夠解析由該閃光加熱造成的毫秒溫度峰值。
該溫度感測器152、154的讀數，可經發射率補償(emissivity compensated)。如第十三圖所示，發射率補償計劃能包含診斷閃光156、參考溫度感測器158、及溫度感測器152、154，其係被配置來測量半導體晶圓頂及底表面。診斷性加熱及測量，係能夠使用診斷閃光156(例如測試閃光)來進行。取自參考溫度感測器158的測值，能用來作為溫度感測器152及154之發射率補償。
在某些實施例中，毫秒退火系統200能包含水視 窗。該水視窗能提供光學過濾器，壓抑該溫度感測器152、154測量帶內的燈輻射，以致該溫度感測器152、154僅測得來自半導體基板的輻射。
溫度感測器152、154的讀數，能被提供到一處理器電路160。該處理器電路160係位在該毫秒退火系統200之外罩之內，雖然可替換地該處理器電路160可遙遠地距離該毫秒退火系統200放置。如果想要的話，本文所述的許多功能係可由單一處理器電路來執行，或藉由其他的局部及/或遠端處理器電路組合來執行。
毫秒退火系統中晶圓應力的判定範例
本發明的示範性觀點係：毫秒退火處理期間使用晶圓表面法線測值(wafer surface normal measurements)，來估算半導體基板(如晶圓)的變形及/或應力分佈的方法。該方法，基於晶圓表面法線測值及/或表面溫度測值，能夠藉由(例如)一或更多處理器電路來完成。該方法能夠產生一個模型，具體規定該半導體基板歷時的形狀及運動，並能夠使用該模型來估算支承銷接觸點上的局部接觸應力。在某些實施例中，溫度測值係結合該模型來使用，以便估算半導體基板上的應力分佈。
第十四圖圖示一依照本發明示範性實施例之毫秒退火處理期間、半導體基板接觸點上的局部接觸應力的估算方法例子(300)。第十四圖能夠由一或更多處理器電路來完成。該處理器電路能夠加以配置，以便執行已在一或更多記憶體裝 置內被程式化的計算機可讀指令，來執行本文所述的方法。該處理器電路，能夠是該毫秒退火系統的一部分(如作為一或更多控制器的一部分)，或能夠是遙遠地距離該毫秒退火系統放置者。
在(402)，該方法能夠包含：藉由處理器電路，取得針對半導體基板之表面法線估算(surface normal estimates)。該表面法線估算能夠(例如)從一記憶體裝置來讀取。該表面法線測量能夠在一段時間內的不同瞬間來取得。在某些實施例中，晶圓表面法線估算，能夠使用(例如)美國專利第9,070,590號所描述的影像分析來取得，其內容在本文中併入以供參考。更具體地，在一實施例中，已知場景(例如格柵線式樣)能從一照明源被投射到(例如)該晶圓背側。一已知的場景點(如格柵線交切點，或其他已知的場景點)，能從基板表面加以反射，及由照相機來成像。該影像可經處理，以便決定(例如)反射點位置、表面法線方向、及/或反射角。歷時的晶圓表面法線測值，能夠用其他合適的方法來取得，而不偏離本發明範圍。
在(404)，該方法能包含：至少部分地基於所取得的表面法線來產生模型，其具體規定歷時的半導體基板底表面輪廓之形狀及運動。例如，在某些實施例中，晶圓的底表面輪廓，能使用一組在晶圓底表面上所得之M表面法線來估算。該表面法線的位置，並非必須均勻分隔，但可分佈在相關區域上(例如，全部的晶圓底表面)。每一組M表面法線，係關聯於晶 圓底表面在第n個瞬時時間旳形狀，t n 。第m個估算的表面法線，或更精確地，單位表面法線標示為
Figure 105142451-A0202-12-0019-1
，其中(x m ,z m )係晶圓底部上法線的位置。要注意的是，以黑體字母表示的向量係定義為列向量。用來識別表面法線位置的座標系統係如此的系統，以致一完美平坦的晶圓，係以底部在y=0、及徑向中心在x=z=0，而處於xz-平面，其中正y軸係指向晶圓頂部，(裝置側)，而正x軸係橫向地對齊工具的側向度。
假設有一晶圓表面法線集合，
Figure 105142451-A0202-12-0019-2
，則從M來估算表面輪廓的問題能夠是不良位置問題。更具體地，能夠有無限多數量的表面輪廓，其可產生該集合M。為了有一容易處理的解法，可要求將可能的表面輪廓限制在一個函數類(a class of function)，其能夠：(1)提供單一最適解，或至少一局部可接受的解；及(2)使真實的表面輪廓接近可接受的誤差等級。
為了符合這兩個要求，一個二元的n階多項式能加以使用，即
Figure 105142451-A0202-12-0019-3
 其中，係數的總數係由(n+1)(n+2)/2決定，多項式表面係表示成一個對應於先前界定的座標系統的x與z的函數，以致該平坦晶圓將以底部y=0落在該xz-平面。在某些實施例中可以假設，n=4階的多項式，能夠提供一個在閃光處理期間可被接受的晶圓真實底表面輪廓的近似值。
將這個多項式表面與集合M匹配的問題在於，必須將多項式表面的表面法線，
Figure 105142451-A0202-12-0020-4
，相比較於從該影像分析所得的估算表面法線，
Figure 105142451-A0202-12-0020-5
，及，然後調整該多項式係數，aij，以便取得
Figure 105142451-A0202-12-0020-6
，其儘可能接近集合M內的每一法線，
Figure 105142451-A0202-12-0020-7
。這個問題是非線性最佳化的問題，並會需要設立一個必須最小化(或最大化)的目標或成本，以致在發現一個最小值之後，對於全部的m而言，
Figure 105142451-A0202-12-0020-8
係儘可能地接近
Figure 105142451-A0202-12-0020-9
。
成本函數的一個例子能夠定義如下：
Figure 105142451-A0202-12-0020-10
其中，∥．∥係l2-範數算子，及wm係加權因子。因此，該成本函數係兩個向量之間距離的加權平方總和的測量。該加權因子允許強調或解強調表面法線，及能夠依照與
Figure 105142451-A0202-12-0020-12
相關聯的不確定性估測來設定，亦即，高度的不確定性造成w m →0。然後，該問題被陳述為
Figure 105142451-A0202-12-0020-11
其中，C+代表局部的，或可能全域的，C最小值，及該最小化係相關於多項式係數，其被限制為實數R。這種最小化，能夠使用任意數量的非線性最小化程序來取得。
為了評估成本函數，而使其能夠最小化，藉由影像分析能夠針對
Figure 105142451-A0202-12-0020-13
提供一外顯陳式為
Figure 105142451-A0202-12-0020-14
。這個針對於
Figure 105142451-A0202-12-0020-15
的陳式，能夠藉由相對於x及z的一階微分 P n (x,z)來取得，以便取得
Figure 105142451-A0202-12-0021-16
 and
Figure 105142451-A0202-12-0021-17
方程式(1.4)及方程式(1.5)代表方向導數，及分別能夠被視為存在於xy及zy平面上的向量，也能夠利用下式，被表示成單元列向量，
Figure 105142451-A0202-12-0021-18
，
Figure 105142451-A0202-12-0021-19
，
Figure 105142451-A0202-12-0021-20
 and
Figure 105142451-A0202-12-0021-21
 其中，T係轉置算子。此外，彼此垂直的這兩個向量，必須也位在多項式表面上與點(x m ,z m )正切的一個平面上，其中在該點上取得微分。假設，位在此點上的表面法線能夠由這些單位向量的向量積來取得，
Figure 105142451-A0202-12-0021-22
 其中，
Figure 105142451-A0202-12-0022-64
係向量積運算子，及該
Figure 105142451-A0202-12-0022-23
係有如此地方向，以致其係在遠離表面底部的點上，亦即，如果正切平面係位在xz平面上，則
Figure 105142451-A0202-12-0022-24
將指向y軸方向。要注意的是，因為
Figure 105142451-A0202-12-0022-25
係藉由微分方程式(1.1)來取得，所以k=0的係數被消滅，及並未用來趨近晶圓表面。換句話說，只有取得表面形狀，而垂直偏移、或沿著y軸的該表面位置並未被決定。更精確地，表面的形狀係由以下多項式予以趨近
Figure 105142451-A0202-12-0022-26
 要注意的是，非任兩個或更多個所測得表面法線之間的點上的晶圓表面近似值，係一種外插，隨著該近似值點移動遠離所測得的表面法線，其誤差增加。
在某些實施例中，使用二元n階數多項式來取得合適的表面近似值時所必要的表面法線，係有最小數目。在一些實例中，這個最小數目能夠精確地藉由總係數數目，(n+1)(n+2)/2-2，來決定。例如，假設只有一個n=1階數的兩位元多項式，亦即一個平面，係被使用。很清楚地，為了獨特地界定任一個三維向度空間內的平面，需要至少三個點，亦即，在n=1時，(n+1)(n+2)/2=(2)(3)/2=3，但只需要一個表面法線來具體指定該平面的定向，當然該平面並非獨特地定義，因為該 平面沿著法線上的位置未被指定。因此，當n=4時，需要至少(5)(6)/2-2=13個表面法線，以便界定該表面，但該表面的位置係未知的。如果有超過十三個表面法線向量能夠取得，則最小化處理將會發現到最佳的(以最小平方法感測)表面近似值，其提供最接近的貼合至該估算的表面法線，
Figure 105142451-A0202-12-0023-27
。
依照本發明示範性觀點，典型地存在於晶圓表面法線測值中的系統性誤差，在該晶圓假設係平坦時(這只在毫秒溫度退火處理開始之前才發生)，能夠藉由取得一組晶圓表面法線測值來扣除。這個誤差能由以下來去除：由後序的表面近似值，減去由平坦晶圓的晶圓表面法線測值來取得的表面近似值。具體地說，當t=t n 時，被校正後的多項式表面近似值，能夠由以下來決定Q n (x,z,t n )=P n (x,z,t n )-P n (x,z,t 0) (1.11)
其中，Q n (x,z,t n )係tn時瞬間的校正後的多項式表面近似值，t0係相關聯於平坦晶圓的瞬時時間。
如前文所述，t n 時晶圓底表面的表面近似值，只提供表面形狀，及不提供y軸上的垂直偏移位置。這個垂直偏移，能夠由測量值來取得，例如使用雷射反射量測術(laser reflectometry)，其中該測值提供時間tn時該晶圓中心點的垂直位置。
可以替換的是，如果晶圓中心的垂直位置，並非物理地測得，則能夠使用已知的實體晶圓支架向度拘束 (physical wafer support dimensional constraints)，加以估算之。例如，就在毫秒溫度退火處理之前，該晶圓能夠平躺在該支架結構(如支承銷)上，以致該晶圓質心係能夠經歷到來自重力的向下施力。例如一說明性例子，這種晶圓垂直位置估算係如何能夠完成：考慮在t0時，晶圓平躺在支架結構上，亦即晶圓底部中心係在y=0。在t1瞬間，晶圓表面被假設有一些近似於Q 4 (x,z,t 1 )的形狀，其中有一α 00 未知值。經過一段時間△t=t 1 -t 0 ，該晶圓將會經歷向下的重力g，如果晶圓並未受到支架結構的拘束，則該重力將會向下拉引晶圓質心位置，其距離如下式表示
Figure 105142451-A0202-12-0024-28
在(406)，該方法能包含：在不同時間間隔下，藉由模型以支架結構來具體指定一底表面輪廓的交切點。更具體來說，如果重力不存在，且該晶圓係垂懸在自由空間中，則該晶圓的質心將不會改變位置，因為並沒有外力作用在晶圓上。因此，根據牛頓運動定律，依時改變形狀的晶圓，由於毫秒熱退火處理，能夠是如此的晶圓，以致其並未改變質心的位置。這個事實能夠有利地在至少兩個方法中加以使用。
首先，很明顯地，藉由將支架結構元件(如支承銷)安放在晶圓移離該支承銷形狀初始改變的位置上，至少在經過某些起始時間之內，其晶圓係能夠避免與該支承銷的接觸。避免與該支承銷接觸是有可能的，因為晶圓在給定時間內的典型 移動距離，大於該晶圓被重力拉下的距離。當然，就更長的時間而言，晶圓將被重力拉下足夠的遠，以致其將接觸到支承銷，或其他的支架元件。
其次，在晶圓未與任何支架元件接觸、及僅被重力拉下的時間內，由Q 1 (x,z,t n )決定的晶圓形狀估算，，能夠指出晶圓質心的垂直位置，此係由以下積分量，V，得出
Figure 105142451-A0202-12-0025-29
 其中M w 係晶圓總質量，及ρ係晶圓密度，及y com 係接近零，係在給定的誤差容許，
Figure 105142451-A0202-12-0025-31
之內。換句話說，如果|y com|
Figure 105142451-A0202-12-0025-30
，則晶圓仍會降落，及不會接觸任何支架元件。
當晶圓接觸一支架結構元件時，該晶圓將會經歷到一反應力，其係由晶圓被推向一或更多支架結構針而引起。再一次地，藉由牛頓運動定律，質量中心位置將被改變。在接觸期間，很可能的是，晶圓形狀將改變，以致晶圓質心的垂直位置，再也不接近於零，亦即|y com|>
Figure 105142451-A0202-12-0025-32
。在這種情況下，由α 00 值所提供的晶圓的垂直位置，能夠由數學計算來估算，用以決定於誤差
Figure 105142451-A0202-12-0025-33
之內，什麼數值的α 00 是必要的，以使得依循由Q 1 (x,z,t n )所決定形狀的晶圓會有一或更多表面點與任何支架結構元件交切。這個決定晶圓表面是否與任一支架結構元件交切的過程，能夠在每一個瞬時時間t n 之下加以使用。由模型Q 1 (x,z,t n )來決定的任何形狀與支架結構的交切點，係能 夠用來決該晶圓表面是否及何時與該支架結構進行接觸。
因此，方法(400)能夠使用模型交切點來決定接觸點(408)，以及接觸速度(410)。一旦接觸的點及速度係已知，則這個資訊能夠用來計算接觸點上的局部接觸應力的量(例如，依據速度變化)，如(412)所示(例如使用運動定律)。
除了局部接觸應力之外，本發明某些實施例也利用了Q 1 (x,z,t n )來選擇性地估算晶圓內的應力分佈，以及晶圓頂與底部測得的溫度測值(414)。例如，半導體基板的溫度估算係能夠取得的。應力分佈係能夠依賴基板上的點的溫度。能夠執行一有限元分析，以便解決能滿足由Q 4 (x,z,t n )提供之邊界及初始條件所必要的應力分佈以及溫度測值的問題。在某些實施例中，晶圓表面溫度估算值，能夠基於半導體晶圓頂及底部的晶圓表面中心區的輻射熱發射，來加以取得。該晶圓表面溫度測量能由其他合適方法來取得，而不偏離本發明的範圍。
基於模型指定形狀及基板運動，被估算的局部接觸應力及/或被估算的應力分佈，係能夠針對多種目的來加以使用。在某些實施例中，毫秒退火系統中熱處理，係能夠基於模型、被估算的接觸應力、及/或被估算的應力分佈，而加以修改。例如，基於模型、被估算的接觸應力、及/或被估算的應力分佈，支架結構係能夠被設計及/或被決定位置。使用該資訊，能夠指定或修改加熱配方(Heating recipes)(例如製程配方)，以便降低局部接觸應力。基於模型、被估算的接觸應力、及/ 或被估算的應力分佈，其他合適的參數及因子亦能被修改，而不偏離本發明範圍。
在某些實施例中，局部接觸應力及/或應力分佈，在基板處理期間，係能夠實時地判定及/或接近實時地判定。在處理期間，熱處理(如製程配方、燈加燈的控制曲線等)，係能夠被修改，以便至少一部分地基於該局部接觸應力計算值(其係依照本發明示範性實施例取得)，來降低局部接觸應力。
毫秒退火系統中用來降低接觸應力的示範性晶圓支承銷
依照本發明示範性觀點，當一基板表面與支承銷接觸時，例如，在一相對速度下進行時，其經歷到的接觸應力，係能夠被降低。更具體地，在某些實施例中，該接觸應力能夠藉由下述來降低：增加支承銷曲率半徑，以致於該曲線的範圍能夠順應接觸點上晶圓表面法線的多變角度，及/或藉由下述來降低：增加該晶圓表面接觸區域上的支承銷表面的平滑度，例如經由火焰抛光石英支承銷。
如第十五圖所示，在退火處理期間，晶圓表面法線在任一垂直徑向位置上的方向，係能夠變化。例如，如第十五圖所示，晶圓502在徑向位置r1及瞬時時間tn，能夠具有一第一表面法線504。該晶圓502在徑向位置r2及瞬時時間tn下，有一第二表面法線506。該晶圓502在徑向位置r3及瞬時時間tn下，有一第三表面法線508。表面法線在方向上的此種變型(例如表面法線504、506、508)，能夠起因於毫秒退火期間，依時 改變的橫向熱梯度所造成的晶圓502橫向彎曲，及被誘發的晶圓502振動運動。
在晶圓接觸(例如)支承銷的表面，接觸點位置上晶圓表面的角度，將由晶圓表面法線的方向來決定。例如，第十六圖圖解了晶圓502將與支承銷510接觸的不同角度，此係取決於表面法線(如表面法線504、506、508)的方向。為了降低由該接觸所引起的應力，其所渴望的是支架結構(例如支承銷)表面，儘可能使其表面法線的方向與接觸區上該晶圓表面法線的方向平行。
這在某些實施例中係能夠藉由以下完成：將支架結構表面加以配置，以便對該晶圓表面呈現出球形表面輪廓。第十七圖圖解了一個球形表面輪廓的代表。更具體地，第十七(A)圖係球形512、以及針對一支承銷之球形表面輪廓515的橫斷面視圖。相似地，第十七(B)圖係球形512、以及針對一支承銷之球形表面輪廓515的三維立體視圖。
在某些實施例中，支承銷出現在球形表面輪廓中的範圍或跨度，係能夠藉由該相對於垂直軸所能取得的最大角θmax來決定。例如，該球形表面輪廓510能夠具有一跨度，其係2*θmax的函數。
第十八圖顯示晶圓表面法線的最大角θmax邊界值，此係沿晶圓之徑向位置的函數。第十八圖中畫出，沿著水平軸的徑向位置，以及沿著垂直軸的θmax。如曲線520所示，最 大角θmax能夠介於約20~約80之間，此係取決於晶圓徑向位置。藉由配置該球形表面的範圍或跨度，以致其具有一基於θmax來決定的跨度(係至少相等於或大於晶圓徑向位置上θmax邊界值)，而在可能與支承銷接觸之期間，於晶圓表面上出現球形表面的可能性係增加。
例如，該系統能夠包含一第一支承銷，位在一第一徑向位置，及一第二支承銷，位在一第二徑向位置。相對於該第一徑向位置，該第二徑向位置距半導體基板中心的距離可更大。該第一支承銷能夠具有一球形表面輪廓，其有一第一跨度。該第二支承銷能夠具有一球形表面輪廓，其有一第二跨度。第一跨度能夠小於該第二跨度。例如，該第一跨度能夠是基於約2°的最大角θmax。該第二跨度能夠是基於約8°的最大角θmax。
在某些實施例中，支承銷的球形表面輪廓，能夠有一表面曲率半徑(ROC)，其係儘可能地巨大。例如使用下述式子，這個曲率能夠藉由橫斷面寬度、或支承銷的橫斷面圓直徑d、以及最大角θmax，來加以決定：
Figure 105142451-A0305-02-0031-2
 第十六圖係依照本發明示範性實施例之支承銷510球形表面515的d/2及θmax例子的示意圖。
應該注意的是，支架結構(如支承銷)的球形表面輪廓，能夠被安放在任何合適的基底結構之上，只要能夠維持 所需的球形表面輪廓即可。第十九圖係多種可供支撐球形表面的基底結構的示意圖，其係能夠被使用於依照本發明示範性實施例之毫秒退火系統中。
例如，第十九(A)圖圖解了一具有球形表面515的支承銷510，以及一垂直的基底結構602。第十九(B)圖圖解了一具有球形表面515的支承銷510，以及一朝向第一方向彎曲的有角度的基底結構604。第十九(C)圖圖解了一具有球形表面515的支承銷510，以及一朝向第二方向彎曲的有角度的基底結構606。第十九(D)圖圖解了一具有球形表面515的支承銷510，以及一彎曲的有角度的基底結構608。有角度的基底結構608具有以第一方向來彎曲的第一區，以及以第二方向彎曲的第二區。第十九(E)圖圖解了一具有球形表面515的支承銷510，以及一彎曲的有角度的基底結構610。有角度的基底結構610具有以第一方向來彎曲的第一區，以及以第二方向彎曲的第二區。第十九(F)圖圖解了一具有球形表面515的支承銷510及一具有T形橫斷面的基底結構612。
雖然本發明主題係詳細地相關於其具體實施例來描述，然而，熟悉此技術領域者一旦瞭解前文，將可理解的是，這類實施例的許多改造、變化及等效物，係能夠輕易地被製造生。因此，本發明說明書揭示範圍僅係作為示範之用，而非對其進行限制，且該主要揭示內容，其並未排除將對那些於此技術領域具通常知識者可輕易得見之本發明標的的這類修飾、變化及/或添加等納入其中。
400:method 方法
402:obtain surface normal estimates for semiconductor substrate 取得針對半導體基板的表面法線估算
404:generate model specifying shape of bottom surface profile of semiconductor substrate over time based on the surface normal measurements 基於表面法線測值，產生具體規定該半導體基板之底表面法線形狀的模型
406:identify intersection of bottom surface profile with support structure 識別出底表面輪廓與支架結構交切點
408:determine point(s) of contact 決定接觸點
410:determine velocity of contact 決定接觸速度
412:estimate local contact stress based on point(s) of contact and velocity of contact 基於接觸點與接觸速度來估算局部接觸應力
414:estimate stress distribution 估算應力分佈

Claims (15)

  1. 一種毫秒退火系統，包括：一處理室，係設有一晶圓支架板；多數支承銷，係從該晶圓支架板加以延伸，被配置來支撐一基板；其中該支承銷之至少一者，係具有一球形表面輪廓，以便順應在與該基板接觸點上的一基板表面法線的一多變角度；其中該球形表面輪廓具有一跨度，其係與在該基板表面法線與該基板接觸點上的一最大角的至少兩倍相互關聯，其中該球形表面輪廓具有一曲率半徑，其是基於支撐該球形表面輪廓的一基底結構的一橫斷面寬度來決定。
  2. 如申請專利範圍第1項的毫秒退火系統，其中該最大角係在約2°~約8°範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項的毫秒退火系統，其中該多數支承銷，包括第一支承銷，係位在相對於一基板中心的第一徑向距離之上、及一第二支承銷，係位在相對於一基板中心的第二徑向距離之上，該第二徑向距離係大於該第一徑向距離。
  4. 如申請專利範圍第3項的毫秒退火系統，其中該第一支承銷係具有一球形表面輪廓，其具有一第一跨度，及該第二支承銷係具有一球形表面輪廓，其具有一第二跨度，該第二 跨度係大於該第一跨度。
  5. 如申請專利範圍第1項的毫秒退火系統，其中該球形表面輪廓係加以抛光。
  6. 如申請專利範圍第1項的毫秒退火系統，其中該支承銷包括一石英材料。
  7. 如申請專利範圍第1項的毫秒退火系統，其中該基底結構係一垂直基底結構。
  8. 如申請專利範圍第1項的毫秒退火系統，其中該基底結構係一有角度的基底結構。
  9. 如申請專利範圍第1項的毫秒退火系統，其中該基底結構具有T-形的橫斷面。
  10. 一種被配置來支撐一熱處理系統中的一基板的晶圓支架板，包括：多數支承銷；其中該支承銷之至少一者，係具有一球形表面輪廓，以便順應在與該基板接觸點上的一基板表面法線的一多變角度；其中該球形表面輪廓係有一跨度，其係與在該基板表面法線與該基板接觸點上的一最大角的至少兩倍相互關聯，其中該球形表面輪廓具有一曲率半徑，其是基於支撐該球形表面輪廓的一基底結構的橫斷面寬度來決定。
  11. 如申請專利範圍第10項的晶圓支架板，其中該最大角係在約2°~約8°範圍內。
  12. 如申請專利範圍第10項的晶圓支架板，其中該多數支承銷，包括第一支承銷，係位在相對於該晶圓支架板的一中心的一第一徑向距離之上、及一第二支承銷，係位在相對於該晶圓支架板的一中心的一第二徑向距離之上，該第二徑向距離係大於該第一徑向距離。
  13. 如申請專利範圍第12項的晶圓支架板，其中該第一支承銷係具有一球形表面輪廓，其具有一第一跨度，及該第二支承銷係具有一球形表面輪廓，其具有一第二跨度，該第二跨度係大於該第一跨度。
  14. 如申請專利範圍第10項的晶圓支架板，其中該球形表面輪廓係加以抛光。
  15. 如申請專利範圍第10項的晶圓支架板，其中該支承銷包括一石英材料。
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