KR20170131639A

KR20170131639A - 상부 돔 온도 폐루프 제어

Info

Publication number: KR20170131639A
Application number: KR1020177031052A
Authority: KR
Inventors: 제이미 스튜어트 레이턴; 카를로스 카바예로; 신 키타무라; 토마스 아커만; 마크 오젠; 비베크 비니트
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2017-11-29
Also published as: WO2016160138A1; CN107408524A; TWI704631B; TW201707107A; JP2018511181A; US20160282886A1

Abstract

반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버에서 온도를 제어하기 위한 방법 및 장치가 본원에 개시된다. 일 실시예에서, 반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버가 제공된다. 프로세싱 챔버는 챔버 바디 및 온도 제어 시스템을 포함한다. 온도 제어 시스템은 프로세싱 챔버의 상부 돔의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서, 송풍기, 및 온도 제어 시스템을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. 온도 제어 시스템은, 프로세싱 챔버에서 온도를 제어하기 위해 본원에서 제공된 방법을 수행하도록 구성된다.

Description

상부 돔 온도 폐루프 제어

[0001] 본 개시내용은 일반적으로, 반도체 프로세싱 장치의 컴포넌트들의 온도를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 온도 센서 및 가변 속도 송풍기와 통신하는 PID 제어기를 구현하는 온도 제어 시스템이 본원에서 설명된다.

[0002] 반도체 기판들을 위한 일 유형의 프로세싱 장치는, 한 번에 하나의 기판이 프로세싱 챔버 내의 서셉터 상에 지지되는 단일 기판 프로세서이다. 서셉터는 챔버를 2개의 구역들, 즉, 서셉터 위에 있는 상부 돔에 의해 경계가 지어진 상부 구역 및 서셉터 아래에 있는 하부 돔에 의해 경계가 지어진 하부 구역으로 분할한다. 서셉터는 일반적으로 샤프트 상에 장착되며, 샤프트는 서셉터를 서셉터의 중심을 중심으로 회전시켜 기판의 균일한 프로세싱을 향상시킨다. 프로세싱 가스의 유동은 기판의 표면을 프로세싱하기 위해 챔버의 최상부에 제공된다. 챔버는 기판에 걸친 프로세싱 가스의 유동을 달성하기 위해 자신의 일 측에 가스 유입 포트를 그리고 대향 측에 가스 배출 포트를 가질 수 있다. 대안적으로, 상부 돔은 프로세스 가스들을 기판을 향해 지향시키기 위해 가스 분배기를 포함할 수 있으며, 가스들은 챔버의 둘레에서 빠져나간다.

[0003] 서셉터는 기판을 원하는 프로세싱 온도로 가열하기 위해 가열될 수 있다. 서셉터를 가열하는 데 사용되는 하나의 방법은 챔버 둘레에 제공된 램프들을 사용하는 것이다. 램프들은 열 방사를 챔버 내로 그리고 서셉터 및/또는 기판 상으로 지향시킨다. 램프들 중 하나 또는 그 초과는 방사를 상부 돔을 통해 지향시킬 수 있다. 서셉터 및/또는 기판의 온도는, 기판이 가열되고 있는 온도를 제어하기 위해 지속적으로 측정될 수 있다. 온도는 기판으로부터 방출되는 열 방사를 검출하기 위해 온도 센서를 사용하여 측정될 수 있다. 이러한 온도 센서들은 종종, 온도 센서들에 대한 악영향들을 회피하기 위해 챔버의 프로세싱 환경 외부에 포지셔닝된다. 일 어레인지먼트에서, 온도 센서는 기판에 의해 상부 돔을 통해 방출되는 방사를 관찰(view)하도록 포지셔닝된다. 이러한 어레인지먼트들에서, 상부 돔은, 온도 센서에 의해 검출되는 방사에 대해 실질적으로 투명한 재료로 제조된다. 챔버 내의 기판들의 균일한 프로세싱을 제공하기 위해 기판 온도는 제어된다. 온도 불균일성들은 기판에 슬립 라인들, 스태킹 결함들, 입자 생성, 및 결함들을 초래할 수 있다.

[0004] 대부분의 경우들에서, 기판에 면하는 상부 돔의 표면은 프로세싱 환경에 노출된다. 기판 온도 제어가, 기판으로부터 검출기로 또는 램프로부터 기판으로, 상부 돔을 통해 투과되는 방사에 의존하는 경우, 상부 돔의 프로세스-대면 표면(process-facing surface)에 대한 프로세스 가스들의 증착을 방지하기 위한 단계들이 취해진다.

[0005] 상부 돔을 저온으로 유지하는 것이 상부 돔 상에서의 막 성장을 방지하는 핵심 요인이라는 것이 판명되었다. 따라서, 막 성장을 방지하기 위해 상부 돔의 온도를 제어할 필요성이 있다.

[0006] 일 실시예에서, 반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버가 본원에서 개시된다. 프로세싱 챔버는 챔버 바디 및 온도 제어 시스템을 포함한다. 챔버 바디는 상부 돔 및 하부 돔을 포함한다. 상부 돔 및 하부 돔은 프로세싱 챔버의 내부 볼륨을 정의한다. 온도 제어 시스템은 온도 센서, 송풍기, 및 제어기를 포함한다. 온도 센서는 상부 돔의 온도를 측정하도록 구성된다. 제어기는 온도 제어 시스템을 제어하도록 구성된다. 제어기는 송풍기 및 온도 센서와 통신한다.

[0007] 다른 실시예에서, 온도 제어 시스템이 본원에서 개시된다. 온도 제어 시스템은 온도 센서, 송풍기, 및 제어기를 포함한다. 온도 센서는 상부 돔의 온도를 측정하도록 구성된다. 제어기는 온도 제어 시스템을 제어하도록 구성된다. 제어기는 송풍기 및 온도 센서와 통신한다.

[0008] 다른 실시예에서, 반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버에서 온도를 제어하기 위한 방법이 본원에서 개시된다. 프로세싱 챔버의 상부 돔의 온도는 온도 센서를 사용하여 측정된다. 측정된 온도는 온도 센서로부터 PID 제어기로 송신된다. PID 제어기는 측정된 온도에 기반하여 제어기 출력을 계산한다. PID 제어기와 통신하는 가변 속도 송풍기로부터 냉각 메커니즘이 제공된다.

[0009] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1은 프로세싱 챔버의 일 실시예의 단면도를 예시한다.
[0011] 도 2는 도 1의 프로세싱 챔버의 온도 제어 시스템의 일 실시예를 예시한다.
[0012] 도 3은 도 2의 온도 제어 시스템을 사용하여 도 1의 프로세싱 챔버의 상부 돔을 냉각시키기 위한 방법의 일 실시예를 예시한다.
[0013] 도 4는 PID 제어기에 대한 제어의 일 실시예를 예시한다.
[0014] 명확성을 위해, 도면들 사이에서 공통적인 동일한 엘리먼트들을 가리키기 위해 적용가능한 경우 동일한 도면부호들이 사용되었다. 부가적으로, 일 실시예의 엘리먼트들은, 본원에서 설명되는 다른 실시예들에서의 활용을 위해 유리하게 적응될 수 있다.

[0015] 도 1은 일 실시예에 따라 기판(101)을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버(100)의 단면도를 예시한다. 프로세싱 챔버(100)는 챔버 바디(102), 하우징(104), 및 온도 제어 시스템(134)을 포함한다. 하우징(104)은 챔버 바디(102)를 감싸고 지지한다. 챔버 바디(102)는 상부 돔(106) 및 하부 돔(108)을 포함한다. 상부 돔(106) 및 하부 돔(108)은 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(110)을 정의한다. 기판 지지 어셈블리(112)가 챔버 바디(102)의 내부 볼륨(110)에 포지셔닝된다.

[0016] 기판 지지 어셈블리(112)는 지지 샤프트 시스템(114) 및 서셉터(116)를 포함한다. 지지 샤프트 시스템(114)은 샤프트(118), 슈라우드(shroud)(120), 복수의 리프트 핀들(122), 및 복수의 아암(arm)들(124)을 포함한다. 지지 샤프트 시스템(114)의 샤프트(118)는 슈라우드(120) 내에 포지셔닝되고, 샤프트(118) 및 슈라우드(120) 둘 모두는 하부 돔(108)의 개구(127)를 통해 연장된다. 샤프트(118) 및 슈라우드(120)는 하우징(104) 외부로 연장된다. 샤프트(118) 및 슈라우드(120)는 액추에이터 어셈블리(126)에 커플링될 수 있다. 액추에이터 어셈블리(126)는, 중심 축 상에서 샤프트(118)를 회전시키도록 그리고 챔버(100)의 축을 따라 샤프트(118) 및 슈라우드(120)를 이동시키도록 구성될 수 있다. 슈라우드(120)는 일반적으로 프로세싱 동안 회전하지 않는다.

[0017] 복수의 아암들(124)이 샤프트(118)에 커플링된다. 아암들(124)은 서셉터(116)를 지지하기 위해 반경방향으로 외측으로 연장된다. 리프트 핀들(122)은 기판(101)을 상승 또는 하강시키기 위해 서셉터(116)를 통해 연장되도록 구성된다. 리프트 핀들(122)은 리프트 핀들(122)에 대한 움직임을 제공하기 위해 슈라우드(120)에 커플링될 수 있다. 액추에이터 어셈블리(126)의 액추에이터는, 기판(101)을 상승 또는 하강시키기 위해 축 방향으로 슈라우드(120) 및 슈라우드(120)에 커플링된 리프트 핀들(122)을 이동시킬 수 있다.

[0018] 프로세싱 동안, 가스들은 챔버 바디(102)에 형성된 진입 포트(128)를 통해 프로세싱 챔버(100)에 진입한다. 가스들은 챔버 바디(102)에 형성된 배기 포트(130)를 통해 제거된다. 가스들은 챔버(100)의 내부 볼륨(110)으로 유동한다. 기판(101)에 면하는, 상부 돔(106)의 프로세스-대면 표면(129)은 종종, 프로세싱 환경에 노출되고 그리고 내부 볼륨(110)을 통해 유동하는 프로세스 가스들에 노출된다.

[0019] 열원들(132)은 하우징(104) 내에서, 챔버 바디(102) 외부에 배치된다. 열원들(132)은 예컨대, 방사 벌브(radiation bulb)들일 수 있다. 열원들(132)은 챔버 바디(102)에 열을 제공하도록 구성된다. 상부 돔(106) 및 하부 돔(108)은 투명한 재료, 예컨대 석영으로 제조된다. 투명한 재료는 열원들(132)로부터의 열이 프로세싱 챔버(100)에 자유롭게 진입하여 기판(101)을 가열하게 한다. 일부 실시예들에서, 온도 센서(136)는 프로세싱 동안 기판에 의해 방출되는 열 방사를 관찰하기 위해 상부 돔(106) 외부에 포지셔닝되고 그리고 서셉터(116)를 향해 배향될 수 있다.

[0020] 프로세싱 동안, 막(도시되지 않음)이 상부 돔(106) 상에 형성될 수 있다. 막은 열원들(132)로부터 방출되는 열이 프로세싱 챔버(100)에 진입하는 것 및/또는 기판으로부터의 방사가 온도 센서(136)에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 결과적으로, 내부 볼륨(110) 내에 온도 불안정성이 존재할 수 있다. 온도 불안정성은 기판(101) 상에 슬립 라인들, 스태킹 결함들, 입자들, 및 결함들을 초래할 수 있다. 상부 돔(106)을 고정된 온도로 유지하는 것이 상부 돔(106) 상에서의 막 성장을 방지하는 요인이라는 것이 판명되었다. 고정된 온도는 챔버(100) 내로 유동하는 프로세스 가스들의 화학적 특성들에 의해 결정되지만, 대부분의 경우들에서, 원하는 온도 제어 범위는 450℃ 내지 650℃이다.

[0021] 상부 돔(106) 상에 막이 형성되는 것을 방지하기 위해, 상부 돔(106)은 온도 제어 시스템(134)에 의해 냉각될 수 있다. 온도 제어 시스템(134)은 고온계(pyrometer)일 수 있는 온도 센서(136), 가변 속도 송풍기(138), 및 제어기(140)를 포함한다. 가변 속도 송풍기(138)는 하우징(104)을 통해 지향된 도관(150)을 통해 냉각 가스 유동을 제공한다. 더 구체적으로, 가스 유동은 도관(150)을 통해 유입 포트(142)를 거쳐 하우징(104)에 공급된다. 가스 유동은 배기 포트(144)를 통해 하우징(104)을 빠져나갈 수 있다. 유입 포트(142)를 통해 진입하는 냉각 가스는 상부 돔(106)을 거쳐 지나가고 배기 포트(144)를 통해 하우징(104)을 빠져나간다. 상부 돔(106)의 최상부 표면을 따르는 냉각 가스의 일정한 유동은 챔버 바디(102)의 상부 돔(106)을 냉각시킨다. 돔을 냉각시키는 데 사용되는 가스는 임의의 편리한 가스일 수 있다. 일부 경우들에서, 공기가 사용될 수 있다. 가스는 통상적으로, 내부 볼륨(110) 외부의 상부 돔(106)에 인접한 환경에서 화학적으로 불활성이도록 선택된다. 사용될 수 있는 가스들의 예들은 질소, 헬륨, 아르곤, 및 이들의 조합들을 포함한다.

[0022] 도 2는 온도 제어 시스템(134)의 확대도이다. 상부 돔(106)의 온도는 온도 센서(136)를 사용하여 모니터링될 수 있다. 온도 센서(136)는 석영으로 제조될 수 있다. 온도 센서(136)는 상부 돔(106)의 온도를 측정하기 위해 대략 1.5㎛ 내지 대략 6㎛의 파장을 갖는 광을 사용한다. 온도 센서(136)는 제어기(140)에 연결된다. 제어기(140)는 예컨대, PID 제어기일 수 있다.

[0023] PID 제어기(140)는 온도 제어 시스템(134)의 모든 양상들을 동작시키는 데 사용될 수 있다. PID 제어기(140)는, 가변 속도 송풍기(138)의 제어를 가능하게 하기 위해 온도 제어 시스템(134)의 다양한 컴포넌트들에 커플링된 전력 공급부들, 클록들, 캐시, I/O(input/output) 회로들 등과 같은, 메모리(202) 및 대용량 저장 디바이스, 입력 제어 유닛, 및 디스플레이 유닛(도시되지 않음)과 함께 동작가능한 프로그램가능 CPU(central processing unit)(200)를 포함한다. PID 제어기(140)는 또한, 온도 센서(136)를 모니터링하기 위한 하드웨어를 포함한다. PID 제어기(140)는 또한, 기판 온도, 챔버 기압 등과 같은 시스템 파라미터들을 측정하는 추가의 센서들에 커플링될 수 있다.

[0024] 위에서 설명된 온도 제어 시스템(134)의 동작을 가능하게 하기 위해, CPU(200)는, 온도 센서(136)로부터의 데이터에 기반하여 가변 속도 송풍기(138)를 제어하기 위한 PLC(programmable logic controller)와 같은, 산업 환경에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 메모리(202)는 CPU(200)에 커플링된다. 메모리(202)는 비-일시적이고, 그리고 하나 또는 그 초과의 용이하게 이용가능한 메모리 유형들, 이를테면, RAM(random access memory), ROM(read only memory), 플로피 디스크 드라이브, 하드 디스크, 또는 로컬 또는 원격의, 임의의 다른 형태의 디지털 저장소일 수 있다. 종래의 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 지원 회로들(206)이 CPU(200)에 커플링된다. 프로세스 정보는 일반적으로, 메모리(202)에, 통상적으로는 소프트웨어 루틴으로서 저장된다. 소프트웨어 루틴은 또한, CPU(200)에 의해 제어되는 하드웨어로부터 원거리에 로케이팅되는 제2 CPU(도시되지 않음)에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다.

[0025] 메모리(202)는, CPU(200)에 의해 실행될 때 온도 제어 시스템(134)의 동작을 가능하게 하는 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 저장 매체의 형태이다. 메모리(202)의 명령들은 본 개시내용의 방법을 구현하는 프로그램과 같은 프로그램 제품의 형태이다. 프로그램 제품은 다수의 상이한 프로그래밍 언어들 중 임의의 언어를 준수할 수 있는 프로그램 코드를 포함한다. 일 예에서, 본원에서 설명된 방법들은 컴퓨터 시스템과 함께 사용하기 위해 컴퓨터-판독가능 저장 매체 상에 저장된 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 프로그램 제품의 프로그램(들)은 (본원에서 설명된 방법들을 포함한) 실시예들의 기능들을 정의한다. 예시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체는: (i) 정보가 영구적으로 저장되는 비-기록가능 저장 매체(예컨대, 컴퓨터 내의 판독-전용 메모리 디바이스들, 이를테면, CD-ROM 드라이브에 의해 판독가능한 CD-ROM 디스크들, 플래시 메모리, ROM 칩들 또는 임의의 유형의 고체-상태 비-휘발성 반도체 메모리); 및 (ii) 변경가능 정보가 저장되는 기록가능 저장 매체(예컨대, 디스켓 드라이브 내의 플로피 디스크들 또는 하드-디스크 드라이브 또는 임의의 유형의 고체-상태 랜덤-액세스 반도체 메모리)를 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 이러한 컴퓨터-판독 가능 저장 매체는, 본원에서 설명되는 방법들의 기능들을 지시하는 컴퓨터-판독 가능 명령들을 보유하는 경우, 본 개시내용의 실시예들이다.

[0026] PID 제어기(140)는 또한 입력부(208) 및 출력부(210)를 포함한다. 온도 센서(136)는 입력부(208)를 통해 PID 제어기(140)에 연결된다. PID 제어기(140)의 출력부(210)는 가변 속도 송풍기(138)에 연결된다. 가변 속도 송풍기(138)는 상부 돔(106)이 과열되는 것을 방지하기 위해 상부 돔(106)의 표면으로 가스를 송풍(blow)한다. 가변 속도 송풍기(138)는 가변 속도 송풍기(138)의 총 파워의 퍼센티지로 설정될 수 있다.

[0027] 모든 가변 속도 송풍기들(138)이 냉각 가스를 송풍하기 위해 동일한 효율 레벨로 동작하는 것은 아니기 때문에, 가변 속도 송풍기(138)의 속도를 조정하기 위해 상부 돔 온도의 직접적 측정을 사용하는 것은 가변 속도 송풍기들 사이의 차이들을 보상할 수 있다. 임의의 가변 속도 송풍기(138)가 하우징(104)에 갖춰질 수 있다는 것을 보장하기 위해, PID 제어기(140)의 형태의 제어 루프 피드백 메커니즘이 구현된다.

[0028] 도 3은 PID 제어기(140)를 사용하여 상부 돔(106)의 온도를 제어하기 위한 방법(300)을 예시한다. 블록(302)에서, PID 제어기(140)는 원하는 온도 설정점으로 설정된다. 원하는 온도 설정점은, 기판(101)의 프로세싱 동안 상부 돔(106) 상에서 막이 형성되지 않는 온도이다. 예컨대, 프로세스 온도가 1100℃인 경우, 상부 돔(106)의 원하는 온도 설정점은 510℃일 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세스 온도가 1130℃인 경우, 상부 돔(106)의 원하는 온도 설정점은 530℃일 수 있다. 원하는 온도 설정점은 PID 제어기(140)의 메모리(202)에 저장된다.

[0029] 블록(304)에서, 상부 돔(106)의 온도는 온도 센서(136)를 사용하여 측정된다. 온도 센서(136)는 석영 고온계(quartz pyrometer)일 수 있다. 온도 센서(136)는 상부 돔(106)의 온도를 측정하기 위해 대략 1.5㎛ 내지 대략 6㎛, 예컨대 대략 5㎛의 파장을 갖는 광을 사용하여 동작할 수 있다.

[0030] 블록(306)에서, 온도 센서(136)는 상부 돔(106)의 측정된 온도를 PID 제어기(140)의 입력부(208)에 송신한다. PID 제어기(140)는 온도 센서(136)에 의해 제공된 정보에 기반하여 제어기 출력(402)을 계산한다. 도 4는 PID 제어기(140)의 제어 로직(400)의 일 실시예를 예시한다. 제어기 출력(402)은 비례 이득(406), 적분 이득(408), 및 미분 이득(410)의 합계(404)를 사용하여 계산된다. 비례 이득(406)은 현재 에러 값에 비례하는 출력 값을 나타낸다. 블록(308)에서, 현재 에러 값이 계산된다. 현재 에러 값은 특정 시간(t)에서 측정된 온도(MT)와 온도 설정점(TSP) 사이의 차이이며, 즉, 아래와 같다:

[0031] 따라서, 비례 이득(406)은 아래의 수학식에 의해 표현되며:

여기서 A는 상수이다.

[0032] 적분 이득(408)은 에러의 크기 및 에러의 지속기간에 비례하는 적분 항의 형태의 출력을 나타낸다. 적분 이득(408)은 아래의 수학식에 의해 표현될 수 있으며:

여기서 B는 또한 상수이다.

[0033] 미분 이득(410)은 시간에 따른 에러의 기울기를 결정함으로써 계산된다. 그런 다음, 시간에 따른 에러의 기울기에 상수 C가 곱셈된다. 미분 이득(410)은 아래의 수학식에 의해 표현될 수 있다:

[0034] 도 3을 다시 참조하면, 블록(310)에서, PID 제어기(140)는 제어기 출력(402)을 계산한다. 제어기 출력(402)은 아래의 수학식에 의해 표현된다:

상수 A, 상수 B, 및 상수 C는 제어기 출력(402)에 대한 비례 이득, 적분 이득, 및 미분 이득의 상대적 기여를 결정한다.

[0035] 블록(312)에서, PID 제어기(140)는 제어기 출력(402)을 PID 제어기(140)의 출력(210)으로부터 가변 속도 송풍기(138)로 송신한다.

[0036] 블록(314)에서, 가변 속도 송풍기(138)는 제어기 출력(402)에 대한 응답으로 냉각 가스를 하우징(104)에 제공한다. 제어기 출력(402)은 가변 속도 송풍기(138)의 총 파워를 총 파워의 퍼센티지로 조정한다. 냉각 가스는 도관(150)을 통해 유동하고 유입 포트(142)를 통해 하우징(104)에 진입한다. 그런 다음, 냉각 가스는 상부 돔(106)의 최상부 표면을 걸쳐 유동한다. 냉각 가스는 배출구를 통해 하우징(104)을 빠져나간다.

[0037] 블록(316)에서, 블록(304) 내지 블록(314)의 방법은 기판(101)의 프로세싱이 완료될 때까지 반복된다. 폐루프 제어 피드백 시스템(closed loop control feedback system)의 장점은, 시스템이, 실제 상부 돔(106) 온도에 영향을 미칠 수 있는 많은 변수들, 이를테면, 송풍기 효율의 변동들, 가변 속도 송풍기 도관 누설들, 및 시스템의 전체 냉각의 변동들(그러나 이에 제한되지 않음)을 제거한다는 점이다. 결과적으로, 챔버 세정들 사이에서 더 많은 기판들이 프로세싱될 수 있으며, 그에 따라, 프로세싱 시스템의 전체 효율이 증가된다.

[0038] 전술한 바가 특정 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims

반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버로서,
챔버 바디 ― 상기 챔버 바디는,
상부 돔; 및
하부 돔을 포함하고, 상기 상부 돔 및 상기 하부 돔은 상기 프로세싱 챔버의 내부 볼륨을 정의함 ―; 및
온도 제어 시스템을 포함하고,
상기 온도 제어 시스템은,
상기 상부 돔의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서;
송풍기; 및
상기 송풍기 및 상기 온도 센서와 통신하는 제어기를 포함하는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버.
제1 항에 있어서,
상기 온도 센서는 고온계(pyrometer)인,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버.
제1 항에 있어서,
상기 온도 센서는 상기 상부 돔의 온도를 측정하기 위해 1.5㎛ 내지 6㎛의 파장을 갖는 광을 사용하는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버.
제1 항에 있어서,
상기 제어기는 PID 제어기인,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버.
제4 항에 있어서,
상기 PID 제어기는, 프로세싱 동안 상기 상부 돔 상에 막이 형성되지 않도록, 원하는 온도 설정점으로 설정되는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버.
제1 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 온도 센서에 커플링된 입력부; 및
상기 송풍기에 커플링된 출력부를 포함하는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버.
제1 항에 있어서,
상기 송풍기는 냉각 가스 유동을 상기 상부 돔에 제공하도록 구성되는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버.
제1 항에 있어서,
상기 온도 센서는 상기 상부 돔의 측정된 온도를 상기 제어기에 송신하도록 구성되는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버.
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템으로서,
상기 프로세싱 챔버의 프로세스-노출 컴포넌트의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서;
상기 프로세스-노출 컴포넌트를 향해 냉각 가스 유동을 지향시키는 송풍기; 및
상기 송풍기 및 상기 온도 센서와 통신하는 제어기를 포함하는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 온도 센서는 고온계인,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 온도 센서는 상부 돔의 온도를 측정하기 위해 1.5㎛ 내지 6㎛의 파장을 갖는 광을 사용하는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 제어기는 PID 제어기인,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 PID 제어기는, 프로세싱 동안 상부 돔 상에 막이 형성되지 않도록, 원하는 온도 설정점으로 설정되는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 온도 센서에 커플링된 입력부; 및
상기 송풍기에 커플링된 출력부를 포함하는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버를 위한 온도 제어 시스템.
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버에서 온도를 제어하기 위한 방법으로서,
온도 센서를 사용하여 상기 프로세싱 챔버의 상부 돔의 온도를 측정하는 단계;
상기 온도 센서로부터 측정된 온도를 PID 제어기로 송신하는 단계;
상기 측정된 온도에 기반하여 제어기 출력을 계산하는 단계; 및
상기 상부 돔의 온도를 제어하기 위해, 상기 제어기 출력에 기반하여 송풍기를 동작시키는 단계를 포함하는,
반도체 프로세싱을 위한 프로세싱 챔버에서 온도를 제어하기 위한 방법.