发明名称 急骤退火技术
摘要 一种系统用于在处理之际将半导体晶圆或基体之活性表面均匀地且可控制地加热。本发明可包括一辐射能源被提供,其被一反射/吸收表面封住或实质地被其围绕,此反射及吸收自该能源被放射之辐射。依照本发明,被该晶圆看到的能量输出结果实质上免于不均匀性。
申请公布号 TWI270104 申请公布日期 2007.01.01
申请号 TW091116132 申请日期 2002.07.19
申请人 晶圆大师股份有限公司 发明人 于伍锡
分类号 H01L21/00(2006.01) 主分类号 H01L21/00(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种用于基体快速热处理之系统,该系统包含: 一辐射能源;以及 一反射器实质地围绕该辐射能源造成辐射能撞击 一基体之一表面,该辐射能源被组配成被闪烁以突 然加热该基体之一活性层,该辐射能包括一介于约 0.5J/cm2及约100J/cm2之间之平均电力。 2.一种用于基体快速热处理之系统,该系统包含: 一辐射能源;以及 一反射器实质地围绕该辐射能源造成辐射能撞击 一基体之一表面,该辐射能源被组配成被闪烁以突 然加热该基体之一活性层,该活性层包括位于该基 体之该表面下介于10nm及约1mm之间的该基体的一部 份。 3.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该活性层 之一温度系介于500℃与1400℃之间。 4.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该闪烁以 突然加热包含一介于约1毫微秒及约10秒之间的实 质瞬间反应时间。 5.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该反射器 包含一内层表面,其已用一由金与银组成之该群组 取得的材料加以涂覆。 6.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该反射器 反射小于约900nm之波长。 7.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该反射器 具有一由一平面、一球面、一抛物线面与一椭圆 面所组成之该群组取得的几何形状。 8.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该辐射能 源包含数个高强度灯。 9.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该反射器 将该辐射能聚焦于一第一焦点,该第一焦点系在该 基体之该表面上。 10.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该反射 器将该辐射能聚焦于一第一焦点,其中该第一焦点 发射一撞击该基体之该表面之辐射能光束。 11.如申请专利范围第10项所述之系统,其中该基体 系罩于一非氧之环境内。 12.一种用于基体快速热处理之系统,该系统包含: 一室; 至少一辐射能源被配置于该室内;以及 一反射器总成实质地围绕该至少一辐射能源,该反 射器总成包括一反射表面用于将来自该辐射能源 之辐射能聚焦于一第一焦点以在一介于约1毫微秒 与约10秒间的实质瞬间时间撞击一基体之一表面 而在该实质瞬间时间期间提高该基体之一活性层 温度至约500℃与约1400℃间,该活性层包括位于该 基体之一表面下介于10nm及约1mm之间的该基体的一 部份。 13.一种用于基体快速热处理之方法,该方法包含: 设置一包括一辐射能源与一反射器之室;以及 闪烁该辐射能源以在一实质瞬间时间撞击一基体 之一表面而加热该基体之一活性层,该辐射能包括 一介于约0.5J/cm2及约100J/cm2之平均电力。 14.一种用于基体快速热处理之方法,该方法包含: 设置一包括一辐射能源与一反射器之室;以及 闪烁该辐射能源以在一实质瞬间时间撞击一基体 之一表面而加热该基体之一活性层,该活性层包括 位于该基体之一表面下介于10nm及约1mm间之该基体 的一部份。 15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该活性 层之一温度系介于约500℃及1400℃之间。 16.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该实质 瞬间时间系介于约1毫微秒及约10秒之间。 17.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该反射 器包含一内层表面,其已用一由金与银组成之该群 组取得的材料加以涂覆。 18.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该反射 器反射小于约900nm之波长。 19.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该反射 器具有一自一平面、一球面、一抛物线面与一椭 圆面所组成之该群组取得的几何形状。 20.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该聚焦 包含自该第一焦点发射该聚焦辐射能之一辐射能 光束至该基体之一表面。 21.一种用于基体快速热处理之方法,该方法包含: 设置一包括一辐射能源与一反射器之室; 提高该辐射能源之该功率位准至一尖峰功率位准, 以将一基体之一活性层曝现于一第一辐射能一第 一实质瞬间时间期间;并于此后 维持该辐射能源之一第二功率位准小于该第一功 率位准,以将该基体之一块曝现于一第二辐射能一 第二时间期间; 该第一时间期间系介于约1毫微秒与约10秒之间,且 该第二时间期间系介于约0秒与3600秒之间。 22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该辐射 能源包含一个高强度灯。 23.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该辐射 能包括一介于约0.5J/cm2及约100J/cm2之平均电力。 24.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该活性 层包括位于该基体之一表面下介于10nm及约1mm间之 该基体的一部份。 25.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该辐射 能源包含一个高强度灯。 26.如申请专利范围第25项所述之系统,其中该高强 度灯包含一包括一冷却流体之流动管。 27.如申请专利范围第25项所述之系统,其中该高强 度灯系自包括一氙(Xe)、氩(Argon)、及氪(Krypton)弧 灯之该群组选出。 28.如申请专利范围第2项所述之系统,其中该辐射 能包含一介于约0.5J/cm2及约100J/cm2之平均电力。 29.如申请专利范围第12项所述之系统,其中该第一 焦点系设置于该基体之该表面上。 30.如申请专利范围第12项所述之系统,其中自该第 一焦点放射之能量流通撞击该基体之该表面。 31.如申请专利范围第12项所述之系统,其中该辐射 能源包含一自包括氙(Xe)、氩(Argon)、及氪(Krypton) 弧灯之该群组选出之高强度灯。 32.如申请专利范围第14项所述之方法,其中该辐射 能源包含一个高强度灯。 33.如申请专利范围第32项所述之方法,其中该高强 度灯包含一包括一冷却流体之流动管。 34.如申请专利范围第32项所述之方法,其中该高强 度灯系从由氙(Xe)、氩(Argon)、氪(Krypton)弧灯所构 成之群组选出。 图式简单说明: 第1A与1B图分别为一半导体晶圆处理系统之一实施 例的侧面与上方示意图,其建立本发明之代表性环 境; 第2A图为依照本发明之原理的RTP反应器系统之简 化图; 第2B图为依照本发明之替选实施例的RTP反应器系 统之简化图; 第2C图为依照本发明之替选实施例的RTP反应器系 统之简化图; 第2D图为依照本发明之原理的半导体晶圆之活性 层的简化图; 第3图为依照本发明之辐射室实施例之简化图; 第4图为本发明之另一实施例的简化图; 第5A与5B图为依照本发明之急骤退火系统实施例的 简化图; 第6图为依照本发明之用于第5图的急骤退火系统 之反射器总成的简化图; 第7图为依照本发明之第6图的反射器总成替选实 施例之简化图; 第8图为依照本发明之第6图的反射器总成替选实 施例之简化图; 第9A-9D图为依照本发明实施例之点亮灯的电源之 简化电路图;以及 第10图为依照本发明之电源电路的实施例;以及 第11图为依照本发明之电源电路的实施例。
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