DE69811577T2

DE69811577T2 - Reaktor und Verfahren zum Behandlung eines Halbleitersubstrats

Info

Publication number: DE69811577T2
Application number: DE69811577T
Authority: DE
Inventors: Imad Grand Rapids Mahawili
Original assignee: Micro C Technologies Inc
Current assignee: Micro C Technologies Inc
Priority date: 1997-08-15
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: US5814365A; KR19990023542A; USRE37546E1; JP3018246B2; EP0898302B1; JPH11162992A; KR100367807B1; DE69811577D1; EP0898302A1; ATE233430T1; TW538425B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verarbeitungsreaktor und insbesondere einen Verarbeitungsreaktor für die thermische Verarbeitung und chemische Ablagerung von Dünnfilmanwendungen auf einem Substrat, wie beispielsweise auf einem Halbleiter-Wafer, wobei die Temperatur des Substrats exakt überwacht und das Einspritzen von Gas in die Kammer gesteuert werden kann, um eine bessere Steuerung der Substratverarbeitung bereitzustellen.
Bei der Halbleiterherstellung werden Halbleitersubstrate während verschiedener temperaturaktivierter Verfahren erhitzt, beispielsweise während der Filmablagerung, des Oxidwachstums, des Ätzens und des thermischen Glühens. Die Steuerung von Ablagerungs- und Glühverfahren hängt von der Steuerung der Gasströmung und des Gasdrucks und der Temperaturdes Wafers ab. Beim Erhitzen eines Substrats ist es wünschenswert, das Substrat in einer gleichförmigen Weise zu erhitzen, so dass alle Bereiche des Substrats auf dieselbe Temperatur erhitzt werden. Gleichförmige Temperaturen im Substrat stellen gleichförmige Verarbeitungsvariablen auf dem Substrat bereit; wenn beispielsweise bei der Filmablagerung die Temperatur in einem Bereich des Substrats von der in einem anderen Bereich abweicht, so ist die Stärke des Überzugs in diesen Bereichen möglicherweise nicht gleich. Zudem kann die Haftung des Überzugs auf dem Substrat ebenfalls variieren. Wenn des Weiteren die Temperatur in einem Bereich des Substrats höher oder niedriger ist als in einem anderen Bereich des Substrats, wird ein Temperaturgradient im Substratmaterial gebildet. Dieser Temperaturgradient erzeugt thermische Momente in den Substraten, die ihrerseits radiale örtliche thermische Belastungen im Substrat induzieren. Diese örtlichen thermischen Belastungen können die Festigkeit des Substrats verringern und zudem das Substrat schädigen. Daher ist es für die Bestimmung der thermischen Diffusionstiefen von oberflächenimplantierten Dopanten, der Stärke des abgelagerten Films und der qualitativen Beschaffenheit des Materials und der Glüh- oder Schmelzeigenschaften wichtig, die Temperatur des Wafers zu kennen.
Es sind verschiedene Verfahren zum Messen der Temperatur eines Substrats während der Verarbeitung entwickelt worden, um die Steuerung der verschiedenen Verfahren zu verbessern. Direkte Verfahren, die die Verwendung von Kontaktsonden, wie beispielsweise Thermopaare oder Widerstandsdrahtthermometer umfassen, sind im Allgemeinen für die Substratverarbeitung nicht geeignet, da der direkte Kontakt zwischen den Sonden und dem Substrat die Struktur der Vorrichtung verunreinigt. Typischerweise werden indirekte Messverfahren verwendet, wie beispielsweise die Verwendung vorgeheizter Plattformen, die vor der Verarbeitung kalibriert werden. Jedoch ist dieses Verfahren nicht unbedingt exakt. Bei einigen Anwendungen wird die Temperatur auf der Rückseite des Substrats kalibriert oder überwacht, jedoch führen derartige Verfahren aufgrund der großen Abweichungen zwischen den Oberflächeneigenschaften der Rückseite und der Vorrichtungsseite, die zu unterschiedlichen Substrattemperaturen führen, zu bedeutenden Fehlern. Die Muster der spezifischen Vorrichtungen, die verarbeitet werden, die Art des Materials, das abgelagert oder geglüht wird, der Rauhheitsgrad der Oberfläche und die Betriebstemperatur beeinflussen die Eigenschaften der Substratoberfläche und definieren die Eigenschaft, die als Ausstrahlungsvermögen der Oberfläche bekannt ist.
Im U.S.-Patent Nr. 5,310,260 an Schietinger et al. ist eine nicht-kontaktierende Temperaturmessvorrichtung offenbart. Die Vorrichtung umfasst zwei faseroptische Saphirsonden, wobei eine der Sonden auf die Lampenquelle gerichtet ist, die die Hitze für den Wafer bereitstellt, und die andere Sonde auf den Wafer selbst gerichtet ist. Jede Fasersonde sendet ihr jeweiliges Signal zu einem Messinstrument, das die von der Sonde gemessene Photonendichte in einen elektrischen Strom umwandelt. Das Verhältnis der beiden Signale stellt ein Maß des Oberflächenreflexionsgrads bereit, das den hemisphärischen Gesamtreflexionsgrad annähert. Jedoch kann dieses Verfahren nur mit einer Wechselstromlampe und nur, wenn die Lampe direkt auf den Wafer scheint, verwendet werden. Da zwei faseroptische Sonden verwendet werden müssen, um dieses Verfahren zu realisieren, müssen die Eigenschaften jeder Sonde exakt im Einzelnen aufgeführt werden, um exakte Messungen des Ausstrahlungsvermögens zu erhalten. Für den Fall, dass eine der Sonden ersetzt werden muss, ist eine vollständige Nachkalibrierung des Systems erforderlich. Des Weiteren kann dieses Verfahren nicht in Kammern verwendet werden, in denen Dünnfilme abgelagert, geätzt oder gesputtert werden, da sich die Dünnfilme ebenfalls auf den faseroptischen Photonendichtesensoren ablagern und die Ergebnisse drastisch verändern und das Messverfahren funktionsunfähig machen. Zudem werden die faseroptischen Sensoren stets auf einen festen Bereich des Wafers gerichtet. Da verschiedene Teile des Wafers unterschiedliche Vorrichtungsmuster und daher ein unterschiedliches örtliches Ausstrahlungsvermögen aufweisen können, würde der Wert der Temperaturmessung und -steuerung eingeschränkt, da diese nur für den spezifischen Bereich Informationen über das Ausstrahlungsvermögen darstellen und keine durchschnittliche Oberflächentopologie des Substrats bereitstellen würden.
Außer durch die Temperaturgleichförmigkeit wird die Gleichförmigkeit der Filmablagerung durch die Gleichförmigkeit der Prozessgaszufuhr beeinflusst. Eine gute Verarbeitungsgleichförmigkeit erfordert gewöhnlich Einstellungen und Optimierungen sowohl für die Wafer-Temperaturgleichförmigkeit als auch für das Gasströmungsmuster des Prozessgases. Bei den meisten herkömmlichen Kammern oder Reaktoren wird das Reaktantgas durch eine einzige Öffnung zugeführt, durch die Gas in die Kammer oberhalb des Wafers injiziert wird. Aufgrund der Geometrie des Wafers ist die resultierende Ablagerung des Gases auf dem Wafer nicht gleichförmig.
In jüngerer Zeit sind duschenartige Gaseinspritzsysteme entwickelt worden, bei denen getrennte Gase in einem duschenartigen Muster über den gesamten Substratbereich hinweg injiziert werden. Jedoch füllen derartige Gaszufuhrsysteme das gesamte Kammervolumen und lagern daher Filme sowohl auf dem Substrat als auch auf den Kammerwänden ab. Folglich verhindern diese Gaszufuhrsysteme die Verwendung von optischen Instrumenten für eine nicht-kontaktierende Temperaturmessung und ein In-Situ-Film-Verfahren.
Demzufolge besteht ein Bedarf für einen Verarbeitungsreaktor, der einem Substrat in einer gleichförmigen Weise Wärme zuführen kann und die Temperatur des Substrats während der Verarbeitung exakt überwachen kann sowie das Profil der angewendeten Wärme so einstellen kann, wie für das Erreichen einer optimalen Verarbeitung des Substrats nötig. Des Weiteren besteht ein Bedarf für einen Verarbeitungsreaktor, der während der Verarbeitung die Strömung des Gases dem Substrat zuführen und auf dieses richten kann, so dass das Substrat eine gleichförmige Ablagerung eines Dünnfilms des Prozessgases oder der Gase in einem diskreten Bereich auf dem Substrat erhält.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird durch den Reaktor nach Anspruch 1 und das Verfahren zur Verarbeitung eines Halbleiters nach Anspruch 23 verwirklicht.
Eine Ausführungsform der Erfindung stellt einen Reaktor bereit, der eine Verarbeitungskammer mit einer Messvorrichtung für das Ausstrahlungsvermögen und ein verbessertes Gaseinspritzsystem aufweist. Die Messvorrichtung für das Ausstrahlungsvermögen misst die Photonendichte von einer Lichtquelle, die sich in der Verarbeitungskammer befindet, und die reflektierte Photonendichte von einem Substrat, das in der Verarbeitungskammer verarbeitet wird. Diese Messungen werden daraufhin verwendet, um das Ausstrahlungsvermögen und letztlich die Temperatur des Substrats mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu bestimmen. Die Messvorrichtung für das Ausstrahlungsvermögen umfasst ein Kommunikationskabel, das einen Photonensensor oder Sensor für das Ausstrahlungsvermögen umfasst, der in der Verarbeitungskammer angeordnet ist. Der Photonendichtesensor ist dafür ausgelegt, sich zwischen einer ersten Position, in der der Photonendichtesensor auf die Lichtquelle gerichtet ist, um die einfallende Photonendichte des Lichts zu messen, und einer zweiten Position, in der der Photonendichtesensor in Richtung des Substrats gerichtet ist, um die vom Substrat reflektierte Photonendichte zu messen, zu bewegen. Das Gaseinspritzsystem ist dafür ausgelegt, mindestens ein Gas auf einen diskreten Bereich des Substrats zu injizieren und zu richten. Der Reaktor ist daher besonders für die Verwendung in einer Halbleiterherstellungsumgebung geeignet, in der die Steuerung der Erwärmung und Einspritzung von Gas aufrecht erhalten werden muss, um während der Herstellung von Halbleitervorrichtungen gleichförmige Verarbeitungsvariablen zu erzeugen.
Bei einem Gesichtspunkt umfasst die Messvorrichtung für das Ausstrahlungsvermögen ein erstes und ein zweites Kommunikationskabel. Das erste Kommunikationskabel umfasst den Photonendichtesensor und steht in Kommunikation mit dem zweiten Kabel, um Signale von dem Photonendichtesensor zu einem Prozessor zu senden. Vorzugsweise umfassen das erste und das zweite Kommunikationskabel optische Kommunikationskabel. Zum Beispiel kann das erste Kommunikationskabel ein optisches Saphir-Kommunikationskabel umfassen, und das zweite Kommunikationskabel kann ein optisches Quarz-Kommunikationskabel umfassen. Bei weiteren Gesichtspunkten sind das erste und das zweite Kommunikationskabel durch eine Gleitverbindung verbunden, so dass das erste Kommunikationskabel mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung, zum Beispiel eines Motors, zwischen der ersten und der zweiten Position gedreht werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Reaktor zur Verarbeitung eines Substrats ein erstes Gehäuse, das eine Verarbeitungskammer abgrenzt und eine Lichtquelle stützt. Ein zweites Gehäuse wird drehbar in dem ersten Gehäuse gestützt und ist dafür ausgelegt, das Substrat in der Verarbeitungskammer drehbar zu stützen. Eine Heizvorrichtung zum Heizen des Substrats wird von dem ersten Gehäuse gestützt und ist in dem zweiten Gehäuse enthalten. Ein Photonendichtesensor erstreckt sich in das erste Gehäuse, um das Ausstrahlungsvermögen des Substrats zu messen; und ist dafür ausgelegt, sich zwischen einer ersten Position, in der der Photonendichtesensor auf die Lichtquelle gerichtet ist, und einer zweiten Position, in der der Photonendichtesensor auf das Substrat gerichtet ist, zu bewegen. Der Reaktor umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von Gaseinspritzdüsen, wobei die Gaseinspritzdüsen in mindestens zwei Gruppen von Gaseinspritzdüsen gruppiert sind und jede Gruppe von Gaseinspritzdüsen dafür ausgelegt ist, mindestens ein Gas in die Verarbeitungskammer des Reaktors auf einen diskreten Bereich des Substrats zu injizieren.
Bei einem Gesichtspunkt ist jede Gruppe von Einspritzdüsen dafür ausgelegt, mindestens ein Reaktantgas und ein inertes Gas selektiv zuzuführen. Bei einem anderen Gesichtspunkt ist jede Gruppe von Gaseinspritzdüsen dafür ausgelegt, unabhängig gesteuert zu werden, wobei die Gasströmung durch jede Gruppe von Gaseinspritzdüsen unabhängig eingestellt werden kann. Bei noch einem anderen Gesichtspunkt können die Gaseinspritzdüsen in jeder Gruppe von Gaseinspritzdüsen in einem gleichförmigen Muster angeordnet sein, um eine gleichförmige Gasströmung auf das Substrat zu richten. Der Reaktor umfasst vorzugsweise ebenfalls einen Abluftverteiler zur Entfernung von unreagiertem Gas aus der Verarbeitungskammer.
Bei noch weiteren Gesichtspunkten sind die Gaseinspritzdüsen in einem Muster angeordnet, das eine höhere Konzentration der genannten Gaseinspritzdüsen in einer peripheren Region des Substrats und eine geringere Konzentration von Gaseinspritzdüsen in einer zentralen Region des Substrats aufweist, wobei das von den Gaseinspritzdüsen injizierte Gas einen gleichförmigen Überzug auf dem Substrat erzeugt.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Verarbeitung eines Halbleitersubstrats das Stützen des Substrats in einer abgedichteten Verarbeitungskammer. Das Substrat wird gedreht und in der Verarbeitungskammer erhitzt, in die mindestens ein Reaktantgas injiziert wird. Ein Photonendichtesensor zum Messen des Ausstrahlungsvermögens des Substrats ist in der Verarbeitungskammer angeordnet und wird zuerst auf ein Licht gerichtet, das in der Kammer bereitgestellt ist, um die einfallende Photonendichte von dem Licht zu messen, und daraufhin neu positioniert, so dass der Photonendichtesensor auf das Substrat gerichtet ist, um die vom Substrat reflektierte Photonendichte zu messen. Die einfallende Photonendichte wird mit der reflektierten Photonendichte verglichen, um die Substrattemperatur zu berechnen.
Es ist ersichtlich, dass der Reaktor der vorliegenden Erfindung zahlreiche Vorteile gegenüber Reaktoren des Stands der Technik bietet. Der Reaktor stellt einen einzelnen Substratphotonendichtesensor bereit, der zur exakten Bestimmung der Temperatur des Substrats während der Verarbeitung verwendet werden kann. Der einzelne Photonendichtesensor beseitigt den mit Temperaturmessvorrichtungen mit zwei Sensoren verbundenen Bedarf für eine Nachkalibrierung und komplexe Berechnungen, die die Eigenschaften jedes Sensors aufführen. Zudem stellt der Reaktor ein Gaseinspritzsystem bereit, das während der Verarbeitung in einer gesteuerten Weise ein oder mehrere Reaktantgase auf das Substrat richtet und das Gas oder die Gase auf diskrete Bereiche des Substrats richtet, so dass Messungen des Ausstrahlungsvermögens und Temperaturberechnungen während der Einspritzung des Gases oder der Gase ohne eine Beeinträchtigung durch unerwünschte Filmablagerungen auf den Messvorrichtungen für das Ausstrahlungsvermögen in der Verarbeitungskammer durchgeführt werden können.
Diese und andere Aufgaben, Vorteile, Zwecke und Eigenschaften der Erfindung werden Fachleuten aus einer Studie der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen ersichtlich.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer chemischen Bedampfungskammer der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein schematischer Aufriss entlang der Linie II-II aus 1;
3 ist eine vergrößerte Ansicht entlang der Schnittlinien III-III aus 2, die das Gaseinspritzsystem veranschaulicht;
4 ist eine Draufsicht der Kammerabdeckung;
5 ist eine Unteransicht der Kammerabdeckung; und
6 ist eine schematische Darstellung eines Messsystems für das Ausstrahlungsvermögen, das mit der chemischen Bedampfungskammer aus 1 zusammenarbeitet.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 und 2 ist nun ein Reaktor zur Verarbeitung von Halbleitersubstraten allgemein mit der Nummer 10 bezeichnet. Bei der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Reaktor 10 einen einzelnen Wafer-Verarbeitungsreaktor, der zur Ausführung verschiedener Herstellungsverfahren auf einem Halbleitersubstrat 12, wie beispielsweise einem Halbleiter-Wafer, geeignet ist. Der Reaktor 10 ist besonders für die thermische Verarbeitung eines Halbleiter-Wafers geeignet. Solche thermischen Verfahren umfassen das thermische Glühen eines Halbleiter-Wafers und die thermische Aufschmelzung von Bor-Phosphor-Gasen und die chemische Ablagerung von Dünnfilmanwendungen, wie beispielsweise Hochtemperaturoxid, Tieftemperaturoxid, Hochtemperaturnitrid, dotiertem und undotiertem Poysilicium, epitaktischem Silicium- und Wolframmetall und Wolfram-Silizid-Filmen, bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung. Die Steuerung dieser Verfahren hängt von der Steuerung der Gasströmung, des Gasdrucks und der Wafer-Temperatur ab. Wie ausführlicher beschrieben wird, umfasst der Reaktor 10 eine Heizungsbaugruppe 14, die dem Substrat 12 in gleichförmiger Weise Wärme zuführt, eine Gaseinspritzbaugruppe 34, die einem diskreten Bereich des Substrats in einer gleichförmigen und gesteuerten Weise Gas zuführt und darauf richtet, und eine Baugruppe zur Messung des Ausstrahlungsvermögens 60, die eine ununterbrochene Messung des Ausstrahlungsvermögens des durchschnittlichen Oberflächenbereichs der Vorrichtungsseite des Substrats während der Verarbeitung ermöglicht, so dass die Menge und/oder das Profil der Wärme, die während der Verarbeitung dem Substrat zugeführt wird, eingestellt werden kann.
Wie am besten aus 2 ersichtlich, umfasst der Reaktor 10 eine Heizungsbaugruppe 14, die in einem Heizungsgehäuse 16 enthalten ist. Die Heizungsbaugruppe 14 ist dafür konstruiert, dem Substrat 12 Strahlungswärme in einer solchen Weise zuzuführen, dass die Temperatur im Substrat im Wesentlichen gleichförmig ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Heizungsbaugruppe 14 eine Anordnung von Heizelementen, wie beispielsweise lineare Wolfram-Halogenlampen (nicht gezeigt), die bei 0,95 Mikrometer eine Spitzenstrahlung aussenden und in Schichten angeordnet sind, so dass eine Vielzahl von Heizzonen gebildet wird, die ein konzentriertes Heizprofil bereitstellen, wobei eine größere Menge Wärme auf den äußeren Umfang des Substrats als auf die Mitte des Substrats angewendet wird. Für weitere Einzelheiten der Heizungsbaugruppe 14 wird Bezug auf EP 0 848 575 genommen. Es versteht sich, dass andere Heizungen in dem Reaktor 10 verwendet werden können, vorzugsweise Heizungen, die dem Substrat in einer im Wesentlichen gleichförmigen Weise Wärme zuführen.
Die Heizungsbaugruppe 14 ist in dem Heizungsgehäuse 16 enthalten, das auf einer drehbaren Basis 18 befestigt ist. Das Heizungsgehäuse 16 besteht aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise einem Keramikmaterial, Graphit oder vorzugsweise mit Siliciumgraphit beschichtetem Graphit oder dergleichen. Die Heizungsbaugruppe 14; das Heizungsgehäuse 16 und die drehbare Basis 18 sind vakuumdicht verschlossen in einem äußeren Reaktorgehäuse 20 enthalten und werden auf einer Basiswand 22 des Reaktorgehäuses 20 getragen. Das Reaktorgehäuse 20 kann aus einer Reihe von Metallmaterialien gebildet sein. Zum Beispiel ist Aluminium in einigen Anwendungen geeignet, während in anderen Anwendungen rostfreier Stahl geeigneter ist. Die Materialwahl wird, wie für Fachleute ersichtlich ist, von der Art der Chemikalien, die während des Ablagerungsverfahrens verwendet werden, und von ihrer Reaktivität in Bezug auf das Metall der Wahl bestimmt. Die Kammerwände werden typischerweise mit Hilfe eines herkömmlichen Kühlwasserstrom-Umlaufsystems auf etwa 7–24° C (45–75 Grad Fahrenheit) wassergekühlt, was in der Technik allgemein bekannt ist.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 werden die Basis 18 und das Gehäuse 16 drehbar auf der Basiswand 22 des Gehäuses getragen und vorzugsweise unter Verwendung eines herkömmlichen magnetisch gekoppelten Antriebsmechanismus 23 oder einer anderen geeigneten Antriebsvorrichtung, die durch eine Vakuumdichtung eine Drehung auf die Basis 18 ausüben kann, gedreht. Die Umdrehungen pro Minute (U/min) der Basis 18 und des Gehäuses 16 können voreingestellt werden, zum Beispiel vorzugsweise auf einen Bereich von 5 bis 60 U/min, abhängig von dem spezifischen Verfahren, wie wiederum für Fachleute ersichtlich ist.
Wie am besten aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Reaktorgehäuse 20 eine zylindrische Außenwand 24 und eine Abdeckung 26, die sich über die zylindrische Außenwand 24 erstreckt. Das Substrat 12 wird im Reaktorgehäuse 20 auf einer Plattform 28 getragen, die aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise mit Siliciumcarbid beschichtetem Graphit, Quarz, reinem Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Zirkonium(IV)-oxid, Aluminium, Stahl oder dergleichen, besteht, und seine Vorrichtungsseite 12a ist zur Abdeckung 26 hin ausgerichtet. Für Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform der Plattform 28 wird Bezug auf U.S.-Patent US 6 090 212 A mit dem Titel „A SUBSTRATE PLATFORM FOR A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE DURING RAPID HIGH TEMPERATURE PROCESSING AND METHOD OF SUPPORTING A SUBSTRATE", eingereicht am 15. August 1997 von Imad Mahawili, genommen. Die Plattform 28 ist in einer Vertiefung oder einer zentralen Öffnung 16a aufgenommen und gestützt, die in einer oberen Wand 27 des Gehäuses 16 vorgesehen und von der Abdeckung 26 beabstandet ist, und erstreckt sich im Wesentlichen über die Öffnung 16a und bedeckt diese vollständig. Folglich wird die Heizungsbaugruppe 14 vom Heizungsgehäuse 16 und der Plattform 28 eingeschlossen, die das Gehäuse der Heizungsbaugruppe 14 vervollständigt, wenn sie oben auf dem Gehäuse 16 angeordnet ist. Die Plattform 28 kann verschiedene Substratgrößen aufnehmen und kann insbesondere Substrate mit einem Durchmesser von 150, 200 und 300 mm aufnehmen. Der Abstand zwischen der Plattform 28 und der unteren Fläche 26a der Abdeckung 26 grenzt eine evakuierte Verarbeitungskammer 30 ab, die durch die Vakuumabluftteile evakuiert wird, die in einer Gaseinspritzbaugruppe 34 angeordnet sind. Vorzugsweise wird das Substrat 12 in die evakuierte Kammer 30 durch ein Kammerventil 32 eingeführt und mit Hilfe einer herkömmlichen Wafertransportvorrichtung (nicht gezeigt), wie beispielsweise einem automatischen Transportroboter auf der Plattform 28 angeordnet.
Unter Bezugnahme auf 4 und 5 umfasst der Reaktor 10 des Weiteren einen Gaseinspritzverteiler 34, der ein oder mehrere Gase auf einen örtlichen oder diskreten Bereich der Substratoberfläche, auf dem die Dünnfilmablagerung stattfindet, injiziert. Der Gaseinspritzverteiler 34 ist in der Abdeckung 26 angeordnet und umfasst eine Mehrzahl von Reaktantgaseinspritzsegmenten 36, 38 und 40, einen Einspritzring 41 für inertes Gas und einen Abluftverteiler 44. Der Einspritzring 41 injiziert ein inertes Gas, vorzugsweise Stickstoff oder dergleichen, in die Verarbeitungskammer 30 und richtet das inerte Gas auf den Umfang des Substrats, um eine Gasbarriere zu bilden, so dass die Reaktantgase, die durch die Gaseinspritzsegmente 36, 38 und 40 injiziertt werden, auf den Bereich des Substrats direkt unterhalb der jeweiligen Segmente 36, 38 und 40 beschränkt werden, da der Vakuumabluftverteiler 44 benachbart zu den Gaseinspritzsegmenten 36, 38 und 40 angeordnet ist. Wie am besten aus 5 ersichtlich, sind die Gaseinspritzsegmente 36, 38 und 40 in einem zentralen Bereich der Abdeckung 26 ausgerichtet, um ein oder mehrere Gase, Reaktantgase und inerte Gase in die Kammer 30 zu injizieren. Der Abluftverteiler 44 erstreckt sich entlang und benachbart zu den Gaseinspritzsegmenten 36, 38 und 40, so dass Gase, die auf das Substrat 12 gerichtet werden, auf einen diskreten Bereich auf dem Substrat beschränkt werden, der sich vorzugsweise von einer Seite oder Kante des Substrats zu einer gegenüberliegenden Seite oder Kante des Substrats 12 erstreckt. Es versteht sich, dass Gase, die von den Gaseinspritzsegmenten 36, 38 und 40 injiziert werden, in die allgemeine Richtung zum Substrat 12 hin gerichtet werden, und eventuelle verstreute Gasmoleküle, die in die Nähe des Bereichs unter dem Abluftverteiler 44 wandern, werden aus der Verarbeitungskammer 30 abgeleitet. Daher sind die Gase, die durch die Gaseinspritzsegmente 36, 38 und 40 eingeführt werden, auf ein diskretes Volumen der Verarbeitungskammer 30 und auf einen diskreten Bereich des Substrats 12 begrenzt.
Jedes Gaseinspritzsegment 36, 38, 40 umfasst eine Vielzahl von Kanälen, jeweils 36a, 36b, 36c, 36d, 38a, 38b, 38c, 38d, 40a, 40b, 40c und 40d, die in einem parallelen, benachbarten Verhältnis zueinander angeordnet sind. Jeder Kanal 36a, 36b, 36c, 36d, 38a, 38b, 38c, 38d, 40a, 40b, 40c und 40d umfasst eine Vielzahl von Einspritzdüsen oder Öffnungen 42. Die Öffnungen 42 können in einer gleichförmigen Weise angeordnet sein, um dieselbe Strömungsgeschwindigkeit von Gas über die Breite des Substrats 12 hinweg bereitzustellen. Alternativ können ein oder mehrere Kanäle Öffnungen 42 umfassen, die in einem nicht-gleichförmigen Muster angeordnet sind, um das Profil der Gasströmung über das Substrat hinweg zu variieren. Vorzugsweise ist das Profil der Gasströmung so eingestellt, dass weniger Gas auf die Mitte des Substrats gerichtet wird als auf die Bereiche zum Umfang des Substrats hin. Zum Beispiel können die Kanäle 38a–38d, die im Allgemeinen mit dem mittleren Abschnitt des Substrats ausgerichtet sind, eine Dichte oder Konzentration von beabstandeten Öffnungen umfassen, und die Kanäle 36a–36d und 40a–40d, die im Allgemeinen entlang der Peripherieabschnitte des Substrats angeordnet sind, können eine höhere Dichte oder Konzentration von Öffnungen 42 umfassen als die Kanäle 38a–38d. Auf diese Weise weist die Gasströmung aus den verschiedenen Gruppen von Öffnungen 42 ein Strömungsprofil auf, das über das Substrat hinweg variiert, so dass die Bereiche über dem zentralen Bereich und dem peripheren Bereich des Substrats mit derselben Gasdichte behandelt werden, um eine gleichförmigere Filmablagerung auf dem Substrat zu erreichen. Es versteht sich, dass die Anzahl von Öffnungen und der Abstand zwischen den Öffnungen 42 individuell eingestellt werden kann, um eine gleichförmigere Strömung bereitzustellen oder mehr Gas auf einen Bereich des Substrats zu richten als auf einen anderen, wenn verschiedene Vorrichtungen hergestellt werden.
Des Weiteren können alle Öffnungen 42/Kanäle 36a, 36b, 36c, 36d, 38a, 38b, 38c, 38d, 40a, 40b, 40c und 40d und/oder Segmente 36, 38 und 40 jeweils mit einem Ventil oder Regler (nicht gezeigt) verbunden werden, der unter Verwendung herkömmlichen Steuerungen eingestellt werden kann, um die Gasströmung aus jeder Öffnung, jedem Kanal oder Gaseinspritzsegment oder Bereich 36, 38 und 40 zu variieren und so das Gasströmungsprofil anzupassen. Des Weiteren können die Steuerungen die Folge der Gasströmung aus den Öffnungen, Kanälen oder Segmenten einstellen. Zudem kann jeder Regler zur Verbindung mit einer oder mehreren Reaktantgasquellen ausgelegt sein. Abhängig von der Anwendung kann die Strömung durch jede Öffnung/jeden Kanal/jedes Segment individuell gesteuert werden, so dass alle diese entweder zusammen, ein Segment sequenziell nach dem anderen oder die Segmente beliebig mit verschiedenen Zeitintervallen zwischen jedem Ein-Aus-Zyklus sequenziell eingeschaltet werden können. Weiterhin kann, wenn Reaktantgase von einem Segment abgeschaltet werden, ein inertes Gas in dieses Segment injiziert werden, um die Reaktionsbedingungen auf der Oberfläche des Wafers zu steuern und eine Rückströmungsverunreinigung der Reaktantgase zu verhindern. Die Konstruktion eines bestimmten Arbeitsyklus für jedes der Segmente würde daher von dem Dünnfilmverfahren abhängen, das optimiert wird, und würde von Film zu Film variieren. Des Weiteren kann jeder der jeweiligen Öffnungen, jedem der jeweiligen Kanäle oder Gaseinspritzsegmente 36, 38, 40 die Einspritzung eines spezifischen Gases zugeordnet werden. Zum Beispiel können die Gaseinspritzzonen 36 und 40 zum Einspritzen von Gas A verwendet werden, während die Gaseinspritzzone 38 zum Einspritzen von Gas B verwendet werden kann. Auf diese Weise können zwei Reaktantgase (A und B) injiziert werden, die sich mischen und auf der Vorrichtungsseite des Substrats reagieren. Fachleuten ist ersichtlich, dass eine große Vielzahl von Gasen verwendet und selektiv durch die Öffnungen 42 eingeführt werden kann, beispielsweise Wasserstoff, Argon, Wolfram, Hexafluorid oder dergleichen, um das Substrat 12 zu verarbeiten.
Wie am besten aus 5 ersichtlich, umfasst der Gaseinspritzverteiler 34 den Abluftverteiler 44. Wie oben beschrieben, erstreckt sich der Abluftverteiler 44 um die Segmente 36, 38 und 40 und stellt eine zusätzliche Abgrenzung bereit, über die hinaus sich die Reaktantgase nicht ausdehnen können. Zusätzlich zu der Entfernung von unreagierten Gasen aus der Verarbeitungskammer 30 unterstützt der Abluftverteiler ebenfalls die Verhinderung einer Rückströmungsverunreinigung der Reaktantgase. In Kombination mit dem Einspritzring 41 steuert der Abluftverteiler 44 die Filmablagerung auf dem Substrat 12 in einer Weise, die einen örtlichen Bereich von Filmablagerung zur Folge hat, und ermöglicht daher die Verwendung eines Messsystems für das Ausstrahlungsvermögen, wie unten beschrieben.
Der Reaktor 10 umfasst weiterhin ein nicht-kontaktierendes Messsystem 60 für das Ausstrahlungsvermögen zum Messen des Ausstrahlungsvermögens und zum Berechnen der Temperatur des Substrats 12 während der verschiedenen Herstellungsverfahren. Das Messsystem 60 für das Ausstrahlungsvermögen umfasst eine Zentralverarbeitungseinheit 61 und ein Paar faseroptische Kommunikationskabel 62 und 64, die miteinander verbunden und mit der Zentralverarbeitungseinheit 61 verbunden sind. Das faseroptische Kabel 62 umfasst vorzugsweise ein faseroptisches Saphir-Kommunikationskabel und erstreckt sich durch ein starres Element 66, das eine Vakuumdurchführung zum Reaktor 10 bereitstellt, in die Abdeckung 26 des Reaktorgehäuses 20. Das Kabel 62 erstreckt sich durch das Element 66 in einen Hohlraum 67, der in der Abdeckung 26 bereitgestellt ist, die oberhalb der Plattform 28 und des Substrats 12 angeordnet ist. Das Element 66 ist vorzugsweise eine zylindrische Antriebswelle und besonders bevorzugt eine zylindrische Antriebswelle aus rostfreiem Stahl und ist drehbar in der Abdeckung 26 befestigt. Ein Ende 68 des faseroptischen Kabels 62 ist gebogen oder so ausgerichtet, dass es auf das Substrat 12 und die Lichtquelle 72 gerichtet ist, wie unten ausführlicher erläutert, wobei das Photonenerfassungsende des Kabels 62 einen faseroptischen Photonendichtesensor oder eine faseroptische Photonendichtesonde 70 bildet. Der zweite Endabschnitt des Kabels 62 erstreckt sich durch die Welle 66 und in ein faseroptisches Gehäuse 76, das auf einer Außenfläche der zylindrischen Wand 24 des Gehäuses 20 befestigt ist.
Das distale Ende 62a des Kabels 62 ist gleitend mit einem distalen Ende 64a des Kabels 64, das vorzugsweise ein faseroptisches Quarz-Kommunikationskabel umfasst, im faseroptischen Gehäuse 76 verbunden. Das andere Ende des faseroptischen Kommunikationskabels 64 ist daraufin mit dem Prozessor 61 verbunden. Auf diese Weise bleibt das Kabel 62, wenn das Kabel 62 gedreht wird, durch die Gleitverbindung zwischen den beiden Kommunikationskabeln in Kommunikation mit dem Kabel 64 und der Verarbeitungseinheit 61. Der Prozessor 61 umfasst vorzugsweise ein Messinstrument, zum Beispiel ein Luxtron Modell 100, das die Photonendichte, die von dem faseroptischen Sensor 70 gemessen wird, in einen elektrischen Strom umwandelt, der von dem Prozessor 61 angezeigt wird.
Die Position des faseroptischen Sensors 70 wird daraufhin von einer Antriebsvorrichtung 80 verändert, vorzugsweise von einem Motor, der sich in dem faseroptischen Gehäuse 76 befindet und zum Antrieb mit der Welle 66 verbunden ist. Der Motor 80 umfasst eine Antriebswelle 81 und ein Antriebsrad 82, das in die Welle 66 eingreift und diese um ihre Längsachse 66a dreht. Der Motor 80 dreht die Welle 66, die eine Drehung auf das faseroptische Kabel 62 ausübt, so dass die Ausrichtung des faseroptischen Sensors 70 zwischen einer ersten Position, in der der faseroptische Sensor 70 im Allgemeinen aufwärts in Richtung der Lichtquelle 72 gerichtet ist, und einer zweiten Position, in der er im Allgemeinen abwärts auf das Substrat 12 gerichtet ist, bewegt wird. Daher ist das Ende 68 des Kommunikationskabels 62 vorzugsweise in einem rechten Winkel in Bezug auf die horizontale Achse 62a des Kommunikationskabels 62 ausgerichtet. Auf diese Weise kann der Sensor 70 die Photonendichte, die von der Lichtquelle 72 ausgestrahlt wird, und die Photonendichte des von dem Substrat reflektierten Lichts erfassen.
Die Lichtquelle 72 umfasst vorzugsweise eine weiße Lichtquelle, die Licht mit einer derartigen Wellenlänge ausstrahlt, dass die optische Durchlassung des Wafers vorzugsweise bei einer Wellenlänge von 0,95 Mikrometer minimiert wird. Das Messsystem 60 für das Ausstrahlungsvermögen bestimmt die Temperatur des Substrats 12 durch Vergleich [lacuna] der Strahlung, die von der Quelle 72 ausgesendet wird, mit dem/der der Strahlung, die von dem Substrat 12 ausgesendet wird. Die Quelle 72 umfasst vorzugsweise mindestens eine Lampe, die eine ähnliche Konstruktion wie die in der Heizungsbaugruppe 14 verwendeten Lampen aufweist, die in EP 0 848 575 A beschrieben sind.
Vorzugsweise ist der Photonendichtesensor 70 beabstandet und vorzugsweise radial auswärts von dem Gaseinspritzsystem 34 und dem Abluftverteiler 44 angeordnet, so dass das Gas, das in die Kammer 30 und auf das Substrat 12 injiziert wird, die Temperaturablesung des Sensors für das Ausstrahlungsvermögen 70 nicht beeinträchtigt. Da die Heizungsbaugruppe 14 vollständig von dem Heizungsgehäuse 16 eingeschlossen wird, dringt kein Licht aus der Heizungsbaugruppe 14 in die Ablagerungskammer 30, das die Ablesungen, die von dem Sensor für das Ausstrahlungsvermögen 70 vorgenommen werden, beeinflussen könnte. Dies beseitigt ein Abstimmen der Sondeneigenschaften oder Korrekturen, die mit den herkömmlichen Temperaturmessvorrichtungen mit den zwei Sonden verbunden sind. Nachdem das Substrat 12 auf der Plattform 28 angebracht ist, werden das Gehäuse 16 und die Plattform 28 während der Verarbeitung durch den Antriebsmechanismus 23 gedreht. Wenn das Ausstrahlungsvermögen des Substrats 12 gemessen werden soll, wird der Sensor 70 so gedreht, dass er die Lichtquelle 72 direkt oberhalb des Substrats 12 erfasst, und die Lichtquelle 72 wird eingeschaltet. Der Sensor 70 misst die einfallende Photonendichte von der Lichtquelle 72. Während die Lichtquelle 72 weiterhin eingeschaltet ist, wird der Sensor 70 aus seiner ersten Position in seine zweite Position gedreht, so dass er das Substrat 12 direkt unterhalb der Lichtquelle 72 erfasst, während er gedreht wird. In dieser Position misst der Sensor 70 die von der Vorrichtungsseite 12a des Substrats 12 reflektierte Photonendichte. Die Lichtquelle 72 wird daraufhin ausgeschaltet. Während er das Substrat 12 weiterhin direkt erfasst, misst der Sensor 70 die Ausstrahlung von Photonen von dem erhitzten Substrat 12. Dieser letzte Wert wird von dem reflektierten Strahlungswert abgezogen. Gemäß der Planckschen Quantenhypothese steht die Energie, die von einer gegebenen Oberfläche ausgesendet wird, im biquadratischen Verhältnis zu der Temperatur der Oberfläche. Die Proportionalitätskonstante besteht aus dem Produkt der Stephen-Boltzmann-Konstante und dem Ausstrahlungsvermögen der Oberfläche. Daher wird das Ausstrahlungsvermögen der Oberfläche vorzugsweise bei der Bestimmung der Temperatur der Oberfläche in nicht-kontaktierenden Verfahren verwendet. Die folgenden Gleichungen werden verwendet, um den hemispherischen Gesamtreflexionsgrad der Vorrichtungsseite 12a des Substrats 12 und folglich das Ausstrahlungsvermögen zu berechnen, wie durch das Kirchhoffsche Strahlungsgesetz gegeben:

(1) Wafer-Reflexionsgrad = reflektierte Lichtintensität/einfallende Lichtintensität
(2) Ausstrahlungsvermögen = (1 – Wafer-Reflexionsgrad)

Sobald das Ausstrahlungsvermögen des Substrats berechnet ist, wird daraufhin die Substrattemperatur aus den Planckschen Gleichungen ermittelt. Dieses Verfahren wird auch verwendet, wenn das Substrat heiß ist, und bei einer derartigen Anwendung wird die thermische Basisausstrahlung von dem Substrat vor Ausführung der oben genannten Berechnung abgezogen. Vorzugsweise verbleibt der Sensor 70 in der zweiten Position oder der Wafer-Erfassungsposition und erzielt daher jedesmal, wenn die Quellenlampe 72 eingeschaltet wird, fortwährend Daten über das Ausstrahlungsvermögen.
Da das Substrat 12 sich dreht, sammelt der Sensor 70 die Photonendichte während dieser Drehung von der Vorrichtungsseite 12a des Substrats 12 und misst daher die Reflexion von der durchschnittlichen Oberflächentopologie verschiedener Vorrichtungsstrukturen, die auf dem Substrat lithografiert sein können. Da des Weiteren die Messung des Ausstrahlungsvermögens während des Verfahrenszyklus, einschließlich des Dünnfilmablagerungsverfahrens, durchgeführt wird, werden die momentanen Veränderungen des Ausstrahlungsvermögens überwacht und Temperaturkorrekturen werden dynamisch und fortwährend durchgeführt. Sobald das Ausstrahlungsvermögen berechnet ist, wird es zu dem Temperatursteuerungssegment des Prozessors 21 gesendet, wo der Wert des Ausstrahlungsvermögens in der Anwendung der Planckschen Gleichung verwendet wird.
Der Reaktor 10 umfasst des Weiteren eine Vielzahl von faseroptischen Temperaturmesssonden 84, die an der Abdeckung 26 befestigt sind und fortwährend die Photonendichte sammeln, die während sämtlicher Verarbeitungsbedingungen von der Vorrichtungsseite 12a der Substratvorrichtung 12 ausgesendet wird. Die Temperaturen, die von den Sonden 84 gemessen werden, werden zum Hauptsteuercomputer gesendet, um sie mit einer Solltemperatur zu vergleichen, und jede Abweichung wird berechnet und in einen Steuerstrom umgewandelt, um ein standardmäßiges gebrauchsfertiges SCR-Stromrelais anzutreiben und jeder der Lampenzonen in der Heizungsbaugruppe 14 den proportionalen Strom zuzuführen. Vorzugsweise umfasst der Reaktor 10 drei Sonden 84, die so angeordnet sind, dass sie die Temperatur verschiedener Teile des Wafers messen, wodurch eine Temperaturgleichförmigkeit während des Verarbeitungszyklus sichergestellt wird.
Temperaturablesungen des Substrats 12, die von der Zentralverarbeitungseinheit 21 berechnet werden, werden vorzugsweise als Eingabe in ein Steuersystem (nicht gezeigt) verwendet, das die Ausgabe der Heizungsbaugruppe 14 überwacht und steuert. Das Steuersystem ist durch eine elektrische Durchführung 86, die sich zu der Basiswand 22 des Reaktorgehäuses 21 erstreckt, mit der Heizungsbaugruppe 14 verbunden. Um das Vakuum im Reaktor 10 aufrecht zu erhalten, ist die Durchführung 86 durch einen O-Ring oder unter Verwendung anderer herkömmlicher Abdichtvorrichtungen oder -verfahren abgedichtet.
Nachdem das Halbleitersubstrat 12 verarbeitet worden ist, wird das Substrat 12 mit Hilfe einer Mehrzahl von Hebestiften 88, die durch die Plattform 28 vorstehen und das Substrat 12 von der Plattform 28 abheben; zum automatischen Laden und Entladen des Substrats 12 in den und aus dem Reaktor 10 von der Platform 28 abgehoben. Die Hebestifte 88 werden durch magnetisch gekoppelte Wafer-Hebevorrichtungen 90 angehoben und abgesenkt, die in der Technik herkömmlicherweise bekannt sind. Die Stifte 88 sind zentral im Gehäuse 16 angeordnet und stehen durch einen zentralen Abschnitt der Heizungsbaugruppe 14 und durch einen zentralen Abschnitt der Plattform 28 vor. Ebenso erstrecken sich die Hebestifte 88 zur Aufrechterhaltung des Vakuums in der Kammer 30 durch O-Ring-Dichtungen, die in der Basiswand 22 des Gehäuses 20 vorgesehen sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens drei Hebestifte 88 bereitgestellt. Bei der bevorzugtesten Ausführungsform sind vier Hebestifte 88 bereitgestellt, und die Plattform 28 umfasst eine entsprechende Anzahl von Öffnungen, damit die Hebestifte 88 durch diese hindurch vorstehen und das Substrat 12 für ein automatischen Laden und Entladen des Substrats 12 von der Plattform 28 abheben können. Es ist ersichtlich, dass die Hebestifte 88 nur betrieben werden können, wenn das Gehäuse so angeordnet ist, dass die Öffnungen in der Plattform 28 mit den Hebestiften 88, beispielsweise in einer „AUSGANGS"-Position, ausgerichtet sind.
Für die Zwecke der folgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe „auf" oder „ab" und Derivative oder Äquivalente derselben auf die Erfindung, wie sie in 1 bis 6 ausgerichtet ist. Es versteht sich, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, außer wenn ausdrücklich anders angegeben. Es versteht sich ebenfalls, dass die spezifischen Vorrichtungen und Verfahren, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und in der folgenden Beschreibung beschrieben sind, nur beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte darstellen, das in den angehängten Ansprüchen abgegrenzt ist. Daher sollen spezifische Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften in Bezug auf die hierin offenbarten Ausführungsformen nicht als beschränkend angesehen werden, soweit in den Ansprüchen nicht ausdrücklich anders angegeben.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Reaktorkammer bereit, die ein Substrat in einer gleichförmigen Weise erhitzt und das Ausstrahlungsvermögen exakt misst und die Temperatur des Substrats während der Verarbeitung unter Verwendung einer nicht-kontaktierenden Photonendichtemessvorrichtung misst und das Profil der angewendeten Wärme wie erforderlich anpasst, um eine optimale Verarbeitung des Substrats zu erzielen. Des Weiteren führt die Reaktorkammer dem Substrat während der Verarbeitung eine Gasströmung zu und steuert diese, so dass das Substrat eine gleichförmige Ablagerung eines Dünnfilms des Prozessgases oder der Prozessgase in einem diskreten Bereich auf dem Substrat erhält, was die Verwendung eines nicht-kontaktierenden Messsystems für das Ausstrahlungsvermögen ermöglicht.
Während mehrere Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, sind Fachleuten nun andere Ausführungsformen ersichtlich. Daher versteht es sich, dass die in den Zeichnungen gezeigten und oben beschriebenen Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung dienen und den Bereich der Erfindung, der durch die folgenden Ansprüche abgegrenzt ist, nicht einschränken sollen.

Claims

Reaktor zum Verarbeiten eines Substrats, wobei der genannte Reaktor Folgendes umfasst: ein Gehäuse, das eine Verarbeitungskammer definiert; eine in dem genannten Gehäuse montierte Lichtquelle; eine in dem genannten Gehäuse positionierte Heizung, wobei die genannte Heizung die Aufgabe hat, das Substrat zu erhitzen; wenigstens eine Gaseinspritzdüse, die so gestaltet ist, dass sie wenigstens ein Gas in die genannte Verarbeitungskammer injiziert; und einen Photonendichtesensor, der in das genannte Gehäuse verläuft, wobei der genannte Photonendichtesensor so gestaltet ist, dass er das Ausstrahlungsvermögen des Substrats misst und sich zwischen einer ersten Position, in der der genannte Photonendichtesensor auf die genannte Lichtquelle gerichtet ist, und einer zweiten Position bewegt, in der der genannte Photonendichtesensor zum Richten auf das Substrat positioniert ist.
Reaktor nach Anspruch 1, ferner umfassend ein erstes und ein zweites Kommunikationskabel, wobei das genannte erste Kommunikationskabel den genannten Photonendichtesensor beinhaltet und mit dem genannten zweiten Kabel in Kommunikation und so gestaltet ist, dass es Signale von dem genannten Photonendichtesensor zu einem Prozessor sendet.
Reaktor nach Anspruch 2, bei dem das genannte erste und das genannte zweite Kommunikationskabel optische Kommunikationskabel umfassen.
Reaktor nach Anspruch 3, bei dem das genannte erste Kommunikationskabel von einer Antriebsvorrichtung zwischen der genannten ersten und der genannten zweiten Position gedreht wird.
Reaktor nach Anspruch 4, bei dem das genannte erste und das genannte zweite Kommunikationskabel durch eine Gleitverbindung miteinander verbunden sind.
Reaktor nach Anspruch 4 oder 5, bei dem wenigstens ein Teil des genannten ersten Kommunikationskabels von einem starren Element aufgenommen wird, wobei die genannte Antriebsvorrichtung antriebsmäßig in das genannte starre Element eingreift, um das genannte Kommunikationskabel zwischen der genannten ersten Position und der genannten zweiten Position zu drehen.
Reaktor nach Anspruch 2, bei dem das genannte erste Kommunikationskabel einen abgewinkelten Abschnitt aufweist, wobei der genannte Photonendichtesensor auf einem fernen Ende des genannten abgewinkelten Abschnitts definiert ist.
Reaktor nach Anspruch 1, bei dem der genannte Photonendichtesensor eine optische Kommunikationsfaser umfasst.
Reaktor nach Anspruch 8, bei dem die genannte optische Kommunikationsfaser eine optische Saphir-Kommunikationsfaser umfasst.
Reaktor nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein zweites Gehäuse, wobei das genannte zweite Gehäuse drehbar in dem genannten Gehäuse montiert ist, das eine Verarbeitungskammer definiert und so gestaltet ist, dass das Substrat in der genannten Verarbeitungskammer drehbar gelagert wird.
Reaktor nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Mehrzahl von Gaseinspritzdüsen, die in dem genannten Gehäuse montiert sind, wobei die genannte Mehrzahl von Gaseinspritzdüsen so gestaltet ist, dass sie wenigstens ein Reaktantgas in die genannte Verarbeitungskammer injizieren.
Reaktor nach Anspruch 11, bei dem die genannten Gaseinspritzdüsen in wenigstens zwei Gruppen von Gaseinspritzdüsen angeordnet sind, wobei alle genannten Gruppen von Gaseinspritzdüsen so gestaltet sind, dass sie selektiv wenigstens ein Reaktantgas und ein Inertgas in die genannte Verarbeitungskammer speisen.
Reaktor nach Anspruch 11, der ferner einen von dem genannten Gehäuse getragenen Verteiler beinhaltet, wobei der genannte Verteiler so gestaltet ist, dass er Inertgas in die genannte Verarbeitungskammer injiziert.
Reaktor nach Anspruch 13, wobei der genannte Verteiler einen Injektionsring umfasst, wobei der genannte Injektionsring so positioniert und gestaltet ist, dass er auf die Peripherie des Substrats ausgerichtet ist, um wenigstens Inertgas auf die Peripherie des Substrats zu richten.
Reaktor nach Anspruch 11, bei dem alle genannten Einspritzdüsen so gestaltet sind, dass sie unabhängig gesteuert werden, so dass der Strom von Gas durch jede der genannten Einspritzdüsen unabhängig justiert werden kann.
Reaktor nach Anspruch 11, bei dem die genannten Gaseinspritzdüsen in einem gleichförmigen Muster angeordnet sind, das so gestaltet ist, dass ein gleichförmiger Strom eines Gases auf das Substrat gerichtet wird.
Reaktor nach Anspruch 1 oder 11, wobei die genannte(n) Gaseinspritzdüse(n) so gestaltet ist/sind, dass das Gas auf einen diskreten Bereich des Substrats geführt wird.
Reaktor nach Anspruch 17, ferner umfassend einen Abluftverteiler, wobei der genannte Abluftverteiler die Aufgabe hat, unreagiertes Gas aus der Verarbeitungskammer zu beseitigen und das Gas im Wesentlichen auf den diskreten Bereich des Substrats zu begrenzen.
Reaktor nach Anspruch 18, wobei der genannte Verteiler über die genannte Mehrzahl von Gaseinspritzdüsen verläuft, um das Gas in der Verarbeitungskammer im Wesentlichen auf den diskreten Bereich des Substrats zu begrenzen, wobei sich der genannte Abluftverteiler zwischen den genannten Einspritzdüsen und dem genannten Photonendichtesensor befindet, so dass der genannte Photonendichtesensor frei von Filmablagerungen von dem Gas ist.
Reaktor nach Anspruch 11, wobei die genannten Gaseinspritzdüsen so angeordnet sind, dass eine höhere Konzentration der genannten Gaseinspritzdüsen mit einer peripheren Region des Substrats fluchtend positioniert und ausgerichtet ist, und so, dass eine geringere Konzentration von Gaseinspritzdüsen mit einer zentralen Region des Substrats fluchtend positioniert und ausgerichtet ist, so dass das von den Gaseinspritzdüsen injizierte Gas einen gleichförmigen Überzug auf dem Substrat erzeugt.
Reaktor nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei das genannte Gehäuse ein erstes Gehäuse umfasst, wobei der genannte Reaktor ferner ein zweites Gehäuse umfasst, das drehbar in dem genannten ersten Gehäuse montiert ist, wobei das genannte zweite Gehäuse die genannte Heizung umschließt und das Substrat darauf drehbar lagert.
Reaktor nach Anspruch 21, wobei das genannte zweite Gehäuse eine entfernbare Plattform aufweist, wobei die genannte entfernbare Plattform so gestaltet ist, dass sie das Substrat in der genannten Verarbeitungskammer trägt.
Verfahren zur Verarbeitung eines Halbleitersubstrats, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Verarbeitungskammer; Tragen des Substrats in der Verarbeitungskammer; Richten von Licht in die Verarbeitungskammer auf das Substrat; Bereitstellen eines Photonendichtesensors; Richten des Photonendichtesensors auf das Licht; Messen der einfallenden Photonendichte von dem Licht mit dem Photonendichtesensor; Umpositionieren des Photonendichtesensors, um den Photonendichtesensor auf das Substrat zu richten; Messen der Reflexion des Lichtes von dem Substrat; Vergleichen der gemessenen einfallenden Photonendichte mit dem reflektierten Licht, um die Substrattemperatur zu errechnen; Erhitzen des Substrats; und Injizieren von wenigstens einem Reaktantgas in die Kammer durch wenigstens eine Einspritzdüse.