KR20020043256A - 기판의 열 처리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

온도 분포, 특히 기판내에서 균일한 온도 분포를 달성하기 위하여, 예를 들어 기판의 열 처리 공정동안에, 기판, 특히 반도체 웨이퍼의 열 처리에 대한 방법이 개시되는데, 처리 챔버에는 하나 이상의 온도 분포 영향 요소가 처리 챔버내에 위치된다. 열 처리 동안에, 요소의 공간 배열은 기판 및/또는 처리 챔버에 상대적으로 변형이 된다. 처리 챔버내의 기판의 열 처리를 위한 기구가 개시되는데, 처리 챔버내에 적어도 하나 이상의 온도 분포 영향 요소를 포함하고, 여기에서 기구는 열 처리 동안에 기판 및/또는 처리 챔버에 상대적으로 요소의 공간 배열을 변형하기 위하여 제공된다.

Description

기판의 열 처리 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THERMAL TREATMENT OF SUBSTRATES}

이러한 장치는, 예를 들어 본 출원인의 독일 특허 출원 제 197 37 802호와 같이 공지되었다. 이러한 장치에서, 열 처리되어질 반도체 웨이퍼를 수용하기 위하여 투광성 처리 챔버가 구비된다. 처리 챔버의 외측에는 처리 챔버 내에 놓여진 기판의 온도를 변화시키기 위하여 가열 램프의 뱅크(banks)가 구비된다. 특정한 처리 결과, 특히 기판내의 균등한 온도 분포를 달성하기 위하여, 처리 챔버에는 기판에 평행한 평면내에서 기판을 둘러싸는 보상 링과, 핫라이너(hotliner)로 설계되어 기판으로부터 이격되어 유지되며 평행하게 연장된 된 광 변형 판이 구비된다. 보상 링의 목적은 웨이퍼의 열 처리중에 발생되는 엣지 효과(edge effects)를 방지하기 위한 것이다. 그리하여, 예를 들면, 가열중인 상태에서 웨이퍼의 내측부에 대하여 림(rim)에서 보다 빨리 가열되는 것이 방지되고, 냉각중인 상태에서는 보다 빠른 냉각이 방지된다. 여기에서, 다수의 개별적인 세그먼트로부터 보상 링의 구성이 공지되었는 바, 예를 들어, 선공개되지 않은 본 출원인의 독일 특허 출원 제198 21 007호에 설명되었다.

핫라이너의 기능은 가열 램프의 뱅크로부터 방출되는 복사광을 흡수하도록 하는 것이므로, 그 결과 핫라이너는 가열되어 웨이퍼를 가열하기 위해 스스로 복사열을 방출한다. 이러한 간접적인 웨이퍼의 가열은 직접적인 복사광으로부터 웨이퍼의 적어도 일부표면을 보호하는 역할을 하고, 그 결과 특히 웨이퍼에 형성된 구조물이 보호된다. 이러한 핫라이너의 기능은, 예를 들어 독일 특허 출원 제 4 437 361호로부터 확인되며, 이를 참조하므로 설명의 반복을 피한다.

이러한 장치에서, 온도 배분에 영향을 끼치는 요소들, 예를 들어, 보상 링 및/또는 광 변형 판과 같은 것들이 제공되어 열 처리동안에 이들은 웨이퍼의 평면에 평행하며 강성적으로 유지된다. 유일하게, 독일 특허 출원 제 198 21 007호에서만이 보상 링의 이동이 설명되었는데, 이는 웨이퍼의 회수와 삽입중에 반도체 웨이퍼에 접근할 수 있게 한다.

본 발명은 기판 특히, 반도체 웨이퍼의 열 처리를 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 온도 분포에 영향을 미치는 적어도 하나 이상의 요소가 처리 챔버내에 있는 반도체 웨이퍼의 열처리를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따라 제 1위치에서 반도체 웨이퍼의 열 처리를 위한 장치를 도시한 도면,

도 2는 도 1의 제 2위치에서의 장치를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따라 제 1위치에서 반도체 웨이퍼의 열 처리를 위한 장치를 도시한 도면,

도 4는 도 3의 제 2위치에서의 장치를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 열 처리를 위한 장치의 개략 측면도,

도 6은 도 5의 장치의 개략적인 평면도,

도 7은 열 처리의 온도 곡선의 함수에 따라 온도 분포에 영향을 미치는 본 발명 장치에 사용되는 요소의 위치를 도시하는 그래프,

도 8은 시간의 함수로서 온도 곡선에 대한 다른 실시예의 플롯된 그래프.

전술한 장치로부터 속행되는 본 발명의 목적은 개선된 온도 균일성이 달성되는 기판의 열 처리를 위한 방법과 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 본 발명의 목적은 열 처리중에, 온도 분포에 영향을 끼치는 요소의 공간 배열이 기판 및/또는 처리 챔버에 대하여 가변되는 전술한 유형의 방법으로 달성된다. 여기에서, 열 처리동안에 처리 챔버 내부의 온도 분포와, 기판 위 또는 기판내의 온도 분포는 가변되며 간단하면서도 효과적인 방식으로 주어진처리 조건에 사용될 수 있다. 특히, 기판 위 또는 기판내에서 균일한 온도의 분포가 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 배열을 가변하기 위한 상대적 이동은 열 처리의 온도 곡선의 함수로서 제어되므로, 온도 곡선에 사용되는 온도 분포가 달성된다. 요소는 기판 및/또는 처리 챔버에 대하여 이동됨이 바람직하다. 기판의 이동과는 반대로, 요소의 이동은 기판의 손상 위험을 적게 하므로 바람직하다. 이동은 바람직하게는 틸팅 이동, 피봇 이동 및/또는 변위 이동이고, 이에 따라 변위 이동은 측면 이동을 포함하므로써 높이 이동에 관련된 이동에 제한되지 않는다.

본 발명의 특별히 바람직한 실시예에 따라, 요소는 보상 요소이며, 이는 특히 기판에 평행한 평면내에서 적어도 일부의 기판을 둘러싸며, 웨이퍼의 열 처리동안에 발생하는 엣지 효과에 영향을 미치는 역할을 하는 보상 링이다. 여기에서, 요소는 바람직하게는 다수의 세그먼트, 특히 링 세그먼트를 포함하며, 적어도 하나가 이동된다. 다수의 세그먼트를 제공함으로써, 처리 챔버 내측과 기판위 또는 기판내의 온도 분포의 개선된 제어가 달성된다. 온도 분포의 개선된 제어를 위하여, 각 세그먼트의 이동은 적어도 하나의 다른 세그먼트의 배열의 함수로서 제어된다. 또한, 다수의 세그먼트는 보상 요소가 경제적으로 생산될 수 있는 장점을 갖는다.

장치의 단순화된 구조와, 단순화된 제어를 위하여, 두개 이상의 세그먼트가 동시에 이동된다. 여기에서, 세그먼트는 바람직하게는 기판에 대해서 상호 직경방향으로 교차되게 쌍으로 놓여지고, 번대로 놓여지는 세그먼트 쌍은 동시에 이동되므로써, 기판에 대하여 대칭이 된다.

챔버의 기하학적 형상에 따라서, 기판의 대칭 축선을 관통하여 연장하지 않는 축선 주위에서 세그먼트가 피봇되는 것이 특징이 될 수 있으며 이는 전술한 독일 특허 출원 제 198 21 007호에서 설명되어 있다.

기판을 직접적인 복사광으로부터 보호하기 위하여, 요소는 바람직하게는 가열 기구의 복사광을 흡수하며 기판을 가열하기 위한 간접적인 복사 열을 방출한다.

본 발명의 일실시예에 따라, 적어도 두개의 요소의 공간 배열은 기판 및/또는 처리 챔버에 상대적으로 가변되고, 그 결과 처리 챔버내에서, 그리고 기판위에서 또는 기판내에서 양호한 온도 분포의 제어가 달성된다.

본 발명의 목적은, 열 처리동안에 온도 분포에 영향을 미치는 요소의 공간 배열이 기판 및/또는 처리 챔버에 상대적으로 가변되기 위한 기구를 제공하는 전술한 유형의 장치로서 달성된다. 이러한 장치에서, 특징은 방법의 결과에 관련하여 이미 언급되었다.

기판의 열 처리동안에 엣지 효과에 영향을 미치기 위하여, 요소는 바람직하게는 본질적으로 평면내의 기판을 둘러싸는 보상 요소, 특히 보상 링이다. 여기에서, 보상 링은 바람직하게는 기판의 평면에 일정각으로 놓여지고, 그 결과 새도우 효과가 웨이퍼의 엣지에 발생되고, 특히 매우 높은 가열 상승율인 동안에 엣지 부분의 지나치게 신속한 가열 상승을 방지한다.

본 발명의 목적은 또한 적어도 하나의 요소가 온도 분포에 특별한 영향을 미치게 하기 위하여 기판의 평면에 대하여 일정각으로 놓여지는 전술한 유형의 장치로서 달성된다. 여기에서, 요소는 바람직하게는 본질적으로 기판을 둘러싸며 가열기구에 대하여 웨이퍼의 엣지에서 새도우 효과를 발생하는 보상 요소, 특히 보상 링이므로, 엣지 영역에서 지나치게 빠른 가열 상승, 특히 매우 높은 가열 상승율이 방지된다. 요소는 바람직하게는 광 변형 판이다.

이어서, 본 발명은 도면을 보조로 하여 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 반도체 웨이퍼(2)의 열 처리를 위한 장치(1)의 개략적인 단면도를 도시한다. 장치(1)는 처리 챔버(3)를 가지며 상측과 하측은 바람직하게는 각각 석영글래스로 만들어진 벽부(5, 6)가 구비된다. 벽부(5)의 위에는 챔버 또는 램프의 뱅크(7)가 구비되는데, 이는 반사 표면을 가질 수 있으며 다수의 램프(8)의 형태인 가열원이 구비된다. 벽부(6)의 아래에는 챔버(7)와 동일하게 챔버 또는 램프의 뱅크(9)가 또한 구비되는데, 여기에는 램프(10)의 형태로 가열원이 구비된다.

처리 챔버의 측벽에는, 예를 들어 챔버내에 나타나는 적어도 일부의 전자기 스펙트럼을 위한 특정한 미러 효과(mirror effect)를 달성하기 위하여 유전체의 코팅이 구비될 수 있다. 또한, 측벽중 어느 한곳에는 반도체 웨이퍼(2)의 안내와 회수를 가능하게 하기 위하여 처리 챔버 도어를 포함한다.

처리 챔버에는 처리 챔버의 하부 벽부(6)에 평행하게 연장된 - 핫라이너로 알려진 - 제 1 하부 광 변형 판(12)이 구비된다. 광 변형 판(12)의 상부측에는 반도체 웨이퍼(2)가 놓여지는 스페이서(13)가 구비되어 웨이퍼는 하부 광 변형 판(12)과 평행하게 간격져서 유지된다.

반도체 웨이퍼(2)의 위에는 반도체 웨이퍼와 평행하게 간격지게 유지되는, 도 1에 도시된, 제 1위치에서의 다른 광 변형 판(16)이 구비된다. 광 변형 판(12, 16)은, 반도체 웨이퍼(2)를 가열하기 위한 열 복사를 연속적으로 방출시키기 위하여 램프(8, 10)로부터 방출된 또는 복사된 광을 흡수하는 역할을 하는 높은 광흡수 계수를 갖는 물질을 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상부 광 방출 판(16)의 위치는 반도체 웨이퍼(2)와 처리 챔버에 상대적으로 가변될 수 있다. 상부 광 방출 판(16)은 도 2에서의 반도체 웨이퍼(2)에 상대적인 일정 각도로 놓여져 챔버 내측과 기판 위 또는 기판내의 온도 분포를 가변시키도록 한다. 상부 광방출 판(16)의 이러한 경사진 위치는 웨이퍼(2)의 열 처리동안에 설정되며, 경사진 위치의 각도는 열 처리 및/또는 기판 위 또는 기판내의 온도 분포의 온도 곡선의 함수로서 설정되고, 이는 도시되지 않은 고온계(pyrometer)와 같은 적절한 측정 장치에 의해 측정된다.

이러한 경사진 판의 다른 장점은 처리 가스 스트림에 대한 영향이 확실하게 제어될 수 있다는 것이다. 그리하여, 처리 가스가 고온 웨이퍼 표면에서 분리되어 그 분리된 생성물이 웨이퍼와 반응하는 경우에도 항상 장점이 있다. 예로서는 웨이퍼에 평행하게 흐르는 H₂0에 대한 실리콘의 산소질화(oxynitridation)이다. 상당히 균일한 산소질화물 층을 얻기 위하여, 반응 온도(700℃ - 1150℃)에서 가스 유동을 상당히 감소시킬 필요가 있었다. 그러나, 제어된 처리 가스 유동 감소를 제어하는 것은 광 방출 판(16)의 기울기를 제어하는 것보다 기술적으로 더 복잡하다. 웨이퍼에 대하여 기울어진 판으로, 유동 감소의 경우에서와 같은 산소질화물 층의 양호한 균일성을 일정 처리 가스의 유동에서 달성하는 것이 가능하다. 유동 감소와 경사의 조합은 최적의 균일성을 제공한다.

도 1과 도 2에 도시되지 않았지만, 하부 광 변형 판(12)도 처리 챔버(3) 내측에 이동가능하게 놓여질 수 있어 처리 챔버 내측의 온도 분포를 더욱 변화시킬 수 있도록 한다. 그리하여, 예를 들어, 상부 광 방출 판이 강성적으로 배열되며 하부 광 방출 판(16)의 위치가 경사짐으로써, 웨이퍼(2)와 상부 광 방출 판(16) 사이에서 경사진 위치가 달성될 수 있다. 광 방출 판의 경사진 위치 대신에, 예를들어 하부측면과 상대적인 웨이퍼(2)의 상측면이 더욱 크게 가열되도록 상부 광방출 판(16)을 반도체 웨이퍼(2)에 더 가깝게 하기 위하여 기판(2)과 하나의 광방출 판 사이의 간격을 간단하게 감소할 수 있다.

또한, 처리 챔버(3) 내측의 광 방출 판(12, 16)의 강성적 배열과, 판에 대하여 웨이퍼(2)를 이동가능하게 유지하는 것이 가능한데, 예를 들어, 스페이서(13)를 통해 가능하고, 스페이서는 예를 들어, 신축자재의 로드와 같이 구체화될 수 있고, 그 높이는 광 방출 판(12, 16)에 대하여 일정각으로 웨이퍼(2)가 놓이도록 서로에 대하여 독립적으로 조절될 수 있다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 열 처리 장치(1)의 다른 실시예를 도시한다. 도 3과 도 4에서는 제 1실시예에서 확장되어 동일하거나 유사한 구성요소인 경우에는 동일한 참조부호를 사용한다.

장치(1)는 제 1실시예의 장치(1)와 본질적으로 동일한 구조이며, 도 1의 장치와는 단지 상부 광 변형 판(16) 대신에, 웨이퍼(2)를 둘러싸는 보상 링(20)이 구비된 것이 다르다. 보상 링(22)은 다소의 간격을 가지고 웨이퍼(2)를 둘러싸므로, 가열 상태에서 더욱 빠른 가열뿐만 아니라 냉각 상태에서 빠른 가열이 방지됨으로써 웨이퍼의 가열과 냉각동안에 림 효과(rim effects)가 방지된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 보상 링(22)은 본질적으로 반도체 웨이퍼(2)와 동일한 평면상에 놓여지지만, 웨이퍼보다 다소 위나 아래에 놓일수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 보상 링(22)은 반도체 웨이퍼(2)에 대하여 상승된다. 이러한 상승은, 예를 들어, 소위 플래쉬 공정(flash processes)이라고 불리워지는 공정동안에 발생하며, 상기 공정중에 얇은 층의 생성을 위하여 초당 400℃까지의 매우 높은 가열율이 필요하게 되며, 최대 온도가 달성된 이후에 바람직하지 않은 확산 효과를 피하기 위해 온도는 다시 즉시로 낮아진다. 이러한 공정은, 예를 들어 본 발명의 출원인에 의해 동일자 출원된 "대상물의 열처리를 위한 방법"이란 명칭의 DE-A-...에서 설명되었는 바, 본 출원은 상기 공보를 참조하여 반복 설명을 생략한다. 보상 링의 이동은 상기 언급된 출원에서 설명된 온도 및/또는 처리 환경 변화의 함수로서 제어될 수 있다. 그들 사이의 특정한 상태 관계가 특별히 설정될 수 있다. 이러한 위치에서 상기 링을 상승 및 유지시키기 이전 및/또는 그 동안에 보상 링(20)을 변이시킴으로써, 외측으로부터 일정각으로 경사진 복사광에 대한 새도우가 웨이퍼의 엣지에서 생성되므로 림 부분의 지나친 가열 상승은 방지된다. 연속되는 냉각 상태동안에, 링(20)은 다시 도 3의 위치로 놓여져 림 부분의 지나친 냉각을 방지하도록 하고, 그 결과 웨이퍼의 표면에 걸친 온도 분포의 균일성이 상당히 개선된다.

도 3과 도 4에서의 보상 링(20)은 이동가능한 것으로 도시되었지만, 이 링은 단단히 놓여질 수 있으며, 열 처리동안에 웨이퍼(2)는 예를 들어 조절가능한 스페이서(13)에 의해 보상 링(20)에 대하여 상대적으로 이동가능하다. 웨이퍼(2)와 보상 링(20) 사이에서 상대적인 운동이 달성되기 위해서는 광 변형 판의 이동을 고려할 수 있을 것이다.

도 5와 도 6은 반도체 웨이퍼(2)의 열 처리 장치(1)의 다른 실시예를 도시한다. 도 5와 도 6에서는 제 1실시예에서 확장되어 동일하거나 유사한 구성요소인경우에는 동일한 참조부호를 사용한다.

장치(1)는 상부 및 하부 투광성 벽 요소(5, 6)에 의해 형성된 처리 챔버(3)를 갖는다. 처리 챔버의 범위를 경계짓는 상부 및 하부 벽 요소(5, 6)의 주변에 있는 상부 및 하부의 광의 뱅크에는 반사기 챔버가 구비된다. 그러나, 이전의 실시예와는 반대로, 도 5에 따른 실시예에서 처리 챔버에는 광 변형 판이 구비되지 않는다. 하부 투광성 벽(5)으로부터 연장된 스페이서(13)에 의하여, 웨이퍼(2)는 처리 챔버(3) 내측에서 중심상으로 유지되고, 특히 상부 및 하부 벽 요소(5, 6)에 평행하다. 도 6에서 도시된 4개의 링 세그먼트(25a~25d)를 포함하는 보상 링(25)은 적정한 방식으로 처리 챔버(3) 내측에 유지된다. 도 5에서 나타난 바와 같이, 보상 링(25)은 웨이퍼(2)에 대하여 일정각으로 놓여져 웨이퍼의 엣지 영역, 특히 웨이퍼가 상승하는 동안에 새도우 효과를 발생하도록 한다. 보상 링은 이 위치에서 강성적으로 유지될 수 있다.

그러나, 이전의 실시예에서와 같이, 보상 링(25)은 열 처리동안에 그 위치가 가변되기 위하여 이동가능하게 만들어질 수 있다. 여기에서, 개별적인 링 세그먼트(25a~25d)는 독립적으로, 모두 함께, 또는 쌍으로 이동될 수 있다. 특히, 예를 들어, 웨이퍼(2)에 대하여 임의의 대칭형으로 구비되기 위하여 상호 함께 직경방향으로 교차되게 놓여지는 링 세그먼트(25a, 25c)는 이동가능하다. 동일한 방식으로, 상호 직경방향으로 교차되게 놓여지는 링 세그먼트(25b, 25d)도 동시에 이동가능하다. 보상 링의 경사 대신에, 도 5에 도시된 바와 같이, 보상 링 또는 그의 개별적인 세그먼트들은 도 4의 보기에 의해 도시된 것과 같이 상승되거나 하강될 수있다. 물론, 세그먼트의 갯수는 4개로 한정될 필요는 없으며 더욱 많거나 적은 세그먼트가 구비될 수 있다.

도 7은 시간에 대하여 플롯된 반도체 웨이퍼의 열 처리에 대한 온도 곡선뿐만 아니라 그의 함수로서 제어된, 도 5에 도시된 바와 같은 보상 링의 이동을 나타낸다. 열 처리의 초기에서는, 보상 링(25)이 본질적으로 웨이퍼(2)와 같은 동일한 평면에 놓여진다. 온도가 상승되면서, 보상 링은 웨이퍼의 평면에 대하여 경사지게 되고, 이로써 경사각은 시간에 대한 온도의 곡선과 상호 관련되고, 예를 들어 가열율이 증가되면서 경사각은 증가된다. 온도는 최대로 증가되고, 온도는 후속하여 즉시 감소된다. 온도가 하강하는 동안에, 보상 링은 다시 경사진다. 웨이퍼의 냉각은 온도(T')에서 멈추고, 웨이퍼는 이 온도에서 유지된다. 시간상의 이 점에서, 보상 링은 다시 웨이퍼와 평행하게 되므로 웨이퍼의 림 부분의 과도한 냉각이 방지된다.

보상 링의 전술한 이동의 중요함에 따라, 새도우는 가열 상태동안에 웨이퍼의 엣지에서 발생되어 엣지 영역의 빠른 가열 상승이 방지되도록 한다. 그 결과, 온도 분포의 균일성이 개선된다. 추가적인 웨이퍼 회전에 의하여 및/또는 가열 램프의 복사 강도에 의하여 더욱 더 균일성이 달성될 수 있다.

이러한 개선된 균일성은 특히, 매우 높은 가열 상승율이 발생되는 소위 플래쉬 공정동안에 필요하다. 이러한 공정에서, 장치의 램프의 뱅크는 전체적으로 완전한 성능으로 작동되고, 특히 림 영역에서 종종 비균일하게 발생된다. 여기에서, 웨이퍼는 매우 빠르게 약 900℃ 내지 1150℃로 가열된다. 웨이퍼가 가열 상승되는램프율은 150℃/s 내지 500℃/s이다. 가열 상승이후에, 웨이퍼는 후속하여 매우 빠르게 냉각된다. 도 8은 이러한 플래시 공정과 같은 것을 개략적으로 도시하였다. 이러한 플래시 공정동안의 보상 요소의 이동에서는, 약 3%로부터 1%까지의 웨이퍼에 걸친 평균 온도값의 표준 편차의 감소가 달성된다.

이러한 공정은 특히 이식된(도핑된) 웨이퍼(implanted(doped) wafers)의 활성화에 사용되고, 이로써 이러한 활성화 공정은 특히, 낮은 투과 깊이에서 도핑되면서, 매우 높은 온도 균일성이 필요하다.

웨이퍼의 회전에 의한 개선에 추가하여, 전술한 균일성은 제어된 램프와 같은 추가적인 측정에 의하여 더욱 개선될 수 있다. 그리하여, 도 1 내지 도 5에서 상부 램프 뱅크(8)와 하부 램프 뱅크(9)는 예를 들어, 도시된 바와 같은 로드형상의 램프를 갖는다. 램프의 축선은 바람직하게는 램프 패널에 평행하게 연장된다. 도면에서, 평행하게 놓인 로드형상의 램프는 드로잉 시트(drawing sheet)의 평면까지 도달된다. 이러한 램프 패널에 사용될 수 있는 램프는 예를 들어, 할로겐 램프이다. 도 5에서, 보상 링(25)의 경사 축선은 로드 램프에 평행하게 연장된다. 이러한 배열로서, 웨이퍼 위의 보상 링에 의한 새도우 캐스트는 경사 축선의 주변에서 거의 사라지는 반면에 이러한 축선과 정반대로 놓여진 웨이퍼 엣지에서는 최대가 된다. 램프 뱅크의 중앙 램프의 복사 강도가 외측 램프보다 적절히 약해지기 때문에, 웨이퍼의 온도 분포 균일성에 이바지하는 복사 프로파일을 야기한다.

다른 실시예로서, 보상 요소의 경사에 대한 피봇 축선은, 램프 뱅크의 램프 축선에 평행하게 연장되기보다는 일정각, 바람직하게는 90°로 형성된다. 웨이퍼에 대한 유지 장치와 보조 요소가 회전가능하기 때문에, 처리의 진행 함수에 따른 처리동안에 보상 요소의 경사 축선과 램프 축선 사이의 각도는 제어가능하다.

또한, 상부 및 하부 램프 패널의 할로겐 램프의 램프 축선은 임의의 소정 각도로 상호 교차될 뿐만 아니라 평행하게 놓여질 수 있다.

로드 램프를 갖는 램프 패널과 지점 램프를 갖는 램프 패널의 조합이 가능하다. 지점 램프란 용어는, 로드 램프에 반대인, 필라멘트의 길이가 램프 전구의 직경보다 짧은 램프를 포함하는 것이다. 물론, 두가지 램프 패널 모두는 지점 램프만이 설비될 수도 있거나 또는 지점 램프와 로드 램프의 조합이 설비될 수 있다. 특정 요구사항에 따라, 각각의 개별 램프의 제어에 의해, 주어진 임의의 시간에서 웨이퍼 및 램프 뱅크에 관한 기계적 보조 요소가 상대적으로 공간 배열되어 조합된 특정 복사장(radiation field)은 웨이퍼의 온도 균일성을 최적화시킨다.

도 7의 처리 곡선에서 보상 링은 단위체로서 경사져 있지만, 경사진 운동에 추가하여 링은 임의의 방향으로 변위될 수 있다. 동일한 방식으로, 보상 링의 개별적인 세그먼트들은 이동될 수 있다. 보상 링의 이동 대신에, 보상 링에 대하여 웨이퍼 자체가 이동될 수도 있다.

온도 분포에 영향을 끼치는, 예를 들어 보상 링과 핫 라이너와 같은 다수의 요소들이 처리 챔버(3)에 구비된다면, 도 4의 실시예와 같이, 요소 즉, 보상 링과 광 변형 판 모두는 이동가능하여, 처리 챔버 내측의 온도 분포에 영향을 미치도록 한다. 각 실시예들의 특징은 다른 실시예들의 특징과 자유롭게 조합될 수 있다.

Claims (26)

1. 처리 챔버내의 온도 분포에 영향을 미치는 하나 이상의 요소를 갖는 상기 처리 챔버내에서 기판, 특히 반도체 웨이퍼를 열 처리하기 위한 방법에 있어서,

   상기 열 처리동안에, 상기 요소의 공간 배치는 상기 기판과 상기 처리 챔버중 어느 하나 이상에 대하여 상대적으로 가변되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배열을 가변시키기 위한 상대적인 이동은 상기 열 처리의 온도 곡선의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 요소는 상기 기판과 상기 처리 챔버중 어느 하나 이상에 대하여 상대적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 이동은 경사 이동, 피봇 이동과 변위 이동중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 요소가 상기 기판에 평행한 평면내에서 상기 기판을 적어도 부분적으로 둘러싸는 보상 요소 특히, 보상 링인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소는 다수의 세그먼트, 특히 링 세그먼트를 포함하며, 하나 이상의 상기 세그먼트가 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 각각의 상기 세그먼트의 상기 이동은 하나 이상의 다른 세그먼트의 배열의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 두개 이상의 상기 세그먼트는 동시에 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 세그먼트들은 상기 기판에 대하여 상호간에 직경방향으로 가로질러 쌍으로 놓여지고, 상기 세그먼트 쌍들은 동시에 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 요소는 광 변형 판인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 두개 이상의 요소의 공간 배열은 상기 기판과 상기 처리 챔버중 하나 이상에 대하여 상대적으로 가변되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 상기 요소와 상기 기판이 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 처리 챔버내의 온도 분포에 영향을 미치는 하나 이상의 요소(1, 16; 20; 25)를 갖는 상기 처리 챔버(3)내에서 기판, 특히 반도체 웨이퍼(2)를 열 처리 하기 위한 장치에 있어서,

    상기 열 처리동안에 상기 기판(2)과 상기 처리 챔버(3)중 하나 이상에 대하여 상대적으로 상기 요소의 공간 배열을 가변시키기 위한 기구를 특징으로 하는 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 배열은 상기 열 처리의 온도 곡선의 함수로서 제어가능한 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 요소(12, 16; 20, 25)는 상기 기판(2)과 상기 처리 챔버(3)중 어느 하나 이상에 대하여 상대적으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 이동은 경사 이동, 피봇 이동과 변위 이동중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 13 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 요소(20; 25)가 상기 기판에 평행한 평면내에서 본질적으로 상기 기판을 둘러싸는 보상 요소 특히, 보상 링인 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 보상 링(20; 25)은 상기 기판의 평면에 대하여 각을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제 13 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소(25)는 다수의 세그먼트(25a~25d), 특히 링 세그먼트를 포함하며, 하나 이상의 상기 세그먼트가 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제 19 항에 있어서, 각각의 상기 세그먼트(25a~25d)의 이동은 하나 이상의 다른 세그먼트의 배열의 함수로서 제어가능한 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제 13 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 있어서, 요소(12, 16)가 광 변형 판인 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제 13 항 내지 제 21 항중 어느 한 항에 있어서, 두개 이상의 상기 요소의 공간 배열은 상기 기판(2)과 상기 처리 챔버(3)중 어느 하나 이상에 대하여 상대적으로 가변되는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제 13 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 상기 요소와 상기 기판은 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
24. 기판(2), 특히 반도체 웨이퍼를 열 처리 하기 위한 장치로서,

    처리 챔버내의 온도 분포에 영향을 미치는 하나 이상의 요소(12, 16; 20; 25)를 갖는 상기 처리 챔버(3)에 있어서,

    하나 이상의 요소가 상기 기판의 평면에 대하여 일정한 각도로 놓여지는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제 24 항에 있어서, 요소는 상기 기판을 본질적으로 둘러싸는 보상 요소(20;25), 특히 보상 링인 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 요소는 광 변형 판(12, 16)인 것을 특징으로 하는 장치.