JPH10116793A - 半導体プロセスチャンバのリフレクタ - Google Patents
半導体プロセスチャンバのリフレクタInfo
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 剥離に対して耐性を有しまた高いレベルの反
射率を有するリフレクタ。 【解決手段】 リフレクタ基板と、この基板上に配置さ
れたアルミニウム反射層と、このアルミニウム層の上に
配置された反射増強コーティングとを備え、アルミニウ
ム層と反射増強層との間には、機械的な結合が形成され
る。随意、接着層をアルミニウム層と基板と反射増強層
との間に配置してもよい。
射率を有するリフレクタ。 【解決手段】 リフレクタ基板と、この基板上に配置さ
れたアルミニウム反射層と、このアルミニウム層の上に
配置された反射増強コーティングとを備え、アルミニウ
ム層と反射増強層との間には、機械的な結合が形成され
る。随意、接着層をアルミニウム層と基板と反射増強層
との間に配置してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体プロセスチ
ャンバに配置されるリフレクタに関する。
ャンバに配置されるリフレクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイス製造プロセスの多くで
は、処理中に基板（半導体基板等）の温度が厳密に制御
された場合に限り、デバイス性能、収率及びプロセス再
現性が高いレベルで実現することができる。このような
制御のレベルを実現するためには、予期せぬ温度の変動
を直ちに検出し補正できるよう、基板の測定をリアルタ
イムに且つインシチュウに行う必要があることがしばし
ばである。
は、処理中に基板（半導体基板等）の温度が厳密に制御
された場合に限り、デバイス性能、収率及びプロセス再
現性が高いレベルで実現することができる。このような
制御のレベルを実現するためには、予期せぬ温度の変動
を直ちに検出し補正できるよう、基板の測定をリアルタ
イムに且つインシチュウに行う必要があることがしばし
ばである。
【０００３】例えば、様々な製造プロセスに用いられ
る、高速熱処理（ＲＴＰ：rapid thermal processing）
を考えるが、これには例えば、高速熱アニール（ＲＴＡ
：rapid thermal annealing）、高速熱クリーニング
（ＲＴＣ：rapid thermal cleaning）、高速熱化学気相
堆積（ＲＴＣＶＤ：rapid thermal chemical vapor dep
osition）、高速熱酸化（ＲＴＯ：rapid thermal oxida
tion）、高速熱窒化（ＲＴＮ：rapid thermal nitridat
ion）等が含まれる。コンプリメンタリーメタルオキサ
イド半導体（ＣＭＯＳ）のゲート誘電体をＲＴＯやＲＴ
Ｎで形成する特定の用途では、ゲート誘電体の厚さ、成
長温度及び均一性は、デバイス製造全体や製造収率に影
響する重要なパラメータである。現在では、ＣＭＯＳデ
バイスは厚さ６０〜８０オングストローム程度の誘電層
で作られており、この厚さの均一性は＋／−２オングス
トローム（プラスマイナス２オングストローム）の中に
保持される必要がある。このレベルの均一性のために
は、高温での処理中に基板全体の温度変化が数℃を越え
ないことが要求される。
る、高速熱処理（ＲＴＰ：rapid thermal processing）
を考えるが、これには例えば、高速熱アニール（ＲＴＡ
：rapid thermal annealing）、高速熱クリーニング
（ＲＴＣ：rapid thermal cleaning）、高速熱化学気相
堆積（ＲＴＣＶＤ：rapid thermal chemical vapor dep
osition）、高速熱酸化（ＲＴＯ：rapid thermal oxida
tion）、高速熱窒化（ＲＴＮ：rapid thermal nitridat
ion）等が含まれる。コンプリメンタリーメタルオキサ
イド半導体（ＣＭＯＳ）のゲート誘電体をＲＴＯやＲＴ
Ｎで形成する特定の用途では、ゲート誘電体の厚さ、成
長温度及び均一性は、デバイス製造全体や製造収率に影
響する重要なパラメータである。現在では、ＣＭＯＳデ
バイスは厚さ６０〜８０オングストローム程度の誘電層
で作られており、この厚さの均一性は＋／−２オングス
トローム（プラスマイナス２オングストローム）の中に
保持される必要がある。このレベルの均一性のために
は、高温での処理中に基板全体の温度変化が数℃を越え
ないことが要求される。
【０００４】高温での処理中は、小さな温度差でさえウ
エハ自身が許容できない場合がしばしばである。１２０
０℃において温度差が１〜２℃／ｃｍを越えて上昇した
場合は、その結果生じる応力は、シリコン結晶に滑りを
生じさせる。このように生じた滑り面が通っている全て
のデバイスを、滑り面が壊してしまうことになる。この
レベルの温度均一性を実現するためには、信頼性の高い
リアルタイムの多点温度測定を行って閉ループ温度制御
を行うことが必要である。
エハ自身が許容できない場合がしばしばである。１２０
０℃において温度差が１〜２℃／ｃｍを越えて上昇した
場合は、その結果生じる応力は、シリコン結晶に滑りを
生じさせる。このように生じた滑り面が通っている全て
のデバイスを、滑り面が壊してしまうことになる。この
レベルの温度均一性を実現するためには、信頼性の高い
リアルタイムの多点温度測定を行って閉ループ温度制御
を行うことが必要である。
【０００５】光パイロメトリーは、ＲＴＰシステムにお
ける温度測定のために広く用いられている。パイロメト
リーは目的物の概略の性質を利用するものであり、即
ち、目的物は、その温度に特徴づけられたある特定のス
ペクトルの内容と強度とをもった放射を放出する。従っ
て、放出された放射を測定することにより、物体の温度
を測定することができる。パイロメータは、放出された
放射の強度を測定し、適切な変換を行い温度（Ｔ）を得
る。スペクトルの放射強度と温度との関係は、基板のス
ペクトル放射率と理想黒体の放射−温度の関係とに依存
し、次のプランクの法則によって与えられる：
ける温度測定のために広く用いられている。パイロメト
リーは目的物の概略の性質を利用するものであり、即
ち、目的物は、その温度に特徴づけられたある特定のス
ペクトルの内容と強度とをもった放射を放出する。従っ
て、放出された放射を測定することにより、物体の温度
を測定することができる。パイロメータは、放出された
放射の強度を測定し、適切な変換を行い温度（Ｔ）を得
る。スペクトルの放射強度と温度との関係は、基板のス
ペクトル放射率と理想黒体の放射−温度の関係とに依存
し、次のプランクの法則によって与えられる：
【数１】 ここで、Ｃ1及びＣ2は既知の定数、λは着目する放射波
長、Ｔは（゜Ｋ）の単位の基板温度である。ヴァインの
分布則(Wein's distribution Law)として知られる近似
法に従い、この表現を次のように書き直すことができ：
長、Ｔは（゜Ｋ）の単位の基板温度である。ヴァインの
分布則(Wein's distribution Law)として知られる近似
法に従い、この表現を次のように書き直すことができ：
【数２】 ここで、 Ｋ（λ）＝２Ｃ1/λ5 である。これは、約２
７００℃より低い温度では良好な近似となる。
７００℃より低い温度では良好な近似となる。
【０００６】目的物のスペクトル放射率ε（λ，Ｔ）
は、放出されたスペクトル強度Ｉ（λ，Ｔ）と、これと
同じ温度における黒体のそれＩb（λ，Ｔ）との比であ
る。即ち、
は、放出されたスペクトル強度Ｉ（λ，Ｔ）と、これと
同じ温度における黒体のそれＩb（λ，Ｔ）との比であ
る。即ち、
【数３】 ここで、Ｃ1及びＣ2は既知の定数であるから、理想的な
条件の下では、ε（λ，Ｔ）がわかれば、ウエハ温度を
正確に決定することができる。
条件の下では、ε（λ，Ｔ）がわかれば、ウエハ温度を
正確に決定することができる。
【０００７】しかし、従来技術の光パイロメータでは、
基板の放射を正確に測定することができない事による制
限を受けている。更に、与えられた温度で基板の放射が
わかったとしても、それは温度によって変化し得る。こ
の変化を正確に測定することは通常はできず、そのた
め、温度測定に未知の誤差を持ち込むことになる。１０
℃又はそれ以上のオーダーの誤差は普通でない、という
わけではない。
基板の放射を正確に測定することができない事による制
限を受けている。更に、与えられた温度で基板の放射が
わかったとしても、それは温度によって変化し得る。こ
の変化を正確に測定することは通常はできず、そのた
め、温度測定に未知の誤差を持ち込むことになる。１０
℃又はそれ以上のオーダーの誤差は普通でない、という
わけではない。
【０００８】基板の放射率は様々な因子に依存し、これ
には、ウエハ自身の特性（例えば、温度、表面粗さ、様
々な不純物のドーピングレベル、物質組成及び表層の厚
さ等）やウエハのプロセス履歴が含まれる。また別の関
連用語として、目的物の有効放射率がある。有効放射率
とは、目的物が放出したスペクトルの強度の測定値と、
これと同じ温度での黒体のそれとの比である。有効放射
率はその目的物が置かれている環境を加味しているとい
う点から、目的物の有効放射率は、同じ物体に対するス
ペクトル放射とは異なっている。基板の有効放射率は、
基板が配置されているプロセスチャンバの特性に影響を
受けることもある。従って、基板の放射を事前に評価し
ても、一般用途のパイロメータによる温度測定に利用す
ることはできない。
には、ウエハ自身の特性（例えば、温度、表面粗さ、様
々な不純物のドーピングレベル、物質組成及び表層の厚
さ等）やウエハのプロセス履歴が含まれる。また別の関
連用語として、目的物の有効放射率がある。有効放射率
とは、目的物が放出したスペクトルの強度の測定値と、
これと同じ温度での黒体のそれとの比である。有効放射
率はその目的物が置かれている環境を加味しているとい
う点から、目的物の有効放射率は、同じ物体に対するス
ペクトル放射とは異なっている。基板の有効放射率は、
基板が配置されているプロセスチャンバの特性に影響を
受けることもある。従って、基板の放射を事前に評価し
ても、一般用途のパイロメータによる温度測定に利用す
ることはできない。
【０００９】パイロメータによる温度測定の正確性を向
上するアプローチが、１９９６年６月１日出願の米国特
許出願０８／６４１４７７号、標題「基板温度測定方法
及び装置」に記載されている。このアプローチでは、熱
反射器（サーマルリフレクタ）を基板のそばに置き、測
定温度の基板放射に対する感度を下げるようにしてい
る。
上するアプローチが、１９９６年６月１日出願の米国特
許出願０８／６４１４７７号、標題「基板温度測定方法
及び装置」に記載されている。このアプローチでは、熱
反射器（サーマルリフレクタ）を基板のそばに置き、測
定温度の基板放射に対する感度を下げるようにしてい
る。
【００１０】このアプローチで用いる装置を、図１に示
す。この図では、サーマルリフレクタ１が基板２の近傍
に配置され、リフレクタと基板の間に仮想黒体キャビテ
ィを形成している。基板の裏面がでこぼこである場合
は、そこから発せられる放射はランダムなパターンであ
り、従って、放出される放射は、等しくランダムな（等
方的な）パターンでキャビティ全体に反射される。リフ
レクタ１の表面のいかなる場所であっても、そこに到達
する放射は、様々な成分から成っている。基板から直接
到達し反射を経験していない放射から成っているものも
あれば、リフレクタ１及び基板２の裏面からの反射を１
回だけ経ているものもあり、さらには、リフレクタ１及
び基板２の裏面からの反射を２回経ているものもあると
いった具合である。リフレクタプレート上のある点にお
いて取得可能な総強度は、以下のように、入射する放射
の成分の無限級数を総和することにより得ることがで
き、
す。この図では、サーマルリフレクタ１が基板２の近傍
に配置され、リフレクタと基板の間に仮想黒体キャビテ
ィを形成している。基板の裏面がでこぼこである場合
は、そこから発せられる放射はランダムなパターンであ
り、従って、放出される放射は、等しくランダムな（等
方的な）パターンでキャビティ全体に反射される。リフ
レクタ１の表面のいかなる場所であっても、そこに到達
する放射は、様々な成分から成っている。基板から直接
到達し反射を経験していない放射から成っているものも
あれば、リフレクタ１及び基板２の裏面からの反射を１
回だけ経ているものもあり、さらには、リフレクタ１及
び基板２の裏面からの反射を２回経ているものもあると
いった具合である。リフレクタプレート上のある点にお
いて取得可能な総強度は、以下のように、入射する放射
の成分の無限級数を総和することにより得ることがで
き、
【数４】
【数５】 ここで、Ｒはコールドリフレクタプレートの反射率、ε
はウエハの放射率、σはステファンボルツマン定数、Ｔ
は基板温度である。
はウエハの放射率、σはステファンボルツマン定数、Ｔ
は基板温度である。
【００１１】リフレクタの反射率が１であると仮定すれ
ば（Ｒ＝１）、上記〔数５〕の式（４Ｂ）は簡単にな
り、
ば（Ｒ＝１）、上記〔数５〕の式（４Ｂ）は簡単にな
り、
【数６】 この式では、放射ＩTは、基板裏面の放射率とは無関係
である。換言すれば、リフレクタは、基板の「有効放射
率」を１にするような仮想黒体キャビティを作り出すと
いうことである。
である。換言すれば、リフレクタは、基板の「有効放射
率」を１にするような仮想黒体キャビティを作り出すと
いうことである。
【００１２】この放射率向上の効果はウエハの裏面が放
散的であることを要請するものではないことに、注意す
べきである。これは、裏面が完全に鏡面の反射板である
基板に対しても、裏面が非常にでこぼこしている基板に
対すると同じく作用する。上述のように、半導体ウエハ
の裏面はでこぼこと鏡面が混じりあっている。
散的であることを要請するものではないことに、注意す
べきである。これは、裏面が完全に鏡面の反射板である
基板に対しても、裏面が非常にでこぼこしている基板に
対すると同じく作用する。上述のように、半導体ウエハ
の裏面はでこぼこと鏡面が混じりあっている。
【００１３】リフレクタのアパーチャ５を貫くキャビテ
ィ内の放射をサンプリングするため、光パイプ４が用い
られる。サンプリングされた光強度は、光ファイバ６を
介してパイロメータ７に達し、そこで上記の〔数６〕の
式（４Ｃ）を用いて温度に変換される。仮想黒体効果が
あるため、測定温度は基板の放射率の変化と無関係であ
る。
ィ内の放射をサンプリングするため、光パイプ４が用い
られる。サンプリングされた光強度は、光ファイバ６を
介してパイロメータ７に達し、そこで上記の〔数６〕の
式（４Ｃ）を用いて温度に変換される。仮想黒体効果が
あるため、測定温度は基板の放射率の変化と無関係であ
る。
【００１４】正確な温度測定を与える装置のためには、
リフレクタの反射率をできるだけ１に近づけるべきであ
る。温度測定の感度において、反射率の基板放射率変化
に対する影響は次の式であらわすことができ、
リフレクタの反射率をできるだけ１に近づけるべきであ
る。温度測定の感度において、反射率の基板放射率変化
に対する影響は次の式であらわすことができ、
【数７】 ここで、Ｒeffは反射キャビティの有効反射率であり、
リフレクタとキャビティの幾何的関係を実際のリフレク
タの反射率と共に考慮に入れたものである。この式か
ら、Ｒeffが１に近づけば、上式の分子、即ち基板放射
率の変化に対する測定温度の感度が非常に小さくなる。
リフレクタとキャビティの幾何的関係を実際のリフレク
タの反射率と共に考慮に入れたものである。この式か
ら、Ｒeffが１に近づけば、上式の分子、即ち基板放射
率の変化に対する測定温度の感度が非常に小さくなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】赤外放射に対する反射
率が高いことから、このリフレクタに用いる材料には金
が大変適している。金の層を用いたリフレクタは、前出
の米国特許出願０８／６４１４７７号に記載されてい
る。ここでは、リフレクタはリフレクタ基板と、このリ
フレクタ基板の上部の反射性の高い表面コーティングと
から成っている。このリフレクタ基板はアルミニウム製
である。コーティングの下層は、金製のメタル反射層で
あり、これはリフレクタ基板の表面の上に堆積してい
る。金層の反射率を高めるため、誘電体のスタックを金
層の上に形成する。この誘電体スタックは、反射率が異
なりまた厚さが着目する波長の１／４に等しい誘電体の
層を、交互においたものである。
率が高いことから、このリフレクタに用いる材料には金
が大変適している。金の層を用いたリフレクタは、前出
の米国特許出願０８／６４１４７７号に記載されてい
る。ここでは、リフレクタはリフレクタ基板と、このリ
フレクタ基板の上部の反射性の高い表面コーティングと
から成っている。このリフレクタ基板はアルミニウム製
である。コーティングの下層は、金製のメタル反射層で
あり、これはリフレクタ基板の表面の上に堆積してい
る。金層の反射率を高めるため、誘電体のスタックを金
層の上に形成する。この誘電体スタックは、反射率が異
なりまた厚さが着目する波長の１／４に等しい誘電体の
層を、交互においたものである。
【００１６】誘電体スタックが、二酸化珪素の層と二酸
化チタンの層を交互に形成したものである場合は、この
リフレクタの反射率は、９５０ナノメートル（ｎｍ）で
０．９９であり、これは金本来の反射率０．９７５より
も著しく高い。このリフレクタの反射率が１に非常に近
いため、このリフレクタを用いた基板温度測定は基板の
放射率にほとんど影響を受けず、そのため正確性が高
い。
化チタンの層を交互に形成したものである場合は、この
リフレクタの反射率は、９５０ナノメートル（ｎｍ）で
０．９９であり、これは金本来の反射率０．９７５より
も著しく高い。このリフレクタの反射率が１に非常に近
いため、このリフレクタを用いた基板温度測定は基板の
放射率にほとんど影響を受けず、そのため正確性が高
い。
【００１７】しかし、リフレクタの誘電体スタックと金
層との間の接着は比較的弱い。ＲＴＰチャンバ等の半導
体プロセスチャンバ内で生じるような熱サイクルにリフ
レクタがさらされた場合、誘電体スタックがリフレクタ
から剥がれ又は剥離して、リフレクタの反射率を下げて
しまう。その結果、基板温度測定が基板放射率に影響を
より多く受けるようになり、温度測定の正確性を下げて
しまう。
層との間の接着は比較的弱い。ＲＴＰチャンバ等の半導
体プロセスチャンバ内で生じるような熱サイクルにリフ
レクタがさらされた場合、誘電体スタックがリフレクタ
から剥がれ又は剥離して、リフレクタの反射率を下げて
しまう。その結果、基板温度測定が基板放射率に影響を
より多く受けるようになり、温度測定の正確性を下げて
しまう。
【００１８】また、リフレクタの金層は半導体プロセス
チャンバの汚染発生源になる可能性があり、何故なら、
金はチャンバ内に通常存在する材料ではないからであ
る。更に、金は比較的高価な材料であるため、リフレク
タに金層を用いれば、リフレクタのコストが大きく上昇
する。
チャンバの汚染発生源になる可能性があり、何故なら、
金はチャンバ内に通常存在する材料ではないからであ
る。更に、金は比較的高価な材料であるため、リフレク
タに金層を用いれば、リフレクタのコストが大きく上昇
する。
【００１９】従って、本発明の目的は、反射率増強コー
ティングを有して、剥離に対して耐性を有しまた高いレ
ベルの反射率を有するリフレクタを提供することにあ
る。
ティングを有して、剥離に対して耐性を有しまた高いレ
ベルの反射率を有するリフレクタを提供することにあ
る。
【００２０】本発明の別の目的は、半導体プロセスチャ
ンバ内へ汚染物の導入を最小にするようなリフレクタを
提供することである。
ンバ内へ汚染物の導入を最小にするようなリフレクタを
提供することである。
【００２１】本発明の更なる目的は、製造する場合に比
較的安価なリフレクタを提供することにある。
較的安価なリフレクタを提供することにある。
【００２２】本発明の目的及び利点は以下の説明に記載
されるものであり、また、その一部はこの説明から自明
であり、又は本発明の実施によって習得されるものもあ
る。本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に特定し
た要件及び組み合わせによって実現することができる。
されるものであり、また、その一部はこの説明から自明
であり、又は本発明の実施によって習得されるものもあ
る。本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に特定し
た要件及び組み合わせによって実現することができる。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体プロセ
スチャンバ内に配置されるリフレクタに関し、このリフ
レクタは、リフレクタ基板と、この基板上に配置された
アルミニウム反射層と、このアルミニウム層の上に配置
された反射増強コーティングとを備え、アルミニウム層
と反射増強層との間には、機械的な結合が形成される。
随意、接着層をアルミニウム層と基板と反射増強層との
間に配置してもよい。
スチャンバ内に配置されるリフレクタに関し、このリフ
レクタは、リフレクタ基板と、この基板上に配置された
アルミニウム反射層と、このアルミニウム層の上に配置
された反射増強コーティングとを備え、アルミニウム層
と反射増強層との間には、機械的な結合が形成される。
随意、接着層をアルミニウム層と基板と反射増強層との
間に配置してもよい。
【００２４】本発明は、数々の利点を有する。第１に、
本発明のリフレクタは剥離に対して耐性を有しまた高い
反射率を具備している。第２に、このリフレクタは反射
層として金ではなくアルミニウムを用いるため、半導体
プロセスチャンバの汚染を最小にする。第３に、このリ
フレクタは、反射層にアルミニウムを用いているため、
比較的安価に製造できる。
本発明のリフレクタは剥離に対して耐性を有しまた高い
反射率を具備している。第２に、このリフレクタは反射
層として金ではなくアルミニウムを用いるため、半導体
プロセスチャンバの汚染を最小にする。第３に、このリ
フレクタは、反射層にアルミニウムを用いているため、
比較的安価に製造できる。
【００２５】反射率が高く且つ剥離に耐性を有している
ため、本発明のリフレクタは、ＲＴＰチャンバにおい
て、パイロメータ温度測定技術と共に用いることに適し
ている。このリフレクタのその他の見込まれる用途とし
ては、半導体プロセスチャンバの内壁に沿って配置する
ことにより、エネルギー損失を低減すること、又は基板
上にエッチングで形成したパターンによって生じたプロ
セスの局所的変動を低減することが、含まれる
ため、本発明のリフレクタは、ＲＴＰチャンバにおい
て、パイロメータ温度測定技術と共に用いることに適し
ている。このリフレクタのその他の見込まれる用途とし
ては、半導体プロセスチャンバの内壁に沿って配置する
ことにより、エネルギー損失を低減すること、又は基板
上にエッチングで形成したパターンによって生じたプロ
セスの局所的変動を低減することが、含まれる
【００２６】
【発明の実施の形態】図２に示すように、リフレクタ１
０は、ＲＴＰチャンバ１２内で半導体基板１１の近くに
配置され、仮想黒体キャビティ１３を成している。キャ
ビティ内の電磁放射を、リフレクタ内のアパーチャ１５
を介してサンプリングするために、光パイプ１４が用い
られる。サンプリングされた放射は、光ファイバ１６を
通ってパイロメータへ至り、そこでは、上記の式４Ｃを
用いて変換され、温度を得る。
０は、ＲＴＰチャンバ１２内で半導体基板１１の近くに
配置され、仮想黒体キャビティ１３を成している。キャ
ビティ内の電磁放射を、リフレクタ内のアパーチャ１５
を介してサンプリングするために、光パイプ１４が用い
られる。サンプリングされた放射は、光ファイバ１６を
通ってパイロメータへ至り、そこでは、上記の式４Ｃを
用いて変換され、温度を得る。
【００２７】図３に示されるように、リフレクタ１０は
リフレクタ基板２０を有しており、このリフレクタ基板
２０は、例えばアルミニウム製である。この基板の上に
は、随意、ニッケル層２１を配置してもよい。
リフレクタ基板２０を有しており、このリフレクタ基板
２０は、例えばアルミニウム製である。この基板の上に
は、随意、ニッケル層２１を配置してもよい。
【００２８】ニッケル層２１の上には、接着層２２を随
意配置させてもよいが、接着層は用いない方が好まし
い。接着層により、アルミニウム層２３のニッケル層２
１への接着が改善され、アルミニウム層の酸化が抑止さ
れる。この接着層は、弗化アルミニウムや弗化マグネシ
ウム等の弗化物、窒化アルミニウムや窒化珪素等の窒化
物、あるいは酸化アルミニウムや二酸化チタン等の酸化
物から成っていてもよい。
意配置させてもよいが、接着層は用いない方が好まし
い。接着層により、アルミニウム層２３のニッケル層２
１への接着が改善され、アルミニウム層の酸化が抑止さ
れる。この接着層は、弗化アルミニウムや弗化マグネシ
ウム等の弗化物、窒化アルミニウムや窒化珪素等の窒化
物、あるいは酸化アルミニウムや二酸化チタン等の酸化
物から成っていてもよい。
【００２９】接着層２２の上には、アルミニウム層２３
が配置されている。アルミニウム層２３により、リフレ
クタ１０が高い反射率の面を有するようになる。このア
ルミニウム層は、純粋なアルミニウム製であってもよ
く、あるいは、アルミニウム合金製であってもよい。ア
ルミニウム層の厚さは、例えば、７００〜１０００オン
グストロームであってもよい。
が配置されている。アルミニウム層２３により、リフレ
クタ１０が高い反射率の面を有するようになる。このア
ルミニウム層は、純粋なアルミニウム製であってもよ
く、あるいは、アルミニウム合金製であってもよい。ア
ルミニウム層の厚さは、例えば、７００〜１０００オン
グストロームであってもよい。
【００３０】アルミニウム層２３の上には、随意、接着
層２４が配置されてもよいが、接着層は用いない方が好
ましい。接着層により、反射増強コーティング２５のア
ルミニウム層への接着が改善され、アルミニウム層の酸
化が抑止される。この接着層は、弗化アルミニウムや弗
化マグネシウム等の弗化物、窒化アルミニウムや窒化珪
素等の窒化物、あるいは酸化アルミニウムや二酸化チタ
ン等の酸化物から成っていてもよい。
層２４が配置されてもよいが、接着層は用いない方が好
ましい。接着層により、反射増強コーティング２５のア
ルミニウム層への接着が改善され、アルミニウム層の酸
化が抑止される。この接着層は、弗化アルミニウムや弗
化マグネシウム等の弗化物、窒化アルミニウムや窒化珪
素等の窒化物、あるいは酸化アルミニウムや二酸化チタ
ン等の酸化物から成っていてもよい。
【００３１】反射増強コーティング２５は、アルミニウ
ム層２３の上に配置されてもよく、あるいは、接着層２
４があればその上でもよい。反射増強コーティング２５
により、アルミニウム層２３の反射率を上げる一方、更
にアルミニウム層を酸化から保護する。反射増強コーテ
ィングは、屈折率の異なる誘電層を交互に積み重ねた誘
電体スタックであってもよい。誘電体スタックは、例え
ば、二酸化珪素と、二酸化チタン又は五酸化タンタルと
を交互に重ねた層で形成されていてもよい。これら誘電
層の厚さは、着目する波長（例えば９５０ｎｍ）の１／
４であってもよい。
ム層２３の上に配置されてもよく、あるいは、接着層２
４があればその上でもよい。反射増強コーティング２５
により、アルミニウム層２３の反射率を上げる一方、更
にアルミニウム層を酸化から保護する。反射増強コーテ
ィングは、屈折率の異なる誘電層を交互に積み重ねた誘
電体スタックであってもよい。誘電体スタックは、例え
ば、二酸化珪素と、二酸化チタン又は五酸化タンタルと
を交互に重ねた層で形成されていてもよい。これら誘電
層の厚さは、着目する波長（例えば９５０ｎｍ）の１／
４であってもよい。
【００３２】反射増強コーティング２５はアルミニウム
層２３に対し、この両者の間でアルミニウムの酸化物に
対する親和力により形成された機械的結合によって、強
力に接着される。その結果、反射増強コーティング２５
は、ＲＴＰチャンバ等の半導体処理チャンバ内に存在し
得る厳しい熱サイクルの下であっても、リフレクタ１０
から剥離することに対して耐性を有する。
層２３に対し、この両者の間でアルミニウムの酸化物に
対する親和力により形成された機械的結合によって、強
力に接着される。その結果、反射増強コーティング２５
は、ＲＴＰチャンバ等の半導体処理チャンバ内に存在し
得る厳しい熱サイクルの下であっても、リフレクタ１０
から剥離することに対して耐性を有する。
【００３３】最後に、反射増強コーティング２５の上に
は、包囲層２６が配置される。この包囲層により、アル
ミニウム層２３のメタルが散逸してＲＴＰチャンバを汚
染する可能性が防止される。この包囲層は、二酸化珪
素、酸化アルミニウム、窒化珪素、その他の、着目波長
における反射性能を損なわずに反射層にパッシベーショ
ンを与えるような許容される材料でできていてもよい。
包囲層２６の厚さは、着目波長の１／２に等しくてもよ
く、あるいは、その何倍かであってもよい。包囲層は、
例えば、厚さ４／１波長の二酸化珪素の層が２層から形
成されていてもよい。
は、包囲層２６が配置される。この包囲層により、アル
ミニウム層２３のメタルが散逸してＲＴＰチャンバを汚
染する可能性が防止される。この包囲層は、二酸化珪
素、酸化アルミニウム、窒化珪素、その他の、着目波長
における反射性能を損なわずに反射層にパッシベーショ
ンを与えるような許容される材料でできていてもよい。
包囲層２６の厚さは、着目波長の１／２に等しくてもよ
く、あるいは、その何倍かであってもよい。包囲層は、
例えば、厚さ４／１波長の二酸化珪素の層が２層から形
成されていてもよい。
【００３４】リフレクタ１０の反射率は、９５０ｎｍで
約０．９９であり、これはアルミニウム膜の自然反射率
０．９０よりも著しく高く、また、金膜を用いたリフレ
クタのそれとほぼ同じである。
約０．９９であり、これはアルミニウム膜の自然反射率
０．９０よりも著しく高く、また、金膜を用いたリフレ
クタのそれとほぼ同じである。
【００３５】次のステップを用いて、リフレクタ１０を
製造してもよい。第１に、化学的ないし「非電気的」メ
ッキプロセスを用いて、基板２０の上にニッケル層２１
を堆積させる。第２に、随意、化学気相堆積（ＣＶＤ）
又は熱酸化等のプロセスを用いて、接着層２２をニッケ
ル層２１の上に堆積させる。第３に、蒸着（エバポレー
ション）又はスパッタリング等のプロセスを用いて、ア
ルミニウム層２３をニッケル層２１又は接着層２２の上
に堆積させる。第４に、随意、化学気相堆積（ＣＶＤ）
又は熱酸化等のプロセスを用いて、接着層２４をアルミ
ニウム層２３の上に堆積させる。第５に、蒸着（エバポ
レーション）又はスパッタリング等のプロセスを用い
て、反射増強コーティング２５をアルミニウム層２３又
は接着層２４の上に堆積させる。最後に、ＣＶＤ又は酸
化等のプロセスを用いて、反射増強コーティング２５の
上に、包囲層２６を堆積させる。
製造してもよい。第１に、化学的ないし「非電気的」メ
ッキプロセスを用いて、基板２０の上にニッケル層２１
を堆積させる。第２に、随意、化学気相堆積（ＣＶＤ）
又は熱酸化等のプロセスを用いて、接着層２２をニッケ
ル層２１の上に堆積させる。第３に、蒸着（エバポレー
ション）又はスパッタリング等のプロセスを用いて、ア
ルミニウム層２３をニッケル層２１又は接着層２２の上
に堆積させる。第４に、随意、化学気相堆積（ＣＶＤ）
又は熱酸化等のプロセスを用いて、接着層２４をアルミ
ニウム層２３の上に堆積させる。第５に、蒸着（エバポ
レーション）又はスパッタリング等のプロセスを用い
て、反射増強コーティング２５をアルミニウム層２３又
は接着層２４の上に堆積させる。最後に、ＣＶＤ又は酸
化等のプロセスを用いて、反射増強コーティング２５の
上に、包囲層２６を堆積させる。
【００３６】ここまで、好ましい具体例について本発明
を説明してきた。しかしながら、本発明はここに記載さ
れている具体例に限定されるものではない。
を説明してきた。しかしながら、本発明はここに記載さ
れている具体例に限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、剥離に対して耐性を有しまた高いレベルの反射率
を有するリフレクタを提供することが可能となる。
れば、剥離に対して耐性を有しまた高いレベルの反射率
を有するリフレクタを提供することが可能となる。
【図１】リフレクタを基板の近くに配置した、基板温度
測定装置の側部断面図である。
測定装置の側部断面図である。
【図２】本発明に従った基板温度測定装置の側部断面図
である。
である。
【図３】本発明に従ったリフレクタの側部断面図であ
る。
る。
【符号の説明】 １…サーマルリフレクタ、２…基板、４…光パイプ、５
…アパーチャ、６…光ファイバ、７…パイロメータ、１
０…リフレクタ、１１…半導体基板、１２…ＲＴＰチャ
ンバ、１３…仮想黒体キャビティ、１４…光パイプ、１
５…アパーチャ、１６…光ファイバ、２０…リフレクタ
基板、２１…ニッケル層、２２…接着層、２３…アルミ
ニウム層、２５…反射増強コーティング、２６…包囲
層。
…アパーチャ、６…光ファイバ、７…パイロメータ、１
０…リフレクタ、１１…半導体基板、１２…ＲＴＰチャ
ンバ、１３…仮想黒体キャビティ、１４…光パイプ、１
５…アパーチャ、１６…光ファイバ、２０…リフレクタ
基板、２１…ニッケル層、２２…接着層、２３…アルミ
ニウム層、２５…反射増強コーティング、２６…包囲
層。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/22 ５０１ Ｈ０１Ｌ 21/22 ５０１Ｎ 21/26 Ｇ (72)発明者 マーク ヤム アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， アデア ウェイ 4977 (72)発明者 ラミン ラレザリ アメリカ合衆国， コロラド州， ボウル ダー， レップリアー ストリート 3115 (72)発明者 デール ロング アメリカ合衆国， コロラド州， ラフィ エット， サンドラー ドライヴ 202
Claims (11)
- 【請求項１】 半導体プロセスチャンバ内に配置される
リフレクタであって、 リフレクタ基板と、 前記基板の上に配置されるアルミニウム層と、 前記アルミニウム層の上に配置される反射増強コーティ
ングと、を備え、前記アルミニウム層と前記反射増強コ
ーティングとの間に機械的結合が形成されるリフレク
タ。 - 【請求項２】 前記半導体プロセスチャンバが、高速熱
処理チャンバないしＲＴＰチャンバである請求項１に記
載のリフレクタ。 - 【請求項３】 前記基板がアルミニウムで形成される請
求項１に記載のリフレクタ。 - 【請求項４】前記アルミニウム層が純粋なアルミニウム
で形成される請求項１に記載のリフレクタ。 - 【請求項５】 前記反射増強コーティングが、少なくと
も２層の誘電酸化物層で形成される請求項１に記載のリ
フレクタ。 - 【請求項６】 前記リフレクタ基板と前記アルミニウム
層との間に配置される第１の接着層を更に備える請求項
１に記載のリフレクタ。 - 【請求項７】 前記第１の接着層が、弗化物と、窒化物
と、酸化物とから成る群より選択される材料から形成さ
れる請求項６に記載のリフレクタ。 - 【請求項８】 前記第１の接着層が二酸化チタンから形
成される請求項６に記載のリフレクタ。 - 【請求項９】 前記アルミニウム層と前記反射増強コー
ティングとの間に配置される第２の接着層を更に備える
請求項１に記載のリフレクタ。 - 【請求項１０】 前記第２の接着層が、弗化物と、窒化
物と、酸化物とから成る群より選択される材料から形成
される請求項９に記載のリフレクタ。 - 【請求項１１】 前記第２の接着層が二酸化チタンから
形成される請求項９に記載のリフレクタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US69763396A | 1996-08-28 | 1996-08-28 | |
| US08/697633 | 1996-08-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10116793A true JPH10116793A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=24801898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9232299A Pending JPH10116793A (ja) | 1996-08-28 | 1997-08-28 | 半導体プロセスチャンバのリフレクタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0826985A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10116793A (ja) |
| KR (1) | KR19980019049A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008227001A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Rohm Co Ltd | 赤外線リフレクター及び加熱装置 |
| JP2011515021A (ja) * | 2008-02-22 | 2011-05-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体処理チャンバーのための銀リフレクタ |
| JP2014514734A (ja) * | 2011-03-11 | 2014-06-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ランプアセンブリを使用した基板下面のオフアングル加熱 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2371562A (en) * | 2001-01-26 | 2002-07-31 | Gen Electric Co Plc | Coated reflector for a lamp |
| CN116676585A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-09-01 | 北京屹唐半导体科技股份有限公司 | 提高控温准确性的方法、复合涂层和热处理反应装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3013418B2 (ja) * | 1990-09-25 | 2000-02-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 誘電体薄膜と薄膜デバイスとそれらの製造方法 |
| US5660472A (en) * | 1994-12-19 | 1997-08-26 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for measuring substrate temperatures |
-
1997
- 1997-08-21 EP EP97306379A patent/EP0826985A1/en not_active Withdrawn
- 1997-08-27 KR KR1019970041334A patent/KR19980019049A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-08-28 JP JP9232299A patent/JPH10116793A/ja active Pending
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| JP2011515021A (ja) * | 2008-02-22 | 2011-05-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体処理チャンバーのための銀リフレクタ |
| JP2015092564A (ja) * | 2008-02-22 | 2015-05-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 半導体処理チャンバーのための銀リフレクタ |
| JP2017011282A (ja) * | 2008-02-22 | 2017-01-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 半導体処理チャンバーのための銀リフレクタ |
| JP2018152579A (ja) * | 2008-02-22 | 2018-09-27 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 半導体処理チャンバーのための銀リフレクタ |
| JP2014514734A (ja) * | 2011-03-11 | 2014-06-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ランプアセンブリを使用した基板下面のオフアングル加熱 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980019049A (ko) | 1998-06-05 |
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