衬底处理设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种衬底处理设备，尤其涉及一种在衬底上执行热处理的衬底处理设备。
【背景技术】
[0002]热处理是在用于半导体、显示器等的各种过程中的必需程序。欧姆接触合金化(ohmic contact alloying)、离子植入损伤退火(1n-1mp lantat 1n damage annealing)、掺杂剂活化(dopant activat1n)、TiN、TiSi2和CoSi2的薄膜形成等都需要热处理。
[0003]热处理设备的实例包含熔炉和快速热过程(rapid thermal process, RTP)设备。RTP设备未曾引起关注，因为它难以在衬底上方均匀地维持温度、难以在每当衬底被更换时维持衬底的相同温度-时间特征以及难以精确地测量和控制衬底的温度。然而，由于近年来已经开发出了温度测量和控制技术，所以广泛地使用RTP设备来替代熔炉。
[0004]图1是执行热处理的衬底处理设备的配置框图。
[0005]执行热处理的衬底处理设备通过使用从钨卤素灯辐射的辐射将热传递到衬底S。因此，执行热处理的衬底处理设备包含加热块10和在面向衬底S的加热块10的表面上的多个加热灯11。热处理腔室20配备有衬底支架(substrate supporter) 50和允许衬底上下移动的起模顶杆(lift pin) 51，并且衬底S通过门60被加载到热处理腔室20或者从热处理腔室20卸载。热处理腔室20在其内侧上具有用于注射气体的气体入口 40和用于排放气体的排气口 70。
[0006]由透明石英材料制成的窗口 30设置在热处理腔室20与加热块10之间以将加热块10中的加热灯11与热处理腔室20中的气体入口 40分开。窗口 30防止颗粒(即，污染物)流入到安置在加热块10下方的热处理腔室20中，并且向下传送从加热块10中的加热灯11产生的热能以将热能传递到衬底。
[0007]因此，在执行热处理的现有技术衬底处理设备中，气体入口 40设置在热处理腔室20的一侧处以在一个方向上注射气体，并且因此气体不是均匀地供应的。并且，如图2中所说明，在热处理腔室20的相应区域之间存在气体温度差。这影响了热处理过程。尤其是，用于制造AM0LED、太阳能光、LED、半导体等的大尺寸RTP设备需要在80°C到850°C之间的温度下均匀地执行热处理，这引起热处理腔室20中的不均匀的温度。
[0008]并且，气体入口 40安置在热处理腔室20中，并且因此当将要经受热处理的衬底S破裂时气体入口 40可能被破坏。此外，由于气体入口 40安置在热处理腔室20内部，因此不便于清洁气体入口 40。
[0009][现有技术文献]
[0010][专利文献]
[0011](专利文献I)第1031226号韩国专利
【发明内容】
[0012]本发明提供了一种衬底处理设备，其中热处理腔室的相应区域之间的温差被最小化。本发明还提供了一种衬底处理设备，其中腔室中的气体均匀性和温度均匀性得到提高。本发明还提供了一种衬底处理设备，其中气体入口孔安置在热处理腔室的外部以便于清洁。
[0013]根据示例性实施例，一种衬底处理设备包含:热处理腔室，其具有用于衬底的热处理空间；衬底支架，其经配置以在所述热处理空间中支撑所述衬底；以及加热块，其包含加热灯和气体入口孔，所述加热灯经配置以产生热能，所述气体入口孔经配置以朝向所述衬底支架注射气体，其中所述加热灯和所述气体入口孔设置为面向所述衬底支架。
[0014]所述加热块可以包含:加热块外壳，其具有与衬底支架相对的灯安装表面，并且具有气流路径；多个加热灯，其嵌入在所述加热块外壳中并且暴露在灯安装表面处；以及多个气体入口孔，其安置在所述加热灯之间、连接到所述气流路径，并且设置在灯安装表面上。
[0015]气体入口孔可以安置在加热灯之间。
[0016]当X方向垂直于Y方向时，多个加热灯可以在X方向上沿多个行线安置，并且多个气体入口孔可以在X方向上平行于所述行线并且在所述行线之间安置。
[0017]安置在行线中的奇数编号的行线上的奇数编号的行线上的加热灯和安置在行线中的偶数编号的行线上的偶数编号的行线上的加热灯可以在Y方向上安置在彼此不同的列线上。
[0018]当X方向垂直于Y方向时，多个加热灯可以沿多个倾斜线沿X方向和Y方向之间的倾斜方向安置，并且多个气体入口孔可以与倾斜线具有相同的斜率并且安置在所述倾斜线之间。
[0019]安置在行线中的奇数编号的行线上的奇数编号的行线加热灯以及安置在行线中的偶数编号的行线上的偶数编号的行线加热灯可以在Y方向上安置在彼此不同的列线上。
[0020]多个加热灯可以安置在多个线上并且多个气体入口孔可以沿加热灯的周边安置。
[0021]加热块外壳可以具有凹陷在灯安装表面中的灯凹槽，加热灯安置在所述灯凹槽中。
[0022]所述灯凹槽可以以介于其间的分隔表面间隔开，并且所述气体入口孔可以安置在所述分隔表面上。
[0023]可以平行于上面安置有加热灯的行线并且在所述行线之间提供气流路径。
[0024]可以平行于上面安置有加热灯的倾斜线并且在所述倾斜线之间形成气流路径。
[0025]可以沿灯凹槽的周边形成气流路径。
【附图说明】
[0026]通过结合附图进行的以下描述可以更详细地理解示例性实施例，其中:
[0027]图1是执行热处理的衬底处理设备的配置框图。
[0028]图2是图示根据所注射气流的热处理腔室中的温度的非均匀性的视图。
[0029]图3是根据示例性实施例的执行热处理的衬底处理设备的横截面图。
[0030]图4是根据示例性实施例的加热灯的视图。
[0031]图5是根据示例性实施例的加热块外壳的横截面图。
[0032]图6是图示根据实施例的加热灯和安置在灯安装表面上的气体入口孔的布置结构的视图。
[0033]图7是图示根据另一实施例的加热灯和安置在灯安装表面上的气体入口孔的布置结构的视图。
[0034]图8和图9是图示根据再一实施例的加热灯和安置在灯安装表面上的气体入口孔的布置结构的视图。
[0035]附图标记说明:
[0036]10加热块
[0037]11加热灯
[0038]20热处理腔室
[0039]30窗口
[0040]40气体入口
[0041]50衬底支架
[0042]51起模顶杆
[0043]60门
[0044]70排气口
[0045]100加热块
[0046]10a加热块外壳
[0047]110灯安装表面
[0048]200热处理腔室
[0049]300加热灯
[0050]310灯插座
[0051]320灯支架
[0052]330灯主体
[0053]350灯凹槽
[0054]400气体入口孔
[0055]400a气体入口孔
[0056]400b气体入口孔
[0057]410气流路径
[0058]500衬底支架
[0059]510起模顶杆
[0060]600门
[0061]700排气口
【具体实施方式】
[0062]在下文中，将参考附图详细地描述具体实施例。然而，本发明可以用不同形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。实际上，提供这些实施例是为了使得本发明将是彻底并且完整的，并且将把本发明的范围完整地传达给所属领域的技术人员。在附图中，相同的参考标号指代相同的元件。
[0063]图3是根据示例性实施例的执行热处理的衬底处理设备的横截面图，图4是根据示例性实施例的加热灯的视图，图5是根据示例性实施例的加热块外壳的横截面图，图6是图示根据实施例的加热灯和安置在灯安装表面上的气体入口孔的布置结构的视图，图7是图示根据另一实施例的加热灯和安置在灯安装表面上的气体入口孔的布置结构的视图，并且图8和图9是图示根据再一实施例的加热灯和安置在灯安装表面上的气体入口孔的布置结构的视图。
[0064]热处理腔室200具有内部空间，提供所述内部空间以用于在待热处理的衬底上执行热处理。衬底放置在所述内部空间中以用于热处理。为此，热处理腔室200是以闭合的四边形且中空的容器的形状制造的，但是它并不限于此，并且各种容器形状可为可能的。也就是说，可以使用圆柱形和多边形容器。热处理腔室200具有分别设置在其一侧和另一侧上的门600，用于衬底的进入和离开，并且门600连接到衬底传递模块(未图示)。
[0065]热处理腔室200在其中具有用于支撑衬底的衬底支架500。衬底支架500可以多种形式实现。举例来说，当衬底支架500以边缘环的形状形成时，边缘环可以允许衬底放置在面向热处理空间中的加热块100的相对位置处。衬底支架500可以连接到用于提供上升/下降力的构件，例如，圆柱体。
[0066]并且，衬底支架500可以配备有在其中竖直地移动的多个起模顶杆510。然而，衬底支架500并不限于此，并且因此也可以使用用于在衬底支架500上支撑衬底的各种构件，例如使用静电力的构件(静电卡盘(electrostatic chuck))或使用真空抽吸力的构件。出于参考起见，衬底是必须经受热处理的待热处理的对象(例如，AM0LED、太阳能光，LED和半导体)。
[0067]加热块100包含产生热能的加热灯300和用于朝向衬底支架500注射气体的气体入口孔400，并且加热灯300和气体入口孔400面向衬底支架500安置在灯安装表面110上。加热块100是顶部门的形状并且密封热处理腔室200的上部以保护热处理腔室200免受外部环境(例如，压力和污染物)影响。根据情况，加热块100和热处理腔室200可以进一步通过使用密封剂来密封。未在加热块100与热处理腔室200之间提供额外的窗口。
[0068]加热块100包含:加热块外壳100a，其具有与衬底支架500相对的灯安装表面110和气流路径410 ;多个加热灯300，其嵌入在加热块外壳10a