JP2017515299A - 改良された熱処理チャンバ - Google Patents

Abstract

本書に記載された実施形態は、第一のドーム及び第二のドームを備える真空チャンバと、真空チャンバ内で第一のドームと第二のドームの間に配置された基板支持体と、区画化されたハウジング内に配列され、第二のドームに近接して配置されたコリメートされたエネルギー源と、を含む基板処理装置を提供し、第二のドームは、コリメートされたエネルギー源と基板支持体の間にある。第二のドームの少なくとも一部分及び基板支持体が、コリメートされたエネルギー源からのコリメートされたエネルギーに対して光学的に透明であり得る。【選択図】図１Ａ

Description

半導体処理用装置が、本書で開示される。具体的には、本書で開示される実施形態は、堆積プロセスにおいて基板を加熱する装置に関する。

集積回路の製造において、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス又はエピタキシープロセスなどの堆積プロセスが、半導体基板上に様々な材料の膜を堆積するために、使用される。エピタキシーは、半導体基板上に非常に薄い材料層を形成するために、半導体処理において広く用いられるプロセスである。これらの層は、半導体デバイスの最小特徴部の幾つかをしばしば定め、また、結晶性材料の電気的特性が要求される場合、高品質の結晶構造を有し得る。堆積前駆体が、基板が配置される処理チャンバに通常、供給され、基板は、所望の特性を有する材料層の成長に有利な温度に加熱される。

層が、非常に均一な厚さ、組成、及び構造を有することが、通常要求される。局所的な基板温度、ガス流、及び前駆体濃度における変動のため、均一で再現可能な特性を有する層を形成することは、かなり困難である。通常、処理チャンバは、高真空、一般には１０トール未満、を維持することができる容器であり、熱が、汚染物質を導入するのを回避するために、容器の外側に配置された、加熱ランプなどのコリメートされていない源によって、通常、供給される。基板温度の制御、それ故に、局所的な層形成条件の制御は、加熱ランプからの非常に拡散性の熱エネルギー、チャンバ部品の熱吸収及び放出、並びに処理チャンバ内の層形成条件へのセンサ及びチャンバ表面の露出によって、困難になる。温度制御が改善された堆積チャンバに対する必要性が残る。

本書に記載された実施形態は、第一のドーム及び第一のドームに面する第二のドームを備える真空チャンバと、真空チャンバ内で第一のドームと第二のドームの間に配置された基板支持体と、区画化されたハウジング内に配列され、第二のドームに近接して配置されたコリメートされたエネルギー源と、を含む基板処理装置を提供し、第二のドームは、コリメートされたエネルギー源と基板支持体の間にある。第二のドームの少なくとも一部分及び基板支持体が、コリメートされたエネルギー源からのコリメートされたエネルギーに対して、光学的に透明であり得る。

一実施形態において、基板処理装置が開示される。基板処理装置は、第一のドーム及び第二のドームを含む真空チャンバと、真空チャンバ内で第一のドームと第二のドームの間に配置され、第一のドームに面する基板支持体であって、堆積面を有する基板を支持するように構成される基板支持体と、真空チャンバの第二のドームに近接して配置された区画化されたハウジング内のコリメートされたエネルギー源と、を含み、第二のドームの少なくとも一部分及び基板支持体が、コリメートされたエネルギー源からのコリメートされたエネルギーに対して光学的に透明である。

別の実施形態において、基板処理装置が開示される。基板処理装置は、第一のドーム及び第二のドームを含む真空チャンバと、真空チャンバ内で第一のドームと第二のドームの間に配置され、第一のドームに面する基板支持体であって、堆積面を有する基板を支持するように構成される基板支持体と、真空チャンバの第二のドームに近接して配置された区画化されたハウジング内のコリメートされたエネルギー源と、真空チャンバの第二のドームとコリメートされたエネルギー源との間に配置された金属部材と、を含む。

別の実施形態において、基板処理装置が開示される。基板処理装置は、第一のドーム及び第二のドームを含む真空チャンバと、真空チャンバ内で第一のドームと第二のドームの間に配置され、第一のドームに面する基板支持体であって、堆積面を有する基板を支持するように構成される基板支持体と、真空チャンバの第二のドームに近接して配置された区画化されたハウジング内のコリメートされたエネルギー源と、コリメートされたエネルギー源と第二のドームの間に配置されたリフレクタと、を含む。

本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、実施形態の幾つかは添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示しており、従って発明の範囲を限定すると見なすべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を許容しうることに留意されたい。

本書に記載された種々の実施形態による、処理チャンバの概略断面図である。 本書に記載された種々の実施形態による、処理チャンバの概略断面図である。 本書に記載された種々の実施形態による、処理チャンバの概略断面図である。 本書に記載された種々の実施形態による、処理チャンバの概略断面図である。 本書に記載された一実施形態による、下部ドームとコリメートされたエネルギー源の間に配置された金属プレートの平面図である。 本書に記載された一実施形態による、処理チャンバの一部分の概略断面図である。 本書に記載された一実施形態による、処理チャンバの一部分の概略断面図である。 本書に記載された種々の実施形態による、処理チャンバの一部分の概略断面図である。 本書に記載された種々の実施形態による、処理チャンバの一部分の概略断面図である。 本書に記載された種々の実施形態による、処理チャンバの一部分の概略断面図である。 本書に記載された一実施形態による、屈折器の側面図である。

理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一つの実施形態に開示された要素は、明記しなくとも、他の実施形態で有利に使用され得る、ということが意図される。

堆積プロセスを実施しながら、基板の区域に分けられた温度制御を行うことのできる処理チャンバが、第一のドームと、側部と、第二のドームとを有し、全てが、高真空が容器内に確立されているときに形状を維持することができる材料で作られている。基板が、処理チャンバ内且つ第二のドームの上方の基板支持体上に配置される。コリメートされたエネルギー源が、第二のドームに近接した区画化されたハウジング内に配置され得、第二のドームが、コリメートされたエネルギー源と基板支持体の間に配置され得る。第二のドームの少なくとも一部分及び基板支持体が、コリメートされたエネルギー源からのコリメートされたエネルギーに対して、光学的に透明又は透過性であり得る。

図１Ａは、一実施形態による、処理チャンバ１００の概略断面図である。処理チャンバ１００は、基板１０８の堆積面１１６上での材料の堆積を含んで、一つ以上の基板を処理するために使用されうる。処理チャンバ１００は、他の部品の中でも、処理チャンバ１００の中に配置された基板１０８の裏側１０４を加熱するためのコリメートされたエネルギー源１０２を含む。コリメートされたエネルギー源１０２は、レーザダイオード、ファイバレーザ、ファイバ結合レーザなどの複数のレーザ、又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）であり得る。コリメートされたエネルギーを基板１０８に送る利点は、源１０２が基板１０８に近接していない場合でも、放射パターンの制御を改善することである。コリメートされたエネルギー源１０２は、既知の広がり角でエネルギーを放出する。コリメートされたエネルギー源１０２の広がり角の程度は、半値全幅（ＦＷＨＭ）で約１５度未満であり得る。既知の広がり角の放射は、基板１０８などの選択された像平面の選択された領域に効率的に放射を送る光学系を用いて、制御され得る。基板支持体１０７は、エッジリング１０５を支持し得るじょうご状の基板支持体であり得る。エッジリング１０５は、基板１０８のエッジから基板１０８を支持する。複数のピン１１０が、基板支持体１０７上に配置され得、エッジリング１０５が、ピン１１０によって支持され得る。一実施形態において、３つのピン１１０がある。一実施形態において、エッジリング１０５は存在せず、基板１０８は、複数のピン１１０によって支持される。基板支持体１０７は、コリメートされたエネルギー源１０２からのコリメートされたエネルギーに対して光学的に透過又は透明である材料で作られ得、そのため、コリメートされたエネルギー源１０２からの、複数のレーザビームなどのコリメートされたエネルギーは、エネルギーを失わずに、基板１０８の裏側１０４を加熱するであろう。基板支持体１０７の材料は、コリメートされたエネルギー源１０２に依存し得る。一実施形態において、基板支持体１０７は、コリメートされたエネルギー源１０２からのコリメートされたエネルギーに対して光学的に透明である石英で作られる。光学的に透明とは、材料が放射の大部分を透過し、ごくわずかしか反射及び／又は吸収されないことを意味する。一実施形態において、基板支持体１０７は、コリメートされたエネルギーを基板１０８の裏側１０４に向ける光学的特徴又は光学的要素を含む。

基板支持体１０７は、持ち上げられた処理位置に示されているが、アクチュエータ（図示せず）によって処理位置より下のローディング位置へ垂直に動かされて、リフトピン１０９が、レッジ又は突起部１１１に接触し、基板支持体１０７の孔を通過し、基板１０８を基板支持体１０７から持ち上げてもよい。その後、ロボット（図示せず）が、処理チャンバ１００に入り、基板１０８と係合し、ローディングポート１０３を通って基板１０８を除去しうる。その後、基板支持体１０７が、処理位置に作動され、基板１０８を、デバイス側１１６が裏側１０４に背を向けた状態で、ピン１１０の上に置き得る。

基板支持体１０７は、処理チャンバ１００内で第一のドーム１２８と第二のドーム１１４の間に配置される。基板１０８（正確な縮尺ではない）が、処理チャンバ１００の中に持って来られて、ローディングポート１０３を通って基板支持体１０７上に配置され得る。基板支持体１０７は、処理位置に置かれている間、処理チャンバ１００の内部容積を、（基板より上の）プロセスガス領域１５６と（基板支持体１０７より下の）パージガス領域１５８に分割する。基板支持体１０７は、処理チャンバ１００内の熱流とプロセスガス流の空間的異常の効果を最小化し、従って基板１０８の均一な処理を容易にするために、処理の間、中心シャフト１３２によって回転させられてもよい。基板支持体１０７は、中心シャフト１３２によって支持され、中心シャフト１３２は、ローディング及びアンローディングの間、及び場合によっては基板１０８の処理の間、基板１０８を軸方向１３４に移動させる。一般に、基板支持体１０７は、低熱質量又は低熱容量を有する材料から形成され、そのため、基板支持体１０７によって吸収及び放出されるエネルギーは最小化される。

一般に、第一のドーム１２８及び第二のドーム１１４は、石英などの光学的に透明な材料から形成される。第一のドーム１２８及び第二のドーム１１４は、熱記憶を最小化するために薄く、通常、約３ｍｍから約１０ｍｍの間、例えば約４ｍｍの厚さを有する。第一のドーム１２８は、冷却ガスなどの熱制御流体を、吸入口１２６を通って熱制御空間１３６の中に導入すること、及び熱制御流体を出口１３０を通って回収することによって、熱的に制御され得る。幾つかの実施形態において、熱制御空間１３６を通って循環する冷却流体が、第一のドーム１２８の内側表面上の堆積を減少させ得る。第二のドーム１１４は、薄い石英で作られている場合、処理チャンバ１００内部の真空条件に耐えるために、円錐形状を有し得る。一実施形態において、第二のドーム１１４全体が、コリメートされたエネルギー源１０２からのコリメートされたエネルギーに対して光学的に透明である石英で作られる。

基板１０８から放射されている放射を反射して基板１０８上に戻すために、リフレクタ１２２が、任意選択で、第一のドーム１２８の外側に置かれてもよい。放射の反射に起因して、そうでなければ処理チャンバ１００から漏れたかもしれない熱を封じ込めることによって、加熱の効率が改善されるであろう。リフレクタ１２２は、アルミニウム又はステンレス鋼などの金属で作ることができる。リフレクタ１２２は、リフレクタ１２２を冷却するための水などの流体の流れを運ぶ機械加工のチャネルを有し得る。必要なら、反射の効率は、金などの非常によく反射する被覆でリフレクタ領域を被覆することにより、改善することができる。

レーザの配列などのコリメートされたエネルギー源１０２が、中心シャフト１３２の周囲に所定の方法で第二のドーム１１４の下に配置され、プロセスガスが基板１０８の上を通るときに、基板１０８を加熱し、それにより、基板１０８の堆積面１１６上への材料の堆積を促進することができる。様々な例において、基板１０８上に堆積される材料は、ＩＩＩ族、ＩＶ族、及び／又はＶ族の材料であり得、又はＩＩＩ族、ＩＶ族、及び／又はＶ族のドーパントを含む材料であり得る。例えば、堆積される材料は、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ素、窒化ガリウム、窒化インジウムガリウム、窒化アルミニウムガリウム、又は他の化合物半導体若しくは半導体合金を含み得る。コリメートされたエネルギー源１０２は、コリメートされた放射を生成し、これは、基板１０８上の複数の空間的に小さな制御ゾーンを作り出すのに役立つ。その結果、基板１０８のより良い温度制御が達成される。

コリメートされたエネルギー源１０２は、摂氏約２００度から摂氏約１４００度の範囲、例えば摂氏約３００度から摂氏約１３５０度の範囲の温度に基板１０８を加熱するように、適合され得る。コリメートされたエネルギー源１０２の各エネルギーエミッタが、分電盤（図示せず）に接続され、それを通って、電力が、各エミッタに供給される。レーザであってもよいエミッタが、区画化されたハウジング１４５内に配置され、ハウジング１４５は、例えば、エミッタ間に配置されたチャネル１４９の中に導入された冷却流体によって、処理中又は処理後に冷却されてもよいし、されなくてもよい。各エミッタは、ファイバ又はチューブ１４３の内部に配置され得る。エミッタは、レーザダイオード、ファイバレーザ、又はファイバ結合レーザであり得る。一般に、各エミッタは、均一な照射のために、チューブ１４３の中心で支持される。一実施形態において、各エミッタは、チューブ１４３の底部に配置され得、例えば、チューブ１４３の底部の開口を通って挿入され、チューブ１４３の底部に固定され、又はチューブ１４３の底部に置かれ得る。他の実施形態において、各エミッタは、ピン又は突起部であってもよい支持体（図示せず）によって、チューブ１４３の底部より上で支持され得る。支持体は、支持体上に配置されたエミッタに電力を供給する導管を含み得る。一実施形態において、ファイバレーザの放出端が、収納チューブの底部から間隔を置かれた収納チューブの中心の近くに配置されるように、ファイバレーザが、チューブ内に配置され得る。

高温計であってもよい、複数の熱放射センサ１４０が、基板１０８の熱放出を測定するために、ハウジング１４５内に配置され得る。一般に、センサ１４０は、ハウジング内の様々な場所に配置され、処理中に基板１０８の様々な場所を見るのを容易にする。基板１０８の様々な場所からの熱放射を感知することは、基板１０８の様々な場所で、温度などの熱エネルギー含量を比較し、温度異常又は不均一性が存在するかどうかを決定するのを、容易にする。そのような不均一性は、厚さ及び組成などの膜形成における不均一性をもたらし得る。少なくとも２つのセンサ１４０が、一般に用いられるが、２つより多いセンサが用いられてもよい。様々な実施形態が、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、又はそれより多いセンサ１４０を用い得る。

コリメートされたエネルギー源１０２は、一般に、単色光を生成するので、センサ１４０は、コリメートされたエネルギー源１０２の単色光の波長と異なる波長に合わせることができ、そのため、より正確な温度読取りが達成され得る。加熱ランプなどの広いスペクトルのエネルギー源の場合、エネルギー源からの放射は、単色ではなく、センサ１４０の温度読取りに影響を及ぼし得る。

必要なら、第一のドーム１２８の熱状態をモニタするために、又はセンサ１４０の場所と反対の場所から基板１０８の熱状態をモニタするために、熱センサ１１８が、リフレクタ１２２に配置されてもよい。そのようなモニタリングは、センサ１４０から受け取ったデータを比較して、例えば、センサ１４０から受け取ったデータに誤りが存在するかどうかを決定するのに、役立ち得る。熱センサ１１８は、場合によっては、一つの個別のセンサより多いセンサを備えるセンサアセンブリであってもよい。従って、処理チャンバ１００は、基板の第一の側から放出された放射を受け取るように配置された１つ以上のセンサ及び第一の側と反対の基板の第二の側からの放射を受け取るように配置された１つ以上のセンサを備えていてもよい。

コントローラ１６０が、センサ１４０からデータを受け取り、コリメートされたエネルギー源１０２の各エミッタ、又はエミッタの個々のグループに送られる電力を、データに基づいて別々に調整する。コントローラ１６０は、様々なエミッタに独立に電力供給する電源１６２を含み得る。コントローラ１６０は、所望の温度プロファイルに設定することができ、センサ１４０から受け取ったデータの比較に基づいて、コントローラ１６０は、エミッタへの電力を調整し、観察される熱データを所望の温度プロファイルに一致させる。コントローラ１６０はまた、チャンバの性能が時間とともに変動する場合に、エミッタへの電力を調整して、一つの基板の熱処理を他の基板の熱処理と一致させ得る。

金属部材１５０が、第二のドーム１１４と、コリメートされたエネルギー源１０２との間に配置され得る。金属部材１５０は、第二のドーム１１４の温度を制御する冷却チャネル１５２を含み得る。幾らかの処理ガスが、パージガス領域１５８に存在し得るので、第二のドーム１１４の温度が、冷た過ぎる又は熱過ぎる場合に、第二のドーム１１４上に堆積が生じ得る。加えて、加熱された基板１０８が、第二のドーム１１４を加熱することがあり、加熱された第二のドーム１１４は、基板１０８よりも、冷却するのに長い時間がかかることがあり、これは、次に、基板１０８の冷却時間を増加させ得る。従って、基板１０８の冷却時間を短縮するために、第二のドーム１１４は、金属部材１５０によって有利に冷却され得る。図１Ａに示されるように、金属部材１５０は、第二のドーム１１４との金属部材１５０の効率的な熱的結合を提供するために、第二のドーム１１４の円錐形状と共形であり得る。図１Ａに示されるように、複数のレーザダイオードなどのコリメートされたエネルギー源１０２は、部材１５０とほぼ共形である平面を形成し得る。代替的に、コリメートされたエネルギー源１０２は、基板１０８の堆積面１１６とほぼ平行である平面を形成し得る。任意選択で、第二のドーム１１４は、第二のドーム１１４と金属部材１５０又はハウジング１４５の間に冷却剤流体を流すことによって、冷却され得る。

図１Ｂは、本書に記載された一実施形態による、処理チャンバ１００の概略断面図である。じょうご状の基板支持体１０７の代わりに、処理チャンバ１００は、複数のスポーク１６６を有する基板支持体１６４を含む。ピン１１０が、スポーク１６６によって支持され、ピンは、基板１０８を直接に又はエッジリング１０５を介して支持する。スポーク１６６は、石英などの光学的に透明な材料で作られ得る。動作中、スポーク１６６は、回転していてもよく、その結果、影が、基板１０８の裏側に形成され得る。シャドウイング効果を最小化するために、複数のレーザなどの、コリメートされたエネルギー源１０２が、基板１０８の裏側１０４上の任意の領域Ｐが、ビームＬ１及びＬ２などの少なくとも２つのレーザビームによって照射されるように、配列され得る。一実施形態において、基板１０８の裏側１０４の各領域Ｐが、１０個のレーザビームによって照射される。

図１Ｃは、本書に記載された一実施形態による、処理チャンバ１００の概略断面図である。処理チャンバ１００は、じょうご状の部分１７０及びじょうご状の部分１７０から半径方向外側に広がる複数のスポーク１７２を有する基板支持体１６８を含む。じょうご状の部分１７０及びスポーク１７２は、石英などの光学的に透明な材料で作られ得る。動作中、全てのレーザビームが、光学的に透明なじょうご状の部分１７０を通過していてもよく、図１ＣにおいてＬ３及びＬ４として示されるように、回転しているスポーク１７２が基板１０８の裏側１０４に影を作らないような角度で、ビームが基板１０８の裏側１０４に送られ得る。

図１Ｄは、本書に記載された一実施形態による、処理チャンバ１００の概略断面図である。処理チャンバ１００は、ディスク１０６に連結されている基板支持体１７４を含む。基板支持体１７４は、複数のブラケット１７６を含み得る。一実施形態において、３つのブラケット１７６が、エッジリング１０５を支持している。この構成では、基板１０８は、ロボット（図示せず）によってローディングポート１０３を通って処理チャンバ１００から取り出され又は処理チャンバ１００の中に持ち込まれ得る。ロボットは、基板１０８に接触せずに、基板１０８をエッジリング１０５から持ち上げるために、例えば、ベルヌーイの力又は気体浮力などの力を発生させることができ得る。ディスク１０６は、第一のドーム１２８及びリフレクタ１２２を通って延びるシャフト１１３に連結される。シャフト１１３は、永久磁石１１５及び電磁石１１７によって回転又は垂直に移動することができ得る。動作中、電磁石１１７は、永久磁石１１５を動かすために、永久磁石１１５に磁気的に結合される。電磁石１１７は、電磁石１１７の中に磁場を生成し制御するように設定された駆動コントローラ１１９によって制御される。電磁石１１７の磁場は、永久磁石１１５と相互作用し、永久磁石１１５を垂直に移動させ、及び／又は永久磁石１１５を回転させ、これは、次に、エッジリング１０５及び基板１０８を垂直に移動及び／又は回転させる。

図２は、一実施形態による、金属部材１５０の平面図である。部材１５０は、図２に示されるように、円形などの、基板１０８と同じ形状を有し得る。部材１５０は、銅、アルミニウム又はステンレス鋼などの金属で作られ得る。中心シャフト１３２が通過するように、開口２０１が、部材１５０の中央に形成され得る。複数の開孔２０２が、部材１５０に形成されてもよく、各開孔２０２は、レーザ又は他のエミッタと位置合わせされる。例えば、レンズ、ディフューザー、シェーパー、トランケーター、及び／又はホモジナイザーなどの回折、屈折及び／又は反射エレメントなどの光学部品２０４が、エネルギーを成形、集中、又は拡散させて、基板１０８の均一な加熱を達成するために、各開孔２０２の内部に形成され得る。一実施形態において、コリメートされたエネルギー源１０２が、開孔２０２の内部に配置される。他の実施形態において、光学部品２０４が、基板支持体１０７に組込まれ得る。

図３は、処理チャンバ１００の一部分の断面図である。図３に示されるように、金属部材３０２が、第二のドーム１１４とコリメートされたエネルギー源１０２の間に配置される。金属部材３０２は、円錐ではなく、平坦であるということを除いて、金属部材１５０と同じであってよい。金属部材３０２は、第二のドーム１１４の温度を制御するために、冷却剤を流すための冷却チャネル３０４を含む。金属部材３０２はまた、レーザビームが通過するための複数の開孔を含み、１つ以上の光学部品が、各開孔の内部に配置され得る。

図４は、一実施形態による、処理チャンバ１００の一部分の断面図である。図４に示されるように、ほぼ平坦なドーム４０２が、基板支持体１０７とコリメートされたエネルギー源１０２の間に配置される。処理チャンバ１００内の真空状態に耐えることができるように、平坦なドーム４０２は、アルミニウムなどの金属で作られ得る。ライナ（図示せず）が、化学的浸食から金属ドーム４０２を保護するために、平坦なドーム４０２上に配置され得る。平坦なドーム４０２は、レーザビームを通過させるために、その中に配置された複数の孔を有し得る。石英などの光学的に透明な材料が、真空状態を維持し、レーザビームを通過させるために、孔の内部に配置され得る。従って、平坦なドーム４０２の少なくとも一部分が、コリメートされたエネルギー源１０２のコリメートされたエネルギーに対して光学的に透明である。コリメートされたエネルギー源１０２は、平坦なドーム４０２とほぼ平行である平面を形成し得る。

図５Ａは、本書に記載された一実施形態による、処理チャンバ１００の一部分の概略断面図である。リフレクタ５０２が、コリメートされたエネルギー源１０２の上に配置され得る。リフレクタ５０２は、コリメートされたエネルギー源１０２と金属部材１５０の間に、又は金属部材１５０と第二のドーム１１４の間に配置され得る。リフレクタ５０２は、複数のキャビティ５０４を含んでもよく、各キャビティ５０４は、コリメートされたエネルギー源１０２の上のチューブ１４３内に配置された反射面５１０によって画定され得る。開口５０６が、コリメートされたエネルギーが通過するために、各反射面５１０に形成され得る。コリメートされたエネルギーを反射面５１０へ反射し、次に、コリメートされたエネルギーを、基板１０８の裏側１０４に向かって反射するために、ミラー５０８が、キャビティ５０４の開口に配置されてもよい。反射面５１０は、弧、曲がった部分、又は直線の部分であってよく、面５１０の長さと幅の両方の次元においてファセットを有してもよい。ミラー５０８は、ファセットがあっても、拡散性でも、又はその組合せであってもよい。リフレクタ５０２は、複数の同心リング又は複数の同心多角形であってよい。

図５Ｂは、本書に記載された一実施形態による、処理チャンバ１００の一部分の概略断面図である。複数のリフレクタリング５１２が、コリメートされたエネルギー源１０２の上に配置され得る。リフレクタリング５１２は、コリメートされたエネルギー源１０２と金属部材１５０の間に、又は金属部材１５０と第二のドーム１１４の間に配置され得る。各リフレクタリング５１２は、第一の反射面５１４と第二の反射面５１６を有する。動作中、図５Ｂで「Ｌ５」と表示されるコリメートされたエネルギーが、第一のリフレクタリング５１２の第一の反射面５１４から、第一のリフレクタリング５１２に隣接する第二のリフレクタリング５１２の第二の反射面５１６に反射され、第二の反射面５１６が、コリメートされたエネルギー源を、基板１０８の裏側１０４に向かって反射する。各リフレクタリング５１２は、冷却剤が通るチャネル５１８を含んでもよい。

図５Ｃは、本書に記載された一実施形態による、処理チャンバ１００の一部分の概略断面図である。複数のレーザダイオードなどのコリメートされたエネルギー源５１９が、第二のドーム１１４の下の表面５２１上に配置され得る。表面５２１は、基板１０８の裏側１０４とほぼ垂直であり得る。複数のリフレクタリング５２０が、第二のドーム１１４の下に配置され得る。一実施形態において、コリメートされたエネルギー源５１９とリング５２０の両方が、金属部材１５０の下に配置される。各リフレクタリング５２０は、図５Ｃで「Ｌ６」と表示されるコリメートされたエネルギーを、コリメートされたエネルギー源５１９から基板１０８の裏側１０４に向かって反射する反射面５２２を有し得る。各リフレクタリング５２０は、冷却剤が通るチャネル５２４を含んでもよい。支持体５２６が、各リフレクタリング５２０を支持するために用いられてもよく、支持体５２６は、コリメートされたエネルギー源５１９からのコリメートされたエネルギーの経路の外であってよい。例えば、コリメートされたエネルギーが、支持体５２６によって遮断されないように、支持体５２６は、２つのコリメートされたエネルギー源５１９の光路間に配置されてもよい。

図６は、本書に記載された一実施形態による、屈折器６００の側面図である。屈折器６００は、第一の表面６０２、第二の表面６０８、第三の表面６１０及び第四の表面６１２を含み得る。第一の表面６０２は、直線でなくてもよく、１つ以上の傾斜した表面６０４、６０６を含み、これらは、第一の表面６０２の残りの表面６０３、６０５、６０７並びに第三の表面６１０及び第四の表面６１２に対して傾斜している。残りの表面６０３、６０５、６０７は、第二の表面６０８とほぼ平行であり得、第三の表面６１０は、第四の表面６１２とほぼ平行であり得る。複数の屈折器６００が、コリメートされたエネルギーの方向を制御するために、コリメートされたエネルギー源１０２の上で且つ第二のドーム１１４の下に配置され得る。１つ以上の傾斜した表面６０４、６０６は、平坦であっても、ざらつきがあってもよい。動作中、コリメートされたエネルギーが、表面６０２及び／又は６１２から入ることがあり、ざらつきのある及び／又は平坦な表面６０４、６０６により、エネルギーが、表面６０８及び／又は６１０を通って出る。傾斜した表面６０４、６０６の傾きと粗さは、屈折器６００を出るコリメートされたエネルギーの方向を制御するために、変わり得る。ホログラフィック（回折）レンズ、ファセット面レンズ、又は曲面レンズなどの、他の種類の屈折器が、コリメートされたエネルギーの方向を制御するために、コリメートされたエネルギー源１０２と第二のドーム１１４の間に配置されてもよい。

要約すると、単色光を生成するコリメートされたエネルギー源が、堆積プロセスにおいて利用される。コリメートされたエネルギー源は、コリメートされた光を生成し、これは、基板上に複数の空間的に小さな制御ゾーンを作り出し、これは、次に、基板のより良い温度制御を提供する。加えて、コリメートされたエネルギーは、単色であり、これは、より正確な温度測定を可能にする。

上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態を考え出すこともでき、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

1. 第一のドーム及び第二のドームを備える真空チャンバと、
   前記真空チャンバ内で前記第一のドームと前記第二のドームの間に配置され、前記第一のドームに面する基板支持体であって、堆積面を有する基板を支持するように構成される基板支持体と、
   前記真空チャンバの前記第二のドームに近接して配置された、区画化されたハウジング内のコリメートされたエネルギー源と
   を備える基板処理装置であって、前記第二のドームの少なくとも一部分及び前記基板支持体が、前記コリメートされたエネルギー源からのコリメートされたエネルギーに対して光学的に透明である、基板処理装置。
2. 前記第二のドームが、円錐形である、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記第二のドーム及び前記基板支持体が、石英で作られる、請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記コリメートされたエネルギー源が、複数のレーザを備える、請求項１に記載の基板処理装置。
5. 第一のドーム及び第二のドームを備える真空チャンバと、
   前記真空チャンバ内で前記第一のドームと前記第二のドームの間に配置され、前記第一のドームに面する基板支持体であって、堆積面を有する基板を支持するように構成される基板支持体と、
   前記真空チャンバの前記第二のドームに近接して配置された、区画化されたハウジング内のコリメートされたエネルギー源と、
   前記真空チャンバの前記第二のドームと前記コリメートされたエネルギー源との間に配置された金属部材と
   を備える基板処理装置。
6. 前記金属部材が、前記第二のドームと共形である、請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記コリメートされたエネルギー源が、複数のレーザを備える、請求項５に記載の基板処理装置。
8. 前記複数のレーザが、レーザダイオード、ファイバレーザ又はファイバ結合レーザを備える、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記金属部材が、複数の孔を備える、請求項５に記載の基板処理装置。
10. 第一のドーム及び第二のドームを備える真空チャンバと、
    前記真空チャンバ内で前記第一のドームと前記第二のドームの間に配置され、前記第一のドームに面する基板支持体であって、堆積面を有する基板を支持するように構成される基板支持体と、
    前記真空チャンバの前記第二のドームに近接して配置された、区画化されたハウジング内のコリメートされたエネルギー源と、
    前記コリメートされたエネルギー源と前記第二のドームとの間に配置されたリフレクタと
    を備える基板処理装置。
11. 前記リフレクタが、複数の反射面及び各反射面の上に配置されたミラーを備える、請求項１０に記載の基板処理装置。
12. 前記リフレクタが、複数のリフレクタリングを備え、各リングが、２つの反射面を含む、請求項１０に記載の基板処理装置。
13. 前記コリメートされたエネルギー源と前記第二のドームとの間に配置された複数の屈折器を更に備える、請求項１０に記載の基板処理装置。
14. 前記複数の屈折器の各屈折器が、第一の表面と、第二の表面と、第三の表面と、第四の表面と、を含み、前記第一の表面が、１つ以上の傾斜した表面を含む、請求項１３に記載の基板処理装置。
15. 前記基板支持体が、前記第一のドームを通って延在するシャフトに連結される、請求項１０に記載の基板処理装置。
    

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