DE102014101716A1 - Prozessieranordnung und Lichtleiteranordnung - Google Patents

Prozessieranordnung und Lichtleiteranordnung Download PDF

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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung (100) Folgendes aufweisen: eine Prozesskammer (102) zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich der Prozesskammer (102), eine Befestigungsvorrichtung (104) zum Befestigen mindestens einer Blitzlampe (106) zum Belichten eines Substrats in dem Prozessierbereich, mehrere innerhalb des Prozessierbereichs angeordnete Lichtleiterstrukturen (110) zum Empfangen von mittels der mindestens einen Blitzlampe erzeugtem Licht und zum Weiterleiten des empfangenen Lichts an eine Lichtsensoranordnung (112), wobei sich die Lichtleiterstrukturen durch mindestens eine Kammerwand der Prozesskammer (102) hindurch erstrecken und nach außerhalb der Prozesskammer (102) geführt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Prozessieranordnung und eine Lichtleiteranordnung.
  • Im Allgemeinen können Substrate oder Träger, wie beispielsweise Wafer, Folien, Glassubstrate, Bandsubstrate, Metallbänder oder Werkstücke einer Temperaturbehandlung oder einer Lichtbehandlung unterzogen werden. Mittels Belichtens können die behandelten Substrate oder Träger beispielsweise ausschließlich erwärmt werden, oder die chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften der behandelten Substrate oder Träger können verändert werden. Mittels Blitzlampen können beispielsweise derart hohe Strahlungsleistungen erzeugt werden, dass diese in RTP-Anlagen (engl. rapid thermal processing, RTP) zum Behandeln von Substraten oder Trägern mittels Licht eingesetzt werden können. Ferner kann mittels Blitzlampen eine UV-Behandlung (z.B. Strahlenhärtung oder UV-Härtung) durchgeführt werden.
  • Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Prozessieranordnung bereitzustellen, mittels derer das Belichtungsfeld einer oder mehrerer Blitzlampen in einer Prozesskammer oder Prozessier-Anlage ausgemessen werden kann, z.B. kann die räumliche Verteilung der Strahlungsleistung des emittierten Lichts (der elektromagnetischen Strahlung) ermittelt werden. Anschaulich wurde beispielsweise erkannt, dass mittels herkömmlicher elektronischer Sensoren oder optoelektronischer Bauelemente das Charakterisieren des Belichtungsfelds in einer Prozesskammer, in welcher eine oder mehrere Blitzlampen betrieben werden, nicht möglich sein kann, beispielsweise aufgrund der elektromagnetischen Belastung (z.B. elektromagnetischer Impulse (EMP)) während des Betriebs der Blitzlampen.
  • Allerdings kann das Ausmessen, Kalibrieren oder auch das in-situ Überwachen der Beleuchtungsverhältnisse (oder des Belichtungsfelds) beim Prozessieren erforderlich und/oder hilfreich sein.
  • Ferner wurde erkannt, dass aufgrund des UV-Anteils des von den Blitzlampen erzeugten Lichts (z.B. in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 400 nm) herkömmliche Lichtsensoren und/oder Lichtleiterkabel degradieren können, da sich beispielsweise die optischen Eigenschaften der lichtdurchlässigen oder transparenten Bauteile aufgrund der UV-Bestrahlung verändern können. Anschaulich können beispielsweise mittels herkömmlicher Sensoren keine zuverlässigen Messungen über längere Zeiträume (Tage oder Wochen) durchgeführt werden, da sich deren optischen Eigenschaften allmählich aufgrund der Bestrahlung verändern können.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Lichtsensor bereitgestellt, welcher optisch stabil gegen UV-Strahlung ist, mittels dessen Licht (elektromagnetische Strahlung) innerhalb der Prozesskammer erfasst werden kann und außerhalb der Prozesskammer mittels eines Sensors gemessen und/oder analysiert werden kann.
  • Ferner kann ein anderer Aspekt verschiedener Ausführungsformen anschaulich darin gesehen werden, eine optische Sensoranordnung (z.B. UV-stabil) bereitzustellen, mittels derer ein großer Messbereich der Lichtintensität erfasst werden kann, z.B. mehr als eine Größenordnung oder mehr als zwei Größenordnungen. Anschaulich kann eine Sensoranordnung bereitgestellt werden, mittels der auf mechanischem Wege die aufgenommene (erfasste) Strahlungsleistung (die Strahlungsenergie pro Zeitintervall) (z.B. logarithmisch) eingestellt werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Prozesskammer zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich der Prozesskammer, eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen mindestens einer Blitzlampe zum Belichten eines Substrats in dem Prozessierbereich, mehrere innerhalb des Prozessierbereichs angeordnete Lichtleiterstrukturen zum Empfangen von mittels der mindestens einen Blitzlampe erzeugtem Licht und zum Weiterleiten des empfangenen Lichts an eine Lichtsensoranordnung, wobei sich die Lichtleiterstrukturen durch mindestens eine Kammerwand der Prozesskammer hindurch erstrecken und nach außerhalb der Prozesskammer geführt sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Prozesskammer zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich der Prozesskammer, mindestens eine Blitzlampe zum Belichten eines Substrats in dem Prozessierbereich, mehrere innerhalb des Prozessierbereichs angeordnete Lichtleiterstrukturen zum Empfangen von mittels der mindestens einen Blitzlampe erzeugtem Licht und zum Weiterleiten des empfangenen Lichts an eine Lichtsensoranordnung, wobei sich die Lichtleiterstrukturen durch mindestens eine Kammerwand der Prozesskammer hindurch erstrecken und nach außerhalb der Prozesskammer geführt sind.
  • Ferner kann die Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Licht-Absorptionsstruktur, welche derart relativ zu den mehreren Lichtleiterstrukturen angeordnet ist, dass das von den jeweiligen Lichtleiterstrukturen empfangene Licht abgeschwächt ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Licht-Absorptionsstruktur derart eingerichtet sein, dass ein größerer Anteil an UV-Licht absorbiert (abgeschwächt) wird als an sichtbarem Licht.
  • Ferner kann die Licht-Absorptionsstruktur eine transluzente (streuend lichtdurchlässige) Keramik aufweisen. Mit anderen Worten kann die Licht-Absorptionsstruktur, im Gegensatz zu transparenten Materialien, nicht bilddurchlässig oder blickdurchlässig sein. Dabei kann die transluzente Keramik aufgrund von Volumenstreuung teilweise lichtdurchlässig sein. Somit kann beispielsweise Licht, welches in einem ersten Bereich beispielsweise unter einem ersten Winkel in die in transluzente Keramik eintritt, aus einem anderen Bereich (oder aus mehreren anderen Bereichen) beispielsweise unter einem anderen Winkel (oder unter mehreren anderen Winkeln) wieder austreten. Dabei kann das einfallende Licht in der Keramik wesentlich abgeschwächt werden und/oder teilweise gefiltert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Licht-Absorptionsstruktur mehrere Licht-Absorptionselemente aufweisen, wobei jeweils eines der mehreren Licht-Absorptionselemente zu einer der mehreren Lichtleiterstrukturen zugeordnet sein kann, so dass mittels des jeweiligen Licht-Absorptionselements das in die zugeordnete Lichtleiterstruktur einfallende Licht abgeschwächt werden kann.
  • Ferner kann die Prozessieranordnung eine einstellbare Blendenstruktur aufweisen, welche derart relativ zu den mehreren Lichtleiterstrukturen angeordnet ist und optional relativ zu den mehreren Lichtleiterstrukturen bewegbar sein kann, dass jeweils die Strahlungsleistung des von den Lichtleiterstrukturen empfangenen Lichts verändert (eingestellt) werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die einstellbare Blendenstruktur mehrere jeweils separat einstellbare Blendenstrukturelemente aufweisen, wobei jeweils eines der mehreren Blendenstrukturelemente zu einer der mehreren Lichtleiterstrukturen zugeordnet sein kann, so dass mittels des jeweiligen Blendenstrukturelements die in die zugeordnete Lichtleiterstruktur einfallende Strahlungsleistung verändert (eingestellt) werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels der Blendenstruktur eine jeweils durchgelassene (die Blendenstruktur passierende) Strahlungsleistung eingestellt werden und mittels der Licht-Absorptionsstruktur die spektrale Zusammensetzung und/oder die spektrale Intensitätsverteilung (Intensität des Lichts mit einer jeweiligen Wellenlänge) verändert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Lichtleiterstrukturen jeweils relativ zu der Licht-Absorptionsstruktur und/oder Blendenstruktur bewegbar (beweglich) eingerichtet sein, so dass die von den Lichtleiterstrukturen empfangene Strahlungsleistung verändert werden kann. Ferner kann die Blendenstruktur relativ zu den mehreren Lichtleiterstrukturen und/oder zu der Licht-Absorptionsstruktur verändert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung ferner eine Transportvorrichtung aufweisen, zum Transportieren eines Substrats entlang einer planaren (z.B. für plattenförmige Substrate) oder gekrümmten Transportebene (z.B. für Bandsubstrate oder Folien) in den Prozessierbereich hinein und/oder aus dem Prozessierbereich heraus, wobei die mehreren Lichtleiterstrukturen derart relativ zu der Transportebene angeordnet sind, dass ein mittels der Transportvorrichtung transportiertes Substrat zwischen der Befestigungsvorrichtung und den mehreren Lichtleiterstrukturen hindurch transportiert wird.
  • Anschaulich können die mehreren Lichtleiterstrukturen derart in dem Prozessierbereich (Belichtungsfeld oder Belichtungsbereich) angeordnet sein, dass Rückschlüsse auf die Belichtung eines in dem Prozessierbereich belichteten Substrats während des Betriebs der Prozessieranordnung gezogen werden können. Somit können die mehreren Lichtleiterstrukturen beispielsweise nahe der Transportebene angeordnet sein, jedoch auf der Seite der Transportebene, welche dem Prozessierbereich abgewandt ist, so dass die Lichtleiterstrukturen die Belichtung eines Substrats während des Betriebs der Prozessieranordnung nicht stören.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Lichtleiterstrukturen derart relativ zueinander angeordnet sein oder werden, dass mindestens zwei der mehreren Lichtleiterstrukturen entlang einer ersten Richtung angeordnet sind und mindestens zwei weitere der mehreren Lichtleiterstrukturen entlang einer zweiten Richtung angeordnet sind, wobei die erste Richtung in einem Winkel zur zweiten Richtung verläuft. Anschaulich können die mehreren Lichtleiterstrukturen in einer planaren bzw. gekrümmten Ebene angeordnet sein, ähnlich der Transportebene, wobei die mehreren Lichtleiterstrukturen beispielsweise in einer regelmäßigen Anordnung, z.B. schachbrettartig, z.B. äquidistant, angeordnet sein können.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Befestigungsvorrichtung derart eingerichtet sein, dass mindestens eine rohrförmige Blitzlampe gehalten werden kann, und wobei die erste Richtung (in der Anordnung der Lichtleiterstrukturen) parallel zur Längsrichtung (Längserstreckung) der mindestens einen rohrförmigen Blitzlampe verläuft und/oder wobei die zweite Richtung (in der Anordnung der Lichtleiterstrukturen) quer zur Längsrichtung der mindestens einen rohrförmigen Blitzlampe verläuft.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung ferner eine außerhalb der Prozesskammer angeordnete und mit den mehreren Lichtleiterstrukturen gekoppelte Lichtsensoranordnung aufweisen zum Analysieren des mittels der Lichtleiterstrukturen weitergeleiteten Lichts.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Lichtleiteranordnung Folgendes aufweisen: ein transluzentes (z.B. keramisches) Licht-Absorptionselement, wobei das transluzente Licht-Absorptionselement einen freiliegenden Empfangsbereich aufweist zum Empfangen von Licht mit einer ersten Lichtintensität, wobei das transluzente Licht-Absorptionselement ferner das empfangene Licht mit einer zweiten Lichtintensität in einen Ausgangsbereich emittiert, wobei die zweite Lichtintensität geringer ist als die erste Lichtintensität; einen in dem Ausgangsbereich angeordneten Lichtleiter zum Weiterleiten des von dem transluzenten (z.B. keramischen) Licht-Absorptionselement emittierten Lichts zu einem Lichtsensor.
  • Ferner kann eine Lichtleiteranordnung eine einstellbare Blendenstruktur oder ein einstellbares Blendenstrukturelement aufweisen, wobei die einstellbare Blendenstruktur bzw. das einstellbare Blendenstrukturelement zwischen dem transluzenten (z.B. keramischen) Licht-Absorptionselement und dem Lichtleiterkabel angeordnet ist, zum Einstellen des Lichtdurchlasses von dem transluzenten (z.B. keramischen) Licht-Absorptionselement zu dem Lichtleiterkabel.
  • Ferner kann eine Lichtleiteranordnung eine einstellbare Blendenstruktur oder ein einstellbares Blendenstrukturelement aufweisen, wobei die einstellbare Blendenstruktur bzw. das einstellbare Blendenstrukturelement zwischen dem transluzenten (z.B. keramischen) Licht-Absorptionselement und dem Lichtleiterkabel angeordnet ist, zum Einstellen des in den Ausgangsbereich weitergeleiteten von dem Licht-Absorptionselement emittierten Lichts.
  • Ferner kann die einstellbare Blendenstruktur bzw. das einstellbare Blendenstrukturelement einen Hohlzylinder aufweisen, welcher das transluzente (z.B. keramische) Licht-Absorptionselement zumindest teilweise umgibt, wobei der Hohlzylinder mindestens eine Lichtdurchlassöffnung in dessen Zylindermantel aufweist, so dass von dem transluzenten (z.B. keramischen) Licht-Absorptionselement emittiertes Licht durch den Zylindermantel hindurch zu dem Lichtleiterkabel gelangen kann.
  • Ferner kann die einstellbare Blendenstruktur bzw. das einstellbare Blendenstrukturelement und der Hohlzylinder derart eingerichtet sein, dass mittels einer Rotation des Hohlzylinders die mindestens eine Lichtdurchlassöffnung vergrößert und/oder verringert (verkleinert) werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung aufweisen: eine Prozesskammer zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich der Prozesskammer, mindestens eine Blitzlampe zum Belichten eines Substrats in dem Prozessierbereich, mehrere innerhalb des Prozessierbereichs angeordnete Lichtleitungsstrukturen zum Empfangen von mittels der mindestens einen Blitzlampe erzeugtem Licht und zum Weiterleiten des empfangenen Lichts an eine Lichtsensoranordnung, eine außerhalb der Prozesskammer angeordnete Lichtsensoranordnung zum Analysieren des mittels der Lichtleitungsstrukturen weitergeleiteten Lichts.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung mindestens eine mittels der Befestigungsvorrichtung in der Prozesskammer fixierte Blitzlampe aufweisen. Ferner kann die Prozessieranordnung mehrere mittels der Befestigungsvorrichtung in der Prozesskammer fixierte Blitzlampen aufweisen, z.B. mehrere nebeneinander angeordnete Blitzlampen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Lichtsensor einen optoelektronischen Lichtsensor aufweisen oder die Lichtsensoranordnung kann mehrere optoelektronische Lichtsensoren aufweisen. Ferner kann jede der mehreren Lichtleiterstrukturen jeweils mit einem zugeordneten optoelektronischen Lichtsensor gekoppelt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Lichtsensor oder der optoelektronische Lichtsensor in einer Ulbricht-Kugel oder in einer ähnlichen Struktur angeordnet sein, z.B. in einem Zylinder (z.B. innerhalb eines innenverspiegelten Hohlzylinders).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Licht-Absorptionsstruktur ein transluzentes Material aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Licht-Absorptionsstruktur eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1 W/(K m) aufweisen oder von mehr als 10 W/(K m).
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1A eine Prozessieranordnung in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 1B eine Lichtleiterstruktur-Anordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 1C eine Prozessieranordnung in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 1D eine Lichtleiterstrukturen-Anordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 2A bis 2C jeweils eine Lichtleiteranordnung in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 3A eine Lichtleiteranordnung in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 3B einen Hohlzylinder als Blendenstruktur in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
  • 3C einen Lichtsensor oder eine Lichtsensoranordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
  • 4 eine Transmissionsmessung von Aluminiumoxid.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Messanordnung oder ein Teil einer Messanordnung bereitgestellt, mittels derer Licht mit hoher Lichtintensität mittels Fotodioden oder andern optoelektronischen Sensoren (z.B. bei einer Bestrahlung mit einer Energiedichte von mehr als einem zehntel Joule/cm2 oder mit einer Energiedichte in einem Bereich von ungefähr 0,1 J/cm2 bis ungefähr 20 J/cm2) analysiert werden kann, beispielsweise zur in-situ Überwachung und/oder Kalibrierung von Blitzlampen in RTP-Anlagen. Anschaulich kann die Kompensation der mit der Lebensdauer der Blitzlampen abnehmenden Lichtintensität mit Hilfe höherer elektrischer Energie erforderlich sein.
  • Als Blitzlampen können beispielsweise Gasentladungslampen oder Hochdruck-Gasentladungslampen genutzt werden, welche beispielsweise mit einer maximalen Pulsleistung im Kilowattbereich bis Gigawattbereich betrieben werden können. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Blitzlampe eine elektrische Energie in einem Bereich von ungefähr 1 kJ bis ungefähr 250 kJ pro Lichtblitz umsetzten. Ferner kann eine Blitzlampe eine Lichtbogenlänge in einem Bereich von ungefähr einigen Zentimetern bis ungefähr einigen Metern aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 80 cm bis ungefähr 400 cm. Ferner kann mittels einer Blitzlampe eine Strahlungsenergie in einem Bereich von ungefähr 0,4 kJ bis ungefähr 100 kJ erzeugt werden, oder beispielsweise können 30 % bis 50 % der elektrischen Leistung in Strahlungsleistung umgesetzt werden bzw. 30 % bis 50 % der elektrischen Energie können in Strahlungsenergie umgesetzt werden. Aufgrund des kurzen Lichtblitzes (z.B. im Millisekunden-Bereich) kann die Strahlungsleistung groß sein, z.B. im Gigawatt-Bereich.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Blitzen mittels der Blitzlampen (abhängig von der Leistung oder Leistung pro Länge) UV-Licht im Wellenlängenbereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 400 nm erzeugt werden, wobei das erzeugte UV-Licht optische Komponenten wie Lichtleiter, Linsen, oder andere transparente Materialien schädigen kann. Dabei wird beim Blitzen mit größerer Leistung mehr UV-Licht erzeugt als beim Blitzen mit weniger Leistung.
  • In herkömmlichen Anlagen kann beispielsweise eine einzelne kleine Blitzlampe oder können wenige kleine Blitzlampen zum Erzeugen von Licht oder Laserlicht verwendet werden, z.B. für RTP-Verfahren (z.B. zum Sintern von metallischen Nanotinten oder zum Aktivieren von Dotanden in Halbleiter-Wafern).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann, bei einem Produktionsverfahren mit hohem Durchsatz (wobei z.B. eine Fläche von mehr als 0,01 m2 mit einem mal belichtet werden kann), das Licht der Blitzlampen im Reflektorbereich mittels eines Lichtleiters zu einer Fotodiode außerhalb des Prozessbereichs geführt und über einen A/D-Wandler (Analog-Digital-Umsetzer) verarbeitet werden. Somit kann der Einfluss elektromagnetischer Störungen (z.B. hohe Felder in der Nähe der Blitzlampen) verringert oder ausgeschlossen werden.
  • Aufgrund der hohen Lichtintensität, z.B. im UV-Bereich (Ultraviolett-Bereich), kann es in herkömmlichen Anordnungen zu einer Degradation des Lichtleiters bzw. der Fotodiode oder eines vorgeschalteten Graufilters kommen. Die Degradation kann beispielsweise die Signalamplitude verringern oder verändern, so dass es zu einer fehlerhaften Ermittlung der Lichtdosis (der Bestrahlung) kommen kann. Anschaulich kann es mittels herkömmlicher Anordnungen nicht oder nur unzureichend möglich sein, die optische Messanordnung zu Kalibrieren, da sich die Transmission der optischen Bauteile stetig aufgrund der Bestrahlung mit UV-Licht verringert oder verändern kann.
  • Vorgeschaltete Graufilter, deren Funktionsprinzip auf einer Teilabsorption des einfallenden Lichts im Volumen des Filters beruht, können beispielsweise nicht im Dauerbetrieb eingesetzt werden, da diese aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Glases überhitzen würden. Ähnliches gilt für Graufilter, deren Funktionsprinzip auf eine Teilabsorption des einfallenden Lichts auf der Oberfläche des Filters beruht, insbesondere wenn diese Filter im Vakuum eingesetzt werden sollen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Lichtleiteranordnung (oder Lichtsensoranordnung) und eine entsprechend eingerichtete Prozessiervorrichtung zum Behandeln eines Substrat mittels Blitzlampen (oder allgemein mittels Bestrahlung oder Licht) bereitgestellt, welche, wie hierin beschrieben, derart eingerichtet ist, dass:
    • (a) eine fehlerhafte Messung der Lichtdosis (der Bestrahlung) über eine lange Produktionsdauer (mit einem durchgängigen Betrieb der Prozessiervorrichtung von beispielsweise mehr als einem Tag oder mehr als mehrere Tage) hinweg vermieden werden kann,
    • (b) eine homogenen Belichtung (z.B. eines Substrats oder Trägers) in der Substratebene gewährleitstet sein kann oder werden kann,
    • (c) Abweichungen der tatsächlichen Belichtung von einer vorgegebenen Belichtung rechtzeitig erkannt werden können, oder anschaulich die Belichtung geregelt werden kann,
    • (d) die Alterung von Blitzlampen überwacht oder erfasst werden kann, z.B. eine Schwärzung auf der Kathodenseite,
    • (e) eine ungleichmäßige Alterung von Blitzlampen und die damit verbundene Zündzeitverzögerung detektiert werden kann, und
    • (f) eine kostengünstige Umsetzung für die entsprechende Vorrichtung realisiert sein kann.
  • In 1 ist eine Prozessieranordnung 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, in einer schematischen Ansicht veranschaulicht, wobei die Prozessieranordnung 100 Folgendes aufweisen kann: eine Prozesskammer 102 zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich 106s der Prozesskammer 102, eine Befestigungsvorrichtung 104 zum Befestigen mindestens einer Blitzlampe 106 zum Belichten 106L eines Substrats in dem Prozessierbereich 106s, mehrere innerhalb des Prozessierbereichs 106s angeordnete Lichtleiterstrukturen 110 zum Empfangen von mittels der mindestens einen Blitzlampe erzeugtem Licht 106L und zum Weiterleiten des empfangenen Lichts an eine Lichtsensoranordnung 112, wobei sich die Lichtleiterstrukturen 110 durch mindestens eine Kammerwand der Prozesskammer hindurch erstrecken und nach außerhalb der Prozesskammer geführt sind.
  • Alternativ können die Lichtleiterstrukturen 110 auch mit einer Lichtsensoranordnung 112 gekoppelt sein, wobei sich die Lichtsensoranordnung 112 innerhalb der Prozessanlage befinden kann, jedoch derart abgeschirmt sein kann, dass die Lichtsensoranordnung 112 nicht von der elektromagnetischen Belastung aufgrund des Betriebs der mindestens einen Blitzlampe 106 gestört wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Kammerwand oder ein Element der Prozesskammer 102 derart eingerichtet sein, dass die Lichtsensoranordnung 112 entsprechend abgeschirmt wird.
  • Somit kann anschaulich die Prozesskammer 102 als die kleinste Häusung 102 verstanden werden, welche den Prozessierbereich 106s zum Großteil begrenzt. Die Prozesskammer 102 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass kein Licht 106L oder keine Strahlung 106L unkontrolliert oder unbeabsichtigt aus der Prozesskammer austreten kann, wobei die Prozesskammer 102 allerdings Öffnungen aufweisen kann, z.B. Flansche für elektrische Durchführungen oder Ähnliches und/oder ein Zugang zum Einbringen und/oder Herausbringen eines Substrats in die bzw. aus der Prozesskammer 102.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Lichtleiterstrukturen 110 identisch aufgebaut sein, wie z.B. in den 2A bis 2C, 3A und 3B beschrieben ist, und die Lichtsensoranordnung 112 kann einen oder mehrere Lichtsensoren aufweisen, wie z.B. in 3C veranschaulicht ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Lichtleiterstrukturen 110 jeweils mehrere Komponenten aufweisen, wobei die mehreren Lichtleiterstrukturen 110 ferner in oder an einer Haltestruktur 110h befestigt sein können oder in eine Haltestruktur 110h integriert sein können. Dabei kann die Haltestruktur 110h beispielsweise dazu dienen, die mehreren Lichtleiterstrukturen 110 oder Teile der mehreren Lichtleiterstrukturen 110 in der Prozesskammer 102 zu halten, zu positionieren oder räumlich zueinander anzuordnen. Ferner kann die Haltestruktur 110h thermisch leitfähig mit den mehreren Lichtleiterstrukturen 110 oder mit Teilen der mehreren Lichtleiterstrukturen 110 gekoppelt sein, so dass die Haltestruktur 110h als Kühlung (Wärmesenke) fungieren kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Haltestruktur 110h weitere Funktionen erfüllen, z.B. kann die Haltestruktur 110h eine ohnehin in der Prozesskammer 102 verwendete Struktur sein, z.B. eine Blende, eine Abschirmung, eine Halterung oder eine Transportvorrichtung oder Teil einer Blende, einer Abschirmung, einer Halterung oder einer Transportvorrichtung sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozesskammer 102 eine Vakuumprozesskammer zum Belichten (Bestrahlen) eines Substrats in einem Vakuum sein. Dabei kann mittels einer Vakuumprozesskammer 102 ein Vakuum im Bereich des Grobvakuums, des Feinvakuums, des Hochvakuums oder des Ultrahochvakuums bereitgestellt sein oder werden.
  • Das Vakuum (oder allgemein Unterdruck) kann beispielsweise mittels einer Vakuumpumpenanordnung bereitgestellt sein oder werden (nicht dargestellt), wobei die Vakuumpumpenanordnung beispielsweise eine Vorvakuumpumpe (z.B. eine Wälzkolbenpumpe, Membranpumpe oder Drehschieberpumpe) und/oder eine Hochvakuumpumpe (z.B. Turbomolekularpumpe) aufweisen kann. Ein jeweiliger Prozessdruck kann innerhalb der Vakuumprozesskammer 102 dynamisch bereitgestellt sein oder werden, wobei während des Prozessierens sowohl mindestens ein Gas (z.B. Prozessgase, Reaktivgas, oder Inertgas) in die Vakuumprozesskammer 102 eingeleitet wird, als auch das eingeleitete Gas wieder aus der Vakuumprozesskammer 102 mittels der Vakuumpumpenanordnung abgepumpt wird. Dabei kann sich ein Gleichgewicht einstellen, wodurch der Prozessdruck (z.B. ein Druck des Prozessgases) festgelegt werden kann. Der Gasfluss durch die Vakuumprozesskammer 102 hindurch und/oder der Prozessdruck kann dabei mittels Ventilen und/oder Sensoren (einer Regelung) geregelt und/oder gesteuert werden.
  • Alternativ kann die Prozesskammer 102 eine Atmosphärendruck-Prozesskammer zum Belichten eines Substrats an Normaldruck (tatsächlicher herrschender Luftdruck außerhalb der Prozesskammer 102) oder bei leichtem Überdruck (z.B. ungefähr 1 hPa bis ungefähr 100 hPa über dem tatsächlich herrschenden Luftdruck außerhalb der Prozesskammer 102) sein. Ferner kann die Prozesskammer 102 eine Überdruck-Prozesskammer sein, wobei Substrate unter einem Druck von mehr als 1200 hPa prozessiert werden können, z.B. in einem Prozessgas.
  • Die Befestigungsvorrichtung 104 zum Befestigen der mindestens einen Blitzlampe kann beispielsweise entsprechende Lampensockel aufweisen zum Halten der jeweiligen Blitzlampe sowie zum elektrischen Versorgen der jeweiligen Blitzlampe. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Befestigungsvorrichtung 104 derart eingerichtet sein, mehrere rohrförmige Blitzlampen aufzunehmen, zu halten und/oder zu versorgen (elektrisch zu versorgen und/oder zu kühlen), z.B. zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, oder mehr als zehn Blitzlampen, z.B. mehr als 12 Blitzlampen oder mehr als 20 Blitzlampen.
  • Dabei können die mehreren Blitzlampen 106 nebeneinander angeordnet sein, z.B. quer zu deren Längsrichtung nebeneinander (vgl. 1C). Die Blitzlampen 106 können jeweils eine Länge in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 500 cm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 50 cm bis ungefähr 400 cm, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 cm bis ungefähr 400 cm. Die Blitzlampen 106 können jeweils einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 0,5 cm bis ungefähr 5,0 cm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1,0 cm bis ungefähr 3,0 cm, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1,5 cm bis ungefähr 2,0 cm.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Länge der mindestens einen Blitzlampe 106 ein Belichtungsfeld oder einen Belichtungsraum definieren, in dem das Substrat belichtet werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Länge mehrerer Blitzlampen 106 und deren relative Anordnung zueinander ein Belichtungsfeld oder einen Belichtungsraum definieren, in dem das Substrat belichtet werden kann.
  • Beispielsweise kann ein Substrat quer zur Längsrichtung der mindestens einen Blitzlampe 106 (z.B. entlang der Richtung 101) durch den Prozessierbereich hindurch transportiert werden. Die räumliche Ausdehnung der Prozesskammer 102 entlang der Richtung 101 (z.B. entlang einer Substrat-Transportrichtung) kann in einem Bereich von ungefähr 20 cm bis ungefähr 600 cm liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 40 cm bis ungefähr 100 cm. Ferner kann die Breite (z.B. die räumliche Ausdehnung quer zur Transportrichtung oder quer (z.B. senkrecht) zur Richtung 101) der Prozesskammer 102 (abhängig von der Länge der mindestens einen Blitzlampe 106) in einem Bereich von ungefähr 20 cm bis ungefähr 600 cm liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 cm bis ungefähr 450 cm.
  • Der Abstand der Lichtleiterstrukturen 110 oder der Haltestruktur 110h der Lichtleiterstrukturen 110 zu der mindestens einen Blitzlampe 106 kann in einem Bereich von wenigen Zentimetern bis mehreren Metern liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 2 cm bis ungefähr 100 cm.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Lichtleiterstrukturen 110 ein Lichtleiterkabel aufweisen, zum Weiterleiten des empfangenen Lichts zu der Sensoranordnung Ferner kann jede der Lichtleiterstrukturen 110 eine separate Licht-Absorptionsstruktur (oder ein Licht-Absorptionsstrukturelement) zum Abschwächen des den jeweiligen Lichtleiterstrukturen 110 zugeführten Lichts zugeordnet sein, oder jeweils eine Licht-Absorptionsstruktur (oder ein Licht-Absorptionsstrukturelement) kann an jeder der Lichtleiterstrukturen 110 angeordnet sein. Alternativ kann eine einzige Licht-Absorptionsstruktur (z.B. eine plattenförmige Licht-Absorptionsstruktur) mehrere oder alle der Lichtleiterstrukturen 110 gleichzeitig bedecken. Die Licht-Absorptionsstruktur kann (oder die Licht-Absorptionsstrukturelemente können) derart relativ zu den jeweiligen Lichtleiterstrukturen 110 und der mindestens einen Blitzlampe 106 (oder der Befestigungsvorrichtung 104) angeordnet sein, dass das mittels der mindestens einen Blitzlampe 106 erzeugte Licht 106L zunächst die Licht-Absorptionsstruktur (oder das entsprechende Licht-Absorptionsstrukturelement) passieren muss, bevor es zu der jeweiligen Lichtleiterstruktur 110 gelangen kann. Somit sind die Lichtleiterstrukturen 110 vor einfallendem UV-Licht geschützt (und/oder allgemein vor Licht mit zu großer Intensität geschützt).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Licht-Absorptionsstruktur jeweils in die Lichtleiterstrukturen 110 integriert sein, oder ein Licht-Absorptionsstrukturelement der Licht-Absorptionsstruktur kann in jeweils eine der Lichtleiterstrukturen 110 integriert sein. Mit anderen Worten können jeweils eine Licht-Absorptionsstruktur (oder ein Licht-Absorptionsstrukturelement) und jeweils eine Lichtleiterstruktur 110 eine Lichtleiter-Vorrichtung bilden.
  • Die Licht-Absorptionsstruktur kann beispielsweise eine transluzente Keramik sein oder aufweisen, z.B. Aluminiumoxid (Al2O3) oder amorphes, nanokristallines, polykristallines oder aufgerautes Aluminiumoxid, vgl. beispielsweise 4.
  • Ferner kann die Licht-Absorptionsstruktur (oder ein Licht-Absorptionsstrukturelement) derart eingerichtet sein, dass mittels dieser ein Großteil (z.B. mehr als 50 %, mehr als 60 %, mehr als 70 %, mehr als 80 %, mehr als 90 % oder mehr als 99 %) des einfallenden UV-Lichts gefiltert, reflektiert und/oder absorbiert werden kann, wobei das UV-Licht zumindest in einem Wellenlängenbereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 400 nm liegen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jede der Lichtleiterstrukturen 110 eine separat einstellbare Blendenstruktur (oder ein Blendenstrukturelement) aufweisen zum Verändern der jeweiligen Strahlungsleistung, welche der Lichtleiterstruktur zugeführt wird. Im Gegensatz zu der Licht-Absorptionsstruktur kann die Blendenstruktur derart eingerichtet sein, dass lediglich die Strahlungsleistung und nicht die spektrale Zusammensetzung des Lichts (die Intensitäten der jeweiligen Wellenlängen relativ zueinander) verändert oder eingestellt werden kann.
  • Ferner kann ein optisches Bauelement genutzt werden, welche die Funktionen der Blendenstruktur und der Licht-Absorptionsstruktur gleichzeitig realisieren kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Blendenstruktur jeweils in die Lichtleiterstrukturen 110 integriert sein, oder jeweils ein Blendenstrukturelement der Blendenstruktur kann in jeweils eine der Lichtleiterstrukturen 110 integriert sein. Mit anderen Worten können jeweils eine Blendenstruktur (oder ein Blendenstrukturelement) und jeweils eine Lichtleiterstruktur 110 eine Lichtleiter-Vorrichtung bilden. Ferner können jeweils eine Blendenstruktur (oder ein Blendenstrukturelement), jeweils eine Licht-Absorptionsstruktur (oder ein Licht-Absorptionsstrukturelement) und jeweils eine Lichtleiterstruktur 110 eine Lichtleiter-Vorrichtung bilden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 eine Lichtleiter-Vorrichtung oder mehrere Lichtleiter-Vorrichtungen aufweisen.
  • Ferner kann eine Anordnung von mehreren Lichtleiterstrukturen oder mehreren Lichtleiter-Vorrichtungen als eine Lichtleiteranordnung 100a bezeichnet werden. Dabei kann die Lichtleiteranordnung 100a eine oder mehrere Haltestrukturen 110h aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 eine Lichtleiteranordnung 100a oder mehrere Lichtleiteranordnungen 100a aufweisen.
  • 1B veranschaulicht eine Draufsicht auf eine Lichtleiteranordnung 100a, wobei die Lichtleiteranordnung 100a beispielsweise mehrere Lichtleiterstrukturen 110 (1 bis 8) bzw. mehrere Lichtleiter-Vorrichtungen 110v (1 bis 8) aufweisen kann, wobei die mehreren Lichtleiterstrukturen 110 (1 bis 8) bzw. mehreren Lichtleiter-Vorrichtungen 110v (1 bis 8) in oder an der Haltestruktur 110h befestigt sein können, z.B. eingeschraubt sein können.
  • Eine Lichtleiteranordnung 100a wie in 1B veranschaulicht ist kann beispielsweise in der Prozesskammer 102 der Prozessieranordnung 100 angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100a auch in analoger Weise in die Befestigungsvorrichtung 104 für die mindestens eine Blitzlampe 106 integriert sein oder zwischen der Befestigungsvorrichtung 104 und der mindestens einen Blitzlampe 106 angeordnet sein.
  • Die Lichtleiterstrukturen 110 bzw. Lichtleiter-Vorrichtungen 110v können in einem Belichtungsfeld der mindestens einen Blitzlampe angeordnet sein. Das Belichtungsfeld kann beispielsweise eine räumliche Ausdehnung entlang der seitlichen Richtungen 101 × 103 von ungefähr 10 cm bis 100 cm × 10 cm bis 400 cm aufweisen.
  • Die Lichtleiterstrukturen 110 bzw. Lichtleiter-Vorrichtungen 110v (die „Lichtaufnehmer“) können in einem schachbrettartigen Muster(Lichtaufnehmer 1 bis 8) oder zumindest an den Ecken (Lichtaufnehmer 1 bis 4) des Belichtungsfelds angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Lichtleiterstrukturen 110 bzw. Lichtleiter-Vorrichtungen 110v (die „Lichtaufnehmer“) beliebig relativ zueinander angeordnet sein, so dass ein entsprechendes Belichtungsfeld wie gewünscht ausgemessen werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100a in der Substratebene (Substratführungsebene) angeordnet sein oder werden oder in einer Ebene parallel zur Substratebene. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat entlang einer planaren Ebene durch die Prozesskammer 102 hindurch geführt werden (z.B. in einer Durchlauf-Anlage für plattenförmige Substrate oder beliebige Träger), wobei in diesem Fall die Lichtleiteranordnung 100a ebenfalls planar sein kann. Beispielsweise kann die Haltestruktur in diesem Fall planar oder eben sein oder die Lichtleiterstrukturen 110 bzw. Lichtleiter-Vorrichtungen 110v können relativ zueinander in einer planaren Ebene angeordnet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat entlang einer gekrümmten Ebene (oder Fläche) durch die Prozesskammer 102 hindurch geführt werden (z.B. in einer Band-Anlage für bandförmige Substrate oder Folien), wobei in diesem Fall die Lichtleiteranordnung 100a ebenfalls gekrümmt sein kann. Beispielsweise kann die Haltestruktur in diesem Fall gekrümmt oder beliebig geformt sein oder die Lichtleiterstrukturen 110 bzw. Lichtleiter-Vorrichtungen 110v können relativ zueinander in einer gekrümmten Ebene oder beliebig angeordnet sein.
  • Die in den Lichtleiterstrukturen 110 bzw. Lichtleiter-Vorrichtungen 110v aufgrund der Bestrahlung entstehende Wärme (z.B. aufgrund der Absorption des Lichts mittels der Absorptions-Struktur) kann mittels der Haltestruktur 110h (z.B. einer Bodenplatte 110h) abgeführt werden.
  • Für die Verwendung in einer Vakuumkammer sind Hohlräume entsprechend aufzubohren, um eine effiziente Evakuierung der Prozesskammer 102 zu ermöglichen.
  • Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen der Prozessieranordnung 100 und Details zu den Lichtleiterstrukturen 110 und den Lichtleiter-Vorrichtungen 110v beschrieben, wobei sich die bezüglich der 1A und 1B beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf die in den 1A und 1B beschriebene Prozessieranordnung 100 übertragen werden oder mit den in den 1A und 1B beschriebenen Lichtleiterstrukturen 110 und Lichtleiter-Vorrichtungen 110v kombiniert werden.
  • Wie in 1C veranschaulicht ist, können mehrere Blitzlampen 106 in der Prozesskammer 102 mittels der Befestigungsvorrichtung 104 gehalten und/oder mit elektrischer Energie versorgt werden. Während des Betriebs der Prozessieranordnung 100 kann ein Substrat 120 entlang einer Transportebene 101e in der Prozesskammer 102 (in den Prozessierbereich 106s hinein und aus dem Prozessierbereich 106s heraus) transportiert werden, z.B. entlang der Richtung 101. Ferner kann auch ein Bandsubstrat entlang der Transportebene 101e in der Prozesskammer 102 (in den Prozessierbereich 106s hinein und aus dem Prozessierbereich 106s heraus) transportiert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 eine Transportvorrichtung 108 aufweisen, beispielsweise mehrere Transportrollen. Dabei kann das Substrat 120 beispielsweise nur zu ringförmigen Abschnitten der Transportrollen kontakt haben, wobei die ringförmigen Abschnitten radial von der Transportrolle hervorstehen.
  • Wie beispielsweise in 1C veranschaulicht ist, kann die Prozessieranordnung 100 eine Transportvorrichtung 108 aufweisen, zum Transportieren eines Substrats 120 entlang einer planaren oder gekrümmten Transportebene 101e in den Prozessierbereich 106s hinein und/oder aus dem Prozessierbereich 106s heraus, wobei die mehreren Lichtleiterstrukturen 110 derart relativ zu der Transportebene 101e angeordnet sind, dass ein mittels der Transportvorrichtung 108 transportiertes Substrat 120 zwischen der Befestigungsvorrichtung 104 und den mehreren Lichtleiterstrukturen 110 hindurch transportiert werden kann.
  • Wie ferner in 1D veranschaulicht ist, kann die Lichtleiteranordnung 100a oder kann die Haltestruktur 110h derart eingerichtet sein, z.B. längliche Durchgangsöffnungen 110s oder Schlitze 110s aufweisen, dass die ringförmigen Abschnitte der Transportrollen durch die Lichtleiteranordnung 100a oder die Haltestruktur 110h teilweise hindurch ragen können, so dass das Substrat 120 über der Lichtleiteranordnung 100a oder der Haltestruktur 110h hinweg transportiert werden kann.
  • Alternativ kann die Lichtleiteranordnung 100a oder kann die Haltestruktur 110h zwischen zwei benachbarten Transportrollen 108 der Transportvorrichtung angeordnet sein. Ferner kann das Substrat auch freihängend von Rolle-zu-Rolle durch den Prozessierbereich 106s (den Belichtungsbereich 106s) hindurch transportiert werden.
  • Wie in 1C veranschaulicht ist, kann die Lichtleiteranordnung 100a oder kann die Haltestruktur 110h zwischen den Transportrollen 108 und den Blitzlampen 106 (oder zwischen den Transportrollen 108 und der Befestigungsvorrichtung 104 für die Blitzlampen 106) angeordnet sein. Anschaulich kann die Lichtleiteranordnung 100a oder die Haltestruktur 110h nahe der Transportebene angeordnet sein, z.B. im Abstand von wenigen Zentimetern (z.B. 0,5 cm bis 5 cm), so dass möglichst genau des Belichtungsfeld für das Substrat 120 ausgemessen werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Haltestruktur 110h die sogenannte Gegensputterebene sein oder ein Teil der Transportvorrichtung 108 in der Prozesskammer 102 sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 100 ferner einen Reflektor aufweisen, z.B. zwischen der Befestigungsvorrichtung 104 für die Blitzlampen 106 und den Blitzlampen 106. Ferner können analog zur beschriebenen Haltestruktur 110h die Lichtleiterstrukturen 110 in den Reflektor integriert sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels der Prozessieranordnung 100 ein homogenes Belichtungsfeld mit einer Größe von beispielsweise 120cm × 25cm bereitgestellt werden, (z.B. mit einer tatsächlichen Reflektorgröße von 175cm × 30cm).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie in 1D veranschaulicht ist, können Lichtleiterstrukturen 110 (1, 2, 3, 4) an Eckpunkten des Belichtungsfelds (oder der Lichtleiteranordnung 100a) angeordnet sein zum Erkennen von Niederschlägen im Kathoden- und Anodenbereich. Ferner können Lichtleiterstrukturen 110 (5, 6, 7) in der Mitte des Belichtungsfelds (oder der Lichtleiteranordnung 100a) angeordnet sein zum Ermitteln der Längsverteilung (z.B. entlang der Transportrichtung eines Substrats) und/oder der Reflektor-Degradation (oder auch eines Lampenausfalls).
  • Ferner können Lichtleiterstrukturen 110 (6, 8, 9) zum Messen der Querverteilung der Belichtung (z.B. entlang der Richtung 103) in der Mitte des Belichtungsfelds genutzt werden. Ferner können Lichtleiterstrukturen 110 (1, 4, 5 oder 2, 3, 7) zum Messen der Querverteilung der Belichtung am Rand des Belichtungsfelds genutzt werden. Ferner können (z.B. optional) Lichtleiterstrukturen 110 (10, 11, 12, 13, 14, 15) zur Kontrolle des gesamten Belichtungsfelds genutzt werden, z.B. inklusive Detektion von Niederschlägen in den Blitzlampen.
  • Wie in den 1B und 1D veranschaulicht ist, können die mehrere Lichtleiterstrukturen derart relativ zueinander angeordnet sein (kann die Lichtleiteranordnung 100a derart eingerichtet sein), dass mindestens zwei der mehreren Lichtleiterstrukturen 110 entlang einer ersten Richtung angeordnet sind (z.B. entlang der Richtung 101) und mindestens zwei weitere der mehreren Lichtleiterstrukturen 110 entlang einer zweiten Richtung angeordnet sind (z.B. entlang der Richtung 103), wobei die erste Richtung 101 in einem Winkel zur zweiten Richtung 103 verläuft. Der Winkel kann beispielsweise beliebig zwischen 0° und 180° gewählt sein, z.B. in einem Winkelbereich von ungefähr 45° bis ungefähr 90°, oder in einem Winkelbereich von ungefähr 90°.
  • 2A veranschaulicht eine Lichtleiteranordnung 100a in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Lichtleiteranordnung 100a kann beispielsweise Folgendes aufweisen: ein transluzentes Licht-Absorptionselement 202 (oder eine Licht-Absorptionsstruktur oder ein Licht-Absorptionsstrukturelement), wobei das Licht-Absorptionselement 202 einen freiliegenden Empfangsbereich 202a aufweist zum Empfangen von Licht 106L mit einer ersten Lichtintensität, wobei das Licht-Absorptionselement 202 ferner das empfangene Licht mit einer zweiten Lichtintensität in einen Ausgangsbereich 202e emittiert, wobei die zweite Lichtintensität geringer ist als die erste Lichtintensität. Ferner kann die Lichtleiteranordnung 100a einen in dem Ausgangsbereich 202e angeordneten Lichtleiter 110 zum Weiterleiten des von dem keramischen Licht-Absorptionselement 202 emittierten Lichts 222e zu einem Lichtsensor.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Abschwächen des einfallenden Lichts 106L auf Volumenstreuung innerhalb des Licht-Absorptionselements 202 basieren. Das Licht-Absorptionselement 202 kann beispielsweise transluzent sein, z.B. trüb oder „milchig“, so dass beispielsweise mehrfach gestreutes Licht 222e von dem Licht-Absorptionselements 202 emittiert wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Lichtleiterstruktur 110 relativ zu dem Licht-Absorptionselement 202 derart angeordnet sein, dass das von dem Licht-Absorptionselement 202 emittierte Licht 222e von der Lichtleiterstruktur 110 empfangen und weitergeleitet werden kann. Somit ist die Lichtleiterstruktur 110 beispielsweise keiner direkten UV-Bestrahlung 106L ausgesetzt und die Lichtleiterstruktur 110 degradiert nicht.
  • Ferner kann die Intensität des von dem Licht-Absorptionselement 202 emittierten Lichts 222e mit größerer Weglänge innerhalb des Licht-Absorptionselements 202 abnehmen, wie beispielsweise in 2A veranschaulicht. Somit kann beispielsweise mittels eines Positionierens (z.B. Verschiebens entlang der Richtung 115) der Lichtleiterstruktur 110 relativ zu dem Licht-Absorptionselement 202 die Strahlungsleistung beeinflusst werden, welcher mittels der Lichtleiterstruktur 110 empfangen und weitergeleitet wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiterstruktur 110 beispielsweise ein rohrförmiges Empfangselement 204 aufweisen (z.B. ein innen verspiegeltes oder poliertes oder unpoliertes Metallrohr) sowie ein Leitungselement 204k, z.B. ein Lichtleiterkabel. Dabei kann das Lichtleiterkabel 204k beispielsweise mittels eines Metallmantels oder einer anderen geeigneten Ummantelung geschützt sein oder werden, z.B. vor einer Bestrahlung mit Licht 106L.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100a derart eingerichtet sein, dass neben dem von dem Licht-Absorptionselement 202 emittierten Licht 222e kein weiteres Streulicht von der Lichtleiterstruktur 110 empfangen wird. Beispielsweise kann der Ausgangsbereich 202e (der Emissionsbereich 202e) mittels einer Häusung begrenzt sein, wie beispielsweise in 2B veranschaulicht ist.
  • 2B veranschaulicht eine Lichtleiteranordnung 100a in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Dabei kann das Licht-Absorptionselement 202 in eine Häusung 206 integriert sein. Die Häusung 206 kann beispielsweise ein entsprechend eingerichteter Metallblock oder ein Metallgehäuse sein, so dass beispielsweise Wärme effizient von dem Licht-Absorptionselement 202 abgeführt werden kann. Die Häusung 206 kann beispielsweise das Licht-Absorptionselement 202 teilweise umgeben und eine Aussparung 202e aufweisen, welche den Ausgangsbereich 202e bereitstellt, in welchen das Licht 222e von dem Licht-Absorptionselement 202 emittiert werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100a (oder die Häusung 206) in die Haltestruktur 110h eingeschraubt sein oder an der Haltestruktur 110h befestigt sein. Dazu können die Haltestruktur 110h und die Häusung 206 im Bereich 211 jeweils passende Gewindestrukturen aufweisen. Ferner kann die Häusung 206 auch an die Haltestruktur 110h geklemmt sein oder die Häusung 206 und die Haltestruktur 110h können einstückig ausgebildet sein.
  • Ferner kann die Häusung 206 eine Abdeckung 206e aufweisen, zum Abdecken der Aussparung 202e, so dass kein weiteres Streulicht in den Ausgangsbereich 202e gelangen kann und von der Lichtleiterstruktur 110 empfangen und weitergeleitet werden kann. Ferner kann die Lichtleiteranordnung 100a mittels des Lichtleiterkabels 204k mit einem Sensor oder einer Sensoranordnung 112 verbunden sein oder werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100a auch für andere Anwendungen genutzt werden, oder ausreichend abgeschirmt sein, so dass der Sensor teilweise oder vollständig in die Lichtleiteranordnung 100a integriert sein kann.
  • Wie vorangehend beschrieben, kann mittels der Lichtleiterstruktur 204, 204k die Strahlungsleistung (die Intensität) eingestellt oder geregelt werden, indem beispielsweise die Lichtleiterstruktur 204, 204k entlang der Richtung 115 (oder entlang einer anderen Richtung) verschoben wird. beispielsweise kann auch die räumliche Lage des Empfangselements 204 der Lichtleiterstruktur 110 relativ zu dem Licht-Absorptionselement 202 verändert werden.
  • 2C veranschaulicht eine Lichtleiteranordnung 100a, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei in der Häusung 206 eine Aussparung 202e bereitgestellt ist, so dass Licht 222e von dem Licht-Absorptionselement 202 in den Ausgangsbereich 202e (in die Aussparung 202e) emittiert werden kann.
  • Analog zum vorangehend Beschriebenen kann die Lichtleiterstruktur 204, 204k derart angeordnet sein, dass mittels der Lichtleiterstruktur 204, 204k das in den Ausgangsbereich 202e emittierte Licht 222e empfangen und weitergeleitet werden kann. Dabei kann in diesem Fall die Position der Lichtleiterstruktur 204, 204k (z.B. des Empfangselements 204) relativ zum Licht-Absorptionselement 202 fest sein. Ferner kann die Lichtleiteranordnung 100a eine Blendenstruktur 208 aufweisen, wobei mittels der Blendenstruktur 208 die Strahlungsleistung des in den Ausgangsbereich 202e emittierten Lichts 222e verändert werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Blendenstruktur 208 bewegbar eingerichtet sein und mittels Bewegens 117 relativ zu dem Licht-Absorptionselement 202 unterschiedlich große Bereiche des Licht-Absorptionselements 202 abdecken. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Blendenstruktur 208 eine Aussparung 208a aufweisen, in welcher das Licht-Absorptionselement 202 teilweise oder vollständig aufgenommen sein kann oder werden kann.
  • Beispielsweise kann das Licht-Absorptionselement 202 eine zylindrische Form aufweisen und die Blendenstruktur 208 kann eine zylindrische Bohrung 208a aufweisen zum Aufnehmen des Licht-Absorptionselements 202. Ferner kann die Blendenstruktur 208, wie beispielsweise in 3A und 3B veranschaulicht ist, eine seitliche Durchgangsöffnung in Richtung der Lichtleiterstruktur 110, 204a, 204k aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Licht-Absorptionselement 202 die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Ferner kann das Licht-Absorptionselement 202 einen Bereich aufweisen, welcher aus der Häusung 206 herausragt, z.B. der Empfangsbereich 202a des Licht-Absorptionselements 202. Ferner kann der aus der Häusung 206 herausragende Bereich 202a des Licht-Absorptionselements 202 kuppelförmig (konvex) eingerichtet sein, so dass sich beispielsweise Verunreinigungen (Staub oder Partikel) schlechter auf dem Licht-Absorptionselement 202 anlagern können.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels der hierin beschriebenen Lichtleiteranordnung 100a eine Degradation des Glasfaserkabels 204k (der Lichtleiterstruktur 110) und der Fotodiode (des Lichtsensors) gering gehalten werden, da beispielsweise der Großteil an UV-Licht von dem Licht-Absorptionselement 202 und optional der Blendenstruktur 208 nicht zu der Lichtleiterstruktur 110 gelangen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebenen Lichtleiteranordnung 100a in einer RTP-Prozessanlage genutzt werden.
  • Anstelle eines herkömmlicherweise genutzten Graufilters, der üblicherweise aus einem geschwärzten Glas besteht (z.B. „Schweißerglas“ für Blitzlampen) kann eine Keramik 202 verwendet werden, die Licht im sichtbaren Bereich ausreichend gut diffus streut und den UV-Bereich absorbiert. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das keramische Licht-Absorptionselement 202 eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, z.B. mehr als ungefähr 2 W/(K m), oder z.B. mehr als ungefähr 5 W/(K m), oder z.B. mehr als ungefähr 10 W/(K m), oder z.B. mehr als ungefähr 20 W/(K m). Herkömmlicherweise genutzte Graufiltern (z.B. aus Glas) hingegen können eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweisen (z.B. ungefähr 1 W/(K m)), so dass es zu einer Überhitzung im Dauerbetrieb kommen kann. Die Ableitung von Wärme kann beispielsweise im Vakuum noch schlechter sein, so dass es schnell zu einer Überhitzung des Filters oder der gesamten Anordnung kommen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Licht-Absorptionselement 202 eine Keramik oder mehrere Keramiken wie beispielsweise Aluminiumnitrid und/oder Aluminiumoxid (oder Aluminiumoxinitrid AlOxNy) aufweisen, wobei diese Materialien UV-Licht stabil sind, sich also auch bei längerer intensiver Bestrahlung nicht verändern oder nur unwesentlich verändern aufgrund der hohen Bindungsenergie der Keramiken relativ zur Energie der Photonen bzw. Stabilität gegenüber Sauerstoff. Ferner kann das Licht-Absorptionselement 202 unterstöchiometrisches SiOx aufweisen, mit x kleiner als 2.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Licht-Absorptionselement 202 eine Keramik oder mehrere Keramiken aufweisen, wie beispielsweise ein Metall-Oxid oder ein Halbmetall-Oxid. Ferner kann das Licht-Absorptionselement 202 transluzent sein, z.B. ein transluzentes Metall-Oxid oder ein transluzentes Halbmetall-Oxid.
  • Anschaulich wurde erkannt, dass beispielsweise Graufilter und wellenlängenselektive Spiegel auf Dünnschichtbasis bei den vorherrschenden Lichtintensitäten schnell degradieren können und nicht effizient einsetzbar sein können. Insbesondere kommt es im Dauerbetrieb zur Überhitzung derartiger Filter und folglich zu einer beschleunigten Degradation.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wie beispielsweise in den 2A bis 2C oder auch in 3A veranschaulicht, kann das Licht 106L der Blitzlampen 106 von oberhalb der Bodenplatte 110h in eine zylinderförmige Keramik 202 einfallen.
  • Ferner kann, wie beispielsweise in den 2A und 2B veranschaulicht, eine Glasfaser 110, 204, 204k (oder mehrere Glasfasern) mit deren Längsrichtung in einem Winkel (z.B. senkrecht oder quer) zur Zylinderachse (der zylinderförmigen Keramik 202) angebracht sein, wobei die relative Position der Glasfaser 110, 204, 204k zum Zylinder 202 beispielsweise verändert werden kann, so dass die auf die Glasfaser 110, 204, 204k fallende Lichtintensität bis zu einem gewissen Grad eingestellt werden kann (z.B. je tiefer die Glasfaser 110, 204, 204k sitzt, desto höher ist der durch die Keramik absorbierte Lichtanteil). Da beispielsweise UV-Licht in der Keramik stärker absorbiert wird als sichtbares Licht, kann eine Solarisation der Glasfaser 110, 204, 204k verhindert werden bzw. kostengünstige Glasfasern 110, 204, 204k anstelle von Glasfasern aus Quarzglas verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiterstruktur 110 oder der Lichtleiter 204k ein Lichtwellenleiter oder Lichtleitkabel aus Kunststoff oder aus Glas sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das von der Lichtleiterstruktur 110 empfangene Licht an einen Sensor oder an eine Sensoranordnung weitergeleitet werden. Dabei kann das Licht mittels der Lichtleiterstruktur 110 in einen metallischen Hohlraum eingebracht werden oder reflektiert werden, z.B. in eine sogenannte Ulbricht-Kugel oder eine ähnliche funktionierende innenverspiegelte zylindrische Struktur, vgl. beispielsweise 3C.
  • Ferner kann, wie beispielsweise in 2C veranschaulicht ist, die Glasfaserposition (die Position der Lichtleiterstruktur 110 relativ zu der Keramik) unverändert bleiben, wobei in diesem Fall beispielsweise die Position einer hohlen Madenschraube 208 als Blendenstruktur verändert werden kann, so dass diese jeweils einen einstellbaren Anteil der Keramik 202 überdeckt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Blendenstruktur 208 (eine hohle Madenschraube 208) in die Häusung 206 der Lichtleiteranordnung 100a eingeschraubt sein oder werden, wobei mittels Hinein-Drehens oder Heraus-Drehens der von der Blendenstruktur 208 abgedeckte Anteil der Keramik 202 (des Licht-Absorptionselements 202) verkleinert (verringert) bzw. vergrößert werden kann.
  • Alternativ zur der in 2C veranschaulichten Lichtleiteranordnung 100a kann die Madenschraube 208 als Blendenstruktur 208 von oben eingesetzt sein oder werden, so dass beispielsweise zuerst der Anteil der Keramik 202 überdeckt wird, an dem eine hohe Lichtemission 222e stattfindet. Folglich kann somit eine genauere Justierung der Lichtintensität ermöglicht sein, verglichen mit der von unten eingeschraubten Madenschraube 208.
  • Der Keramikzylinder 202 kann beispielsweise teilweise aus der Bodenplatte 110h oder aus dem Gehäuse 206 hervorstehen, um beispielsweise eine abrasive Reinigung der Oberfläche des Keramikzylinders 202 zu ermöglichen, z.B. ohne Metallpartikel der Bodenplatte 110h oder der Häusung 206 in die Keramik einzuprägen. Ferner kann der hervorstehende Abschnitt des Keramikzylinders 202 abgerundet sein, um ein Ablagern von Staub auf dem hervorstehenden Abschnitt des Keramikzylinders 202 zu reduzieren.
  • 3A veranschaulicht eine Lichtleiteranordnung 100a gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer Schnittansicht.
  • Beispielsweise kann das transluzente Licht-Absorptionselement 202 in einer Häusung 206 oder einem Gehäuse 206 angeordnet sein. Das Licht-Absorptionselement 202 kann einen freiliegenden Empfangsbereich 202a aufweisen zum Empfangen von Licht 106L mit einer ersten Lichtintensität, wobei das Licht-Absorptionselement 202 ferner das empfangene Licht mit einer zweiten Lichtintensität in einen Ausgangsbereich 202e emittiert, wobei die zweite Lichtintensität geringer ist als die erste Lichtintensität. Ferner weist das von dem Licht-Absorptionselement 202 emittierte Licht 222e einen geringeren UV-Anteil auf, als das in die Licht-Absorptionselement 202 eingestrahlte Licht 106L der Blitzlampen 106.
  • Dabei kann das von dem Licht-Absorptionselement 202 emittierte Licht 222e (vgl. 2A bis 2C) durch eine Öffnung 208e in der Blendenstruktur 208 hindurch in den Ausgangsbereich 202e ausbreiten. Wie ferner in 3B im Detail dargestellt ist, kann die Blendenstruktur 208 zum Teil als ein Hohlzylinder 208 bereitgestellt sein, welcher eine (durchgehende) Öffnung 208e in dessen Zylindermantel 208m aufweist.
  • Dabei können die Häusung 206 und der Hohlzylinder 208 derart eingerichtet sein, dass mittels Drehens des Hohlzylinders 208 um dessen Zylinderachse die effektive Größe der durchgehenden Öffnung 208e in den Ausgangsbereich 202e (der Lichtdurchlassöffnung der Blendenstruktur) verändert werden kann. beispielsweise kann die Häusung derart eingerichtet sein, dass nur ein Teil des Hohlzylinders 208 zum Ausgangsbereich 202e freiliegt, so dass mittels Drehens des Hohlzylinders 208 der freilegende Anteil der durchgehenden Öffnung 208e verändert (vergrößert oder verringert) werden kann. Anschaulich kann die Häusung 206 einen sich längs zur Achse des Hohlzylinders 208 erstreckenden Spalt oder einen Hohlraum 202e aufweisen, welcher mit der Öffnung 208e des Hohlzylinders 208 teilweise überlappt, wobei der mittels des Spalts oder des Hohlraums 202e zugängliche Anteil der Öffnung 208e des Hohlzylinders 208 beim Drehen des Hohlzylinders 208 verändert werden kann. Dies kann beispielsweise ferner dadurch realisiert sein, dass die Öffnung 208e des Hohlzylinders 208 asymmetrisch bezüglich einer Rotation um die Achse des Hohlzylinders 208 ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Form der Öffnung 208e des Hohlzylinders 208 sowie die Größe, die Lage und die Form der Aussparung 202e in der Häusung 206, wobei die Aussparung 202e den Ausgangsbereich 202e bildet, angepasst werden, so dass eine vordefinierte Größe des lichtdurchlässigen Durchgangs von dem Licht-Absorptionselement 202 zum Ausgangsbereich 202e mittels Drehens des Hohlzylinders 208 eingestellt werden kann. Anschaulich kann die Form der Öffnung 208e des Hohlzylinders 208 einer auf den Zylindermantel 208m projizierten dreieckigen Fläche entsprechen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hohlzylinder 208 (die Blendenstruktur 208) ein Metall aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hohlzylinder 208 (die Blendenstruktur 208) das Licht-Absorptionselement 202 mit der der Häusung 206 thermisch leitend verbinden. Somit kann beispielsweise auch im Vakuum eine ausreichende Kühlung für das Licht-Absorptionselement 202 ermöglicht sein.
  • Ferner kann das Licht-Absorptionselement 202 direkt mit der Häusung 206 in körperlichem Kontakt stehen, so dass Wärme von dem Licht-Absorptionselement 202 über die Häusung 206 abgeleitet werden kann. Ferner kann das Licht-Absorptionselement 202 einen Hohlraum 202h aufweisen, welcher beispielsweise ungefüllt sein kann, oder teilweise oder vollständig mit einem Metall gefüllt sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Hohlzylinder 208 durch einen Zugang 206z (eine weitere Aussparung) in der Häusung 206 zugänglich sein, so dass der Hohlzylinder 208 mittels eines Werkzeugs oder manuell rotiert werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Innendurchmesser des Hohlzylinders 208 größer sein als der Außendurchmesser des zylinderförmigen Licht-Absorptionselements 202.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels des Anschlusses 310 ein Lichtleiter in dem Ausgangsbereich 202e angeordnet sein oder werden, beispielsweise zum Weiterleiten des von dem keramischen Licht-Absorptionselement 202 emittierten Lichts 222e zu einem Lichtsensor 312.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die in den 3A und 3B veranschaulichte Lichtleiteranordnung 100a einen Hohlzylinder 208 aufweisen, wobei der Hohlzylinder 208 das Licht-Absorptionselement 202 zumindest teilweise umgibt, wobei der Hohlzylinder mindestens eine Lichtdurchlassöffnung 208e in dessen Zylindermantel 208m aufweist, so dass von dem Licht-Absorptionselement 202 emittiertes Licht 222e durch den Zylindermantel 208m hindurch in den Ausgangsbereich 202e gelangen kann und beispielsweise zu einer an den Ausgangsbereich 202e gekoppelten Lichtleiterstruktur 110.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die in den 3A und 3B veranschaulichte Lichtleiteranordnung 100a eine einstellbare Blendenstruktur 208, 202e aufweisen, welche beispielsweise mittels des Hohlzylinders 208 und der Aussparung 202e (des Ausgangsbereichs 202e) gebildet sein kann, wobei die einstellbare Blendenstruktur 208, 202e derart eingerichtet ist, dass mittels einer Rotation des Hohlzylinders 208 der zur Aussparung 202e freiliegende Anteil der Lichtdurchlassöffnung 208e vergrößert und/oder verringert werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels der einstellbaren Blendenstruktur 208, 202e eine Abschwächung der Lichtintensität über einen großen Bereich logarithmisch (im Zusammenspiel mit dem keramischen Licht-Absorptionselement 202) eingestellt werden. Ferner kann das keramische Licht-Absorptionselement 202 eine Bohrung 202h (einen Hohlraum oder eine Aussparung) aufweisen. Aufgrund der Bohrung in der Keramik 202 anstelle eines Vollmaterials können auch geringere Intensitäten 106L detektiert werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100a (der Lichtsensorkopf 100a) derart eingerichtet sein, dass die Gesamthöhe der Lichtleiteranordnung 100a (entlang der Längsachse des Licht-Absorptionselements 202 und/oder der Längsachse des Hohlzylinders 208) kleiner als ungefähr 50 mm oder kleiner als ungefähr 30 mm sein kann, z.B. kann die Lichtleiteranordnung 100a eine Gesamthöhe in einem Bereich von ungefähr 15 mm bis ungefähr 25 mm aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100a aufgrund deren Baugröße leicht in Anlagen (z.B. in eine RTP-Prozessanlage) integrierbar sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Licht-Absorptionselement 202 ein Keramikrohr 202 mit einem Deckel 202a aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100a einen Anschluss 310 (eine Befestigungsstruktur 310) für ein Glasfaserkabel 204k oder für einen Lichtleiter 204k oder eine Lichtleiterstruktur 110 aufweisen, so dass mittels eines an dem Anschluss 310 befestigten Glasfaserkabel 204k Licht aus dem Ausgangsbereich 202e (einem Hohlraum 202e zur Lichtverteilung) empfangen werden kann und zu einem Sensor 112 weitergeleitet werden kann.
  • Wie in 3A dargestellt ist, kann beispielsweise das Glasfaserkabel 204k mittels einer Schraube in oder an dem Anschluss 310 befestigt sein oder werden, z.B. geklemmt sein oder werden.
  • Wie vorangehend, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, beispielhaft beschrieben, kann das Licht 106L erst nach starker Abschwächung mittels des Licht-Absorptionselements 202 (der Keramik 202) auf metallische Bauteile (z.B. die Häusung 206 (das Gehäuse 206) oder die Blendenstruktur 208) auftreffen. Somit kann eine Änderung der Reflexionseigenschaften der metallischen Bauteile vermindert oder vermieden werden.
  • Ferner kann, wie in den 3A und 3B veranschaulicht, ein Drehzylinder 208 (als Teil der Blendenstruktur 208) aufgrund des exponentiellen Intensitätsabfalls des Lichts in einer Keramik 202 (z.B. aufweisend amorphes (nicht transparentes) Aluminiumoxid oder amorphes (nicht transparentes) Aluminiumnitrid oder amorphes (nicht transparentes) Aluminiumoxinitrid) einen Einstellbereich mit logarithmischer Skalierung bereitstellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beispielsweise nach einer Kalibrierung des an die Lichtleiteranordnung 100a angeschlossenen Sensors 112 der Drehzylinder 208 mittels einer zusätzlichen Schraube (z.B. Madenschraube) fixiert werden.
  • 3C veranschaulicht eine Sensoranordnung 112 oder einen Sensor 112, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In einer Prozessieranordnung 100 kann beispielsweise jeder Lichtleiteranordnung 100a ein Sensor 112 zugeordnet sein, wobei die Lichtleiteranordnung 100a und der Sensor 112 mittels eines Lichtleiters 204k oder Glasfaserkabels 204k verbunden sein können.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Sensor 112 eine Fotodiode 312 aufweisen, oder einen anderen Lichtsensor 312 oder optoelektronischen Lichtsensor 312, wie z.B. einen CCD-(charge-coupled device)-Sensor 312 oder einen Fotowiderstand (LDR) 312. Ferner kann der Sensor einen Sensor-Anschluss 311 (eine Anschlusshülse 311) für ein Glasfaserkabel 204k, einen Lichtleiter 204k oder für eine Lichtleiterstruktur 110 aufweisen, welcher derart eingerichtet ist, dass beispielsweise ein Glasfaserkabel 204k, ein Lichtleiter 204k oder eine Lichtleiterstruktur 110 an den Sensor 112 angeschlossen werden kann (z.B. mittels einer Schraube befestigt werden kann).
  • Um eine möglichst große Toleranz für das Positionieren der an den Sensor 112 angeschlossenen Glasfaser 204k oder eine möglichst große Toleranz für die Position der Fotodiode 312 relativ zur an den Sensor 112 angeschlossenen Glasfaser 204k zu ermöglichen, kann der Sensor 112 ein Sensor-Gehäuse 306 aufweisen, welches einen zylindrischen verspiegelten Hohlraum 306a aufweisen kann (z.B. verspiegelt mittels poliertem Metall oder einer spiegelnde Beschichtung), ähnlich einer sogenannten Ulbricht-Kugel.
  • Dabei kann die Fotodiode 312 (die lichtsensitive Fläche der Fotodiode 312) nicht direkt gegenüber dem Glasfaserende angeordnet sein, sondern derart angeordnet sein, dass das mittels der angeschlossenen Glasfaser 204k in den zylindrischen verspiegelten Hohlraum 306a eingebrachte Licht indirekt (erst nach mindestens einer Reflektion an der Innenwand des zylindrischen verspiegelten Hohlraums 306a) auf die Fotodiode 312 trifft. Beispielsweise kann die lichtsensitive Fläche der Fotodiode 312 in einem Winkel von ungefähr 90° (z.B. 80° bis 100°) zu der Lichteinlassrichtung angeordnet sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere zylindrische verspiegelte Hohlräume 306a in einem einstückigen Metallblock 306 (z.B. nebeneinander gereiht) bereitgestellt sein oder werden, mit einer entsprechenden Mehrzahl von Sensor-Anschlüssen 311 und einer entsprechende Mehrzahl von Fotodioden 312, so dass mehrere Sensoren in einem Bauteil 306 bereitgestellt sein können oder werden können.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels der hierin beschriebenen Lichtleiteranordnung 100a und/oder Prozessieranordnung 100 eine starke Abschwächung des in die Lichtleiterstrukturen 110 gelangenden Lichts 222e ermöglicht sein oder werden, beispielsweise kann das Licht 106L der Blitzlampen um mehr als einen Faktor von 100, 1000 oder 10000 abgeschwächt werden, bevor es in die Lichtleiterstrukturen 110 gelangen kann. Aufgrund der Intransparenz der Keramik 202 für UV-Licht kann beispielsweise eine Degradation der angeschlossenen Lichtleiter 110 und/oder der Fotodiode 312 vermieden werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Lichtleiteranordnung 100a und die entsprechenden Sensoren 112 kalibriert werden. Dabei kann das Kalibrieren beispielsweise Folgendes aufweisen: Durchführen einer (z.B. einmaligen) Vergleichsmessung zwischen der Lichtintensität des Blitzlampenfelds und einer Referenz-Laserdiode zum Ermitteln eines Referenzsignals, Bestrahlen (analog zur Bestrahlung 106L mittels der Blitzlampen 106) eines zu kalibrierenden Lichtsensorkopfs 100a mit der Referenz-Laserdiode und Drehen des Hohlzylinders 208, so dass ein Ausgangssignal eines mit dem Lichtsensorkopf 100a verbundenen Sensors 112 dem Referenzsignal oder einem festgelegten Bruchteil des Referenzsignals entspricht.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Lichtleiteranordnungen 100a, wie beispielsweise in 1C dargestellt, aufgrund des geringen Bauraums, z.B. aufgrund einer Bauhöhe von kleiner als ungefähr 22 mm, zwischen der Transportrolle 108 und der Substratführungsebene 101e angeordnet sein oder werden, z.B. in das Bodenblech 110h oder in die Haltestruktur 110h integriert sein oder werden.
  • 4 zeigt beispielhaft eine Transmissionsmessung von Aluminiumoxid, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Aluminiumoxid (mit einer Dicke von beispielsweise 2,6 mm) kann effizient Licht in einem Bereich von ungefähr 200 nm bis ungefähr 400 nm absorbieren und/oder reflektieren, so dass nur ein vernachlässigbarer Anteil des Lichts – ungefähr 0,001 % bis ungefähr 0,05 % – in diesem Wellenlängenbereich durch das Material hindurch gelangen kann. Im sichtbaren Bereich hingegen, also im Wellenlängenbereich von ungefähr 400 nm bis ungefähr 800 nm, kann der transmittierte Lichtanteil, welcher zur Detektion des Lichtsignals verwendet werden kann, ungefähr 5 % betragen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Lichtleiteranordnung 100 Folgendes aufweisen: ein Licht-Absorptionselement 202, wobei das Licht-Absorptionselement 202 einen freiliegenden Empfangsbereich 202a aufweist zum Empfangen von Licht 106L mit einer ersten Lichtintensität, wobei das Licht-Absorptionselement 202 ferner das empfangene Licht mit einer zweiten Lichtintensität in einen Ausgangsbereich 202e emittiert 222e, wobei die zweite Lichtintensität geringer ist als die erste Lichtintensität; eine an dem Ausgangsbereich 202e angeordnete Befestigungsstruktur 310 zum Befestigen eines Lichtleiters 110, 204k zum Weiterleiten des von dem Licht-Absorptionselement 202 emittierten Lichts 222e zu einem Lichtsensor 112, 312.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Lichtleiteranordnung 100 ferner eine einstellbare Blendenstruktur 202e, 208 aufweisen, wobei die einstellbare Blendenstruktur 202e, 208 zwischen dem Licht-Absorptionselement 202 und der Befestigungsstruktur 310 zum Befestigen des Lichtleiters 110 angeordnet sein kann zum Einstellen des Lichtdurchlasses von dem Licht-Absorptionselement 202 in den Ausgangsbereich 202e.
  • Ferner kann die einstellbare Blendenstruktur 202e, 208 einen Hohlzylinder 208 aufweisen, welcher das Licht-Absorptionselement 202 zumindest teilweise umgibt, wobei der Hohlzylinder 208 ferner mindestens eine Lichtdurchlassöffnung 208e in dessen Zylindermantel 208m aufweist, so dass von dem Licht-Absorptionselement 202 emittiertes Licht 222e durch den Zylindermantel 208m hindurch zu dem Ausgangsbereich 202e gelangen kann.
  • Ferner kann die einstellbare Blendenstruktur 208 derart eingerichtet sein, dass mittels einer Rotation des Hohlzylinders 208 (um dessen Zylinderachse) der zum Ausgangsbereich 202e freiliegende Anteil der mindestens einen Lichtdurchlassöffnung 208e vergrößert und/oder verringert werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein lichtstabiler Absorber verwendet werden, welcher beispielsweise eine hohe UV-Stabilität, ein gute Wärmeleitfähigkeit und eine ausreichend hohe Stabilität gegenüber Sauerstoff aufweist. Die räumliche Trennung von Lichtabsorption und dem eigentlichen Sensor kann aufgrund der hohen elektromagnetischen Felder während des Prozessierens mittels Blitzlampen erforderlich sein. Ferner kann die Lichtintensität eingestellt werden.

Claims (12)

  1. Prozessieranordnung (100) aufweisend, • eine Prozesskammer (102) zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich (106s) der Prozesskammer (102), • eine Befestigungsvorrichtung (104) zum Befestigen mindestens einer Blitzlampe (106) zum Belichten (106L) eines Substrats in dem Prozessierbereich (106s), • mehrere innerhalb des Prozessierbereichs (106s) angeordnete Lichtleiterstrukturen (110) zum Empfangen von mittels der mindestens einen Blitzlampe (106) erzeugtem Licht und zum Weiterleiten des empfangenen Lichts an eine Lichtsensoranordnung (112), wobei sich die Lichtleiterstrukturen (110) durch mindestens eine Kammerwand der Prozesskammer (102) hindurch erstrecken und nach außerhalb der Prozesskammer (102) geführt sind.
  2. Prozessieranordnung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Licht-Absorptionsstruktur (202), welche derart relativ zu den mehreren Lichtleiterstrukturen (110) angeordnet ist, dass das von den jeweiligen Lichtleiterstrukturen (110) empfangene Licht abgeschwächt ist.
  3. Prozessieranordnung gemäß Anspruch 2, wobei die Licht-Absorptionsstruktur (202) eine transluzente Keramik aufweist.
  4. Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Licht-Absorptionsstruktur (202) eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1 W/(K m) aufweist.
  5. Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: eine einstellbare Blendenstruktur (208), welche derart relativ zu den mehreren Lichtleiterstrukturen (110) angeordnet ist, dass jeweils die Strahlungsleistung des von den Lichtleiterstrukturen (110) empfangenen Lichts verändert werden kann.
  6. Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: eine Transportvorrichtung (108) zum Transportieren eines Substrats (120) entlang einer planaren oder gekrümmten Transportebene (101e) in den Prozessierbereich (106s) hinein und/oder aus dem Prozessierbereich (106s) heraus, wobei die mehreren Lichtleiterstrukturen (110) derart relativ zu der Transportebene (101e) angeordnet sind, dass ein mittels der Transportvorrichtung (108) transportiertes Substrat (120) zwischen der Befestigungsvorrichtung (104) und den mehreren Lichtleiterstrukturen (110) hindurch transportiert wird.
  7. Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mehrere Lichtleiterstrukturen (110) derart relativ zueinander angeordnet sind, dass mindestens zwei der mehreren Lichtleiterstrukturen (110) entlang einer ersten Richtung angeordnet sind und mindestens zwei weitere der mehreren Lichtleiterstrukturen (110) entlang einer zweiten Richtung angeordnet sind, wobei die erste Richtung in einem Winkel zur zweiten Richtung verläuft.
  8. Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: eine außerhalb der Prozesskammer (102) angeordnete und mit den mehreren Lichtleiterstrukturen (110) gekoppelte Lichtsensoranordnung (112) zum Analysieren des mittels der Lichtleiterstrukturen (110) weitergeleiteten Lichts.
  9. Lichtleiteranordnung, aufweisend: ein transluzentes Licht-Absorptionselement (202), wobei das Licht-Absorptionselement (202) einen freiliegenden Empfangsbereich (202a) aufweist zum Empfangen von Licht (106L) mit einer ersten Lichtintensität, wobei das Licht-Absorptionselement (202) ferner das empfangene Licht mit einer zweiten Lichtintensität in einen Ausgangsbereich (202e) emittiert (222e), wobei die zweite Lichtintensität geringer ist als die erste Lichtintensität; eine an dem Ausgangsbereich (202e) angeordnete Befestigungsstruktur (310) zum Befestigen eines Lichtleiters (110) zum Weiterleiten des von dem Licht-Absorptionselement (202) emittierten Lichts (222e) zu einem Lichtsensor.
  10. Lichtleiteranordnung gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: eine einstellbare Blendenstruktur (208), wobei die einstellbare Blendenstruktur (208) zwischen dem Licht-Absorptionselement (202) und der Befestigungsstruktur (310) zum Befestigen des Lichtleiters (110) angeordnet ist zum Einstellen des Lichtdurchlasses von dem Licht-Absorptionselement (202) in den Ausgangsbereich (202e).
  11. Lichtleiteranordnung gemäß Anspruch 10, wobei einstellbare Blendenstruktur (208) einen Hohlzylinder aufweist, welcher das Licht-Absorptionselement (202) zumindest teilweise umgibt, wobei der Hohlzylinder (208) mindestens eine Lichtdurchlassöffnung (208e) in dessen Zylindermantel (208m) aufweist, so dass von dem Licht-Absorptionselement (202) emittiertes Licht (222e) durch den Zylindermantel (208m) hindurch zu dem Ausgangsbereich (202e) gelangen kann.
  12. Lichtleiteranordnung gemäß Anspruch 11, wobei die einstellbare Blendenstruktur (208) derart eingerichtet ist, dass mittels einer Rotation des Hohlzylinders der zum Ausgangsbereich (202e) freiliegende Anteil der mindestens einen Lichtdurchlassöffnung (208e) vergrößert und/oder verringert werden kann.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20040013418A1 (en) * 2002-07-17 2004-01-22 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Thermal processing apparatus performing irradiating a substrate with light
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