KR20150070329A - 프로세스 챔버에서 열 에너지를 제공하고 지향시키기 위한 장치 - Google Patents

프로세스 챔버에서 열 에너지를 제공하고 지향시키기 위한 장치 Download PDF

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조셉 엠. 라니쉬
존 게를링
매튜 아브라함
아론 무이 헌터
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치가 본원에서 제공된다. 장치는, 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체, 프로세스 챔버 본체에 배치된 타겟 컴포넌트를 가열하기 위해서 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하도록, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이, 및 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 의해서 제공된 열 에너지를 타겟 컴포넌트를 향하여 지향시키도록, 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 근접하여, 제 1 기판 상에 배치된 적어도 하나의 반사기를 포함할 수 있다.

Description

프로세스 챔버에서 열 에너지를 제공하고 지향시키기 위한 장치{APPARATUS FOR PROVIDING AND DIRECTING HEAT ENERGY IN A PROCESS CHAMBER}
[0001] 본 발명의 실시예들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 시스템들에 관한 것이고, 더 구체적으로, 반도체 프로세싱 시스템들에서 사용하기 위한 열 소스들(heat sources)에 관한 것이다.
[0002] 반도체 웨이퍼들 및 다른 재료들과 같은 기판들의 열 프로세싱을 수반하는 여러 적용예들은 기판을 급속하게 가열 및 냉각하는 프로세스 단계들을 수반한다. 그러한 프로세싱의 일 예는 급속 열 프로세싱(RTP)이고, 이 프로세싱은 다수의 반도체 제조 프로세스들을 위해 사용된다.
[0003] 급속 열 프로세싱(RTP)은 램프들로부터의 열 에너지를 프로세스 챔버 내로 그리고 프로세싱 챔버의 반도체 기판 상으로 방사한다(radiate). 이러한 방식으로, 웨이퍼는 요구되는 프로세싱 온도로 가열된다. 반도체 프로세싱 동작들 동안에, 램프들은 초고온들에서 동작한다. RTP 챔버 램프들에 의해서 제공되는 열 에너지의 전부가 실제로 웨이퍼를 가열하게 되는 것은 아니다. 방사 에너지의 일부는 챔버 컴포넌트들, 특히 방사 전자계(radiation field)에서의 반사성(reflective) 컴포넌트들에 의해서 흡수된다. 이는 특히, 모든 방향들로 발광하는 포인트 소스들로부터의 발산된 에너지에 대해 해당된다(true for).
[0004] 부가적으로, 반도체 산업에서, 보통, 기판의 온도 사이클링(cycling) 동안에 기판에서 온도 균일성을 획득하는 것이 바람직하다. 온도 균일성은, 필름 증착, 산화물 성장, 및 에칭과 같은 온도 활성형(temperature activated) 단계들 동안 기판에 균일한 프로세스 변수들(예를 들어, 층 두께, 저항률(resistivity), 에칭 깊이)을 제공한다. 또한, 기판에서의 온도 균일성은 뒤틀림(warpage), 결함 생성, 및 기판 슬립(slip)과 같은 열 응력-유도된(stress-induced) 기판 손상을 방지하는데 필수적이다.
[0005] 따라서, 본 발명자들은 반도체 기판 프로세싱을 위한 개선된 열 에너지 소스들, 반사기들, 및 방사선의 개선된 반사를 위한 반사기 재료들을 제공하였다.
[0006] 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치가 본원에서 제공된다. 장치는, 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체, 프로세스 챔버 본체에 배치된 타겟 컴포넌트를 가열하기 위해서 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하도록, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이, 및 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 의해서 제공된 열 에너지를 타겟 컴포넌트를 향하여 지향시키도록, 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 근접하여, 제 1 기판 상에 배치된 적어도 하나의 반사기를 포함할 수 있다.
[0007] 몇몇 실시예들에서, 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치는, 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체, 프로세스 챔버에 배치된 프로세스 챔버 컴포넌트를 가열하기 위해서 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하도록, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이; 및 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스에 의해서 제공된 열 에너지를 프로세스 챔버 컴포넌트를 향하여 지향시키는 경사진 벽들을 갖는 적어도 하나의 반사기 구조물을 포함하고, 적어도 하나의 반사기 구조물은, 적어도 하나의 반사기 구조물 중 각각의 반사기 구조물이 고체 상태 소스 어레이의 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스 주위에 배치되도록, 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스 위에서 제 1 기판 상에 장착된다.
[0008] 몇몇 실시예들에서, 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치는, 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체, 프로세스 챔버 본체에 배치된 컴포넌트를 가열하기 위해서 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하도록, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이, 및 복수의 고체 상태 소스들에 의해서 제공된 열 에너지를 컴포넌트를 향하여 지향시키는 복수의 반사기 공동들(cavities)을 갖는 반사기 어레이를 포함하고, 반사기 어레이는, 복수의 반사기 공동들 중 각각의 반사기 공동이 고체 상태 소스 어레이의 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스 주위에 배치되도록, 고체 상태 소스 어레이 위에서 제 1 기판 상에 장착된다.
[0009] 몇몇 실시예들에서, 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치는, 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체, 프로세스 챔버에 배치된 프로세스 챔버 컴포넌트를 가열하기 위해서 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하도록, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이, 제 1 기판 상에 장착되고 제 1 기판에 실질적으로 수직이며, 서로 실질적으로 평행하게 배열되고, 각각은 제 1 측면(lateral) 엣지를 따라 배치된 복수의 슬롯들을 갖는 복수의 측면 반사기들, 및, 제 1 기판 상에 장착되고 제 1 기판에 실질적으로 수직이며, 서로 실질적으로 평행하게 배열되고, 각각은 제 1 측면 엣지를 따라 배치된 복수의 슬롯들을 갖는 복수의 횡(transverse) 반사기들을 포함하고, 복수의 횡 서브패널들의 제 1 측면 엣지들을 따라 배치된 슬롯들은 복수의 측면 서브패널들의 제 2 측면 엣지들을 따라 배치된 슬롯들과 맞물려서, 적어도 하나의 직사각형 반사기 공동을 포함하는 반사기 어레이를 생성하며, 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스에 의해서 제공된 열/빛/에너지를 프로세스 챔버 컴포넌트를 향하여 지향시키도록 적어도 하나의 직사각형 반사기 공동 중 각각의 반사기 공동은 고체 상태 소스 어레이의 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스 주위에 배치된다.
[0010] 몇몇 실시예들에서, 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치는, 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체, 프로세스 챔버에 배치된 프로세스 챔버 컴포넌트를 가열하기 위해서 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하도록, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이, 및, 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스에 의해서 제공된 열 에너지를 프로세스 챔버 컴포넌트를 향하여 지향시키기 위한 반사성 외측 코팅 및 중실 코어(solid core)를 포함하는 적어도 하나의 광 파이프를 포함하고, 적어도 하나의 광 파이프는, 적어도 하나의 광 파이프 중 각각의 광 파이프가 고체 상태 소스 어레이의 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스 주위에 배치되도록, 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스 위에서 제 1 기판 상에 장착된다.
[0011] 몇몇 실시예들에서, 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치는, 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체, 프로세스 챔버에 배치된 프로세스 챔버 컴포넌트를 가열하기 위해서 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하도록, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이, 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 의해서 제공된 열 에너지를 컴포넌트를 향하여 지향시키도록, 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 근접하여, 제 1 기판 상에 배치된 적어도 하나의 반사기, 및 고체 상태 소스 어레이와 가열될 프로세스 챔버 컴포넌트 사이에 배치된 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 렌즈 중 각각의 렌즈는 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스에 의해 제공된 열 에너지를 프로세스 챔버 컴포넌트를 향하여 지향시킨다.
[0012] 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 이하에서 설명된다.
[0013] 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 예시적 실시예들을 참조하여, 앞서 간략히 요약되고 이하에서 더 상세하게 논의되는 본 발명의 실시예들이 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.
[0014] 도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 반도체 기판 프로세스 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0015] 도 2a는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 복수의 LED 어레이들을 포함하는 LED 열 소스의 평면도이다.
[0016] 도 2b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, LED 어레이의 측단면도이다.
[0017] 도 3은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 복수의 LED들과 반사기들을 포함하는 LED 어레이의 3차원도이다.
[0018] 도 4는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 복수의 LED들과 반사기들을 포함하는 다른 LED 어레이의 3차원도이다.
[0019] 도 5a 및 5b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 반사기 어레이의 3차원도 및 평면도이다.
[0020] 도 6a는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 격자 반사기 어레이의 3차원도이다.
[0021] 도 6b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 격자 반사기 어레이의 3차원 분해도이다.
[0022] 도 6c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 광을 반사시키는 격자 반사기 어레이의 측단면도이다.
[0023] 도 7a는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, LED 어레이 위의 단일 렌즈의 측단면도이다.
[0024] 도 7b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, LED 어레이 위의 복수의 렌즈들의 측단면도이다.
[0025] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 요소들을 나타내는데 동일한 참조번호들이 사용되었다. 도면들은 실척으로 도시된 것은 아니며(not drawn to scale), 명료함을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 통합될 수 있는 것으로 고려된다.
[0026] 기판들을 프로세싱하기 위한 장치가 본원에서 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 본 발명의 장치는 반사기들 및/또는 렌즈들의 사용을 통해, 프로세스 챔버에 배치된 기판들 및 다른 컴포넌트들의 개선된 가열을 유리하게 제공할 수 있다. 더 구체적으로, 본 발명의 장치는, 고체 상태 광 포인트 소스들(예를 들어, LED들, 레이저들)로부터의 광을 타겟을 향하여 지향시키기 위해 반사성 디바이스들/재료들을 사용함으로써, 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들을 가열하기 위한 고체 상태 소스로부터 발산된 광을 유리하게 제어하고 그리고/또는 지향시킬 수 있다.
[0027] 이하의 설명에서, 기판이라는 용어는 열 프로세스 챔버에서 프로세싱되는 임의의 물체(object)를 광범위하게 포함하는 것으로 의도된다. 기판이라는 용어는, 예를 들어, 반도체 웨이퍼들, 평판 디스플레이들, 글라스 플레이트들 또는 디스크들, 플라스틱 작업물들, 등을 포함할 수 있다. 이하의 설명에서 고체 상태 광 포인트 소스들은 발광 다이오드들(LED들) 및 레이저들을 포함한다. 부가적으로, 이하에서 LED들 또는 LED들의 어레이들에 관하여 설명되지만, 레이저들 및 레이저들의 어레이들, 또는 다른 고체 상태 광 포인트 소스들이, 본원에서 설명된 실시예들에서 교환 가능하게 사용될 수 있다.
[0028] 도 1은, 급속 열 프로세스(RTP)와 같은 열 프로세스들을 수행하도록 구성되고, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른, 기판들을 가열하기 위한 본 발명의 LED 소스와 함께 사용하기에 적합한 예시적인 프로세스 챔버(100)를 개략적으로 도시한다. 프로세스 챔버(100)는, 기판을 지지하도록 구성된 기판 지지부를 갖고(예를 들어, 기판 지지 링, 다수의 위치들에서 기판을 유지하는 서셉터, 기판을 적소에(in place) 유지하는 에어 젯들(air jets)을 포함하는 프로세스 챔버) 그리고 기판의 배면(back side)을 따라 로케이팅된 반사기 플레이트를 갖는 임의의 유형의 프로세스 챔버일 수 있다. 적합한 프로세스 챔버들의 예들은, RADIANCE®, RADIANCE® PLUS, 또는 VANTAGE® 프로세스 챔버들 중 임의의 챔버, 또는 열 프로세스, 예를 들어 RTP를 수행할 수 있는 임의의 다른 프로세스 챔버를 포함하고, 이 모두는, 캘리포니아 산타 클라라 소재의 Applied Materials, Inc. 로부터 입수 가능하다. 다른 제조업자들로부터 입수 가능한 챔버들을 포함하여 다른 적합한 프로세스 챔버들이 또한, 본원에서 제공되는 교시들(teachings)에 따라 사용될 수 있고 그리고/또는 변경될 수 있다. 예를 들어, 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(epitaxial) 증착 챔버들, 에칭 챔버들, 원자 층 증착(ALD) 챔버들, 등을 포함한다.
[0029] 프로세스 챔버(100)는, 예를 들어, 열 프로세스들을 수행하기 위해 이뤄질 수 있고, 예시적으로, 챔버 본체(110), 지원 시스템들(130), 및 CPU(142), 메모리(144) 및 지원 회로들(146)을 포함하는 제어기(140)를 포함한다. 도 1에 도시된 프로세스 챔버(100)는 단지 예시적이며, RTP 이외의 프로세스들을 위해 구성된 챔버들을 포함하여 다른 프로세스 챔버들이, 본원에서 제공된 교시들에 따라 변경될 수 있다.
[0030] 프로세스 챔버(100)는 구역들에 배열된 LED들의 어레이(들) 또는 복수의 LED들을 포함할 수 있는 발광 다이오드(LED) 열 소스(138)를 포함하고, LED들의 각각의 구역은 개별적으로 제어 가능하다. 도 1에서, LED 열 소스들(138)은 기판(101)의 상부 표면을 가열하기 위해서 기판(101) 위에, 그리고 기판(101)의 각각의 측부(side)에(이는, 예를 들어, 기판(101)과 접촉하는 엣지 링(126)을 가열하는 데에 사용될 수 있음) 있는 것으로 도시된다. 대안적으로(도시되지 않음), LED 열 소스들(138)은, 예를 들어 기판(101) 아래에 배치되는 것에 의해서, 또는 기판(101)의 배면으로 방사선을 지향시키는 것에 의해서와 같이, 기판(101)의 배면을 가열하도록 구성될 수 있다. 각각의 LED 열 소스(138)는, 각각의 LED 열 소스(138)를 개별적으로 제어하기 위해서 제어기(140)에 커플링될 수 있는 하나 또는 그 초과의 전력 소스들(170)에 커플링된다. 기판(101)의 국부(localized) 영역들에서의 온도들은, 120과 같은 복수의 온도 프로브 조립체들에 의해서 측정되고, 온도 프로브 조립체는, 베이스(116)의 배면으로부터 반사기 플레이트(102)의 정상부를 통해 연장하는 스루 홀을 통과한다. 온도 프로브 조립체들(120)은 샘플링된 광을 반사 공동(118)으로부터 고온계(128)로 전달한다. 고온계(128)는, 측정된 온도에 반응하여 램프 헤드(138)에 공급되는 전력을 제어하는 제어기(140)에 연결된다. LED 열 소스들(138)은 다수의 구역들로 분할될 수 있다. 구역들은, 기판(101)의 상이한 지역들의 제어된 방사 가열(radiative heating)을 허용하기 위해서 제어기에 의해서 개별적으로 조정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 방사 가열의 더욱 더 미세한 제어를 용이하게 하기 위해서, LED 열 소스들(138)의 각각의 LED가 개별적으로 제어될 수 있다.
[0031] 몇몇 실시예들에서, LED 열 소스들(138)을 냉각시키는 데에 냉각 메커니즘이 사용될 수 있다. 몇몇 예시적인 냉각 메커니즘들은, 예를 들어, LED 열 소스들(138)의 배면에 커플링된 히트 싱크들(heat sinks)의 사용을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, LED들이 상부에 장착되는 기판은 기판 자체가 냉각을 위해 사용되는 히트 싱크일 수 있다. 다른 실시예들에서, LED 열 소스들(138)은, LED 열 소스들(138)에 근접하여 또는 그 주변에서 순환되는 가스 또는 액체에 의해서 냉각될 수 있다.
[0032] 챔버(100)에 포함된 기판 지지부(124)는 프로세스 챔버들 및/또는 기판 지지부들의 다양한 실시예들과 함께 작업하도록 이뤄질 수 있는 프로세스 키트(kit)(125)의 파트들(parts)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세스 키트(125)는, 기판 지지부(124)의 요소들, 예컨대 엣지 링(126) 및 엣지 링 지지부(127)를 포함할 수 있다.
[0033] 프로세싱 동안에, 기판(101)은 기판 지지부(124) 상에 배치된다. LED 열 소스(138)는 방사선(예를 들어, 열)의 소스이고, 동작 시에, 기판(101)에 걸쳐 미리-정해진 온도 분포를 생성한다. LED 열 소스(138)는 자외선 파장들 내지 적외선 파장들 범위의 파장들(예를 들어, 약 10 나노미터(nm) 내지 약 2000 나노미터(nm))로 에너지를 제공할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, LED 열 소스(138)는 마이크로파 파장 범위로 에너지를 제공할 수 있다. LED 어레이(138)는 기판(101)에 의해서 흡수되는 열 방사선을 제공한다. LED 소스에 의해서 생산된 열 방사선의 일부가 반사될 수 있지만, 반사되지 않은 실질적으로 모든 열 방사선은 가열되는 타겟 컴포넌트에 의해서 흡수된다.
[0034] 상기 설명된 예시적인 프로세싱 챔버(100)에서, LED 열 소스(138)는, 기판의 표면 부근 영역을 프로세싱하기 위해서, 기판의 표면을 조사(illuminate)하고 가열하는 데에 사용될 수 있다. LED 광 소스들은, 더 높은 효율과 더 신속한 반응 시간들을 포함하여 다양한 장점들을 제공한다. 펄스 폭들은 선택 가능하고, 그리고 밀리초(millisecond) 미만 내지 초(second) 초과의 범위일 수 있다.
[0035] 몇몇 실시예들에서, LED 어레이들(138)은, 필름들을 형성하고, 도펀트들(dopants)을 처리하며, 프로세스 가스들을 변화시키고(예를 들어, 결합(bond)들의 파괴), 그리고 기판 자체를 재정렬(reorder)하기 위해서, 프로세싱 챔버들과 함께 사용될 수 있다. 부가적인 고온 기판 프로세싱은, 더욱 더 높은 출력 강도들이 사용 가능해지기 때문에, LED 가열로부터 이익을 취할 수 있다. LED들은, 기판의 표면 부근 영역을 프로세싱하는 데에 사용될 때, 장점들을 제공한다. LED들은 긴 시간동안 지속되고, 출력 강도가 출력 조명(illumination)의 파장(들)으로부터 독립적으로 선택되게 허용한다. 발광 다이오드들(LED들)은 갈륨 질화물, 알루미늄 질화물, 이들의 조합들, 또는, 활성 영역의 III-V 재료들의 밴드갭에 의해서 정해진 하나 또는 그 초과의 파장들에 근접하여 발광하도록 구성된 기판 상에서 성장된(grown) 다른 III-V 재료들로 구성될 수 있다. 발산된 파장의 에너지를 감소시키면서, 발산된 파장을 더 긴 파장으로 변환하는 데에 형광체(phosphor)가 또한 사용될 수 있다. 본원에서 설명되고 남은 도면들에서 도시되는 고체 상태 소스들이, 흡수를 강화하거나 화학 반응을 강화하기 위해서 형광체를 채용할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
[0036] 관련된 케미스트리들(chemistries)에 따라서, 가스 전구체가 존재할 때 표면을 조사하는 것이, 열 또는 다른 수단에 의한 화학 반응들의 레이트(rate)를 높일 수 있다. 예를 들어, 광은 가스 상 분자들, 흡착된(adsorbed) 분자들을 여기할 수 있거나, 또는 심지어 표면 상의 화학 반응을 촉진하기 위해서 기판을 전자적으로 여기할 수 있다. LED의 파장은, 예를 들어, 반응 레이트를 높이기 위해서 분자 전자 전이(electronic transition)와 공진하는(resonant) 파장을 선택하는 것에 의해서, 원하는 필름 프로세스들을 촉진하도록 선택될 수 있다. 파장은 또한, 기판에 의한 방사선의 흡수를 강화하기 위해서 선택될 수 있고, 이에 의해, 기판을 더 효율적으로 가열할 수 있다.
[0037] 몇몇 실시예들에서, 도 1의 각각의 LED 열 소스(138)는 LED들의 하나의 큰 어레이를 포함할 수 있다. 그러나, 열 에너지 및 가열될 지역에 따라서, LED들의 하나의 큰 어레이는, LED들 및 연관된 회로망들에 손상을 주지 않으면서 안전하게 제공될 수 있는 것보다 더 많은 전력을 필요로 할 수 있다. 본 발명자들은, LED들을 복수의 더 작은 LED 어레이들로 모듈화하는 것에 의해서, 더 작은 LED 어레이들이 더 쉽게 취급될 수 있고, 생산될 수 있고, 그리고 전력 공급을 받을 수 있다는 것을 관찰하였다. 부가적으로, LED들의 복수의 더 작은 어레이들은 또한, LED 고장의 경우에 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 하나의 LED가 고장나서 개방 회로(open circuit)가 되는 경우, 그러면, 작은 LED 어레이로부터 발산되는 열만 손실된다. LED들의 하나의 큰 어레이가 사용되는 경우에는, 그러면, 하나의 LED 고장은 모든 프로세싱을 정지하게 만들 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 있고, 상이한 파장들을 갖는 다른 LED 어레이로 교체될 수 있다.
[0038] 도 2a 및 2b는, 다른 기판들을 열 프로세싱하고 그리고/또는 프로세싱 챔버에 배치된 다양한 프로세싱 챔버 컴포넌트들을 가열하기 위해서 LED 기판(202) 상에 배치된 복수의 LED 어레이들(204)을 포함하는 LED 열 소스(138)의 적어도 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 몇몇 실시예들에서, LED 열 소스(138)는 예시적으로, 길이가 100mm 내지 480mm, 폭이 100mm 내지 480mm일 수 있다. 부가적으로, 다양한 크기의 LED 열 소스들(138)이, 임의의 특정 적용예에서 필요하거나 원하는 바에 따라서 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED 어레이(204)는 가로 세로가 약 20mm, 약 20mm 인 정사각형일 수 있지만, 다른 크기의 LED 어레이들(204)이 사용될 수 있다. 각각의 LED 어레이(204)는 약 300개 내지 약 500개의 LED들(206)(예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이 384개의 LED들)을 포함할 수 있다. LED들(206)은 약 0.2mm 내지 약 1mm 떨어져 이격될 수 있다. LED 어레이들(204)은 약 0.5mm 내지 약 4mm 떨어져 이격될 수 있다.
[0039] 복수의 LED 어레이들(204) 중 각각의 어레이는 복수의 LED들(206)을 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 복수의 LED 어레이들(204) 중 적어도 하나의 어레이는 도 2b에 도시된 바와 같이 384개의 LED들을 포함할 수 있다. LED 어레이들(204)에서 각각의 LED(206)는 하나 또는 그 초과의 노출된 표면들로부터 광 및 열 에너지를 발산할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED(206)의 모든 노출된 표면들은 광 및 열 에너지를 발산할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED는 가로 세로가 약 0.7mm, 약 0.7mm인 정사각형일 수 있고 높이는 약 0.3mm일 수 있지만, 다른 크기의 LED(206)가 사용될 수 있다.
[0040] 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED(206)는 LED 기판(202)에 개별적으로 장착될 수 있다. 각각의 LED(206)는, 와이어-본드-프리 다이렉트 부착(wire-bond-free direct attach) LED들을 포함하여, 공융 접합(eutectic bonding)을 통해 기판에 장착될 수 있다. LED들을 기판에 다이렉트 부착하기 위해서, 우선, LED들이 부착될 기판 표면 상에 플럭스(flux)가 배치된다. 그런 다음에, LED들이 이러한 표면 위에 배치된다. 그런 다음에, LED들과 표면이 특정 가열 프로파일로 가열된다. LED의 바닥부 상에 배치된 상당한 양의 솔더(solder)는 플럭스의 도움으로 용융될 것이고, 그리고 LED를 플럭싱된 표면에 부착시킬 것이다. 몇몇 실시예들에서, LED들(206)은 와이어-접합을 통해서 부착될 수 있다. 부가적으로, 각각의 LED(206)는 LED 기판(202) 상에서 구축되거나(built) 성장될 수 있다.
[0041] 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED 어레이(204)는 베이스 기판(212)을 포함할 수 있다. 각각의 LED(206)는, LED 기판(202)과 관련하여 상기 설명된 바와 같이, 베이스 기판(212) 상에 개별적으로 장착되거나, 성장되거나, 또는 구축될 수 있다. 베이스 기판(212)을 포함하는 각각의 LED 어레이(204)는 LED 기판(202)에 장착될 수 있다.
[0042] LED 어레이들(204)이 장착되거나, 성장되거나, 또는 구축된 LED 기판(202)은, 그 표면 상에 증착된 p-형 층에 부착된 전극을 구비한, n-형 LED 기판(202)일 수 있다. 마찬가지로 p-형 기판들 또는 사파이어 기판들이 사용될 수 있다. 유사하게, 베이스 기판(212)은, 그 표면 상에 증착된 p-형 층에 부착된 전극을 구비한, n-형 기판일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 기판은 충분히 얇은 임의의 재료일 수 있거나, 또는 높은 열 전도성을 가지고, 이에 의해, 기판은 LED들로부터의 열을 신속하게 분산시킬 수 있으면서, 또한, 시스템의 나머지로부터 LED들의 전기 절연을 제공한다. 몇몇 실시예들에서, 이는, 전기 절연 재료를 사용함으로써 또는 유전체 층을 사용함으로써 이뤄질 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예들에서, 기판은 세라믹 또는 금속일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 상부에 LED들을 장착하는 데에 구리 기판이 사용될 수 있고, 그런 다음에 구리 기판은 더 큰 구리 히트 싱크에 공융 접합된다. 몇몇 예시적인 실시예들에서, 기판이 또한 히트 싱크로서 기능할 수 있다. 부가적으로, 기판은 전기 절연 재료(단락으로부터 LED들을 절연함)로서 기능할 수 있다.
[0043] 각각의 LED 어레이(204)는, LED 어레이(204)에 전력을 공급하기 위한 전력 소스에 커플링될 수 있는 전기 접촉 단자들(terminals)(214)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 전기 접촉 단자들(214)은, 복수의 LED 어레이들(204)에 전력을 제공하기 위한 전력 소스에 커플링된 LED 기판(202) 상의 단자들과 접촉할 수 있다. 몇몇 실시예들은 기판을 통하지 않고 LED 단자들에 직접 연결하는 전기 접촉들을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서는, 기판의 표면 아래의 내부 와이어들이 모든 LED들을 연결한 후에 모든 연결들을 LED들로부터 떨어진 표면 단자에 이르게 할 수 있다.
[0044] 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED 어레이(204)는 LED 어레이(204)의 하나 또는 그 초과의 측부들 상에 배치된 반사기(208)를 포함한다. 부가적으로, 몇몇 실시예들에서, LED 어레이(204)의 일부 또는 모든 LED들(206)은 LED(206)의 하나 또는 그 초과의 측부들 상에 배치된 반사기(210)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 반사기(216)가 모든 LED 어레이들(204)의 둘레 주변에 배치될 수 있다. 반사기들(208, 210, 216)은 LED로부터 발산된 광 및 열 에너지를 원하는 타겟(예를 들어, 웨이퍼 기판, 또는 다른 프로세스 챔버 컴포넌트, 등)을 향하여 반사시키도록 구성된다. 레이저들의 경우에, 반사기들(208, 210, 216)은, 웨이퍼 기판 또는 원하는 프로세스 챔버 컴포넌트를 가열하기 위해서, 레이저 빔들의 축으로부터 광을 지향시킬 수 있다. 반사기들(208 및 210)은 방사된 LED 광을 원하는 방향으로 반사시키기 위해서 각을 이룰 수 있다(angled). 몇몇 실시예들에서, LED 기판(202) 표면으로부터의 반사기 표면들의 경사 각도들은, 광 에너지가 향하기를 바라는 방향으로 연장되는 LED의 축으로부터(예를 들어, LED들의 평면 어레이에 대해서, 축은 평면 어레이에 수직일 수 있음) 약 45 내지 55도이지만, 2개의 이웃하는 LED들(206) 또는 LED 어레이들(204) 사이의 이용 가능한 공간에 기초하여 반사기의 각도 및 원하는 길이를 최대화하는 임의의 각도가 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사기들(208, 210, 216)의 표면들은 LED 기판(202)의 표면에 수직일 수 있다. 또한, 다른 실시예들에서, LED들(206)의 표면이, 반사기의 표면 대신에 또는 그에 부가하여 각을 이룰 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208, 210, 216)의 높이는 LED들(206)의 높이와 적어도 동일한 높이이지만, 필요에 따라서 LED들(206)보다 더 높거나 더 낮을 수 있다.
[0045] 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208 및 210)은, LED 및 이웃하는 LED에 의해서 제공되는 광 및 열 에너지를 원하는 타겟을 향하여 지향시키기 위해서, 각각의 LED(206)와 각각의 이웃하는 LED(206) 사이에 장착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사기들(208 및 210)은 LED들(206)의 그룹의 둘레 주변 및/또는 LED 어레이(204)의 둘레 주변에 포지셔닝될 수 있다. 반사기들(208, 210, 216)은 LED 기판(202)에 직접 장착될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208, 210)은 베이스 기판(212)에 직접 장착될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208, 210, 216)은 LED들(206) 및/또는 LED 어레이들(204) 위에 위치될 수 있고, 그 후에, 보호 코팅을 제공하고 또한 기판들(202 또는 212)에 장착하기 위해서, LED들(206) 및 반사기들(208, 210, 216) 위에 에폭시가 주입(poured)될 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사기들(208, 210, 216)은 기판들(202 또는 212)에 접착(glued)될 수 있다. 또한 다른 실시예들에서, 반사기들(208, 210, 216)은 실리콘 기판 상에서 성장될 수 있다.
[0046] 반사기들(208, 210, 216)은 금속, 금속 합금, 폴리싱된 플라스틱, 반사성 에폭시, 또는 유리와 같은 임의의 반사성 재료로 만들어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208, 210, 216)의 본체는 비-반사성 재료로 만들어지고 반사성 표면 코팅으로 코팅될 수 있다.
[0047] 반사기들(208, 210, 216)은 다수의 상이한 방법들로 만들어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208, 210, 216)은, 엄격한 치수 공차들을 보장할 수 있고, 광이 금속으로부터 튕겨서 타겟을 향하여 지향되도록 매우 얇은 금속이 특정 각도들로 벤딩되는 것을 허용하는 스탬핑(stamping) 프로세스를 통해서 형성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들(208, 210, 216)의 형상은 사출 성형(injection molding)에 의해서 형성될 수 있다. 반사기들(208, 210, 216)이 사출 성형된 플라스틱으로 형성되는 실시예들에서, 반사기는 LED들(206)로부터 발산된 열 에너지를 효율적으로 반사시키기 위해 알루미늄 또는 다른 적합한 재료로 플레이팅(plated)될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들은 레이저 컷팅, 에칭, 와이어-컷 방전 가공(EDM), 또는 전기주조법에 의해서 형성될 수 있다. 또한 다른 실시예들에서, 에폭시가 LED들(206) 위에 주입될 수 있고, 원하는 형상의 반사기들(208, 210, 216)이 LED들(206) 또는 LED 어레이들(204) 사이의 경화된(hardened) 에폭시에서 스탬핑될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED(206) 또는 LED 어레이들(204)을 둘러싸는 반사기(208, 210, 216)는 LED들(206) 및/또는 LED 어레이들(204) 위에 주입된 에폭시를 포함하는 반사성 아크릴 댐(dam)일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기(208, 210, 216)는, 반사기들(208, 210, 216)이 보드 레벨(board level)에서 LED들 및 LED 어레이들 주변에 안착(sit)되게 허용하도록 금속 시트에 펀칭된 홀들에 의해서 형성될 수 있다.
[0048] 본원에서 설명된 예시적인 실시예들에서, 타겟 기판은, 가열 동안에, 예를 들어 약 5mm까지 휠 수 있다(bow). 따라서, 몇몇 실시예들에서, LED들 및 반사기들은, 타겟 기판이 휘는 경우에 접촉을 겨우 피할 수 있을 정도로 떨어져서(just far enough away), 그러나 필수적인 균일한 열 에너지를 타겟 기판에 제공할 정도로 충분히 가깝게 위치되어야 한다. 몇몇 실시예들에서, 반사기들 및/또는 LED들은 타겟 기판 변형을 보상하도록 휘어질 수 있거나 성형될 수 있다.
[0049] 도 2a 및 2b와 관련된 상기 설명과 일치하는 다양한 LED/반사기 구성들이 도 3-6과 관련하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.
[0050] 도 3은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른, 복수의 LED들(206) 및 각각의 LED 주위에 배치된 반사기들(210)을 포함하는 예시적인 LED 어레이(204)를 도시한다. 각각의 LED(206)는 하나 또는 그 초과의 노출된 표면들(320 및 322)로부터 광 및 열 에너지를 발산할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 LED(206)의 모든 노출된 표면들은 광 및 열 에너지를 발산할 수 있다. 반사기들(210)은 LED로부터 발산된 광 및 열 에너지를 원하는 타겟(예를 들어, 기판, 또는 다른 프로세스 챔버 컴포넌트, 등)을 향하여 반사시키기 위해서 LED들 바로 옆에(next to) 배치된다. 도 3과 일치하는 몇몇 실시예들에서, 반사기들(210)은 삼각 프리즘의 기하학적 형상일 수 있지만, 직사각형, 정사각형, 원형, 오목형, 볼록형 등과 같은 다른 기하학적 형상들이 또한 사용될 수 있다.
[0051] 몇몇 실시예들에서, 반사기들(210)은 방사된 LED 광을 원하는 방향(예를 들어, 기판 또는 가열될 다른 챔버 컴포넌트를 향하여)으로 반사시키기 위해서 각을 이룬다. 몇몇 실시예들에서, LED 기판(202) 표면으로부터의 반사기 표면들(324)의 경사 각도들(326)은 약 45도이지만, 2개의 이웃한 LED들(206) 사이의 이용 가능한 공간에 기초하여 각도를 최대화하는 임의의 각도일 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사기들(210)의 표면들은 기판의 표면에 수직일 수 있다. 반사기들(210)의 높이는 바람직하게, LED들(206)의 높이와 적어도 동일한 높이이지만, 원하는 바에 따라서 LED들(206)보다 더 높거나 더 낮을 수 있다.
[0052] 몇몇 실시예들에서, 반사기들(210)은, LED와 이웃하는 LED에 의해서 제공된 광 및 열 에너지를 원하는 타겟을 향하여 지향시키기 위해서, 각각의 LED(206)와 각각의 이웃하는 LED(206) 사이에 장착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사기들(210)은 LED들(206)의 그룹의 둘레 주변 및/또는 LED 어레이(204)의 둘레 주변에 포지셔닝될 수 있다. 즉, 반사기는 각각의 개별 LED 주변에, LED들의 복수의 어레이들 주변에, 또는 전체 LED 어레이 주변에 위치될 수 있다.
[0053] 도 4는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른, 복수의 LED들(206) 및 각각의 LED 주위에 배치된 반사기들(210)을 포함하는 다른 예시적인 LED 어레이(204)를 도시한다. 도 4에서, 각각의 반사기(210)는 각각의 LED(206) 위에 장착될 수 있는 박스의 형태이다. 각각의 반사기 박스(210)의 벽들은, LED(206)로부터의 열 및 광 에너지를 원하는 타겟을 향하여 반사시키기 위해서, 각을 이룬다.
[0054] 도 5a 및 5b는 본 발명과 일치하는 실시예들에서 사용될 수 있는 반사기 어레이(502)의 3차원도 및 평면도이다. 반사기 어레이(502)는 복수의 반사기 베이들(bays)(510)로 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 반사기 베이(510)는, 도 2a 및 2b와 관련하여 상기 설명된 바와 같은 각각의 LED(206) 주변의 반사기(210)에 대응할 수 있다. 각각의 반사기 베이(510)는, 도 2a 및 2b와 관련하여 상기 설명된 LED(206)를 수용할 수 있는 개구부(504)를 바닥부에 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 바닥부의 개구부(504)는 정상부의 개구부보다 더 작다. 반사기 어레이(502)는 LED 기판(202) 상에 배치된 LED들의 어레이(204) 위에 위치될 수 있다. 반사기 어레이(502)는, 도 2a 및 2b와 관련하여 상기 설명된 바와 같이, LED 기판(202 또는 212)에 장착될 수 있다.
[0055] 몇몇 실시예들에서, 반사기 어레이(502)는 수산화칼륨(KOH) 에칭에 의해서 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. KOH는 실리콘 기판의 결정 구조를 따라서 실리콘 기판을 에칭하고, 도 5b에 도시된 바와 같은 원하는 형상으로 홀들을 형성한다.
[0056] 도 6a는 도 1의 기판(101)과 같은 타겟을 향하여 광을 반사시키고 재지향(redirect)시키기 위해서 열 소스(138)에서 사용될 수 있는 격자 반사기 어레이(602)의 3차원도이다. 격자 반사기 어레이(602)는, LED 광이 도관을 통해서 빛날 수 있도록, 각각의 LED 어레이(204) 위에 배치되는 도관으로서 기능할 것이다. 도관의 벽은, 광이 도관 위까지(all the way up) 오를(travel) 수 있도록, 매우 반사적일 것이다. 일단 광이 도관을 빠져나가면, 기판(101)이 매우 가까울 것이다. 이는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 광의 포커싱/콜리메이션(collimation)에 대해 걱정하지 않고 기판(101)에 더 가깝게 LED 광 소스를 효과적으로 이동시키는 것이다. 이는 도관들의 시리즈일 수 있거나, 또는 정사각형 도관들의 그리드일 수 있다(아마도, 금속/석영의 시트들을 90도 각도들로 서로 맞물리는(interlocking) 것에 의해서 만들어짐). 도관들의 측부들은 원래 반사성일 수 있거나, 또는 반사성 재료로 코팅될 수 있다. 격자 반사기 어레이(602)는 광 중에서 더 많은 광이 타겟으로 지향되게 허용하거나 또는 광 소스를 웨이퍼에 더 가깝게 효과적으로 이동시키게 허용한다.
[0057] 격자 반사기 어레이(602)는 복수의 반사기 베이들(610)로 구성될 수 있다. 각각의 반사기 베이는 정사각형, 직사각형, 또는 다른 유형의 형상일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 반사기 베이(610)는, 도 2a 및 2b와 관련하여 상기 설명된 바와 같은 각각의 LED 어레이(204) 주변의 반사기(208)에 대응할 수 있다. 각각의 반사기 베이(610)는 정상부에 개구부, 및 바닥부에 도 2a 및 2b와 관련하여 상기 설명된 바와 같은 LED 어레이(204)를 수용할 수 있는 개구부를 갖는다. 격자 반사기 어레이(602)는 LED 기판(202) 상에 배치된 LED들의 어레이들(204) 위에 위치될 수 있다. 격자 반사기 어레이(602)는, 도 2a 및 2b와 관련하여 상기 설명된 바와 같이, LED 기판(202)에 장착될 수 있다.
[0058] 격자 반사기 어레이(602)는 반사기 패널들의 제 2 세트(606)에 커플링될 수 있는 반사기 패널들의 복수의 제 1 세트(604)를 포함한다. 반사기 패널들의 제 1 및 제 2 세트(604, 606)는 도 6b에 도시된 바와 같은 슬롯들(614 및 616)을 사용하여 서로 맞물리거나 커플링될 수 있다. 격자 반사기 어레이(602)는 격자 반사기 어레이(602)를 안정화시키고 LED 기판(202)에 장착시키기 위한 부가적인 피쳐들(612)을 포함할 수 있다. 부가적으로, 몇몇 실시예들에서, 격자 반사기 어레이들(602)은 서로의 정상부 상에 적층(stacked)될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 격자 반사기 어레이들(602)은 중실 블럭(solid block)의 재료로 기계가공될 수 있거나, 사출 성형에 의해서 형성될 수 있거나, 또는 등등의 방법으로 만들어질 수 있다.
[0059] 몇몇 실시예들에서, 각각의 반사기 베이(610)는, 예를 들어 유리와 같은 고체 재료로 충전(filled)될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. LED들로부터의 광은 공기를 통하는 대신에 중실 유리 광 파이프(solid glass light pipe)의 내부에서 반사된다. 이는, 아주 소량의 광만 손실하면서, 광이 전부 내부적으로 반사될 수 있도록 한다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, LED 열 소스(138)는 타겟 기판(101)으로부터 3미터 떨어져서 위치될 수 있고, 어떠한 에너지도 손실하지 않으면서 LED들로부터 타겟 기판(101)으로 광을 운송하는 데에 중실 광 파이프를 사용할 수 있다. 이는 열 관리를 유리하게 도울 것이다.
[0060] 몇몇 실시예들에서, 도 2a-6과 관련하여 상기 논의된 반사기들 중 임의의 반사기는 타겟에 도달하는 광의 양을 증가시키기 위해 하나 또는 그 초과의 렌즈와 함께 사용될 수 있다. LED들은 포인트 소스들이기 때문에, LED들로부터 발산되는 광은 가능한 많은 에너지를 포획하기 위해서 포커싱될 필요가 있다. LED 광을 포커싱하는 데에 렌즈를 사용하는 다양한 가능한 방법들은, 도 7a에 도시된 바와 같이 LED들의 집합 위에 단일 렌즈(710)를 위치시키는 것, 도 7b에 도시된 바와 같이 각각의 LED(706) 위에 렌즈(712)(즉, 각각의 렌즈가 하나의 LED와 연관되도록 복수의 렌즈)를 위치시키는 것, 또는 포물선형 채널을 통해 LED들의 표면 위에 물을 유동시켜서 렌즈로서 작동하게 하는 것(도시되지 않음)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. LED들 위에 다른 다양한 패턴들의 렌즈들이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 렌즈는 중앙 초점으로부터 다수의 LED 광을 멀리 지향시키도록 성형될 수 있다.
[0061] 몇몇 실시예들에서, 렌즈들(710, 712)은, 광을 포커싱하는 것에 부가하여 광을 지향시키는 데에 사용될 수 있다. 렌즈들의 다수의 층들은 또한, 광을 추가로 포커싱하는 것을 돕는 데에 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 렌즈들(710, 712)은 또한, 프로세싱되는/가열되는 기판의 표면 위에 광이 균등하게 분배되는 것을 확실하게 하는 데에 사용될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예들에서, 렌즈들은 평면(예를 들어, 프레넬 렌즈 스타일)일 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 렌즈들은 광의 특성들을 변경하는, 광 소스와 기판 사이에 배치된 임의의 표면으로서 설명될 수 있다.
[0062] 렌즈는 또한, 광을 전달하고 굴절시킬 수 있는 임의의 재료, 예를 들어, 유리, 에폭시, 플라스틱들, 크리스탈, 석영 등으로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 렌즈(710, 712)는 렌즈를 생성하기 위해서 유리를 그라인딩(grinding)하는 것에 의해서, 또는 텍스쳐링된 표면 위에 에폭시를 주입하고 이를 경화시키는 것에 의해서 만들어질 수 있다.
[0063] 몇몇 실시예들에서, 렌즈(710, 712)는, LED들(706) 위에 주입된 에폭시에 렌즈를 내장(embedding)함으로써, LED들(706) 위에 장착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 렌즈(710, 712)는 적소에 접착될 수 있다. 또한 다른 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 렌즈(710, 712)를 포함하는 개별 렌즈 구조물이 LED들(706)과 가열되는 타겟 사이에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 렌즈는 성장될 수 있다. 예를 들어, SiO2를 성장시키는 것은 원하는 렌즈로 기계가공되거나 에칭되는 투명 층을 제공할 수 있다.
[0064] 전술된 내용은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 발명의 기본 범위에서 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다.

Claims (15)

  1. 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치로서,
    상기 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체;
    상기 프로세스 챔버 본체에 배치된 타겟 컴포넌트를 가열하기 위해서, 복수의 고체 상태(solid state) 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이; 및
    상기 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 의해서 제공된 열 에너지를 상기 타겟 컴포넌트를 향하여 지향시키도록, 상기 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 근접하여, 상기 제 1 기판 상에 배치된 적어도 하나의 반사기(reflector)를 포함하는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기의 표면은 방사된 고체 상태 소스광을 상기 타겟 컴포넌트를 향하여 반사시키도록 각을 이루는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는 (a) 상기 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 2개의 소스들 사이에 배치되고 그리고 (b) 상기 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 2개의 소스들에 의해서 제공된 열 에너지를 상기 컴포넌트를 향하여 지향시키는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는 (a) 상기 고체 상태 소스 어레이의 둘레 주위에 배치되고 그리고 (b) 상기 고체 상태 소스 어레이에 의해서 제공된 열 에너지를 상기 컴포넌트를 향하여 지향시키는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는 복수의 반사기들을 포함하고, 상기 복수의 반사기들은 상기 복수의 고체 상태 소스들 중 각각의 소스의 둘레 주위에 배치되는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 고체 상태 소스들은 발광 다이오드들(LED들)인,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 LED들 중 각각의 LED는 와이어-본드-프리 다이렉트 부착(wire-bond-free direct attach) LED인,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 고체 상태 소스들 중 각각의 소스는 레이저들인,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는 상기 제 1 기판에 직접 장착되는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는 상기 제 1 기판 상에서 직접 성장되는(grown)
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는 원하는 형상 및 반사기 표면들의 각도를 생성하기 위해서 스탬핑(stamping) 프로세스에 의해서 형성되는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는 레이저 컷팅, 에칭, 와이어-컷(wire-cut) 방전 가공(EDM), 또는 전기-주조법(electro-forming) 중 적어도 하나에 의해서 형성되는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기는, 상기 복수의 고체 상태 소스들에 의해서 제공된 열 에너지를 상기 컴포넌트를 향하여 지향시키는 복수의 반사기 공동들을 갖는 반사기 어레이이고, 상기 반사기 어레이는 수산화칼륨(KOH) 에칭 프로세스를 통해서 형성되는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  14. 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치로서,
    상기 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체;
    상기 프로세스 챔버에 배치된 프로세스 챔버 컴포넌트를 가열하기 위해서, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이;
    상기 제 1 기판 상에 장착되고 상기 제 1 기판에 실질적으로 수직이며, 서로 실질적으로 평행하게 배열되고, 각각은 제 1 측면(lateral) 엣지를 따라 배치된 복수의 슬롯들을 갖는 복수의 측면 반사기들; 및
    상기 제 1 기판 상에 장착되고 상기 제 1 기판에 실질적으로 수직이며, 서로 실질적으로 평행하게 배열되고, 각각은 제 1 측면 엣지를 따라 배치된 복수의 슬롯들을 갖는 복수의 횡(transverse) 반사기들을 포함하고,
    상기 복수의 횡 반사기들의 제 1 측면 엣지들을 따라 배치된 슬롯들은 상기 복수의 측면 반사기들의 제 1 측면 엣지들을 따라 배치된 슬롯들과 맞물려서, 적어도 하나의 직사각형 반사기 공동을 포함하는 반사기 어레이를 생성하며, 그리고
    상기 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스에 의해서 제공된 열 에너지를 상기 프로세스 챔버 컴포넌트를 향하여 지향시키도록 상기 적어도 하나의 직사각형 반사기 공동 중 각각의 반사기 공동은 상기 고체 상태 소스 어레이의 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스 주위에 배치되는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
  15. 프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치로서,
    상기 프로세스 챔버의 프로세스 챔버 본체;
    상기 프로세스 챔버에 배치된 프로세스 챔버 컴포넌트를 가열하기 위해서, 복수의 고체 상태 소스들을 갖는, 제 1 기판 상에 배치된 고체 상태 소스 어레이;
    상기 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 의해서 제공된 열 에너지를 상기 컴포넌트를 향하여 지향시키도록, 상기 복수의 고체 상태 소스들 중 하나 또는 그 초과의 소스들에 근접하여, 상기 제 1 기판 상에 배치된 적어도 하나의 반사기; 및
    상기 고체 상태 소스 어레이와 가열될 상기 프로세스 챔버 컴포넌트 사이에 배치된 적어도 하나의 렌즈를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 렌즈 중 각각의 렌즈는 상기 복수의 고체 상태 소스들 중 적어도 하나의 소스에 의해 제공된 열 에너지를 상기 프로세스 챔버 컴포넌트를 향하여 지향시키는,
    프로세스 챔버에 열 에너지를 제공하기 위한 장치.
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