KR20220130610A - 고온 에피택시 막 성장에서 슬립 형성을 억제하기 위한 웨이퍼 온도 구배 제어 - Google Patents

고온 에피택시 막 성장에서 슬립 형성을 억제하기 위한 웨이퍼 온도 구배 제어 Download PDF

Info

Publication number
KR20220130610A
KR20220130610A KR1020220033153A KR20220033153A KR20220130610A KR 20220130610 A KR20220130610 A KR 20220130610A KR 1020220033153 A KR1020220033153 A KR 1020220033153A KR 20220033153 A KR20220033153 A KR 20220033153A KR 20220130610 A KR20220130610 A KR 20220130610A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
temperature
edge
region
center
Prior art date
Application number
KR1020220033153A
Other languages
English (en)
Inventor
하이켐 므사드
알렉산드로스 데모스
싱 린
쥔웨이 수
매튜 굿맨
다우 겐 림
수진 후앙
Original Assignee
에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. filed Critical 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
Publication of KR20220130610A publication Critical patent/KR20220130610A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F27B17/0025—Especially adapted for treating semiconductor wafers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/482—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06—Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
    • C30B23/063—Heating of the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12—Substrate holders or susceptors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/16—Controlling or regulating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0233—Industrial applications for semiconductors manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
    • H05B3/0047—Heating devices using lamps for industrial applications for semiconductor manufacture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter
    • G01J5/0007—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter of wafers or semiconductor substrates, e.g. using Rapid Thermal Processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/48—Thermography; Techniques using wholly visual means
    • G01J5/485—Temperature profile

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위해 반응기 시스템을 작동하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 중심 온도 센서, 중간 온도 센서, 및 에지 온도 센서를 작동시켜 반응기 시스템의 반응 챔버 내의 서셉터 상에서 웨이퍼의 중심 구역의 온도를 감지하고, 웨이퍼의 중간 구역의 온도를 감지하고, 웨이퍼의 에지 구역의 온도를 감지하는 단계를 포함한다. 웨이퍼의 중심, 중간 및 에지 구역의 온도는 제어기를 이용해 처리되고 웨이퍼에 대해 미리 정의된 온도 구배에 기초하여 제어 신호를 생성한다. 제1, 제2 및 제3 히터 램프 세트는 웨이퍼의 중심, 중간 및 에지 구역을 가열하기 위해, 중심, 중간 및 에지 구역의 온도에 기초하여 작동된다. 반응기 시스템도 또한 설명된다.

Description

고온 에피택셜 막 성장에서의 슬립 형성을 제거하기 위한 웨이퍼 온도 구배제어 {Wafer Temperature Gradient Control to Suppress Slip Formation in High-Temperature Epitaxial Film Growth}
본 개시는 일반적으로 반도체 처리 시스템 또는 반응기 시스템에서 웨이퍼 온도를 제어하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 웨이퍼 상의 상이한 위치에서 실제 웨이퍼 온도를 제어하기 위한 방법 및 장치, 그리고 반도체 처리 시스템 또는 반응기 시스템에서 웨이퍼의 온도 구배를 가열 제어에 사용하는 것에 관한 것이다.
화학 기상 증착법(CVD)을 포함한 반도체 처리 공정은, 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 재료의 박막을 형성하는 공정으로 알려져 있다. CVD 공정에서, 예를 들어 증착될 재료의 가스 분자가 웨이퍼에 공급되어, 화학 반응에 의해 웨이퍼 상에 그 재료의 박막을 형성한다. 이렇게 형성된 박막은 다결정질, 비정질 또는 에피택셜일 수 있다. 전형적으로, CVD 공정은 고온에서 수행되어 화학 반응을 가속화하고 고품질의 막을 생성하며, 이들 공정 중 일부, 예컨대 에피택시 실리콘 증착 또는 에피택시(EPI) 성장은 고온(예, 900°C 초과)에서 수행된다.
통상적인 CVD 공정 동안, 하나 이상의 웨이퍼가 반응기 내의 챔버(또는 "반응 챔버") 내의 웨이퍼 지지부(또는 "서셉터") 상에 배치된다. 웨이퍼 및 서셉터 모두는 원하는 온도까지 가열된다. 전형적인 웨이퍼 처리 단계에서, 반응물 가스는 가열된 웨이퍼 위를 지나감으로써 기판 위에 원하는 재료로 이루어진 얇은 층의 증착을 일으킨다. 증착된 층이 하부 실리콘 웨이퍼와 동일한 결정학적 구조를 갖는 경우, 이를 에피택셜 또는 EPI 층(또는 단결정질 층, 오직 하나의 결정 구조를 갖기때문임)이라고 한다. 순차적 처리를 통해, 이들 층이 집적 회로 내에 만들어진다.
CVD 및 다른 증착 공정 동안 고품질 층을 보장하기 위해, 각 처리 단계 동안 웨이퍼의 온도가 보다 중요한 것 중의 하나로서, 다양한 공정 파라미터가 신중하게 제어되어야 한다. CVD 동안, 예를 들어 웨이퍼 온도는, 증착 가스가 특정 온도에서 반응하고 웨이퍼 상에 증착하기 때문에, 웨이퍼 상의 재료 증착 속도를 유도한다. 온도가 웨이퍼의 표면(예, 불균일한 온도 구배)에 걸쳐 변하는 경우, 막의 불균일한 증착이 발생할 수 있고 물리적 특성은 웨이퍼 표면에 걸쳐 균일하지 않을 수 있다. 또한, 에피택셜 증착에서, 약간의 온도 불균일조차도 바람직하지 않은 결정학적 슬립을 초래할 수 있다. 반도체 산업에서, 웨이퍼는 종종 그 위에 집적 회로를 갖는 개별 칩으로 분할되기 때문에, 재료가 웨이퍼에 걸쳐 균일한 성질로 균일하게 두껍게 증착되는 것이 중요하다. CVD 공정 또는 다른 증착 단계가 증착된 층을 불균일하게 생성하는 경우에, 칩 상의 상이한 영역에서의 소자는 일관되지 않은 작동 특성을 가질 수 있거나, 완전히 실패할 수 있다.
원하는 온도를 달성하기 위해, 웨이퍼(또는 기판)는 저항 가열, 유도 가열, 또는 복사 가열을 사용하여 가열된다. 복사 가열이 가장 효율적인 기술이므로, 이는 현재 CVD 공정을 포함하는 많은 유형의 증착 공정에 바람직한 방법이다. 복사 가열은 적외선 램프를 반응 챔버 또는 반응기 주위 또는 안에 위치시키는 것을 포함하며, 이때 램프는 종종 재료가 증착될 웨이퍼 또는 기판의 표면에 인접한 램프 뱅크에 제공된다. 그러나, 복사열의 사용과 관련하여, 한가지 문제점은, 일부 증착 공정에서 국부적인 복사 에너지 공급원 또는 램프의 사용 및 결과적으로 집중 및 간섭 효과로 인한 핫스폿을 포함하여, 웨이퍼 표면을 따라 불균일한 온도 분포 또는 온도 구배를 생성할 수 있다.
도 1은 반응 챔버(100) 내의 CVD 및 다른 증착 공정을 위한 종래의 배열을 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(110)는 서셉터(120) 상에 위치하며, 이의 에지는 서셉터 레지(122)에 의해 지지되고 이와 인접 접촉한다. 에피택셜 성장 동안, 예를 들어 웨이퍼(110)와 서셉터(120)는 열 복사에 의해 가열되는 반면, 포켓(140)으로부터 이격된 수용 웨이퍼(110)와 서셉터(120)는, 이 샤프트(130)와 웨이퍼(110)의 중심을 통해 연장된 회전 축을 중심으로 지지 샤프트(130)의 회전에 의해 회전한다. 웨이퍼 에지와 서셉터 레지(122) 사이의 접촉 면적이 웨이퍼(110)의 외곽 에지에 있기 때문에, 온도 분포는 전형적으로 불균일하고(또는 온도 구배가 생성되고) 중심 웨이퍼 온도, 즉 T-웨이퍼 중심과 웨이퍼 에지 온도, T-웨이퍼 에지는 상이하다. 이러한 온도 구배가 충분히 큰 경우, 이는, 예컨대 슬립 결함을 생성하고 불량한 두께 또는 저항 균일성을 달성함으로써, 성장된 에피택시 막의 품질에 영향을 미칠 수 있다.
슬립은, 웨이퍼의 항복 강도를 초과하는 인장 응력으로 인한 원자층의 결정학적 이동이다. 웨이퍼 내에 슬립 결함의 존재는 해로운데, 그 이유는 웨이퍼 휨을 유발할 수 있고, 이는 소자로부터의 패턴 오정렬 기판 누설을 초래할 수 있다. 결함 네트워크는, 에피 성장 및 다른 증착 공정 동안 웨이퍼의 상부 표면에 걸쳐 바람직하지 않은 큰 온도 구배에 의해 야기된다. 예를 들어, 전형적인 p/p- 에피택셜 웨이퍼에서, 슬립은 1050°C를 초과하여 생성될 수 있다. 슬립의 길이 및 밀도는 에피 증착 온도 및 시간에 강하게 의존하며, 열 응력 유도 슬립은 종종 웨이퍼 내의 온도 변화에 강하게 의존한다.
또한, 반도체 소자의 기하학적 구조가 점진적으로 더 작아짐에 따라, 반도체 소자 제조는 중심-에지 온도 변화에 대한 허용 공차가 점점 더 작아진다. 예를 들어, 게이트-올-어라운드(GAA) 반도체 소자 아키텍처에서, 에피택셜 막이, 웨이퍼 상에 형성된 트랜지스터 소자의 채널 부분을 정의하기 위해, 사용될 수 있다. 결과적으로, 온도 변화에 의해 잠재적으로 영향을 받을 수 있는 에피택셜 막의 특성은, 차례로 속도 및 전기 특성, 예컨대 커패시턴스와 같은 GAA 트랜지스터 소자의 성능 특성에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 이유로, 웨이퍼에 걸친 두께 변화가 이전에 요구되는 것보다 더 작은 것, 예를 들어 1.5 A 미만 또는 단층 제어에 접근하는 것이 필요할 수 있다. 에피택셜 막 증착은, 성장 특성이 공정의 온도에 따라 달라진다는 것을 의미하는 열적 공정이므로, 웨이퍼의 모든 지점에서 웨이퍼 온도를 정확하게 제어하는 것이 필요하다.
이러한 시스템 및 방법은 의도된 목적을 위해 허용 가능하다. 그러나, 반응기 시스템을 작동하는 개선된 방법에 대한 필요성이 여전히 존재한다. 본 개시는 이 필요성에 대한 해결책을 제공하였다.
본 발명의 내용은 선정된 개념을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이들 개념은 하기의 본 발명의 예시의 상세한 설명에 더 상세하게 기재되어 있다. 본 발명의 내용은 청구된 요지의 주된 특징 또는 필수적인 특징을 구분하려는 의도가 아니며 청구된 요지의 범주를 제한하기 위해 사용하려는 의도 또한 아니다.
웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위해 반응기 시스템을 작동하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 중심 온도 센서, 중간 온도 센서, 및 에지 온도 센서를 작동시켜 반응기 시스템의 반응 챔버 내의 서셉터 상에서 웨이퍼의 중심 구역의 온도를 감지하고, 웨이퍼의 중간 구역의 온도를 감지하고, 웨이퍼의 에지 구역의 온도를 감지하는 단계를 포함한다. 웨이퍼의 중심, 중간 및 에지 구역의 온도는 제어기를 이용해 처리되고 웨이퍼에 대해 미리 정의된 온도 구배에 기초하여 제어 신호를 생성한다. 제1 히터 램프 세트는 중심 구역의 온도에 기초하여 작동되어 웨이퍼의 중심 구역을 가열하고, 제2 히터 램프 세트는 중간 구역의 온도에 기초하여 작동하여 웨이퍼의 중간 구역을 가열하고, 제3 히터 램프 세트는 에지 구역의 온도에 기초하여 작동되어 웨이퍼의 에지 구역을 가열한다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 중심, 중간 및 에지 온도 센서가 각각 중심, 중간 및 에지 구역 온도를 감지하기 위해 웨이퍼 상의 각각의 스폿으로부터 전자기 복사선을 수신하는 고온계를 포함하는 것을, 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 중심 온도 센서와 연관된 스폿이 웨이퍼의 중심으로부터 40 밀리미터 미만의 반경 방향 오프셋 내에 중심점을 갖고, 에지 온도 센서와 연관된 스폿이 웨이퍼의 에지로부터 1 내지 10 밀리미터 범위의 반경 방향 오프셋에서 중심점을 갖고, 중간 온도 센서와 연관된 스폿이 중심 및 에지 온도 센서와 연관된 스폿 사이에 배치된 웨이퍼 상의 위치에서 중심점을 갖는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 에지 온도 센서의 고온계가 웨이퍼로부터 일정 거리에서 렌즈 튜브의 출구로 구성되어 에지 온도 센서와 연관된 스폿이 1 내지 10 밀리미터 범위의 외경을 갖는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 웨이퍼에 대한 미리 정의된 온도 구배가 웨이퍼의 중심, 중간 및 에지 구역에 대한 설정점 온도에 의해 정의되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 제어기에 의한 온도의 처리가 중심, 중간, 및 에지 온도 센서에 의해 판독된 에지 구역의 온도를, 설정점 온도와 비교하는 것을 포함한 폐쇄 루프 제어를 포함하는 것을, 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 히터 램프의 작동이 제어 신호에 기초하여 제1, 제2 및 제3 히터 램프 세트에서 각각의 램프에 제공된 전력에 대한 가변 비례 제어를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 제1 히터 램프 세트가 상부 램프 뱅크에 3개의 중심 선형 램프를 포함하고, 제3 히터 램프 세트는 상부 램프 뱅크에 두 쌍의 외부 선형 램프를 포함하고, 제2 히터 램프 세트는 제1 및 제3 히터 램프 세트 내의 선형 램프 사이에 배치된 상부 램프 뱅크에 선형 램프를 포함하고, 제1, 제2, 제3 세트 각각 내의 선형 램프가 제어 신호에 기초하여 전력의 매칭 레벨을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위해 반응기 시스템이 제공된다. 반응기 시스템은, 웨이퍼를 지지하기 위해 서셉터를 내부에 갖는 반응 챔버, 상기 반응 챔버 내로 그리고 상기 웨이퍼 상으로 열을 유도하도록 작동 가능한 두 개 이상의 열 램프, 상기 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역에서 온도를 판독하는 적어도 세개의 고온계를 포함한 온도 모니터링 어셈블리, 및 상기 중심, 중간, 및 에지 구역의 온도에 기초하여 웨이퍼의 중심에서 에지까지의 열 구배를 제어하는 제어기를 포함한다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 온도 모니터링 어셈블리가, 1 내지 10 mm 범위의 외경을 갖는 웨이퍼의 상부 표면 상의 센서 스폿 내에서 방출되는 전자기 복사선을 수신하는 에지 고온계를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 센서 스폿이 1 내지 10 mm 범위로 웨이퍼 에지로부터 반경 방향 오프셋에 중심을 둔다는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 서셉터가 0.15 내지 0.30 mm 범위로 오목부를 갖는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 제어기가, 웨이퍼의 중심 구역을 가열하기 위한 제1 열 램프 세트, 웨이퍼의 중간 구역을 가열하기 위한 제2 열 램프 세트, 및 웨이퍼의 에지 구역을 가열하기 위한 제3 열 램프 세트에 전력을 제공하기 위해 제어 신호를 발생시키는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역 내 온도를 상기 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역의 설정점 온도와 비교한 것에 기초하여, 제1, 제2 및 제3 열 램프 세트에 제공된 전력 레벨을 제어 신호가 설정하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 상기 반응기 시스템의 추가 예시는, 제1 히터 램프 세트가 상부 램프 뱅크에 세 개의 중심 선형 램프를 포함하되, 제3 히터 램프 세트는 상부 램프 뱅크에 두 쌍의 외부 선형 램프를 포함하고, 제2 히터 램프 세트는 제1 및 제3 히터 램프 세트 내의 선형 램프 사이에 배치된 상부 램프 뱅크에 선형 램프를 포함하고, 온도 구배를 제어하기 위해 적어도 제1, 제2, 제3 열 램프 세트에 상이한 전력 레벨이 제공되는 것을 포함할 수 있다.
웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위해 다른 반응기 시스템이 제공된다. 반응기 시스템은 웨이퍼를 지지하기 위한 서셉터, 웨이퍼를 가열하도록 작동 가능한 두 개 이상의 열 램프, 및 온도 모니터링 어셈블리를 포함한다. 온도 모니터링 어셈블리는, 웨이퍼의 중심 구역 내 온도, 웨이퍼의 중간 구역 내 온도, 및 웨이퍼의 에지 구역 내 온도를 각각 감지하기 위해, 중심 고온계, 중간 고온계, 및 에지 고온계를 포함한다. 제어기는 중심, 중간 및 에지 구역의 온도에 기초하여 두 개 이상의 열 램프를 작동시켜 웨이퍼의 중심으로부터 에지까지의 온도 구배를 제어하고, 제어기는, 제어 신호를 생성하여 웨이퍼의 중심 구역을 가열하기 위한 제1 열 램프 세트, 웨이퍼의 중간 구역을 가열하기 위한 제2 열 램프 세트, 및 웨이퍼의 에지까지 가열하는 제3 열 램프 세트를 독립적으로 작동시킨다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역 내 온도를 상기 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역의 설정점 온도와 비교한 것에 기초하여, 제1, 제2 및 제3 열 램프 세트에 제공된 전력량을 제어 신호가 비례적으로 설정하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 온도 모니터링 어셈블리가, 1 내지 10 mm 범위의 외경을 갖는 웨이퍼의 상부 표면 상의 센서 스폿으로부터 방출되는 전자기 복사선을 수신하는 에지 고온계를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 센서 스폿이 1 내지 10 mm 범위로 웨이퍼 에지로부터 반경 방향 오프셋에 중심을 둔다는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여 또는 대안으로서, 반응기 시스템의 추가 예시는, 서셉터가 0.15 내지 0.30 mm 범위로 오목부를 갖는 것을 포함할 수 있다.
이들 예시 모두는 본 개시의 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 본 개시는 논의된 임의의 특정 예시(들)에 제한되지 않으며, 이들 및 다른 예시는 첨부된 도면을 참조하는 특정 예시의 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 쉽게 분명해질 것이다.
본 명세서는 본 개시의 예시로 간주되는 것을 특별히 지적하고 명백하게 주장하는 청구범위로 결론을 내지만, 본 개시의 예시의 장점은 첨부한 도면과 관련하여 읽을 때 본 개시의 예시 중 소정의 예시의 설명으로부터 더욱 쉽게 확인될 수 있다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 요소 번호를 갖는 요소는 동일한 것으로 의도된다.
도 1은, 증착 공정 동안 웨이퍼를 지지하는 서셉터를 갖는 종래의 레이아웃을 갖는, 반응 챔버의 일부분에 대한 단순화된 단면도이다.
도 2는, 본 설명의 온도 모니터링 어셈블리와 함께 반응 챔버 및 그 가열 어셈블리의 일부를 보여주는, 반응기 시스템의 개략적인 부분 상부도이다.
도 3은, 본 설명의 온도 모니터링 어셈블리가 구비된 반응 챔버를 보여주는, 도 2의 반응기 시스템의 일부에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는, 네 개의 온도 센서(예, 고온계)를 포함하는 온도 모니터링 어셈블리의 하나의 구현예를 나타낸, 도 2 및 도 3의 반응기 시스템의 측부 입면도 및 상부 사시도를 나타낸다.
도 5는, 웨이퍼 온도 구배를 제어하기 위해 열 램프 세트를 작동시키도록 조정된 반응기 시스템용 제어 시스템의 기능 박스 또는 개략도이다.
도 6은, 상이한 스폿 크기를 달성하기 위해 본 설명의 온도 모니터링 어셈블리에 사용하기 위한 중심(및/또는 중간) 고온계 및 에지 고온계의 측면도이다.
도 7은, 본 발명의 일례에 따른 웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위한 반응기 시스템을 작동하는 방법이다.
소정의 예시가 아래에 개시되었지만, 당업자는 본 개시가 구체적으로 개시된 예시 및/또는 본 개시의 용도 및 이들의 명백한 변형물 및 균등물을 넘어 확장된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 범주는 본원에 설명된 특정 예시에 의해 제한되지 않도록 의도된다.
본원에 제시된 예시는 임의의 특정한 재료, 장치, 구조, 또는 소자의 실제 뷰를 의도하려 하는 것은 아니며, 단지 본 개시의 예시를 설명하기 위해 사용되는 표현이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "웨이퍼" 또는 "기판"은, 사용될 수 있는, 또는 그 위에 소자, 회로, 또는 막이 형성될 수 있는, 임의의 하부 재료 또는 재료들을 상호 교환적으로 지칭할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "화학 기상 증착(CVD)"은 원하는 증착을 생성시키기 위해 기판의 표면 상에서 반응 및/또는 분해되는 하나 이상의 휘발성 전구체에 기판이 노출되는 임의의 공정을 지칭할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "원자층 증착"(ALD)은 기상 증착 공정을 지칭할 수 있고, 여기서 증착 사이클은, 바람직하게는 복수의 연속 증착 사이클은 공정 챔버에서 수행된다. 일반적으로, 각각의 사이클 중에 전구체는 증착 표면(예, 기판 표면, 또는 이전 ALD 사이클로부터의 물질과 같은 이전에 증착된 하부 표면)에 화학 흡착되고, 추가적인 전구체와 쉽게 반응하지 않는(즉, 자기 제한적 반응) 단층 또는 서브 단층을 형성한다. 그 후 필요한 경우, 증착 표면 상에서 화학 흡착된 전구체를 원하는 재료로 전환시키는 용도로, 반응물(예를 들어, 다른 전구체 또는 반응 가스)이 후속해서 공정 챔버에 유입될 수 있다. 일반적으로, 이러한 반응물은 전구체와 더 반응할 수 있다. 각각의 사이클 중에 공정 챔버로부터 과잉의 전구체를 제거하고/하거나, 화학 흡착된 전구체의 변환 후 공정 챔버로부터 과잉의 반응물 및/또는 반응 부산물을 제거하기 위해 퍼지 단계들이 더 활용될 수도 있다. 추가로, 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "원자층 증착"은 전구체 조성물(들), 반응 가스, 및 퍼지(예, 불활성 캐리어) 가스의 교번 펄스로 수행되는 경우, "화학 기상 원자층 증착", "원자층 에피택시" (ALE), 분자 빔 에피택시(MBE), 가스 공급원 MBE, 또는 유기금속 MBE, 및 화학적 빔 에피택시와 같은 관련 용어들에 의해 지정된 공정을 포함하는 것을 또한 의미한다.
아래에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 본 개시의 예시와 다양한 세부 사항은 ALD, CVD, 금속유기 화학 기상 증착(MOCVD), 분자 빔 에피택시(MBE) 및 물리 기상 증착(PVD)을 포함하나 이에 제한되지 않는 다수의 증착 공정을 위해 구성된 반응 챔버와 연관하여활용될 수 있음을 이해해야 한다. 본 개시의 예시는 반응성 전구체로 기판을 처리하도록 구성된 반도체 처리 시스템에서 활용될 수도 있으며, 예를 들어 반응성 이온 에칭(RIE), 용량성 결합 플라즈마 에칭(CCP) 및 전자 싸이클로트론 공명 에칭(ECR)과 같은 에칭 공정을 포함할 수도 있다.
본 발명자는, 웨이퍼의 온도 구배의 온도를 실시간으로 감지하고 모니터링하는 것, 및 원하는 온도 구배를 달성하기 위해 웨이퍼의 실시간 온도를 사용하여 가열 어셈블리를 제어하는 것의 중요성을 인식하였다. 이는, 박막을 형성하기 위한 증착 공정 동안에(예, 에피택셜 성장 동안 또는 이와 유사한 동안에), 웨이퍼의 외곽 에지 구역을 포함하는 세 개(또는 그 이상) 구역에서의 웨이퍼 온도를 모니터링하는 단계, 및 이어서 각 구역으로부터의 온도 피드백을 사용하여 각 구역 내 또는 각 구역과 연관된 가열 램프의 작동을 조절하여 웨이퍼의 상부 또는 증착 표면 상에서 원하는 온도를 유지하는 단계를 포함한다.
도 2는, 에피택셜(에피) 성장 또는 다른 증착 공정을 위해 구성된 반응 챔버 내에 그리고 이에 인접하게 제공될 수 있는 구성 요소의 일부를 나타내는 단순화된 상부 개략도를 사용하여, 반응기 시스템(200)을 나타낸다. 시스템(200)은, (예를 들어, 폐쇄 루프 제어기 설계로) 실시간 다중 구역 웨이퍼 온도 제어를 달성하도록 설계된다. 시스템(200)의 반응 챔버의 내부 챔버 내에, 웨이퍼(220)를 지지(및, 일반적으로 회전)하기 위한 서셉터(210)가 제공된다. 시스템(200)은, 웨이퍼(220) 상에서 증착하는 동안 슬립 형성을 감소시키거나 더 양호하게 제어하기 위해, 웨이퍼 중심과 웨이퍼 에지(222) 사이에 실시간 온도 구배 제어를 제공하는 능력을 갖도록, 본 설명에 따라 구성된다. 증착 공정 동안에, 전구체, 반응물 등의 가스 흐름은, 화살표(229)로 나타낸 바와 같이 반응 챔버 내에 위치한 웨이퍼(220) 위로 흐른다.
웨이퍼(220)의 온도를 제어하기 위해, 시스템(200)은, 열 램프의 바닥 또는 하부 뱅크 또는 어레이(234), 및 상단 또는 상부 뱅크 또는 어레이(238)를 갖는 챔버 가열 어셈블리(230)를 포함한다. 램프는, 발광 다이오드, 필라멘트, 또는 다른 기술을 사용하여 광 에너지 또는 신호를 제공할 수 있는 스폿 및/또는 선형 램프를 포함한 시스템(200)을 구현하기 위해 다양한 형태 및 형상을 취할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 바닥 및 상단 뱅크(234, 238)는 각각 복수의 선형 램프를 포함하며, 각각의 뱅크(234, 238)에 도시된 11개의 선형 램프는 서셉터(210) 및 웨이퍼(220)의 아래와 위에 이격된 평면으로 배열된다. 램프는, 인접한 쌍 사이에 균일한 간격을 두고 서로 평행하도록 각각의 뱅크/어레이(234, 238) 내에 배열된다.
중심(예, 웨이퍼의 회전 축에 근접하거나 회전 축에서) 구역 고온계(251), 중간(예, 반경 방향 중간) 구역 고온계(255), 및 에지(예, 반경 방향 외측) 구역 고온계(257)를 포함한 온도 모니터링 어셈블리가 제공되고, 그들의 작동 동안에, 상단 또는 상부 램프 뱅크(238) 내의 선형 램프 사이의 갭/공간을 통해 전자기 복사선을 수용하고 웨이퍼의 표면(또는 상기 표면 상의 성장 중인 막)으로부터 방출되고 각각의 고온계에서 수신되는 것을 포함한 온도를 감지하도록, 웨이퍼(220)의 상부 표면 상에서 모니터링될 해당 센서 영역 또는 스폿에 의해 도 2에 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(220)(또는 그의 상부 표면)는 세 개의 (또는 그 이상의) 구역 또는 중심 구역(250), 중간 구역(254), 및 에지 구역(256)으로 분할될 수 있고, 이들 구역의 온도는, 고온계(251, 255, 및 257)의 센서 영역 또는 스폿에 의해 나타낸 바와 같이 각각에서 고온계를 반경 방향으로 위치시킴으로써 모니터링되고, 여기서 각각의 고온계는, (예를 들어, 기판을 원하는 증착 온도로 가열하는 동안에) 웨이퍼의 표면에 의해, (예를 들어, 웨이퍼의 상부 표면 상에 에피택셜 막을 증착하는 동안에) 성장 중인 막에 의해, 및/또는 (예를 들어, 반응 챔버로부터 웨이퍼를 언로딩하기에 적합한 온도로 미리 결정된 증착 온도로부터 냉각하는 동안에) 증착 후의 증착된 막으로부터 방출되는 전자기 복사선을 수신한다.
스폿/센서 영역이 연관된 구역 내에 속하는 한, 각 구역의 특정 크기 및 고온계의 위치는, 시스템(200)을 실시하기 위해 달라질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(220)는 약 150 밀리미터의 반경(R 150 mm로 지정될 수 있음)을 가질 수 있고, 구역(250, 254, 및 256)은 다음과 같이 크기를 정할 수 있다: (a) 약 30 내지 약 80 밀리미터 범위의 반경으로 웨이퍼 중심으로부터 외부 원주까지 중심 구역(250); (b) 약 60 내지 약 120 밀리미터 범위의 반경으로 중심 구역(250)의 외부 원주로부터 외부 원주까지 중간 구역(254); 및 (c) 중간 구역(254)의 외부 원주로부터 웨이퍼 에지(222)에서 또는 그 근처에서의 외부 원주(또는 약 145 내지 약 150 밀리미터 범위의 반경을 갖는 외부 원주 등)까지 에지 구역(256). 마찬가지로, 이들 구역(250, 254, 및 256) 내의 고온계(251, 255, 및 257)의 스폿의 특정 반경 방향 위치는 시스템(300)을 실시하기 위해 변할 수 있고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 위치는 부분적으로 상단 뱅크(238)의 램프 사이의 갭 또는 구멍에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 중심 구역 고온계(251)는 약 0 내지 약 40 밀리미터의 웨이퍼(220)의 중심으로부터 반경 방향 오프셋에서 스폿/센서 영역을 제공하도록 위치할 수 있고, 중간 구역 고온계(255)는 약 30 내지 약 110 밀리미터(소정의 예시에서 약 R95 밀리미터가 사용됨)의 웨이퍼(220)의 중심으로부터 반경 방향 오프셋에 스폿/센서 영역을 제공하도록 위치할 수 있고, 에지 구역 고온계(257)는 약 140 내지 약 149 밀리미터(소정의 예시에서 약 R145 밀리미터 내지 약 R147 밀리미터가 사용됨)의 웨이퍼(220)의 중심으로부터 반경 방향 오프셋에 스폿/센서 영역을 제공하도록 위치할 수 있다.
도 3은, 새로운 설계의 추가 세부사항을 제공하는 도 2의 반응기 시스템(200)의 개략적인 측면도를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(220)는 반응 챔버(360)의 내부 챔버(361) 내에서 서셉터(210) 상에 지지된다. 서셉터(210)는 회전 샤프트 또는 핀(312)에서 지지되는데, 이는 증착 단계, 예컨대 에피 성장 동안 또는 이와 유사한 성장 동안에 웨이퍼(220)를 회전시키도록 화살표(313)으로 (웨이퍼(220)의 중심을 통해 연장되는) 중심 축을 중심으로 회전하는 것으로 나타나 있다. 열 램프(도 3에서 1 내지 11로 번호가 매겨짐)의 상부 뱅크 또는 어레이(238)는, 램프 뱅크(370) 내의 내부 챔버(361) 위에 장착된다.
작동 중에, 각각의 램프는 화살표(339)로 나타낸 바와 같이 내부 챔버(361) 및 웨이퍼(220)를 가열하기 위해 광/복사 에너지를 출력하도록 작동된다. 전력 출력 또는 열량(339) 출력은, 예를 들어 뱅크/어레이(238)에서 각 램프에 대한 전력의 빠르고 무한 가변적인 비례 제어를 제공하는 데 사용될 수 있는 예시적인 고체 상태 스위치 장치로서 나타낸 실리콘 제어 정류기(SCR)를 갖는 스위치(349)(램프 번호 1의 경우)로 나타낸 바와 같은 개별 램프 제어 유닛의 사용을 통해 독립적으로 제어될 수 있다. 또한, 본원에서 논의된 바와 같이, 어레이/뱅크(238)(및 도 2의 바닥 또는 하부 어레이/뱅크(234))의 램프는 제어 구역으로 분할되거나 할당될 수 있고, 이들 물리적 구역에서의 고온계(예, 동일한 가열 또는 제어 구역의 램프 내 또는 그 사이에 램프 뱅크(370) 상에 장착된 고온계)로부터의 실시간 온도 피드백에 기초하여, 세트/유닛으로서 동시에 제어될 수 있다.
특히, 그러나 비제한적 예시에서, 램프 어레이/뱅크(238)는 웨이퍼(220)의 세 개의 구역 또는 영역(250, 254, 256)에 대응하는 세 개의 그룹 또는 제어 구역으로 분할되고(도 2에 나타냄), 이들은 (세 개의 중심 램프로 이루어진) 중심 그룹(340), (중심 그룹(340)의 양측(또는 반대측)에 있는 두 쌍의 램프로 이루어진) 중간 그룹(342), 및 (중간 그룹(342)의 양측(또는 반대측)에 있는 두 쌍의 램프로 제조되는) 에지 그룹(346)이다. 각 그룹(340, 342, 346)에서의 램프의 수 및 위치는, 일반적으로 각 그룹의 램프가 작동 중에 이들이 가열하는 웨이퍼(220)의 부분 또는 영역에 기초하여 선택되는 것이 바람직하도록 변할 수 있다(예를 들어, 웨이퍼(220)의 에지(222)를 가열하는 램프를 에지 그룹(346) 등에 할당함).
도 2 및 도 3의 예시에서, 시스템(200)은 22개의 선형 램프를 갖는 기존의 램프 뱅크 설계(즉, 대기압 또는 감압으로 에피택셜 성장 동안에 사용되는 램프 뱅크)를 위한 3 구역 웨이퍼 온도 제어를 제공하도록 조정된다. 나타낸 바와 같이, 선형 램프를 세 개의 그룹(즉, 도 3의 중심, 중간 및 에지 그룹(340, 342 및 346))으로 분리하였고, 하부 및 상부 뱅크/어레이(234, 238)의 램프는 세 개의 폐쇄 루프 비례-적분-미분(PID) 제어 또는 다른 제어 접근법을 사용하여 작동될 수 있다. 세 개의 고온계(251, 255 및 257)가 웨이퍼 중심, 중간 및 에지 구역 온도를 측정하는 데 사용될 수 있으며, 이는 세 개의 그룹(340, 342, 346)의 전력을 작동시키기 위한 피드백으로서 제어기에 제공된다. 각 그룹(340, 342, 346) 내부에는 다수의 선형 램프가 있으며, 전력비는, 예를 들어 SRC를 사용하여 개방 루프 램프 전력 제어로서 각 선형 램프에 할당될 수 있으며, 도 3에 나타낸 SCR(349)이 에지 그룹(346)의 램프 번호 1에 대한 예시로서 나타나 있다. 이러한 방식으로, 각 램프의 전력은 SCR에 의해 제어되어 정확하고 반복 가능한 램프 전력 제어를 달성한다.
도 4a 및 도 4b는, 네 개의 온도 센서(예, IR 고온계 등)를 포함한 온도 모니터링 어셈블리의 하나의 구현예를 나타낸, 도 2 및 도 3의 반응기 시스템(200)의 측부 입면도 및 상부 사시도를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 시스템(200)은 재료 형성 반응 챔버(도 3의 요소(360)), 예를 들어 반응 챔버의 상부 벽을 형성하는 석영 재료의 온도를 감지하기 위한 고온계(450)를 포함한다. 또한, 시스템(200) 또는 그의 온도 모니터링 어셈블리는 도 2에 나타낸 세 개의 웨이퍼 구역(250, 254, 256)을 모니터링하기 위한 세 개의 고온계를 포함한다.
특히, 나타낸 바와 같이, 시스템(200)은, 각각 구역(250, 254, 및 256)에서 도 2에 나타낸 스폿으로부터 전자기 복사선을 수신하도록 램프 뱅크(370) 상에 위치하고 장착된 중심 고온계(251), 중간 고온계(255), 및 에지 고온계(257)를 포함한다. 고온계(251, 255, 및 257)는 각각의 구역으로부터 웨이퍼에 의해 방출된 전자기 복사선이 램프 뱅크(370) 개구(뿐만 아니라 대부분의 경우 리플렉터의 구멍)를 통해(또는 고온계가 이를 통해 봄) 고온계(251, 255, 및 257) 중 하나에서 수신되도록 반응기 시스템(200)에 제공되어, 고온계(251, 255, 및 257)가 세 개의 구역(250, 254, 및 256) 각각 내에서 웨이퍼 온도를 측정하고, 각각의 고온계의 특정 반경 위치 또는 오프셋은 열 램프 사이의 갭에 적합하도록 그리고/또는 웨이퍼(220)가 서셉터(210) 상에 위치하는 내부 챔버(361)와 램프 뱅크(370) 사이의 다른 개구/채널과 일치하도록 자주 선택된다.
도 5는 웨이퍼 온도 구배를 제어하기 위해 열 램프 세트를 작동시키도록 조정된 반응기 시스템(예컨대, 도 2 내지 도 4의 시스템)용 제어 시스템(500)의 기능 박스 또는 개략도이다. 나타낸 바와 같이, 제어기(530)(본원에 설명된 기능을 제공하기 위한 프로세서 실행 코드 또는 명령어(또는 소프트웨어)를 가질 수 있음)는 온도 모니터링 어셈블리의 웨이퍼 모니터링 온도 센서에 대한 온도 설정값을 입력으로서 갖는다. 도 2 내지 도 4의 예시에서, 중심 고온계, 중간 고온계, 및 에지 고온계를 위해 (제어기(530)에 의해 접근 가능한 메모리에 저장될 수 있는) 온도 설정점(510)이 제공될 수 있다. 이들 설정점(510)은 웨이퍼에 걸쳐 온도 균일도(또는 작은 온도 구배만)를 제공하기 위해 동일할 수 있거나, 원하는 온도 구배(예, 미리 정의된 범위에 속하는 제로가 아닌 구배)를 달성하기 위해 서로 상이할 수 있다(또는 둘이 동일할 수 있음). 제어기(530)는 또한, 온도 센서(예, 중심, 중간 및 에지 고온계)로부터의 실제 판독 값 또는 온도를 입력으로서 갖는다.
제어기(530)는 각각의 고온계 또는 구역에 대한 설정값(510)에 실제 웨이퍼 온도(520)를 비교하고, 이에 응답하여, 제어기(530)는 반응 챔버의 램프(550)에 대해 전력 제어기(들)(540)(예, 각각의 선형 램프에 대한 SCR)에 제공되는 제어 신호를 생성한다. 일부 경우에, 제어 신호는 그룹의 각 램프에 유사한 방식으로 전력을 공급하도록 설계되며, 예를 들어 에지 그룹의 모든 램프는 매칭 방식으로 전력을 공급받는다 등등. 도 5는, 모니터링되는 웨이퍼 구역의 고온계로부터의 피드백(520)에 기초하여 빠르고 무한하고 가변적인 비례 방식으로 램프(550)에 전력을 제공하도록, 전력 제어기(540)가 램프(550)에 SCR 전력 제어를 제공하는 것을 나타낸다. 세 개의 고온계, 즉 중심 고온계, 중심 고온계의 반경 방향 외측에 배열된 에지 고온계, 및 중심 고온계와 에지 고온계 사이에 반경 방향으로 배열된 중간 고온계를 갖는 것으로 본원에서 나타나고 설명되지만, 본 개시의 예시는 중심 고온계와 에지 고온계 사이의 상이한 반경 방향 오프셋에서 추가 고온계를 가질 수 있음을 이해해야 한다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이러한 예시는 구배 제어를 제공할 수 있는데, 예를 들어 웨이퍼 표면에 걸친 온도 변화가 더 높은 차수의 형상을 가질 경우에, 이러한 예시에서의 네 개 이상의 고온계는, 더 높은 차수의 다항식 함수를 네 개 이상의 반경 방향으로 분리된 온도 측정에 맞추기 위한 추가 온도 정보를 제공한다.
제어 시스템(500)은, 웨이퍼 온도의 3 구역 폐쇄 루프 제어를 갖는 반응기 시스템을 제공한다. 이는, 부분적으로, SCR 전력(540)을 설정하여 해당 램프(들)(550)에 전력을 공급하고 따라서 웨이퍼 온도 구배를 제어하는, 소프트웨어 제어기(530)로 달성된다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 램프 번호 1은 에지 그룹 346에 있고, 그의 전력은 SCR#1(도 3에서 항목(349)로 표시됨)에 의해 제어된다. SCR#1에 대한 전력 설정점은 다음과 같이 명시될 수 있다:
P_설정값(SCR#1) = %P출력(에지고온계)*비율(SCR#1)
여기서 "출력(에지고온계)"은 제어기(530)에 의해 가동되는 폐쇄 루프 온도 제어를 갖는 PID 알고리즘으로부터 계산된 실시간 전력이고 "비율(SCR#1)"은 개방 루프 제어로서 에지 그룹(346) 내부의 비율 설정값이다.
소정의 예에서, 제어 시스템(500)은 웨이퍼의 중심 구역과 에지 구역 사이의 온도 변화에 따라 웨이퍼 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(500)은, 중심 고온계에 의해 보고되는 중심 구역 온도와 에지 고온계에 의해 보고되는 에지 구역 온도 사이의 차이를 계산할 수 있고, 계산된 차이를 미리 결정된 중심 대 에지 온도 한계와 비교하고, 계산된 차이가 미리 결정된 중심 대 에지 온도 한계를 초과하는 경우에 중심 및 에지 구역 중 하나(또는 둘 다)에 할당된 램프에 대한 전력을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이는, 예를 들어 웨이퍼에 걸친 막 두께 균일성을 개선함으로써, 웨이퍼 상에 증착된 막 내의 변화를 제한할 수 있다.
소정의 예시에 따라, 제어 시스템(500)은 중간 구역 온도를 사용하여 중심 구역과 에지 구역 사이의 온도 구배에 따른 웨이퍼 온도를 제어할 수 있다. 이와 같이, 제어 시스템은 중심 고온계, 중간 고온계, 및 에지 고온계에 의해 보고된 온도에 곡선을 피팅할 수 있고, 그 후에 곡선을 따라 각 지점에서 최대 기울기(또는 구배)를 결정할 수 있다. 제어 시스템(500)은 그 후 결정된 최대 구배를 미리 결정된 구배 한계와 비교할 수 있고, 그 후 결정된 구배가 미리 결정된 구배 한계를 초과하는 경우에, 결정된 최대 구배의 위치(즉, 구역)에 따라 중심 구역, 중간 구역, 및/또는 에지 구역 내의 하나 이상의 램프에 대한 전력을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 구배에 따른 온도를 제어하는 것은, 막 증착 동안뿐만 아니라 막 증착 후 냉각하는 동안에, 교차 웨이퍼 온도 구배와 연관된 결정학적 슬립을 제한(또는 제거)할 수 있게 한다.
도 6은, 상이한 스폿 크기를 달성하기 위해 본 설명의 온도 모니터링 어셈블리에 사용하기 위한 중심(및/또는 중간) 고온계(610) 및 에지 고온계(630)의 측면도이다. 특히, 본 발명자는 외곽 에지 온도 측정을 향상시키기 위해 웨이퍼(604)에서 스폿 크기를 감소시키기 위해 새로운 에지 고온계 설계가 사용될 수 있음을 인식하였다. 외곽 에지 온도 측정 및 그 온도 제어는 (외곽 에지(또는 에지 구역) 고온계로부터 히터 제어기에 대한 피드백에 기초하여) 웨이퍼 에지 슬립을 제어하는 데 매우 유용하다. 웨이퍼 온도 구배는 일반적으로 웨이퍼 에지 및 그의 베벨 영역에서 더 크고, 이는 더 큰 열 응력을 초래하며, 대부분의 슬립 형성이 웨이퍼 에지 상에 있는 것으로 관찰되었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 중심(및 중간) 고온계(610)는, 반사기(620) 및 웨이퍼(604)의 작동 거리 및 상대 위치 그리고 그의 시야(fov)에 따라, 그의 렌즈 튜브(612)에서 고온계의 아래에 있는 구역으로부터 웨이퍼에서 방출된 전자기 복사선을 수신할 수 있고, 웨이퍼(604) 상의 스폿 크기는 약 15 내지 25 밀리미터 범위이다(도 6에 예시에서 약 20 밀리미터로 나타남). 보다 구체적으로, 리플렉터(620)는 렌즈 튜브(612)의 유출구와 웨이퍼(604)(또는 그 상부 표면)로부터 등거리, 예를 들어 약 250 밀리미터의 작동 거리에 배치되어 튜브(612)의 유출구는 리플렉터(620)로부터 약 125 밀리미터이고, 웨이퍼(604)가 리플렉터로부터 약 125 밀리미터이다. 에지 고온계(610)(및 일부 경우에 중간 고온계)가 웨이퍼 표면에 의해 방출된 전자기 복사선(및/또는 성장/증착된 막)을 수신한 결과적인 스폿은, 약 15 내지 약 25 밀리미터(예컨대, 약 20 밀리미터)의 범위에 있을 수 있으며, 이는 웨이퍼(604)의 중심에 또는 웨이퍼 에지에서 중심 구역(또는 중간 구역)까지의 일부 오프셋일 수 있고, 예컨대 150 밀리미터의 반경을 갖는 웨이퍼에 에지로부터 약 138 밀리미터의 오프셋에 있을 수 있다.
에지 고온계(630)의 경우, 작동 거리를 감소시키고 약 2 내지 약 10 밀리미터 범위의 반경을 갖는 스폿 크기를 달성하기 위해 더 긴 길이를 갖는 튜브(632)가 사용되며, 약 5 내지 약 6 밀리미터의 폭(예, 반경)을 갖는 스폿이 고온계(630)의 일례로 사용된다. 렌즈 튜브(632)의 길이는, 렌즈 튜브(632)의 원위 말단에 지지된 렌즈 요소가 중심 고온계의 튜브(612)보다 리플렉터(620)에 훨씬 더 가깝도록 선택된 것이 도 6에 나타나 있다. 예를 들어, 이러한 분리 거리는 약 25 내지 약 35 밀리미터의 범위, 약 30 밀리미터로 나타낼 수 있는 반면, 리플렉터-웨이퍼 거리(예, 약 125 밀리미터의 거리)를 유지할 수 있고, 결과적으로 고온계(630)는 약 6 밀리미터의 외경을 갖는 웨이퍼 표면(및/또는 성장/증착된 막) 상의 스폿으로부터 전자기 복사선을 수신한다. 이러한 에지 고온계 배열에 의해, 에지 고온계는 보다 양호한 외곽 에지 온도 제어를 위해 (그의 출력 센서 영역 또는 스폿과 함께) 웨이퍼 에지에 가까운 위치(예, 하나의 유용한 설계에서 약 145 밀리미터와 같이 약 140 내지 약 150 밀리미터 범위의 웨이퍼 중심으로부터 반경 방향 오프셋)로 이동할 수 있다. 다른 예시에서, 작동 거리는 램프 뱅크 내의 고온계(630)를 낮춰 튜브 출구를 리플렉터(620) 및 웨이퍼(604)에 더 가깝게 위치시킴으로써 설정되는 반면, 다른 예시는 광학 어셈블리를 이용하여 외경이 도 6에 나타낸 약 6 밀리미터 이하인 더 작은 스폿 크기 및 감소된 작동 거리를 달성할 수 있다.
도 7은, 본 설명의 예시에 따라 웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위해 반응기 시스템(예컨대, 방법(900)의 하나 이상의 단계를 수행하기 위해 프로세서 및 프로그램 모듈을 사용하는 도 2 및 도 3의 시스템(200))을 작동시키는 방법(700)이다. 방법(700)은, 본원에 설명된 바와 같은 웨이퍼 온도 구배 제어를 갖는 반응 챔버 내에 실리콘 표면을 갖는 기판과 같은 기판을 제공하는 것으로 시작할 수 있다. 그 다음, 반응 챔버는 성장 막을 제공하는 증착 공정을 수행하는 데 사용될 수 있다.
단계(710)에서, 방법(700)은 기판 또는 웨이퍼의 중심부 위에 놓이는 중심 고온계로 전자기 복사선을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 복사선은 기판(또는 기판의 표면 상에서 성장하는 막)으로부터 방출된다. 단계(715)에서, 방법(700)은 기판의 중간 부분 위에 놓이는 중간 고온계로 전자기 복사선을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 다시, 이러한 복사선은 기판(또는 기판의 표면 상에서 성장하는 막)으로부터 방출된다. 단계(720)에서, 방법(700)은 기판의 에지 부분 위에 놓이는 에지 고온계로 전자기 복사선을 수신하는 단계를 포함할 수 있고, 이러한 복사선은 기판(또는 기판의 표면 상에서 성장하는 막)으로부터 방출된다.
방법(700)은 중심, 중간 및 에지 고온계를 사용하여 기판의 중심, 중간 및 에지에서의 온도를 결정하기 위해 중심, 중간 및 에지 고온계를 사용하는 단계(730, 735 및 740으)로 계속된다. 그 다음, 단계(750)에서, 방법은 제어기 및 그 프로그램 모듈을 사용하여, 기판의 중심, 중간 및 에지 부분 또는 구역의 온도를 처리하는 단계, 및 이에 응답하여, (예를 들어, 반응 챔버로 수행되는 특정 증착 공정을 위해) 기판에 대한 미리 정의된 온도 구배(예, 프로세서에 의해 액세스 가능한 메모리에 저장된 값)에 기초하여 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 그 다음, 단계(760)에서, 방법(700)은 제어 신호에 기초하여 또는 이를 사용하여, 제1, 제2 및 제3 열원 세트(예, 램프 등)를 작동시켜 기판의 중심으로부터 에지까지의 온도 변화 또는 차이를 제어하는 단계를 포함한다. 그 다음, 방법(700)은 프로세스가 완료되거나 온도 제어가 더 이상 필요하지 않을 때까지 단계(710)로 계속될 수 있다.
방법(700)의 일부 예에서, 기판에 대해 미리 정의된 온도 구배는 기판의 중심, 중간 및 에지 부분 또는 구역에 대한 설정점 온도에 의해 정의된다. 제어기에 의한 온도의 처리는 중심, 중간, 및 에지 고온계(또는 다른 온도 센서)에 의해 판독된 중심, 중간, 및 에지 부분 또는 구역의 온도를 설정점 온도와 비교하는 것을 포함할 수 있는 폐쇄 루프 제어를 포함할 수 있다. 또한, 열원의 작동은 제어 신호에 기초하여 제1, 제2 및 제3 히터 램프 세트에서 각각의 열원(예, 램프)에 제공되는 전력에 대한 가변 비례 제어를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명자는 또한, 서셉터 오목부(도 1에서 알 수 있는 바와 같이 서셉터 레지(122)와 서셉터 포켓(140) 상의 최저점 사이의 거리로 측정됨)가 웨이퍼 중심과 웨이퍼 에지 사이의 온도 구배에 영향을 미칠 수 있음을 인식하였다. 이는, 웨이퍼 에지가 서셉터 레지와 직접 접촉하지만 웨이퍼 중심에는 접촉하지 않기 때문에, 웨이퍼에 걸쳐 상이한 열 전달을 초래한다. 동일한 램프 상단 및 바닥 전력 바이어스를 사용하면, 서셉터가 더 큰 오목부를 가질수록 온도 구배(또는 중심에서 에지까지의 델타 T)는 더 커지며, 이는 더 작은 슬립 윈도우로 이어질 수 있다.
본 설명의 반응기 시스템(예컨대, 도 2의 반응기 시스템(200))은 더 낮은 서셉터 오목부를 갖도록 설계되고 제조될 수 있다. 예를 들어, 서셉터(210)는 약 0.15 내지 약 0.30 밀리미터 범위의 오목부를 가질 수 있으며, 소정의 예시는 일부 이전의 서셉터 설계에서 약 0.45 밀리미터 오목부와 비교하면 약 0.20 내지 약 0.25 밀리미터 범위의 오목부를 갖는 서셉터(210)를 갖는다. 이렇게 감소된 오목부는, 중심-에지 온도 차이를 보다 잘 최적화하기 위해서(즉, 이러한 차이를 감소시키기 위해서)뿐만 아니라 고온 공정에서 웨이퍼가 휠 경우에 웨이퍼 중심이 서셉터의 상단 표면에 직접 접촉할 위험을 감소시키기 위해서, 시험 중에 나타나 있다.
도 5에서 제어기(530)를 구현하는 데 사용되는 소프트웨어 프로그램은, 에피 성장 동안 슬립 형성을 감소시키기 위한 웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하는 단계를 포함하여 원하는 기능을 달성하기 위해 변경될 수 있다. 전반적으로, 에피 성장 과정 동안 몇몇 인자가 슬립 형성에 영향을 미칠 수 있다. 슬립 윈도우는 다음 식에 나타낸 바와 같이 램프 동안 및 증착 동안의 에피 성장 두께, 증착 온도, 및 중심 대 에지 델타 T의 함수이다:
슬립 = f (두께, 증착_T, 델타T_증착, 델타T_램프)
일반적으로, 층을 두껍게 성장시킬수록, 이를 슬립 없는 방식으로 제공하는 것이 더 어렵다. 유사하게, 증착 온도가 높을수록 슬립 윈도우가 더 작다. 전술한 바와 같이, 3 구역 웨이퍼 온도 제어는, 램프 업 단계, 메인 증착 단계, 및 램프 다운 단계를 포함하는 각 공정 단계 동안에 웨이퍼 온도 구배의 실시간 폐쇄 루프 제어를 허용하여, 슬립 형성을 위한 결함원을 억제하고, 증착 동안에 슬립 핵화를 억제하고, 결함 밴드의 전파를 방지한다.
예를 들어, 웨이퍼 온도 구배는, 웨이퍼가 서셉터 상으로 전달된 후 기판 온도가 증착 온도까지 가열되는 웨이퍼 온도 램프 업 단계 동안, 그리고 웨이퍼 증착 단계가 수행되는 동안에 미리 정의된 범위(예, 미리 정의된 델타 T 미만) 내에서 유지되도록 정확하게 제어될 수 있다(참고로, 허용 가능한 델타 T는 상이한 공정 단계(들)에 대해 동일하거나 변할 수 있음). 결과적으로, 새로운 다중 구역 온도 모니터링 및 제어 접근법은, 예를 들어 고온계가 서셉터의 하부면을 관찰하거나 또는 열전대가 서셉터의 하부면과의 밀접한 기계적 접촉을 하는 배열에서 일시적 단계에서의 온도 델타가 최소화되거나 적어도 감소될 수 있게 하는 대안적인 온도 제어 배열에서보다, 더 적은 오버 슈트를 생성하도록 더 느린 램프 속도로 이어질 수 있다. 또 다른 작업 사례에서, 더 많은 ARC가 인가되는 것은 더 많은 최고 전력 바이어스를 의미할 수 있고, 결과적으로, 슬립은 서셉터에 의해 덜 영향을 받을 것이다.
다양한 예시에 따라, 반도체 공정, 예컨대 화학 기상 증착(CVD) 및 다른 증착 단계에 사용하기 위한 반응기 시스템 또는 장치, 및 이와 같은 반응기 시스템의 작동과 관련된 가열 또는 온도 제어 방법이 본원에 개시된다. 반응기 시스템은, 특히 고온 에피 성장 동안 슬립 형성을 억제하기 위한 실시간 온도 구배 모니터링 및 제어를 포함하는, 증착 단계 동안에 웨이퍼(또는 기판) 온도를 정확하게 모니터링하도록 설계된다.
구체적으로, 슬립을 제어하기 위해, 본 발명자는, 슬립 형성을 감소시키기 위해 전체 증착 공정(예, 에피 성장) 동안 웨이퍼 중심과 웨이퍼 에지 사이에 실시간 온도 구배 제어를 제공하는, 반응기 시스템 또는 툴 기능을 설계하는 것이 유익할 것임을 인식하였다. 이러한 온도 구배 제어는, 국부적 온도 구배가 훨씬 더 높을 수 있고 슬립 형성이 웨이퍼 제조에서 훨씬 더 일반적일 수 있는 외곽 웨이퍼 에지에서 특히 유용하다. 또한, 본 발명자는, 전체 공정에서 슬립 밴드에서의 결함이 웨이퍼 내로 전파되는 것을 방지하도록 슬립 핵생성을 억제하기 위해 가열 및 온도를 제어하는 것이 매우 바람직함을 이해하였고, 이는 증착 준비 중의 웨이퍼 온도 램프 업 단계, 에피 증착/성장 중의 단계, 및 웨이퍼 증착 후의 웨이퍼 램프 다운 동안을 포함하여, 주요 공정 단계에서의 온도 구배를 최소화함으로써 달성될 수 있는 것으로 결정되었다.
에피택셜 막 증착을 위해 일부 반응기 시스템에 사용되는 웨이퍼 온도 측정 기술은 정확도가 충분하지 않을 수 있다. 특정 이론에 얽매이지 않는다면, 출원인은, 예컨대 서셉터 장착 열전대 또는 서셉터의 하부를 관찰하는 고온계를 사용하여, 실제 웨이퍼 표면 온도를 실시간으로 측정하는 대신에, 서셉터를 통해 전달된 열을 사용하여 웨이퍼 온도를 추론하는 지연으로 인해, 적어도 부분적으로 불충분한 정확도가 발생할 수 있다고 믿는다. 이는, 서셉터 온도에서 웨이퍼 온도로의 이동이 웨이퍼의 소정의 지점(예를 들어, 중심)에서 확립될 수 있지만, 동일한 이동이 웨이퍼의 다른 지점에 대해 사용될 수 없는데, 그 이유는 웨이퍼와 서셉터 사이의 접촉이 균일하지 않을 수 있고, 웨이퍼의 상이한 지점에서 상이한 대류를 야기할 수 있는 반응기 유동 역학으로 인해서이다.
본원에 설명된 시스템 및 방법에서, 웨이퍼의 전체 표면에 걸친 실시간 온도 제어, 즉 웨이퍼의 표면(및/또는 그 위에 성장 중인 막) 상의 각 지점에서 온도를 제어하는 능력, 및 이에 따라 웨이퍼의 모든 영역에서의 막 특성이 제공된다. 소정의 예에서, 본 개시는 실제 웨이퍼 온도를 측정/모니터링할 뿐만 아니라 웨이퍼의 모든 영역에서 0.1C 미만으로 이를 제어하는 능력을 제공한다. 이는, 결과적으로 웨이퍼의 모든 영역 및 3 nm 노드 미만의 기술에 대해 훨씬 더 높은 소자 수율 및 성능을 제공하는 모든 웨이퍼에서 서브 단일층 두께 제어를 가능하게 한다. 또한, 에피 처리에서의 증착 온도 램프 업 및 램프 다운 동안에 슬립을 제거하는 데 이와 동일한 기술이 사용될 수 있다.
혜택, 다른 이점, 문제에 대한 해결책은 특정 예시와 관련하여 본원에서 설명되었다. 그러나, 혜택, 이점, 문제점에 대한 해결책, 및 임의의 혜택, 이점, 또는 해결책을 발생시키거나 더욱 두드러지게 할 수 있는 임의의 요소는, 본 개시의 중요하거나, 필요하거나, 또는 필수적인 특징부 또는 요소로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서 전반에 걸쳐 특징, 장점, 또는 유사한 언어를 언급하는 것은, 본 개시로 실현될 수 있는 특징 및 장점 모두가 본 발명의 임의의 단일 예시여야 하거나 또는 임의의 단일 예시임을 의미하지 않는다. 오히려, 특징 및 장점을 지칭하는 언어는, 예시와 관련하여 설명된 특이한 특징, 장점 또는 특성이 본원에 개시된 주제의 적어도 하나의 예시에 포함되는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 특징 및 장점, 및 유사한 언어에 대한 논의는 동일한 예시를 지칭할 수 있지만 반드시 그런 것은 아니다.
또한, 본 개시의 설명된 특징, 장점, 또는 특성은, 하나 이상의 예시에서 임의 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 해당 분야의 당업자는, 본 출원의 주제가 특정 예시의 특이한 특징 또는 장점 중 하나 이상 없이도 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 다른 경우에, 본 개시의 모든 예시에 존재하지 않을 수 있는 소정의 예시에서, 추가적인 특징 및 장점이 인식될 수 있다. 또한, 일부 경우에 있어서, 잘 알려진 구조, 재료, 또는 작동은, 본 개시의 주제의 양태를 모호하게 하는 것을 피하기 위해 상세히 나타내거나 설명되지 않는다. 어느 청구범위 요소도, 그 요소가 "그 수단"이라는 문구를 사용하여 명시적으로 인용되지 않는 한, 35 U.S.C. 112(f)를 적용하는 것으로 의도되지 않는다.
본 개시의 범주는 첨부된 청구범위 외의 어느 것에 의해 제한되도록 되어 있으며, 여기서 단수로 된 요소에 대한 언급은 명시적으로 언급되지 않는 한 "오직 하나만"을 의미하는 것이 아니라 오히려 "하나 이상"을 의미하도록 의도된다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, "하나", "일" 및/또는 "특정한 하나"에 대한 언급은 하나 이상의 것을 포함할 수 있고, 단수로 된 아이템에 대한 언급은 복수로 된 아이템을 포함할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 용어 "복수"는 "적어도 두 개"로서 정의될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 문구 "적어도 하나"는, 아이템의 목록과 함께 사용되는 경우에, 열거된 아이템 중 하나 이상의 상이한 조합이 사용될 수 있고, 목록 내의 아이템 중 하나만이 필요할 수 있음을 의미한다. 아이템은 특정 객체, 사물 또는 카테고리일 수 있다. 또한, "A, B, 및 C 중 적어도 하나"와 유사한 문구가 청구범위에 사용되는 곳에서, 상기 문구는 A가 단독으로 예시에 존재할 수 있고, B가 단독으로 예시에 존재할 수 있고, C가 단독으로 예시에 존재할 수 있거나, 또는 요소 A, B 및 C의 임의 조합이 단일 예시에 존재할 수 있고, 예를 들어, A 및 B, A 및 C, B 및 C, 또는 A, B, 및 C로 존재할 수 있음을 의미하는 것으로 해석되도록 의도된다. 일부 경우에, "A 항목, B 항목, 및 C 항목 중 적어도 하나"는, 예를 들어 제한 없이, A 항목 중 두 개, B 항목 중 하나, 및 C 항목 중 열 개; B 항목 중 네 개 및 C 항목 중 일곱 개; 또는 일부 다른 적절한 조합을 의미할 수 있다.
본원에 개시된 모든 범위 및 비율 제한치가 조합될 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 용어 "제1", "제2" 등은 단지 라벨로서 본원에서 사용되고, 이들 용어가 지칭하는 아이템에 대한 서수적, 위치적 또는 계층적 요건을 부과하도록 의도되지 않는다. 또한, 예를 들어 "제2" 아이템에 대한 참조는, 예를 들어 "제1" 또는 "더 낮은 번호의 아이템, 및/또는 예를 들어 "제3" 또는 더 높은 번호의 아이템의 존재를 요구하거나 배제하지 않는다.
부착된, 고정된, 연결된 등에 대한 임의의 참조는, 영구적, 제거 가능한, 일시적인, 부분적인, 완전한 및/또는 임의의 다른 가능한 부착 옵션을 포함할 수 있다. 또한, 접촉 없는(또는 유사한 문구) 임의의 참조는, 감소된 접촉 또는 최소 접촉을 포함할 수도 있다. 상기 설명에서, 특정 용어, 예컨대 "상", "하", "상부", "하부", "수평", "수직", "좌측", "우측" 등이 사용될 수 있다. 이들 용어는, 해당되는 곳에 상대적인 관계를 다루는 경우에 설명을 명확히 하기 위해 사용된다. 그러나, 이들 용어는 절대적인 관계, 위치 및/또는 배향을 암시하기 위한 것이 아니다. 예를 들어, 객체에 대해, "상부" 표면은 단순히 객체를 뒤집음으로써 "하부" 표면이 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 여전히 동일한 객체이다.
또한, 하나의 요소가 다른 요소에 "결합"되는 본 명세서의 경우는, 직접 및 간접 결합을 포함할 수 있다. 직접 결합은, 다른 요소에 결합되고 다른 요소와 일부 접촉하는 하나의 요소로서 정의될 수 있다. 간접 결합은, 서로 직접 접촉하지는 않지만 결합된 요소 사이에 하나 이상의 추가 요소를 갖는 두 개의 요소 사이의 결합으로서 정의될 수 있다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같이, 하나의 요소를 다른 요소에 고정시키는 것은 직접 고정 및 간접 고정을 포함할 수 있다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같이, "인접한"은 반드시 접촉을 나타내지는 않는다. 예를 들어, 하나의 요소는 그 요소와 접촉하지 않고 다른 요소에 인접할 수 있다.
본 개시의 예시가 본원에 명시되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 할 것이다. 예를 들어, 반응기 시스템은 다양한 특정 구조와 관련하여 설명되었지만, 본 개시는 반드시 이들 실시예에 한정되지 않는다. 본원에 기재된 시스템 및 방법의 다양한 변형, 변화 및 개선이 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.
본 개시의 요지는 본원에 개시된 다양한 시스템, 구성 요소, 및 구조, 및 다른 특징, 기능, 행위 및/또는 성질의 모든 신규하고 비자명한 조합 및 하위 조합뿐만 아니라 임의의 그리고 모든 이들의 균등물을 포함한다.

Claims (20)

  1. 웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위한 반응기 시스템을 작동하는 방법으로서,
    중심 온도 센서, 중간 온도 센서, 및 에지 온도 센서를 작동시켜 상기 반응기 시스템의 반응 챔버 내의 서셉터 상에서 웨이퍼의 중심 구역의 온도를 감지하고, 상기 웨이퍼의 중간 구역의 온도를 감지하고, 상기 웨이퍼의 에지 구역의 온도를 감지하는 단계;
    제어기를 이용해, 상기 웨이퍼에 대해 미리 정의된 온도 구배에 기초하여 제어 신호를 생성하기 위해 상기 웨이퍼의 중심, 중간 및 에지 구역의 온도를 처리하는 단계; 및
    상기 중심 구역의 온도에 기초하여 상기 웨이퍼의 중심 구역을 가열하기 위한 제1 히터 램프 세트, 상기 중간 구역의 온도에 기초하여 상기 웨이퍼의 중간 구역을 가열하기 위한 제2 히터 램프 세트, 및 상기 에지 구역의 온도에 기초하여 상기 웨이퍼의 에지 구역을 가열하기 위한 제3 히터 램프 세트를 상기 제어 신호에 기초하여 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중심, 중간 및 에지 온도 센서는, 상기 중심, 중간 및 에지 구역 온도를 감지하기 위해 상기 웨이퍼 상의 각각의 스폿으로부터 전자기 복사선을 수신하는 고온계를 각각 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중심 온도 센서와 연관된 스폿은 상기 웨이퍼의 중심으로부터 40 밀리미터(mm) 미만의 반경 방향 오프셋 내에 중심점을 갖고, 상기 에지 온도 센서와 연관된 스폿은 상기 웨이퍼의 에지로부터 1 내지 10 mm 범위로 반경 방향 오프셋에서 중심점을 갖고, 상기 중간 온도 센서와 연관된 스폿은 상기 중심 및 에지 온도 센서와 연관된 스폿 사이에 배치된 위치에서 상기 웨이퍼 상에 중심점을 갖는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 에지 온도 센서의 고온계는, 상기 에지 온도 센서와 연관된 스폿이 1 내지 10 mm 범위의 외경을 갖도록, 상기 웨이퍼로부터 일정 거리에 렌즈 튜브의 출구로 구성되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼에 대해 미리 정의된 온도 구배는, 상기 웨이퍼의 중심, 중간 및 에지 구역에 대한 설정점 온도에 의해 정의되는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어기에 의한 온도의 처리는, 상기 중심, 중간, 및 에지 온도 센서에 의해 판독된 상기 중심, 중간, 및 에지 구역의 온도를 상기 설정점 온도와 비교하는 단계를 포함한 폐쇄 루프 제어를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 히터 램프의 작동은, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 제1, 제2 및 제3 히터 램프 세트에서 각각의 램프에 제공된 전력에 대해 가변 비례 제어를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 히터 램프 세트는 상부 램프 뱅크에 세 개의 중심 선형 램프를 포함하고, 상기 제3 히터 램프 세트는 상기 상부 램프 뱅크에 두 쌍의 외부 선형 램프를 포함하고, 상기 제2 히터 램프 세트는, 상기 제1 및 제3 히터 램프 세트 내의 선형 램프 사이에 배치된 상기 상부 램프 뱅크에 선형 램프를 포함하고, 상기 제1, 제2, 제3 세트 각각 내의 선형 램프가 상기 제어 신호에 기초하여 매칭 전력 레벨을 제공하는, 방법.
  9. 웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위한 반응기 시스템으로서,
    반응 챔버;
    상기 반응 챔버에서 웨이퍼를 지지하기 위한 서셉터;
    상기 반응 챔버 내로 그리고 상기 웨이퍼 상으로 열을 유도하도록 작동 가능한 복수의 열 램프;
    상기 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역에서 온도를 판독하는 적어도 세 개의 고온계를 포함한 온도 모니터링 어셈블리; 및
    상기 중심, 중간 및 에지 구역의 온도에 기초하여 상기 복수의 열 램프를 제어해서 상기 웨이퍼의 중심으로부터 에지까지 온도 구배를 제어하기 위한 열을 제공하는 제어기를 포함하는, 반응기 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 온도 모니터링 어셈블리는, 1 내지 10 mm 범위의 외경을 갖는 상기 웨이퍼의 상부 표면 상의 센서 스폿 내로부터 방출되는 전자기 복사선을 수신하는 에지 고온계를 포함하는, 반응기 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 센서 스폿은 1 내지 10 mm 범위로 상기 웨이퍼의 에지로부터 반경 방향 오프셋에 중심을 두는, 반응기 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 서셉터는 0.15 내지 0.30 mm 범위의 오목부를 갖는, 반응기 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 웨이퍼의 중심 구역을 가열하기 위한 제1 열 램프 세트, 상기 웨이퍼의 중간 구역을 가열하기 위한 제2 열 램프 세트, 및 상기 웨이퍼의 에지 구역을 가열하기 위한 제3 열 램프 세트에 전력을 제공하기 위해 제어 신호를 발생시키는, 반응기 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어 신호는, 상기 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역 내 온도를 상기 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역의 설정점 온도와 비교한 것에 기초하여, 상기 제1, 제2 및 제3 열 램프 세트에 제공된 전력 레벨을 설정하는, 반응기 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 히터 램프 세트는 상부 램프 뱅크에 세 개의 중심 선형 램프를 포함하고, 상기 제3 히터 램프 세트는 상기 상부 램프 뱅크에 두 쌍의 외부 선형 램프를 포함하고, 상기 제2 히터 램프 세트는 상기 제1 및 제3 히터 램프 세트 내의 선형 램프 사이에 배치된 상기 상부 램프 뱅크에 선형 램프를 포함하고, 상기 온도 구배를 제어하기 위해 적어도 상기 제1 및 제3 열 램프 세트에 상이한 전력 레벨이 제공되는, 반응기 시스템.
  16. 웨이퍼 온도 구배 제어를 제공하기 위한 반응기 시스템으로서,
    웨이퍼를 지지하기 위한 서셉터;
    상기 웨이퍼를 가열하도록 작동 가능한 복수의 열 램프;
    상기 웨이퍼의 중심 구역 내 온도, 상기 웨이퍼의 중간 구역 내 온도, 및 상기 웨이퍼의 에지 구역 내 온도를 각각 감지하기 위해, 중심 고온계, 중간 고온계, 및 에지 고온계를 포함하는 온도 모니터링 어셈블리; 및
    상기 중심, 중간 및 에지 구역의 온도에 기초하여 상기 복수의 열 램프를 작동시켜 상기 웨이퍼의 중심으로부터 에지까지의 온도 구배를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 작동 중에, 상기 제어기는 제어 신호를 생성하여 상기 웨이퍼의 중심 구역을 가열하기 위한 제1 열 램프 세트, 상기 웨이퍼의 중간 구역을 가열하기 위한 제2 열 램프 세트, 및 상기 웨이퍼의 에지 구역을 가열하기 위한 제3 열 램프 세트를 독립적으로 작동시키는, 반응기 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어 신호는, 상기 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역 내 온도를 상기 웨이퍼의 중심 구역, 중간 구역, 및 에지 구역의 설정점 온도와 비교한 것에 기초하여, 상기 제1, 제2 및 제3 열 램프 세트에 제공된 전력량을 비례적으로 설정하도록 구성되는, 반응기 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 온도 모니터링 어셈블리는, 1 내지 10 mm 범위의 외경을 갖는 상기 웨이퍼의 상부 표면 상의 센서 스폿으로부터 방출되는 전자기 복사선을 수신하는 에지 고온계를 포함하는, 반응기 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 센서 스폿은 1 내지 10 mm 범위로 상기 웨이퍼의 에지로부터 반경 방향 오프셋에 중심을 두는, 반응기 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 상기 서셉터는 0.15 내지 0.30 mm 범위의 오목부를 갖는, 반응기 시스템.
KR1020220033153A 2021-03-18 2022-03-17 고온 에피택시 막 성장에서 슬립 형성을 억제하기 위한 웨이퍼 온도 구배 제어 KR20220130610A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163162878P 2021-03-18 2021-03-18
US63/162,878 2021-03-18
US202163270653P 2021-10-22 2021-10-22
US63/270,653 2021-10-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220130610A true KR20220130610A (ko) 2022-09-27

Family

ID=83285234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220033153A KR20220130610A (ko) 2021-03-18 2022-03-17 고온 에피택시 막 성장에서 슬립 형성을 억제하기 위한 웨이퍼 온도 구배 제어

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220298672A1 (ko)
KR (1) KR20220130610A (ko)
CN (1) CN115110065A (ko)
TW (1) TW202301501A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115565852B (zh) * 2022-12-06 2024-05-28 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 用于对硅片进行背封的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
TW202301501A (zh) 2023-01-01
US20220298672A1 (en) 2022-09-22
CN115110065A (zh) 2022-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102627235B1 (ko) 반응 챔버들을 열적 교정하는 방법들
US6284048B1 (en) Method of processing wafers with low mass support
TWI806966B (zh) 半導體處理設備以及用於監視及控制半導體處理設備之方法
US20220307139A1 (en) Reactor system and method to reduce residue buildup during a film deposition process
US20110185969A1 (en) Dual heating for precise wafer temperature control
US6492625B1 (en) Apparatus and method for controlling temperature uniformity of substrates
CN206516610U (zh) 基板处理腔室
US20120227665A1 (en) Apparatus for monitoring and controlling substrate temperature
US20080032036A1 (en) Manufacturing apparatus for semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device
KR102350448B1 (ko) 고온계들을 이용한 원추형 램프헤드에서의 램프들의 다중구역 제어
KR20080081823A (ko) 복사 가열을 이용한 마이크로배치 증착 챔버
KR101718209B1 (ko) 기상 성장 방법 및 기상 성장 장치
US20180142356A1 (en) Thickness uniformity control for epitaxially-grown structures in a chemical vapor deposition system
CN111952149A (zh) 用于半导体处理腔室的经涂布的衬里组件
US20160355947A1 (en) Susceptor Heating For Epitaxial Growth Process
KR20220130610A (ko) 고온 에피택시 막 성장에서 슬립 형성을 억제하기 위한 웨이퍼 온도 구배 제어
US20130167769A1 (en) Targeted temperature compensation in chemical vapor deposition systems
TW201413046A (zh) 一種調節基片表面溫度的控溫系統和控溫方法
KR101359548B1 (ko) 기상 성장 방법 및 기상 성장 장치
US20220301906A1 (en) Wafer far edge temperature measurement system with lamp bank alignment
KR20220130609A (ko) 막 증착 동안 기판 온도를 제어하기 위한 이중 고온계 시스템
CN111133128B (zh) 基座和具备该基座的mocvd装置
KR20190033439A (ko) 서셉터 및 이를 포함하는 mocvd 장치
CN115376965A (zh) 半导体制造设备