DE69816913T2 - Anlage zur Temperaturreglung der Seitenwände eines Ofens - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet thermischer Behandlungssysteme für Halbleiterwafer und insbesondere auf einen Vertikalofen zur thermischen Behandlung, der mehrere kontinuierliche Wärmequellen verwendet zum Beibehalten eines gewünschten konstanten Temperaturgradienten innerhalb des Ofens.
  • Ausgangspunkt der Erfindung
  • Thermische Behandlungssysteme werden in unterschiedlichen Stufen der Halbleiterherstellung weit verbreitet verwendet. Einfache thermische Behandlungsanwendungen umfassen eine chemische Abscheidung, Diffusion, Oxidation, Annealen bzw. TEmpern, eine Silizidierung bzw. Silizitbildung, eine Nitridierung und ein Lötmaterialschmelzen bzw. ein Reflowprozess. Vertikale Schnellheizbehandlungssysteme (RTP = rapid thermal processing) weisen eine vertikal orientierte Prozesskammer auf, die durch eine Wärmequelle erhitzt wird, wie beispielsweise ein Widerstandsheizelement oder eine Reihe bzw. Bank von Lichtquellen mit hoher Intensität. Die Wärmequelle ist in der Lage, das Innere der Prozesskammer auf Temperaturen in dem Bereich von 450 bis 1400 Grad Celsius (°C) mit Rampraten von bis zu 100°C/Sekunde aufzuheizen.
  • Ein Beispiel eines vertikalen RTP Systems zur Behandlung eines einzelnen Wafers ist in U.S. Patent Nr. 4,857,689 von Lee gezeigt, das dem Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen ist.
  • Das Lee-Patent zeigt eine Prozesskammer, die durch ein Widerstandsheizelement erhitzt wird, das oberhalb der Kammer angeordnet ist. Das Widerstandsheizelement erhitzt die Prozesskammer so, dass ein Temperaturgradient von einem oberen Bereich der Kammer (am heißesten) zum Boden der Kammer (am wenigsten heiß) gehalten wird. Die Kammerseitenwände zeigen diesen Temperaturgradienten auf, der für die Seitenwände erhalten wird, durch (i) Wärme, die über die Seitenwände von dem oberen Bereich der Kammer nach unten geleitet wird und (ii) Wärme, die mittels Konvektion ausgehend von dem Widerstandsheizer durch die Kammer gestrahlt wird. Eine Hubeinrichtung bzw. ein Lift, der einen Wafer trägt, wird innerhalb dieses Temperaturgradienten hoch und runter bewegt durch ein Prozesssteuersystem, so dass eine gewünschte Erwärmung des Wafers auftritt.
  • Die Konstruktion mit einem einzelnen Heizelement, wie dem, das in Lee dargestellt ist, gibt Prozesscharakteristika vor, welche nachteilig die Behandlung eines einzelnen Wafers sowie den Durchsatz eines Multi-Wafersystems beeinträchtigen können. Da der Wafer und das Podest, auf dem es getragen wird, einen erheblichen Teil der gesamten vertikalen Querschnittsfläche der Prozesskammer einnimmt, blockieren der Wafer und das Podest eine Wärmestrahlung von dem oben liegenden Widerstandheizelement, wodurch verhindert wird, dass die blockierte Wärme den unterhalb des Wafers liegenden Teil der Kammer erreicht und erwärmt. Demgemäß kann während einer Behandlung eines einzelnen Wafers der Seitenwandtemperaturgradient durch erhebliche Temperaturdiskontinuitäten gekennzeichnet sein, und zwar in Abhängigkeit von dem bestimmten Seitenwandort und der Position des Wafers bezüglich dieses Ortes. Solche Temperaturdiskontinuitäten machen eine präzise Erwärmung des Wafers schwierig.
  • Zusätzlich ist die Konstruktion mit einem einzelnen Heizelement bzw. Heizer auch gekennzeichnet durch einen Seitenwandtemperaturgradienten, der anfänglich driftet bzw. sich verschiebt und dann erst stabilisiert nachdem mehrere Wafer behandelt wurden. Dieses Drift-Phänomen verlangsamt das Starten und reduziert daher den Durchsatz des Systems. Da die Kammerseitenwände sowohl mittels Konvektion als auch mittels Leitung erwärmt werden, wird angenommen, dass der Grad der Leitungserwärmung soweit fortschreitet, dass nach der Bearbeitung mehrerer Wafer der nachteilige Effekt der Strahlungs (Konvektions) Wärmeblockade durch den Wafer reduziert wird. Nach der aufeinanderfolgenden Behandlung mehrerer Wafer verschwindet dieses Problem. In einigen Fällen wurde dieses Problem durch eine anfängliche Behandlung von Dummy-Wafern behoben, was allerdings nachteilig den Durchsatz des Systems beeinträchtigt. Jedoch behebt selbst die Verwendung von Dummy-Wafern nicht die Diskontinuität in dem Seitenwandtemperaturgradienten, der bei der Behandlung einzelner Wafer auftritt. D. h. während der Behandlung jedes individuellen Wafers blockiert der Wafer noch immer eine Strahlungswärme und somit fluktuiert die Seitenwandtemperatur an einem bestimmten Ort in Abhängigkeit davon, ob der Wafer oberhalb oder unterhalb dieses Ortes angeordnet ist.
  • Demgemäß ist es wünschenswert, einen RTP-Vertikalofen für einen einzelnen Wafer vorzusehen unter Verwendung einer Vielzahl von kontinuierlichen Wärmequellen, die an unterschiedlichen Vertikalorten des Ofens angeordnet sind zum Vorsehen eines konsistenten und kontinuierlichen Temperaturgradienten innerhalb der Kammer.
  • Es ist auch wünschenswert, einen solchen Ofen mit einem aktiven Seitenwanderwärmungsmechanismus vorzusehen, zum Vorsehen einer konsistenten Temperaturablesung an einem bestimmten Vertikalort der Seitenwand, und zwar unabhängig von der Position des Wafers innerhalb des Ofens und unabhängig von der Anzahl der Wafer die behandelt wurden.
  • EP-A-0 538 874 zeigt eine Halbleiterbehandlungsvorrichtung mit einer Vielzahl von vertikal beabstandeten Heizelementen zum Vorsehen einer Vielzahl von vertikal beabstandeten Zonen mit unterschiedlichen konstanten Temperaturen.
  • GB-A-2 298 314 zeigt eine vertikale thermische Behandlungsvorrichtung, die einen Ofen umfasst und eine erste Heizvorrichtung, die in einem oberen Teil des Ofens angeordnet ist und eine zweite Heizvorrichtung, die in einem unteren Teil des Ofens angeordnet ist, wobei ein Reflektor und ein Wärmeschild dabei helfen, eine abrupte Temperaturänderung in der Vertikalrichtung sicher zu stellen.
  • Die Erfindung
  • Die Erfindung sieht ein thermisches Behandlungssystem nach Anspruch 1 vor.
  • Ein vertikales Schnellheizbehandlungs-(RTP = rapid thermal processing)-System ist vorgesehen, das eine vertikale Prozesskammer aufweist, die sich entlang einer Längsachse erstreckt und eine bewegbare Plattform, die innerhalb der Prozesskammer angeordnet ist, und die eine Tragoberfläche besitzt, auf der einer oder mehrere Halbleiterwafer zur Behandlung aufgebracht werden können. Ein Temperatursensor, wie beispielsweise ein optisches Pyrometer, kann verwendet werden zum Abfühlen der Temperatur der Rückseite des Wafers, der auf der Plattform angeordnet ist. Wenn das System in einer Steuerkonfiguration mit geschlossener Schleife bzw. einer Reglerkonfiguration läuft, empfängt eine Positionssteuerung bzw. ein Regler ein Rückkopplungssignal von dem optischen Pyrometer und sieht ansprechend darauf ein Positionssignal an einen Bewegungsmechanismus vor. Der Bewegungsmechanismus stellt die Vertikalposition der bewegbaren Plattform innerhalb der vertikalen Prozesskammer ein.
  • Ein Temperatursteuersubsystem etabliert einen kontinuierlichen Temperaturgradienten innerhalb der vertikalen Prozesskammer entlang der Längsachse. Das Temperatursteuersubsystem weist eine Vielzahl von Kammerseitenwandheizelementen auf, die an unterschiedlichen Vertikalpositionen entlang der Längsachse angeordnet sind. Jedes der Vielzahl von Heizelementen wird unabhängig von den anderen der Vielzahl von Heizelementen angesteuert. Die Vielzahl von sich längserstreckenden bzw. längsorientierten Heizelementen sieht einen aktiven Seitenwandheizmechanismus vor, der einen konsistenten und kontinuierlichen Temperaturgradienten innerhalb der Kammer zur Folge hat, und zwar unabhängig von der Position des Wafers innerhalb der Kammer oder der Anzahl von Wafern, welche prozessiert bzw. behandelt wurden. Das oberste Heizelement legt mehr Wärme an die Wafermitte an, und das Seitenheizelement bzw. die Elemente legen mehr Wärme an die Waferkante an. Eine unabhängige Steuerung der Vielzahl von Heizelementen ermöglicht eine direkte Steuerung des radialen Temperaturprofils über den Wafer hinweg.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht eines seitenwandgeheizten vertikalen Schnellheizbehandlungssystems, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
  • 2 ist eine schematische Ansicht des Seitenwandheiz-Steuersystems des Schnellheizbehandlungssystem gemäß 1; und
  • 3 ist eine graphische Darstellung der Seitenwandtemperaturcharakteristika, welche durch Systeme des Standes der Technik gezeigt werden und zeigt ferner Verbesserungen hinsichtlich der Konsistenz dieser Charakteristika unter Verwendung der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • Gemäß den Zeichnungen zeigt 1 ein vertikales Schnellheizbehandlungs-(RTP)-System 10 für eine Wärmebehandlung von einem oder mehreren Substraten, wie beispielsweise Halbleiterwafern W. Das RTP-System 10 weist eine Prozesseinrichtung 12 auf, die einen Heizmechanismus umfasst zum Erzeugen eines vertikalen Temperaturgradientenbereichs und einen Bewegungsmechanismus zum vertikalen Bewegen des Wafers innerhalb dieses Bereichs; eine Systemsteuerung 14 zum Steuern der Vertikalposition des Wafers innerhalb des Temperaturgradienten; und eine Heizvorrichtungssteuerung 16 zum Steuern des Heizmechanismus der Prozesseinrichtung. Alternativ kann die Heizvorrichtungssteuerung 16 in der Systemsteuerung 14 aufgenommen sein, z. B. innerhalb der Prozesssteuerung 18.
  • Die Prozesseinrichtung 12 umfasst ein Rohr 18 mit geschlossenem Ende, wie beispielsweise eine Quarzglocke, welche eine Prozesskammer 20 definiert. Das Innere der Glocke 18 wird durch ein oberes Heizmodul 22 erwärmt, das den oberen Bereich der Glocke umgibt und durch wenigstens ein zusätzliches Seitenwandheizmodul 24, welches die Seitenwand der Glocke umgibt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Seitenwandheizmodule 24ab dargestellt. Vorzugsweise weisen das obere Heizmodul und die Seitenwandheizmodule eine Vielzahl von Widerstandsheizelementen auf, die umfangsmäßig um den Umfang der Glocke 18 herum angeordnet sind, obwohl die Erfindung in Betracht zieht, dass andere Arten von Heizelementen bzw. Heizvorrichtungen verwendet werden können. Eine Isolierung 26 umgibt die Heizelemente.
  • Eine Erregung der Heizelemente 22 und 24ab erzeugen einen vertikalen Temperaturgradienten entlang einer mittigen Längsachse X der Glocke, die sich von der Oberseite bzw. dem oberen Bereich der Glocke (am heißesten) zu der Unterseite bzw. dem Boden der Glocke (am wenigsten heiß) erstreckt. Eine vertikale Bewegung des Wafers W innerhalb des Temperaturgradienten setzt den Wafer einem gewünschten Heizprozess aus. Temperaturaufheiz- und Abkühlrampenraten des behandelten Wafers werden durch die vertikale Anordnung des Wafers innerhalb der Prozesskammer 20 gesteuert statt einer Variation der Temperatur der Prozesskammer. Eine vertikale Bewegung des Wafers wird durch eine Hub- bzw. Liftanordnung 30 bewirkt, die ein Podest 32 umfasst, das mit einem Tragrohr 34 verbunden ist. Zu behandelnde Wafer werden auf das Podest 32 geladen und von diesem entladen durch eine Transferkammer 36.
  • Die Systemsteuerung 14 steuert die Vertikalposition des Podestes 32 und somit des Wafers W innerhalb des Temperaturgradienten, der in der Prozesskammer 20 etabliert wurde. Eine Prozesssteuerung 38, wie beispielsweise ein Mikroprozessor, sieht ein Signal an die Motorsteuerung 40 vor und zwar basierend auf einem gespeicherten, gewünschten thermischen Behandlungsrezept und wenn sie in einem geschlossenen Regelkreis betrieben wird, einer Wafertemperaturrückkopplung, die durch ein Pyrometer 42 vorgesehen wird. Ein Pyrometerkopf 44 wird zu der Unterseite des Wafers W gerichtet, um die Temperaturrückkopplung zu erhalten und ist mit dem Pyrometer 42 über eine optische Faser bzw. einen Lichtleiter 46 verbunden. Der Motorsteuerausgang bzw. das Ausgangssignal treibt einen Verstärker 48 an, der wiederum einen Servomotor 50 antreibt zum Anheben oder Absenken des Tragrohrs 34. Ein Positionsencoder bzw. eine Kodiervorrichtung 52 sieht eine Positionsrückkopplung an die Motorsteuerung vor. Ein solches Positionsregelsystem mit geschlossener Schleife, wie es durch die Systemsteuerung 14 vorgesehen wird, ist in der Technik bekannt. Alternativ kann das System in einer Konfiguration mit offener Schleife ohne Verwendung einer Rückkopplung von dem Pyrometer 42 laufen.
  • Wie in 1 dargestellt ist, weist bei einem Ausführungsbeispiel die Heizsteuerung 16 eine obere Heizsteuerung 56 zum Steuern des Betriebs des oberen Heizmoduls 22, und eine Zonensteuerung 58ab zum Steuern der Seitenwandheizmodule 24a bzw. 24b auf. Eine Haupt- bzw. Mastersteuerung 60 wird verwendet zum Steuern des Betriebs der individuellen Steuerungen 56 und 58ab zum effektiven Koordinieren eines Betriebs des RTP-Systems 10. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine separate auf Software basierende P-I-D-Regelschleife vorgesehen werden für jedes Heizelement in dem System, wobei eine Koordination durch die Prozesssteuerung 38 erreicht wird anstelle der Hauptsteuerung 60.
  • Obwohl zwei Seitenwandzonensteuerungen bzw. Steuereinrichtungen in 1 vorgesehen sind zum Steuern von zwei Seitenwandheizmodulen (zusätzlich zu dem oberen Heizmodul 22, das durch die obere Heizsteuerung 56 gesteuert wird), ist eine solche Konfiguration nur als Beispiel angegeben. Die vorliegenden Erfindung ist auf jegliche Heizkonfiguration gerichtet, bei der eine Vielzahl von unabhängig gesteuerten Heizelementen bzw. Heizeinrichtungen an unterschiedlichen Orten entlang der Vertikalachse X der Prozesskammer angeordnet sind, zum Erzeugen eines stufenlosen Temperaturgradienten innerhalb der Prozesskammer. Wie hier verwendet bedeutet „stufenlos" das Etablieren eines kontinuierlichen Temperaturgradienten innerhalb der Prozesskammer anstelle einer Serie von diskreten Zonen mit unterschiedlichen Temperaturen, welche durch dazwischenliegende Übergangsbereiche verbunden sind. Obwohl die Heizeinrichtungen jegliche aus einer Vielzahl von bekannten auf Widerstandselementen oder auf Lampen basierenden Konfigurationen annehmen kann, weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jede der Heizeinrichtungen ein Widerstandsheizelement auf, das umfangsmäßig um die Außenseite der Glocke 18 herum positioniert ist, so dass sie die Seitenwände der Glocke umgeben bzw. umschreiben.
  • 2 zeigt das Seitenwandheiz-Steuersystem, das durch die vorliegende Erfindung vorgesehen ist. Wie in 2 dargestellt ist, speichert die Steuereinrichtung 60 die gewünschten Temperaturen an einer Vielzahl n von Vertikalpositionen innerhalb der Prozesskammer 20 oder empfängt diese von einer Speichereinrichtung (nicht gezeigt), um dadurch den gewünschten kontinuierlichen Temperaturgradienten innerhalb der Kammer zu etablieren. Die Vielzahl n von vertikalen Posi tionen repräsentieren die Vielzahl von Heizmodulen, die verwendet werden zum Heizen der Prozesskammer 20 innerhalb der Glocke 18 (z. B. ein oberes Heizmodul und eines oder mehrere Seitenwandheizmodule, oder zwei oder mehr Seitenwandheizmodule).
  • Ein Regelsystem mit geschlossener Schleife wird für jedes Heizmodul 24 in dem System vorgesehen. Obwohl 2 nur Seitenwandheizmodule 24a24n und eine entsprechende Anzahl von Seitenwandzonensteuerungen 58a58n darstellt, kann ein ähnliches Steuersystem für das obere Heizmodul verwendet werden, wenn ein solches in dem System 10 umfasst ist. Jede Zonensteuerung 58 umfasst einen Summierknoten (z. B. ein Thermostat) 62 zum Empfangen eines Soll-Temperaturreferenzeingangssignals von der Hauptsteuerung 60 und eines Ist-Temperaturrückkopplungssignals von einem Thermoelement 64, das an der Glocken-Seitenwand 18 angeordnet ist. Ein Schalter bzw. Switch SW wird in jeder Steuerung 58an verwendet zum Erregen und Enterregen der Heizmodule 24an unabhängig von den anderen Heizmodulen in dem System, in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Soll- und Ist-Seitenwandtemperaturen zum Erreichen eines konstanten Soll-Seitenwandtemperaturgradienten. Dadurch dass jede Zonensteuerung 58 durch die Hauptsteuerung gesteuert wird, wird ein gewünschter konstanter stufenloser Temperaturgradient innerhalb der glockenförmigen Prozesskammer 20 erreicht.
  • 3 zeigt Betriebsverbesserungen, welche durch den Seitenwandheizmechanismus des vorliegenden Ausführungsbeispiels erreicht werden. Wie in dieser Figur dargestellt ist, wird eine Konsistenz der Seitenwandtemperatur an einem bestimmten Ort der Seitenwand verbessert unter Verwendung des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Vergleich zu einem RTP-System, das keine unabhängige Seitenwanderwärmung vorsieht. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Seitenwandtemperatur an einem Längsort ungefähr mittig entlang der Achse X der Glocke 18 über den Verlauf der Behandlung von sieben Wafern, und zwar sowohl mit als auch ohne Verwendung des Seitenwandheizmechanismus des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Die Seitenwandtemperatur ist gegen die Zeit aufgetragen.
  • Bei einem typischen Betrieb eines RTP-Systems wird ein Wafer auf dem Podest 32 positioniert über die Transferkammer 36 und zu einer Position entlang der Achse X unterhalb der Längsposition bewegt, welche durch die 3 dargestellt ist. Der Wafer wird zum Durchwärmen für einen Moment in dieser Position gehalten (z. B. für 10 bis 20 Sekunden). Dieser Zeitrahmen wird durch das 10 bis 20 Sekundenintervall vor den Zeiten t1 bis t7 in 3 dargestellt. Die Temperatur der Seitenwand an dem Längsort gemäß 3 (der zu diesem Zeitpunkt oberhalb des Wafers liegt) steigt an und zwar teilweise in Folge einer nach unten gerichteten Konvektion von Wärme von der oberen Heizeinrichtung 22.
  • Nach dieser anfänglichen Durchwärmposition wird der Wafer zu einer höheren Temperatur angehoben, und zwar durch Anheben bzw. Erhöhen des Podestes 32 innerhalb der Prozesskammer 20 zu einer Position oberhalb der durch die 3 dargestellten Längsseitenwandposition. Dieser Zeitrahmen wird durch das 20 bis 30 Sekundenintervall direkt nach den Zeiten t1 bis t7 dargestellt. Während dieser Zeit wird die Position des Wafers fein eingestellt durch die Systemsteuerung 14, um den Wafer einem gewünschten Heizprozess bzw. einer gewünschten Wärmebehandlung auszusetzen.
  • In dem Fall einer fehlenden Seitenwanderwärmung fällt die Seitenwandtemperatur an dem Längsort gemäß 3 (der derzeitig unterhalb des Wafers liegt) erheblich ab, sobald der Wafer an diesem Ort vorbei bewegt wird, da die Position des Wafers zwischen dem durch 3 dargestellten Längsort und der oberen Heizeinrichtung die nach unten gerichtete Konvektion von Wärme blockiert. Demgemäß wird in dem Fall einer fehlenden Seitenwanderwärmung die Spitzentemperatur an dem Längsort gemäß 3 erhalten gerade bevor der Wafer an diesem Ort vorbei bewegt wird (d. h. genau zu den Zeiten t1 bis t7, welche die sequentielle Behandlung von 7 Wafern darstellt). Somit bleibt es ohne Seitenwanderwärmung schwierig genau den Temperaturgradienten innerhalb der Prozesskammer 20 zu steuern, da die Temperatur an einem bestimmten Längsort innerhalb der Kammer wenigstens teilweise abhängig von der Position des behandelnden Wafers ist. 3 zeigt, wie dieses Temperaturinkonsistenzproblem eliminiert werden kann unter Verwendung des Seitenwandheizmechanismus des vorliegenden Ausführungsbeispiels, und zwar unabhängig von der Waferanordnung innerhalb der Prozesskammer.
  • Zusätzlich zu dem Problem von Seitenwandtemperaturvariationen, welche während der Behandlung eines einzelnen Wafers auftreten, werden in dem Fall einer fehlenden Seitenwanderwärmung auch Seitenwandtemperaturvariationen in aufeinanderfolgenden Wafer-zu-Waferbehandlungen angetroffen, wie zwischen aufeinanderfolgenden Waferbehandlungen gemessen wurde. Dieses Phänomen ist in 3 durch die im Allgemeinen nach unten gerichtete Bewegung oder den Drift der Seitenwandtemperaturkurve vom Wafer 1 (vor und nach der Zeit t1) bis zum Wafer 7 (vor und nach der Zeit t7) dargestellt. Diese im Allgemeinen nach unten gerichtete Temperaturverschiebung wird auch bewirkt durch ein Blockieren von Strahlungswärme von der oberen Heizeinrichtung durch die sukzessive behandelten Wafer. Dieser Effekt wird speziell für die ersten paar behandelten Wafer hervorgehoben und wird dann weniger stark hervorgehoben, während die nach unten gerichtete Wärmeleitung entlang der Prozesskammer-Seitenwand diesem Effekt entgegenwirkt. 3 zeigt auch, wie dieses Wafer-zu-Wafertemperaturinkonsistenzproblem eliminiert wird durch den Seitenwandheizmechanismus des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
  • Somit verbessert die Verwendung von mehr als einem unabhängig gesteuerten Heizmodul, das an einer entsprechenden Anzahl von Längsorten entlang der vertikalen Prozesskammer positioniert ist, erheblich die Systemleistung. Seitenwandtemperaturvariationen, welche ansonsten während der Behandlung eines einzelnen Wafers auftreten würden, sowie zwischen aufeinanderfolgende Waferbehandlungen werden deutlich verringert. Geringe Temperaturvariationen, die in 3 dargestellt sind, können eliminiert werden durch eine Feineinstellung des Steuersystems gemäß 2.
  • Somit wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines verbesserten seitenwanderhitzten vertikalen RTP-Systems beschrieben. Unter Berücksichtigung der obigen Beschreibung ist jedoch zu verstehen, dass diese Beschreibung nur an hand eines Beispiels vorgenommen wurde und dass die Erfindung nicht auf die speziell hier dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist und dass unterschiedliche neue Anordnungen, Modifikationen und Substitutionen implementiert werden können unter Berücksichtigung der vorhergehenden Beschreibung, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der durch die folgenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.

Claims (7)

  1. Ein thermisches Behandlungssystem (10), das Folgendes aufweist: eine vertikale Prozesskammer (20), die sich entlang einer Längsachse (X) erstreckt; eine bewegbare Plattform (32), die in der Prozesskammer angeordnet ist und die eine im Allgemeinen horizontale Tragoberfläche besitzt, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (X) angeordnet ist, und auf der ein oder mehrere Substrate (W) horizontal positioniert sein können zur Behandlung an einem vertikalen Ort entlang der Achse (X); ein Temperatursteuer-Untersystem (56, 58, 60) zum Herstellen eines kontinuierlichen und stufenlosen Temperaturgradienten entlang im Wesentlichen der gesamten Länge der Längsachse innerhalb der vertikalen Prozesskammer ohne Ausbildung einer Serie von diskreten Zonen mit unterschiedlichen Temperaturen, die durch dazwischen liegende Übergangsregionen verbunden sind, wobei das Temperatursteuer-Untersystem eine Vielzahl von Heizelementen (24) aufweist, die an unterschiedlichen Vertikalpositionen entlang der Längsachse angeordnet sind, wobei jedes der Vielzahl von Heizelementen damit assoziiert eine Heizsteuerung (16) zum Heizen seines assoziierten Heizelements besitzt und zwar unabhängig von den anderen der Vielzahl von Heizelementen; einen Temperatursensor (42) zum Überwachen der Temperatur an oder in der Nähe des Orts der bewegbaren Plattform (32); einen Bewegungsmechanismus (50) zum Ausführen einer Vertikalbewegung der bewegbaren Plattform; und eine Positionssteuerung (40) zum Empfangen eines Rückkopplungssignals von dem Temperatursensor (42) und zum darauf ansprechenden Vorsehen eines Positionssignals an dem Bewegungsmechanismus (50) zum Einstellen der Vertikalposition der bewegbaren Plattform innerhalb der vertikalen Prozesskammer, um eine gewünschte Erwärmung des Substrats zu bewirken.
  2. Thermisches Behandlungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei jedes der Heizelemente (24) ein Widerstandsheizelement aufweist, das umfangsmäßig um den Umfang der vertikalen Prozesskammer (20) herum angeordnet ist.
  3. Thermisches Behandlungssystem (10) nach Anspruch 2, wobei jede der Heizsteuerungen (16) ferner ein Thermoelement (64) zum Messen der Temperatur der vertikalen Prozesskammer an einem bestimmten Vertikalort aufweist.
  4. Thermisches Behandlungssystem (10) nach Anspruch 3, wobei die Thermoelemente (64) an einer Wand (18) der vertikalen Prozesskammer angeordnet sind.
  5. Thermisches Behandlungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei der Temperatursensor ein optisches Pyrometer (42) ist.
  6. Thermisches Behandlungssystem (10) nach Anspruch 3, wobei die Thermoelemente (64) jeweils ein Ist-Temperatur-Rückkopplungssignal ausgeben, jede der Heizsteuerungen (16) das Ist-Temperatur-Rückkopplungssignal mit einem Soll-Temperatur-Referenzeingangssignal vergleicht zum selektiven Erregen und Enterregen seines entsprechenden Heizelements (24), und zwar in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Soll- und Ist-Temperatursignalen.
  7. Thermisches Behandlungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei die vertikale Prozesskammer (20) definiert wird durch eine Seitenwandeinschlussstruktur (18); und wobei die Heizelemente des Temperatur-Steueruntersystems ein oberes Heizelement (22) und wenigstens ein Seitenwandheizelement (24) aufweist, welches die Seitenwandeinschlussstruktur umgibt, wobei das obere Heizelement und das wenigstens eine Seitenwandheizelement damit asso ziiert eine Heizsteuerung (16) besitzen zum unabhängigen Heizen ihres assoziierten Heizelements, und zwar unabhängig von dem anderen.
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