具有热处理系统的工件处理装置的制作方法

本公开总体上涉及半导体处理设备，诸如能够操作以执行工件的热处理的设备。

背景技术：

1、热处理通常在半导体工业中用于各种应用，包括但不限于注入后掺杂剂活化、导电和介电材料退火，以及包括氧化和氮化的材料表面处理。通常，如本文所用的热处理腔室是指加热工件、诸如半导体工件的设备。这种设备可以包括支撑板和能量源，支撑板用于支撑一个或多个工件，能量源用于加热工件，诸如加热灯、激光器或其它热源。在热处理期间，可以根据处理机制在受控条件下加热工件。许多热处理工艺需要在一定温度范围内加热工件，使得在工件被制造成(多种)设备时可以发生各种化学和物理转变。例如，在快速热处理期间，工件可以被灯阵列加热到约300℃至约1200℃的温度，持续时间通常不到几分钟。期望改进热处理设备，以通过各种期望的加热方案有效地测量和控制工件温度。

技术实现思路

1、本公开的实施例的方面和优点将在以下描述中进行部分阐述，或者可以从描述中得知，或者可以通过实施例的实践而得知。

2、本公开的示例方面涉及用于处理工件的处理装置，该工件具有顶侧和背侧。处理装置包括：处理腔室，具有第一侧和与处理腔室的第一侧相对的第二侧；工件支撑件，被设置在处理腔室内，工件支撑件被配置为支撑工件，其中，工件的背侧面向工件支撑件；气体输送系统，被配置为使一种或多种工艺气体流入处理腔室中；一个或多个排气口，用于从处理腔室中移除气体，使得能够维持真空压力；一个或多个辐射加热源，被设置在处理腔室的第二侧上，一个或多个辐射加热源被配置为从工件的背侧加热工件；一个或多个介电窗口，被设置在工件支撑件和一个或多个辐射加热源之间；以及工件温度测量系统，被配置为在温度测量波长范围下获得指示工件的背侧的温度的温度测量。

3、本公开的其它示例方面涉及用于处理工件的处理装置，该工件具有顶侧和背侧。处理装置包括：处理腔室，具有第一侧和与处理腔室的第一侧相对的第二侧；工件支撑件，被设置在处理腔室内，工件支撑件被配置为支撑工件，其中，工件的背侧面向工件支撑件；旋转系统，被配置为旋转工件支撑件；气体输送系统，被配置为使一种或多种工艺气体流入处理腔室中；一个或多个排气口，用于从处理腔室中移除气体，使得能够维持真空压力；一个或多个辐射加热源，被设置在处理腔室的第一侧上，一个或多个辐射加热源被配置为从工件的顶侧加热工件；一个或多个辐射加热源，被设置在处理腔室的第二侧上，一个或多个辐射加热源被配置为从工件的背侧加热工件；第一介电窗口，被设置在设置在处理腔室的第一侧上的一个或多个辐射加热源与工件之间；第二介电窗口，被设置在设置在处理腔室的第二侧上的一个或多个辐射加热源与工件支撑件之间；以及工件温度测量系统，被配置为在温度测量波长范围下获得指示工件的背侧的温度的温度测量。

4、参考以下描述和所附权利要求，将变得更好地理解各种实施例的这些和其它特征、方面和优点。并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并与描述一起用于解释相关原理。

技术特征：

1.一种处理装置，用于处理工件，所述工件具有顶侧和与所述顶侧相对的背侧，所述处理装置包括：

2.根据权利要求1所述的处理装置，包括一个或多个气体分配板，被设置在所述处理腔室的所述第一侧上，其中，所述一个或多个气体分配板被设置为使得所述一种或多种工艺气体能够被更均匀地暴露于在所述处理腔室中的所述工件的所述顶侧。

3.根据权利要求1所述的处理装置，其中，所述旋转系统包括旋转轴，所述旋转轴被配置为旋转在所述处理腔室中的所述工件支撑件。

4.根据权利要求3所述的处理装置，其中，所述旋转轴的第一部分被设置在所述处理腔室中，并且所述旋转轴的第二部分被设置在所述处理腔室外部，使得能够在所述处理腔室中维持真空压力。

5.根据权利要求1所述的处理装置，其中，所述一个或多个介电窗口包括石英，并且所述工件支撑件包括石英。

6.根据权利要求1所述的处理装置，其中，所述一个或多个辐射加热源被配置为发射宽带辐射以加热所述工件。

7.根据权利要求6所述的处理装置，其中，所述一个或多个介电窗口包括一个或多个透光区域和一个或多个不透光区域，所述一个或多个透光区域对在所述温度测量波长范围内的辐射的至少一部分是透过的，所述一个或多个不透光区域对在所述温度测量波长范围内的辐射是不透过的，其中，所述一个或多个不透光区域被配置为阻挡由所述辐射加热源发射的在所述温度测量波长范围内的所述宽带辐射的至少一部分。

8.根据权利要求7所述的处理装置，其中，所述一个或多个介电窗口包括石英，并且与所述一个或多个透光区域相比，所述一个或多个不透光区域包括更高水平的羟基(oh)基团。

9.根据权利要求1所述的处理装置，其中，所述一个或多个辐射加热源被配置为发射在加热波长范围下的单色辐射，其中，所述加热波长范围与所述温度测量波长范围不同。

10.根据权利要求1所述的处理装置，其中，所述工件温度测量系统被配置为获得所述工件的反射测量。

11.根据权利要求10所述的处理装置，其中，所述温度测量系统包括：

12.根据权利要求11所述的处理装置，其中，所述发射器以强度调制将所述校准辐射发射到所述工件上。

13.一种处理装置，用于处理工件，所述工件具有顶侧和与所述顶侧相对的背侧，所述处理装置包括：

14.根据权利要求13所述的处理装置，其中，所述旋转系统包括旋转轴，所述旋转轴被配置为旋转在所述处理腔室中的所述工件支撑件。

15.根据权利要求14所述的处理装置，其中，所述旋转轴的第一部分被设置在所述处理腔室中，并且所述旋转轴的第二部分被设置在所述处理腔室外部，使得能够在所述处理腔室中维持真空压力。

16.根据权利要求13所述的处理装置，其中，所述第一介电窗口和所述第二介电窗口包括石英，并且所述工件支撑件包括石英。

17.根据权利要求13所述的处理装置，其中，所述一个或多个辐射加热源被配置为发射宽带辐射以加热所述工件。

18.根据权利要求17所述的处理装置，其中，所述第一介电窗口和所述第二介电窗口包括一个或多个透光区域和一个或多个不透光区域，所述一个或多个透光区域对在所述温度测量波长范围内的辐射的至少一部分是透过的，所述一个或多个不透光区域对在所述温度测量波长范围内的所述辐射是不透过的，其中，所述一个或多个不透光区域被配置为阻挡由所述辐射加热源发射的在所述温度测量波长范围内的所述宽带辐射的至少一部分。

19.根据权利要求18所述的处理装置，其中，所述第一介电窗口和所述第二介电窗口包括石英，并且与所述一个或多个透光区域相比，所述一个或多个不透光区域包括更高水平的羟基(oh)基团。

20.根据权利要求13所述的处理装置，其中，所述一个或多个辐射加热源被配置为发射在加热波长范围下的单色辐射，其中，所述加热波长范围与所述温度测量波长范围不同。

技术总结
提出了用于工件的热处理的处理装置。处理装置包括：处理腔室；工件支撑件，被设置在处理腔室内；旋转系统，被配置为旋转工件支撑件；气体输送系统，被配置为使一种或多种工艺气体从处理腔室的第一侧流入处理腔室中；一个或多个排气口，用于从处理腔室中移除气体，使得能够维持真空压力；一个或多个辐射加热源，被设置在处理腔室的第二侧上；一个或多个介电窗口，被设置在工件支撑件和一个或多个辐射加热源之间；以及工件温度测量系统，被配置为在温度测量波长范围下获得指示工件的背侧的温度的测量。

技术研发人员：曼努埃尔·森,亚历克斯·旺斯德勒,迪特·赫茲勒,约瑟夫·西贝雷,罗尔夫·布雷门斯多夫,马丁·扎克,彼得·莱姆贝西斯,杨晓晅
受保护的技术使用者：玛特森技术公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14