KR102246201B1 - 고체 상태 광 소스 어레이들을 위한 열 관리 장치 - Google Patents

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Abstract

프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치가 본원에서 제공된다. 이 장치는, 챔버 본체를 포함하는 프로세스 챔버, 프로세스 챔버에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하기 위해, 제 1 기판 상에 배치되는 복수의 고체 상태 광 소스들을 갖는 고체 상태 광 소스 어레이, 및 고체 상태 광 소스 어레이를 가열하는 것으로부터 반사되는 광의 양을 감소시키기 위한, 대역 통과 필터를 포함하는 냉각 메커니즘을 포함할 수 있다.

Description

고체 상태 광 소스 어레이들을 위한 열 관리 장치{THERMAL MANAGEMENT APPARATUS FOR SOLID STATE LIGHT SOURCE ARRAYS}
[0001] 본 발명의 실시예들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 시스템들에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 반도체 프로세싱 시스템들에서 사용하기 위한 고체 상태 광 소스들에 관한 것이다.
[0002] 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들 및 다른 물질들의 열 프로세싱을 수반하는 몇몇 어플리케이션들은, 기판을 급속히 가열하고 냉각시키는 프로세스 단계들을 수반한다. 그러한 프로세싱의 예시들은, 다수의 반도체 제조 프로세스들을 위해 사용되는, 급속 열 프로세싱(RTP), 물리 기상 증착(PVD) 프로세싱, 등을 포함한다.
[0003] 반도체 제조 프로세싱 동안, 램프들로부터의 열 에너지는 프로세스 챔버 내로 그리고 프로세싱 챔버 내의 반도체 기판 상으로 발산된다(radiated). 이런 식으로, 기판은 요구되는 프로세싱 온도로 가열된다. 전형적으로, 종래의 램프들(텅스텐-할로겐, 수은 증기, 아크 방전) 또는 전기 가열 엘리먼트들의 사용은, 도펀트 어닐링, 필름 증착, 또는 필름 변형을 위해 기판에 에너지를 전달하기 위한 주된 접근법이었다. 이러한 프로세스들은 종종, 열을 기반으로 하며, 전형적으로 200℃ 내지 1600℃ 범위의 높은 프로세스 온도들을 필요로 하며, 이는 디바이스 성능에 악영향을 미치는 상당한 열 비용 문제들(thermal budget issues)을 야기할 수 있다. 또한, 종래의 램프들의 사용은, 동작 수명, 물질 및 에너지 사용법(usage)에 대해 연관된 높은 유지보수 비용들을 갖는다. 종래의 램프들은 광범위한 스펙트럼의 파장들에 걸쳐서 복사선(radiation)을 방출하며, 이러한 복사선은 몇몇 기기에 유해할 수 있고 그리고/또는 원치 않는 파장들로부터 타겟 기판/필름에 의도치 않은 반응을 초래할 수 있다.
[0004] 전술한 문제들 중 일부를 다루기 위해, 다양한 반도체 제조 프로세스들에 대해 종래의 램프들을 대신하여, 또는 그에 더하여, 고체 상태 광 소스들의 어레이들, 예를 들면, 발광 다이오드들(LEDs)이 사용될 수 있다. RTP에 대해 요구되는 강도들(intensities)에 필적하는(comparable), 약 1e6 W/m^2의 타겟 방사조도(irradiance) 레벨들을 얻기 위해, 높은 패킹 밀도(packing density)의 LED들이 사용될 필요가 있을 것이다.
[0005] 그러나, 열 발산(heat dissipation) 및 열 관리(thermal management)가 초고 강도의 LED 어레이들의 동작에 중요하다. 이러한 LED 어레이들은, 최대 밝기 및 긴 작동 수명을 얻기(extract) 위해, 실온에 또는 실온에 가깝게 유지되어야 한다. 이러한 열 발산 문제를 해결하기 위한 많은 접근법들, 이를테면 냉각 플레이트들, 열 파이프들, 또는 펠티에 냉각기들(Peltier coolers)이 존재한다. 그러나, 이들 해법들 중 어느 것도 LED 어레이들과 연관된 열 발산 요건들을 충분히 다루지 않는다.
[0006] 구체적으로, 냉각 플레이트들은 전형적으로, 온도가 20K 상승하는 1kW 발산에 대해서만 우수하다. 냉각 플레이트들은 대면적을 위해 설계될 수 있지만, 이는 높은 전력 밀도들에 대해서는 충분하지 않다. 열 파이프들은 5,000 W/m/K 내지 200,000 W/m/K의 열 전도성들을 갖는다. 열 파이프들은 하나의 지점으로부터 다른 지점으로 열을 운반하는데 효과적이지만, 열 싱크가 요구되는 시스템으로부터 열을 제거하는데에는 효과적이지 않다. 마지막으로, (펠티에 냉각기들로도 알려진) 열전 냉각기들(thermoelectric coolers)이 약 1e5 W/m^2 냉각을 할 수 있지만, 작은 크기들에서만 단지 이용가능하다. 열전 냉각기들은 값이 비싸며, 냉각될 전자장치들만큼 동작시키는데 많은 전력 입력을 요구한다.
[0007] 따라서, 본 발명자들은, 반도체 프로세싱 시스템들에서 사용하기 위한 고체 상태 광 소스 어레이와 사용하기 위한, 개선된 열 발산 및 열 관리 디바이스들을 제공하였다.
[0008] 프로세스 챔버 내에 펄스형(plused) 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치가 본원에서 제공된다. 이 장치는, 챔버 본체를 포함하는 프로세스 챔버, 프로세스 챔버에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하기 위해, 제 1 기판 상에 배치되는 복수의 고체 상태 광 소스들을 갖는 고체 상태 광 소스 어레이, 및 고체 상태 광 소스 어레이를 가열하는 것으로부터 반사되는 광의 양을 감소시키기 위한, 대역 통과 필터(band pass filter)를 포함하는 냉각 메커니즘을 포함할 수 있다.
[0009] 몇몇 실시예들에서, 프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치는, 챔버 본체를 포함하는 프로세스 챔버, 프로세스 챔버에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하기 위해, 제 1 기판 상에 배치되는 복수의 고체 상태 광 소스들을 갖는 고체 상태 광 소스 어레이, 및 고체 상태 광 소스 어레이 위에 배치되는 투명 윈도우를 포함하는 냉각 메커니즘을 포함할 수 있으며, 냉각 메커니즘은 복수의 고체 상태 광 소스들 위로 냉각제를 유동시키도록 구성되는, 윈도우와 복수의 고체 상태 광 소스들 사이에 배치되는 냉각 채널을 형성한다.
[0010] 몇몇 실시예들에서, 프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치는, 챔버 본체를 포함하는 프로세스 챔버, 프로세스 챔버에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하기 위해, 기판의 제 1 표면 위에 배치되는 복수의 고체 상태 광 소스들을 갖는 고체 상태 광 소스 어레이, 및 고체 상태 광 소스 어레이로부터 열을 제거하기 위해 기판의 제 2 표면에 커플링되는 냉각 메커니즘을 포함할 수 있으며, 냉각 메커니즘은 베이스 플레이트, 최상부 플레이트, 및 베이스 플레이트와 최상부 플레이트 사이에 배치되는 복수의 핀들(fins)을 포함할 수 있다.
[0011] 본 발명의 다른 실시예들 및 변형예들이 하기에서 보다 상세히 개시된다.
[0012] 앞서 간략히 요약되고 하기에서 보다 상세히 논의되는 본 발명의 실시예들은 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조로 하여 이해될 수 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.
[0013] 도 1은, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 기판 프로세스 챔버의 개략적 단면도이다;
[0014] 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 복수의 LED 어레이들을 포함하는 고체 상태 광 소스의 평면도이다;
[0015] 도 3은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 원형 단면 LED 어레이의 개략적 평면도이다; 그리고
[0016] 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 대역 통과 필터를 포함하는 냉각 메커니즘의 개략적 측단면도이다;
[0017] 도 5a 및 5b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 침지 냉각(immersion cooling)을 포함하는 냉각 메커니즘의 개략적 측단면도들이다;
[0018] 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 비-침지 냉각을 포함하는 냉각 메커니즘의 등축도이다; 그리고
[0019] 도 7a-7c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 냉각 메커니즘에서 사용될 수 있는 핀들(fins)의 상이한 실시예들에 대한 개략적 측단면도들을 포함한다.
[0020] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통적인 동일한 엘리먼트들을 지시하기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 도시된 것은 아니며, 명확성을 위해 간략화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들은, 추가 설명 없이도 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있는 것으로 생각된다.
[0021] 프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치의 실시예들이 본원에서 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 본 발명의 장치는, 프로세스 챔버 내에 배치된, 기판들 및 다른 컴포넌트들을 가열하기 위해 프로세스 챔버들에서 사용되는 고체 상태 광 소스들의 개선된 냉각 및 열 관리를 유리하게 제공할 수 있다.
[0022] 하기의 설명에서, 기판이라는 용어는, 열 프로세스 챔버 내에서 프로세싱되는 임의의 물체(object)를 광범위하게 포함하는 것으로 의도된다. 기판이라는 용어는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼들, 평판 디스플레이들, 유리 플레이트들 또는 디스크들, 플라스틱 작업편들(plastic workpieces), 등을 포함할 수 있다. 하기의 설명에서, 고체 상태 점광원들(light point sources)은 발광 다이오드들(LEDs) 및 레이저들(LASERs)을 포함한다. 부가적으로, LED들 또는 LED들의 어레이들, 레이저들 및 레이저들의 어레이들에 관하여 하기에서 설명되지만, 다른 고체 상태 점광원들이, 본원에서 설명되는 실시예들에서 교환가능하게 사용될 수 있다.
[0023] 도 1은, 급속 열 프로세스(RTP)와 같은 열 프로세스들을 수행하도록 구성되며, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 기판들을 가열하기 위한 본 발명의 LED 소스와 사용하기에 적합한 예시적인 프로세스 챔버(100)의 개략도를 도시한다. 프로세스 챔버(100)는, 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지부를 갖는 (예를 들면, 기판 지지 링, 기판을 다수의 위치들에서 유지시키는(hold) 서셉터, 기판을 제 자리에 유지시키는 에어 제트들(air jets)을 포함하는 프로세스 챔버), 그리고 기판의 후면 측을 따라서 위치되는 반사기 플레이트를 갖는 임의의 타입의 프로세스 챔버일 수 있다. 적합한 프로세스 챔버들의 예시들은, RADIANCE®, RADIANCE® PLUS, 또는 VANTAGE® 프로세스 챔버들 중 임의의 챔버, 또는 열 프로세스, 예를 들면, RTP를 수행할 수 있는 임의의 다른 프로세스 챔버를 포함하며, 이들은 모두 캘리포니아 산타클라라의 Applied Materials, Inc.로부터 입수가능하다. 다른 제조업체들로부터 입수가능한 것들을 포함하는 다른 적합한 프로세스 챔버들이 또한, 본원에서 제공되는 교시들에 따라 사용되고 그리고/또는 수정될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 설명되는, 기판들을 가열하기 위한 본 발명의 LED 소스를 활용할 수 있는 다른 적합한 프로세스 챔버들은, 물리 기상 증착(PVD) 챔버들, 화학 기상 증착(CVD) 챔버들, 에피택셜 증착 챔버들, 에칭 챔버들, 원자 층 증착(ALD) 챔버들, 등을 포함한다.
[0024] 프로세스 챔버(100)는, 예를 들면, 열 프로세스들을 수행하도록 적응될 수 있으며, 예시적으로 챔버 본체(110), 지원 시스템들(130), 및 제어기(140)를 포함하며, 제어기는 CPU(142), 메모리(144), 및 지원 회로들(146)을 포함한다. 도 1에 도시된 프로세스 챔버(100)는 단지 예시적이며, RTP 이외의 프로세스들을 위해 구성된 챔버들을 포함하여, 다른 프로세스 챔버들이, 본원에서 제공되는 교시들에 따라 수정될 수 있다.
[0025] 프로세스 챔버(100)는, 구역들(zones) 내에 배열되는, 복수의 LED들 또는 LED들의 어레이(들)를 포함할 수 있는 에너지 소스(138)를 포함하며, LED들의 각각의 구역은 개별적으로 제어가능하다. 몇몇 실시예들에서, 에너지 소스(138)는, 이전에는 발광 표면이 아니었던, 램프 헤드의 지역들 주위에 흩어져 있는(strewn) LED들로 보강된(augmeneted) 종래의 램프일 수 있으며, 그에 따라 열 소스 표면적의 사용을 증가시킨다.
[0026] 도 1에서, 에너지 소스들(138)은, 기판(101)의 상부 표면을 가열하기 위해 기판(101)의 위쪽에, 그리고 기판(101)의 각각의 측부(side) 상에 도시되어 있다(이들은, 예를 들면, 기판(101)과 접촉하는 엣지 링(126)을 가열하기 위해 사용될 수 있다). 대안적으로, 에너지 소스들(138)은 프로세스 챔버(100) 내에 펄스형 및/또는 연속적인 에너지를 제공하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 에너지 소스(138)는, 예를 들면, 기판(101) 아래에 배치됨으로써, 또는 기판(101)의 후면측에 복사선을 지향시킴으로써, 기판(101)의 후면측을 가열하는데 사용될 수 있다. 각각의 에너지 소스(138)는 하나 또는 그 초과의 전력 소스들(170)에 커플링되며, 전력 소스들은 각각의 에너지 소스(138)를 개별적으로 제어하기 위해 제어기(140)에 커플링될 수 있다. 기판(101)의 국소화된(localized) 영역들의 온도들은, 베이스(116)의 후면측으로부터 반사기 플레이트(102)의 최상부를 통하여 연장하는 홀을 통해 통과하는, 120과 같은 복수의 온도 프로브 조립체들에 의해서 측정된다. 그러나, LED들의 단색 특성들(monochromatic properties)이 고온도계 간섭(pyrometer interference)을 야기하지 않을 것이기 때문에, 몇몇 실시예들에서, 온도 측정들은 유리하게, 챔버 내의 어딘가에 배치된 고온도계들에 의해 획득될 수 있다. 온도 프로브 조립체들(120)은, 샘플링된 광을 반사 공동(118)으로부터 고온도계(128)로 전송한다. 고온도계(128)는 제어기(140)에 연결되며, 제어기는, 측정된 온도에 응답하여, 에너지 소스들(138)(예를 들면, 램프 헤드)에 공급되는 전력을 제어한다. 에너지 소스들(138)은 다수의 구역들로 분할될 수 있다. 이 구역들은, 기판(101)의 상이한 지역들의 제어되는 복사 가열(controlled radiative heating)을 허용하도록, 제어기에 의해 개별적으로 조정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 에너지 소스들(138) 내의 각각의 광(LED 또는 종래의 광 소스)은, 복사 가열의 훨씬 더 미세한 제어를 가능하게 하도록 개별적으로 제어될 수 있다.
[0027] 몇몇 실시예들에서, 에너지 소스들(138)을 냉각시키기 위해 냉각 메커니즘(150)이 사용될 수 있다. 몇몇 예시적인 냉각 메커니즘들(150)은, 예를 들면, (하기에서 논의되는 바와 같이) 에너지 소스들(138)에 커플링되는, 열 싱크들, 열 교환 유체 냉각 채널들 또는 핀들, 대역 통과 필터들, 등의 사용을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광 소스들이 위에 장착되거나 성장되는(grown) 기판은, 그 자체가, 냉각을 위해 사용되는 열 싱크일 수 있다. 다른 실시예들에서, 에너지 소스들(138)은, 에너지 소스들(138) 주위에서 또는 그에 근접하여 순환되는 액체 또는 가스에 의해 냉각될 수 있다.
[0028] 챔버(100) 내에 포함되는 기판 지지부(124)는, 기판 지지부들 및/또는 프로세스 챔버들의 다양한 실시예들과 함께 작동하도록 적응될 수 있는 프로세스 키트(125)의 부품들(parts)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로세스 키트(125)는, 엣지 링(126) 및 엣지 링 지지부(127)와 같은, 기판 지지부(124)의 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
[0029] 프로세싱 동안, 기판(101)은 기판 지지부(124) 상에 배치된다. 에너지 소스(138)는 복사선(예를 들면, 열)의 소스이며, 동작시 기판(101)에 걸쳐서 미리-결정된 온도 분포를 발생시킨다. 열 소스가 (도 2에 도시된 바와 같은) LED들을 포함하는 실시예들에서, 에너지 소스(138)는 자외선 파장들 내지 적외선 파장들 범위의 파장들(예를 들면, 약 100 나노미터(nm) 내지 약 2000 나노미터(nm))의 에너지를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 에너지 소스(138)(예를 들면, LED 어레이)는 마이크로파 파장 범위의 에너지를 제공할 수 있다. 에너지 소스(138)는 기판(101)에 의해 흡수되는 열 복사선을 제공한다. LED 소스에 의해 생성된 열 복사선의 일부는 반사될 수 있지만, 반사되지 않는, 실질적으로 모든 열 복사선은 가열되는 타겟 컴포넌트에 의해 흡수된다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 기판(101)은 가열 동안, 예를 들면, 약 5mm 까지 휘어질(bow) 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, LED 에너지 소스(138)는, 기판(101)이 휘어지는 경우의 접촉을 피하기 위해서, 단지 충분히 멀리 떨어져 있지만, 타겟 기판에, 필요한 균일한 열 에너지를 제공하기에 충분히 가깝게 배치되어야 한다. 몇몇 실시예들에서, LED 에너지 소스(138)는, 타겟 기판 변형을 보상하기 위해 휘어지거나 성형될 수 있다.
[0030] 전술된 예시적인 프로세싱 챔버(100)에서, 에너지 소스(138)는, 기판의 가까운 표면 영역을 프로세싱하도록 기판의 표면을 조명하고(illuminate) 가열하는데 사용될 수 있다. LED 광 소스들은, 더 높은 효율 및 더 빠른 반응 시간들을 포함하여, 다양한 이점들을 제공한다. 펄스 폭들은 선택가능하며, 밀리초(millisecond) 미만에서 초(second)를 넘어서까지의 범위일 수 있다.
[0031] 몇몇 실시예들에서, LED 에너지 소스(138)는 프로세싱 챔버들과 함께 사용되어서, 필름들을 형성하고, 도펀트들을 처리하며, 프로세스 가스들을 변화시키고(예를 들면, 결합들을 파괴함), 그리고 기판 자체를 재배열(reorder)할 수 있다. 훨씬 더 높은 출력 강도들이 이용가능해지기 때문에, 부가적인 고온 기판 프로세싱이 LED 가열로부터 이득을 얻을 수 있다. LED들은, 기판의 가까운 표면 영역을 프로세싱하는데 사용될 때 이점들을 제공한다. LED들은 오랜 시간 지속되며, 출력 조명의 파장(들)으로부터 독립적으로 출력 강도가 선택될 수 있게 한다. 발광 다이오드들(LEDs)은, 기판 상에서 성장되는, 갈륨 질화물, 알루미늄 질화물, 이들의 조합들 또는 다른 III-V족 물질들로 이루어질 수 있으며, 활성 영역에서 III-V족 물질들의 밴드갭(bandgap)에 의해 결정된 하나 또는 그 초과의 파장들에 가까운 광을 방출하도록 구성된다. 방출되는 파장을 더 긴 파장으로 변환하기 위해 형광체(phosphor)가 또한 사용될 수 있으며, 그에 따라, 방출되는 파장의 에너지가 감소된다. 흡수를 향상시키거나 화학 반응을 향상시키기 위해서, 본원에서 설명되고 나머지 도면들에 도시되는 고체 상태 광 소스들은 형광체를 사용할 수 있음이 이해될 것이다.
[0032] 포함되는 화학 물질들에 따라, 가스 전구체의 존재시 표면을 조명하는 것(illuminating)은, 열 또는 다른 수단에 의한 화학 반응들의 레이트(rate)를 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 광은 가스 상 분자들, 흡착된 분자들을 여기시키거나, 심지어, 표면 상에서의 화학 반응을 촉진시키도록 기판을 여기시킬 수 있다. LED의 파장은, 반응 레이트(reaction rate)를 향상시키기 위해, 예를 들면, 분자 전자 전이(molecular electronic transition)와 공진하는 파장을 선택함으로써, 바람직한 필름 프로세스들을 촉진하도록 선택될 수 있다. 파장은 또한, 기판에 의한 복사선의 흡수를 향상시키며 그에 따라 기판을 보다 효율적으로 가열하도록 선택될 수 있다.
[0033] 몇몇 실시예들에서, 도 1에서의 각각의 에너지 소스(138)는 LED들의 하나의 큰 어레이를 포함할 수 있다. 그러나, 가열될 지역 및 열 에너지에 따라서, LED들의 하나의 큰 어레이는 LED들 및 관련 회로망에 대한 손상 없이 안전하게 제공될 수 있는 것보다 더 큰 전력을 필요로 할 수 있다. 본 발명자들은, LED들을 복수의 더 작은 LED 어레이들로 모듈화함으로써, 더 작은 LED 어레이들이 보다 용이하게 핸들링되고, 제조되며, 전력공급될 수 있는 것을 발견하였다. 게다가, LED들의 복수의 더 작은 어레이들은 LED 고장의 경우에 또한 도움이 될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 하나의 LED가 고장나서 개방 회로가 된다면, 작은 LED 어레이로부터 방출된 열만이 손실된다. LED들의 하나의 큰 어레이가 사용된다면, 하나의 LED 고장은 모든 프로세싱이 정지되게 할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 더 작은 LED 어레이들 중 각각의 어레이는 상이한 파장들을 갖는 상이한 모듈들을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED 어레이는 제거될 수 있으며, 상이한 파장들을 갖는 다른 LED 어레이로 대체될 수 있다.
[0034] 도 2는 에너지 소스(138)의 적어도 하나의 예시적인 실시예를 도시하며, 에너지 소스는, 다른 기판들을 열적으로 프로세싱하고 그리고/또는 프로세싱 챔버 내에 배치되는 다양한 프로세싱 챔버 컴포넌트들을 가열하기 위해, LED 기판(202) 상에 배치되는 복수의 LED 어레이들(204)을 포함한다.
[0035] 몇몇 실시예들에서, 에너지 소스(138)는 예시적으로, 길이가 100 mm 내지 480 mm이고, 폭이 100 mm 내지 480 mm일 수 있다. 부가적으로, 임의의 특정 응용예에서 요구되거나 희망되는 바에 따라, 다양한 크기의 에너지 소스들(138)이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED 어레이(204)는 약 20 x 약 20 제곱 밀리미터일 수 있지만, 다른 크기의 LED 어레이들(204)이 사용될 수 있다. 각각의 LED 어레이(204)는 약 50 내지 약 500개의 LED들(206)(예를 들면, 도 2b에 도시된 바와 같은 384개의 LED들)을 포함할 수 있다. LED들(206)은 약 0.1 mm 내지 약 0.5 mm 이격되어 있을 수 있다. LED 어레이들(204)은 약 0.5 mm 내지 약 4 mm 이격되어 있을 수 있다. LED 어레이들(204) 내의 각각의 LED(206)는, 하나 또는 그 초과의 노출된 표면들로부터 열 에너지 및 빛을 방출할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED(206)의 모든 노출된 표면들은 빛 및 열 에너지를 방출할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED는 약 0.7 x 약 0.7 제곱 밀리미터 및 약 0.3 mm의 높이일 수 있지만, 다른 크기의 LED(206)가 사용될 수 있다. LED들(206)은 자외선(UV)(200-400 nm), 가시광선(400-700nm) 및 근적외선(700-1000 nm)의 파장 범위들의 파장들을 방출할 수 있다. LED들(204)의 광학 출력은 약 1 W/mm^2 또는 그 초과이며, 이는 충분히 높은 패킹 밀도들을 갖는 1e6 W/m^2의 강도와 대응한다. 주어진 지역 위의 충분히 높은 패킹 밀도들의 LED들(206)에 의해, LED 어레이들(204)은 유리하게, 급속 열 프로세싱을 달성할 수 있는 능력을 제공한다. 부가적으로, LED들은 또한, 높은 전력을 필요로 하지 않는 다른 프로세스들에 대해 요구되는 바에 따라, 더 낮은 강도로 동작될 수 있다. LED들에 대해 이용가능한 파장들의 넓은 범위는 유리하게, 산업상 응용예들에 대한 파장 특정의, 고 강도 소스들을 가능하게 한다. 다중-파장 능력(multi-wavelength capability)은, 단일 LED 어레이(204)에서 또는 시스템 내의 다수의 LED 어레이들(204)에 걸쳐서 실현될 수 있다. LED들의 높은 효율(60-80% 효율)로 인해, 더 적은 에너지가 폐열로 변환되며, 이로 인해 열 관리 문제들이 감소될 수 있다.
[0036] 부가적으로, LED들(206) 및 LED 어레이들(204)은 백열 램프들보다 더 빠른 온-오프 스위칭 시간들을 갖는다. 몇몇 실시예들에서, LED들은, 백열 램프들에 대한 수백 밀리초에 비해, 대략 나노초의 온-오프 스위칭 시간들을 갖는다. 구체적으로, 몇몇 실시예들에서, LED들은 약 0.5 나노초 내지 약 10 나노초의 스위치-온 시간 및 약 0.5 나노초 내지 약 10 나노초의 스위치-오프 시간을 갖는다. 더 빠른 온-오프 스위칭 시간들은 더 짧은 열 노출들을 가능하게 한다. 전술된 바와 같은 작은 폼팩터(form factor)의 LED들의 이용은, 더 낮은 소유 비용, 더 긴 작동 수명(~100k 시간들)으로 컨포멀한 고 강도 조명 시스템들, 및 UV LED들의 경우, 독성 수은 증기 기반 램프들에 대한 환경적으로 민감한 대안을 설계할 수 있게 한다.
[0037] 몇몇 실시예들에서, LED 어레이(204)는 상이한 파장들을 갖는 개별적인 LED 칩들(206)일 수 있거나, LED 어레이(204)는 상이한 파장들을 갖는 LED 램프들의 집합(collection)일 수 있다. LED들은, 특정 파장들을 갖는 특정 LED들이 한꺼번에(at one time) 활성화되도록 멀티플렉싱/래스터화될(multiplexed/rasterized) 수 있다. 예를 들면, 시간(1t)에서, 단지 λ1 LED들만이 활성이며, 시간(2t)에서, 단지 λ2 LED들만이 활성이며, 기타 등등의 경우에도 마찬가지이다(etc). 따라서, LED 어레이(204) 내의 LED들은 그룹화될 수 있으며, 제어기(예를 들면, 제어기(140))에 의해 개별적으로 제어될 수 있다.
[0038] 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208, 210)은 LED로부터 방출되는 열 에너지 및 광을 희망 타겟(예를 들면, 웨이퍼 기판, 또는 다른 프로세스 챔버 컴포넌트, 등)을 향해 반사시키도록 구성된다. 레이저들의 경우, 반사기들(208, 210)은, 웨이퍼 기판 또는 희망 프로세스 챔버 컴포넌트를 가열하기 위해, 레이저 빔들의 축으로부터(off of) 광을 지향시킬 수 있다. 반사기들(208 및 210)은 희망 방향으로, 복사된 LED 광을 반사시키도록 각을 이룰 수 있다. 몇몇 실시예들에서, LED 기판(202) 표면으로부터의 반사기 표면들의 경사 각도들은, 광 에너지가 요구되는 곳을 향하는 방향으로 연장하는 LED의 축으로부터 약 45 내지 55도이며(예를 들면, LED들의 평면 어레이에 대해, 축은 평면 어레이에 대해 수직할 수 있음), 그러나 2개의 이웃하는 LED들(206) 또는 LED 어레이들(204) 사이에서 이용가능한 공간에 기초하여, 반사기의 희망 길이 및 각도를 최대화하는 임의의 각도가 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사기들(208, 210)의 표면들은 LED 기판(202)의 표면에 대해 수직일 수 있다. 그러나(still), 다른 실시예들에서, LED들(206)의 표면은 반사기의 표면 대신에 또는 그에 부가하여 각을 이룰 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208, 210)의 높이는, LED들(206)의 높이와 적어도 동일한 높이이지만, 요구되는 바에 따라 LED들(206)보다 더 높거나 더 낮을 수 있다.
[0039] 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED(206)는 LED 기판(202) 상에 개별적으로 장착될 수 있다. 와이어 본드가 없는(wire-bond-free) 직접 부착 LED들을 포함하여, 각각의 LED(206)는 공융 접합(eutectic bonding)을 통해 기판에 장착될 수 있다. 기판에 LED들을 직접 부착하기 위해, LED들이 부착될 기판 표면 상에 플럭스(flux)가 먼저 배치된다. LED들은 그 후, 이러한 표면 위에 배치된다. LED들 및 표면은 그 후, 특정 가열 프로파일로 가열된다. LED의 바닥 상에 배치되는 상당한 양의 땜납(an amount of solder)은 플럭스의 도움으로 용융될 것이며, 플럭싱된(fluxed) 표면에 LED를 부착할 것이다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED(206)는 LED 기판(202) 상에서 성장될 수 있다. LED들(206)은 개별적으로 성장되거나, 그룹들/섹션들로 성장되거나, 또는 동시에 모두 함께 성장될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, LED들(206)이 성장되는 LED 기판(202)은 n-타입 기판일 수 있으며, 그 표면 상에 증착된 p-타입 층(240)에 전극(예를 들면, 214)이 부착된다. 실리콘 기판들 또는 사파이어 기판들이 또한 사용될 수 있다. 기판은, 충분히 얇거나 높은 열 전도성을 갖는 임의의 물질일 수 있으며, 그에 따라, LED들로부터 열을 빠르게 발산(dissipate)시킬 수 있으면서도 시스템의 나머지로부터 LED들의 전기 절연을 또한 제공한다. 이는 전기 절연 물질을 사용함으로써 이루어질 수 있다. LED들은 임의의 물질 상에 성장될 수 있는데, 이때 기판의 격자 구조는, 직접 증착, 버퍼 층의 적용 및/또는 임의의 타입의 응력 완화를 통하여(그러나 이에 제한되는 것은 아님), LED 물질의 격자 구조와 매칭하도록 제조될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예들에서, 기판은 세라믹일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 비-기판 물질/화학 물질들의 섬들(islands)이, LED 성장을 용이하게 하는 것을 돕기 위해 기판에 포함되거나 성장될 수 있다.
[0040] 몇몇 실시예들에서, LED 어레이들(204) 내의 LED들(206)은 직렬로(in series) 연결된다. 몇몇 실시예들에서, LED들(206)은, 기판(202)의 제 1 표면 상에서 반복되는(recursive) 패턴으로 LED 기판(202) 상에 배치된다. 반복되는 패턴은 기판(202)의 제 1 표면의 이용가능한 표면적의 이용을 최대화한다. 몇몇 실시예들에서, 반복되는 패턴은 복수의 행들(rows)의 LED들(206)을 포함하는 구불구불한 구조이며, 그에 따라, LED들(206)의 각각의 행은 도 3에 도시된 바와 같이, LED들(206)의 적어도 하나의 다른 행에 전기적으로 커플링된다. 도 3은, 원형 단면을 갖는 디스크형 LED 어레이(204)의 개략적 평면도이며, LED 어레이(204)의 실시예들을 도시하며, 여기서 LED들은 원형 단면 기판(202) 상에서 반복되는 패턴으로, 직렬로 연결된 직접 부착 LED들이다. LED(206)의 각각의 열(column)은 전기적 연결들(318)에 의해 LED들(206)의 다른 열에 연결된다. 도 3에서, 전력 소스 접촉 패드(310)는 전력 소스(314)에 커플링되며, 접지 접촉 패드(312)는 접지(316)에 커플링된다.
[0041] 본 발명의 실시예들에서 설명되는 LED 어레이들(204)의 높은 패킹 밀도로 인해, 몇몇 실시예들은, 도 4-7에 대하여 하기에서 설명되는 바와 같이, 열 관리 및 열 발산을 위한 냉각 메커니즘(150)의 사용을 필요로 할 수 있다.
[0042] 도 4는, 프로세스 챔버 내에서 LED 어레이(204)를 냉각시키는데 사용되는 냉각 메커니즘(150)의 적어도 하나의 실시예의 개략적 측단면도이다. 도 4와 일치하는 실시예들에서의 냉각 메커니즘(150)은 대역 통과 필터(402)를 갖는 윈도우이다. 대역 통과 필터(402)의 사용은, 가열될 디바이스(예를 들면, 기판(101))와 LED 어레이(204) 사이에, 대역 통과 필터를 갖는 투명한 윈도우 시트를 배치하는 것을 수반한다. 윈도우는 일반적으로 석영이지만, 필터와 함께 대역 통과 특성들을 조정하기 위한 다른 타입들의 투명한 물질일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 윈도우는 함께 커플링되는 윈도우들의 스택일 수 있다. 대역 통과 필터 자체는, 특정 대역의 파장들을 통과시키도록 설계된 유전체 필름들로 된, 단일의 또는 다수의 층들로 이루어질 수 있다. 대역 통과 필터들을 생성하는 다른 방법들이 사용될 수 있다.
[0043] 몇몇 실시예들에서, 대역 통과 필터(402)는, LED 어레이(204)로 다시 재-방출되고 반사되는 복사선의 양을 감소시킴으로써/필터링함으로써, LED 어레이(204)의 열 축적(heat built up)을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 대역 통과 필터(402)는 유리하게, 요구되는 바에 따라 좁은 범위의 파장들이 특정 프로세스를 위해 통과하는 것을 허용한다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 특정 범위의 LED 파장들은, 필름 변형, 필름 경화 특정 파장(film cure specific wavelength), 등을 위해 요구될 수 있다. 대역 통과 필터(402)는 LED들(206)로부터 방출되는 모든 다른 파장들을 걸러낼(filter out) 것이며, 프로세스에 대해 요구되는 파장들만을 통과시킬 것이다. 예를 들면, 도 4에 관하여, LED들(206)로부터 방출되는 모든 파장들은, 전송되는 광(410)의 파장을 제외하고, 대역 통과 필터(402)에 의해 필터링된다. 전송되는 광(410)은 프로세스 챔버 내에서 기판(101)을 가열하기 위해 사용될 수 있다. 반사되는 복사선(412)은 기판(101)으로부터 LED 어레이(204)를 향하여 다시 반사된다. 부가적으로, 전송되는 광(410)으로 인해 기판(101)이 가열될 때, 기판은 열 복사선(414)을 재-방출하며, 그러한 열 복사선의 적어도 일부는 LED 어레이(204)를 향해 다시 지향될 수 있다. 이러한 재-반사되는 복사선(416)은 그 후 기판(101)을 향해 다시 지향된다. LED 어레이들에 대해 논의되었지만, 몇몇 실시예들에서, 대역 통과 필터(402)는 종래의 램프들(텅스텐-할로겐, 수은 증기, 아크 방전) 또는 전기 가열 엘리먼트들에 대해 마찬가지로 사용될 수 있다.
[0044] 다양한 파장들의 광을 필터링/반사시킬 때, 대역 통과 필터(402)는 뜨거워질 수 있다. 또한, LED들의 부가적인 냉각이 요구될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 저온 액체 침지 냉각의 사용은 도 5a 및 도 5b에 대해 논의되고 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 도 5a와 일치하는 실시예들에서, LED들(206)은, 냉각 채널(506) 내에서 LED들(206) 위로 유동되는 저온 유체(502) 내에 침지되어서, LED들(206)및 대역 통과 필터(402)의 열 제거를 돕는다. 몇몇 실시예들에서, 대역 통과 필터는 존재하지 않을 수 있으며, 저온 유체(502)를 포함하기 위한 윈도우만이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, LED들(206)은 핀형 열 싱크들(finned heat sinks; 504)에 부착되고, 저온 순환 유체(502) 내로 침지되어서, 열 추출(heat extraction)을 최대화한다. 몇몇 실시예들에서, 핀형 열 싱크들(504)의 일부 및 LED들(206)만이 냉각제 내에 침지되며, LED 기판(202) 상의 전기적 연결들은 침지되지 않는다.
[0045] 몇몇 실시예들에서, 저온 유체는, 에틸렌 글리콜, 알코올, 물, 탈이온수, 오일 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 저온 순환 유체(502)는 LED들과 반응하지 않는 고 저항률 냉각제이다. 몇몇 실시예들에서, 액체 온도는 사용되는 냉각제에 따라, 0℃ 미만, 예를 들면, -40℃일 수 있다.
[0046] 저온 순환 유체(502)의 사용은 유리하게, LED들(206) 상의 전체 열 부하(thermal load)를 감소시켜서, LED 어레이(204)의 성능 및 시스템 수명을 개선한다. 온도 민감성 LED 광 소스들의 경우, 액체 냉각은 더 큰 강도를 추출하기 위해, 구동되는(driving) 동안에 LED들을 충분히 시원하게(cool) 유지하는 것에 관한 문제들을 완화시키거나 해결할 수 있다.
[0047] 몇몇 실시예들에서, 냉각 메커니즘(150)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 핀형 열 싱크 구조(602)일 수 있으며, 핀형 열 싱크 구조를 통해 냉각제(610)가 유동된다. 핀형 열 싱크 구조(602)는 2개의 플레이트들 또는 블록들(606)(예를 들면, 베이스 플레이트와 최상부 플레이트) 사이에 커플링되는 복수의 핀들(604)을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 블록들은 금속성일 수 있으며, 구리 또는 알루미늄으로 제조될 수 있으며, 이는 열 전도성 성능 요건(performance require)을 기초로 선택될 수 있다. 핀형 열 싱크 구조(602)는 LED 어레이(204)로부터 열을 제거하기 위해 LED 기판(202)의 후면측(LED 표면의 반대편)에 커플링될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 핀들(604)은, 도 7a, 7b 및 7c에 각각 도시된 바와 같이, 코루게이션들(corrugations), 사인곡선 형상 또는 딤플들(dimples)을 부가함으로써, 표면적의 양을 증가시키도록 추가로 변형될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 핀들(604)은 폭이 약 0.1 mm 내지 약 5.0 mm일 수 있다. 각각의 핀(604) 사이의 갭들은, 폭이 약 0.1 mm 내지 약 2 mm일 수 있다. 핀들은 도 6에 도시된 바와 같은 열들로 그룹화될 수 있거나, 냉각제 유입구들로부터 냉각제 배출구들로 연장하는 일련의 연속적인 핀들로서 배열될 수 있다.
[0048] 도 6을 다시 참조하면, 몇몇 실시예들에서, 핀형 열 싱크 구조(602)는, 엣지들 및 엣지 지지 구조들에서의 광 분산(즉, 엣지 손실들)을 수용하도록(accommodate) 기판보다 더 클 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 핀형 열 싱크 구조(602)는, 기판의 크기에 비해 방사상 방향으로 약 50 mm 내지 약 100 mm 더 클 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 핀형 열 싱크 구조(602)는, 200, 300, 및 450 mm 기판들에 에너지를 전달하는데 사용될 수 있는 고 밀도 LED 어레이들의 대면적을 수용하기 위해, 약 250 내지 약 550 제곱 밀리미터일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 핀형 열 싱크 구조의 전체 두께는 2 cm 이하의 두께일 수 있다.
[0049] 냉각제(610)는, 핀형 열 싱크 구조(602)를 통하여 분당 60 갤런까지 (예를 들면, 펌프에 의해 냉각제 저장소로부터) 전달될 수 있다. 요구되는 열 제거 및 핀 구조에 따라, 열 싱크/액체 인터페이스에서의 난류 조건들(turbulent conditions)을 보장하기 위해 유량은 상당히 높을 수 있으며, 이는 전체 열 저항 및 유체들의 경계층을 감소시킬 것이다. 더 적은 열 제거 요건들에 대해서는, 더 많은 층류(laminar flow)를 제공하고, 압력 강하 및 요구되는 유체 유입구 압력을 감소시키기 위해, 유량은 더 낮아질 수 있다. 냉각제(610)는 임의의 액체일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 물의 높은 열 용량, 대부분의 물질들과의 양립성(compatibility), 및 낮은 비용으로 인해, 물이 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 부동액과 같은 다른 액체들(예를 들면, 물, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 등의 임의의 조합), 유전체 유체들(예를 들면, 오일, 실리콘 오일(silicone oil), 미네랄 오일, 플루오로카본 오일), 또는 액체 가스들(O2, N2, H2, CO2, 등)이 사용될 수 있다. 본원에서 설명된 핀형 열 싱크 구조(602)의 실시예들은 유리하게 냉각 효율을 개선하며, 열적으로 팽창하는 시스템 엘리먼트들과 연관된, 주기적인 피로 및 크래킹(cracking)을 관리하는 것을 도울 수 있다.
[0050] 전술한 내용은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가의 실시예들이 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있다.

Claims (15)

  1. 프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치로서:
    챔버 본체를 포함하는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하기 위해, 제 1 기판 상에 배치되는 복수의 고체 상태 광 소스들을 갖는 고체 상태 광 소스 어레이; 및
    상기 고체 상태 광 소스 어레이를 가열하는 것으로부터 반사되는 광의 양을 감소시키기 위한 대역 통과 필터를 포함하는 냉각 메커니즘을 포함하고,
    상기 복수의 고체 상태 광 소스들 각각은, 발광 다이오드(LED)들 또는 레이저 다이오드들 중 적어도 하나이고, 그리고
    상기 대역 통과 필터는 복수의 프로세스들 중 특정 프로세스에 대해 요구되는 범위의 파장들이 통과하는 것을 허용하는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는, 투명 윈도우 내에 매립되거나 상기 투명 윈도우 상에 코팅되는 것 중 적어도 하나이며, 상기 투명 윈도우는 상기 복수의 고체 상태 광 소스들 위에 배치되는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터 및 상기 윈도우는 상기 복수의 고체 상태 광 소스들을 캡슐화하는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 윈도우는 투명한 석영으로 구성되는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    하나 또는 그 초과의 대역 통과 필터들이 상기 투명 윈도우의 적어도 하나의 측 상에 코팅되는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  7. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 고체 상태 광 소스 어레이에 의해 생성되는(produced) 광의 선택된 대역들의 파장들을 전송할 수 있는 유전체 필름들로 된 다수의 층들로 구성되는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  8. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는, 상기 고체 상태 광 소스 어레이를 향해 지향되는 광의 적어도 일부 파장들을 반사 필터링하도록(reflect filter) 구성되는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  9. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 메커니즘은, 상기 복수의 고체 상태 광 소스들 위로 냉각제(coolant)를 유동시키도록 구성된, 상기 대역 통과 필터와 상기 복수의 고체 상태 광 소스들 사이에 배치되는 냉각 채널을 더 포함하는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 고체 상태 광 소스들 각각은 열 싱크 베이스(heat sink base)에 커플링되며, 상기 냉각 채널은 상기 열 싱크 베이스의 적어도 일부 및 상기 복수의 고체 상태 광 소스들 위로 상기 냉각제를 유동시키도록 구성되는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  11. 프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치로서:
    챔버 본체를 포함하는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하기 위해, 제 1 기판 상에 배치되는 복수의 고체 상태 광 소스들을 갖는 고체 상태 광 소스 어레이; 및
    대역 통과 필터와 상기 고체 상태 광 소스 어레이 위에 배치되는 투명 윈도우를 포함하는 냉각 메커니즘을 포함하며,
    상기 투명 윈도우는, 상기 복수의 고체 상태 광 소스들 위로 냉각제를 유동시키도록 상기 투명 윈도우와 상기 복수의 고체 상태 광 소스들 사이에 배치되는 냉각 채널을 적어도 부분적으로 정의하고,
    상기 복수의 고체 상태 광 소스들 각각은, 발광 다이오드들 또는 레이저 다이오드들 중 적어도 하나이고, 그리고
    상기 대역 통과 필터는 복수의 프로세스들 중 특정 프로세스에 대해 요구되는 범위의 파장들이 통과하는 것을 허용하는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 고체 상태 광 소스들 각각은 열 싱크 베이스에 커플링되고, 상기 냉각 채널은 상기 열 싱크 베이스의 적어도 일부 및 상기 복수의 고체 상태 광 소스들 위로 상기 냉각제를 유동시키도록 구성되는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각제는, 상기 복수의 고체 상태 광 소스들과 반응하지 않는 고 저항률 냉각제인,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
  15. 프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치로서:
    챔버 본체를 포함하는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하기 위해, 기판의 제 1 표면 위에 배치되는 복수의 고체 상태 광 소스들을 갖는 고체 상태 광 소스 어레이; 및
    상기 고체 상태 광 소스 어레이로부터 열을 제거하기 위해 상기 기판의 제 2 표면에 커플링되는 냉각 메커니즘을 포함하며,
    상기 냉각 메커니즘은, 베이스 플레이트, 최상부 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트와 상기 최상부 플레이트 사이에 배치되는 복수의 핀들(fins)을 포함하고,
    상기 복수의 고체 상태 광 소스들 각각은, 발광 다이오드들 또는 레이저 다이오드들 중 적어도 하나이고, 그리고
    상기 냉각 메커니즘은 복수의 프로세스들 중 특정 프로세스에 대해 요구되는 범위의 파장들이 통과하는 것을 허용하는 대역 통과 필터를 더 포함하는,
    프로세스 챔버 내에 펄스형 또는 연속적인 에너지를 제공하는 장치.
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