1.本公开内容的方面关于测量用于热处理腔室的边缘环距离的装置、系统及方法。在一个示例中，使用测量的距离来确定边缘环的中心位置偏移。
背景技术：2.在基板的快速热退火期间，支撑边缘的部件遭受热膨胀及收缩，而可造成这些部件的位置的改变。这些部件的位置的改变可造成基板的温度不均匀，而可造成在热处理期间基板上的材料的不均匀。
3.因此，需要一种装置、系统及方法来促进在热处理期间的温度均匀性及材料均匀性，以此方式促进精确度、效率及省时。
技术实现要素：4.本公开内容的方面关于测量用于热处理腔室的边缘环距离的装置、系统及方法。在一个示例中，使用测量的距离来确定边缘环的中心位置偏移。
5.在一个实践方式中，一种热处理腔室装置包括腔室主体，腔室主体包括一个或多个侧壁及处理空间。热处理腔室装置还包括转子，转子设置于腔室主体的处理空间中。热处理腔室装置还包括边缘环，边缘环被支撑在转子上。边缘环包括内部表面及外部表面。热处理腔室装置还包括多个加热灯，多个加热灯定位于边缘环上方及转子上方。热处理腔室装置还包括一个或多个距离传感器，一个或多个距离传感器安装至腔室主体的一个或多个侧壁。各个距离传感器被引导朝向边缘环的外部表面，以测量边缘环的外部表面和相应的距离传感器之间的距离。
6.在一个实践方式中，一种非暂态计算机可读取介质，包括指令，当执行指令时，使热处理腔室系统执行：使用多个加热灯将设置于腔室主体的处理空间中的边缘环上的第一基板加热至第一温度。指令还使热处理腔室系统将第一基板冷却至小于第一温度的第二温度；且测量介于距离传感器和边缘环的外部表面之间的距离。指令还使热处理腔室系统使用距离确定边缘环的中心位置偏移；且使用中心位置偏移确定校正的落下位置(landing position)。指令还使热处理腔室系统指示机器人将第二基板与校正的落下位置对齐。
7.在一个实践方式中，一种非暂态计算机可读取介质，包含指令，当执行指令时，使热处理腔室系统执行：使用多个加热灯将设置于腔室主体的处理空间中的边缘环上的第一基板加热至第一温度。指令还使热处理腔室系统将第一基板冷却至小于第一温度的第二温度；且使用转子旋转边缘环。边缘环支撑在转子上。指令还使热处理腔室系统在边缘环旋转的同时测量介于距离传感器和边缘环的外部表面之间的距离。指令还使热处理腔室系统使用距离确定边缘环的中心位置偏移；且使用中心位置偏移确定校正的落下位置。
附图说明
8.以便可详细理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实践方式来获得以上
简要概述的本公开内容的更特定说明，某些实践方式图示于附图中。然而，应理解附图仅图示本公开内容的共同实践方式，且因此不应视为其范围的限制，因为本公开内容可认可其他均等效果的实践方式。
9.图1a是根据一个实践方式的热处理腔室的部分示意截面图。
10.图1b是根据一个实践方式的图示于图1a中的热处理腔室的放大部分示意截面图。
11.图2图示根据一个实践方式的热处理腔室系统的示意部分俯视图。
12.图3图示根据一个实践方式的热处理腔室系统的示意部分俯视图。
13.图4图示根据一个实践方式的与图1a及图1b中图示的热处理腔室结合使用的机器人装置的示意部分侧视图。
14.图5图示根据一个实践方式的操作热处理腔室的方法的示意图示。
15.图6图示根据一个实践方式的热处理腔室系统的示意部分附视图。
16.图7图示根据一个实践方式的热处理腔室系统的示意部分俯视图。
17.为了促进理解，已尽可能地使用相同的附图标记代表各图中共通的元件。应设想，在一个实践方式中所公开的元件可有益地用于其他实践方式而无须具体说明。
具体实施方式
18.本公开内容的方面关于测量用于热处理腔室的边缘环距离的装置、系统及方法。在一个示例中，使用测量的距离来确定边缘环的中心位置偏移。
19.图1a是根据一个实践方式的热处理腔室100的部分示意截面图。热处理腔室100为快速热处理腔室。热处理腔室100为热处理腔室系统110的一部分。
20.在热处理腔室100中待处理的基板112通过阀(例如，狭缝阀)或进出端口113提供至热处理腔室100的处理空间118中。基板112由环状边缘环114支撑在其周围。边缘环114具有接触基板112的角落的环状倾斜架115。基板112被定向为使得已经形成于基板112的顶部表面上的处理的特征116面向上朝向辐射加热装置124。
21.热处理腔室100包括腔室主体102及设置于腔室主体102之中的处理空间118。腔室主体102包括一个或多个侧壁103。处理空间118在其上侧由透明石英窗120界定。尽管为了示意图示而显示，在基板112上的特征116通常不会突起超过基板112的表面相当大的距离，而是在基板112的表面的平面之内或附近构成图案。
22.热处理腔室100处理基板112，例如通过使用快速热退火，以氧化基板和/或激活植入基板112上的物种(例如，掺杂物)。
23.当基板112在基板传送装置(例如，机器)之间被操纵时，三个升降销122抬起及降低以接合和支撑基板112的底部表面(例如，背侧表面)。本公开内容设想可使用关于图4所述的机器人装置400。机器人的机器人叶片和/或机器人的机器人手臂延伸通过阀或进出端口113，以将基板112提供至热处理腔室100中并提供至边缘环114上。为了在处理空间118中加热基板112，辐射加热装置124定位于窗120上方，以朝向基板112引导辐射能量。在热处理腔室100中，辐射加热装置包括定位于相应的反射管127中的多个加热灯126，这在反射管127在在窗120上方布置为六角形紧密阵列。多个加热灯126包括高强度钨卤素灯。多个加热灯126定位于边缘环114上方。
24.加热灯126的阵列可称为灯头。然而，其他辐射加热装置可替代地提供辐射加热能
量至热处理腔室100。加热灯126涉及电阻加热，以快速提升或增高辐射源的温度，以增强处理空间118及基板112的温度。加热灯126可包括具有环绕灯丝的玻璃或二氧化硅的外壳的白炽灯及钨卤素白炽灯，及包括环绕气体(例如氙气)的玻璃或二氧化硅的外壳的闪光灯。加热灯126可包括电弧灯，其包括环绕气体或蒸气的玻璃、陶瓷或二氧化硅的外壳。这些灯当气体通电时提供辐射热。如本文所提供，灯一词意图包括具有环绕加热源的外壳的灯。灯的“加热源”代表可增加基板的温度的材料或元素，举例而言，可被通电的灯丝或气体。额外地或替代地，设想可利用激光源以提升基板112的温度。
25.如本文所提供，快速热处理(rapid thermal processing,rtp)代表能够在每秒约10摄氏度及更高的速率下均匀加热基板的处理，例如在每秒约10度至每秒约250度的速率下。在rtp腔室中降温(冷却)速率在每秒约80摄氏度至每秒约150摄氏度的范围中。本公开内容的方面也可应用至快速退火(flash annealing)，例如在低于5秒退火基板，例如小于1秒，或在数个毫秒内。
26.强化加热效率的被动方式包括平行且在比基板112更大的面积上延伸且面向基板112的底部表面的反射器128。反射器128有效地将从基板112发射的热辐射反射回到基板112。介于基板112和反射器128之间的间隔可在约3mm至约9mm的范围之中，且腔体的宽度对厚度的深宽比大于约20mm。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，包括有反射器板以增强基板112的表观发射率。可具有金涂层或多层介电干涉镜的反射器128在基板112的背面有效形成黑体腔体，其用于将热量从基板112的较热部分分配至较冷部分。黑体腔体填充有对应于基板112的温度的辐射分布(通常以普朗克分布来描述)，同时来自加热灯126的辐射具有对应于与加热灯126相关联的更高温度的分布。
27.腔室主体102包括上部壁121及下部壁153。反射器128设置于形成于下部壁153中的水冷底座上，其以例如金属的材料制成，选择该材料是因为其能够从基板112消散多余的辐射，例如在冷却期间。上部壁121包括石英窗120且下部壁153实质上平行于上部壁121。下部壁153可以显著非透明的材料制成，例如金属。
28.边缘环114设置于且支撑于支撑圆柱131上，且在边缘环114的热膨胀及/或收缩的情况下相对于支撑圆柱131及转子是可移动的。边缘环114也可使用支撑圆柱131及转子130而被移动。支撑圆柱131可包括隔热材料。支撑圆柱131支撑于转子130上，且耦接至转子130或形成作为转子130的一部分。转子130及支撑圆柱131是可旋转的。转子130为圆柱形的。转子130机械悬浮于腔室主体102中。转子130机械耦接至定位于腔室主体102的一个或多个侧壁103的外部的驱动环132。重力及从边缘环114的下部表面166(显示于图1b中)向下延伸的下部肩部促进将边缘环114保持在支撑圆柱131及转子130上。
29.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，驱动环132为可旋转凸缘，且机械耦接至转子130，使得转子130随着驱动环132的旋转而旋转。在此实施方式中，马达旋转驱动环132以旋转转子130。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，驱动环132相对于腔室主体102是固定的，且包括电线圈，当电线圈通电时，产生磁力以磁性旋转和/或悬浮转子130。当转子130旋转时，边缘环114及支撑在边缘环114上的基板112围绕基板112的中心轴134旋转。在所显示的实践方式中，中心轴134与边缘环114的中心轴对齐。
30.加热灯126可划分成围绕中心轴134以大致环状形式布置的加热区。控制电路改变传输至不同分区中的加热灯126的电压，由此调整辐射能量的辐射分布。一个或多个高温计
140通过一个或多个光学光管142耦合，一个或多个光学光管142被定位成通过在反射器128中的孔洞而面向基板112的底部表面。一个或多个高温计140测量横跨静止或旋转基板112的半径的温度。光管142可为各种结构的形式，包括蓝宝石、金属及二氧化硅纤维。高温计140设置于边缘环114下方，且边缘环114设置于高温计140及多个加热灯126之间。
31.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，反射涂层150的膜可设置于窗120的面向加热灯126的一侧上。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，反射涂层151设置于窗120的面向基板112的一侧上。在图1中所显示的实践方式中，反射涂层150及151设置于窗120的两侧上。反射涂层150及151促进阻挡在高温计带宽中的辐射传播通过反射涂层150及151，以促进高温计140的精确测量。
32.热处理腔室系统110包括固定至介于上部壁121及下部壁153之间的一个或多个侧壁103的一个或多个距离传感器160。一个或多个距离传感器160被水平地引导(例如，径向向内)朝向边缘环114。
33.图1b是根据一个实践方式的图1a中图示的热处理腔室100的放大部分示意截面图。边缘环114包括内部表面161、形成于内部表面161中的凹陷的内部表面165、面向一个或多个侧壁103的外部表面162、上部表面163、形成于上部表面163中的凹陷的上部表面164及下部表面166。固定至一个或多个侧壁103的一个或多个距离传感器160引导朝向边缘环114的外部表面162，以测量外部表面162和相应的距离传感器160之间的距离d1。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，距离d1为水平距离。各个距离传感器160包括信号发射器168、信号接收器169。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，各个距离传感器160包括板载控制器170，例如板载处理器。信号发射器168被引导而以信号速度朝向边缘环114的外部表面162发射一个或多个信号171。信号接收器169被配置为识别且接收从外部表面162反射离开且朝向相应的距离传感器160返回的一个或多个信号171，以作为一个或多个反射信号。板载控制器170使用反射信号、操作时间及信号速度确定距离d1。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，距离传感器160包括激光距离传感器，其中信号发射器168为激光发射器，且信号接收器169为激光接收器，例如光学透镜。在此实施方式中，信号171包括激光。在可与其他示例结合的一个示例中，激光包括具有0.5mm或更大的光束直径(例如1.0mm或更大)的光束。在可与其他示例结合的一个示例中，激光包括可见光。在可与其他示例结合的一个示例中，激光包括在400nm至700nm的范围之中的波长，例如在640nm至670nm的范围之中。
34.一个或多个侧壁103包括一个或多个窗部分167(例如，一个或多个查看端口)。一个或多个距离传感器160安装在一个或多个侧壁103的窗部分167附近。一个或多个距离传感器160发射信号171通过相应的侧壁103的相信的窗部分167。窗部分137相对于信号171是透明的，使得信号171传播通过窗部分167。窗部分167可包括石英。本公开内容设想相应的窗部分167可形成相应的侧壁103的一部分或全部。一个或多个侧壁103的各者包括内部表面172及外部表面173。一个或多个距离传感器160安装至相应的侧壁103的外部表面173。
35.参照图1a，热处理腔室系统110包括控制器180，以在热处理期间控制热处理腔室100的多个方面。控制器180包括处理器181，例如中央处理单元(cpu)，存储器182，及用于处理器181的支援电路183。控制器180可以是可在工业设定中使用来控制各种腔室部件及子处理器的任何形式的通用计算机的一者。存储器182储存软件(源或目标代码)，例如计算机
程序，其可被执行或调用，从而以本文所述的方式控制热处理腔室100的整体操作。控制器180操纵在热处理腔室100中可控制部件的相应操作。举例而言，控制器180与高温计140、一个或多个距离传感器160、多个加热灯126、驱动环132(或驱动驱动环132的马达)及升降销122通信，并控制上述部件的操作。控制器180与机器人通信且控制机器人，该机器人用以延伸通过阀门或进出端口113，以传送基板112进出处理空间118。
36.控制器180可接收高温计140的输出，且因此控制供应至加热灯126的不同环的电压，由此在热处理期间动态控制辐射加热密度及图案。高温计可通过进一步包括发射计或反射计而被改进，以在相关波长范围中光学探测基板112以测量基板112的面向高温计的部分的发射率或反射率，且控制控制器180之中的算法，以包括测量的发射率。
37.控制器180包括非暂态计算机可读取介质(例如存储器182)，包括指令(例如软件)，当指令被执行时(例如通过处理器181)，使得本文所述的一个或多个操作被执行。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，当控制器180的非暂态计算机可读取介质的指令被执行时，使得方法500的一个或多个操作被执行。在可与其他示例结合的一个示例中，指令使得与热处理腔室100及方面及其部件有关的一个或多个操作501、503、505、507、509、511、513、515和/或517被执行。
38.图2图示根据一个实践方式的热处理腔室系统200的示意部分俯视图。热处理腔室系统200可包括以上所述的热处理腔室系统110的一个或多个方面、特征、部件和/或特性。热处理腔室系统200包括围绕边缘环114安装的多个距离传感器160(显示了两个)。距离传感器160相对于边缘环114安装于多个角度位置处。距离传感器160以大约90度角度分开地设置。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，多个距离传感器160相对于边缘环114以至少45度角度分开地设置。在图2中所显示的实践方式中，边缘环114可以或无须相对于距离传感器160旋转。多个距离传感器160朝向边缘环114的外部表面162。距离传感器160同时分别测量边缘环114的外部表面162和位于对应于距离传感器160的多个角度位置的边缘环114的多个角度位置201、202处的相应距离传感器160之间的第一距离d1及第二距离d2。
39.由距离传感器160测量的第一距离d1及第二距离d2用以确定在边缘环114的中心部分210中的中心位置偏移。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，测量的第一距离d1的差异及测量的第二距离d2的差异用以确定中心位置偏移。在可与其他示例结合的一个示例中，测量的第一距离d1及测量的第二距离d2的相位差用以确定中心位置偏移。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，第一距离d1及第二距离d2是在边缘环114的一个或多个完整旋转期间测量的，且对第一距离d1及第二距离d2的各者测量多个距离值。确定中心位置偏移包括对边缘环114的一个或多个完整旋转期间的第一距离d1及第二距离d2的各者的多个距离值取平均。
40.图3图示根据一个实践方式的热处理腔室系统300的示意部分俯视图。热处理腔室系统300可包括以上所述的热处理腔室系统110的一个或多个方面、特征、部件和/或特性。热处理腔室系统300包括安装至相应侧壁103且引导朝向边缘环114的外部表面162的单一距离传感器160。边缘环114及基板112使用转子130沿旋转方向rd1旋转。在边缘环114及基板112旋转的同时，单一距离传感器160发射信号171且测量距离d1。在可与其他示例结合的一个示例中，单一距离传感器160沿着边缘环114的多个角度位置301a-301h测量距离d1，例如横跨边缘环114的至少180度的旋转，举例而言，边缘环114的至少360度的旋转。使用单一
距离传感器160沿着多个角度位置301a-301h测量距离d1得到了对应于角度位置301a-301h的多个距离值。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，单一距离传感器160沿着边缘环114的外部表面162的整个圆周测量多个距离值。
41.由单一距离传感器160测量的距离值用以确定边缘环114的中心位置310的中心位置偏移。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，横跨旋转的角度测量多个距离值导致测量距离值的振荡。使用振荡的最大振幅及相对于旋转角度的振荡相位确定中心位置偏移。
42.图4图示根据一个实施方式的在与图1a及图1b中图示的热处理腔室100结合使用的机器人装置400的示意部分侧视图。机器人装置400包括机器人叶片401及耦接至机器人叶片401的机器人手臂402，第二基板412支撑在机器人叶片401上且使用机器人叶片401传输。机器人叶片401及机器人手臂402延伸通过阀或进出端口113，以将第二基板412传送至处理空间118中。机器人装置400被指示以将第二基板412与使用边缘环114的中心位置的中心位置偏移所确定的校正的落下位置410水平地对齐。使用在基板112的处理期间由一个或多个距离传感器160测量的一个或多个距离来确定边缘环114的中心位置偏移。第二基板412包括顶部表面413及底部表面414。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，机器人装置400被指示以将底部表面414的中心415与校正的落下位置410水平对齐。
43.在将第二基板412与校正的落下位置410对齐之后，升降销122抬升以抬起第二基板412离开机器人叶片401。机器人叶片401包括一个或多个开口，且升降销122移动通过开口以接合底部表面414且抬起第二基板412。机器人叶片401及机器人手臂402从第二基板412的下方移动离开，通过阀或进出端口113(显示于图1中)，且离开处理空间118(显示于图1中)。在第二基板412被支撑于升降销122上且在抬升的位置中的同时，第二基板412使用加热灯126被预加热，且使其热稳定。在预加热期间，第二基板412的中心415与用于边缘环114的校正的落下位置410对齐。升降销122降低以将第二基板412落下在边缘环114的凹陷的上部表面164上。凹陷的上部表面164可包括关于图1a所述的环状倾斜架115。在第二基板在降低的位置中被支撑于边缘环114上的同时，第二基板412使用加热灯126退火。在退火期间，第二基板412的中心415与边缘环114的校正的落下位置410对齐。
44.图5图示根据一个实践方式的操作热处理腔室的方法500的示意部分视图。本公开内容设想方法的一个或多个方面、特征、部件和/或特性可与以上关于图1a、图1b、图2、图3及图4图所述的热处理腔室系统110、热处理腔室100、热处理腔室系统200、热处理腔室系统300和/或机器装置400的一个或多个方面、特征、部件和/或特性组合和/或结合使用。
45.在操作501处，方法包括加热在腔室主体中设置于边缘环上的第一基板。第一基板支撑于边缘环上。边缘环及第一基板设置于腔室主体的处理空间中。使用多个加热灯加热第一基板至第一温度。在操作501处的加热包括将第一基板加热至第一温度。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，将第一基板加热至第一温度包括将第一基板退火至尖峰退火温度。在一个示例中，尖峰退火温度大于900摄氏度，例如在1000摄氏度至1100摄氏度的范围之中。在操作501处的加热包括在将第一基板退火至尖峰退火温度之前将第一基板预加热至预加热温度，且将第一基板热稳定至稳定温度。在一个示例中，预加热温度在180摄氏度至220摄氏度的范围之中，例如200摄氏度。在一个示例中，稳定温度在480摄氏度至520摄氏度的范围之中，例如500摄氏度。在一个示例中，在预加热及稳定期间，将第一基板在升
降销上被抬升到边缘环上方，且在将第一基板加热至第一温度期间将第一基板降低至边缘环上以支撑于边缘环上。第一基板使用机器人装载至腔室主体中且装载至升降销上。
46.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，以每秒10摄氏度或更大的加热率将第一基板加热至第一温度，例如每秒50摄氏度或每秒75摄氏度。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在每秒10摄氏度至每秒250摄氏度的范围之中的加热率下将第一基板加热至第一温度。
47.在操作503处，将第一基板冷却至小于第一温度的第二温度。第二温度经选择以促进使用机器人从热处理腔室的腔室主体的处理空间移除第一基板。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，第二温度在380摄氏度至420摄氏度的范围之中，例如400摄氏度。
48.在可选操作505中，使用转子旋转边缘环，且边缘环支撑于转子上。在加热基板至第一温度(操作501处)和/或冷却基板至第二温度(操作505处)的一者或多者期间，边缘环及在边缘环上的第一基板被旋转。
49.在操作507处，使用机器人从处理空间且从热处理腔室的腔室主体移除第一基板。移除包括抬升升降销以抬升第一基板离开边缘环，将移动在第一基板下方的机器人叶片的机器人叶片，降低升降销以将第一基板落下在机器人叶片上，且移动机器人叶片离开处理空间且离开热处理腔室的腔室主体。本公开内容设想在从处理空间移除第一基板之后和/或在移除第一基板期间可测量距离(操作509处)及可确定中心位置偏移(操作511处)。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在第一基板抬升离开边缘环时旋转边缘环，且在移除第一基板期间在旋转边缘环的同时测量距离。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在从处理空间移除第一基板时旋转边缘环，且在移除第一基板之后在旋转边缘环的同时测量距离。
50.在操作509处，测量一个或多个距离传感器和边缘环的外部表面之间的距离。一个或多个距离传感器用以测量距离。一个或多个距离传感器可在操作501处的加热之前或之后、在操作501处的加热期间、在操作503的冷却之前或之后、和/或在操作503处的冷却期间测量距离。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，一个或多个距离传感器在将第一基板加热至第一温度(操作501处)及将第一基板冷却至第二温度(操作503处)之后测量距离。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在操作501处的加热之后、在操作503处的冷却之后、且在关于操作507处所述的移除第一基板之后或期间测量距离。
51.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在使用机器人将第二基板装载至腔室主体中之前测量距离。
52.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在边缘环的旋转(操作505处)期间，一个或多个距离传感器测量距离。在可与其他示例结合的一个示例中，一个或多个距离传感器沿着边缘环的多个角度位置测量距离，例如横跨边缘环的旋转的至少180度，例如边缘环的旋转的至少360度。在可与其他示例结合的一个示例中，在边缘环旋转的同时使用单一距离传感器测量距离，且单一距离传感器沿着边缘环的旋转的至少180度(例如边缘环的旋转的至少360度)测量距离。
53.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在操作501处的加热之后、操作503处的冷却之后、且如关于操作515所述的随着机器进入热处理腔室以将第二基板落下在边缘环来测量距离。在此实施方式中，在操作507处移除第一基板之后测量距离。在此实施方
式中，在从机器人叶片传送第二基板至升降销之前且在升降销将第二基板落下在边缘环上之前，在第二基板支撑在机器人叶片上的同时测量距离。若边缘环无法在水平方向上平移地移动，则这些实施方式的方面促进第二基板相对于边缘环的精确放置。
54.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在从机器叶片传送第二基板至升降销之后和/或在降低升降销以将第二基板落下在边缘环上的同时测量距离。在此实施方式中，在第二基板支撑在升降销上的同时且在第二基板落下在边缘环上之前测量距离。
55.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，一个或多个距离传感器包括围绕边缘环设置于相对于边缘环的多个角度位置处的多个距离传感器。多个距离传感器同时测量边缘环的外部表面和位于对应于距离传感器的多个角度位置的边缘环的多个角度位置处的相应距离传感器之间的距离。
56.使用一个或多个距离传感器沿着多个角度位置测量距离产生对应于角度位置的多个距离值。
57.在操作509处使用一个或多个距离传感器的各个距离传感器测量距离包括从相应的距离传感器并朝向边缘环的外部表面发射一个或多个信号。使用各个距离传感器的测量包括在相应的距离传感器处接收从边缘环的外部表面反射离开的一个或多个反射信号，且使用一个或多个反射信号确定边缘环的外部表面和相应的距离传感器之间的距离。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，使用信号速度及操作时间来确定距离。在可与其他示例结合的一个示例中，信号速度是一个或多个信号发射的速度，且操作时间时一个或多个发射信号到达外部表面、从外部表面反射离开且在相应的距离传感器处接收所占用的测量的时间。在可与其他示例结合的一个示例中，操作时间是从相应的距离传感器发射一个或多个信号和在相应的距离传感器处接收一个或多个反射信号之间所流逝的时间。
58.在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，一个或多个距离传感器的各者包括激光发射器，且由各个相应的距离传感器发射的一个或多个信号包括由激光发射器发射的激光。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，一个或多个反射信号包括反射激光，且信号速度为激光速度。
59.使用信号速度及操作时间，计算且测量介于相应的距离传感器和边缘环的外部表面之间的距离。本公开内容设想可由板载在各个相应的距离传感器上的控制器和/或处理器计算距离，且可由与相应的距离传感器通信的控制器和/或处理器计算距离。
60.在操作511处，介于相应的距离传感器和边缘环的外部表面之间的距离用以确定边缘环的中心位置偏移。中心位置偏移有关于在水平平面中边缘环的几何中心的偏移。使用与一个或多个距离传感器通信的控制器确定中心位置偏移。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，边缘环的中心位置偏移包括沿着x轴的第一水平偏移，及沿着y轴的第二水平偏移。x轴及y轴沿着延伸通过边缘环的水平平面延伸。同样在操作511处，使用所确定的中心位置偏移来确定用于机器人的校正的落下位置。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，用于机器人的校正的落下位置包括沿着x轴的第一水平校正的位置，及沿着y轴的第二水平校正的位置。
61.在操作513处，指示机器将第二基板与在操作511处确定的校正的落下位置对齐。可使用与确定边缘环的中心位置偏移和/或用于机器人的校正的落下位置相同的控制器来指示机器人。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，第二基板的底部表面的中心相
对于校正的落下位置被对齐在0.1mm或更少的偏移量之中。在此实施方式中，第二基板的底部表面的中心被对齐在与校正的落下位置相距0.1mm或更少的距离处。机器人将第二基板与校正的落下位置对齐。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，机器人将第二基板与校正的落下位置对齐，且在第二基板与校正的落下位置对齐的同时，抬升升降销以抬升第二基板离开机器人的机器人叶片。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在操作513处，为机器人指定对应于在操作511处确定的校正的落下位置的落下地点。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，在操作513处，预先选择用于机器人的落下地点，且在操作511处确定的校正的落下位置用以将落下地点校正至对应于校正的落下位置的校正的落下地点。
62.本公开内容设想，在操作513处，在边缘环在一个或多个水平方向是可平移移动的实施方式中，可指示机器人和/或边缘移动或将第二基板与校正的落下位置对齐。在可与其他实施方式结合的一个实施方式中，边缘环在一个或多个水平方向上可平移移动，且使用其上支撑边缘环的支撑圆柱及转子在一个或多个垂直方向上可平移移动。转子被磁性悬浮且被磁性移动。
63.在操作515处，第二基板落下在边缘环上。第二基板支撑在升降销上，同时与校正的落下位置对齐，且升降销降低直到第二基板的底部表面接合边缘环，以将第二基板落下在边缘环上。第二基板支撑在边缘环上，且与校正的落下位置对齐。
64.在操作517处，将第二基板加热至第一温度，例如退火至尖峰退火温度。在操作517处，在加热第二基板的同时，将第二基板与边缘环的校正的落下位置对齐。在操作517处的加热包括关于操作501处第一基板的加热所述的方面、特征、部件及/或特性的一者或多者。
65.图6示出根据一个实践方式的热处理腔室系统600的示意部分俯视图。两个距离传感器611、612以90度角度围绕边缘环614间隔设置。显示了用于边缘环614的预定位置615。在热处理之后，边缘环614从预定位置615偏移至偏移的位置616。用于边缘环614的预定位置对应于用以支撑且旋转边缘环614的转子(例如转子130)的几何中心。在基板的退火期间，边缘环614相对于转子移动，且边缘环614的中心位置从预定位置615偏移至偏移的位置616。
66.第一距离传感器611沿着x轴对齐，且在边缘环已偏移至偏移的位置616之后，测量在第一距离传感器611和边缘环614的外部表面之间的第一水平距离hd1。沿着x轴的第一水平偏移hs1通过从第一水平距离hd1减去预定的第一水平距离ph1而确定。预定的第一水平距离ph1为当边缘环在预定位置615中的同时，第一距离传感器611及边缘环614的外部表面之间所测量的水平距离。
67.第二距离传感器612沿着y轴对齐，且在边缘环已偏移至偏移的位置616之后，测量在第二距离传感器612和边缘环614的外部表面之间的第二水平距离hd2。沿着y轴的第二水平偏移hs2通过从预定的第二水平距离ph2减去第二水平距离hd2而确定。预定的第二水平距离ph2为当边缘环614在预定位置615中的同时，第二距离传感器612及边缘环614的外部表面之间所测量的水平距离。
68.使用第一水平偏移hs1及第二水平偏移hs2来确定有关于边缘环614的中心位置偏移的用于机器人的校正的落下位置。通过将第一水平偏移hs1加到当边缘环614在预定位置615中时所使用的沿着x轴的机器人的第一预定落下位置pl1来确定沿着x轴的第一水平校
正的位置。通过将第二水平偏移hs2加到当边缘环614在预定位置615中时所使用的沿着y轴的机器人的第二预定落下位置pl2来确定沿着y轴的第二水平校正的位置。机器人用以将后续处理的基板的落下位置调整至包括第一水平校正的位置及第二水平校正的位置的校正的落下位置。
69.图7图示根据一个实践方式的热处理腔室系统700的示意部分俯视图。热处理腔室系统700类似于图6中图示的热处理腔室系统600，且包括其一个或多个方面。四个距离传感器611、612及711、712以90度的角度围绕边缘环614间隔设置。在热处理之后，边缘环614从预定位置615偏移至偏移的位置616。
70.第三距离传感器711沿着x轴对齐，且在边缘环已偏移至偏移的位置616之后，测量在第三距离传感器711和边缘环614的外部表面之间的第三水平距离hd3。沿着x轴的第三水平偏移hs3通过从第三水平距离hd3减去预定的第三水平距离ph3而确定。预定的第三水平距离ph3为当边缘环在预定位置615中的同时，第三距离传感器711和边缘环614的外部表面之间所测量的水平距离。
71.第四距离传感器712沿着y轴对齐，且在边缘环614已偏移至偏移的位置616之后，测量在第四距离传感器712和边缘环614的外部表面之间的第四水平距离hd4。沿着y轴的第四水平偏移hs4通过从预定的第二水平距离ph4减去第四水平距离hd4而确定。预定的第四水平距离ph4为当边缘环614在预定位置615中的同时，第四距离传感器712和边缘环614的外部表面之间所测量的水平距离。
72.确定有关于边缘环614的中心位置偏移的用于机器人的校正的落下位置。校正的落下位置可使用第一水平偏移hs1、第二水平偏移hs2、第三水平偏移hs3及第四水平偏移hs4来确定。
73.通过将第一水平校正c1加到当边缘环614在预定位置615中时所使用的沿着x轴的机器的第一预定落下位置pl1来确定沿着x轴的第一水平校正的位置。沿着x轴的第一水平校正c1使用以下显示的等式1来确定：
74.c1＝0.5
×
((ph3
–
hd3)
–
(ph1
–
hd1))(等式1)
75.沿着y轴的第二水平校正的位置通过将第二水平校正c2加到当边缘环614在预定位置615中时所使用的沿着y轴的机器的第二预定落下位置pl2来确定。沿着y轴的第二水平校正c2使用以下显示的等式2来确定：
76.c2＝0.5
×
((ph2
–
hd2)
–
(ph4
–
hd4))(等式2)
77.机器人用以将后续处理的基板的落下位置调整至包括第一水平校正的位置及第二水平校正的位置的校正的落下位置。
78.测量介于边缘环114的外部表面162和一个或多个距离传感器160之间的距离有助于简单、快速、精确且有效地确定由热膨胀和/或热收缩导致的边缘环114的中心位置的偏移。考虑到边缘环114的中心位置的改变，且在热处理期间将基板与改变的中心位置对齐有助于沿着基板(例如基板的边缘附近)的温度均匀性。温度均匀性有助于特征均匀性，以有助于增加的产量、降低的成本及增加的操作效率。
79.本公开内容设想测量边缘环114的中心位置的改变，且更有效、精确且快速地使用校正的落下位置将基板与边缘环114的改变的中心位置对齐，这相较于仅改变其他操作参数和/或仅测量其他操作参数的实践方式提升了均匀性。
80.本文所公开的方面也有助于精确且简单地考虑0.1mm的边缘环114中心位置的偏移是更小的。作为一个示例，使用单一距离传感器160及边缘环114的旋转有助于利用易于实施及使用的测量系统的精确测量。测量也可是实时的，且可实时进行基板落下调整，有助于快速测量且减少进行调整的停机时间。
81.测量安装于侧壁上的距离传感器160和边缘环114的外部表面162之间的距离也减少或消除来自加热灯126的加热光与由距离传感器160发射的信号171的干扰，有助于精确和有效的测量。本文所公开的方面也有助于系统应用的模块化。作为一个示例，本文所公开的方面可用以考虑其中边缘无法在垂直方向和/或水平方向上平移移动的系统中边缘环的中心位置的改变。
82.本公开内容的益处包括在系统的应用中使用模块化；实时地有效、快速且精确的测量边缘环的中心位置的改变；精确测量边缘环的中心位置的0.1mm或更少的改变；实时地有效、快速且精确地使基板适应于边缘环的中心位置的改变；基板的温度均匀性；基板的特征均匀性；增加的产量；增交的效率；及减少的停机时间。
83.本公开内容的方面包括引导朝向外部表面162的一个或多个距离传感器160；使用距离测量确定边缘环114的中心位置偏移；使用中心位置偏移确定用于边缘环114的校正的落下位置；指示机器以将基板与校正的落下位置用于边缘环114对齐；热处理腔室100；控制器180；热处理腔室系统110；热处理腔室系统200；热处理腔室系统300；机器人装置400，及方法500。应设想本文所公开的一个或多个方面可被组合。再者，应设想本文所公开的一个或多个方面可包括某些或所有以上提及的益处。
84.尽管上文涉及本公开内容的实施方式，但可在不背离本公开内容的基本范围的情况下设计本公开内容的其他及进一步实施方式。本公开内容也设想本文所述的实施方式的一个或多个方面可替代所描述的其他方面的一个或多个。本公开内容的范围由随附的权利要求书来确定。
技术特征：1.一种热处理腔室装置，包含：腔室主体，包含一个或多个侧壁及处理空间；转子，设置于所述腔室主体的所述处理空间中；边缘环，支撑在所述转子上，所述边缘环包含内部表面及外部表面；多个加热灯，定位于所述边缘环上方及所述转子上方；及一个或多个距离传感器，安装至所述腔室主体的所述一个或多个侧壁，各个距离传感器被引导朝向所述边缘环的所述外部表面，以测量所述边缘环的所述外部表面和相应的所述距离传感器之间的距离。2.根据权利要求1所述的热处理腔室装置，进一步包含驱动环，设置于所述转子的外侧，所述驱动环磁性耦合至所述转子，以旋转所述转子。3.根据权利要求1所述的热处理腔室装置，其中所述一个或多个侧壁包含一个或多个窗部分，且各个侧壁包含内表面及外表面，且所述一个或多个距离传感器的各个距离传感器安装至相应的所述侧壁的所述外表面且邻接相应的所述窗部分。4.根据权利要求1所述的热处理腔室装置，进一步包含一个或多个高温计，布置于所述边缘环下方，所述边缘环布置于所述一个或多个高温计及所述多个加热灯之间。5.根据权利要求1所述的热处理腔室装置，其中：所述一个或多个距离传感器的各个距离传感器包含激光发射器，所述激光发射器引导以朝向所述边缘环的所述外部表面发射激光；及各个距离传感器被引导朝向所述边缘环的所述外部表面，以接收从所述边缘环的所述外部表面反射的反射激光，且使用所述反射激光来确定所述边缘环的所述外部表面和相应的所述距离传感器之间的所述距离。6.根据权利要求1所述的热处理腔室装置，进一步包含非暂态计算机可读取介质，所述介质包含指令，当所述指令被执行时使得：所述多个加热灯加热布置于所述处理空间中的第一基板；所述一个或多个距离传感器测量所述边缘环的所述外部表面和相应的所述距离传感器之间的所述距离；使用所述距离确定所述边缘环的中心位置偏移；使用所述中心位置偏移确定校正的落下位置；及机器人将第二基板与所述校正的落下位置对齐。7.根据权利要求6所述的热处理腔室装置，其中所述中心位置偏移包含沿着x轴的第一水平偏移，及沿着y轴的第二水平偏移。8.根据权利要求6所述的热处理腔室装置，其中当所述指令当执行时，使所述转子旋转所述边缘环，同时所述一个或多个距离传感器沿着所述边缘环的多个角度位置测量所述距离。9.一种非暂态计算机可读取介质，包含指令，当执行所述指令时，使热处理腔室系统执行：使用多个加热灯将设置于腔室主体的处理空间中的边缘环上的第一基板加热至第一温度；将所述第一基板冷却至小于所述第一温度的第二温度；
测量介于距离传感器和所述边缘环的外部表面之间的距离；使用所述距离确定所述边缘环的中心位置偏移；使用所述中心位置偏移确定校正的落下位置；及指示机器人将第二基板与所述校正的落下位置对齐。10.根据权利要求9所述的非暂态计算机可处理介质，其中指示所述机器人以将所述第二基板的底部表面的中心与所述校正的落下位置对齐，且所述第二基板的所述底部表面的所述中心相对于所述校正的落下位置在0.1mm或更少的偏移量内对齐。11.根据权利要求10所述的非暂态计算机可处理介质，进一步包含当被执行时使所述热处理腔室系统将所述第二基板落下到所述边缘环上的指令。12.根据权利要求9所述的非暂态计算机可处理介质，其中使用所述距离而确定的所述中心位置偏移包含沿着x轴的第一水平偏移，及沿着y轴的第二水平偏移。13.根据权利要求9所述的非暂态计算机可处理介质，其中测量所述距离传感器和所述边缘环的所述外部表面之间的所述距离的操作包含：从所述距离传感器的激光发射器朝向所述边缘环的所述外部表面发射激光；接收从所述边缘环的所述外部表面反射的反射激光；及使用所述反射激光来确定所述边缘环的所述外部表面和所述距离传感器之间的所述距离14.根据权利要求9所述的非暂态计算机可处理介质，进一步包含当执行时使转子旋转所述边缘环，同时所述距离传感器沿着所述边缘环的多个角度位置测量所述距离的指令。15.一种非暂态计算机可读取介质，包含指令，当执行所述指令时，使热处理腔室系统执行：使用多个加热灯，将设置于腔室主体的处理空间中的边缘环上的第一基板加热至第一温度；将所述第一基板冷却至小于所述第一温度的第二温度；使用转子旋转所述边缘环，所述边缘环支撑在所述转子上；在所述边缘环旋转的同时测量介于距离传感器和所述边缘环的外部表面之间的距离；使用所述距离确定所述边缘环的中心位置偏移；及使用所述中心位置偏移确定校正的落下位置。16.根据权利要求15所述的非暂态计算机可处理介质，进一步包含当执行时使机器人将第二基板的底部表面的中心与所述校正的落下位置对齐的指令，且所述第二基板的所述底部表面的所述中心相对于所述校正的落下位置在0.1mm或更少的偏移量内对齐。17.根据权利要求16所述的非暂态计算机可处理介质，进一步包含当执行时使所述热处理腔室系统将所述第二基板落下到所述边缘环上的指令。18.根据权利要求15所述的非暂态计算机可处理介质，其中使用所述距离而确定的所述中心位置偏移包含沿着x轴的第一水平偏移，及沿着y轴的第二水平偏移。19.根据权利要求15所述的非暂态计算机可处理介质，其中测量所述距离传感器和所述边缘环的所述外部表面之间的所述距离的操作包含：从所述距离传感器的激光发射器朝向所述边缘环的所述外部表面发射激光；接收从所述边缘环的所述外部表面反射的反射激光；及
使用所述反射激光来确定所述边缘环的所述外部表面和所述距离传感器之间的所述距离20.根据权利要求15所述的非暂态计算机可处理介质，其中在所述距离传感器和所述边缘环的所述外部表面之间的所述距离是在所述边缘环的多个角度位置处测量的，同时使用所述转子旋转所述边缘环。
技术总结本公开内容的方面关于测量用于热处理腔室的边缘环距离的装置、系统及方法。在一个示例中，使用测量的距离来确定边缘环的中心位置偏移。偏移。偏移。
技术研发人员：欧雷
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：2021.02.25
技术公布日：2022/11/1
