毫秒退火(dsa)的边缘保护的制作方法
【专利说明】毫秒退火(DSA)的边缘保护
[0001 ] 本申请为申请日2009年2月4日，申请号200980105096.5、发明名称为“毫秒退火(DSA)的边缘保护”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明的实施例一般地涉及一种用于制造半导体器件的设备及方法。更特别地，本发明针对一种用于对基板进行热处理的设备及方法。
【背景技术】
[0003]集成电路(IC)市场对于较大的存储容量、较快的切换速度以及较小的特征结构(feature)尺寸有持续的需求。业界解决这些需求的主要步骤之一是将在大型熔炉中进行硅基板的批处理改变为在小型腔室中进行单基板处理。
[0004]在单基板处理过程中，通常将基板加热至高温以允许在基板的部分所界定的多个IC器件中进行多种化学及物理反应。特别值得注意的是，IC器件的较佳电性效能需要对注入区域进行退火。退火会将先前变成非晶的基板区域重新改造为结晶结构，并且通过将掺杂剂的原子并入基板的结晶晶格而活化掺杂剂。例如退火的热处理需要在短时间内提供相对大量的热能至基板，并且接着快速冷却基板以终止热处理。目前所使用的热处理实例包括快速热处理(RTP)及脉冲式退火(impulse annealing)(尖峰式退火；spike annealing)。即使IC器件仅存在于硅基板的顶部几微米处，传统的RTP处理仍加热整个基板。此限制了一个处理可以加热与冷却基板的速度。再者，一旦整个基板处于升高的温度，热反而会消散至周围空间或结构中。因此，目前最先进的RTP系统努力以达到400°C/s的升温速率以及150°C/s的降温速率。尽管RTP与尖峰式退火处理被广泛的使用，但目前的技术并不理想，因为在热处理过程中，基板的升温速率过于缓慢，而使基板暴露于高温过长的时间。此热预算(thermal budget)的问题随着基板尺寸增大、切换速度加快及/或特征结构尺寸减少而变得更为严重。
[0005]为了解决在传统RTP处理中所出现的部分问题，已使用多种扫描激光退火技术以对基板表面进行退火。一般来说，当基板相对于输送至基板表面上的小区域的能量而移动或被扫描时，这些技术会将恒定的能通量传送至这些小区域。由于严格的均匀性需求，以及使得跨越基板表面的扫描区域的重叠的最小化的复杂性，这些类型的处理对于基板表面上形成的接点层(contact level)器件进行热处理是无效率的。
[0006]已发展出动态表面退火(DSA)技术而对基板表面的有限区域进行退火，以提供基板表面上的良好界定的退火及/或再熔化区域。一般来说，在这种激光退火处理过程中，基板表面上的各个区域会顺序暴露于输送自激光的期望量的能量，以导致优先加热基板的期望区域。这些技术优于的将激光能量扫掠跨越基板表面的传统处理，这是因为相邻扫描区域之间的重叠严格受限于晶粒(die)之间的未使用空间或是切割线(kurf line)，因而造成跨越基板的期望区域的均匀退火。
[0007]DSA技术的一个缺点在于针对基板表面的一部分的退火会使得退火部分与未退火部分之间的界面区域在退火期间受到高热应力，这是因为温差高达500°C。在大多数例子中，这些热应力缓和是由于来自退火区域的热传导至基板的未退火区域。然而，随着退火处理进行至基板的边缘，因为接近边缘的缘故而使得热吸收基板区域的有效性降低，则热应力会导致基板的物理性变形或破裂。图1图示欲对接近基板100边缘104的部分102进行退火的退火处理。由源108所发射出的电磁能106加热该部分102，而边缘部分110仍然处于未加热状态。由于边缘部分110的相对小的热吸收能力，所以在退火部分102与边缘部分110之间的界面区域产生了高热应力。高热应力通常通过接近基板100边缘104的边缘部分110中的变形或破裂而缓和。因此需要一种能够对基板所有期望区域进行退火，且不会伤害到基板的热处理设备及方法。
【发明内容】
[0008]本发明的实施例提供一种用于在一处理腔室中处理一基板的设备。该设备包括:一基板支撑件，配置成定位一基板以进行处理;一能量源，配置成将一电磁能导引朝向该基板支撑件；以及一个或多个能量阻挡器，配置以阻挡至少一部分的电磁能。
[0009]本发明的其它实施例提供一种在一处理腔室中处理一基板的方法。该方法包括:使用一基板支撑件将该基板定位在该处理腔室中；将一电磁能导引朝向该基板的至少一部分；以及阻挡该电磁能的至少一部分照射在该基板。
【附图说明】
[0010]为让本发明的上述特征更明显易懂，可配合参考实施例说明，部分实施例图示在附图中。需注意的是，虽然附图仅示出本发明的特定实施例，但并非用以限定本发明的精神与范围，本发明可以允许其他等效实施例。
[0011]图1是执行基板的热处理的热处理设备的现有技术代表图。
[0012]图2是根据本发明的一个实施例的设备的剖面视图。
[0013]图2A是图2的设备的一部分的详细视图。
[0014]图3是根据本发明的一个实施例的设备的顶视图。
[0015]图3A是图3的设备的一部分的详细视图。
[0016]图3B是图3的设备的另一部分的详细视图。
[0017]图4A是根据本发明的一个实施例的设备的剖面视图。
[0018]图4B是根据本发明的一个实施例的设备的另一剖面视图。
[0019]图5是根据本发明的另一实施例的设备的立体视图。
[0020]图6是根据本发明的另一实施例的设备的剖面视图。
【具体实施方式】
[0021]本发明的实施例提供一种对基板进行热处理的设备及方法。在配置以进行包含将电磁能导引朝向基板表面的至少一部分的热处理的处理腔室中，设置有一装置以阻挡至少一部分的电磁能到达基板。该装置被配置成允许借助任意几个装置插入及移除基板，并且能够抵抗基板处理过程中的环境。
[0022]图2为根据本发明的一个实施例的热处理腔室200的剖面视图。腔室200的特征在于壁202、底板204及顶部部分206，而壁202、底板204及顶部部分206配合地界定出一处理腔室。处理腔室包含一基板支撑件208，以将基板定位在腔室中。基板支撑件208包括导管部分210，而导管部分210穿过底板204，以将多种处理介质运送至基板支撑件，及自基板支撑件运送出。导管部分210包括通道212，以通过开口214而运送处理介质至基板支撑件208的表面。导管部分210还可包括通道216，用以运送热控制介质至基板支撑件208内部的管道，借以加热或冷却基板支撑件208。为了说明的目的，所示的基板250设置在基板支撑件208上。
[0023]基板可以经过入口 218而导引进入腔室200，且如果需要的话，入口 218可借助门(图中未示)而被密封。处理气体可以经由入口220而导引进入处理腔室内，并且可通过开口222或是通过其它适合导管而排出。在一些实施例中，举例来说，通过基板支撑件208中的导管而将处理气体排出是有利的。在其它实施例中，可通过基板支撑件208中的导管(图中未示)而将气体提供至设置在基板支撑件208上的基板的背面。这种气体可用于处于高真空下的基板处理的热控制。热控制气体通常不同于处理气体。
[0024]腔室200通常与用于将电磁能导引朝向设置在腔室200中的基板的源(图中未示)并列设置。电磁能通过设置在顶部部分206中的窗224而允许进入处理腔室，且窗224为石英或其它适合材料，用于在传送电磁能的同时也可承受处理环境。腔室200还包括一能量阻挡器226，所述能量阻挡器226配置成阻挡来自源的电磁能的至少一部分朝向基板支撑件208。
[0025]腔室200还包括一升举销(lift pin)组件228，用于操作设备内部的能量阻挡器以及基板。在一个实施例中，升举销组件228包括用于操作基板250的多个升举销230，以及用于操作能量阻挡器226的多个升举销232。升举销可以通过多个通道234而进入腔室200。
[0026]图2A为部分腔室200的详细视图。可看到窗224、能量阻挡器226及入口220，且详细示出升举销组件228。升举销230、232通过导引管236导引，以确保升举销230、232的适当对准。在一个实施例中，升举销230、232围绕有梭动机构(shuttle)246，而梭动机构246接触导引管236的内侧以维持升举销230、232与导引管236的对准。梭动机构246可以为任何坚硬的材料，但较佳具有低摩擦力表面以碰撞导引管表面。在一个实施例中，梭动机构246为具有塑料衬套(图中未示)的铁素体不锈钢，以接触导引管236。在一些实施例中，升举销230、232可通过致动器轴环(collar)238而操作，而轴环238通过梭动机构246而磁性地耦接至升举销230、232，如图2A所示