JP2002532897A - 急速熱処理（ｒｔｐ）システムのためのガス駆動式回転サセプタ - Google Patents
急速熱処理（ｒｔｐ）システムのためのガス駆動式回転サセプタInfo
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Abstract
(57)【要約】
急速熱処理（ＲＴＰ）システムにおいて処理される対象物を支持するための回転可能なベースが、処理される対象物からの放射によるベースの不均一な加熱によって反ることを阻止するための装置が開示されている。
Description
【０００１】 発明の分野 本発明は、急速熱処理（ＲＴＰ）システムにおいて対象物をより均一に加熱す
るためのシステム、装置及び方法に関する。より具体的には、本発明は、このよ
うなシステムにおいて処理される半導体ウェハを回転させるための便利かつ高価
でない方法を開示する。
るためのシステム、装置及び方法に関する。より具体的には、本発明は、このよ
うなシステムにおいて処理される半導体ウェハを回転させるための便利かつ高価
でない方法を開示する。
【０００２】 発明の背景 ＲＴＰの分野が直面する主たる問題は、ＲＴＰシステムにおいて処理される半
導体ウェハの加熱の均一性であった。ＲＴＰシステムは、通常、ランプ等の放射
源からの放射に対して透明な少なくとも１つの壁部を備えたチャンバを有してい
る。処理したい対象物は、チャンバ内に配置され、対象物が加熱されるように放
射源からの放射によって照射される。対象物が処理中に配置される雰囲気をシス
テムが制御するならば、透明な壁部を備えたチャンバはシステムにおいて必ずし
も必要ではない。したがって、介在する窓を設けずにランプを対象物の近辺に配
置することができる。照明放射の均一性を高めるために各ランプの個々の制御を
行うランプのバッテリを使用することにおいて著しい進歩が達成された。しかし
ながら、結果的に形成される材料の均一性は、産業からの現在及び将来の要求に
対し不十分である。
導体ウェハの加熱の均一性であった。ＲＴＰシステムは、通常、ランプ等の放射
源からの放射に対して透明な少なくとも１つの壁部を備えたチャンバを有してい
る。処理したい対象物は、チャンバ内に配置され、対象物が加熱されるように放
射源からの放射によって照射される。対象物が処理中に配置される雰囲気をシス
テムが制御するならば、透明な壁部を備えたチャンバはシステムにおいて必ずし
も必要ではない。したがって、介在する窓を設けずにランプを対象物の近辺に配
置することができる。照明放射の均一性を高めるために各ランプの個々の制御を
行うランプのバッテリを使用することにおいて著しい進歩が達成された。しかし
ながら、結果的に形成される材料の均一性は、産業からの現在及び将来の要求に
対し不十分である。
【０００３】 このようなシステムにおける結果の均一性を高める１つの方法は、ランプの下
で基板を回転させることである。この回転を行うために多くの従来のシステムが
出版された。しかしながら、これらの多くのシステムは、概して、半導体ウェハ
の一方の側において１列のランプのみを使用した。つまり、ウェハの他方の側は
、ウェハをランプに対して機械的に回転させるためにチャンバ壁部を貫通した様
々なシャフトのために使用することができる。従来の技術は、システムが高価で
あり、シールすることが困難であるという点で不十分である。従来のシステムに
おいては、相対的に移動する部材から掻き取られた汚染物がチャンバを汚染する
。従来のシステムは、ウェハの両側における光の列と共に使用することはできな
い。なぜならば、シャフト、ウェハを保持する回転するベース、シャフトをチャ
ンバブロックに対して回転させるために必要な取付具又はその他のものが、ウェ
ハの、シャフトと同じ側における列からの光を妨害し、ウェハに衝突する結果的
に生じる光は、もはや均一ではないからである。
で基板を回転させることである。この回転を行うために多くの従来のシステムが
出版された。しかしながら、これらの多くのシステムは、概して、半導体ウェハ
の一方の側において１列のランプのみを使用した。つまり、ウェハの他方の側は
、ウェハをランプに対して機械的に回転させるためにチャンバ壁部を貫通した様
々なシャフトのために使用することができる。従来の技術は、システムが高価で
あり、シールすることが困難であるという点で不十分である。従来のシステムに
おいては、相対的に移動する部材から掻き取られた汚染物がチャンバを汚染する
。従来のシステムは、ウェハの両側における光の列と共に使用することはできな
い。なぜならば、シャフト、ウェハを保持する回転するベース、シャフトをチャ
ンバブロックに対して回転させるために必要な取付具又はその他のものが、ウェ
ハの、シャフトと同じ側における列からの光を妨害し、ウェハに衝突する結果的
に生じる光は、もはや均一ではないからである。
【０００４】 関連する応用例 ＲＴＰ原理に基づくリアクタは、ウェハ取扱い処理中に、反応装置チャンバの
一方の端部の横断面全体が開放している。この構造は、ウェハよりも著しく大き
な寸法を有しかつより厚い様々なウェハホルダ、保護リング及びガス分配プレー
トをチャンバ内に導入しなければならず、プロセスが変更される場合又は例えば
別のウェハサイズが使用される場合に容易かつ迅速に変更されなければならない
。反応チャンバの寸法はこれらの補助的な部材を考慮して設計される。米国特許
第５５８０８３０号明細書は、プロセスチャンバにおいてガス流を調節しかつ不
純物を制御するために、ガス流の重要性及び、ドアに設けられた開口の使用を教
示している。極めて広いスペクトル反応の高温計を使用してウェハの温度を測定
することの重要性は、米国特許第５６２８５６４号明細書に教示されている。改
良された温度制御のための方法及び装置が米国特許第５８４１１１０号明細書に
教示されている。
一方の端部の横断面全体が開放している。この構造は、ウェハよりも著しく大き
な寸法を有しかつより厚い様々なウェハホルダ、保護リング及びガス分配プレー
トをチャンバ内に導入しなければならず、プロセスが変更される場合又は例えば
別のウェハサイズが使用される場合に容易かつ迅速に変更されなければならない
。反応チャンバの寸法はこれらの補助的な部材を考慮して設計される。米国特許
第５５８０８３０号明細書は、プロセスチャンバにおいてガス流を調節しかつ不
純物を制御するために、ガス流の重要性及び、ドアに設けられた開口の使用を教
示している。極めて広いスペクトル反応の高温計を使用してウェハの温度を測定
することの重要性は、米国特許第５６２８５６４号明細書に教示されている。改
良された温度制御のための方法及び装置が米国特許第５８４１１１０号明細書に
教示されている。
【０００５】 慣用のＲＴＰシステムにおいて加熱したいウェハは、通常、複数の石英ピンに
載置されており、これらの石英ピンは、ウェハをシステムの反射壁部に対して正
確に平行に保持する。従来のシステムは、ウェハ、通常均一なシリコンウェハを
、装備されたサセプタに載置させている。特許出願番号第０８／５３７４０９号
、現在は米国特許第５８４１１１０号明細書は、ウェハから分離されたサセプタ
プレートの重要性を教示している。ＩＩＩ−ＩＶ半導体の急速熱処理は、シリコ
ンのＲＴＰほどは成功していない。その１つの理由は、表面が、例えば砒化ガリ
ウム（ＧａＡｓ）の場合においては砒素の比較的高い蒸気圧を有しているからで
ある。表面領域からＡｓが消耗され、材料品質が低下する。特許出願第０８／６
３１２６５号、現在は米国特許第５８３７５５５号明細書は、この問題を解決す
るための方法及び装置を供給する。ウェハを光のパルスで局所的に加熱すること
によって、軽度にドーピングされた比較的低温のウェハの放射率を高める方法が
、出願番号第０８／６３２３６４号、現在は米国特許第５７２７０１７号明細書
に開示されている。
載置されており、これらの石英ピンは、ウェハをシステムの反射壁部に対して正
確に平行に保持する。従来のシステムは、ウェハ、通常均一なシリコンウェハを
、装備されたサセプタに載置させている。特許出願番号第０８／５３７４０９号
、現在は米国特許第５８４１１１０号明細書は、ウェハから分離されたサセプタ
プレートの重要性を教示している。ＩＩＩ−ＩＶ半導体の急速熱処理は、シリコ
ンのＲＴＰほどは成功していない。その１つの理由は、表面が、例えば砒化ガリ
ウム（ＧａＡｓ）の場合においては砒素の比較的高い蒸気圧を有しているからで
ある。表面領域からＡｓが消耗され、材料品質が低下する。特許出願第０８／６
３１２６５号、現在は米国特許第５８３７５５５号明細書は、この問題を解決す
るための方法及び装置を供給する。ウェハを光のパルスで局所的に加熱すること
によって、軽度にドーピングされた比較的低温のウェハの放射率を高める方法が
、出願番号第０８／６３２３６４号、現在は米国特許第５７２７０１７号明細書
に開示されている。
【０００６】 ＲＴＰシステムのための膨張可能なシールが、アシュナー他による１９９７年
７月１７日に出願された、同時係属中の許可された出願番号第０８／８９５６５
５号明細書に開示されている。
７月１７日に出願された、同時係属中の許可された出願番号第０８／８９５６５
５号明細書に開示されている。
【０００７】 対象物を急速熱処理するための方法、装置及びシステムが、ラーチ他による１
９９７年１０月１７日に出願された、同時係属中の出願番号第０８／８８６２１
５号明細書に開示されている。
９９７年１０月１７日に出願された、同時係属中の出願番号第０８／８８６２１
５号明細書に開示されている。
【０００８】 酸化物又は半導体のエッチングを制御するために少量の反応性ガスが使用され
るような、基板のＲＴＰの方法が、１９９７年７月１日に出願されたネニェイ他
による同時係属出願第０８／８８６２１５号明細書に開示されている。
るような、基板のＲＴＰの方法が、１９９７年７月１日に出願されたネニェイ他
による同時係属出願第０８／８８６２１５号明細書に開示されている。
【０００９】 シリコンの蒸発が制御される、基板のＲＴＰの方法は、１９９８年１月２９日
に出願されたマーカス他により同時係属出願第０９／０１５４４１号明細書に開
示されている。
に出願されたマーカス他により同時係属出願第０９／０１５４４１号明細書に開
示されている。
【００１０】 ＲＴＰシステムにおいてウェハを回転させる方法が、それぞれ１９９７年１０
月２９日と１９９７年１１月２４日とに出願されたブラーシュ他とアシュナー他
とによる出願番号第０８／９６０１５０号明細書及び第０８／９７７０１９号明
細書に開示されている。
月２９日と１９９７年１１月２４日とに出願されたブラーシュ他とアシュナー他
とによる出願番号第０８／９６０１５０号明細書及び第０８／９７７０１９号明
細書に開示されている。
【００１１】 上に示された出願は、本発明の譲受人に譲渡され、引用によりここに組み込ま
れる。
れる。
【００１２】 発明の概要 本発明によれば、ＲＴＰシステムにおいて処理したい対象物は、回転するサセ
プタ上に配置されており、このサセプタは、高温の対象物からの放射からのサセ
プタの不均一な加熱による反りを防止されている。
プタ上に配置されており、このサセプタは、高温の対象物からの放射からのサセ
プタの不均一な加熱による反りを防止されている。
【００１３】 図面の簡単な説明 図１は、従来のＲＴＰ処理システムを示している。
【００１４】 図２は、ウェハ１１０を保持した回転するベース若しくはサセプタ２１０を示
している。
している。
【００１５】 図３は、本発明の択一的な実施例を示している。
【００１６】 図４は、本発明の最も有利な実施例の縦断面を示している。
【００１７】 図５は、本発明の択一的な実施例を示している。
【００１８】 図６は、本発明の択一的な実施例を示している。
【００１９】 図７は、本発明の最も有利な実施例の改良されたバージョンの分解図を示して
いる。
いる。
【００２０】 図８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは、本発明の最も有利な実施例の詳細な図を示して
いる。
いる。
【００２１】 発明の詳細な説明 図１は、従来のＲＴＰ処理システムを示している。処理したい半導体ウェハ１
１０又はその他の対象物が、石英製のＲＴＰチャンバ１２０内において石英製の
支持ピン１６０（１つのみ図示）によって支持されている。ウェハ１１０の縁部
からの放射のエッジ効果を低減するために保護リング１７０が使用されている。
端部プレート１９０はチャンバ１２０をシールしており、ドア１８０はウェハ１
１０の進入を可能にし、閉鎖されている場合には、チャンバがシールされ、プロ
セスガス１２５がチャンバ内へ導入される。２列の放射源１３０及び１４０がウ
ェハ１１０の両側に示されている。この分野において知られるようなコンピュー
タ１７５又はその他の制御手段が、ランプ１３０及び１４０を制御するために、
及びガス流制御装置１８５、ドア１８０及びここでは高温計１６５として示され
た温度測定システムを制御するために使用される。ガス流は、ウェハと反応しな
い不活性ガスであっても、半導体ウェハ上に層を形成するために半導体ウェハの
材料と反応する酸素又は窒素等の反応性ガスであってもよく、ガス流は、対象物
の表面からいかなる材料も消費することなしに、加熱された表面上に層を形成す
るために、処理される対象物の加熱された表面において反応する珪素化合物を含
有するガスであってよい。ガス流が表面上に層を形成するために反応する場合、
そのプロセスは、急速熱的化学蒸着法（ＲＴ−ＣＶＤ）と呼ばれる。電流は、Ｒ
ＴＰシステム内の雰囲気中に流されてよく、これにより、表面と又は表面におい
て反応するイオンを発生し、表面に高エネルギーイオンを衝突させることにより
表面に余分なエネルギを付与する。
１０又はその他の対象物が、石英製のＲＴＰチャンバ１２０内において石英製の
支持ピン１６０（１つのみ図示）によって支持されている。ウェハ１１０の縁部
からの放射のエッジ効果を低減するために保護リング１７０が使用されている。
端部プレート１９０はチャンバ１２０をシールしており、ドア１８０はウェハ１
１０の進入を可能にし、閉鎖されている場合には、チャンバがシールされ、プロ
セスガス１２５がチャンバ内へ導入される。２列の放射源１３０及び１４０がウ
ェハ１１０の両側に示されている。この分野において知られるようなコンピュー
タ１７５又はその他の制御手段が、ランプ１３０及び１４０を制御するために、
及びガス流制御装置１８５、ドア１８０及びここでは高温計１６５として示され
た温度測定システムを制御するために使用される。ガス流は、ウェハと反応しな
い不活性ガスであっても、半導体ウェハ上に層を形成するために半導体ウェハの
材料と反応する酸素又は窒素等の反応性ガスであってもよく、ガス流は、対象物
の表面からいかなる材料も消費することなしに、加熱された表面上に層を形成す
るために、処理される対象物の加熱された表面において反応する珪素化合物を含
有するガスであってよい。ガス流が表面上に層を形成するために反応する場合、
そのプロセスは、急速熱的化学蒸着法（ＲＴ−ＣＶＤ）と呼ばれる。電流は、Ｒ
ＴＰシステム内の雰囲気中に流されてよく、これにより、表面と又は表面におい
て反応するイオンを発生し、表面に高エネルギーイオンを衝突させることにより
表面に余分なエネルギを付与する。
【００２２】 図２は、ウェハ１１０を保持する回転するベース又はサセプタ２１０を示して
いる。ガス流によって駆動されるこのような回転するベースは、１９９７年１１
月２４日に出願されたアシュナー他による特許出願第０８／９７７０１９号明細
書に詳細に記載されている。ベース２１０は空気軸受２２０によって支持されて
いる。回転するベースに衝突するガス流２３０は、ベースを軸線２４０を中心に
回転させる。ベース２１０をセンタリングするための手段は図２に示されていな
い。特許出願第０８／９７７０１９号明細書に説明された装置が、ウェハ１１０
を高温にまで比較的長時間加熱するために使用されるならば、高温のウェハ１１
０からの赤外線放射が、ランプ１４０からの放射に対して透明な石英又はその他
の材料から形成されたベースによって部分的に吸収され、ベースの反りを生ぜし
め、これにより、ベースの平らな表面は空気軸受２２０に載置されなければなら
ず、回転が停止してしまう。本発明は、このような反りを回避するための装置及
び方法を詳説する。
いる。ガス流によって駆動されるこのような回転するベースは、１９９７年１１
月２４日に出願されたアシュナー他による特許出願第０８／９７７０１９号明細
書に詳細に記載されている。ベース２１０は空気軸受２２０によって支持されて
いる。回転するベースに衝突するガス流２３０は、ベースを軸線２４０を中心に
回転させる。ベース２１０をセンタリングするための手段は図２に示されていな
い。特許出願第０８／９７７０１９号明細書に説明された装置が、ウェハ１１０
を高温にまで比較的長時間加熱するために使用されるならば、高温のウェハ１１
０からの赤外線放射が、ランプ１４０からの放射に対して透明な石英又はその他
の材料から形成されたベースによって部分的に吸収され、ベースの反りを生ぜし
め、これにより、ベースの平らな表面は空気軸受２２０に載置されなければなら
ず、回転が停止してしまう。本発明は、このような反りを回避するための装置及
び方法を詳説する。
【００２３】 吸収及び反りを回避する１つのこのような方法が図２に示されており、この場
合、層２５０がベース２１０の一部に堆積されて示されている。層２５０は、ウ
ェハからの赤外線放射を反射する反射性の層であってよいが、ランプ１４０から
の可視光線及び近赤外線は透過させる。このような反射性の層は、図示したよう
にベース上で均一であっても、ベースに衝突する、ウェハからの赤外線放射の不
均一性を打ち消すために不均一に提供されていてもよい。層２５０は、ウェハ１
１０からの不均一な放射を打ち消すようなパターンで放射を吸収する吸収層であ
ってもよい。本発明の別の有利な実施例は、ベース２１０の石英ガラスに、ウェ
ハからの放射を吸収する原子又は分子をドーピングすることであり、これにより
、分子又は原子の濃度の半径方向勾配が提供され、有利にはこの濃度はベース２
１０の内部から外部に向かって増大している。ベースが主に中央領域において不
均一に照射されるとしても、ドーピングは、ベース２１０のより均一な半径方向
温度プロフィルを生ぜしめる。ベース２１０のより均一な半径方向温度分布によ
り、ウェハ及びベースの湾曲が回避される。
合、層２５０がベース２１０の一部に堆積されて示されている。層２５０は、ウ
ェハからの赤外線放射を反射する反射性の層であってよいが、ランプ１４０から
の可視光線及び近赤外線は透過させる。このような反射性の層は、図示したよう
にベース上で均一であっても、ベースに衝突する、ウェハからの赤外線放射の不
均一性を打ち消すために不均一に提供されていてもよい。層２５０は、ウェハ１
１０からの不均一な放射を打ち消すようなパターンで放射を吸収する吸収層であ
ってもよい。本発明の別の有利な実施例は、ベース２１０の石英ガラスに、ウェ
ハからの放射を吸収する原子又は分子をドーピングすることであり、これにより
、分子又は原子の濃度の半径方向勾配が提供され、有利にはこの濃度はベース２
１０の内部から外部に向かって増大している。ベースが主に中央領域において不
均一に照射されるとしても、ドーピングは、ベース２１０のより均一な半径方向
温度プロフィルを生ぜしめる。ベース２１０のより均一な半径方向温度分布によ
り、ウェハ及びベースの湾曲が回避される。
【００２４】 図３は、ウェハ１１０からの赤外放射がベース２１０を加熱して反らせること
を阻止するための択一的な実施例を示している。プレート３１０がウェハ１１０
とベース２１０との間に配置されており、このプレート３１０は、ウェハ１１０
からの放射を吸収し、赤外放射がベース２１０を加熱することを阻止する。プレ
ート３１０は石英から形成されていると有利であり、これにより、ランプ１４０
からの加熱放射が透過され、その際には、ウェハ１１０からのより長い波長の放
射が吸収される。プレート３１０及びベース２１０の温度分布を制御するために
プレート３１０は反射性又は吸収性の層でコーティングされていてもよい。別の
解決手段は、ウェハからの放射を吸収する分子又は原子の濃度の半径方向勾配、
有利にはプレート３１０の内部から外部にまで増大する濃度を得るために、プレ
ート３１０の石英ガラスに原子又は分子をドーピングすることである。サセプタ
が主として中央領域において不均一に照射されるとしても、ドーピングはサセプ
タ３１０のより均一な半径方向温度プロフィルを生ぜしめるであろう。プレート
３１０のより均一な半径方向温度分布によりウェハの湾曲が回避される。プレー
ト３１０の直径はウェハ１１０の直径とほぼ同じであると有利である。
を阻止するための択一的な実施例を示している。プレート３１０がウェハ１１０
とベース２１０との間に配置されており、このプレート３１０は、ウェハ１１０
からの放射を吸収し、赤外放射がベース２１０を加熱することを阻止する。プレ
ート３１０は石英から形成されていると有利であり、これにより、ランプ１４０
からの加熱放射が透過され、その際には、ウェハ１１０からのより長い波長の放
射が吸収される。プレート３１０及びベース２１０の温度分布を制御するために
プレート３１０は反射性又は吸収性の層でコーティングされていてもよい。別の
解決手段は、ウェハからの放射を吸収する分子又は原子の濃度の半径方向勾配、
有利にはプレート３１０の内部から外部にまで増大する濃度を得るために、プレ
ート３１０の石英ガラスに原子又は分子をドーピングすることである。サセプタ
が主として中央領域において不均一に照射されるとしても、ドーピングはサセプ
タ３１０のより均一な半径方向温度プロフィルを生ぜしめるであろう。プレート
３１０のより均一な半径方向温度分布によりウェハの湾曲が回避される。プレー
ト３１０の直径はウェハ１１０の直径とほぼ同じであると有利である。
【００２５】 図４は、本発明の最も有利な実施例の断面図を示している。本発明の回転する
ベース４１０は、空気軸受２２０によって支持されたリングである。リングは、
複数の箇所４３０において支持されたプレート４２０を支持している。プレート
４２０は、支持のための複数の突起４４０を有するように示されている（１つの
突起のみが図示されている）。この場合、プレート４２０がウェハ１１０からの
放射によって加熱されると、プレートはベース４１０のリング内で膨張し、ウェ
ハ１１０からの比較的少ない放射を受け取るベース４１０は、反りかつ空気軸受
２２０に載置されるという問題を生じるほどの応力を受けない。突起４４０はプ
レート４１０に装着されて示されているが、このような突起は、同様にプレート
４２０を底部から支持するためにベース４１０に装着されることができる。この
場合にも、ベース４１０及びプレート４２０を軸線２４０を中心に回転させるセ
ンタリングポスト又はもどり止装置は示されていない。
ベース４１０は、空気軸受２２０によって支持されたリングである。リングは、
複数の箇所４３０において支持されたプレート４２０を支持している。プレート
４２０は、支持のための複数の突起４４０を有するように示されている（１つの
突起のみが図示されている）。この場合、プレート４２０がウェハ１１０からの
放射によって加熱されると、プレートはベース４１０のリング内で膨張し、ウェ
ハ１１０からの比較的少ない放射を受け取るベース４１０は、反りかつ空気軸受
２２０に載置されるという問題を生じるほどの応力を受けない。突起４４０はプ
レート４１０に装着されて示されているが、このような突起は、同様にプレート
４２０を底部から支持するためにベース４１０に装着されることができる。この
場合にも、ベース４１０及びプレート４２０を軸線２４０を中心に回転させるセ
ンタリングポスト又はもどり止装置は示されていない。
【００２６】 図４は、ベース４１０の角度位置を決定する方法をも示している。光ビーム４
５０がベース４１０を通過し、検出器４６０によって検出される。ベース４１０
上には特徴的部分４７０が配置されており、この特徴的部分４７０は、光ビーム
を変化させ、ひいては検出器４６０によって検出されてよい。有利な特徴的部分
はサンドブラストされた特徴的部分であり、これらの特徴的部分は、光ビーム４
５０を散乱させるが、それ以外にはランプ１４０からの放射を妨害しない。最も
有利な特徴は、レーザからの光を中断させるようにサンドブラストされた、特許
出願第０８／９７７０１９号に示された歯である。便宜上、ベースの円周に沿っ
て等間隔に配置された３６０個の歯が設けられている。余分な基準信号を発生さ
せるために３６０個の歯のうちの２つの歯の間に余分な歯が付加的に挿入されて
使用される。別の有利な特徴的部分は、吸収性の特徴的部分又は反射性の特徴的
部分であってよい。特徴的部分４７０は、磁気的な特徴的部分であってもよく、
この特徴的部分は、光学的検出器の代わりに磁気的な検出器によって検出されて
よい。
５０がベース４１０を通過し、検出器４６０によって検出される。ベース４１０
上には特徴的部分４７０が配置されており、この特徴的部分４７０は、光ビーム
を変化させ、ひいては検出器４６０によって検出されてよい。有利な特徴的部分
はサンドブラストされた特徴的部分であり、これらの特徴的部分は、光ビーム４
５０を散乱させるが、それ以外にはランプ１４０からの放射を妨害しない。最も
有利な特徴は、レーザからの光を中断させるようにサンドブラストされた、特許
出願第０８／９７７０１９号に示された歯である。便宜上、ベースの円周に沿っ
て等間隔に配置された３６０個の歯が設けられている。余分な基準信号を発生さ
せるために３６０個の歯のうちの２つの歯の間に余分な歯が付加的に挿入されて
使用される。別の有利な特徴的部分は、吸収性の特徴的部分又は反射性の特徴的
部分であってよい。特徴的部分４７０は、磁気的な特徴的部分であってもよく、
この特徴的部分は、光学的検出器の代わりに磁気的な検出器によって検出されて
よい。
【００２７】 プレート４２０がベース４１０に対して回転することを阻止するために、プレ
ート４２０から突出した歯がベース４１０に設けられたもどり止に嵌合すること
により、又は突起４４０がベース４１０に設けられたもどり止に係合することに
より、又は当業者に対して明らかであろうあらゆる適切な組合せ又は別の手段に
より、プレート４２０がベース４１０に係合してよい。
ート４２０から突出した歯がベース４１０に設けられたもどり止に嵌合すること
により、又は突起４４０がベース４１０に設けられたもどり止に係合することに
より、又は当業者に対して明らかであろうあらゆる適切な組合せ又は別の手段に
より、プレート４２０がベース４１０に係合してよい。
【００２８】 リング４１０及びプレート４２０の非平衡を回避するために、突起４４０ピン
１６０を保持するためのピン保持手段、ベース４１０に設けられたもどり止、プ
レート４１０の余分な歯等の装置の特徴的部分が、装置全体を平衡させるための
適切な形式で配置されている。
１６０を保持するためのピン保持手段、ベース４１０に設けられたもどり止、プ
レート４１０の余分な歯等の装置の特徴的部分が、装置全体を平衡させるための
適切な形式で配置されている。
【００２９】 本発明の択一的な実施例が図５に示されている。リングの形式のベース５１０
が、複数のロッド５３０によってプレート５２０に結合されている。ロッド５３
０は十分に弾性的であり、これにより、プレート５２０がウェハからの放射によ
って加熱された場合にベース５１０にほとんど応力が加えられないことを保証し
ている。
が、複数のロッド５３０によってプレート５２０に結合されている。ロッド５３
０は十分に弾性的であり、これにより、プレート５２０がウェハからの放射によ
って加熱された場合にベース５１０にほとんど応力が加えられないことを保証し
ている。
【００３０】 本発明の択一的な実施例が図６に示されている。ベース６１０は、プレートに
形成された一連のスロット状切欠き６４０を有しており、これにより、応力が内
部６２０から外部６３０へ伝達されないことを保証する。
形成された一連のスロット状切欠き６４０を有しており、これにより、応力が内
部６２０から外部６３０へ伝達されないことを保証する。
【００３１】 図２、図５及び図６に示された実施例の利点は、回転可能な基板の歪みが極端
に減じられるということである。なぜならば、回転するシステムの内部が外部か
ら機械的に切断されているからであるが、外部は、空気軸受の機能に関して、回
転手段の重要な部分である。その結果、回転するシステムの直径が大きい場合又
はウェハと回転手段の内部との温度が極めて高い場合にさえも、外部の軸受面は
、空気軸受の表面に対して極めて平行のままである。
に減じられるということである。なぜならば、回転するシステムの内部が外部か
ら機械的に切断されているからであるが、外部は、空気軸受の機能に関して、回
転手段の重要な部分である。その結果、回転するシステムの直径が大きい場合又
はウェハと回転手段の内部との温度が極めて高い場合にさえも、外部の軸受面は
、空気軸受の表面に対して極めて平行のままである。
【００３２】 図７は、本発明の最も有利な実施例の改良されたバージョンの分解図を示して
いる。ガスをガス軸受２２０に供給するために、下部石英プレート７０１はガス
ライン７０２を有している。サファイアから形成されていると有利である中央の
軸受７０３は、装置をプレート７０１に対してセンタリングするために働く。図
４のベース４１０及びプレート４２０が、空気軸受に載置されており、外部チュ
ーブ（図示せず）から吹き付けられるガスによって回転させられる。一連の光学
素子７０７〜７１６が示されており、これらの光学素子は、ウェハ１１０からの
赤外放射を制御する。素子７０７は、ウェハ１１０を支持するためのピン１６０
を保持する中空の円筒体である。付加的な保持手段７０８は、７１０及び７１１
等のセグメントから成るリングを保持する。保持手段７０８及びリングセグメン
ト７１０及び７１１は回転しないが、プレート７０１によって保持されている。
リングセグメント７１０及び７１１は石英から形成されていると有利であり、ウ
ェハ１１０、特に保護リング７１４，７１５及び７１２から反射及び放射される
放射から、回転するベース４１０を遮へいしている。リング７１４，７１５及び
７１２はセグメントから形成されて示されている。リング７１０及び７１１及び
保護リング７１４，７１５及び７１２は、コスト上の理由から、及び１つのセグ
メントが損壊した場合における容易な交換のために、セグメントから形成されて
いる。しかしながら、これらのリングは、１つの材料片から形成することができ
る。保護リング７１４，７１５及び７１２は珪素から形成されていると有利であ
り、珪素はコーティングされていると有利であり、これにより、保護リングが安
定であり、反射率及び吸収特性が時間が経過しても変化しないことを保証する。
いる。ガスをガス軸受２２０に供給するために、下部石英プレート７０１はガス
ライン７０２を有している。サファイアから形成されていると有利である中央の
軸受７０３は、装置をプレート７０１に対してセンタリングするために働く。図
４のベース４１０及びプレート４２０が、空気軸受に載置されており、外部チュ
ーブ（図示せず）から吹き付けられるガスによって回転させられる。一連の光学
素子７０７〜７１６が示されており、これらの光学素子は、ウェハ１１０からの
赤外放射を制御する。素子７０７は、ウェハ１１０を支持するためのピン１６０
を保持する中空の円筒体である。付加的な保持手段７０８は、７１０及び７１１
等のセグメントから成るリングを保持する。保持手段７０８及びリングセグメン
ト７１０及び７１１は回転しないが、プレート７０１によって保持されている。
リングセグメント７１０及び７１１は石英から形成されていると有利であり、ウ
ェハ１１０、特に保護リング７１４，７１５及び７１２から反射及び放射される
放射から、回転するベース４１０を遮へいしている。リング７１４，７１５及び
７１２はセグメントから形成されて示されている。リング７１０及び７１１及び
保護リング７１４，７１５及び７１２は、コスト上の理由から、及び１つのセグ
メントが損壊した場合における容易な交換のために、セグメントから形成されて
いる。しかしながら、これらのリングは、１つの材料片から形成することができ
る。保護リング７１４，７１５及び７１２は珪素から形成されていると有利であ
り、珪素はコーティングされていると有利であり、これにより、保護リングが安
定であり、反射率及び吸収特性が時間が経過しても変化しないことを保証する。
【００３３】 保持手段７０８は、ピン７０４及び７０９を介して石英プレート７０１と係合
させられる。リングセグメント７１０及び７１１は、保持手段７０８の中空の円
筒状のピン７０８ａ上に支持される。ピン７１３は、中空のピン７０８Ａに挿入
され、セグメント７１０及び７１１から突出し、これにより、保護リングセグメ
ント７１２，７１４及び７１５を支持する。ウェハ１１０をシステム内に導入し
かつこのウェハ１１０を、ウェハ１１０が保護リングセグメント７１４及び７１
５と同一平面を成すように下降させたロボットアームの抜出を可能にするために
、セグメントが選択的に保護リングの平面（より高い又はより低い）から外され
てよいことを示すために、１つのセグメント７１２が他のセグメント７１４の平
面からずらされて示されている。
させられる。リングセグメント７１０及び７１１は、保持手段７０８の中空の円
筒状のピン７０８ａ上に支持される。ピン７１３は、中空のピン７０８Ａに挿入
され、セグメント７１０及び７１１から突出し、これにより、保護リングセグメ
ント７１２，７１４及び７１５を支持する。ウェハ１１０をシステム内に導入し
かつこのウェハ１１０を、ウェハ１１０が保護リングセグメント７１４及び７１
５と同一平面を成すように下降させたロボットアームの抜出を可能にするために
、セグメントが選択的に保護リングの平面（より高い又はより低い）から外され
てよいことを示すために、１つのセグメント７１２が他のセグメント７１４の平
面からずらされて示されている。
【００３４】 石英ピン７０９に載置される付加的な石英プレート７１６は、ウェハの上方に
おける高温ガスの乱流が最小化されるという利点を有する。
おける高温ガスの乱流が最小化されるという利点を有する。
【００３５】 図８Ａ〜図８Ｅ及び図９Ａ〜図９Ｇは、本発明の最も有利な実施例の詳細な図
を示している。特に、リング４１０がプレート４２０を駆動するように、リング
４１０に設けられたノッチ８２２が、プレート４２０に設けられた歯９３２を収
容している。サンドブラストされた歯４５０及び余分な歯８２５も示されており
、この余分な歯８２５はコンピュータに校正点を提供し、この校正点から、光学
的検出手段を通過する歯の数を数える。
を示している。特に、リング４１０がプレート４２０を駆動するように、リング
４１０に設けられたノッチ８２２が、プレート４２０に設けられた歯９３２を収
容している。サンドブラストされた歯４５０及び余分な歯８２５も示されており
、この余分な歯８２５はコンピュータに校正点を提供し、この校正点から、光学
的検出手段を通過する歯の数を数える。
【００３６】 明らかに、本発明の多くの修正及び変更が上の説明の範囲内で可能である。し
たがって、冒頭の請求項の範囲内で、本発明は、具体的に説明された以外で実施
されてよいことが理解される。
たがって、冒頭の請求項の範囲内で、本発明は、具体的に説明された以外で実施
されてよいことが理解される。
【図１】 従来のＲＴＰシステムを示す図である。
【図２】 ウェハ１１０を保持する回転するベース若しくはサセプタ２１０を示す図であ
る。
る。
【図３】 本発明の択一的な実施例を示す図である。
【図４】 本発明の最も有利な実施例の縦断面を示す図である。
【図５】 本発明の択一的な実施例を示す図である。
【図６】 本発明の択一的な実施例を示す図である。
【図７】 本発明の最も有利な実施例の改良されたバージョンを示す拡大図である。
【図８Ａ】 本発明の最も有利な実施例におけるリング及びプレートを示す上面図である。
【図８Ｂ】 図８Ａにおいて円で囲んだ部分Ｚを拡大して示す図である。
【図８Ｃ】 図８Ａにおいて円で囲んだ部分Ｘを拡大して示す図である。
【図８Ｄ】 リングの側面図である。
【図８Ｅ】 図８Ａにおいて円で囲んだ部分Ｙを拡大して示す図である。
【図９Ａ】 プレートを詳細に示す上面図である。
【図９Ｂ】 図９Ａにおいて円で囲んだ部分Ｚを拡大して示す図である。
【図９Ｃ】 図９Ａに示したプレートをＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。
【図９Ｄ】 プレートの側面図である。
【図９Ｆ】 図９Ｄにおいて円で囲んだ部分Ｘを拡大して示す図である。
【図９Ｇ】 図９Ｄにおいて円で囲んだ部分Ｖを拡大して示す図である。
１１０ ウェハ、 １２０ チャンバ、 １２５ プロセスガス、 １３０，
１４０ ランプ、 １６０ 支持ピン、 １６５ 高温計、 １７０ 保護リン
グ、 １７５ コンピュータ、 １８０ ドア、 １８５ ガス流制御装置、
１９０ 端部プレート、 ２１０ ベース若しくはサセプタ、 ２２０ 空気軸
受、 ２３０ ガス流、 ２４０ 軸線、 ２５０ 層、 ３１０ プレート、
４１０ ベース、 ４２０ プレート、 ４３０ 箇所、 ４４０ 突起、
４５０ 光ビーム、 ４６０ 検出器、 ４７０ 特徴的部分、 ５３０ ロッ
ド、 ６１０ ベース、 ６２０ 内部、 ６３０ 外部、 ６４０ 切欠き、
７０１ プレート、 ７０２ ガスライン、 ７０３ 中央軸受、 ７０４
ピン、 ７０７ エレメント、 ７０８ 保持手段、 ７０８ａ，７０９ ピン
、 ７１０，７１１ リングセグメント、 ７１２，７１４，７１５ 保護リン
グ、 ７１３ ピン、 ８２２ ノッチ、 ８２５ 歯、 ９３２ 歯
１４０ ランプ、 １６０ 支持ピン、 １６５ 高温計、 １７０ 保護リン
グ、 １７５ コンピュータ、 １８０ ドア、 １８５ ガス流制御装置、
１９０ 端部プレート、 ２１０ ベース若しくはサセプタ、 ２２０ 空気軸
受、 ２３０ ガス流、 ２４０ 軸線、 ２５０ 層、 ３１０ プレート、
４１０ ベース、 ４２０ プレート、 ４３０ 箇所、 ４４０ 突起、
４５０ 光ビーム、 ４６０ 検出器、 ４７０ 特徴的部分、 ５３０ ロッ
ド、 ６１０ ベース、 ６２０ 内部、 ６３０ 外部、 ６４０ 切欠き、
７０１ プレート、 ７０２ ガスライン、 ７０３ 中央軸受、 ７０４
ピン、 ７０７ エレメント、 ７０８ 保持手段、 ７０８ａ，７０９ ピン
、 ７１０，７１１ リングセグメント、 ７１２，７１４，７１５ 保護リン
グ、 ７１３ ピン、 ８２２ ノッチ、 ８２５ 歯、 ９３２ 歯
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１月１３日（２００１．１．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カールステン ヴェーバー ドイツ連邦共和国 ロイテンバッハ ガル テンシュトラーセ 52−１ (72)発明者 ディーター ツェルニッケル ドイツ連邦共和国 ウルム ドナウタール シュトラーセ 57 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 HA01 HA09 HA59 JA02 JA27 JA46 LA03 LA06 MA29 MA31 NA04 PA11 PA13 PA26 5F045 AA20 AB32 AB33 AC11 AC15 AF01 BB02 BB11 DP04 EK12 EK13 EM06 EM10
Claims (23)
- 【請求項１】 装置において、 急速熱処理（ＲＴＰ）システムにおいて処理される対象物を支持するための回
転可能なベースと、 処理される対象物からの放射によるベースの不均一な加熱を原因とするベース
の反りを阻止するための第１の手段とが設けられていることを特徴とする、装置
。 - 【請求項２】 前記ベースが、流れる流体をベースに衝突させることにより
回転させられる、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記第１の手段が、ベースと対象物との間に介在させられた
放射吸収プレートから成る、請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 前記第１の手段が、ベースの表面に提供された反射性コーテ
ィングから成る、請求項２記載の装置。 - 【請求項５】 前記第１の手段が、ベースの表面に提供された吸収性コーテ
ィングから成る、請求項２記載の装置。 - 【請求項６】 前記第１の手段が、ベースに設けられたスロット切欠きから
成る、請求項２記載の装置。 - 【請求項７】 前記第１の手段が、ベースから分離したプレートから成り、
該プレートが、複数の箇所においてベースによって支持されておりかつ対象物を
支持している、請求項２記載の装置。 - 【請求項８】 ベースが回転しているときにベースに対するプレートの向き
が一定であるように、プレートがベースに係合させられている、請求項７記載の
装置。 - 【請求項９】 前記第１の手段が、ベースに結合されたプレートから成り、
該プレートが、複数の箇所において結合手段によってベースに結合されており、
前記結合手段が、ベースとプレートとの間の相対的な膨張を可能にする、請求項
２記載の装置。 - 【請求項１０】 前記第１の手段が、ベースの材料の空間的変化から成り、
該空間的変化が、対象物からの放射の吸収に対し特別な変化を生ぜしめる、請求
項２記載の装置。 - 【請求項１１】 前記第１の手段が、ベースに衝突する流体の温度及び分布
を制御するための装置から成り、これにより、ベースの温度分布が制御される、
請求項２記載の装置。 - 【請求項１２】 前記第１の手段が、対象物を包囲する保護リングから成る
、請求項２記載の装置。 - 【請求項１３】 ベースの角度位置が、光学的手段により決定される、請求
項２記載の装置。 - 【請求項１４】 前記ベースが石英から形成されており、該石英が、サンド
ブラストにより刻設された光学的マークを有している、請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 ベースの角度位置が、磁気的手段により決定される、請求
項２記載の装置。 - 【請求項１６】 対象物を急速熱処理（ＲＴＰ）する方法において、 対象物を回転可能なベース上に支持し、 対象物を回転可能なベース上で回転させながら前記対象物をＲＴＰシステムの
放射源からの放射により処理し、 ベースが、処理される対象物からの放射によるベースの不均一な加熱を原因と
して反ることを阻止する ことを特徴とする、対象物を急速熱処理（ＲＴＰ）する方法。 - 【請求項１７】 前記ベースが、流れる流体をベースに衝突させることによ
り回転させられる、請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 ベースが反るのを阻止するためにベースと対象物との間に
プレートが介在させられる、請求項１７記載の方法。 - 【請求項１９】 ベースが反るのを阻止するためにベースにスロット切欠き
が設けられる、請求項１７記載の方法。 - 【請求項２０】 対象物を支持するために、ベースから分離したプレートが
使用され、該プレートが、複数の箇所においてベースにより支持され、前記プレ
ートが、対象物からの放射のほとんどを受け取り、ひいてはベースが反ることを
阻止する、請求項１７記載の方法。 - 【請求項２１】 ベースが回転するときにベースに対するプレートの向きが
一定であるように、プレートがベースに係合させられる、請求項２０記載の方法
。 - 【請求項２２】 複数の箇所においてベースに結合されたプレートが、対象
物を支持するために使用され、前記プレートが、対象物からの放射のほとんどを
受け取り、ひいてはベースが反ることを阻止する、請求項１７記載の方法。 - 【請求項２３】 対象物の急速熱処理（ＲＴＰ）のためのシステムにおいて
、 対象物を加熱するために放射を発生させるための放射源と、 処理したい対象物を収容するためのチャンバとが設けられており、該チャンバ
が、放射源からの放射に対して透明な少なくとも１つの壁部の少なくとも一部を
有しており、 チャンバ内におけるガスを制御するためのガス制御システムと、 対象物の温度を監視するための手段と、 ガス制御システム及び放射源を制御するためのコンピュータシステムと、 チャンバ内において処理される対象物を支持するための回転可能なベースと、 処理される対象物からの放射によるベースの不均一な加熱を原因とする回転可
能なベースの反りを阻止するための第１の手段と が設けられていることを特徴とする、対象物の急速熱処理（ＲＴＰ）のためのシ
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