KR20040093730A - 램프 분할 영역 제어를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
동작전압은 반도체 웨이퍼를 열처리하기 위한 처리법에 따라 제 1 및 제 2 그룹에 공급된다. 이어, 동작전압이 미리 결정된 하부전압 및 미리 결정된 상부 전압 사이의 전압범위에서 바람직하지 않은 전압이도록 결정된다. 이어, 제 1 전압이 가열 램프들의 제 1 그룹에 인가되고, 제 2 전압이 가열 램프들의 제 2 그룹에 전달된다. 제 1 전압은 미리 결정된 상부전압 위에 있는 반면에, 제 2 전압은 미리 결정된 하부 전압 아래 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전압의 늘어난 평균은 바람직하지 않은 전압으로 접근한다. 그러는 동안에, 동작전압이 처리법에 따라 가열 램프의 잔여 어레이에 공급되고, 동작전압은 미리 결정된 상부 전압의 아래 있다.
Description
개개의 반도체들 또는 집적회로(IC) 디바이스들은 일반적으로 많은 다양한 처리공정에 의해서 반도체 웨이퍼 상에서 형성된다. 다수의 상기 공정들에서, 웨이퍼가 다수의 IC 디바이스들로 제조될 때, 화학적 및 물리적 반응들이 발생하도록 열처리 시스템은 반도체 웨이퍼를 고온으로 가열하는데 이용된다. 상기 열처리 시스템들은 일반적으로 열원 및 열처리 동안에 열원과 인접한 반도체 웨이퍼를 고정하기 위한 웨이퍼 홀더를 포함한다.
현재의 열처리 시스템은 미리 결정된 열처리법에 따른 제어 조건하에서 반도체 웨이퍼를 가열한다. 상기 열처리법은 기본적으로 반도체 웨이퍼가 가열되어야만 하는 온도, 및 열처리 시스템이 상기 온도까지 유지되는 시간을 포함한다. 예를 들면, 상기 열처리법은 반도체 웨이퍼가 섭씨 30 및 1200 도 사이의 다른 온도까지 가열되고, 0 및 60 초 사이의 각각의 다른 온도로 처리시간을 요구한다.
최소 확산과 같은 소정의 목적을 충족하기 위해서, 상기 열처리 시스템들은 또한 각각의 반도체 웨이퍼가 고온에 의존해야하는 시간을 제한해야 한다. 이를 달성하기 위해서, 온도경사속도는 매우 가파르고, 즉 열처리 시스템은 가능한 한 짧은 시간에 고온에서 저온으로 변화하거나 또는 반대로 변화하는 것이 종종 필요하다.
상기 가파른 온도경사속도는 고속열처리(RTP)의 발전을 가져온다. RTP 동안에, 반도체 웨이퍼는 반도체 웨이퍼의 온도를 바람직한 처리 온도로 빠르게 상승시키기에 충분한 강력한 방사 열원으로 조사되고, 특정 처리 단계를 달성하기 위해서 충분한 시간주기 동안에 상기 온도로 유지된다. RTP에 대한 일반적인 온도경사속도는 종래의 가열로에 대한 초당 섭씨 5-15도와 비교해서 초당 섭씨 20-100도의 범위이다. RTP는 일반적으로 열산화, 화학기상증착(CVD), 웨이퍼 결합, 및 어닐링에 사용된다. 더 상세하게, RTP는 진보된 극초대규모집적회로(ULSI)에서 산화 및 어닐링 단계의 기술선택이 빠르게 되어가고 있다.
RTP 시스템에서 사용되는 방사 열원은 대부분 선형 또는 원형 어레이에 배치된 텅스텐-할로겐 또는 아크형 램프들을 포함한다. 상기 어레이는 일반적으로, 반도체 웨이퍼의 위에, 아래에, 또는 위아래 양쪽에 직접 위치한다. RTP 시스템은 반도체 웨이퍼의 표면에 온도를 보다 더 균일하게 분배하도록 반도체 웨이퍼를 회전시킬 수 있다.
상기 램프들은 가열로에 비해서 매우 낮은 온도중량을 가지기 때문에, 웨이퍼는 빠르게 가열될 수 있다. 열원이 느린 온도경사하강이 요구하지 않고서 빠르게 턴오프될 수 있기 때문에, 빠른 웨이퍼 냉각이 또한 달성될 수 있다. 웨이퍼의 램프 가열은 처리챔버의 열중량 효과를 최소화하고, 웨이퍼 온도에 대해서 빠른 실시간 제어가 가능하게 한다.
일반적인 종래기술의 RTP 시스템의 일 예가 도 1 에 도시된다. RTP 시스템(102)은 오픈 또는 비동작 위치로 도시된다. 상기 RTP 시스템(102)은 가열 램프(110)의 원형 어레이를 하우징한 리드(104), 및 반도체 웨이퍼(106)를 하우징한 RTP 챔버(108)를 포함한다. 상기 어레이는 일반적으로 200mm 반도체 웨이퍼용 대략 211 램프들을 가진다.
상기 RTP 시스템이 빠른 가열 및 냉각을 가능하게 하고, 반도체 웨이퍼의 직경에 대한 온도 균일도는 RTP 챔버벽들(108)을 통한 방사성 및 전도성 열손실에 민감하다. 이는 반도체 웨이퍼 에지들 근처에서 일반적으로 나타나는 웨이퍼 온도 비균일도를 가져온다. 비균일도는 합금양, 입자크기, 및 도펀트 농도와 같은 비균일한 재료 성질들을 만들기 때문에 바람직하지 않다. 상기 비균일 재료 성질들은 회로를 악화시키고, 반도체 웨이퍼 당 IC 디바이스 수율을 떨어뜨린다.
상기 웨이퍼 온도 비균일도를 보상하기 위한 한가지 시스템은 가열 램프들의 어레이를 다수의 동심의 링들에 배치된 다중 독립 제어 가열구역들로 구분한다. 상기 시스템의 예는 본 출원인의 미국특허 5,689,614호에 개시되고, 본 발명에 참조된다. 상기 시스템과 같이 합체한 본 출원인의 도구들이 RADIANCE®브랜드로 판매된다. 열주기 동안에 미리 결정된 시간에서, 외부 가열 구역의 온도는 RTP 챔버벽 및/또는 처리키트에 열손실을 보상하기 위해서 내부 가열 구역보다 더 높게 상승된다. 처리키트는 에지링 및 지지 실린더이다. 웨이퍼는 처리과정을 통해서 에지링에 장착된다. 에지링은 실리콘 카바이드로 만들어지고, 웨이퍼 에지에서 열중량을 증가시킨다.
도 2 는 도 1 에 도시된 것과 유사하고 다중 독립 제어 가열구역을 가지는 RTP 시스템에 대한 시간 함수로서 반도체 웨이퍼의 중심(202) 및 에지(204) 사이의 온도차이의 그래프(200)이다. 열주기 중 온도경사상승 주기 동안에, 반도체 웨이퍼의 에지(204) 근처의 구역은 반도체 웨이퍼의 중심(202)에서의 구역보다 더 높은 온도이다. 반면에, 흡수(soak) 및 경사하강 주기동안에, 에지(204)근처의 구역은 중심(202)의 구역보다 더 온도가 낮다.
그러나, 내외부 구역들의 개개의 램프들은 다른 속도로 나빠지는 경향이 있다. 특히, 다중 구역 원형 램프 어레이들의 사용자들은 외부구역 램프들이 더 낮은 신뢰도를 가지고 내부구역 램프들보다 자주 실패하는 경향이 있다는 것을 발견했고, 즉 예측된 것보다 더 낮은 수명을 가진다. 상기 증가된 실패의 원인은 외부구역 램프들이 웨이퍼의 에지 근처에서 열손실을 보상하기 위해서 자주 높은 온도에서 동작한다는 것이외에는 알려지지 않았다. 사실, 동일한 양의 열주기들 통해서 테스트된 램프들은 실제 IC 디바이스 제조에 사용된 것처럼 동일한 증가된 결함을 가지지 않는다.
도 3a 는 한 세트의 열주기 후에, 내부 가열구역으로부터 일반적인 텅스텐-할로겐 램프(300)를 도시한다. 필라멘트(302)의 코일들이 균일하게 차지하고 있다. 상기 텅스텐-할로겐 램프들은 PHILIPS, OSRAM, USHIO 등에 의해서 제조된다. 반대로, 도 3b 는 동일한 양의 열주기 후에, 실제 IC 디바이스 제조로부터 실패된 외부구역 램프(304)를 도시한다. 여기서, 필라메트(306)의 코일들은 사깅하도록 도시된다.
사깅은 필라멘트들이 중력과 같은 인가된 전단(shear) 스트레스에 응하여 성형적으로 변형될 때 발생한다. 일반적으로, 필라멘트의 제 1 턴이 먼저 감긴다. 상기 코일된 와이어는 제 2 턴을 형성하기 위해서 더 큰 고일로 다시 감긴다. 상기 코일에 대한 스트레스는 제 2 턴에 대한 수뿐만 아니라 제 1 턴의 지경의 함수 및 제 2 턴에 의해서 만들어진 레버 아암이다. 크립은, 하부코일이 단락 또는 아크를 유발하는 접촉에 있을 때까지 스트레스가 필라멘트를 사깅하게 하는 최대치에 있는 코일의 상부에 나타난다. 이는 "코일 적층"이라 불린다. 새그(sag)의 진행은 시간에서 비선형이며 실패직전에 바로 나타난다. 새그가 발견되면, 코일들은 서로 접촉하며, 따라서 필라멘트를 절단하고 램프(304)를 파괴한다. 이는 램프 산업에서 필라멘트 아크 또는 아크-아웃이라 공지된다.
전술된 바와 같이, 더 낮은 예측된 램프의 신뢰성의 원인을 확인 및 처리하는 시스템 및 방법이 요구된다. 특히, 멀티-영역(zone) 원형 램프 어레이 중 외부 영역 램프들에 대한 램프 수명을 증가시키기 위한 시스템 및 방법은 더 바람직할 것이다.
본 발명은 일반적으로 열처리에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 반도체 열처리 시스템에서 가열 램프의 신뢰도를 향상시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징 및 목적들은 하기의 도면들을 참조로 하여 상세히 설명된다.
도 1은 원형 어레이의 가열 램프들을 사용하는 종래기술의 고속 온도 처리(RTP) 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 것과 유사한 종래의 열처리 시스템들에 대하여 반도체 웨이퍼의 온도를 시간 함수로서 나타내는 그래프이다.
도 3A는 세팅된 양의 온도 사이클들 이후에 종래의 내부 영역 텅스텐-할로겐 램프를 도시한다.
도 3B는 도 3A의 램프와 동일한 양의 온도 사이클 이후에 부족한 외부 영역 램프를 도시한다.
도 4는 램프 수명 사이클들동안 가속화된 새그 테스트의 결과들을 전압의 함수로서 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 영역 분할 제어를 사용하여 램프 신뢰성을 개선시키기 위한 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 램프들의 원형 어레이의 외부 영역의 개략적인 전면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 영역 분할 제어를 사용하여 램프 신뢰성을개선하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 동작 전압들에 대한 온도 사이클을 시간의 함수로서 나타낸 예시적인 그래프이다.
도 9A, 9B, 및 9D는 영역분할 시스템을 사용하지 않고 수행되는 테스트에 따라 가열 램프들의 원형 어레이의 다양한 영역들의 온도를 시간의 함수로서 나타내는 그래프들이다.
도 9C는 도 9A에 도시된 테스트에 따라 가열 램프들의 원형 어레이의 다양한 영역들에 인가되는 동작 전압을 시간의 함수로서 나타내는 그래프이다.
도 10A, 10B, 및 10D는 본 발명의 일 실시예에 따라 영역 분할 시스템을 사용하여 수행된 테스트에 따라 가열 램프들의 원형 어레이의 다양한 영역들의 온도를 시간의 함수로서 나타내는 그래프이다.
도 10C는 도 10A에 도시된 테스트에 따라 가열 램프들의 원형 어레이의 다양한 영역들에 인가된 동작 전압을 시간의 함수로서 나타내는 그래프이다.
동일한 참조 부호들은 도면들의 몇가지 관점들을 통해 일치하는 부분들을 말한다.
본 발명에 따라, 열처리 시스템에서 램프 수명을 증가시키기 위한 방법이 제공된다. 초기에, 제 1 및 제 2 영역(rigime)들 모두에서 동작하기 위해 요구되는 가열 램프들의 일부분이 확인된다. 가열 램프들은 바람직하게 다수의 동심 환형 영역들을 가지는 가열 램프들의 원형 어레이의 부분을 형성한다. 제 1 영역은 램프가 고속 온도 램핑을 위해 높은 전압(VH)에서 동작하는 영역인 반면, 제 2 영역은 램프가 흡수 온도를 유지하고/또는 온도 램핑을 적절히 낮추기 위한 적정 전압으로 동작하는 영역이다. 상기 부분은 제 1 및 제 2 그룹들로 분리된다. 동작 전압은 반도체 웨이퍼를 열처리하기 위한 방법에 따라 제 1 및 제 2 그룹들로 인가된다. 그후에 동작 전압은 미리결정된 낮은 전압(VL)과 미리결정된 상위 전압(VU)간의 전압들의 법위에서 바람직하지 않은 전압인 것으로 결정된다. 따라서, 제 1 전압은 가열 램프들의 제 1 그룹에 인가되고 제 2 전압은 가열 램프들의 제 2 램프에 전달된다. 제 1 전압은 미리결정된 상위 전압 이상인 반면, 제 2 전압은 미리결정된 낮은 전압 이하이다. 또한, 제 1 및 제 2 전압들의 중량 평균은 바람직하지 않은 전압을 근사화한다. 평균시간내에서, 동작 전압은 상기 방법에 따라 가열 램프들의 어레이 중 나머지 부분에 인가되며, 상기 동작 전압은 높은 전압(VH) 이하이다.
또한, 본발명에 따라 램프에 동작 전압을 인가함으로써 램프 수명을 증가시키기 위한 방법이 제공된다. 따라서, 동작 전압이 미리결정된 낮은 전압과 미리결정된 상위 전압사이의 전압들의 법위내에 있음을 결정하고 그에 따라 미리결정된 상위전압 이상의 제 1 전압 또는 미리결정된 낮은 전압 이하의 제 2 전압을 램프에전달한다.
본 발명에 따라 열처리 시스템에서 램프 수명을 증가시키기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 가열램프들의 어레이를 가지는 열처리 시스템을 포함한다. 시스템은 또한 가열램프들의 어레이에 결합된 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 중앙 처리 유니트와 메모리를 포함한다. 메모리는 반도체 웨이퍼를 열처리하기 위한 방법 및 가열 램프들의 어레이에 인가되는 동작 전압을 제어하기 위한 동작 전압 프로시저들을 포함한다. 메모리는 또한 영역 분할 프로시저들을 포함한다. 상기 영역 분할 프로시저들은 상기 방법에 따라 가열 램프들의 어레이의 제 1 및 제 2 그룹들에 동작 전압을 인가하는 지시들과 동작 전압이 미리결정된 낮은 전압과 미리결정된 상위 전압사이의 전압들의 범위내의 바람직하지 않은 전압임을 결정하는 지시들을 포함한다. 바람직하지 않은 전압은 적정 온도 흡수 및/또는 적정이하의 온도 램핑을 위해 요구되는 전압이다.
영역 분할 프로시저들은 또한 제 1 전압들 가열 램프들의 제 1 그룹에 인가하는 지시들 및 제 2 전압을 가열램프들의 제 2 그룹에 전달하는 지시들을 포함한다.
그러므로, 상기 방법들 및 시스템은 멀티-영역 원형 램프 어레이의 외부 영역 램프들에 대한 램프 수명을 증가시킴으로써 더 낮은 예측된 램프 신뢰성의 원인을 처리한다.
원형 멀티-영역 램프 어레이들의 사용자들이 외부영역 가열 램프들에서 예측된 오류보다 큰 오류를 경험하는 이유를 결정하기 위한 테스트들이 수행된다. 도 4는 가열 램프 수명(온도 사이클들) 동안 가속화된 새그(sag) 테스트의 결과들을 전압(404)의 함수로써 나타낸 그래프(400)이다. 상기 테스트는 대기 XE 반사기 슬리브내의 RADIANCE® 챔버에서 사용되는 표준 램프(EF940)와 함께 수랭식의(water-cooled) 단일 램프 고정물을 사용하여 수행된다. 반도체 웨이퍼나 지지 실린더는 사용되지 않았다. 또한, 74.74 V 전압 포화가 이용되었다.
이 그래프(400)는 가열 램프 어레이의 외부 영역에서 램프의 조사된 수명을 나타낸다. 외부 영역에 대해 도 5 및 도 6과 관련하여 하기에 보다 상세히 설명한다. 외부 영역의 램프는 일반적으로 2개의 영역, 즉 고속 온도 램핑이 요구될 때 램프가 고온(VH)에서 작동하는 제 1 영역, 및 흡수 온도를 유지하고 그리고/또는 적당한 온도 램핑으로 늦추는 적당한 전압에서 램프가 작동하는 제 2 영역의 결합으로 작동한다. 통상적으로, 제 1 영역에서 램프에 공급되는 전압은 램프의 전체 전력 출력의 약 70% 이상이며, 제 2 영역에서 램프에 공급되는 전압은 램프의 전체 전력 출력의 약 20% 내지 50%이다. 이들 영역 단독으로는 완전히 해가 없지만, 이들의 결합은 파멸적이다.
통상적으로, 외부 영역만이 온도 흡수를 위한 적당한 전압에 따르는 고온(VH) 출력을 필요로 하기 때문에, 원형 가열 어레이의 외부 영역만 이들 영역 양쪽에서 동작한다. 이는 웨이퍼 에지에서 벽 및 프로세스 키트에 대한 통상의 열 손실보다 외부 영역에서 더 크기 때문이다. 외부 영역만 제 1 영역을 겪는다.
알 수 있듯이, 이들 외부 영역 램프의 램프 수명은 램프가 제 1 및 제 2 영역 양쪽, 즉 고전압(도시 생략) 및 도시한 바와 같이 30 내지 45 V와 같이 적당한 흡수 전압에서 작동할 때 극적으로 감소된다. 이들 램프의 수명은 통상적으로 150,000 주기 이상으로 양호한 내부 영역 램프의 수명과 비교하여 30,000 주기 이하로 양호한 것으로 알려졌다. 이러한 수명 감소를 일으키는 매커니즘에 대한 연구가 착수되었다.
결정된 것은 도 3b와 관련하여 설명한 바와 같이 늘어짐 및 아크 아웃(arc-out)을 막기 위해 제조자들이 필라멘트에 칼륨을 삽입한다는 것이다. 이 칼륨은 필라멘트가 상승된 온도에 있을 때의 동작중에 버블을 형성하며, 버블은 그레인 경계 운동을 중단시킴으로서 코일의 늘어짐을 억제한다. 효과적으로 하기 위해, 필라멘트에 다수의 작은 버블이 분포되어야 한다. 그러나, 제 1 영역에서 칼륨 버블은 소수의 큰 버블에 합쳐진다. 이는 버블이 없는 필라멘트 영역을 더 크게 한다. 이러한 영역의 그레인 경계는 이제 늘어짐을 유도하는 응력에 응하여 자유롭게 이동할 수 있다.
더욱이 텅스텐(필라멘트의 주요 화학 종)의 산소 용해도는 온도의 감소 함수이다. 따라서, 고속 온도 램프-업 직후에 적당한 흡수 온도(일반적으로 약 1100 ℃)가 이어지는 제 2 영역에서, 산소가 텅스텐으로 확산된다. 텅스텐에 과포화된 산소는 칼륨 버블을 모아 칼륨 버블 이동에 도움을 준다.
그 결과, 2개의 영역 양쪽에서의 동작은 늘어짐을 상당히 촉진시킴으로써, 빠르게 램프 고장을 일으킨다. 따라서, 램프 신뢰도를 높이고 너무 이른 램프 고장을 감소시키기 위해, 제 1 및 제 2 영역에서의 램프 동작이 감소 또는 제거되어야 한다. 그러나, 열 처방에 필요한 열을 발생시키기 위해 외부 영역의 램프는 제 1 및 제 2 영역 양쪽에서 동작할 필요가 있기 때문에 이러한 방법에 문제가 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분할 영역 제어를 이용하여 램프 신뢰도를 개선하는 시스템 구조(500)의 개략도이다. 열 처리 시스템(502)이 제어기(504)에 결합된다. 열 처리 시스템(502)은 RTP 시스템 등의 가열 램프(506) 어레이로 구성된 임의의 시스템이다. 가열 램프(506)는 텅스텐-할로겐 가열 램프 등의 가열에 사용되는 임의의 램프이다. 용이한 설명을 위해, 열 처리 시스템(502)은 개방 및 비동작 위치로 나타냄으로써, 반도체 웨이퍼(508)를 노출시킨다. 바람직한 실시예에서, 가열 램프(506)의 어레이는 개별적으로 제어되는 영역의 다중 입력/다중 출력 어레이로 배열된다. 중앙의 원형 영역(510)은 외부 영역(512)에서 끝나는 연속적인 동심 고리형 영역으로 둘러싸인다. 일반적으로 이러한 외부 영역(512)은 반도체 웨이퍼의 에지 근처에 배치된다.
제어기(504)는 열 처방에 따라 각 영역에 공급되는 동작 전압을 제어한다. 동작 전압과 열 처방에 의해 요구되는 온도 사이에 직접적인 관계가 있으며, 즉 램프에 직접 공급되는 동작 전압의 증가는 램프 온도를 상승시킨다. 제어기(504)는 바람직하게 적어도 하나의 데이터 처리기 또는 중앙 처리 장치(CPU)(516); 메모리(522); 모니터, 키보드 및 플로피 디스크 드라이브 등의 입출력 디바이스(518); 디지털 신호를 아날로그 전압으로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(514); 및 이들 구성 요소들을 상호 접속하는 적어도 하나의 버스(520)를 포함한다.
메모리(522)는 바람직하게 데이터 처리, 접근, 저장 또는 검색 등의 명령어를 갖는 VXWORKS, LINUX 또는 WINDOWS 등의 운영체제(524)를 포함한다. 메모리(522)는 또한 바람직하게 입출력 디바이스(518)와 통신하기 위한 통신 프로시저(526); 적어도 하나의 열 처방(528); 동작 전압(Vo) 프로시저(530); 및 개별 영역 프로시저(532)를 포함한다.
열 처방(528)은 반도체 웨이퍼를 열적으로 처리하기 위한 처방이며, 근본적으로 2개의 구성 요소: a) 반도체 웨이퍼(508)가 가열되어야 하는 온도(536(1)-(N)) 및 b) 열 처리 시스템이 그 온도(536(1)-(N))를 유지하는 시간(534(1)-(N))으로 구성된다. 예를 들어, 열 처방은 각각의 별개 온도에서 0 내지 60초의 처리 시간동안 반도체 웨이퍼를 30 내지 1200 ℃의 개별 온도로 가열할 것을 요구한다. 열 처방은 반도체 웨이퍼 배치(batch)들 사이를 변경할 수도 있으며, 따라서 다수의 열 처방이 입출력 디바이스(518)에 의해 메모리(522)에 로드된다.
동작 전압(Vo) 프로시저(530)는 열 처방(528)에 필요한 온도(536(1)-(N))를 디지털-아날로그 변환기(514)에 전송되는 디지털 신호로 변환하며, 디지털-아날로그 변환기(514)는 디지털 신호를 특정 영역에서 램프에 전달되는 아날로그 동작 전압으로 변환한다.
개별 영역 프로시저(532)는 외부 영역(512)의 제 1 및 제 2 램프 그룹에 공급되는 동작 전압을 자동으로 제어하여 램프 신뢰도를 향상시킨다. 하기에 도 6 내지 도 10과 관련하여 개별 영역 프로시저 사용의 보다 상세한 설명이 제공된다.
도 6은 도 5에 나타낸 원형 어레이의 가열 램프(506)의 외부 영역(512)의 개략도이다. 상술한 바와 같이, 외부 영역(512)의 램프는 제 1 및 제 2 영역 양쪽에서 동작하기 때문에 외부 영역(512)이 내부 영역보다 고장나기 쉬운 것으로 알려졌다.
이러한 감소된 신뢰도를 처리하기 위해, 외부 영역의 램프는 개별적으로 제어되는 하나 이상의 그룹으로 분할된다. 이는 개별 영역 프로시저(532)(도 5)가 외부 영역의 임의의 램프를 제어하여 제 1 및 제 2 영역 양쪽에서 작동하지 않게 한다.
바람직한 실시예에서, 가장 외부의 동심 영역(512)은 적어도 2개의 가열 램프 그룹, 즉 제 1 그룹(602) 및 제 2 그룹(604)으로 분할된다. 200㎜ 지름의 반도체 웨이퍼(508)(도 5)를 열적으로 처리하는 시스템에 대해, 제 1 그룹은 바람직하게 48개의 램프를 포함하고, 제 2 그룹은 바람직하게 66개의 램프를 포함한다. 제 2그룹의 다수의 램프들은 제 1 그룹(602)이 반도체 웨이퍼(508)(도 5)의 중앙에서 제 2 그룹보다 평균적으로 더 근접하여 챔버벽을 통한 열손실에 민감하지 않다는 사실을 보상한다.
각각의 제 1(602) 및 제 2(604) 그룹의 램프들에 인가된 전압은 제어기(504)(도 5)에서 분할 영역(zone) 프로시저(procedure)들(532)(도 5)에 의하여 독립적으로 제어된다. 또한, 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2 그룹의 램프들은 임의의 온도 비균일 문제점들을 방지하기 위하여 서로간에 균일하게 분포된다. 비록 외부 영역이 두개의 그룹으로 분리되는 것으로 보일지라도 두개 이상의 그룹들이 사용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 분할 영역 제어를 사용하여 램프의 신뢰성을 개선시키기 위한 방법의 흐름도(700)이다. 독립적으로 제어되는 다중 영역 가열 어레이(506)(도 5)가 제공된후 임의의 시간에, 어느 램프들 또는 영역들이 제 1 및 제 2 영역에서 동작하는지가 단계(702)에서 결정된다. 전형적으로, 제 1 및 제 2 영역 둘다에서 동작하는 램프들 또는 영역들은 단지 외부 영역(512)(도 )에서의 램프들이다. 그러나, 대안 실시예에서, 제 1 및 제 2 영역 둘다에서 다른 방식으로 동작하는 일부 램프들은 램프의 신뢰성을 향상시키기 위하여 분할 영역 제어기에 의하여 제어될 수 있다.
만일 임의의 램프들이 제 1 및 제 2 영역들에서 동작하지 않는 것이 결정되면(단계 702- 아니오), VO프로시저들(530)(도 5)은 열적 방법(528)(도 5)에 따라 동작전압(VO)을 단계(704)에서 상기 램프들에 공급한다. 그러나, 램프들의 일부가 제 1 및 제 2 영역 둘다에서 동작하는 것으로 결정되면(단계 702-예), 상기 램프들의 일부는 도 6과 관련하여 기술된 바와같이 단계(706)에서 적어도 제 1 그룹(602(도 6) 및 제 2그룹(604)으로 분리된다. 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2 그룹들의 램프들은 앞서 언급한 바와같이 단계(708)에서 서로간에 균일하게 분포된다.
동작전압은 단계(710)에서 제 1 그룹 및 제 2그룹에 공급된다. 그 다음에, 단계(712)에서는 동작전압이 미리 결정된 하위 전압(VL) 및 미리 결정된 상위 전압(VU)사이에서 원치않는 전압인지의 여부가 결정된다. 미리 결정된 하위(VL) 및 상위(VU) 전압들은 실험에 의하여 경험적으로 설정된다. 바람직한 실시예에서, 상위 전압은 전체 전력출력의 55% 내지 60%의 범위내에 있는 반면에, 하위 전압은 전체 전력출력의 19% 내지 34%의 범위내에 있다.
만일 동작전압이 하위 전압(VL) 및 상위 전압(VU)사이에서 원치않는 전압이 아닌 것으로 결정되면(단계 712-아니오), 제 1 및 제 2 그룹은 열적 방법에 따라 동작 전압을 계속해서 수신한다.
만일 동작전압이 하위 전압(VL) 및 상위 전압(VU)사이에서 원치않는 전압이 아닌 것으로 결정되면(단계 712-예), 단계(714)에서는 분할 영역 프로시저들(532)도 5)이 제 1전압을 제 1 그룹에 공급하고 단계(716)에서는 제 2 전압을 제 2 그룹에 전달한다. 제 1 전압은 항상 상위 전압(VU)이상이며, 제 2 전압은 항상 하위 전압(VL) 이하이다. 또한, 제 1 및 제 2 전압들의 중량 평균은 하위 전압(VL) 및 상위 전압(VU)사이의 전압범위내에서 원치않는 전압을 근사화한다.
분할 영역 프로시저들(532)(도 5)은 열적 방법에 의하여 요구된, 제 1 및 제 2 그룹에 공급되는데 필요한 동작전압이 하위 전압(VL) 및 상위 전압(VU)사이의 전압범위내에 있지 않다는 것이 결정될때까지 제 1전압을 제 1그룹에 그리고 제 2 전압을 제 2그룹에 계속해서 공급한다. 이러한 것이 결정될때(단계 712-아니오), 열적 방법에 의하여 요구되고 VO프로시저들(530)(도 5)에 의하여 공급되는 정상 동작 전압은 단계(710)에서 제 1 및 제 2 그룹들에 공급된다.
도 8은 시간의 함수(802)로서 동작전압(804)에 대한 분할 영역 열 사이클의 전형적인 그래프(800)이다. 이러한 그래프(800)는 미리 결정된 하위 전압(VL)(808) 및 미리 결정된 상위 전압(VU)(806)사이의 전압(816)의 범위내에서 동작하는 램프들에 공급된 전압만을 도시한다. 또한, 이러한 그래프(800)는 제 2 영역에서만 동작하는 열적 프로세스에 의하여 공급되는 전압, 즉 전형적으로 램프의 전체 전력 출력의 70%이하인 전압만을 도시한다. 바람직한 실시예에서, 이들 램프는 외부 영역(512)(도 5)의 램프들, 즉 램프들의 제 1그룹(602)(도 6) 및 제 2그룹(604)(도 6)이다.
열적 방법(528)(도 5)이 시간 0에서 초기화될때, 동작전압(818)은 대략 1/2(V1)의 전압으로부터 전압(V3)이상까지 시간 t1에서 급경사를 이루게된다. 전압은 열적 방법이 외부 영역에 공급될 VL(808)이상의 전압을 요구하는 대략 시간 "te"까지 변동한다. 계산된 동작전압(818)이 하위 전압(VL)(808) 및 상위 전압(VU)(806)사이의 전압들(816) 범위내에서 원치않는 전압인 경우에, 분할 영역 프로시저(532)(도 5)는 가열램프들의 제 1 그룹(602)(도 6)에 제 1전압(810)을 공급하고 가열램프들의 제 2그룹(604)도 6)에 제 2전압(812)을 전달한다. 제 1전압(810)은 항상 상위 전압(VU)(806) 이상이며, 제 2전압(812)은 항상 하위 전압(VL)(808)이하이다. 제 1 및 제 2 전압의 중량 평균(814)은 전압(816)의 범위내에서 원치않는 전압에 근접하며 이에 따라 열적 방법(528)(도 5)을 만족한다.
테스트들은 하위 전압(VL)이 램프에 대한 전체 전력출력의 19% 및 34%사이에서 세팅되고 및/또는 상위 전압(VU)이 램프에 대한 전체 전력출력의 55% 및 60%사이에서 세팅되는 분할 영역 시스템 및 방법을 사용하여 상기 램프들의 수명을 상당히 개선시킬 수 있다는 것을 나타내었다.
하위 전압(VL) 및 상위 전압(VU)에서 전이가 발생할때마다 전압 발진을 방지하기 위하여, 가설 밴드가 각각의 스위칭 전압(VL, VU) 주위에 도입되어 변화가 만들어지기전에 전압이 지연된다. 3% 내지 12%의 가설 밴드가 발진을 방지하는데 효과적이라는 것이 발견되었다. 하위 가설 밴드(820, 822)는 하위 전압(808) 주위에 도입되며, 상위 가설 밴드(824, 826)는 상위 전압(806) 주위에 도입된다.
예컨대, 만일 열적 방법이 하위 전압(VL) 바로 아래 및 위에서 변동하는 동작전압을 요구하면, 제 1 및 제 2 그룹의 램프들에 공급된 전압은 동작전압 및 제 1전압 또는 제 2전압사이를 연속적으로 점프할 것이다. 이러한 상황을 방지하기 위하여, 상위 및 하위 가설 전압들은 전이 전압(VU, VL)의 어느 한 측면에 세팅된다. 예컨대, 동작전압이 하위 전압(VL)쪽으로 상승하면, 제 1 및 제 2 전압은 동작전압이 상위 가설 전압(822)을 교차할때 단지 제 1 및 제 2 그룹에 각각 공급될 것이다. 역으로, 열적 방법에 의하여 지시된 원치않는 전압이 하위 전압(VL) 쪽으로 하강하면, 동작전압은 원치않는 전압이 하위 가설 전압(820)을 교차할때 단지 제 1 및 제 2그룹에 공급될 것이다. 유사하게, 상위 및 하위 가설 전압들(826, 824)은 상위 전압(VU)을 위하여 제공된다.
제 1 그룹에 공급된 제 1전압(810)이 매우 높은 경우에, 제 2그룹에 공급된 제 2전압(812)은 제 1 및 제 2 전압의 중량 평균(814)이 원치않은 전압에 근접할 수 있도록 매우 낮아야 한다. 그러나, 소정의 상황에서, 제 1 전압은 보상을 위하여 제 2 전압이 램프의 낮은 포화 한계 5% 이하로 떨어질 것이 요구되도록, 즉, 램프들에 더 낮은 전압이 공급될 수 없게 동작할 것이 요구되도록 높다. 이러한 포화는 분리된(split) 전압 명령들(제 1 전압 및 제 2 전압)의 가중 평균(814)이 분리되지 않은 명령보다 더 높게 만들고, 온도의 상승을 야기한다. 응답으로, 슬립 제어기(504)(도 5)는 시스템의 속력을 늦추고, 온도를 강하시켜 한계 사이클(limit cycle)을 야기한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 제 1 그룹은 서브그룹(subgroup)들로 분리되고, 각각의 서브그룹은 고유의 더 낮은 전압(VL)을 갖는다. 이것은 한번에 단 하나의 영역(zone)을 분리됨으로써, 5%에서의 낮은 포화를 방지한다. 예를 들어, 제 1 그룹은 제 3, 제 4 및 제 5 그룹들로 분리된다. 그 다음에, 31%의 전압과 37%의 전압 사이에서, 단지 제 3 그룹에 상위 전압 이상의 제 1 전압이 공급된다. 37%의 전압과 47%의 전압 사이에서, 제 3 그룹과 제 4 그룹 둘 다에 상위 전압 이상의 제 1 전압이 공급된다. 마지막으로, 47%의 전압과 57%의 전압 사이에서, 제 4 그룹과 제 5그룹에 상위 전압 이상의 제 1 전압이 공급된다. 전압들의 결합의 가중 평균은 여전히 대략 열적 수단(thermal recipe)에 의해 요구되는 전압이어야 한다.
도 9A, 도 9B, 및 도 9D는 분할 영역 시스템(split zone system)을 사용하지 않고 수행되는 테스트에 따라, 시간 함수로서 가열 램프들의 원형 배열의 여러 영역들의 온도에 대한 그래프이다. 각 라인은 개별 영역에 대한 개별 온도 판독에 관한 것이다. 도 9A는 섭씨 30 내지 1200 도의 온도로부터 열 수단에 의해 지시되는 열적 사이클을 나타낸다. 알 수 있다시피, 주요 온도 램프 상승(ramp-up)은 약 26초 내지 37초 사이에서 발생한다. 도 9B는 도 9A에 도시된 그래프의 상위 온도 전이 부분의 확대 그래프이다. 알 수 있다시피, 온도가 섭씨 1100도에 접근함에따라, 소정의 작은 온도 변동들이 영역재한다. 도 9D는 도 9A에 도시된 그래프의 하위 온도 전이 부분의 확대 그래프이다. 다시, 온도가 섭씨 550도에 접근함에 따라 소정의 작은 온도 변동들이 관찰될 수 있다.
도 9C는 도 9A에 도시된 테스트에 따라 가열 램프들의 원형 배열의 5개의 다양한 영역들에 공급되는 동작 전압을 시간 함수로 보여주는 그래프이다. 알 수 있다시피, 가열 램프들의 영역들 중 하나에 대한 전압은 전체 전력의 약 50% 위로 상승된다. 이러한 증가된 전압이 온도를 섭씨 1100도의 흡수 온도(soak temperature)로 램프시키기 위하여 필요하다. 그것은 단지, 높은 온도를 요구하는 이러한 영역, 전형적으로 외곽 영역인데, 그 이유는 외곽 영역이 챔버 벽을 통한 온도 손실을 경험하기 때문이다. 흡수 온도가 도달된 이후에 전압은 이러한 흡수 온도를 유지하기 위하여 약 44%로 떨어진다. 따라서, 외곽 영역은 제 1 및 제 2 구간(regime) 둘 다에서 동작하고, 따라서 때이른 램프 고장 대상이다.
도 10C는 분할 영역 시스템(500)(도 5)을 사용하여 수행되는 테스트에서, 가열 램프들의 원형 배열의 여러 영역들에 공급되는 동작 전압을 시간 함수로 보여주는 그래프이다. 가열 램프들 배열의 외곽 영역에 공급되는 전압은 분할 영역 절차들(532)(도 5)에 의해 제어된다. 알 수 있다시피, 열 수단이 램프들의 외곽 영역이 사전에 설정된 하위 전압과 사전에 설정된 상위 전압 사이의 전압 범위에 진입하도록 명할 때마다, 분할 영역 절차들(532)(도 5)은 제 1 전압을 제 1 그룹의 가열 램프들에 인가하고 제 2 전압을 제 2 그룹의 가열 램프들에 인가한다. 이러한 시뮬레이션에서, 사전에 설정된 하위 전압은 전체 전력의 34%로 설정되고, 사전에설정된 상위 전압은 전체 전력의 55%로 설정된다. 제 1 전압은 항상 사전에 설정된 상위 전압 이상이고, 제 2 전압은 항상 사전에 설정된 하위 전압 이하이다. 제 1 전압 및 제 2 전압의 가중 평균은 전압들 범위의 원치 않는 전압에 근접하고, 그에 의해 열 수단을 만족시킨다.
도 10A, 도 10B, 및 도 10D는 도 10C에 보고된 것과 동일한 테스트에서 가열 램프들의 원형 배열의 여러 영역들에 대한 온도를 시간 함수로 보여주는 그래프이다. 도 10A는 도 9A-도 9D의 테스트에 사용되는 동일한 열 수단에 의하여 지시되는 열적 사이클을 보여준다. 알 수 있다시피, 주요 온도 램프 상승은 약 22초 내지 42초 사이에서 발생한다. 도 10B는 도 10A에 도시된 그래프의 상위 온도 전이 부부분에 대한 확대 그래프이다. 알 수 있다시피, 온도가 섭씨 1100도에 접근함에 따라 소정의 작은 온도 변동들이 영역재한다. 이러한 변동들은 겨우 도 9B의 변동들 정도이다. 도 10D는 도 10A에 도시된 그래프의 하위 온도 전이 부분에 대한 확대 그래프이다. 다시, 온도가 섭씨 550도에 접근함에 따라, 소정의 작은 온도 변동들이 관찰될 수 있다. 이러한 변동들은 겨우 도 9D의 변동들 정도이다. 즉, 도 10A의 온도 사이클은 도 9A의 온도 사이클에 매우 근접하게 매치된다.
도 9A-도 9D 및 도 10A-도 10D의 비교는 분할 영역 시스템 및 방법이 열 수단에 의해 지시된 대로의 열 사이클에 악영향을 미치지 않음을 보여준다. 더 나아가, 분할 영역 제어 시스템은 열 수단에 충실한 상태로 남아있는 한편, 양 구간, 제 1 구간 및 제 2 구간에서 램프가 동작하는 것을 제한하며, 그에 의하여 램프 신뢰도를 증가시키고 각각의 램프 수명을 증가시킨다.
본 발명의 특정 실시예들에 대한 이전의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시된다. 이전의 설명은 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하거나 본 발명의 전부를 나타내고자 의도된 것은 아니고, 자명한 다수의 변형예들 및 개량예들이 앞서 설명된 발명의 개념 관점에서 가능하다. 예를 들어, 가열 램프들의 배열은 반드시 원형 형태이어야 하는 것은 아니다. 또한, 분할 영역 제어 방법 및 시스템은 임의의 가열 램프들에 사용될 수 있고 단지 반도체 제조에 사용되는 RTP 시스템 또는 다른 시스템의 램프들에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예들은 본 발명의 원리 및 실용적인 응용예를 가장 잘 설명하기 위하여 선택되어 기술되었으므로, 당업자들은 고려되는 특정 용도에 적합한 여러 변형물을 사용하여 본 발명 및 여러 실시예들을 가장 잘 활용할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 방법의 단계 순서는 반드시 개시된 순서대로 발생하여야 하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 이하의 청구범위 및 그 균등물에 의해 정해진다.
Claims (20)
- 열 처리 시스템에서 램프 수명을 증가시키기 위한 방법으로서,반도체 웨이퍼를 열적으로 처리하기 위한 수단(recipe)에 따라 가열 램프들의 어레이로 이루어진 제 1 및 제 2 그룹에 동작 전압을 공급하는 단계;상기 동작 전압은 소정의 하위 전압과 소정의 상위 전압 사이의 전압들의 범위인 원치않는 전압인지 결정하는 단계;상기 가열 램프들의 제 1 그룹에 제 1 전압을 인가하는 단계 - 상기 제 1 전압은 상기 소정의 상위 전압 위에 있음 -; 및상기 가열 램프들의 제 2 그룹에 제 2 전압을 전달하는 단계 - 상기 제 2 전압은 상기 소정의 하위 전압 아래에 있음 -를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 전압의 중량 평균은 상기 원치않는 전압에 근사하는, 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 동작 전압 공급 단계 이전에,상기 램프가 급속한 온도 경사를 위해 고전압에서 동작하는 제 1 영역, 및 상기 램프가 흡수(soak) 온도를 유지하기 위해 및/또는 온도 경사를 경감하도록 느리게 하기 위해 적정 전압(moderate voltage)에서 동작하는 제 2 영역에서 동작시키는데 요구되는, 가열 램프들의 어레이 외부의 가열 램프들의 부분을 식별하는 단계; 및상기 제 1 및 제 2 그룹으로 상기 부분을 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 분리 단계는 상기 제 1 및 제 2 그룹의 가열 램프들을 서로에 대해 균일하게 분배하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 수단에 따라 가열 램프들의 어레이의 잔여 부분에 상기 동작 전압을 공급하는 단계를 더 포함하며, 상기 동작 전압은 상기 고전압 아래에 있는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 동작 전압 공급 단계 이전에,상기 가열 램프들의 어레이를 제공하는 단계 - 상기 어레이는 원형 어레이임 -; 및상기 제 1 및 제 2 그룹을 상기 원형 어레이의 외부 영역을 형성하는 가열 램프들로 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 상위 전압은 상기 제 1 및 제 2 그룹의 각 램프에 대한 총 전력 출력의 55% 내지 60% 범위인 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하위 전압은 상기 제 1 및 제 2 그룹의 각 램프에 대한 총 전력 출력의 19% 내지 34% 범위인 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 원치않는 전압은 적정 온도 흡수 및/또는 온도 경사를 경감하도록 느리게 하는데 필요한 전압인 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 동작 전압이 상기 하위 전압 아래에 있는지를 확인하는 단계; 및상기 동작 전압을 상기 제 1 및 제 2 그룹으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 동작 전압이 상기 상위 전압 위에 있는지를 확인하는 단계; 및상기 동작 전압을 상기 제 1 및 제 2 그룹에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 결정 단계는, 상기 동작 전압이 상기 상위 전압 근처에서 도입되는 하위 히스테리시스 밴드의 하위 히스테리시스 전압과 상기 하위 전압 사이의 전압들의 범위인 상기 원치않는 전압인지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 동작 전압이 상기 하위 전압 근처에서 도입되는 하위 히스테리시스 밴드의 상위 히스테리시스 전압 아래에 있는지를 확인하는 단계; 및상기 동작 전압을 상기 제 1 및 제 2 그룹에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 동작 전압이 상기 상위 전압 근처에서 도입되는 상위 히스테리시스 밴드의 상위 히스테리시스 전압 위에 있는지를 확인하는 단계; 및상기 동작 전압을 상기 제 1 및 제 2 그룹에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 원치않는 전압이 상기 상위 전압 근처에서 도입되는 상위 히스테리시스 밴드의 하위 히스테리시스 전압 아래에 있는지를 확인하는 단계; 및상기 제 1 전압을 상기 가열 램프들의 제 1 그룹에 인가하는 단계; 및상기 제 2 전압을 상기 가열 램프들의 제 2 그룹에 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 그룹은 서로 다른 하위 전압을 갖는 다수의 서브 그룹들로 분할되는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 가열 램프들의 어레이로 이루어진 제 1 및 제 2 그룹에 동작 전압을 공급하는 단계;상기 동작 전압이 소정의 하위 전압과 소정의 상위 전압 사이의 전압들의 범위인 원치않는 전압인지를 결정하는 단계;상기 가열 램프들의 제 1 그룹에 제 1 전압을 인가하는 단계 - 상기 제 1 전압은 상기 소정의 상위 전압 위에 있음 -; 및상기 가열 램프들의 제 2 그룹에 제 2 전압을 전달하는 단계 - 상기 제 2 전압은 상기 소정의 하위 전압 아래에 있음 -를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 전압의 중량 평균은 상기 원치않는 전압에 근사하는, 램프 수명 증가 방법.
- 열 처리 시스템에서 램프 수명을 증가시키기 위한 방법으로서,반도체 웨이퍼를 열적으로 처리하기 위한 열적 수단에 따라 램프에 동작 전압을 공급하는 단계;상기 동작 전압이 소정의 하위 전압과 소정의 상위 전압 사이의 전압들의 범위인지를 결정하는 단계; 및상기 소정의 상위 전압 이상의 제 1 전압 또는 상기 소정의 하위 전압 이하의 제 2 전압을 상기 램프로 전달하는 단계를 포함하는 열 처리 시스템의 램프 수명 증가 방법.
- 램프 수명을 증가시키기 위한 방법으로서,동작 전압을 램프에 공급하는 단계;상기 동작 전압이 소정의 하위 전압과 소정의 상위 전압 사이의 전압들의 범위에 있는지를 결정하는 단계; 및상기 소정의 상위 전압 이상의 제 1 전압 또는 상기 소정의 하위 전압 이하의 제 2 전압을 상기 램프로 전달하는 단계를 포함하는 램프 수명 증가 방법.
- 열 처리 시스템에서 램프 수명을 증가시키기 위한 시스템으로서,가열 램프들의 어레이를 갖는 열 처리 시스템; 및상기 가열 램프들의 어레이에 결합되는 컨트롤러- 상기 컨트롤러는,중앙 처리 유닛(CPU), 및 메모리를 포함하고,상기 메모리는,반도체 웨이퍼를 열적으로 처리하기 위한 수단(recipe);상기 가열 램프들의 어레이에 공급되는 동작 전압을 제어하기 위한 동작 전압 프로시저들; 및상기 수단에 따라 상기 가열 램프들의 어레이의 제 1 및 제 2 그룹에 동작 전압을 공급하기 위한 명령어들, 상기 동작 전압이 소정의 하위 전압과 소정의 상위 전압 사이의 전압들의 범위에서 원치않는 전압인지를 결정하기 위한 명령어들, 상기 소정의 상위 전압 이상인 제 1 전압을 상기 가열 램프들의 제 1 그룹에 인가하기 위한 명령어들, 및 상기 소정의 하위 전압 이하인 제 2 전압을 상기 가열 램프들의 제 2 그룹에 전달하기 위한 명령어들을 포함하는 분할 영역 프로시저들을 포함함 -를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 전압의 중량 평균은 상기 원치않는 전압에 근사하는, 열 처리 시스템의 램프 수명을 증가시키기 위한 시스템.
- 제 19 항에 있어서, 상기 분할 영역 프로시저들은,상기 램프가 급속한 온도 경사를 위해 고전압에서 동작하는 제 1 영역, 및 상기 램프가 흡수(soak) 온도를 유지하기 위해 및/또는 온도 경사를 경감하도록 느리게 하기 위해 적정 전압(moderate voltage)에서 동작하는 제 2 영역에서 동작시키는데 요구되는, 가열 램프들의 어레이 외부의 가열 램프들의 부분을 식별하기 위한 명령어들; 및상기 제 1 및 제 2 그룹으로 상기 부분을 분리시키기 위한 명령어들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 처리 시스템의 램프 수명을 증가시키기 위한 시스템.
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