DE60033035T2

DE60033035T2 - Gekühltes fenster

Info

Publication number: DE60033035T2
Application number: DE60033035T
Authority: DE
Inventors: Igor Fidelman
Original assignee: Steag CVD Systems Ltd
Current assignee: Steag CVD Systems Ltd
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: KR100699104B1; EP1203108A1; JP4902914B2; KR20020021640A; DE60033035D1; US6284051B1; WO2000073533A1; EP1203108B1; JP2003500865A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Halbleiterprozessiervorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung zur Strahlungsheizung von Halbleiterwafern.
Hintergrund der Erfindung
Bei der schnellen thermischen Prozessierung von Halbleiterwafern wird eine Strahlungsquelle, wie zum Beispiel eine Wolfram-Halogenlampe oder eine Anordnung von Lampen, gemeinhin verwendet, um den Wafer zu heizen. Ein transparentes Fenster, das typischerweise aus Quarz oder Saphir hergestellt ist, wird verwendet, um die Prozesskammer von der Heizungsvorrichtung zu trennen. Das Fenster muss stark genug sein, um dem Druckunterschied zwischen dem Vakuum der Kammer und dem Atmosphärendruck außerhalb derselben zu widerstehen, und daher muss es ausreichend dick sein. Quarz ist jedoch undurchsichtig für Wellenlängen oberhalb von 4 μm, und es absorbiert auch einen kleinen Betrag der Strahlung im Bereich zwischen 0,2 bis 4 μm. Die Gesamtabsorption wächst mit der Fensterdicke.
Unter diesen Bedingungen kann bei Abwesenheit einer effektiven Kühlung das Fenster hohe Temperaturen von typischerweise bis zu 500°C nach wenigen Prozesszyklen in der Kammer erreichen. Ein dickes, heißes Fenster kann den Prozess auf eine Anzahl ungewünschter Weisen beeinträchtigen:

• „Erster-Wafer-Effekt" – Die ersten paar Wafer in einem Stapel werden prozessiert bevor das Fenster seine Gleichgewichtstemperatur erreicht, und die Wiederholbarkeit des Prozesses kann deshalb beeinträchtigt werden.
• Wegen der niedrigen thermischen Leitfähigkeit von Quarz kann die Temperatur quer über dem Fenster ungleichförmig sein und somit die Gleichförmigkeit der Temperatur quer über dem Wafer beeinträchtigen.
• Einige schnelle thermische chemische Gasphasenabscheidungsprozesse (RTCVD), wie zum Beispiel Polysiliziumabscheidung, können auch die Abscheidung von Material auf heißen Teilen der Vakuumkammer bewirken, einschließlich des Fensters. Die Abscheidung reduziert die Transmissivität des Fensters, so dass mehr Lampenleistung verwendet werden muss, um die gewünschte Wafertemperatur zu erreichen. Abscheidung auf dem Fenster kann auch die Prozessgleichförmigkeit und die Wiederholbarkeit beeinträchtigen.
• Abscheidung auf dem Fenster erhöht auch die Anzahl der Partikel in der Kammer, was eine Kontaminierung des Wafers bewirken kann, und führt zu einem Erfordernis des häufigeren Reinigens.

Verfahren und Vorrichtungen zur Fensterkühlung sind auf dem Gebiet der Halbleiterprozessierung bekannt. Zum Beispiel beschreibt das U.S.-Patent 4,550,684 für Mahawili ein Gasphasenabscheidungssystem, das eine Lampe verwendet, um einen Wafer mit Strahlung in dem Wellenlängenbereich zwischen 0,3 und 0,9 μm zu heizen. Ein Fenster trennt die Lampe von einer Vakuumkammer, die den Wafer enthält. Das Fenster ist aus zwei voneinander beabstandeten Platten aufgebaut, zwischen denen Wasser gepumpt wird, um die Fenstertemperatur zu kontrollieren. Obwohl das Wasser, das durch das Fenster hindurchtritt, infrarote Strahlung absorbiert, die von der Lampe emittiert wird, betrachtet Mahawili diesen Effekt als förderlich. Er macht darauf aufmerksam, dass der wünschenswerte Wellenlängenbereich zum Heizen des Wafers zwischen 0,3 und 0,9 μm liegt, und dass Wellenlängen außerhalb dieses Bereiches aus der Kammer ausgeschlossen werden sollten.
Das U.S.-Patent 5,487,127 für Gronet et. al. beschreibt eine schnelle thermische Heizvorrichtung, in der Lampen in einer Vielzahl von Lichtleitern angeordnet sind, um ein Halbleitersubstrat zu beleuchten und ihm Wärme zuzuführen. Die Lichtleiter sind mit einem flüssigkeitsgekühlten Fenster integriert, das die Lampen von einer evakuierten Prozesskammer trennt. Das Fenster ist so konstruiert, dass Kühlwasser in Räume zwischen den Lichtleitern eingelassen werden kann, ohne vor die Lichtleiter selbst zu treten oder vor ihnen vorbeizuströmen. Die Lichtleiter selbst sind evakuiert. Die Strahlung von den Lampen erreicht somit die Kammer, ohne von dem Wasser abgeschwächt zu werden, jedoch sind die integrierte Struktur der Lampen, die evakuierten Lichtleiter und das gekühlte Fenster komplex und schwierig zu konstruieren und zu warten.
FR 2,686,967 (France Telecom) zeigt einen Halbleiterheizofen, in dem die Heizquelle (Wolfram-Halogenlampe) durch Quarzscheiben 13 und 14 von dem Halbleiterwafer getrennt ist, der geheizt werden soll. Die Quarzscheiben sind voneinander durch einen Kanal 17 getrennt, durch den eine Kühlflüssigkeit, die transparent ist für Wellenlängen zwischen 0,4 und 4 μm, hindurchgeleitet wird. Die Kühlflüssigkeit ist vorzugsweise ein Fluorkohlenwasserstoff. Die Schrift zeigt keine definierten Durchlässe zwischen den Quarzscheiben und sie zeigt insbesondere keine Durchlässe, die geometrisch mit der Heizquelle und dem Strahlungsmuster, das von dieser emittiert wird, ausgerichtet sind, um eine Abschattung zu reduzieren, die zu Ungleichförmigkeiten der Temperatur führen könnte. Außerdem ordnet die Schrift die dickere Quarzscheibe (14) näher an den Halbleiterwafer an, der geheizt werden soll (1). Eine dickere Quarzscheibe ist schwieriger zu kühlen und auf einer vorbestimmten maximalen Temperatur zu halten.
EP 0 424 183 A1 (Inco Ltd.) und U.S. 4,431,257 (Born) zeigen strahlungstransparente Fenster die installiert sind, um eine Strahlungsquelle von einem Objekt zu trennen. Die Objekte, die geheizt werden sollen, sind keine Halbleiterwafer. Das Kühlmittel fließt durch einen Durchlass, der durch die Fenster definiert ist, jedoch zeigen diese Schriften keine definierten Durchlässe, die geometrisch mit der Heizquelle und dem Strahlungsmuster, das von der Heizquelle emittiert wird, ausgerichtet sind. Noch zeigen diese Schriften die Verwendung der Kombination einer dickeren und einer dünneren Fensterscheibe, wobei die dickere Scheibe eine vergrößerte Stärke und Stabilität liefert und die dünnere Scheibe leichter gekühlt und auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes gekühltes Fenster zur Verwendung beim Strahlungsheizen eines Halbleiterwafers in einer Vakuumkammer zu liefern.
In bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung weist ein gekühltes Fenster für eine thermische Prozesskammer obere und untere Schichten aus einem geeigneten transparenten Material auf, vorzugsweise Quarz, mit Durchlässen zwischen den Schichten, durch welche Kühlfluid hindurchtritt. Das Kühlfluid ist so gewählt, dass es im Unterschied zu Wasser eine hohe Transmissivität in einem Infrarotbereich von Wellenlängen oberhalb von 1,1 μm hat, und sich vorzugsweise bis über 1,4 μm erstreckt. Eine Strahlungsheizvorrichtung, die vorzugsweise eine Lampenanordnung aufweist, ist konfiguriert und angeordnet, um einen Halbleiterwafer in der Kammer zu heizen, so dass die Strahlung von der Heizvorrichtung einschließlich sowohl der sichtbaren als auch der Infrarotstrahlung durch die obere und untere Schicht des Fensters und durch das Kühlfluid hindurchtritt und auf dem Wafer ohne wesentliche Abschwächung auftrifft. Somit ermöglicht das gekühlte Fenster einer einfachen und robusten Struktur eine wirkungsvolle Zuführung zu dem Wafer von im Wesentlichen dem gesamten Spektrum brauchbarer Strahlung, die von der Lampe emittiert wird.
In bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung wird die thermische Prozesskammer während der Verwendung evakuiert, und die obere Schicht des transparenten Materials wird ausreichend dick gemacht, so dass das Fenster Kräften widerstehen kann, die aufgrund des Unterschieds zwischen der Umgebung, dem Atmosphärendruck außerhalb der Kammer und dem Vakuum innerhalb derselben darauf ausgeübt wird. Die untere Schicht wird we sentlich dünner als die obere Schicht gemacht, so dass eine dem Wafer benachbarte Unterseite der unteren Schicht, vollständig und gleichförmig durch Wärmeleitung durch die untere Schicht hindurch durch das Fluid gekühlt wird. Die untere Schicht wäre für sich selbst genommen zu dünn, um dem Druckunterschied quer über dem Fenster standzuhalten, wenn die Kammer evakuiert ist. Jedoch wird die untere Schicht mechanisch von einer Struktur getragen, die zwischen der oberen und unteren Schicht befestigt ist, welche die Durchlässe definiert, durch welche das Fluid fließt und so konfiguriert ist, um ein Abblocken von Strahlung zu minimieren, die durch das Fenster tritt.
Es wird daher, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung, eine gekühlte Fensteranordnung für eine thermische Prozesskammer vorgesehen, bei der ein Objekt in der Kammer von einer Strahlungsquelle außerhalb der Kammer geheizt wird, die Strahlung emittiert, welche Infrarotstrahlung umfasst, wobei die Anordnung das Folgende umfasst: obere und untere transparente Platten, die daran befestigte Segmente aus einem strahlungstransparenten Material haben, um Durchlässe zwischen den transparenten Platten zu definieren, wobei die Durchlässe im Allgemeinen mit einem geometrischen Muster der Strahlung ausgerichtet sind, die von der Strahlungsquelle emittiert wird; und ein Kühlfluid, das durch die Durchlässe fließt, wobei das Fluid im Wesentlichen transparent für die Infrarotstrahlung ist, so dass die Infrarotstrahlung von der Quelle durch die Platten und durch das Fluid in den Durchlässen hindurchgeht, um das Objekt zu heizen.
Vorzugsweise ist das Kühlfluid im Wesentlichen transparent für Strahlung mit einer Wellenlänge von größer als 1,1 μm, und insbesondere für Strahlung, die eine Wellenlänge von größer als 1,4 μm besitzt. Bevorzugt ist das Kühlfluid im Wesentlichen transparent für sichtbare Strahlung. In einer bevorzugten Ausführung umfasst das Kühlfluid einen flüssigen Fluorkohlenwasserstoff.
Vorzugsweise umfasst die Fensteranordnung Segmente aus einem transparenten Material, das zwischen den oberen und unteren Platten befestigt ist, um die Durchlässe zu definieren, wobei die Durchlässe im Allgemeinen mit einem geometrischen Muster der Strahlung ausgerichtet sind, das von der Strahlungsquelle emittiert wird.
Weiter bevorzugt ist die obere Platte wesentlich dicker als die untere Platte, wobei die obere Platte eine ausreichende Dicke hat, so dass die Fensteranordnung in der Lage ist, atmosphärischem Druck zu widerstehen, wenn die Kammer evakuiert ist.
Es ist auch, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung, eine gekühlte Fensteranordnung für eine evakuierbare thermische Prozesskammer vorgesehen, bei der ein Objekt in der Kammer von einer Strahlungsquelle außerhalb der Kammer geheizt wird, wobei die Anordnung folgendes aufweist: eine obere transparente Platte, die der Strahlungsquelle benachbart angeordnet ist und eine Dicke hat, die ausreicht, damit die Fensteranordnung in der Lage ist, atmosphärischem Druck zu widerstehen, wenn die Kammer evakuiert ist; eine untere transparente Platte, die dem Objekt in der Kammer benachbart angeordnet ist und eine Dicke hat, die wesentlich geringer ist als die Dicke der oberen transparenten Platte; und Tragteile, die zwischen der oberen und der unteren Platte befestigt sind, um eine mechanische Halterung für die untere Platte zu liefern und die angeordnet sind, um Durchlässe zwischen den Platten zu definieren, durch die ein Kühlfluid strömt, um die Platten zu kühlen.
Vorzugsweise sind die Durchlässe im Allgemeinen mit einem geometrischen Muster der Strahlung ausgerichtet, die von der Strahlungsquelle emittiert wird, so dass Strahlung von der Strahlungsquelle durch das Kühlfluid hindurchtritt, um das Objekt in der Kammer zu erreichen.
Es ist ferner, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung, eine Heizvorrichtung für eine thermische Prozesskammer vorgesehen, die eine Strahlungsquelle außerhalb der Kammer, die Infra rotstrahlung umfassende Strahlung emittiert, und ein gekühltes Fenster aufweist, das die Kammer abdichtet und Durchlässe darinnen hat, durch die ein Kühlfluid fließt, wobei das Fluid im Wesentlichen transparent für die Infrarotstrahlung ist, so dass die Infrarotstrahlung von der Quelle durch das Fluid in den Durchlässen hindurchtritt, um ein Objekt in der Kammer zu heizen.
Vorzugsweise umfasst das Fenster obere und untere transparente Platten, die dazwischen die Durchlässe definieren, wobei die obere Platte wesentlich dicker ist als die untere Platte. Vorzugsweise hat die obere Platte eine Dicke, die ausreichend ist, so dass die Fensteranordnung in der Lage ist, Atmosphärendruck zu widerstehen, wenn die Kammer evakuiert ist.
Vorzugsweise umfasst die Strahlungsquelle eine Anordnung von einer oder mehreren Lampen, welche die Strahlung in einem vorbestimmten geometrischen Muster emittieren, und wobei die Durchlässe im Allgemeinen mit dem Muster ausgerichtet sind. Insbesondere umfasst das Muster einen oder mehrere Ringe.
Es ist auch, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Heizen eines Objekts in einer thermischen Prozesskammer vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: Abdichten der Kammer unter Verwendung eines Fensters, das einen Durchlass dort hindurch hat; Heizen des Objekts mittels Infrarotstrahlung umfassender Strahlung, die durch das Fenster tritt; und Kühlen des Fensters durch Leiten eines für Infrarotstrahlung transparenten Fluids durch den Durchlass, so dass die Infrarotstrahlung im Wesentlichen ohne Abschwächung durch das Fluid hindurchtritt.
Die vorliegende Erfindung ergibt sich noch deutlicher aus der vorliegenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungen, unter bezugnahme auf die Zeichnungen; in den Zeichnungen zeigt:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Lampengehäuses und eines gekühlten Fensters, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht des Fensters der 1, entlang einer Linie II-II; und
3 ein Graph, der vergleichende Messungen der Transmissivität des Fensters bei Verwendung verschiedener Kühlfluids zeigt.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführung
Es wird nun auf die 1 und 2 Bezug genommen, die schematisch eine Heizanordnung 22 darstellen und ein zugehöriges gekühltes Fenster 20, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Typischerweise tritt Strahlungswärme von der Anordnung durch das Fenster 20, um einen Halbleiterwafer in einer evakuierten Prozesskammer (nicht gezeigt) zu heizen, insbesondere in einer Kammer zur schnellen thermischen Waferprozessierung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. 1 zeigt die Heizanordnung und das Fenster in einer Schnittansicht, während 2 eine Querschnittsansicht des Fensters entlang einer Linie II-II in der 1 ist.
Das Fenster 20 weist eine untere Platte 26 und eine obere Platte 30 auf, die durch eine mittlere Schicht 28 getrennt sind, welche Kühldurchlässe 32 innerhalb des Fensters definiert. Vorzugsweise sind alle drei Schichten aus Quarz gefertigt. Bevorzugt ist die untere Platte 26 zwischen 5 und 6 mm dick, so dass sie vollständig und gleichförmig durch Leitung von Wärme zu einem fließenden Kühlmittel in den Durchlässen 32 gekühlt werden kann. Falls die Platte dicker wäre, würde deren Unterseite, die dem Wafer benachbart ist, nicht ausreichend durch Leitung durch die Platte gekühlt werden, und unerwünschte Effekte, wie zum Beispiel Temperaturungleichförmigkeit und Abscheidung von Materialien auf der heißen Fensteroberfläche, würden mit Wahrscheinlichkeit auftreten. Vorzugsweise wird das Kühlmittel durch einen Wärmetauscher geleitet, so dass die Platte 26 auf einer Temperatur gehalten wird, die nicht höher ist als 200°C. Die obere Platte 30 ist vorzugsweise dicker, vorzugsweise ungefähr 25 mm dick, um eine mechanische Stärke zu liefern, die benötigt wird, um Druckunterschieden zwischen der Kammer und der Umgebungsluft zu widerstehen.
Die mittlere Schicht 28 weist bevorzugt eine Struktur auf, die aus dünnen gebogenen Segmenten 29 aufgebaut ist, die zwischen den oberen und unteren Schichten durch Diffusionsschweißen oder -binden mit Hochtemperaturbindemittel befestigt sind, oder durch Verwenden irgendeines anderen geeigneten Verfahrens, das im Stand der Technik bekannt ist. Wenigstens ein Einlass 34 und ein Auslass 36 sind vorgesehen, die es, zusammen mit Öffnungen 38, dem Kühlmittel erlauben, durch die Durchlässe 32 zu fließen und das gesamte Fenster zu kühlen. Die Dicke und der Abstand der Segmente 29 sind derart, dass die Platte 26 in der Lage ist, dem Druck des Kühlmittels in den Durchlässen 32 zu widerstehen.
Es sei bemerkt, dass die Struktur der Schicht 28 und das Muster der Durchlässe darin in der 2 nur beispielhaft gezeigt sind, und dass andere geeignete Strukturen und Muster entworfen werden können basierend auf Erwägungen der vollständigen, gleichförmigen Kühlung und mechanischen Stärke. Das grundlegende Entwurfskriterium ist, dass die untere Schicht 26 dünn genug ist, so dass deren Unterseite unterhalb einer vorbestimmten maximalen Temperatur gehalten werden kann, wie zum Beispiel 200°C. Um dieses Kriterium zu erfüllen, wird die Schicht 26 an sich typischerweise zu dünn sein, um dem Druckunterschied zwischen Vakuum an dessen Unterseite und Umgebungsluft oder Fluiddruck an dessen Oberseite zu widerstehen. Die erforderliche mechanische Stärke wird durch die dickere obere Schicht 30 geliefert, welche die untere Schicht 26 trägt. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung, wie sie durch das Fenster 20 verkörpert werden, liefern somit eine einfache, robuste Struktur (im Vergleich zu derjenigen, die zum Beispiel in dem oben genannten U.S.-Patent 5,487,127 beschrieben ist), bei der die dem Wafer gegenüberliegende Unterseite des Fensters angemessen und gleichförmig gekühlt werden kann.
Wie in der 1 gezeigt, sind die Segmente 29 vorzugsweise so geformt und angeordnet, dass die Durchlässe 32 mit einer Anordnung von Lampen 24 ausgerichtet sind, die in konzentrischen Ringen in der Heizvorrichtung 22 angeordnet sind. Die Lampen 24 weisen vorzugsweise Wolfram-Halogenlampen auf, wie zum Beispiel JCV 240V-1500WGZ Lampen, die von Ushio America Inc., Cypress, Kalifornien, erhältlich sind. Alternativ dazu können andere Lampentypen, wie zum Beispiel lineare Lampen und anders konfigurierte Lampenanordnungen verwendet werden. Ausrichtung der Durchlässe mit den Lampen minimiert die Abschattung auf dem Wafer aufgrund der Segmente 29, was ansonsten in Temperaturungleichförmigkeiten und einer Reduktion des Heizwirkungsgrads resultieren könnte.
3 ist ein Graph, der schematisch die gemessene Transmissivität eines Testaufbaus darstellt, der entworfen wurde, um optische Eigenschaften des Fensters 20 zu emulieren, die als eine Funktion der Strahlungswellenlänge für verschiedene Kühlmittelmaterialien gezeigt ist. Wie in der Figur gesehen werden kann, ist die Wahl des Kühlmittels von kritischer Bedeutung für die Bestimmung der Infrarottransmissivität des Fensters. Eine gestrichelte Linie 50 zeigt die Fenstertransmissivität wenn Luft als ein Kühlmittel verwendet wird, wobei zu sehen ist, dass die Transmissivität im Allgemeinen gleichförmig ist über dem gesamten getesteten Bereich der sichtbaren und nahen Infrarotwellenlängen. Luft ist jedoch als ein Kühlmittel nicht wirkungsvoll genug, um die Platte 26 unterhalb der oben genannten Zieltemperatur von 200°C zu halten. Eine durchgezogene Linie 52 zeigt die Transmissivität wenn Wasser als das Kühlmittel verwendet wird, aus der offensichtlich ist, dass, obwohl Wasser darin wirkungsvoll sein kann, das Fenster kühl zu halten, es das Meiste der Infrarotenergie abschneidet, die von der Heizanordnung 22 emittiert wird, einschließlich im Wesentlichen der gesamten Energie bei Wellenlängen oberhalb von 1,4 μm.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass ein Wärmeübertragungsfluid aus der Fluorkohlenwasserstoff-Familie eine optimale Kombination zwischen wirkungsvoller Kühlung und hoher Infrarottransmissivität liefert. Eine gepunktete Linie 54 in 3 zeigt Ergebnisse bei der Verwendung von Galden HT135- oder HT200-Fluid, welches perfluorierte Fluorkohlenwasserstofffluide sind, die von Ausimont aus Bollate, Italien, hergestellt werden. Der Brechungsindex (1,28) von Galden erreicht beinahe denjenigen von Quarz (1,45), so dass Reflexionsverluste an den inneren Oberflächen der Platten 30 und 26 relativ zu Luft reduziert sind. Somit liefert Galden eine wirkungsvolle Gesamttransmissivität des Fenster, die mit derjenigen von Luft über dem gesamten sichtbaren und Nah-Infrarotbereich vergleichbar ist.
Galden hat auch eine ausgezeichnete Kompatibilität mit Metall, Plastik und Elastomermaterialien und eine hohe oxidative Widerstandsfähigkeit. Es ist damit sowohl Luft als auch Wasser als Kühlmittel überlegen und ermöglicht es, dass das Fenster 20 und zugehörige Teile von einfachem, robustem Entwurf sind, und eine hohe Transmissivität über einem weiten Wellenlängenbereich im Vergleich zu gekühlten Fenstern haben, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Es ist jedoch selbstverständlich, dass andere für Infrarotstrahlung transparente Fluide auf ähnliche Weise verwendet werden können.
Es sei bemerkt, dass die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform nur beispielhaft angeführt wurde, und dass der Umfang der Erfindung nur durch die Ansprüche begrenzt ist.

Claims

Gekühlte Fensteranordnung (20) für eine thermische Prozesskammer, wobei ein Objekt in der Kammer durch Strahlung geheizt wird, die von einer Strahlungsquelle (24) außerhalb der Kammer emittiert wird, und wobei die Strahlungsquelle (24) von dem Objekt durch obere und untere transparente Platten (30, 26) getrennt ist, die voneinander beabstandet sind, um einem Kühlfluid zu erlauben, dort hindurch zu treten, wobei die Anordnung Folgendes aufweist: eine Anordnung aus einer oder mehreren Lampen, welche die Strahlungsquelle (24) bilden, die Strahlung in einem vorbestimmten geometrischen Muster emittieren; Segmente (28) eines strahlungstransparenten Materials, das zwischen der oberen und unteren Platte (30, 26) befestigt ist, um Durchlässe (32) zu definieren, durch welche das Kühlfluid fließen kann, wobei die Durchlässe (32) in einem geometrischen Muster ausgerichtet sind, das dem Muster der Strahlung entspricht, die von der Strahlungsquelle (24) emittiert wird.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der die untere Platte (26) durch die Segmente (28) getragen ist, die an der oberen Platte (30) und der unteren Platte (26) befestigt sind.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das geometrische Muster der Durchlässe einen oder mehrere Ringe aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das geometrische Muster der Durchlässe eine Reihe konzentrischer ringförmiger Teile aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der die obere Platte wesentlich dicker ist als die untere Platte.
Anordnung nach Anspruch 5, bei der die obere Platte eine ausreichende Dicke hat, so dass die Fensteranordnung Atmosphärendruck widersteht, wenn die Kammer evakuiert ist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Objekt in der Kammer ein Halbleiterwafer ist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Durchlässe einen Fluss eines flüssigen Kühlfluids dort hindurch erlauben, die im Wesentlichen transparent ist für Strahlung, die eine Wellenlänge hat, die größer ist als 1,1 μm, vorzugsweise eines flüssigen Fluorkohlenwasserstoffs.
Verfahren zum Heizen eines Objekts in einer thermischen Prozesskammer mit Strahlung, die von einer Strahlungsquelle (24) emittiert wird, die außerhalb der Kammer angeordnet wird, wobei die Strahlungsquelle von dem Objekt durch ein Fenster (20) getrennt wird, das durch obere und untere transparente Platten (30, 26) gebildet wird, die voneinander getrennt sind, um einem Kühlfluid zu erlauben, dort hindurch zu treten, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Hindurchleiten eines Kühlfluids durch Durchlässe (32), die durch Segmente (28) eines strahlungstransparenten Materials definiert werden, die zwischen der oberen und unteren Platte (30, 26) befestigt sind, wobei die Durchlässe (32) in einem geometrischen Muster ausgerichtet sind entsprechend einem Muster der Strahlung, die von der Strahlungsquelle (24) emittiert wird; und Heizen des Objekts mittels Strahlung, die von der Strahlungsquelle (24) emittiert wird, die durch die obere und untere Platte (30, 26) und das Kühlfluid in den Durchlässe (32) hindurch geht.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Strahlungsquelle eine Anordnung von einer oder mehreren Lampen ist, die Strahlung in einem vorbestimmten geometrischen Muster emittieren.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das geometrische Muster der Durchlässe einen oder mehrere Ringe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das geometrische Muster der Durchlässe eine Reihe von konzentrischen ringförmigen Teilen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Objekt in der Kammer ein Halbleiterwafer ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Kühlfluid eine Flüssigkeit ist, die im Wesentlichen transparent ist für Strahlung, die eine Wellenlänge hat, die größer ist als 1,1 μm, vorzugsweise ein flüssiger Fluorkohlenwasserstoff.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die obere Platte (30) wesentlich dicker ist als die untere Platte (26).
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die untere Platte (26) auf eine Temperatur unterhalb von 200°C gekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die untere Platte (26) auf einer Temperatur unterhalb von 200°C gehalten wird.
Gekühlte Fensteranordnung für eine evakuierbare thermische Prozesskammer zum Prozessieren eines Halbleiterwafers, wobei der Wafer in der Kammer durch eine Strahlungsquelle außerhalb der Kammer geheizt wird, wobei die Anordnung Folgendes aufweist: eine obere transparente Platte, die der Strahlungsquelle benachbart angeordnet ist und eine ausreichende Dicke hat, so dass die Fensteranordnung in der Lage ist, Atmosphärendruck zu widerstehen, wenn die Kammer evakuiert ist; eine untere transparente Platte, die dem Objekt in der Kammer benachbart angeordnet ist, und eine Dicke hat, die wesentlich geringer ist als die Dicke der oberen transparenten Platte; und Halteteile, die zwischen der oberen und der unteren Platte befestigt sind, um eine mechanische Halterung für die untere Platte zu liefern und so angeordnet sind, um Durchlässe zwischen den Platten zu definieren, durch die ein Kühlfluid tritt, um die Platten zu kühlen.
Fensteranordnung gemäß Anspruch 18, wobei die Durchlässe im Allgemeinen mit einem geometrischen Muster der Strahlung ausgerichtet sind, die von der Strahlungsquelle emittiert wird, so dass Strahlung von der Strahlungsquelle durch das Kühlfluid hindurch geht, um das Objekt in der Kammer zu erreichen.