KR101986277B1 - 레이저 프로세싱 시스템들 내의 입자 제어 - Google Patents

레이저 프로세싱 시스템들 내의 입자 제어 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 일반적으로, 기판들을 열 프로세싱하기 위한 레이저 프로세싱 시스템들에 관한 것이다. 레이저 프로세싱 시스템들은 레이저 프로세싱 시스템의 에너지 공급원과 열 프로세싱하고자 하는 기판 사이에 배치된 차폐부를 포함한다. 차폐부는 차폐부 내의 공동 근처에 배치된 광학적으로 투명한 윈도우를 포함한다. 광학적으로 투명한 윈도우는 어닐링 에너지가 통과할 수 있게 허용하고 그리고 기판을 조사(照射)할 수 있게 허용한다. 또한, 차폐부는 차폐부 내의 공동에 퍼지 가스를 도입하고 제거하기 위한 하나 또는 둘 이상의 가스 유입구들 및 하나 또는 둘 이상의 가스 배출구들을 포함한다. 퍼지 가스는 열 프로세싱 동안에 휘발된 또는 삭마된 구성요소들을 제거하기 위해서 그리고, 무산소와 같이, 미리 결정된 조성의 가스를 열 프로세싱되는 지역에 제공하기 위해서 이용된다.

Description

레이저 프로세싱 시스템들 내의 입자 제어{PARTICLE CONTROL IN LASER PROCESSING SYSTEMS}
여기에서 개시된 실시예들은 반도체 디바이스들을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 반도체 기판들을 레이저 어닐링하기 위한 장치가 개시된다.
열 어닐링은 반도체 제조에서 일반적으로 이용되는 기술이다. 일반적으로, 프로세스, 예를 들어 기판의 주입(implating) 또는 도핑이 기판 상에서 실시되고, 그리고 이어서 기판의 성질들을 개선하기 위해서 기판이 후속하여 어닐링된다. 전형적인 열 어닐링 프로세스는, 기판의 일부 또는 기판 전체를 어닐링 온도까지 시간 기간 동안 가열하는 것을 포함한다.
열 어닐링 동안에, 기판에 도입되는 재료는 전형적으로 기판을 통해서 이동하지만, 재료의 일부는 어닐링 챔버 내의 기판 위의 증기 공간 내로 휘발(volatilize)될 수 있다. 휘발물들(volatiles)은 인, 비소, 및 다른 잠재적인 독성 원소들과 같은 원소들을 포함할 수 있고, 그러한 원소들은 챔버가 분위기 내로 환기(vented)될 수 있기 전에 증기 공간으로부터 제거되어야 한다. 부가적으로, 높은 플루언스(fluence)을 갖는 레이저들을 이용하여 기판들을 열 어닐링할 때, 노출된 기판의 부분들은 삭마(ablate)될 수 있고 그리고 열 어닐링 시스템 내의 기판 표면 또는 광학장치들 상에 바람직하지 못하게 재증착될 수 있다.
따라서, 프로세싱 동안에 열 어닐링 장치로부터 바람직하지 못한 열 어닐링 부산물들을 제거하기 위한 효율적이고 비용-효과적인 장치가 여전히 요구되고 있다.
본원 발명은 일반적으로, 기판들을 열 프로세싱하기 위한 레이저 프로세싱 시스템들에 관한 것이다. 레이저 프로세싱 시스템들은 레이저 프로세싱 시스템의 에너지 공급원과 열 프로세싱하고자 하는 기판 사이에 배치된 차폐부(shield)를 포함한다. 차폐부는 차폐부 내의 공동 근처에 배치된 광학적으로 투명한 윈도우를 포함한다. 광학적으로 투명한 윈도우는 어닐링 에너지가 통과할 수 있게 허용하고 그리고 기판을 조사(illuminate)할 수 있게 허용한다. 또한, 차폐부는 차폐부 내의 공동에 퍼지 가스를 도입하고 제거하기 위한 하나 또는 둘 이상의 가스 유입구들 및 하나 또는 둘 이상의 가스 배출구들을 포함한다. 퍼지 가스는 열 프로세싱 동안에 휘발된 또는 삭마된 구성요소들을 제거하기 위해서 그리고, 무산소(oxygen-free)와 같이, 미리 결정된 조성의 가스를 열 프로세싱되는 지역에 제공하기 위해서 이용된다.
일 실시예에서, 레이저 프로세싱 시스템 내의 오염을 감소시키기 위한 장치는 공동을 정의하는 본체를 포함한다. 본체는 제 1 직경을 갖는 제 1 단부 및 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 갖는 제 2 단부를 갖는 원뿔형 부분(conical portion), 및 원뿔형 부분의 제 2 단부에 결합된 원통형 부분을 포함한다. 투명한 윈도우는 원뿔형 부분의 제 1 단부에 배치된다.
다른 실시예에서, 레이저 프로세싱 시스템 내의 오염을 감소시키기 위한 장치는 공동을 정의하는 본체를 포함한다. 본체는 제 1 직경을 갖는 제 1 단부 및 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 갖는 제 2 단부를 갖는 원뿔형 부분을 갖는다. 원통형 부분은 원뿔형 부분의 제 2 단부에 결합되고, 그리고 원뿔형 부분의 제 1 단부 주위에서 원주를 따라(circumferentially) 형성된 제 1 가스 유입구 포트는 공동과 유체 소통한다. 제 2 가스 유입구 포트는 본체의 원통형 부분 주위에서 원주를 따라 형성되고 그리고 공동과 유체 소통한다. 투명한 윈도우는 원뿔형 부분의 제 1 단부에 배치된다. 투명한 윈도우는, 제 1 파장을 갖는 복사선(radiation)에 대해서 반사-방지적이고(anti-reflective) 그리고 제 2 파장을 갖는 복사선에 대해서 반사적인 코팅을 투명한 윈도우 상에 갖는다.
본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로 앞서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 레이저 프로세싱 시스템의 단면도이다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 차폐부의 등측 단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에서 공통되는 동일한 요소들을 표시하는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시된 요소들이 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에서 유리하게 사용될 수 있는 것으로 고려된다.
본원 발명은 일반적으로, 기판들을 열 프로세싱하기 위한 레이저 프로세싱 시스템들에 관한 것이다. 레이저 프로세싱 시스템들은 레이저 프로세싱 시스템의 에너지 공급원과 열 프로세싱하고자 하는 기판 사이에 배치된 차폐부를 포함한다. 차폐부는 차폐부 내의 공동 근처에 배치된, 광학적으로 투명한 윈도우를 포함한다. 광학적으로 투명한 윈도우는 어닐링 에너지가 통과할 수 있게 허용하고 그리고 기판을 조사할 수 있게 허용한다. 또한, 차폐부는 차폐부 내의 공동에 퍼지 가스를 도입하고 제거하기 위한 하나 또는 둘 이상의 가스 유입구들 및 하나 또는 둘 이상의 가스 배출구들을 포함한다. 열 프로세싱 동안에 퍼지 가스는 휘발된 또는 삭마된 구성요소들을 제거하기 위해서 그리고, 무산소와 같이, 미리 결정된 조성의 가스를 열 프로세싱되는 지역에 제공하기 위해서 이용된다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 레이저 프로세싱 시스템(100)의 단면도이다. 레이저 프로세싱 시스템(100)은 덮개 또는 브라켓(bracket)과 같은 지지부(104)에 커플링된 에너지 공급원(102)을 포함한다. 차폐부(106)는 에너지 공급원(102) 근처에 배치된다. 차폐부(106)는 기판 지지부 외장(enclosure)(108)에 커플링되고 그리고 기판(112)을 상부에서 지지하는 기판 지지부(110) 위에 배치된다. 에너지 공급원(102)은 열 프로세싱 에너지(118)를 생성하는, 레이저와 같은, 광 공급원 및 레이저 방출(lasing) 매체를 포함하고, 열 프로세싱 에너지(118)는 윈도우(114) 및 차폐부(106) 내에 위치된 개구부(116)를 통해서 기판 지지부(110)를 향해서 지향된다. 기판 지지부(110)는 에너지 공급원(102)에 대한 희망 위치들에서 기판(112)을 위치시키도록 이루어진 정밀 x-y 스테이지일 수 있다. 슬릿 밸브와 같은 개구부(111)는 기판 지지 외장 내에 형성되어, 기판들(112)의 진입 및 진출을 허용한다. 기판 지지 외장(108)으로부터 기판들을 제거하는 것을 용이하게 하기 위해서, 기판 지지부(110)는 액추에이터들(113)을 통해서 수직으로 작동될 수 있다는 점이 고려된다.
프로세싱 중에 차폐부(106)를 고정된 위치에서 유지하기 위해서, 차폐부(106)는 볼트들과 같은 체결부들(fasteners; 122)에 의해서 기판 지지 외장(108)의 상부 표면(120)에 체결된다. 일반적으로 열 프로세싱 에너지(118)는 윈도우(114) 및 차폐부(106)의 개구부(116)와 동축적으로 정렬된다. 열 프로세싱 에너지(118)는 차폐부(106)를 통해서 기판(112)의 표면으로 지향된다. 윈도우(114) 및 개구부(116)는 일반적으로, 열 프로세싱 에너지(118)의 일부가 기판(112)에 도달하는 것을 차단하지 않으면서, 열 프로세싱 에너지(118)를 수용하기에 충분히 크다. 기판 지지부(110) 및 기판 지지부(110) 상에 배치된 기판(112)을 이동시키는 것에 의해서, 기판(112)의 연속적인 부분들은 열 프로세싱 에너지(118)를 수용하도록 위치된다. 프로세싱 중에, 기판 지지 외장(108)의 하부 표면은 기판(112)의 상부 표면으로부터 약 10 미크론 내지 약 2 밀리미터에 위치된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐부(106)의 등측 단면도이다. 차폐부(106)는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄으로 형성된 본체(220)를 포함한다. 본체(220)는 공동(222)을 정의하는 중공 깔때기 형상(hollow funnel shape)을 갖는다. 본체(220)의 깔때기 형상은 원뿔형 부분(224) 및 원통형 부분(237)을 포함한다. 원뿔형 부분(224)의 더 작은 직경 단부(225)는 표면(227)에서 원통형 부분(237)으로 전이(transition)되고, 표면은 라운드형 또는 커브형이다. 원뿔형 부분(224)의 테이퍼(taper) 및 크기는, 원뿔형-형상의 비임을 생성하는 어닐링 에너지 공급원을 이용할 때, 어닐링 에너지 비임의 원뿔형 형상의 테이퍼 및 크기에 상응하도록 선택될 수 있다.
윈도우(114)는 본체(220)의 원뿔형 부분(224)의 더 큰 직경 단부에 배치되고 그리고 리세스(230) 내에 위치된다. 윈도우(114)는 석영, 사파이어, 또는 융합된(fused) 실리카와 같이 광학적으로 투명한 재료로 형성되어 어닐링 에너지가 통과할 수 있게 허용하고, 그리고 약 1 밀리미터 내지 약 20 밀리미터 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우(114)는 반사-방지 코팅과 같은 코팅을 윈도우(114) 상에 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 윈도우(114)는 코팅을 윈도우(114) 상에 가질 수 있고, 코팅은 열 프로세싱 에너지(118)의 파장에 상응하는 제 1 파장(예를 들어, 약 200 나노미터 내지 약 1100 나노미터의 레이저 밴드)에서 반사-방지적이고 그리고 제 2 파장에서 매우-반사적이다. 제 2 파장은 고온계(pyrometer)의 파장에 상응할 수 있고, 예를 들어 약 800 나노미터 내지 약 2.2 미크론일 수 있다. 제 1 파장에서 반사-방지적이고 제 2 파장에서 매우-반사적인, 윈도우(114) 상의 코팅은 프로세싱 중에 기판(112)의 온도 측정을 향상시킨다. 기판의 온도 측정은, 고온계에 의해서 검출되는 복사선에 대한 본체(220) 내의 반사율(reflectivity) 공동을 생성하는 것에 의해서 향상된다. 반사율 공동은 목표 표면의 방출률(emittance)을 향상시키고 그리고 방사율(emissivity)의 불확실성으로 인한 오류를 최소화한다. 일 실시예에서, 계측(metrology)을 추가적으로 향상시키기 위해서, 희망 파장에서, 본체(220)의 내측 표면(248)의 반사율이 윈도우(114)의 반사율과 유사하거나 또는 동일할 수 있다.
개구부(116)는 윈도우(114)와 비교하여 본체(220)의 대향 단부에 배치되고, 그리고 약 26 밀리미터 x 약 33 밀리미터의 직사각형 비임을 수용할 때 약 100 밀리미터 x 100 밀리미터의 치수들을 가질 수 있다. 따라서, 개구부(116)는 개구부를 통한 계측뿐만 아니라 광의 비임을 수용하기 위한 충분한 크기를 갖는다. 본체(220)는 본체(220)의 원통형 부분(237) 근처의 플랜지(232)를 더 포함한다. 플랜지(232)는, 차폐부(106)를 기판 지지 외장(108)에 고정하기 위해서, 볼트들과 같은 체결부들을 수용하도록 관통 배치된(disposed through) 개구부들(228)을 갖는다. 일반적으로, 본체(220)의 벽은 적어도 약 1 밀리미터 내지 약 2 밀리미터의 두께(A)를 갖는다.
본체(220)는 차폐부(106) 주위에서 원주를 따라 배치되는 가스 채널들(234A 및 234B)을 포함하고, 가스 채널들을 통해서 질소, 필터링된 공기, 아르곤, 또는 다른 불활성 가스들과 같은 프로세스 가스가 공동(222) 내로 도입된다. 가스 채널(234A)로 제공되는 프로세스 가스는, 유동 경로(236)를 따라서, 본체(220) 주위에서 원주를 따라 배치된 가스 채널(234A) 근처에 위치된 제 1 가스 유입구 포트(238)를 통해서 공동(222)에 유입된다. 제 1 가스 유입 포트(238)는 윈도우(114)와 내측 표면(248) 사이의 본체(220)의 원주 주위로 연장하는 오리피스이다. 가스 채널(234B)로 제공되는 프로세스 가스는, 유동 경로(240)를 따라서, 제 2 가스 유입구 포트(242)를 통해서 공동(222)에 유입된다. 제 2 가스 유입 포트(242)는 본체(220)의 원통형 부분(237) 주위에서 원주를 따라 배치되고 그리고 가스 채널(234B)과 유체 소통한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 채널(234B)은 플랜지(232) 및 기판 지지 외장(108)의 인터페이스에 배치되었으나; 또한 가스 채널(234B)은 플랜지(232) 내에 형성될 수 있다는 점이 고려된다. 프로세스 가스는 원통형 부분(237)을 통해서 형성된 가스 배출구 포트들(244)을 통해서 제거된다. 가스 배출구 포트들(244)은 배기 가스 채널(246)과 유체 소통하고, 배기 가스 채널을 통해서 가스들이 차폐부(106)로부터 배기된다. 공동(222)으로부터 프로세스 가스들을 제거하는 것을 용이하게 하기 위해서, 진공 또는 흡입(suction)이 배기 가스 채널(246)에 인가될 수 있다.
도 2는 열 프로세싱 중에 이용하기 위한 차폐부(106)의 하나의 실시예를 도시하지만; 다른 실시예들이 또한 고려된다. 다른 실시예에서, 공동(222)은, 직경이 감소되는 테이퍼링 벽들을 가지지 않는 전체적으로 원통형인 형상을 가질 수 있다는 점이 고려된다. 다른 실시예에서, 차폐부(106)가 직사각형 횡단면을 가질 수 있고 그리고 직사각형 윤곽선을 갖는 윈도우(114)를 수용하도록 이루어질 수 있다는 점이 고려된다. 다른 실시예에서, 공동(222)에 대한 프로세스 가스들의 도입 및 제거를 위해서, 부가적인 포트들이 내측 표면(248)을 통해서 형성될 수 있다는 점이 고려된다. 다른 실시예에서, 가스 채널들(234A, 234B) 또는 제 1 및 제 2 가스 유입구 포트들(238 및 242)이 차폐부(106)의 전체 원주 주위에 위치된 개구부가 아닐 수 있고; 그보다는, 복수의 개별(discrete) 가스 채널들 및/또는 포트들이 차폐부(106)의 공동(222) 주위에 간격들을 두고 배치될 수 있다는 점이 고려된다. 또 다른 실시예에서, 공동(222) 내에서 소용돌이(vortex) 또는 나선형(helical) 공기 유동을 형성하도록 가스 유입구 포트들(238, 242)이 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 윈도우(114) 및 개구부(116)는, 어닐링 에너지가 통과는 것을 허용하는 크기를 가질 수 있고 그리고 고온계들, 분광기들, 광음향(optoacoustic) 센서들, 또는 반사계들과 같은 계측 유닛들이 프로세싱된 기판들의 하나 또는 둘 이상의 특성들을 윈도우(114) 및 개구부(116)를 통해서 동시에 측정하는 것을 허용하는 크기를 가질 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본체(220)는 고온계 시야(field of view)를 수용하기 위해서 본체의 벽을 통한 하나 또는 둘 이상의 개구부들(226)을 선택적으로 포함할 수 있다는 점이 고려된다. 프로세싱 중에 발생되는 입자들이 개구부를 통해서 빠져나가는 것을 방지하기 위해서, 윈도우가 개구부(226) 내에 배치될 수 있다. 본체(220) 내의 고온계를 향상시키기 위해서, 본체(220)의 내측 표면(248)은 금, 알루미늄 또는 은과 같은 반사 코팅으로 코팅될 수 있다. 고온계는 약 800 nm 내지 약 2.2 미크론 범위의 파장의 본체(220) 내의 복사선의 양을 측정하기 위해서 이용될 수 있다. 본체(220) 내의 반사 공동의 생성은 본체(220)가 고온계에 대해서 흑체 복사체(blackbody radiator)와 더 유사하게 보이게 할 수 있다. 흑체 복사체의 외형(appearance)은 기판 표면 방사율에 대한 정확한 정보(knowledge)에 대한 의존성을 감소시키고, 이에 따라서 기판 온도 측정을 향상시킨다.
프로세싱 중에, 에너지 공급원(102)(도 1에 도시됨)은 윈도우(114) 및 차폐부(106)의 공동(222)을 통해서 어닐링 에너지를 기판(112)(도 1에 도시됨)의 표면에 제공한다. 어닐링 에너지의 플루언스에 따라서, 증발된(vaporized) 도펀트들 또는 삭마된 기판 재료와 같은 미립자 물질이 열 어닐링 프로세스 중에 생성될 수 있다. 만약 증발된 도펀트들 또는 삭마된 재료가 프로세스 지역으로부터 제거되지 않는다면, 증발된 도펀트들 또는 삭마된 재료는 윈도우(114) 또는 다른 시스템 구성요소들 상에 바람직하지 못하게 증착될 수 있고, 그에 따라 어닐링 에너지의 균일성에, 또는 기판에 영향을 미칠 수 있으며, 그에 따라 디바이스 수율(yield)에 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 기판(112)(도 1에 도시됨)의 열 프로세싱되는 지역에 대한 개구부(116)의 밀접한 근접성은 증발된 도펀트들 또는 삭마된 재료를 차폐부(106) 내로 지향시킨다. 개구부(116)를 기판(112)의 상부 표면에 밀접하게 위치시키는 것에 의해서, 증발된 도펀트들 및 삭마된 재료가 기판 지지부 외장 내에 확산(dispersed)될 기회를 가지지 못하고, 차폐부(106)에 유입된다. 차폐부(106)의 공동(222)의 깔때기 형상은, 증발된 도펀트들 또는 삭마된 재료가 차폐부(106)로 일단 진입하면, 증발된 도펀트들 또는 삭마된 재료를 공동(222) 내에서 유지하는 것을 돕는다.
일단 증발된 도펀트들 또는 삭마된 재료가 차폐부(106) 내에 있게 되면, 증발된 도펀트들 및 삭마된 재료는 프로세스 가스에 의해서 제거되고, 프로세스 가스는 가스 채널들(234A 및 234B)에 유입되고 배기 가스 채널(246)을 통해서 빠져나간다. 가스 채널(234B)을 통해서 유입되는 프로세스 가스는 배기 가스 채널(246)을 향해서 위쪽으로 지향되어, 증발된 도펀트들 또는 삭마된 재료가 차폐부(106) 내로 진입한 후에 차폐부(106)를 빠져나갈 수 있는 가능성을 감소시킨다. 가스 채널(234A)을 통해서 유입되는 가스는 배기 가스 채널(246)을 향해서 아래쪽으로 지향되어, 재료가 윈도우(114) 상에 증착되는 것을 감소시키거나 방지한다. 또한, 가스 채널(234A) 및 가스 채널(234B)을 통해서 유입되는 가스들 양쪽 모두는 가스 배출구 포트들(244)을 향해서 지향되어, 가스 및 가스에 의해서 반송되는 입자들을 차폐부(106)로부터 제거하는 것을 용이하게 한다. 따라서, 프로세스 가스는 가스 채널들(234A 및 234B) 사이의 위치에서 차폐부(106)로부터 제거된다. 프로세스 가스는 가스 채널들(234A 및 234B)의 각각을 통해서 약 30 SLM 내지 약 50 SLM의 레이트(rate)로 공동(222)에 도입될 수 있고, 그리고 프로세스 가스는 배기 가스 채널(246)을 통해서 대략적으로 동일한 레이트로 제거된다. 바람직하게, 층류(laminar flow)가 공동(222) 내에서 유지된다. 내측 표면(248) 상으로의 재료 증착 및 내측 표면(248)으로부터의 재료의 박리(flaking) 가능성을 줄이기 위해서, 본체(220)의 내측 표면(248)은 폴리싱된 표면을 가질 수 있다. 하나의 예에서, 내측 표면(248)의 표면 조도가 10 미크론 RMS 미만, 예를 들어 약 1 미크론 RMS 내지 약 2 미크론 RMS일 수 있다.
증발된 도펀트들 및 삭마된 재료를 기판의 프로세싱 지역으로부터 제거하는 것에 더하여, 기판의 열 프로세싱되는 지역으로부터 주변 가스들(ambient gases)을 제거하는 것에 의해서, 차폐부(106)는 또한 기판의 열 프로세싱되는 부분에서 또는 그 근처에서 오염이 발생되는 것을 감소시킨다. 기판을 열 프로세싱할 때, 기판의 가열된 영역은, 주변 산소 또는 주변 분위기 내의 다른 오염물질들과 반응하는 것과 같이, 오염에 대해서 더 민감해지기 시작한다. 공동(222)에 제공되는 가스들에 기인하여 공동(222) 내에 약간 더 큰 압력 구배를 생성하는 것에 의해서, 차폐부(106)는 주변 가스들을 기판의 어닐링되는 부분으로부터 제거한다. 압력 구배는 개구부(116)를 통해서 그리고 유동 경로(250)를 따라서 기판의 어닐링되는 부분으로부터 멀리 프로세스 가스를 강제하고, 그에 따라 어닐링 지역으로부터 주변 산소를 제거한다. 공동(222) 내에 압력 구배를 생성하기 위해서, 가스들이 공동(222)에 도입되거나 공동(222)으로부터 제거되는 레이트들을 조정할 수 있다. 바람직하게, 차폐부(106)로부터의 프로세스 가스의 유출 유동(outflow)은 기판의 열 프로세싱되는 영역 근처의 주변 산소의 양을 충분히 감소시키는 한편, 증발된 도펀트들 또는 삭마된 재료가 제거를 위해서 공동(222)에 유입되는 것을 여전히 허용한다. 따라서 개구부(116) 근처의 압력 구배는 비교적 클 필요가 없다. 예를 들어, 압력 구배가 약 1 내지 약 10 Torr, 예를 들어 약 3 Torr 내지 약 5 Torr의 증분(delta)을 가질 수 있다.
본원 발명의 이점들은 일반적으로, 열 어닐링 프로세스들 중에 기판들 및 시스템 광학장치들 상의 오염을 감소시키기 위해서 차폐부를 이용하는 것을 포함한다. 차폐부는 휘발된 도펀트들 및 삭마된 재료를 프로세싱 지역으로부터 제거하는 것을 돕고, 그에 따라 휘발된 도펀트들 또는 삭마된 재료가 바람직하지 못하게 시스템 광학장치들 또는 프로세싱되는 기판들 상에 증착될 수 있는 가능성을 감소시킨다. 더 적은 재료가 시스템 광학장치들 상에 증착되기 때문에, 프로세스 균일성이 더 일관적(consistent)이고, 그리고 광학장치들의 세정 또는 교체 사이의 평균 시간이 연장된다(예를 들어, 매 3개월 마다 보다 더 길게). 부가적으로, 프로세싱되는 기판들 상에 바람직하지 못하게 증착되는 재료가 더 적기 때문에, 디바이스 수율은 최대화된다. 또한, 산소가 없는 제어된 대기를 필요로 하는 프로세스들이 또한 수용될 수 있다.
전술한 내용들이 본원 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본원 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고도 안출될 수 있고, 본원 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의해서 결정된다.

Claims (15)

  1. 공동을 형성하는 본체를 포함하고, 상기 본체는:
    제 1 직경을 갖는 제 1 단부 및 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 갖는 제 2 단부를 갖는 원뿔형 부분;
    상기 원뿔형 부분의 제 1 단부의 리세스;
    상기 원뿔형 부분의 제 2 단부의 원통형 부분;
    상기 원뿔형 부분의 제 1 단부에서 원주방향으로 형성된 제 1 가스 유입구;
    상기 제 1 가스 유입구와 유체 연통하는 원주 가스 채널;
    상기 본체의 원통형 부분에서 원주방향으로 형성된 제 2 가스 유입구; 및
    상기 제 2 가스 유입구와 유체 연통하는 원주 가스 채널을 갖고,
    상기 원통형 부분은 가스 배출구 포트를 포함하고,
    상기 원통형 부분에 플랜지를 더 포함하는,
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가스 유입구들은 상기 공동과 유체 연통하는,
    장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 배출구 포트는 상기 제 1 가스 유입구 및 상기 제 2 가스 유입구 사이에 위치되는,
    장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랜지는 체결부들을 수용하도록 상기 플랜지를 통해 배치된 개구들을 포함하는,
    장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는 스테인레스 스틸 또는 알루미늄을 포함하는,
    장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는 고온계 시야를 수용하도록 상기 본체의 벽을 통하는 개구를 포함하는,
    장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 본체의 내부 표면은 금, 은, 및 알루미늄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 코팅을 포함하는,
    장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동은 반사성인,
    장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 유입구와 유체 연통하는 상기 원주 가스 채널은 상기 제 1 가스 유입구에 인접한,
    장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 유입구와 유체 연통하는 상기 원주 가스 채널은 상기 플랜지 내에 형성되는,
    장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 배출구 포트와 유체 연통하는 배기 가스 채널을 더 포함하는,
    장치.
  14. 레이저 프로세싱 시스템에서의 오염을 감소시키기 위한 장치로서:
    공동을 형성하는 본체를 포함하고, 상기 본체는:
    제 1 직경을 갖는 제 1 단부 및 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 갖는 제 2 단부를 갖는 원뿔형 부분;
    상기 원뿔형 부분의 제 2 단부의 원통형 부분;
    상기 공동과 유체 연통하는 상기 원뿔형 부분의 제 1 단부에서 원주방향으로 형성된 제 1 가스 유입구;
    상기 본체의 원통형 부분에서 원주방향으로 형성되고 상기 공동과 유체 연통하는 제 2 가스 유입구; 및
    상기 원통형 부분에 형성된 복수의 가스 배출구 포트들; 및
    상기 복수의 가스 배출구 포트들과 유체 연통하는 배기 가스 채널을 포함하고,
    상기 원통형 부분에 플랜지를 더 포함하는,
    레이저 프로세싱 시스템에서의 오염을 감소시키기 위한 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 본체는 스테인레스 스틸 또는 알루미늄을 포함하고;
    상기 본체의 내부 표면은 금, 은, 및 알루미늄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 코팅을 포함하고; 그리고
    상기 본체는 고온계 시야를 수용하도록 상기 본체의 벽을 통하는 개구를 포함하는,
    레이저 프로세싱 시스템에서의 오염을 감소시키기 위한 장치.
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