KR20150136101A - 반사성 라이너들 - Google Patents
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Abstract
반도체 기판을 처리하기 위한 장치가 기재되어 있다. 이 장치는, 광학적으로 투명한 상부 돔 및 하부 돔을 갖는 프로세스 챔버이다. 처리 동안 프로세스 챔버 내에서 진공이 유지된다. 상부 돔은 처리 영역 외부에서 상부 돔을 따라 열 제어 유체를 유동시킴으로써 열 제어된다. 열 램프들이 하부 돔 부근에 위치되고, 열 센서들이 램프들 사이에 배치된다. 램프들에는 구역별로 전력이 공급되고, 제어기가 열 센서들로부터 수신된 데이터에 기초하여 램프 구역들에 대한 전력을 조정한다. 반사성 라이너가 기판의 개선된 온도 측정 및 가열을 제공할 수 있다.
Description
반도체 처리를 위한 장치가 본 명세서에 개시된다. 보다 구체적으로는, 본 명세서에 개시된 실시예들은 반도체 처리 챔버에서 사용하기 위한 반사성 라이너에 관한 것이다.
에피택시는 반도체 기판들 상에 매우 얇은 재료 층들을 형성하기 위해 반도체 처리에서 광범위하게 이용되는 프로세스이다. 이러한 층들은 흔히 반도체 디바이스의 가장 작은 피처들 중 일부를 정의하며, 결정질 재료들의 전기적 특성들이 요구되는 경우에 고품질의 결정 구조를 가질 수 있다. 기판이 배치되는 처리 챔버에 퇴적 프리커서(deposition precursor)가 통상적으로 제공되며, 기판은 원하는 특성들을 갖는 재료 층의 성장을 촉진하는 온도로 가열된다.
일반적으로, 막은 매우 균일한 두께, 조성 및 구조를 갖는 것이 요구된다. 국지적인 기판 온도, 가스 유동 및 프리커서 농도에서의 편차 때문에, 균일하며 반복가능한 특성들을 갖는 막들을 형성하는 것은 상당히 어렵다. 처리 챔버는 통상적으로 고진공, 전형적으로는 10 Torr 미만을 유지할 수 있는 용기(vessel)이고, 오염 물질의 도입을 피하기 위해 용기 외부에 위치된 가열 램프들에 의해 열이 통상적으로 제공된다. 기판의 온도를 측정하기 위해 고온계들이 제공될 수 있다. 기판 온도의 제어와 측정 및 그에 따른 국지적 층 형성 조건들의 제어와 측정은 챔버 컴포넌트들의 열 흡수 및 방출, 그리고 처리 챔버 내부의 막 형성 조건들에 대한 센서들 및 챔버 표면들의 노출에 의해 복잡해진다. 균일성 및 반복성을 개선하기 위해, 온도 제어 및 온도 측정이 개선된 에피택시 챔버, 및 이러한 챔버를 동작시키는 방법에 대한 필요성이 남아있다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 반도체 처리 챔버에서 사용하기 위한 반사성 라이너들에 관한 것이다. 반사성 라이너들은 처리 챔버에서의 기판의 온도 제어 및 측정을 개선할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예들은 반도체 처리 챔버에서 사용하기 위한 장치를 제공한다. 이 장치는 직원기둥 고리 형상의 반사성 라이너(right circular cylindrical annulus shaped reflective liner)를 포함하고, 이 반사성 라이너는 외측 부분, 내측 부분, 및 외측 부분과 내측 부분 사이의 용적(volume)을 갖는다. 반사성 부재가 용적에 이동가능하게 배치된다.
위에서 언급된 본 발명의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 발명의 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 그들 중 일부는 첨부 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예들만을 도시하며, 따라서 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 본 명세서에 기재된 일 실시예에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 1은 본 명세서에 기재된 일 실시예에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 단면도이다.
에피택시 프로세스를 수행하면서 기판의 구역화된 온도 제어(zoned temperature control)를 할 수 있는 챔버는 상부, 측부 및 하부를 갖는 처리 용기를 갖는데, 이러한 상부, 측부 및 하부 모두는 용기 내에 고진공이 확립될 때에 자신의 형상을 유지하는 능력을 갖는 재료로 이루어진다. 적어도 하부는 열 복사에 대해 실질적으로 투명하며, 열 램프들은 처리 용기 외부에서 처리 용기의 하부에 결합되는 원추형 램프헤드 구조물에 위치될 수 있다. 열 센서들은, 센서들로의 열 잡음 및 센서들 상의 재료 퇴적을 감소시키기 위한 수단과 함께, 처리 용기 내부의 다양한 위치들에 배치된다.
도 1은 일 실시예에 따른 프로세스 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 프로세스 챔버(100)는, 기판(108)의 상부 표면 상의 재료의 퇴적을 포함하여, 하나 이상의 기판을 처리하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 프로세스 챔버(100)는 챔버 바디(101), 및 다른 컴포넌트들 중에서도 프로세스 챔버(100) 내에 배치된 기판 지지체(107)의 후면(backside)(104)을 가열하기 위한 복사 가열 램프들(102)의 어레이를 포함한다. 기판 지지체(107)는 도시된 바와 같이 기판(108)을 기판(108)의 에지로부터 지지하는 링형 기판 지지체이거나, 디스크형 또는 플래터형 기판 지지체, 또는 복수의 핀, 예를 들어 3개의 핀 또는 5개의 핀일 수 있다. 기판 지지체(107)는 프로세스 챔버(100) 내에서 상부 돔(128)과 하부 돔(114) 사이에 위치된다. 기판(108)은 로딩 포트(103)를 통해 프로세스 챔버(100) 내로 이동되어 기판 지지체(107) 상에 위치될 수 있다.
기판 지지체(107)는 상승된 처리 위치에 있는 것으로 도시되어 있지만, 리프트 핀들(105)이 하부 돔(114)에 접촉하는 것을 허용하기 위해서 액추에이터(도시되지 않음)에 의해 처리 위치 아래에 있는 로딩 위치까지 수직으로 이동할 수 있다. 리프트 핀들(105)은 기판 지지체(107) 내의 홀들을 통과하여, 기판(108)을 기판 지지체(107)로부터 상승시킨다. 다음에, 로봇(도시되지 않음)이 프로세스 챔버(100)에 들어가서, 기판(108)에 맞물리고, 로딩 포트(103)를 통하여 프로세스 챔버로부터 기판을 제거할 수 있다. 다음에, 기판 지지체(107)는, 기판(108)의 디바이스 측(116)을 위로 향하게 한 채로 기판을 기판 지지체(107)의 정면(front side)(110) 상에 배치하기 위해서 처리 위치까지 상향으로 작동될 수 있다.
기판 지지체(107)는, 처리 위치에 위치되어 있는 동안, 프로세스 챔버(100)의 내부 용적을, (기판 위에 있는) 프로세스 가스 영역(156) 및 (기판 지지체(107) 아래에 있는) 퍼지 가스 영역(158)으로 분할한다. 기판 지지체(107)는, 프로세스 챔버(100) 내에서의 열 및 프로세스 가스 유동의 공간적 불균일(thermal and process gas flow spatial non-uniformities)의 영향을 최소화하고, 그에 의해 기판(108)의 균일한 처리를 용이하게 하기 위해서, 처리 동안 중앙 샤프트(132)에 의해 회전된다. 기판 지지체(107)는 중앙 샤프트(132)에 의해 지지되고, 중앙 샤프트는 기판(108)의 로딩 및 언로딩 동안에 그리고 일부 경우들에서는 처리 동안에 기판(108)을 상하 방향(134)으로 이동시킨다. 전형적으로, 기판 지지체(107)는 낮은 열 질량(low thermal mass) 또는 낮은 열 용량(low heat capacity)을 갖는 재료로 형성되어, 기판 지지체(107)에 의해 흡수 및 방출되는 에너지가 최소화되게 한다. 기판 지지체(107)는, 램프들(102)로부터의 복사 에너지를 흡수하고 복사 에너지를 기판(108)에 전도하기 위해서, 실리콘 탄화물 또는 실리콘 탄화물로 코팅된 흑연으로 형성될 수 있다. 도 1에서, 기판 지지체(107)는 램프들(102)로부터의 열 복사에 대한 기판의 노출을 용이하게 하기 위해 중앙 개구를 갖는 링으로서 도시되어 있다. 또한, 기판 지지체(107)는 중앙 개구가 없는 플래터형 부재일 수도 있다.
일반적으로, 상부 돔(128) 및 하부 돔(114)은 석영과 같은 광학적으로 투명한 재료로 전형적으로 형성된다. 상부 돔(128) 및 하부 돔(114)은 열 메모리(thermal memory)를 최소화하기 위해 얇은데, 전형적으로는 약 3mm 내지 약 10mm, 예를 들어 약 4mm의 두께를 갖는다. 상부 돔(128)은, 냉각 가스와 같은 열 제어 유체를 유입구(inlet portal)(126)를 통해 열 제어 공간(136)에 도입하고 열 제어 유체를 배출구(exit portal)(130)를 통해 빼냄으로써 열 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 열 제어 공간(136)을 통해 순환하는 냉각 유체는 상부 돔(128)의 내측 표면 상의 퇴적을 감소시킬 수 있다.
램프들(102)의 어레이와 같은 하나 이상의 램프는, 프로세스 가스가 기판(108) 위로 지나갈 때 기판(108)을 가열함으로써 기판(108)의 상부 표면 상으로의 재료의 퇴적을 용이하게 하기 위해서, 중앙 샤프트(132) 주위에서, 원하는 방식으로 하부 돔(114)에 인접하여 하부 돔(114) 아래에 배치될 수 있다. 다양한 예들에서, 기판(108) 상에 퇴적된 재료는 Ⅲ족, Ⅳ족 및/또는 Ⅴ족 재료일 수 있거나, 또는 Ⅲ족, Ⅳ족 및/또는 Ⅴ족 도펀트를 포함하는 재료일 수 있다. 예를 들어, 퇴적된 재료는 갈륨 비화물, 갈륨 질화물 또는 알루미늄 갈륨 질화물을 포함할 수 있다.
램프들(102)은 약 섭씨 200도 내지 약 섭씨 1200도, 예컨대 약 섭씨 300도 내지 약 섭씨 950도의 범위 내의 온도로 기판(108)을 가열하도록 되어 있을 수 있다. 램프들(102)은 선택적인 반사기(143)에 의해 둘러싸인 전구들(bulbs)(141)을 포함할 수 있다. 각각의 램프(102)는 전력 분배 보드(power distribution board)(도시되지 않음)에 결합되고, 전력 분배 보드를 통하여 각각의 램프(102)에 전력이 공급된다. 램프들(102)은, 예를 들어 램프들(102) 사이에 위치된 채널들(149)에 도입되는 냉각 유체에 의해 처리 동안에 또는 처리 이후에 냉각될 수 있는 램프헤드(145) 내에 위치된다. 부분적으로는 램프헤드(145)가 하부 돔(114)에 매우 근접해 있는 것으로 인해, 램프헤드(145)는 하부 돔(114)을 전도 냉각한다. 램프헤드(145)는 램프 벽들 및 반사기들(143)의 벽들을 또한 냉각할 수 있다. 요구되는 경우에, 램프헤드들(145)은 하부 돔(114)과 접촉할 수 있다.
라이너 어셈블리(162)가 베이스 링(160)의 내측 둘레 내에 배치되거나 이 내측 둘레에 의해 둘러싸일 수 있다. 베이스 링(160)은 챔버 바디(101)의 일부를 형성할 수 있다. 라이너 어셈블리(162)는 석영 재료로 형성될 수 있고, 일반적으로 프로세스 챔버(100)의 금속 벽들로부터 처리 용적(즉, 프로세스 가스 영역(156) 및 퍼지 가스 영역(158))을 차폐한다. 금속 벽들은 프리커서들과 반응하여, 처리 용적에서 오염을 야기시킬 수 있다. 개구가 라이너 어셈블리(162)를 통해 배치되고, 로딩 포트(103)와 정렬되어, 기판(108)의 통과를 허용할 수 있다. 라이너 어셈블리(162)는 단일 부품으로서 도시되어 있지만, 라이너 어셈블리(162)는 다수의 부품으로 형성될 수 있다고 고려된다.
반사성 라이너(164)가 라이너 어셈블리(162)의 내측 둘레 내에 배치되거나 이 내측 둘레에 의해 둘러싸일 수 있다. 반사성 라이너(164)는 반사성 라이너(164)를 통한 기판 이송을 허용하도록 되어 있는 컷아웃 부분을 갖는 직원기둥 고리로서 형상이 정해질 수 있다. 도시된 실시예에서는, 반사성 라이너(164)는 로딩 포트(103) 위에 일부분을 제공하지는 않지만, 라이너는 로딩 포트(103) 위에 배치된 일부분을 포함할 수 있다고 고려된다. 도시된 실시예에서, 반사성 라이너(164)는 하부 돔(114)의 일부분에 의해 지지될 수 있다. 다른 실시예에서, 반사성 라이너(164)는 라이너 어셈블리(162)의 내측 반경으로부터 방사상 내측으로 연장되는 라이너 어셈블리(162)의 일부분(도시되지 않음)에 의해 지지될 수 있다. 이 부분 또는 레지(ledge)는 복수의 세그먼트를 포함하는 불연속형일 수 있다. 반사성 라이너(164)는 외측 부분(166), 내측 부분(168) 및 반사성 부재(170)를 포함할 수 있다. 외측 부분(166) 및 내측 부분(168)은 석영과 같은 광학적으로 투명한 재료로 이루어질 수 있다. 외측 부분(166)은 라이너 어셈블리(162)의 내측 둘레에 인접 배치될 수 있다. 내측 부분(168)은 프로세스 가스 영역(156) 및 퍼지 가스 영역(158)에 인접 배치될 수 있다. 특정 실시예들에서, 외측 부분(166)과 내측 부분(168)은 함께 결합되어, 용적(165)을 형성할 수 있다. 이 실시예에서, 이러한 결합은 상부 영역(161) 및 하부 영역(163)에서의 석영 용접(quartz weld)에 의해 수행될 수 있고, 용적(165)은 진공 하에 제공될 수 있다. 특정 실시예들에서, 용적(165)에서의 압력은 약 1 μTorr 내지 약 10 Torr일 수 있다.
특정 실시예들에서, 반사성 부재(170)는 외측 부분(166)과 내측 부분(168) 사이의 용적(165)에 배치될 수 있다. 반사성 부재(170)가 배치될 수 있는, 외측 부분(166)과 내측 부분(168) 사이의 용적(165)은 일반적으로 반사성 부재(170)의 두께보다 큰 두께를 갖는다. 특정 실시예들에서, 반사성 부재의 두께는 약 4 밀 내지 약 40 밀일 수 있다. 결과적으로, 내측 부분(168)과 반사성 부재 사이에 제1 갭(172)이 제공될 수 있으며, 외측 부분(166)과 반사성 부재(170) 사이에 제2 갭(174)이 제공될 수 있다. 따라서, 반사성 부재(170)는 외측 부분(166)과 내측 부분(168) 사이에 이동가능하게 배치되거나 "자유 부동(free floating)"할 수 있다. 다른 실시예에서, 반사성 부재(170)는, 반사성 부재(170)가 외측 부분(166) 및 내측 부분(168) 양쪽 모두와 물리적으로 접촉할 수 있도록 외측 부분(166)과 내측 부분(168) 사이에서 감싸질(encased) 수 있다. 다른 실시예에서, 반사성 부재(170)는 외측 부분(166)과 접촉하며 외측 부분에 인접 배치될 수 있다. 이 실시예에서, 필러들 또는 돌출부들과 같은 복수의 위치결정 부재(도시되지 않음)가 내측 부분(168)으로부터 연장되고, 반사성 부재(170)에 접촉하여, 이들 위치결정 부재들이 반사성 부재(170)를 외측 부분(166)에 대하여 압박하게 할 수 있다. 이 실시예에서, 게터(도시되지 않음)가 외측 부분(166)과 내측 부분(168) 사이에 또한 배치되어, 진공을 유지할 수 있다. 게터는 프로세스 가스 영역(156)으로부터 용적(165)으로 누설될 수 있는 가스, 예컨대 수소를 흡수하기 위해 지르코늄 화합물 또는 다른 적합한 게터 재료를 포함할 수 있다.
특정 실시예들에서, 반사성 부재(170)는 복수의 섹션(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 복수의 섹션은 이들 섹션들이 서로 인접하는 위치에서 오버랩하도록 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 섹션은 오버랩하지 않을 수 있지만, 반사성 부재가 복사에 노출될 때에 실질적으로 어떠한 복사도 복수의 부분 사이의 갭에 침투하지 않을 수 있도록 하는 방식으로 위치될 수 있다. 어느 실시예에서도, 반사성 부재(170)의 간격 및 위치는 복사에 대한 노출 동안 반사성 부재(170)의 팽창을 고려할 수 있다. 보다 구체적으로는, 반사성 부재(170)의 위치 결정은 열 응력 하에서의 반사성 부재(170)의 물리적 이동을 수용하도록 선택될 수 있다.
반사성 부재(170)는 반사성 부재(170)에 제공되는 광이 반사각과 동일한 입사각을 갖도록 정반사 반사기(specular reflector)일 수 있다. 반사성 부재(170)는 광대역 반사기, 예컨대 금속 반사기 또는 유전체 막 스택, 또는 이들의 조합일 수 있다. 특정 실시예들에서, 반사성 부재(170)는 실리카와 같은 투명 배리어 재료로 코팅되거나 감싸질 수 있다. 일례에서, 반사성 부재(170)는, 실리카(SiO2), 티타니아(TiO2), 탄탈룸 산화물(Ta2O5) 또는 이들의 조합을 포함하는 유전체 스택으로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 반사성 부재(170)는 프로세스 챔버(100)에서의 온도를 견디기에 적합한 금속, 예컨대 알루미늄, 금, 은, 백금, 텅스텐, 탄탈룸 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.
특정 실시예들에서, 용적(165)을 정의하는 표면들은 반사성 재료로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 용적(165)을 정의하는 모든 표면, 예컨대 용적(165)을 향하는, 외측 부분(166) 및 내측 부분(168)의 표면들, 및 용적(165)을 정의하는 저부 표면(도시되지 않음)은 반사성 재료로 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 용적(165)을 정의하는 표면들은 무전해 도금(electroless plating), 예컨대 무전해 니켈 또는 무전해 은 도금에 의해 반사성 재료로 코팅될 수 있다. 이 실시예에서, 용적(165)은 수성 도금 용액으로 채워질 수 있고, 용적(165)을 정의하는 표면들을 니켈 또는 은으로 도금하기 위해 무전해 도금 프로세스가 진행될 수 있다. 금 및 구리와 같은 다른 반사성 재료들도 또한 용적(165)을 정의하는 표면들 상에 무전해 도금에 의해서 배치될 수 있다고 고려되었다. 용적(165)을 정의하는 표면들의 무전해 도금이 수행된 이후에, 용적(165)으로부터 수성 용액이 배출될 수 있고, 외측 부분(166)과 내측 부분(168)을 연결하도록 상부 표면(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 상부 표면은 석영 용접에 의해 형성될 수 있다. 이 실시예에서, 용적(165)은 이전에 설명된 실시예들과 유사한 진공 하에 제공될 수 있다. 반사성 재료로 코팅된, 용적(165)을 정의하는 표면들은 정반사 반사기의 역할을 할 수 있다.
반사성 라이너(164)와 결합하여, 기판 지지체(107)로부터의 기판(108)의 후면 가열의 결과로서, 기판 지지체 상에서의 온도 측정/제어를 위해 광학 고온계(118)를 사용하는 것이 수행될 수 있다. 반사성 라이너(164)는 광학 고온계(118)를 사용한 기판(108) 온도의 측정에 대한 표류 복사(stray radiation)의 바람직하지 않은 영향을 감소시키거나 제거한다. 반사성 라이너(164)는 또한 기판(108)의 외측 부분을 향하여 복사를 지향시켜, 기판(108)의 방사상 온도 프로파일의 제어를 개선할 수 있다. 또한, 반사성 라이너(164)는 복사를 라이너 어셈블리(162)로부터 멀어지도록 그리고 기판(108)의 외측 부분을 향하여 반사시킴으로써 라이너 어셈블리(162)의 복사 가열을 감소시킨다.
광학 고온계(118)는 상부 돔(128) 위의 영역에 배치될 수 있다. 광학 고온계(118)에 의한 이러한 온도 측정은 공지되지 않은 방사율을 갖는 기판 디바이스 측(116) 상에서 또한 행해질 수 있는데, 그 이유는 이러한 방식으로 기판 지지체 정면(110)을 가열하는 것이 방사율 독립적이기 때문이다. 결과적으로, 광학 고온계(118)는, 램프들(102)로부터의 최소 배경 복사가 광학 고온계(118)에 직접적으로 도달하는 상태에서, 기판 지지체(107)로부터 전도되거나 램프들(102)로부터 복사되는 뜨거운 기판(108)으로부터의 복사만을 감지할 수 있다. 특정 실시예들에서, 다수의 고온계가 사용될 수 있으며, 상부 돔(128) 위의 다양한 위치들에 배치될 수 있다.
기판(108)으로부터 복사되거나 기판(108)에 의해 투과되는 적외광을 다시 기판(108) 상에 반사시키기 위해서 상부 돔(128) 외부에 반사기(122)가 선택적으로 배치될 수 있다. 반사된 적외광으로 인해, 적외광이 반사되지 않았다면 프로세스 챔버(100)를 빠져나갔을 수 있는 열을 포함함으로써 가열 효율이 개선될 것이다. 반사기(122)는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 이루어질 수 있다. 반사기(122)는 반사기(122)를 냉각하기 위한 물과 같은 유체의 유동을 운반하기 위한 머시닝된 채널들(machined channels)(도시되지 않음)을 가질 수 있다. 요구되는 경우에, 금 코팅과 같은 고반사성 코팅으로 반사기 영역을 코팅하는 것에 의해 반사 효율이 개선될 수 있다.
고온계들 또는 광 파이프들, 예컨대 사파이어 광 파이프들일 수 있는 복수의 열 복사 센서(140)가 기판(108)의 열 방출의 측정을 위해 램프헤드(145)에 배치될 수 있다. 전형적으로, 센서들(140)은 처리 동안 기판(108)의 상이한 위치들을 관찰(viewing)하는 것을 용이하게 하기 위해 램프헤드(145)의 상이한 위치들에 배치된다. 광 파이프들을 사용하는 실시예들에서, 센서들(140)은 램프헤드(145) 아래에 있는 챔버 바디(101)의 부분 상에 배치될 수 있다. 기판(108)의 상이한 위치들로부터의 열 복사를 감지하는 것은, 온도 비정상(temperature anomalies) 또는 불균일이 존재하는지 여부를 판정하기 위해 기판(108)의 상이한 위치들에서의 열 에너지 양(thermal energy content), 예를 들어 온도를 비교하는 것을 용이하게 한다. 이러한 불균일은 막 형성에서의 불균일, 예를 들어 두께 및 조성에서의 불균일을 초래할 수 있다. 적어도 2개의 센서(140)가 사용되지만, 2개보다 많은 센서가 사용될 수 있다. 상이한 실시예들은 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 그 이상의 센서(140)를 사용할 수 있다.
각각의 센서(140)는 기판(108)의 한 구역(a zone)을 관찰하고, 기판의 한 구역의 열 상태를 감지한다. 일부 실시예들에서, 구역들이 방사상으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 기판(108)이 회전되는 실시예들에서, 센서들(140)은 기판(108)의 중심과 실질적으로 동일한 중심을 갖는 기판(108)의 중심 부분에서의 중심 구역을 관찰 또는 정의할 수 있고, 하나 이상의 구역이 그 중심 구역을 둘러싸며 그 중심 구역과 동심을 이룬다. 그러나, 구역들이 동심을 이루거나 방사상으로 배향되는 것이 요구되지는 않는다. 일부 실시예들에서, 구역들은 비-방사상 방식으로 기판(108)의 상이한 위치들에 배열될 수 있다.
센서들(140)은 전형적으로 램프들(102) 사이에, 예를 들어 채널들(149) 내에 배치되고, 일반적으로는 기판(108)에 실질적으로 수직으로 배향된다. 일부 실시예들에서, 센서들(140)은 기판(108)에 수직으로 배향되는 한편, 다른 실시예들에서, 센서들(140)은 수직(normality)으로부터 약간 벗어나게 배향될 수 있다. 법선의 약 5° 내의 배향 각도가 가장 빈번하게 이용된다.
센서들(140)은 동일한 파장 또는 스펙트럼으로 맞춰지거나, 상이한 파장들 또는 스펙트럼들로 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 챔버(100)에서 사용되는 기판들은 조성적으로 균질일 수 있거나, 또는 상이한 조성들의 도메인들을 가질 수 있다. 상이한 파장들에 맞춰진 센서들(140)을 사용하면, 상이한 조성, 및 열 에너지에 대한 상이한 방출 응답들을 갖는 기판 도메인들을 모니터링하는 것이 허용될 수 있다. 전형적으로, 센서들(140)은 적외선 파장, 예를 들어 약 4㎛로 맞춰진다.
제어기(180)가 센서들(140)로부터 데이터를 수신하고, 그 데이터에 기초하여 각각의 램프(102), 또는 램프들 또는 램프 구역들의 개별 그룹들에 전달되는 전력을 별개로 조정한다. 제어기(180)는 다양한 램프들 또는 램프 구역들에 독립적으로 전력을 공급하는 전원(182)을 포함할 수 있다. 제어기(180)는 원하는 온도 프로파일로 구성될 수 있고, 센서들(140)로부터 수신된 데이터를 비교하는 것에 기초하여, 관측된 열 데이터를 원하는 온도 프로파일에 일치시키기 위해 제어기(180)는 램프들 및/또는 램프 구역들에 대한 전력을 조정한다. 또한, 제어기(180)는, 챔버 성능이 시간에 따라 표류하는 경우에, 하나의 기판의 열 처리를 다른 기판의 열 처리에 일치시키기 위해 램프들 및/또는 램프 구역들에 대한 전력을 조정할 수 있다.
전술한 것은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 실시예들 및 추가 실시예들은 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 고안될 수 있으며, 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.
Claims (14)
- 반도체 처리 챔버에서 사용하기 위한 장치로서,
직원기둥 고리 형상의 반사성 라이너(right circular cylindrical annulus shaped reflective liner)를 포함하고,
상기 반사성 라이너는,
외측 부분, 내측 부분, 및 상기 외측 부분과 상기 내측 부분 사이의 용적(volume); 및
상기 용적에 이동가능하게 배치된 반사성 부재
를 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 외측 부분 및 상기 내측 부분 각각은 광학적으로 투명한 재료(optically transparent material)를 포함하는, 장치. - 제2항에 있어서,
상기 투명한 재료는 석영인, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 용적은 약 1 μTorr 내지 약 10 Torr의 압력으로 유지되는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사성 부재는 상기 용적 내에 이동가능하게 배치되는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 내측 부분과 상기 반사성 부재 사이의 제1 갭을 더 포함하는 장치. - 제6항에 있어서,
상기 외측 부분과 상기 반사성 부재 사이의 제2 갭을 더 포함하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사성 부재는 실리카, 티타니아, 탄탈룸 산화물 또는 이들의 조합을 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사성 부재는 알루미늄, 금, 은, 백금, 텅스텐, 탄탈룸 또는 이들의 조합을 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사성 라이너는 정반사 반사기(specular reflector)인, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사성 라이너의 두께는 약 4 밀 내지 약 40 밀인, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 용적을 정의하는 표면들 상에 반사성 재료가 배치될 수 있는, 장치. - 제12항에 있어서,
상기 반사성 재료는 무전해 도금 프로세스에 의해 형성될 수 있는, 장치. - 제13항에 있어서,
상기 반사성 재료는 니켈 재료 또는 은 재료일 수 있는, 장치.
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