TWI823442B - 具有退火迷你環境的處理腔室 - Google Patents

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TWI823442B
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羅伯特伯內特 渥帕特
傑佛瑞 柏拉尼克
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

描述了用來處理一或更多個晶圓的裝置及方法。該裝置包括：腔室，界定上內部區域及下內部區域。加熱組件位於下內部區域中的腔室主體底部上且界定處理區域。晶圓盒組件位在加熱組件的內部，且馬達被配置為將該晶圓盒組件從該加熱組件內部的下處理區域移動到上內部區域。

Description

具有退火迷你環境的處理腔室
本揭示案大致與用於處理晶圓的裝置及方法相關。詳細而言，本揭示內容與具有用於在高溫及高壓下將複數個晶圓退火的迷你環境的處理腔室相關。
退火腔室一般使用密封件來將腔室的內部與周圍環境或其他的處理溫度（例如在用於群集工具中時）隔離。由於密封件故障，習用的退火腔室不能在大於500℃的溫度下操作。此外，高壓退火（例如~70巴）與高溫處理不相容，因為壓力與溫度的組合造成密封部件的故障。例如溫度計、壓力計、爆破碟、及動密封件的部件不能用於可用於蒸氣退火的極端溫度及壓力。
因此，本領域中需要在高溫及高壓下將基板退火的裝置及方法。
本揭示內容的一或更多個實施例涉及處理腔室，該等處理腔室包括腔室主體，該腔室主體具有頂部、側壁、及底部，該頂部、側壁、及底部界定上內部區域及下內部區域。加熱組件位在該下內部區域中的該腔室主體的該底部上。該加熱組件包括界定處理區域的底部、側壁、及頂部。晶圓盒組件位在該加熱組件內部。馬達被配置為將該晶圓盒組件從該加熱組件內部的該下內部區域移動到該上內部區域。
本揭示內容的額外實施例涉及處理腔室，該等處理腔室包括腔室主體，該腔室主體具有頂部、側壁、及底部，該頂部、側壁、及底部界定上內部區域及下內部區域。該側壁具有縫閥，該縫閥可操作來隔離該腔室主體的該上內部區域或允許通過該側壁進出該上內部區域。加熱組件位在該下內部區域中的該腔室主體底部上。該加熱組件包括界定該加熱組件內的處理區域的底部、側壁、及頂部。該加熱組件的該側壁包括雙壁迷宮出口流動路徑，以提供該加熱組件的內部內的該處理區域與該腔室主體的該上內部區域之間的流體連通。至少一個底板加熱元件位在該加熱組件的該底板附近。至少一個側壁加熱元件與該加熱組件的該側壁相鄰。該側壁加熱元件圍繞該側壁的周邊周圍延伸。晶圓盒組件位在該加熱組件內部。該晶圓盒組件包括複數個晶圓支撐件，該複數個晶圓支撐件被定位為在處理期間支撐晶圓。該等晶圓支撐件中的每一者均包括沿著該晶圓支撐件的高度隔開的複數個晶圓支撐元件。馬達被配置為將該晶圓盒組件從該加熱組件的該內部移動到該上內部區域。蒸氣注射端口位在該腔室主體的該底部及該加熱組件的該底部中。該蒸氣注射端口提供進入該加熱組件的該處理區域的流體路徑。控制器連接到該加熱組件、該晶圓盒、該馬達、該腔室的該上內部區域中的該側壁中的該縫閥、或該上內部區域內的一或更多個感測器中的一或更多者，該一或更多個感測器被配置為測量溫度或壓力中的一或更多者。
本揭示內容的另外的實施例涉及將複數個晶圓退火的方法。將複數個晶圓定位在腔室主體的下內部部分內的加熱組件中。該加熱組件包括側壁，該側壁具有雙壁迷宮出口流動路徑，以提供該加熱組件的內部與該腔室主體的上內部部分之間的流體連通。加熱該複數個晶圓。藉由使蒸氣流動到該加熱組件中，來將該腔室主體加壓到預定壓力，該蒸氣通過該加熱組件中的該雙壁迷宮出口流動路徑離開該加熱組件，到達該腔室主體的該上內部部分中。
在描述本揭示內容的幾個示例性實施例之前，要瞭解，本揭示內容不限於以下說明中所闡述的構造或處理步驟的細節。本揭示內容能夠包括其他的實施例及用各種方式實行或實現。
如本文中所使用的「基板」指的是任何基板或形成於基板上的材料表面，膜處理在製造工序期間執行於該基板或材料表面上。例如，取決於應用，可以在上面執行處理的基板表面包括例如為矽、氧化矽、應變矽、絕緣體上矽結構（SOI）、摻碳的氧化矽、非晶矽、經摻雜的矽、鍺、砷化鎵、玻璃、藍寶石的材料、以及例如為金屬、氮化金屬、金屬合金、及其他導電材料的任何其他材料。基板包括（但不限於）半導體晶圓。可以將基板暴露於預處理工序以拋光、蝕刻、還原、氧化、羥基化、退火、及/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上進行膜處理以外，在本揭示內容中，也可以如下文更詳細揭露地將所揭露的任何膜處理步驟執行於形成在基板上的下層（under-layer）上，且用語「基板表面」在上下文指示時要包括此類下層。因此，例如，若已經將膜/層或部分的膜/層沉積到基板表面上，則新沉積的膜/層的暴露面變成基板表面。
如此說明書及隨附請求項中所使用的，用語「前驅物」、「反應物」、「反應氣體」等等被交替使用以指稱可與基板表面或與形成於基板表面上的膜反應的任何氣態物種。
本揭示內容的實施例提供具有用於蒸氣退火等製程的迷你環境的處理腔室。迷你環境將用於處理晶圓的高溫區與承溫能力較低的主體腔室隔離。迷你環境被設計為在內部集中熱，從而最小化熱洩漏及在高溫下提供晶圓間及晶圓內的均勻性。
依據一些實施例，高溫及高壓操作環境可以將晶圓環境與腔室的其餘部分隔離。此種隔離允許主體環境中較低的操作溫度，從而允許較廣泛的腔室部件選擇。用於測量溫度/壓力及密封系統的部件不能在超過500℃溫度下操作。本揭示內容的一些實施例有利地提供一隔離系統，該隔離系統具有與晶圓環境分離的操作環境。
習用的系統不能夠在該等高溫（大於550℃）及高壓（大於50巴）下操作。本揭示內容的一或更多個實施例提供了腔室及方法，其中壓力計、溫度計、爆破碟、動密封件等等的部件在高溫及高壓條件下操作。所揭露的系統及方法允許將現有的部件用在迷你腔室環境外部的更合理的操作環境中。
一些實施例的蒸氣迷你腔室環境是利用蒸氣的自然絕緣性質的隔離系統。在一些實施例中，蒸氣迷你腔室環境減少對流。在一些實施例中，蒸氣迷你腔室環境將能量集中到晶圓環境中。在一些實施例中，藉由在高溫區外部維持較低的溫度，熱區的熱隔離允許較廣泛的部件及材料選擇。一些實施例的迷你環境允許使用替代材料，同時維持相同的習用腔室基本結構。
參照圖式，一些實施例的迷你環境是高壓腔室內的熱隔離的容積。迷你環境是藉由將晶圓交換機構降下到最低位置中來產生的。升降組件具有幾個功能及部件。連接到組件的頂部的是具有頂部帽蓋的晶圓盒。升降組件的垂直運動以及機器葉片提供了在大氣下交換晶圓的手段。密封圓盤位於升降組件的底部處。為了密封腔室，升降機將降下到最低位置。在一些實施例中，用正壓的密封圓盤密封下腔室。在一些實施例中，在升降機處於最低位置時，頂部帽密封迷你環境。在此位置，晶圓位於迷你環境中，頂部帽密封環境的頂部，且圓盤擱置在密封腔室的下凸耳上。此產生了密封的內部迷你環境，且用圓盤密封件密封了主要腔室。
在一些實施例中，迷你環境的構造最佳化晶圓環境與主體腔室的熱隔離。在一或更多個實施例中，使用蒸氣的熱絕緣性質來限制對流及產生雙壁以使環境絕緣及發生。在一些實施例中，產生迷宮流動路徑以藉由為蒸氣產生曲折路徑從而限制兩個熱環境之間的流動及損耗，來最小化洩漏。
在一或更多個實施例中，將環境的下區段從主體腔室底板升起，且用多級石英屏障隔離以用於熱絕緣。在一些實施例中，石英底板是加熱器電力、熱電偶、及蒸氣注射的主要饋通件。在一或更多個實施例中，自然電絕緣的石英為帶電加熱器導線提供了通往腔室的內部環境的路徑。導線對內部加熱器饋電，該等加熱器從石英懸掛器懸掛下來呈纏繞在晶圓堆疊周圍的線圈。一些實施例的導線是使用替代的材料及規格來配置的，以實現特定的熱需求。將額外的線圈定位在腔室的底部處，以限制透過底板的損耗及提供額外的熱輸入。蒸氣注射通過石英底板直接轉移到迷你環境中。端口終止在增壓室（第二石英底板）下方，該增壓室將通過材料中穿孔的孔洞提供擴散蒸氣流到迷你環境中。蒸氣注射端口直接連接到三重鍋爐的第三級，其確保乾蒸氣注射。與帶電電導線饋通件類似，可以將熱電偶從下石英區段引導到迷你環境中，以針對晶圓環境進行探測及提供有效的熱反饋。
一些實施例的迷你環境基於不斷改變的需求針對未來的配置進行最佳化。在一些實施例中，主體腔室容積的尺寸被調整為允許將加熱器交換到環境的外部及用紅外線透明的材料替換壁材料。可以連續地饋送對迷你環境中的直接蒸氣注射，從而跨迷你環境壁維持微小的壓差。可以利用此種配置來提供最佳化的污染效能，同時增加內部壓力管理及控制的複雜性。該設計專注於基於製程需求支援任一種配置。
參照圖1到3，本揭示內容的一或更多個實施例涉及處理腔室100。腔室100包括腔室主體102，該腔室主體具有頂部104、側壁106、及底部108。腔室主體102界定上內部區域110及下內部區域120。
腔室主體102的側壁106包括縫閥107以允許從腔室100裝載及卸載基板。在一些實施例中，縫閥107位於腔室主體102的上內部區域110中以從晶圓盒裝載及卸載晶圓。圖1繪示定位在開啟的縫閥107附近的機器人133上的晶圓131。插圖示出不具有門的縫閥107；然而，技術人員將認識，一些實施例的縫閥107具有可以開啟及關閉的門，以將上內部區域110與處理腔室主體102外部的環境隔離。（關閉縫閥107的門109繪示在圖5H中。）
在一些實施例中，處理腔室100包括至少一個感測器130。一些實施例的該至少一個感測器130位在上內部區域110內。在一些實施例中，至少一個感測器130位在下內部區域120內。在一些實施例中，該至少一個感測器130位在上內部區域110內以測量上內部區域110內的溫度或壓力中的一或更多者。在一些實施例中，至少一個感測器位在下內部區域120內以測量下內部區域120內的溫度或壓力中的一或更多者。
加熱組件200位在處理腔室100的下內部區域120中的腔室主體102的底部108上。加熱組件200包括界定處理區域205的底部202、側壁204、及頂部206。在一些實施例中，晶圓盒300定位在加熱組件200內部。
在一些實施例中，馬達140被配置為將晶圓盒300從加熱組件200內部的下內部區域120移動到上內部區域110，如下文將更詳細描述的。一些實施例的馬達140經由升降連接器142耦接到晶圓盒300或加熱組件200。在一些實施例中，馬達140被配置為沿著移動與處理腔室主體102的底部108垂直的軸移動141。
在一些實施例中，加熱組件200更包括與加熱組件200的底部202相鄰的加熱元件210。加熱組件200被定位為加熱晶圓盒300及處理區域205及裝載在晶圓盒300中的任何晶圓131。
在一些實施例中，在加熱組件200的底部202附近存在一個加熱元件210。在一些實施例中，在加熱組件200的底部202附近存在多於一個加熱元件210。如圖2中所示，存在兩個徑向區加熱元件210a、210b。與加熱組件200的底部202相鄰的加熱元件210a、210b被分隔成複數個徑向區，該複數個徑向區相對於加熱組件200的中心軸201用不同的距離隔開。
在一些實施例中，加熱組件200更包括側壁204周圍的加熱元件220。如圖2中所示，加熱元件220定位在加熱組件200的內部處理區域205內。在一些實施例中，在加熱組件200的內部內存在一個加熱元件220。在一些實施例中，在加熱組件200的內部處理區域205內的側壁204附近存在複數個加熱元件220。在一些實施例中，在側壁附近存在兩個加熱元件220。在一些實施例中，加熱元件220被分隔成複數個軸向隔開的區220a、220b等等。軸向區沿著中心軸201的長度隔開。在一些實施例中，加熱元件220或複數個加熱元件220定位在與加熱組件200的內部中的處理區域205中的側壁204相鄰的陶瓷導線導件225上。在一些實施例中，加熱組件200具有至少一個側壁加熱元件220，該至少一個側壁加熱元件與側壁204的內周邊相鄰且圍繞該內周邊周圍延伸。
在一些實施例中，加熱組件200的頂部206被固定到側壁204。在一些實施例中，加熱組件200的頂部206相對於側壁204是可移除的。如下文將針對圖5A到5H進一步論述的，晶圓盒300從下內部區域120到上內部區域110的移動使得加熱組件200的頂部206（或頂部206及側壁204）移動。
回到圖2，在一些實施例中，加熱組件200的頂部206包括石英碟240。在一些實施例中，石英碟240是定位在凹口230中的頂部206的表面上的單獨部件。在一些實施例中，加熱組件200的頂部206包括石英。
圖3繪示依據本揭示內容的一或更多個實施例的晶圓盒300的橫截面等軸視圖。一些實施例的晶圓盒300包括底部302，其中複數個晶圓支撐件從底部302延伸。晶圓支撐件305在晶圓盒300的周邊周圍用任何合適的距離隔開。在一些實施例中，晶圓支撐件305在半圓周圍隔開以提供充足的空間以供從晶圓盒300裝載或卸載晶圓。
晶圓支撐件305包括沿著晶圓支撐件305的高度隔開的複數個晶圓支撐元件310。晶圓支撐元件310具有晶圓支撐面315，該晶圓支撐面的尺寸被合適地調整以在處理期間接觸晶圓。一些實施例的晶圓支撐元件310被隔開為使得晶圓支撐元件310的晶圓支撐面315是在1 mm到約25 mm的範圍中、或在約2 mm到約20 mm的範圍中、或在約3 mm到約18 mm的範圍中、或在約4 mm到約16 mm的範圍中、或在約5 mm到約15 mm的範圍中。
晶圓支撐件350及晶圓支撐元件310由可以安全地接觸晶圓的任何合適的材料製作。在一些實施例中，晶圓支撐件305包括抗氧化及抗腐蝕材料。在一些實施例中，晶圓支撐元件310包括抗氧化及抗腐蝕材料。在一些實施例中，晶圓支撐件305及晶圓支撐元件310一體地由抗氧化及抗腐蝕材料所形成。
參照圖2及4，加熱組件200的一些實施例具有雙壁204a、204b。圖4示出圖2的區域IV的擴展圖。在一些實施例中，外壁204a與內壁204b之間的空間是在約0.5 mm到約50 mm的範圍中、或在約0.75 mm到約25 mm的範圍中、或在約1 mm到約20 mm的範圍中、或在約2 mm到約10 mm的範圍中。
在一些實施例中，加熱組件200的側壁204具有雙壁迷宮出口流動路徑250。雙壁迷宮流動路徑250提供腔室主體102的處理區域205與上內部區域110之間的流體連通。圖4示出離開處理區域205及加熱組件200的示例氣體流251。如用此種方式使用的，用語「迷宮流動路徑」指的是具有兩個、三個、四個、五個、或六個大於45°的轉彎的流動路徑。在圖4中所繪示的實施例中，迷宮流動路徑250具有四個大於45°的轉彎作為從處理區域205到加熱組件200的外部的最短流動路徑。圖式示出具有迷宮流動路徑250的加熱組件200的示意圖，在該迷宮流動路徑中，加熱組件200的頂部206及側壁204不接觸。然而，技術人員將認識，所繪示的視圖示出加熱組件200的一個切片，且加熱組件200的其他部分具有向下延伸到側壁204的頂部206（或向上延伸到頂部206的側壁204），使得頂部206擱置在側壁204上。一些實施例的迷宮流動路徑250具有在側壁204的周圍隔開的複數個開口209。
回到圖1及2，製程腔室100的一些實施例包括蒸氣注射端口180。蒸氣注射端口180提供進入加熱組件200的處理區域205的流體路徑181。在一些實施例中，蒸氣注射端口180位於腔室主體102的底部108中。在一些實施例中，蒸氣注射端口180位於腔室主體102的側壁106中。製程腔室100的一些實施例包括蒸氣源185，該蒸氣源通過流體路徑181及蒸氣注射端口180與加熱組件200的內部（處理區域205）流體連通。在一些實施例中，蒸氣源185包括與蒸氣注射端口180流體連通的鍋爐186。在一些實施例中，蒸氣源185包括連接到鍋爐186的冷凝器187，該鍋爐與蒸氣注射端口180流體連通。
本揭示內容的額外實施例涉及用於將複數個晶圓退火的方法。複數個晶圓131定位在腔室主體102的下內部區域120內的加熱組件200中。為了將晶圓131定位在加熱組件200中，將晶圓盒300從製程位置（示於圖1中）移動到複數個裝載位置（如圖5A到5H中所示）。在圖5A中，已經將晶圓盒300從擱置或製程位置升舉到用來裝載第一晶圓131的位置。在所繪示的實施例中，加熱組件200的頂部206被晶圓盒300升舉。
如圖5B中所示，機器人133移動通過縫閥107且將晶圓131傳遞經過晶圓盒300的晶圓支撐件305。機器人133將晶圓131定位在晶圓支撐元件310上方，且不是機器人133降下以將晶圓131定位在晶圓支撐元件310上，就是晶圓盒300升高以將晶圓131升舉離開機器人133。
圖5C示出在機器人133已經回縮通過縫閥107且撿取另一個晶圓131、且晶圓盒已經進一步升高以對準另一組晶圓支撐元件310以供裝載之後的裝載製程。圖5D示出將第二晶圓131裝載在下一組晶圓支撐元件310上。
圖5E示出在已經裝載第二晶圓131且已經由機器人133檢取新的晶圓之後的與圖5C類似的裝載製程。重複裝載晶圓、升舉晶圓盒300、及回縮機器人133的循環，直到預定數量的晶圓位於晶圓盒300的晶圓支撐元件310上為止。圖5F示出將最終的晶圓裝載到底部組的晶圓支撐元件310上。圖5G示出在製程腔室100的上內部區域110中處於升高位置的完全裝載的晶圓盒300，且機器人133正抽回通過縫閥107。圖5H示出形成迷你環境的製程腔室100的下內部區域120中的完全裝載的晶圓盒300。縫閥107用縫閥門109關閉以隔離上內部區域110（下內部區域120除外）。
圖5A到5G中所描述的晶圓裝載製程從以下步驟開始：首先裝載最頂部的晶圓，且針對每個晶圓升舉晶圓盒300。在一些實施例中，晶圓裝載製程從以下步驟開始：首先裝載最底部的晶圓。在此實施例中，首先將晶圓盒300完全升出下內部區域120，隨後在裝載每個相繼的晶圓131的情況下降至下內部區域120中。卸載製程與裝載製程相反。在一些實施例中，裝載及卸載製程混合，使得在將晶圓盒移動到下一個裝載/卸載位置之前，將晶圓從晶圓盒移除且用新的晶圓替換。在一些實施例中，使用雙葉片機器人，使得第一葉片從晶圓盒撿取處理過的晶圓，且第二葉片將新的晶圓裝載到相同組的晶圓支撐元件上。
參照圖6，描述了退火製程。如上所述，使用底部加熱器或側壁加熱器中的一或更多者來加熱製程腔室100的下內部區域120中的晶圓盒300上的該複數個晶圓131。在一些實施例中，將製程腔室100的下內部區域120加熱到大於或等於約500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、或900℃的溫度。
在一些實施例中，在已經將製程腔室的下內部區域120加熱到處理溫度時，製程腔室100的上內部區域110維持低於下內部區域120的溫度。在一些實施例中，下內部區域120中的溫度大於或等於約25℃、50℃、75℃、100℃、125℃、150℃、175℃、200℃、225℃、250℃、275℃、300℃、325℃、350℃、375℃、400℃、450℃、或500℃。
藉由使蒸氣188通過蒸氣注射端口180流動到加熱組件200中將腔室主體102加壓到預定的壓力。在一些實施例中，蒸氣188將加熱組件200加壓到大於或等於約50巴、60巴、70巴、80巴、90巴、或100巴的壓力。
在一些實施例中，下內部區域120及上內部區域110內的加熱組件200內的壓力大約相同。如用此種方式使用的，用語「大約相同」意味著，下內部區域120中的壓力相對於上內部區域110的絕對差小於或等於約5%、2%、或1%。在一些實施例中，在已經將製程腔室的下內部區域120加壓時，製程腔室100的上內部區域110維持低於下內部區域120的壓力。在一些實施例中，上內部區域110中的壓力比下內部區域120中的壓力低大於或等於約10巴、20巴、30巴、40巴、50巴、或60巴。
在加壓的同時，蒸氣流251通過加熱組件200中的雙壁迷宮出口流動路徑250離開加熱組件200到腔室主體102的上內部區域110中。通過迷宮出口流動路徑250離開下內部區域120的氣體的流量低於進入下內部區域120的蒸氣的流量。製程腔室100的上內部區域110通過真空端口111連接到真空源以抽空上內部區域110，從而在上內部區域110中維持合適的壓力。
下內部區域120中的高溫及高壓維持達預定的時間段。一旦預定的時間段過去，就不再將蒸氣添加到下內部區域120，且允許下內部區域120中的壓力散逸。在一些實施例中，下內部區域120中的壓力僅通過迷宮出口流動路徑250散逸。在一些實施例中，藉由使用通過真空端口115連接到下內部區域120的真空源來降低下內部區域120中的壓力。在一些實施例中，將真空閥116開啟及關閉以將下內部區域120與真空源隔離。在一些實施例中，真空端口與蒸氣注射端口180相同，使得真空源用合適的閥門連接到與蒸氣源相同的端口，以在蒸氣源與真空源之間切換。
再次參照圖1，本揭示內容的額外實施例涉及用於執行本文中所述的方法的處理腔室100。處理腔室100的一些實施例包括至少一個控制器190，該至少一個控制器耦接到馬達140、加熱元件210、加熱元件220、蒸氣源185、縫閥門109、機器人133、感測器130、或真空閥116（示於圖6中）中的一或更多者。在一些實施例中，多於一個的控制器190連接到個別的元件，且主要控制處理器耦接到單獨的處理器中的每一者以控制處理腔室100。控制器190可以是可以用在工業環境中以供控制各種腔室及子處理器的任何形式的一般用途電腦處理器、微控制器、微處理器等等中的一者。在一些實施例中，控制器190連接到加熱組件、晶圓盒、馬達、上內部區域中的腔室的側壁中的開口、或上內部區域內的一或更多個感測器中的一或更多者，該一或更多個感測器用來測量溫度或壓力中的一或更多者。
一些實施例的該至少一個控制器190可以具有處理器192、耦接到處理器192的記憶體194、耦接到處理器192的輸入/輸出設備196、及用來在不同的電子元件之間通訊的支援電路198。一些實施例的記憶體194包括暫時性記憶體（例如隨機存取記憶體）或非暫時性記憶體（例如儲存器）中的一或更多者。
一些實施例的處理器的記憶體194或電腦可讀取媒體是可隨時取得的記憶體中的一或更多者，例如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、軟碟、硬碟、或任何其他形式的本端或遠端數位儲存器。一些實施例的記憶體194保存指令集，該指令集可以由處理器192操作以控制處理腔室100的參數及元件。支援電路198耦接到處理器192以用習用方式支援處理器192。合適的電路包括但不限於快取記憶體、電源、時脈電路、輸入/輸出電路系統、子系統等等。
一般可以將製程儲存在記憶體中作為軟體常式，該軟體常式在由處理器執行時使得製程腔室執行本揭示內容的製程。也可以由第二處理器（未示出）儲存及/或執行軟體常式，該第二處理器位在被處理器控制的硬體的遠端。也可以用硬體執行本揭示內容的方法中的一些或全部。如此，製程可以用軟體實施且使用電腦系統來執行、用硬體實施為例如應用特定積體電路或其他類型的硬體實施方式、或實施為軟體與硬體的組合。軟體常式在由處理器執行時，將通用電腦變換成控制腔室操作使得製程被執行的特定用途電腦（控制器）。
在一些實施例中，控制器190具有一或更多種配置以執行個別的製程或子製程以執行方法。一些實施例的控制器190連接到中介元件及配置為操作該等中間部件，以執行方法的功能。例如，一些實施例的控制器190連接到氣閥、致動器、馬達、縫閥、真空控制器等等中的一或更多者及配置為控制該等元件。
一些實施例的控制器190具有選自以下項目的一或更多種配置：用來控制機器人133移動晶圓131的配置；用來控制馬達140以升起及/或降下晶圓盒300的配置；用來從處理腔室裝載及/或卸載基板的配置；用來操作底部加熱元件210或側壁加熱元件220中的一或更多者的配置；用來控制利用蒸氣來加壓下內部區域120的操作的配置；用來控制蒸氣源185的配置；用來從該至少一個感測器130讀取資料的配置；用來響應於來自該至少一個感測器130的資料控制蒸氣源185及/或真空閥116的配置；用來控制真空閥114以控制上內部區域110中的壓力的配置；及用來控制真空閥116以控制下內部區域120中的壓力的配置。
整篇此說明書的對於「一個實施例」、「某些實施例」、「一或更多個實施例」、或「一實施例」的指稱意味著，與實施例結合描述的特定特徵、結構、材料、或特性被包括在本揭示內容的至少一個實施例中。因此，整篇此說明書的各種地方中的例如「在一或更多個實施例中」、「在某些實施例中」、「在一個實施例中」、或「在一實施例中」的語句的出現不一定是指本揭示內容的相同實施例。並且，可以在一或更多個實施例中用任何合適的方式結合特定的特徵、結構、材料、或特性。
儘管已經參照了詳細的實施例來描述本文中的揭示內容，但要瞭解，該等實施例僅說明本揭示內容的原理及應用。本領域中的技術人員將理解，可以在不脫離本揭示內容的精神及範圍的情況下對本揭示內容的方法及裝置作出各種修改及變化。因此，本揭示內容旨在包括隨附請求項及其等效物的範圍內的變體及變型。
100:處理腔室 102:腔室主體 104:頂部 106:側壁 107:縫閥 108:底部 109:縫閥門 110:上內部區域 111:真空端口 114:真空閥 115:真空端口 116:真空閥 120:下內部區域 130:感測器 131:晶圓 133:機器人 140:馬達 141:移動 142:升降連接器 180:蒸氣注射端口 181:流體路徑 185:蒸氣源 186:鍋爐 187:冷凝器 188:蒸氣 190:控制器 192:處理器 194:記憶體 196:輸入/輸出設備 198:支援電路 200:加熱組件 201:中心軸 202:底部 204:側壁 205:處理區域 206:頂部 209:開口 210:加熱元件 220:加熱元件 225:陶瓷導線導件 230:凹口 240:石英碟 250:雙壁迷宮出口流動路徑 251:氣體流 300:晶圓盒 302:底部 305:晶圓支撐件 310:晶圓支撐元件 315:晶圓支撐面 204a:外壁 204b:內壁 210a:加熱元件 210b:加熱元件 220a:軸向隔開的區 220b:軸向隔開的區
可以藉由參照實施例來獲得上文所簡要概述的本揭示內容的更詳細說明以及可以用來詳細瞭解本揭示內容的上述特徵的方式，附圖中繪示了該等實施例中的一些實施例。然而，要注意，附圖僅繪示此揭示內容的典型實施例，且因此不要將該等附圖視為本揭示內容的範圍的限制，因為本揭示內容可以容許其他同等有效的實施例。
圖1繪示依據本文中所述的實施例具有迷你環境的處理腔室的示意圖；
圖2繪示依據一或更多個實施例用於與處理腔室迷你環境一起使用的加熱組件的示意橫截面圖；
圖3繪示依據一或更多個實施例的晶圓盒的一部分；
圖4繪示圖2的加熱組件的部分IV；
圖5A到5H示出依據一或更多個實施例具有使用中的迷你環境的處理腔室的橫截面示意圖；及
圖6示出依據本揭示內容的一或更多個實施例具有使用中的迷你環境的處理腔室的橫截面示意圖，該橫截面示意圖示出氣體流路徑。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
142:升降連接器
180:蒸氣注射端口
181:流體路徑
200:加熱組件
201:中心軸
204:側壁
205:處理區域
206:頂部
209:開口
210:加熱元件
220:加熱元件
225:陶瓷導線導件
230:凹口
240:石英碟
250:雙壁迷宮出口流動路徑
300:晶圓盒
305:晶圓支撐件
310:晶圓支撐元件
204a:外壁
204b:內壁
210a:加熱元件
210b:加熱元件
220a:軸向隔開的區
220b:軸向隔開的區

Claims (20)

  1. 一種處理腔室，包括：一腔室主體，具有一頂部、側壁、及底部且界定一上內部區域及一下內部區域，其中該下內部區域被配置為被加熱至大於或等於約500℃的一溫度；一加熱組件，位在該下內部區域中的該腔室主體的該底部上，該加熱組件包括界定一處理區域的一底部、側壁、及一頂部，該加熱組件的該側壁具有一雙壁迷宮出口流動路徑，以提供該處理區域與該腔室主體的該上內部區域之間的流體連通；一晶圓盒組件，位在該加熱組件內部；一馬達，被配置為將該晶圓盒組件從該加熱組件內部的該下內部區域移動到該上內部區域；及一蒸氣注射端口，位在該腔室主體的該底部及該加熱組件的該底部中，該蒸氣注射端口提供進入該加熱組件的該處理區域的一流體路徑，且該雙壁迷宮出口流動路徑界定蒸氣從該處理區域至該上內部區域的一出口流動路徑。
  2. 如請求項1所述的處理腔室，其中該加熱組件更包括：一加熱元件，與該加熱組件的該底部相鄰。
  3. 如請求項2所述的處理腔室，其中在該加熱組件的該底部附近存在多於一個的加熱元件。
  4. 如請求項3所述的處理腔室，其中與該加熱組件的該底部相鄰的該等加熱元件被分隔成複數個徑向 區。
  5. 如請求項1所述的處理腔室，其中該加熱組件更包括：一加熱元件，位在該加熱組件的該側壁周圍。
  6. 如請求項5所述的處理腔室，其中該加熱元件位在該加熱組件的一內部內。
  7. 如請求項6所述的處理腔室，其中在該處理區域內的該加熱組件的該側壁附近存在至少兩個加熱元件。
  8. 如請求項7所述的處理腔室，其中與該加熱組件的該側壁相鄰的該等加熱元件被分隔成複數個軸向區。
  9. 如請求項6所述的處理腔室，其中該加熱元件定位在與該加熱組件的該內部中的該側壁相鄰的一陶瓷導線導件上。
  10. 如請求項1所述的處理腔室，其中該加熱組件的該頂部包括一石英碟。
  11. 如請求項1所述的處理腔室，其中該晶圓盒包括：複數個晶圓支撐件，被定位為在處理期間支撐一晶圓，該等晶圓支撐件中的每一者均包括沿著該晶圓支撐件的一高度隔開的複數個晶圓支撐元件。
  12. 如請求項11所述的處理腔室，其中該晶圓支撐件包括一抗氧化及抗腐蝕的材料。
  13. 如請求項1所述的處理腔室，其中該腔室主體的該側壁在該上內部區域中包括一縫閥，以從該晶圓 盒裝載及卸載晶圓。
  14. 如請求項1所述的處理腔室，更包括：一蒸氣源，通過該蒸氣注射端口與該加熱組件的一內部流體連通。
  15. 如請求項1所述的處理腔室，更包括：至少一個感測器，位在該上內部區域內且用來測量溫度或壓力中的一或更多者。
  16. 如請求項1所述的處理腔室，更包括：一控制器，連接到該加熱組件、該晶圓盒、該馬達、該上內部區域中的該腔室主體的該側壁中的一開口、或一或更多個感測器中的一或更多者，該一或更多個感測器位在該上內部區域內以測量溫度或壓力中的一或更多者。
  17. 如請求項1所述的處理腔室，更包括：一第一真空源，通過一真空端口連接到該處理腔室的該上內部區域以抽空該上內部區域。
  18. 如請求項1所述的處理腔室，更包括：一第二真空源，通過一真空端口連接到該處理腔室的該下內部區域以抽空該下內部區域。
  19. 一種處理腔室，包括：一腔室主體，具有一頂部、側壁、及底部且界定一上內部區域及一下內部區域，該腔室主體的該側壁具有一縫閥，該縫閥可操作來隔離該腔室主體的該上內部區域或允許通過該腔室主體的該側壁進出該上內部區域，其中該下內部區域被配置為被加熱至大於或等於約500℃ 的一溫度；一加熱組件，位在該下內部區域中的該腔室主體底部上，該加熱組件包括：一底部、側壁、及一頂部，界定該加熱組件內的一處理區域，該加熱組件的該側壁包括一雙壁迷宮出口流動路徑，以提供該加熱組件的一內部內的該處理區域與該腔室主體的該上內部區域之間的流體連通；至少一個底板加熱元件，位在該加熱組件的該底部附近；及至少一個側壁加熱元件，與該加熱組件的該側壁相鄰，該側壁加熱元件圍繞該加熱組件的該側壁的一周邊周圍延伸；一晶圓盒組件，位在該加熱組件內部，該晶圓盒組件包括：複數個晶圓支撐件，被定位為在處理期間支撐一晶圓，該等晶圓支撐件中的每一者均包括沿著該晶圓支撐件的一高度隔開的複數個晶圓支撐元件；一馬達，被配置為將該晶圓盒組件從該加熱組件的該內部移動到該上內部區域；一蒸氣注射端口，位在該腔室主體的該底部及該加熱組件的該底部中，該蒸氣注射端口提供進入該加熱組件的該處理區域的一流體路徑，且該雙壁迷宮出口流動路徑界定蒸氣從該處理區域至該上內部區域的一出口流動路徑；及一控制器，連接到該加熱組件、該晶圓盒、該馬達、 該上內部區域中的該腔室主體的該側壁中的該縫閥、或該上內部區域內的一或更多個感測器中的一或更多者，該一或更多個感測器被配置為測量溫度或壓力中的一或更多者。
  20. 一種將複數個晶圓退火的方法，該方法包括以下步驟：將該複數個晶圓定位在一腔室主體的一下內部部分中的一加熱組件中，該加熱組件包括一側壁，該側壁具有一雙壁迷宮出口流動路徑，以提供該加熱組件的一內部與該腔室主體的一上內部部分之間的流體連通，其中該下內部區域被加熱至大於或等於約500℃的一溫度；加熱該複數個晶圓；及藉由使蒸氣流動到該加熱組件中，來將該腔室主體加壓到一預定壓力，該蒸氣通過該加熱組件中的該雙壁迷宮出口流動路徑離開該加熱組件到該腔室主體的該上內部部分中。
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