[发明专利]用于热处理腔室的高温测量过滤器

说明书

本文中所述的实施方式大体涉及在半导体基板的热处理期间的高温测量。更具体地，实施方式是关于用于热处理腔室的高温测量过滤器。在某些实施方式中，高温测量过滤器选择性地过滤选定的能量波长以改良高温计测量。高温测量过滤器可具有多种几何形状，这些几何形状可影响高温测量过滤器的功能。

本申请是申请日为2014年2月11日申请的申请号为201480011564.3，并且发明名称为“用于热处理腔室的高温测量过滤器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本文所述的实施方式大体涉及在半导体基板的热处理期间的高温测量。更具体地，本文所述的实施方式涉及用于热处理腔室的高温测量过滤器(pyrometry filter)。

背景技术

快速热处理(RTP)是用于制造半导体集成电路的开发完备的技术。RTP是一种工艺，在所述工艺中，在RTP腔室中利用高强度光学辐射照射基板，以将基板快速加热至相对较高的温度，以热活化基板中的工艺。一旦基板已被热处理，便移除辐射能并使基板冷却。RTP是具有能效的工艺，因为执行RTP的腔室并未被加热至处理基板所需的高温。在RTP工艺中，仅加热基板。由此，经处理的基板与周围环境(亦即腔室)并非处于热平衡。

集成电路的制造涉及沉积层、用光刻图案化层和蚀刻图案化层的众多步骤。离子注入用以在基板中掺杂活性区域。制造工序亦包括基板的热退火以用于众多用途，诸如修复注入损伤和活化掺杂剂、结晶、热氧化及氮化、硅化、化学气相沉积(CVD)、气相掺杂和热清洁等等。

尽管在基板处理技术的早期阶段中，退火涉及在退火炉中加热多个基板达较长时段，但RTP已愈来愈多地用以满足对具有日益变小的电路特征结构的基板进行处理的更严格的要求。RTP通常在单个基板腔室中执行，方法是利用来自高强度灯阵列的光照射基板，所述灯阵列经导向至上面形成有集成电路的基板的正面。辐射至少部分由基板吸收并将基板迅速加热至所需高温。所需温度一般高于600℃，及在某些应用中高于1000℃。辐射加热可迅速启动和停用以便以可控方式在较短时间间隔中加热基板，诸如在约60秒与约1秒之间的时间间隔中加热基板。

在某些工艺期间，可能需要较低温度(亦即低于400℃)。使用较低温度的实例包括在基板上形成硅化物。在腔室中处理基板的质量和效能部分依赖于为基板提供和维持准确温度的能力。处理腔室中的基板温度常由高温计测量，高温计测量波长带宽内的温度。当高温计检测到处于辐射高温计带宽内且源于加热源的辐射时，所述辐射可能干扰高温计信号的解释。“泄漏”热辐射，亦即不希望由高温计测量到的辐射，可能干扰高温计读数和提供不准确的温度测量。而且，并非所有基板在高温计带宽处为不透明，当基板维持在较低温度下时尤其如此。与高温物件相比，低温物件发射出强度更低的热辐射。低温物件的弱热发射可能被其它热信号淹没和丢失。

因此，本领域需要改良的系统以利用高温计准确测量温度。更具体地，需要用于热处理腔室的高温测量过滤器。

发明内容

在一个实施方式中，提供用于热处理腔室的设备。所述设备包括具有多个表面的透明介质。所述透明介质具有几何形状，其中透明介质中心区域的厚度小于透明介质周边区域的厚度。反射性涂层设置在多个表面中的至少两个表面上，和吸收性涂层或束流收集器(beam dump)设置在周边区域上或邻近于周边区域。

在另一实施方式中，提供用于处理基板的系统。所述系统包括辐射源、高温计和透明介质。所述透明介质设置在辐射源与高温计之间。所述透明介质包括多个表面和几何形状，其中透明介质中心区域的厚度小于透明介质周边区域的厚度。反射性涂层设置在多个表面中的至少两个表面上，和吸收性涂层或束流收集器设置在周边区域上或邻近于周边区域。