TWI627678B - 用於使半導體基板退火之設備以及用於熱退火設備之遮蔽件 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於使半導體基板退火之方法及設備。設備具有退火能量源及基板支撐件以及遮蔽構件，該遮蔽構件設置於退火能量源與基板支撐件之間。遮蔽構件為實質平坦構件，該實質平坦構件具有比在基板支撐件上處理之基板大的尺寸，一視窗覆蓋該實質平坦構件之中心開口。中心開口具有氣體入口門及氣體出口門，該氣體入口門及氣體出口門各自分別與氣體入口氣室及氣體出口氣室流體連通。連接構件設置於中心開口附近，且該連接構件將視窗固持於中心開口上方。連接構件中之連接開口分別經由氣體入口導管及氣體出口導管與氣體入口氣室及氣體出口氣室流體連通，該氣體入口導管及氣體出口導管穿過連接構件形成。

Description

用於使半導體基板退火之設備以及用於熱退火設備之遮蔽件

本文所揭示實施例係關於製造半導體元件之方法及設備。更特定言之，本發明揭示使半導體基板退火之設備及方法。

熱退火為半導體製造中常用技術。通常在基板上執行材料處理，引入欲包括於基板中的材料，隨後，使基板退火，以改進材料發生變化之基板的性質。典型的熱退火製程包括：將局部基板或整個基板加熱至退火溫度達一段時間。

在熱退火過程中，引入至基板之材料通常會遷移至整個基板，但一些材料可能揮發進入基板上方之蒸汽空間。該等材料可能具有諸如磷、砷及其他潛在有毒元素，必須在排氣進入環境中之前自蒸汽空間移除該等元素。另外，會與基板材料反應之大氣成分（諸如，氧）通常會被排除於處理環境之外，以免與基板發生非所欲反應。

通常，腔室外殼用以調節處理環境且限制任何潛在有毒氣體釋放。用惰性氣體連續淨化腔室蒸汽空間後，該惰性氣體被抽入減弱系統中，從而產生大流量之待洗滌氣體。另外，使用腔室之需求亦加諸了其他限制，諸如密封通向腔室內部之工廠入口，從而增加了整個系統之成本。

因此，仍需要有效率且成本有效的設備及方法，來調節經歷熱退火製程之基板周圍的處理環境。

本發明揭示一種用於使半導體基板退火之設備。設備具有退火能量源、基板支撐件以及遮蔽構件，該遮蔽構件設置於退火能量源與基板支撐件之間。遮蔽構件為實質平坦構件，該實質平坦構件具有比在基板支撐件上處理之基板大的尺寸，一視窗覆蓋該實質平坦構件之中心開口。中心開口具有氣體入口門及氣體出口門，該氣體入口門及氣體出口門各自分別與氣體入口氣室及氣體出口氣室流體連通。連接構件設置於中心開口附近，且該連接構件將視窗固持於中心開口上方。連接構件中之連接開口分別經由氣體入口導管及氣體出口導管與氣體入口氣室及氣體出口氣室流體連通，該氣體入口導管及氣體出口導管穿過連接構件形成。

遮蔽構件具有兩個平板，該兩個平板緊固在一起，以在遮蔽構件內形成氣體入口氣室及氣體出口氣室。可藉由在遮蔽構件之一個平板中形成凹槽，在中心開口提供超過一個氣體入口門及氣體出口門。一組凹槽鄰接視窗以形成氣體入口門，而另一組凹槽鄰接另一平板以形成氣體出口門。提供複數個開口穿過遮蔽構件，以使氣體流入遮蔽構件與基板或基板支撐件之間的空間。

一種熱處理基板之方法包含以下步驟：在基板表面之局部界定處理區域，處理區域具有比基板表面小的尺寸；用遮蔽構件封閉處理區域，該遮蔽構件界定一緊鄰於處理區域之處理容積；使第一淨化氣體流經處理容積；以及導引退火能量穿過處理容積至處理區域。可透過遮蔽構件上與處理容積間隔開來之開口提供第二淨化氣體，以使第一淨化氣體及第二淨化氣體自處理容積徑向向外流經遮蔽構件與基板支撐件之間的空間。

第1圖為用於使半導體基板熱退火之新穎設備100之等角視圖。退火設備100具有退火能量源108、基板支撐件110及遮蔽構件112，該遮蔽構件112設置於基板支撐件110與退火能量源108之間。基板支撐件110可設置於基座102上，且退火能量源108可安裝於支撐板106上，該支撐板106又可安裝於壁104上，而該壁104立於基座102之上。

退火能量源108可為輻射源（諸如，雷射），且該退火能量源108通常產生退火能量118，該退火能量118經由遮蔽構件112中之開口116導向基板支撐件110。在一個實施例中，退火能量源108可包含兩個雷射，該兩個雷射適用於提供定製退火能量。例如，第一雷射可提供預加熱能量，而第二雷射提供退火能量。

遮蔽構件112由一或多個托架114緊固至支撐板106，該等托架114將遮蔽構件112相對於退火能量源108固持於固定位置，以使退火能量118始終通過開口116。托架可配置成需要時可移除遮蔽構件112以進行清潔，且可安裝該遮蔽構件112或另一個實質相同之遮蔽構件112。通常，設置於基板支撐件110上之基板會大於開口116但小於遮蔽構件112。藉由移動基板支撐件110將基板中之連續部分定位，以接收穿過開口116之退火能量118。基板支撐件110可為由控制器120操作之精確x-y平臺。

第2A圖為根據另一個實施例之遮蔽構件200之透視圖。遮蔽構件200可用於第1圖中之設備100。遮蔽構件200具有實質平坦構件202，該實質平坦構件202由第一平板204及第二平板206形成，該等平板可由緊固件208緊固在一起。在一個實施例中，可鑽螺紋孔以容納螺絲。實質平坦構件202中之開口220允許淨化氣體穿過實質平坦構件202提供至遮蔽構件200與基板之間的空間，如第1圖所示，該基板設置於遮蔽構件下方之基板支撐件上。

儘管在第2A圖中顯示有兩個開口220，事實上可提供任何數量之開口220。在一些實施例中，開口220可按同心圓配置呈列。具有同心開口220列之遮蔽構件200（其中至少一個列設置於遮蔽構件200之中心區附近，且一個列設置於周邊附近），可支持自遮蔽構件200與工作表面（諸如，第1圖之平臺110）之間差別泵送氣體。具有不同流速的真空源可耦接至不同列以實現差別泵送。具有低流速之真空源可耦接至周邊列，而具有高流速之真空源可耦接至中心列。

如第1圖所示，實質平坦構件202具有中心開口116，該中心開口116允許退火能量通過遮蔽構件200且輻射基板。視窗214覆蓋實質平坦構件202之中心開口116。

連接構件210設置於實質平坦構件202之中心開口116附近，且該連接構件210可將視窗214附接至第一平板204。連接構件210具有中心開口212，該中心開口212對齊於實質平坦構件202之中心開口116。在一些實施例中，連接構件210之中心開口212與實質平坦構件202之中心開口116共軸。另外，中心開口212之半徑可與實質平坦構件202之中心開口116之半徑實質相同。中心開口212之半徑亦可大於或小於實質平坦構件202之中心開口116之半徑。

如第1圖所示且如下文進一步描述，在連接構件210之表面中提供氣體入口218及氣體出口216，以允許淨化氣體提供至視窗與基板之間的空間，該基板設置於基板支撐件上。可使用緊固件222將連接構件210緊固至實質平坦構件202，該等緊固件222可為螺絲。

第2B圖為第2A圖之遮蔽構件200局部之橫截面圖。來自第1圖之退火能量118圖示為通過視窗214且輻射基板240。連接構件210表面之氣體入口218與氣體入口導管236及氣體入口氣室228流體連通，該氣體入口氣室228環繞中心開口116。形成於第一平板204之內壁242中之開口230與氣體入口氣室228流體連通，以使氣體流入中心開口116，中心開口116緊鄰於視窗214。分割器232設置於開口230之間，以提供背壓來填充氣體入口氣室228，從而使開口230彼此分開。可使用任何數量之分割器232，取決於所要開口230之大小。分割器232亦支撐開口230上方之視窗214，該視窗214將入口氣流反彈向基板240。

連接構件210表面中之氣體出口216與氣體出口導管244及氣體出口氣室224流體連通，該連接構件210可為環形構件，該氣體出口氣室224亦環繞中心開口116。在第2B圖之實施例中，氣體出口氣室之半徑及/或圓周大於氣體入口氣室228之半徑及/或圓周，但此為非必須。氣體出口氣室224形成為第一平板204與第二平板206之間的通道。第一平板204與第二平板206之間的開口226允許氣體自中心開口116流入氣體出口氣室224且隨後穿過氣體出口導管244及氣體出口216流出。

中心開口116具有第一端256及第二端258，該第一端256緊鄰於視窗214，該第二端258介於第一端256與基板240之間。第一端256及第二端258共同界定一軸，該軸實質垂直於由實質平坦構件202形成之平面。開口230可設置於中心開口116之圓周附近。在第2A圖之實施例中，可為氣體入口門之開口230定位於緊鄰中心開口116之第一端256，而可為氣體出口門之開口226緊鄰於中心開口116之第二端258。開口230可為共面或實質共面，且開口226亦可為共面或實質共面。視第二平板206之厚度及開口226之大小而定，開口226可與中心開口116之第一端256及第二端258皆間隔開來。

連接構件210為實質連續的構件，該實質連續的構件可由緊固件222緊固至實質平坦構件202，該等緊固件222可為螺絲。在第2B圖之實施例中，螺絲圖示為延伸進入第一平板204，但若有需要時，該等螺絲亦可延伸進入第二平板206以進一步增強第一平板204及第二平板206之緊固。連接構件210可具有凹槽246，該凹槽246形成於連接構件210之內壁262中以配合視窗214之外緣。當扣牢時，藉由凹槽246之作用，連接構件210將視窗214固持於中心開口116上方之定位。

第2C圖為第2A圖中遮蔽構件200局部之不同橫截面圖（沿不同剖面線）。在此截面圖中，氣體入口218、氣體出口216、氣體入口導管236、氣體出口導管244、開口226及分割器232為不可見。在本視圖中，開口230與氣體入口氣室228形成連續氣體通道。在此截面之位置中，氣體出口氣室224為可見但與中心開口116分離開來。在此截面中，看不見連接構件210中之任何開口，從而指出連接構件210之連續性。

在此視圖中，穿過實質平坦構件202形成之開口220為可見。每一個開口220與實質平坦構件202之相對面上之開口234連通，進而提供穿過實質平坦構件202之導管以供氣體自一面流向另一面。因此，除了向實質平坦構件202之中心開口116提供氣體（如第2B圖所示）之外，可向開口220提供氣體以增強遮蔽構件200與基板240之間的氣流。

在操作中，基板定位於面向遮蔽構件200之基板支撐件上。淨化氣體源連接至連接構件210之氣體入口218，且該淨化氣體源連接至實質平坦構件202中之每一個開口220。連接至每一個位置之淨化氣體可為相同或不同。在一個實施例中，氮氣源連接至每一個位置。真空源可連接至氣體出口216。

淨化氣體流經氣體入口導管236進入氣體入口氣室228，從而將淨化氣體分佈於中心開口116週邊。淨化氣體均勻地流經開口230，沿視窗214之面向基板表面264徑向向內流動。淨化氣體流在壓力下彎曲以流向中心開口116中心附近之基板240。隨著淨化氣體接近基板240，氣流彎曲成為沿基板之暴露表面248之徑向向外流。徑向向外氣流持續至遮蔽構件200之外緣（該遮蔽構件200之外緣超過基板240之外緣），從而維持一自基板240之處理區域254流至基板240周圍之淨化氣體流，因此最小化任何非所欲氣體自環境侵入處理區域。提供至開口220且經實質平坦構件202流至開口234之淨化氣體，增強了淨化氣體之徑向向外氣流，從而進一步限制非所欲物種侵入。

視窗214之面向基板表面264，以及第一平板之內壁242、第二平板之內壁250及基板240之暴露表面248合作界定基板表面248之處理區域254上方之處理容積252。當退火能量118使基板表面248退火時，可能會自基板表面釋放出氣體，該等氣體為欲收集並減弱之氣體。真空源可連接至氣體出口216，以建立淨化氣體之出口氣流，該出口氣流載有散發至處理容積252中之基板氣體。通常，在真空源之影響下，將流向氣體入口218之氣流量設定為大於流向氣體出口216之氣流量之數值，以維持淨化氣體自處理區域254至遮蔽構件200之周邊的徑向向外流動，該遮蔽構件200之周邊超過基板240之周邊。在一些實施例中，可能會需要將大部分提供至中心開口116之淨化氣體，由氣體出口216排出。在此種實施例中，從處理區域254至遮蔽構件200之周邊殘留有小流量之淨化氣體，該淨化氣體將被經由開口220提供之淨化氣體進一步稀釋。若需要，可收集流向遮蔽構件200之周邊之淨化氣體，且使該淨化氣體接受進一步減弱。

藉由氣體入口開口230及氣體出口開口226之相對位置，建立流向基板之淨化氣流。應注意，顛倒氣體入口開口230及氣體出口開口226之位置（或單純地顛倒氣體源及真空源之連接）可於中心開口116提供上向氣流。在一些實施例中，下向淨化氣流可能為較佳選擇，以避免基板滲出物沉積於視窗上並造成視窗霧化。在其他實施例中，可能需要完全減弱，且該完全減弱可藉由中心開口之上向淨化氣流達成。在此種實施例中，經由實質平坦構件202之開口220提供之淨化氣體可徑向向外且徑向向內流動，以實現避免氣體在遮蔽構件200之周邊處自環境侵入及收集來自基板之廢氣這兩個目標。

應注意，在中心開口116內提供氣體出口為任選的。在一些實施例中，氣體入口開口230可向處理容積252提供淨化氣體，且淨化氣體可能全部自實質平坦構件202與基板之間的處理容積252流出。

在其他實施例中，藉由在中心開口116之一側上提供氣體入口且在中心開口116之相對側上提供氣體出口，可將淨化氣體配置為橫越基板表面248之處理區域254，以使向氣體入口提供之淨化氣體將線性橫越基板至氣體出口，從而移除任何廢氣。

在上述結合第2B圖及第2C圖之實施例中，開口230形成為對準於中心開口116之一半徑，以使流經開口230之氣體一開始即沿半徑向內流向中心開口116之中心。若需要，可藉由沿一軸形成開口230提供環流或渦流，該軸與經由實質平坦構件202平面上各個開口230之中心繪製而成之半徑成角度，以使流經每一個開口230之氣流具有角流分量以及徑向流分量。若需要，開口230亦可形成為具有軸向角度，以向視窗214或向基板240提供軸向流分量。此種氣流圖案可適用於避免廢氣之局部濃縮，該廢氣之局部濃縮可對遮蔽構件200之部件有害。

實質平坦構件202可為鋁或任何不會對基板造成不利影響之結構材料。連接構件210可為聚合物（諸如，塑膠）或陶瓷（諸如，氧化鋁），且若需要，該連接構件210可為耐火材料。

通常，遮蔽構件200大於基板240，在一些情況下，遮蔽構件200大得多。遮蔽構件200之面積延伸與基板240之面積延伸之比率介於約2與約10之間，例如，約5。因此相對於基板240，遮蔽構件200作用如「半無限」平板，以建立外向氣流場。此舉在遮蔽構件200與基板支撐件110（見第1圖）之間提供相對較大之受控氣圈，其中基板240隨退火程序進行而移動。在處理300 mm晶圓之實施例中，遮蔽構件200之直徑可介於約500 mm與約1,000 mm之間，例如，約700 mm。

通常，基板表面248與遮蔽構件200之下表面260之間的距離「d」比基板240之尺寸（例如，直徑、半徑、對角線長度）小得多。通常，基板尺寸與距離"d"之比率介於約50:1與約200:1之間，例如，約100:1。對示例性300 mm圓形基板而言，距離「d」可為約3 mm。對大多數實施例而言，距離「d」介於約1 mm與約20 mm之間，諸如，介於約2 mm與約10 mm之間。相對於基板240尺寸之較小距離「d」使淨化氣體自基板240之處理區域254均勻快速地流向基板240之周邊，從而將自處理容積252排除環境氣體之效應最大化。

通常調整中心開口116之尺寸以配合退火能量118之類型及尺寸，該退火能量118被允許穿過該中心開口116。在使用成形退火能量之實施例中，諸如，具有光學界定形狀之退火束(anneal beam)之雷射退火實施例，可調整中心開口尺寸及形狀為相對於退火束具有最小邊緣間隙。例如，若退火束之尺寸為10 mm×30 mm，則中心開口116之尺寸可為11 mm×31 mm。此種尺寸調整可最小化基板廢氣接觸視窗214。在其他實施例中，中心開口116可形成為圓柱孔形狀，如第1圖至第2C圖所示，且該中心開口116之半徑可介於約10 mm與約100 mm之間，例如，約25 mm。如上所述，連接構件210之中心開口212可與實質平坦構件202之中心開口116具有相同大小及形狀，或不同大小及形狀。連接構件210之中心開口212最好大於通過視窗214之退火能量118，以避免連接構件210之熱降解。

在一實施例中，實質平坦構件之厚度介於約50 mm與約250 mm之間，諸如，介於約100 mm與約200 mm之間，例如，約125 mm。第一平板204及第二平板206中之每一個平板之厚度近似為實質平坦構件202之厚度的一半，以使第一平板204及第二平板206之厚度近似相等，除了在臨近中心開口116處。

開口230可形成為矩形開口，該等矩形開口沿中心開口116之半徑定向，且該等開口230之角方向尺寸可介於約0.1 mm與約5 mm之間，諸如，介於約0.5 mm與約2.0 mm之間，例如，約1.0 mm。開口230之軸向尺寸（沿中心開口116之軸）可介於約0.1 mm與約5 mm之間，諸如，介於約0.5 mm與約2.0 mm之間，例如，約1.0 mm。如此，開口230之形狀可為實質正方形。應注意，開口230可具有任何便利的橫截面形狀，諸如矩形、圓形、橢圓形、或任何可能需要的多邊形或不規則形狀。可調整開口226之尺寸及形狀調整為與開口230相同，或該等開口226可根據任何大小及形狀來調整以達成需要的流體流。

入口氣體氣室228及出口氣體氣室224之尺寸各自分別與開口230及開口226之尺寸在流量上大體一致。在一個實施例中，入口氣體氣室228及出口氣體氣室224為通道，該等通道具有一般的矩形橫截面且以環形方式環繞中心開口。通道之寬度介於約0.1 mm與約5 mm之間，諸如，介於約0.5 mm與約4 mm之間，例如，約2.0 mm。氣體入口氣室228之中軸可與中心開口116之壁242間隔約1.0 mm與約10 mm之間，例如，約5 mm，而氣體出口氣室224之中軸可與中心開口116之壁242間隔約1.0 mm與約10 mm之間，例如，約6 mm。應注意，若氣體導管236及244中之一氣體導管成角度以避免與氣室衝突，則兩個氣室228及224可與壁242間隔相同距離。

開口230與開口226之間的軸向距離與實質平坦構件202之厚度有關，在第1圖至第2C圖之實施例中，因為開口226係由兩個平板204及206之間的空間而形成。在一個實施例中，開口230及226間隔約50 mm與約250 mm之間，諸如，約80 mm與約120 mm之間，例如，約100 mm。

連接構件210之厚度可介於約50 mm與約500 mm之間，諸如，介於約100 mm與約200 mm之間，例如，約125 mm。可選擇連接構件210之厚度以界定視窗214與基板240之間的距離。若需要，可增加視窗214與基板240之間的距離，以在一些實施例中減小基板滲出物沉積於視窗214上。氣體入口導管236及氣體出口導管244以及各個氣體入口218及氣體出口216亦個別調整尺寸，以與淨化氣體迴路之其他部件在流量上一致，其中每一個部件之直徑通常介於約1.0 mm與約10 mm之間，諸如，介於約3 mm與約7 mm之間，例如，約5 mm。可選擇連接構件210之外徑，以分別為氣體入口218及氣體出口216以及為緊固件222提供空間。在一個實施例中，連接構件210之外徑介於約50 mm與約150 mm之間，諸如，介於約75 mm與約125 mm之間，例如，約100 mm。

形成於實質平坦構件202中之淨化氣體開口220通常間隔於中心開口116與遮蔽構件200之周邊之間。在一個實施例中，淨化氣體開口220與遮蔽構件200之中心間隔距離介於約50 mm與約400 mm之間，諸如，介於約100 mm與約200 mm之間，例如，約150 mm。

視窗214通常位於較實質平坦構件202之下表面260更遠離基板表面248之處，以避免視窗214上產生非所欲沉積及視窗214霧化。為此，可調整連接構件210之厚度以提供需要的高度。在一個實施例中，視窗214與基板表面248之間的距離和下表面260與基板表面248之間的距離的比率介於約10:1與約100:1之間，諸如，介於約15:1與約50:1之間，例如，約16:1。在距離「d」為約3 mm之實施例中，視窗214可與基板表面248間隔至少約50 mm。

在一個實施例中，遮蔽構件200可為可能對輻射敏感之部件提供熱遮蔽。在一些實施例中，可加熱設置於面向遮蔽構件200之基板支撐件上之基板。由加熱基板發出之輻射可損壞光學儀器，該等光學儀器設置用以調整導向基板之能量118或監視基板狀況。若遮蔽構件200定位於基板與光學器件之間，則可藉由例如使冷媒流經形成於兩個平板204及206之間的通道來冷卻遮蔽構件200，以減少光學器件吸收之輻射。

如上所述，在熱處理過程中基板可能放出副產物。若此種副產物沉積於遮蔽構件200上，尤其在冷卻遮蔽構件200時可發生此狀況，則可將遮蔽構件200以可移除式附接至支撐構件，諸如，第1圖之支撐件106。隨後，可迅速移除或交換遮蔽構件200以進行清潔。

一種使半導體基板退火之方法包括以下步驟：將基板定位於面向退火能量源之基板支撐件上；以及將遮蔽構件設置於基板與能量源之間。中心開口係提供於遮蔽構件中，以允許退火能量穿過至基板。中心開口在基板表面上之投影界定基板表面上之處理區域。提供一視窗以覆蓋開口及處理區域，且該視窗與中心開口之內壁及與視窗相對之基板表面一起界定圍繞處理區域之處理容積。結合第1圖至第2C圖之上述遮蔽構件可用以執行該方法。

淨化氣體流經處理容積，且可藉由施加真空源自處理容積以部分或完全地排出該淨化氣體。可允許沒有自處理容積排出之淨化氣體穿過基板與遮蔽構件之間的空間流出處理容積。可自遮蔽構件中心與遮蔽構件周邊之間之一位置提供第二淨化氣體至基板與遮蔽構件之間的空間），以增強徑向淨化氣流。自中心至周邊外向之徑向淨化氣流避免非所欲氣體自環境侵入處理容積。

在300 mm晶圓之典型退火製程中，可經由連接構件提供淨化氣體，淨化氣體饋入流量介於約10 sLm與約50 sLm之間，諸如，介於約20 sLm與約40 sLm之間，例如，約30 sLm。可配置真空源以抽出一部份淨化氣體流量，該部份淨化氣體流量介於淨化氣體饋入流量之約10%與約110%之間，諸如，介於淨化氣體饋入流速之約40%與約99%之間，例如，淨化氣體饋入流速之約90%。對於每一個開口220，可以約5 sLm與約50 sLm之間的流速將第二淨化氣體提供至周邊開口220，諸如，對於每一個開口介於約10 sLm與約30 sLm之間，例如，對於每一個開口約15 sLm。適於大多數實施例之淨化氣體包括氮氣、氬氣、氦氣、氫氣、其他惰性氣體或稀有氣體及上述氣體的混合物。第一淨化氣體可與第二淨化氣體相同或不同，該第一淨化氣體提供至連接構件，該第二淨化氣體提供至實質平坦構件之周邊開口。

退火能量經導引穿過視窗至基板表面，以使處理區域中之局部基板表面退火。可根據任何需要圖案移動基板，以使基板表面之各部分連續退火。若需要，則可以此連續方式使整個基板表面退火。

本文在各種實施例中所述之遮蔽構件適用於藉由自處理容積排除環境氣體來控制緊鄰於基板處理區域之處理容積之氣圈。應注意，使用此種遮蔽構件之一些實施例可能使用反應性氣圈而非惰性氣圈。在此種實施例中，可經由氣體入口開口230提供反應性氣體混合物（例如，包括氧氣、氨氣、或另一種反應性氣體之氣體混合物）。

可藉由加工兩個所需厚度之平板來製造本文結合第1圖至第2C圖所述之遮蔽構件。可將具有所需直徑之兩個鋁平板鑽穿中心以形成中心開口，諸如第1圖之中心開口116。可藉由於自中心開口所需距離處加工形成圓形或環形溝槽，隨後沿半徑自中心開口壁至環形溝槽加工形成開口226，來形成第二平板206。可藉由加工去除自中心選定半徑外之部分平板厚度來形成第一平板204，該選定半徑小於第二平板206中形成之環形溝槽之半徑。隨後，可翻轉第一平板204，且根據與用於開口226之製程類似之製程，在第一平板204之上表面中形成開口230。根據兩個平板形成之環形空間之深度，在選定位置處，將氣體入口導管236及氣體出口導管244鑽入兩個平板。可於如此形成之兩個平板204及206上為緊固件鑽孔，且鑽穿平板形成開口220。連接構件210可藉由模製塑膠或陶器製成，或由可用磨蝕工具加工形成中心開口、凹槽、氣體導管及緊固件孔之圓碟狀塑膠或陶器構件製成。

若需要，則可在第一平板204及第二平板206中提供其他通道及孔，以容納熱控制流體（諸如，冷卻流體），從而合作界定熱控制流體導管。若需要，則可將任何通道配置結構加工於平板內，以形成冷卻通道，以給予遮蔽構件熱遮蔽性質。此種能力可適用於基板會受到背景加熱之實施例。

本文所述之實施例提供一種用於熱退火設備之遮蔽件，該遮蔽件具有實質平坦構件，該實質平坦構件可由含金屬（諸如，鋁）之材料製造，該實質平坦構件具有中心開口，該中心開口由壁界定，該壁具有氣體入口門及氣體出口門，氣體入口門與形成於構件中之氣體入口導管流體連通，而氣體出口門與形成於構件中之氣體出口導管流體連通。

實質平坦構件可具有第一平板、第二平板及覆蓋中心開口之視窗。視窗可在第一平板處覆蓋中心開口，且氣體入口導管及氣體出口導管可延伸至第一平板之開口。中心開口可具有第一端及第二端以及複數個氣體入口門及複數個氣體出口門，該第一端及第二端一起界定軸，該軸實質垂直於由實質平坦構件界定之平面，該複數個氣體入口門可實質共面，該複數個氣體入口門由第一通道連接，該第一通道形成於第一平板與環形構件之間，該環形構件將視窗附接至第一平板，該複數個氣體出口門亦可實質共面，該複數個氣體出口門由第二通道連接，該第二通道形成於第一平板與第二平板之間，其中第一通道與氣體入口門流體連通而第二通道與氣體出口門流體連通。

氣體入口門可設置於中心開口之圓周附近，且該等氣體入口門可與氣體入口氣室流體連通。氣體出口門可設置於中心開口之圓周附近，且該等氣體出口門可與氣體出口氣室流體連通，氣體出口氣室之圓周可大於氣體入口氣室之圓周。

可將連接構件（例如，緊固件）緊固至實質平坦構件，該連接構件可為聚合物。連接構件可為環形且與中心開口共軸，且視窗可設置於連接構件與實質平坦構件之間。連接構件可具有中心開口，該中心開口與實質平坦構件之中心開口具有實質相同的尺寸。

儘管上文係針對本發明之實施例，但在不脫離本發明之基本範疇之情況下可設計本發明之其他及另外實施例。

100‧‧‧退火設備

102‧‧‧基座

104‧‧‧壁

106‧‧‧支撐板

108‧‧‧退火能量源

110‧‧‧基板支撐件

112‧‧‧遮蔽構件

114‧‧‧托架

116‧‧‧中心開口

118‧‧‧退火能量

120‧‧‧控制器

200‧‧‧遮蔽構件

202‧‧‧實質平坦構件

204‧‧‧第一平板

206‧‧‧第二平板

208‧‧‧緊固件

210‧‧‧連接構件

212‧‧‧中心開口

214‧‧‧視窗

216‧‧‧氣體出口

218‧‧‧氣體入口

220‧‧‧開口

222‧‧‧緊固件

224‧‧‧氣體出口氣室

226‧‧‧開口

228‧‧‧氣體入口氣室

230‧‧‧開口

232‧‧‧分割器

234‧‧‧開口

236‧‧‧氣體入口導管

240‧‧‧基板

242‧‧‧內壁

244‧‧‧氣體出口導管

246‧‧‧凹槽

248‧‧‧基板表面

250‧‧‧內壁

252‧‧‧處理容積

254‧‧‧處理區域

256‧‧‧第一端

258‧‧‧第二端

260‧‧‧下表面

262‧‧‧內壁

264‧‧‧面向基板表面

d‧‧‧距離

因此，可詳細理解本發明之上述特徵結構之方式（即上文簡要概述之本發明之更特定描述），可參照實施例而得到，一些實施例圖示於附加圖式中。然而，應注意到，附加圖式僅圖示本發明之典型實施例，因此不應被視為本發明範圍之限制，因為本發明可允許其他同等有效之實施例。

第1圖為根據一實施例之退火設備之等角視圖。

第2A圖為根據另一實施例之遮蔽構件之透視圖。

第2B圖為第2A圖之遮蔽構件之橫截面圖。

第2C圖為第2A圖之遮蔽構件沿不同剖面線之橫截面圖。

為了促進理解，在可能之情況下，相同元件符號代表諸圖所共有之相同元件。已考量在一個實施例中所揭示之元件可被利用於其他實施例中，而無需特定敍述。

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Claims (20)

1. 一種用於使一半導體基板退火之設備，該設備包含：一遮蔽構件，該遮蔽構件包含：一實質平坦構件，該實質平坦構件具有一上表面、一下表面以及一中心開口，該中心開口由一壁界定，該壁具有：位於該上表面之一第一端；位於該下表面之一第二端；位於該第一端與該第二端之間的一氣體入口門；以及位於該第一端與該第二端之間的一氣體出口門；以及一視窗，該視窗覆蓋該中心開口且耦接至該壁之該第一端。
2. 如請求項1所述之設備，其中，該氣體入口門與形成於該實質平坦構件中之一氣體入口導管流體連通，且該氣體出口門與形成於該實質平坦構件中之一氣體出口導管流體連通。
3. 如請求項1所述之設備，該設備進一步包含一基板支撐件，且該視窗與該基板支撐件之間的一距離對該下表面與該基板支撐件之間的一距離的一比率 介於約10：1與約100：1之間。
4. 如請求項3所述之設備，其中，該比率介於約15：1與約50：1之間。
5. 如請求項1所述之設備，該設備進一步包含一基板支撐件，且該下表面與該基板支撐件之一距離為約3mm。
6. 如請求項1所述之設備，其中，該中心開口之一尺寸為約11mm乘以約31mm。
7. 如請求項1所述之設備，其中，該中心開口被成形為一圓柱孔。
8. 如請求項7所述之設備，其中，該中心開口之一半徑介於約10mm與約100mm之間。
9. 如請求項8所述之設備，其中，該中心開口之一半徑為約25mm。
10. 如請求項1所述之設備，其中，該氣體入口門或該氣體出口門之一形狀選自由矩形、圓形、橢圓形以及多邊形所組成的群組。
11. 如請求項10所述之設備，其中，該氣體入口門或該氣體出口門為矩形。
12. 如請求項11所述之設備，其中矩形的該氣體入口門或該氣體出口門之一尺寸在一角方向上是介於約0.1mm與約5mm之間。
13. 如請求項11所述之設備，其中，矩形的該氣體入口門或該氣體出口門之一尺寸在軸向上是介於約0.5mm與約2mm之間。
14. 如請求項1所述之設備，其中，該氣體入口門與一氣體入口氣室流體連通，該氣體入口氣室設置成環繞該中心開口，且該氣體出口門與一氣體出口氣室流體連通，該氣體出口氣室設置成環繞該中心開口。
15. 如請求項14所述之設備，其中，該氣體入口氣室或該氣體出口氣室為一通道，該通道具有一矩形橫截面。
16. 如請求項15所述之設備，其中，該通道之一寬度介於約0.1mm與約5mm之間。
17. 如請求項14所述之設備，其中，該氣體入口氣室或該氣體出口氣室之一中軸與該中心開口之該壁間隔介於約1mm與約10mm之間。
18. 一種用於一熱退火設備之遮蔽件，該遮蔽件包含：一實質平坦構件，該實質平坦構件具有一上表面、一下表面以及一中心開口，該中心開口由一壁界定，該壁具有：位於該上表面之一第一端； 位於該下表面之一第二端；位於該第一端與該第二端之間的一氣體入口門；以及位於該第一端與該第二端之間的一氣體出口門；一視窗，該視窗覆蓋該中心開口且耦接至該第一端；以及一環形連接構件，該環形連接構件以一共軸關係附接至該實質平坦構件，其中，該視窗設置於該實質平坦構件與該環形連接構件之間。
19. 如請求項18所述之遮蔽件，其中，該連接構件之一厚度介於約50mm與約500mm之間。
20. 如請求項19所述之遮蔽件，其中，該連接構件之一外徑介於約50mm與約150mm之間。