KR20230002087A - 반도체 처리 시스템에서 반응 챔버를 냉각하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

반도체 처리 시스템에서 반응 챔버를 냉각하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

반사기는 반도체 처리 시스템의 반응 챔버와 중첩하도록 배열된 반사기 몸체를 포함한다. 반사기 몸체는 홈이 있는 표면, 및 반사기 몸체의 제1 길이 방향 에지와 반사기 몸체의 제2 길이 방향 에지 사이에서 연장되는 반사 표면을 가지며, 반사 표면은 반사기 몸체의 두께만큼 홈이 있는 표면으로부터 이격된다. 홈이 있는 표면 및 반사 표면은 고온계 포트, 두 개 이상의 세장형 슬롯, 및 반사기 몸체의 두께를 통해 연장되는 두 개 이상의 단축된 슬롯을 정의한다. 단축된 슬롯은 세장형 슬롯을 능가하여, 반응 챔버에 대한 냉각제의 배출을 반사기 몸체의 제2 길이 방향 에지를 향해 편향시킨다. 냉각 키트, 반도체 처리 시스템, 및 반응 챔버 내에 지지된 기판 상에 막을 증착하는 동안 반응 챔버를 냉각하는 방법이 또한 설명된다.

Description

반도체 처리 시스템들에서 반응챔버 냉각 장치 및 방법들{APPARATUS AND METHODS FOR COOLING REACTION CHAMBERS IN SEMICONDUCTOR PROCESSING SYSTEMS}
본 개시는 일반적으로 기판 상에 막을 증착하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는, 반응 챔버 내에서 지지되면서 기판 상에 막을 증착하는 동안에 반응 챔버 내의 벽 온도를 제어하는 것에 관한 것이다.
반도체 소자, 예컨대 전력 전자 장치 및 대규모 집적 회로의 제작 동안에 막이 기판 상에 일반적으로 증착된다. 막 증착은 일반적으로 반응기 내에 기판을 로딩하고, 일반적으로 반응기에 열적으로 결합된 히터를 사용하여 기판을 원하는 증착 온도로 가열함으로써 달성된다. 일단 기판이 적절히 가열되면, 전구체가 반응기를 통해 기판에 걸쳐 흐른다. 전구체가 기판에 걸쳐 흐를 때, 막은 일반적으로 기판의 온도에 대응하는 속도로 기판 상으로 증착된다. 전구체를 반응기 벽 상에 증착하는 데 필요한 온도 미만으로 반응기 벽 온도를 유지하기 위해, 막 증착 동안에 냉각제가 반응기의 외부에 제공될 수 있다. 전형적으로, 냉각제는 전구체가 반응기 벽의 내부 표면 상에 증착되는 속도를 늦추고, 반응기 벽의 투과도의 감소로 인해 이러한 증착이 반응기 작동을 방해하는 경향을 제한한다.
일부 증착 단계에서, 막은 반응기의 외부 냉각에도 불구하고 반응기 벽의 내부 표면 상에 증착될 수 있다. 예를 들어, 일부 반응기 내의 흐름 패턴은 반응기 내에서 상대적으로 느린 흐름 영역 및 상대적으로 빠른 영역, 예컨대 전구체 흐름에 대해 회전 기판의 대향하는 전진 및 후퇴 에지를 포함할 수 있으며, 이는 잠재적으로 반응기 벽의 내부 표면 상의 온도 변화를 야기한다. 이러한 위치에서의 국부적으로 증가된 온도는 시간이 지남에 따라, 느린 또는 와류 영역을 둘러싸는 반응기 벽의 내부 표면 상에 막을 증착시킬 수 있다. 일단 형성되면, 이러한 막은 반응기 벽의 투과도를 제한하고, 반응기 벽 온도를 더욱 증가시키고, 반응기의 내부 표면 상으로 막 증착을 가속시킬 수 있다. 예를 들어, 비교적 두꺼운 에피택셜 층의 증착 동안과 같이, 긴 지속 시간을 갖거나 높은 증착 온도를 사용하는 막 증착 공정에서, 반응기 벽이 불투명해지는 경우, 내벽 표면 상의 막 증착은 오염 및/또는 챔버 고장을 초래할 수 있다.
막 증착 단계 동안 반응기 벽의 내부 표면 상에 막의 증착을 관리하기 위해 다양한 대책이 존재한다. 예를 들어, 막 증착용 반응기를 통한 기판의 시퀀싱은, 예를 들어 막 증착 단계 사이에 반응기를 통해 에천트를 흘려서, 반응기 벽의 내부 표면 상에 증착되었을 수 있는 막의 제거를 위해 중단될 수 있다. 비교적 긴 증착 시간을 필요로 하는 증착 단계는 두 개 이상의 증착 이벤트로 분할될 수 있다. 증착 단계를 두 개 이상의 증착 이벤트로 분할하면, 기판이 제1 증착 이벤트 다음에 제거될 수 있고, 기판은 반응기로부터 제거되어, 축적된 막이 반응기 벽의 내부 표면으로부터 제거될 수 있고, 기판은 후속 증착 이벤트를 위해 반응기로 복귀한다.
이러한 시스템과 방법은 일반적으로 의도된 목적을 위해 수용 가능한 것으로 간주되었다. 그러나, 개선된 반응 챔버 냉각, 반도체 처리 시스템, 및 반응 챔버를 냉각하는 방법에 대한 필요성이 당업계에 남아 있다. 본 개시는 이 필요성에 대한 해결책을 제공한다.
반사기가 제공된다. 반사기는 반도체 처리 시스템의 반응 챔버와 중첩하도록 배열된 반사기 몸체를 포함한다. 반사기 몸체는 홈이 있는 표면, 및 반사기 몸체의 제1 길이 방향 에지와 반사기 몸체의 제2 길이 방향 에지 사이에서 연장되는 반사 표면을 가지며, 반사 표면은 반사기 몸체의 두께만큼 홈이 있는 표면으로부터 이격된다. 홈이 있는 표면 및 반사 표면은 고온계 포트, 두 개 이상의 세장형 슬롯, 및 반사기 몸체의 두께를 통해 연장되는 두 개 이상의 단축된 슬롯을 정의한다. 단축된 슬롯은 세장형 슬롯을 능가하여, 반응 챔버에 대한 냉각제의 배출을 반사기 몸체의 제2 길이 방향 에지를 향해 편향시킨다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 단축된 슬롯이 단축된 슬롯 길이를 갖고, 세장형 슬롯이 세장형 슬롯 길이를 가질 수 있고, 단축된 슬롯 길이가 세장형 슬롯 길이의 약 10% 내지 약 60%일 수 있음을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯이 세 개 이상의 동일하지 않은 단축된 슬롯 길이를 정의하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 세장형 슬롯 중 하나 이상이 고온계 포트로부터 두 개 이상의 단축된 슬롯을 분리하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 세장형 슬롯 중 하나 이상이 두 개 이상의 단축된 슬롯을 반사기 몸체의 측방향 에지로부터 분리하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제1 슬롯이 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제2 슬롯과 길이 방향으로 중첩하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제1 슬롯이 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제2 슬롯과 길이 방향으로 오프셋되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 적어도 하나가 고온계 포트와 길이 방향으로 중첩하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 단축된 슬롯 중 제1 슬롯이 단축된 슬롯 중 제2 슬롯과 측방향으로 오프셋되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 홈이 있는 표면이 서로 평행하게 연장되는 두 개 이상의 확장 홈을 정의하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 세장형 슬롯 중 두 개 이상이 두 개 이상의 확장 홈에 평행한 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯이 두 개 이상의 확장 홈에 평행한 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 반사 표면이 반사 코팅을 갖는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 반사 코팅이 금을 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 반사 코팅을 반사기 몸체에 결합시키는 중간 층을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 중간 층이 니켈을 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제1 슬롯이 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제2 슬롯으로부터 두 개 이상의 확장 홈 중 하나 이상에 의해 이격되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 하나 이상이 두 개 이상의 확장 홈에 의해 고온계 포트로부터 분리되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 반사 표면이 서로 평행하게 연장된 두 개 이상의 오목한 표면 부분을 포함하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 오목한 표면부가 반사기 몸체의 제1 측방향 에지와 제2 측방향 에지 사이에 오목 프로파일을 정의하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 하나 이상의 특징에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제1 슬롯이 두 개의 오목한 표면 부분 중 제1 표면 부분을 통해 연장되고, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제2 슬롯이 두 개 이상의 오목한 표면 부분 중 제2 표면 부분을 통해 연장될 수 있는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제1 슬롯이 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 제2 슬롯으로부터 두 개 이상의 오목한 표면 부분 중 하나 이상에 의해 이격되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 고온계 포트가 제1 고온계 포트이고, 홈이 있는 표면 및 반사기 표면이 반사기 몸체의 두께를 통해 연장된 제2 고온계 포트를 정의하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 두 개 이상의 단축된 슬롯 중 하나 이상이 제1 고온계 포트 및 제2 고온계 포트와 길이 방향으로 중첩하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 추가 예시는, 단축된 슬롯 중 두 개 이상이 제2 고온계 포트로부터 길이 방향으로 오프셋되는 것을 포함할 수 있다.
냉각 키트가 제공된다. 냉각 키트는 전술한 바와 같은 상부 반사기, 주입 단부측 반사기, 및 배기 단부측 반사기를 포함한다. 주입 단부측 반사기는 루버형 부분을 갖는다. 배기 단부측 반사기 및 주입 단부측 반사기는 높이가 서로 실질적으로 동등하다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 냉각 키트의 추가 예시는, 냉각 키트가 상부 반사기 및 주입 단부측 반사기 양단의 압력 차이를 약 20 토르 미만, 또는 약 15 토르 미만, 또는 약 10 토르 미만, 또는 약 2 토르 내지 약 12 토르로 유지하도록 배열되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 추가하여, 또는 대안으로서, 냉각 키트의 추가 예시는, 냉각 키트가 반응 챔버의 상부 벽의 내부 표면 상에서 피크 온도를 약 850℃ 미만, 또는 약 800℃ 미만, 또는 약 750℃ 미만, 또는 약 700℃ 미만, 또는 약 650℃ 미만, 또는 약 600℃ 미만, 또는 약 400℃ 내지 약 600℃로 유지하도록 배열되는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 냉각 키트의 추가 예시는, 약 100 표준 입방 피트 분(SCFM) 내지 약 10 SCFM, 또는 약 80 SCFM 내지 약 20 SCFM, 또는 약 60 SCFM 내지 약 40 SCFM의 정격을 갖는 송풍기를 포함할 수 있다.
반도체 처리 시스템이 제공된다. 반도체 처리 시스템은 전술한 바와 같은 반응 챔버, 서셉터, 히터 요소, 및 반사기를 포함한다. 서셉터는 반응 챔버의 내부에 지지된다. 히터 요소는 반응 챔버 위에 지지된다. 반사기는, 반사기 몸체의 반사 표면 및 반응 챔버의 상부 벽에 의해 서셉터에 복사식으로 결합되도록, 반응 챔버 위에 지지된다.
막 증착 방법이 제공된다. 상기 방법은 반응 챔버 위에 지지된 상부 반사기에서 냉각제를 수용하는 단계, 및 상부 반사기를 통해 연장된 복수의 세장형 슬롯 및 복수의 단축된 슬롯을 통해 냉각제를 흐르게 하는 단계를 포함한다. 냉각제는 복수의 세장형 슬롯 및 복수의 단축된 슬롯을 사용하여 반응 챔버의 외부에 걸쳐 분포되고, 냉각제의 분포는 복수의 단축된 슬롯을 사용하여 반응 챔버의 외부를 가로질러 편향된다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 복수의 단축된 슬롯이 반응 챔버의 주입 단부를 향해 냉각제 분포를 편향시키는 것을 포함할 수 있다.
전술한 특징 중 하나 이상에 더하여, 또는 대안으로서, 상기 방법의 추가 예시는, 복수의 단축된 슬롯이 반응 챔버의 배기 단부를 향해 냉각제 분포를 편향시키는 것을 포함할 수 있다.
전술한 하나 이상의 특징에 더하여, 또는 대안적으로, 상기 방법의 추가 예시는, 막 증착 단계가 추가적으로 전구체가 기판을 가로질러 흐를 때 기판을 회전시키는 단계를 포함하는 것과 복수의 단축된 슬롯이, 기판을 가로지르는 전구체의 흐름에 비해 기판의 전진부를 향해 냉각제 분포를 편향시키는 것을 포함할 수 있다.
전술한 하나 이상의 특징에 더하여, 또는 대안적으로, 상기 방법의 추가 예시는, 막 증착 단계가 추가적으로 전구체가 기판을 가로질러 흐를 때 기판을 회전시키는 단계를 포함하는 것과 복수의 단축된 슬롯이, 기판을 가로지르는 전구체의 흐름에 비해 기판의 후퇴부를 향해 냉각제 분포를 편향시키는 것을 포함할 수 있다.
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.
본 명세서는 본 개시의 구현예로 간주되는 것을 특별히 지적하고 명백하게 주장하는 청구범위로 결론을 내지만, 본 개시의 구현예의 장점은 첨부한 도면과 관련하여 읽을 때 본 개시의 구현예의 특정 예의 설명으로부터 더욱 쉽게 확인될 수 있다. 도면 중,
도 1은 반응 챔버 및 냉각 키트를 갖는 반도체 처리 시스템의 개략도로서, 냉각 키트가 반응 챔버로부터 분해된 것을 나타낸다.
도 2는 도 1의 냉각 키트의 블록 다이어그램으로서, 냉각 키트의 비제한적인 예시에 따라 상부 반사기, 주입 단부측 반사기 및 배기 단부측 반사기, 및 송풍기를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 도 1의 반도체 처리 시스템의 일부분의 측단면도로서, 반응 챔버 위에 지지된 상부 반사와, 상부 반사기를 통해 그리고 반응 챔버의 외부를 가로질러 냉각제를 흡인하는 송풍기를 나타낸다.
도 4는 반응 챔버 및 측면 반사기를 포함하는 도 1의 반도체 처리 시스템의 일부분의 평면도로서, 주입 단부측 반사기 및 반응 챔버의 측방향으로 대향하는 측면 상에 배열된 배기 단부측 반사기를 나타낸다.
도 5는 반응 챔버 및 측면 반사기를 포함하는 도 1의 반도체 처리 시스템의 일부분의 측면도로서, 배기 단부측 반사기의 루버형 부분과 측면 반사기의 높이를 나타낸다.
도 6-8은 일례에 따른 도 1의 냉각 키트의 상부 반사기의 평면도 및 단부도로서, 고온계 포트를 반사기의 측방향으로 대향하는 측면으로부터 분리하는 복수의 단축된 슬롯을 갖는 홈형 표면을 나타낸다.
도 9 및 도 10은 일례에 따른 도 1의 상부 반사기 및 반응 챔버의 평면도 및 측면도로서, 반응 챔버의 주입 단부를 향해 냉각제 흐름을 편향시키도록 배열된 단축된 슬롯을 갖는 상부 반사기를 나타낸다.
도 11 및 도 12는 일례에 따른 도 1의 상부 반사기 및 반응 챔버의 평면도 및 측면도로서, 반응 챔버의 배기 단부를 향해 냉각제 흐름을 편향시키도록 배열된 단축된 슬롯을 갖는 상부 반사기를 나타낸다.
도 13 및 도 14는 일례에 따른 도 1의 상부 반사기 및 반응 챔버의 평면도 및 측면도로서, 반응 챔버 내에 지지된 기판을 향해 냉각제 흐름을 편향시키도록 배열된 단축된 슬롯을 갖는 상부 반사기를 나타낸다.
도 15 및 도 16은 일례에 따른 도 1의 상부 반사기 및 반응 챔버의 평면도 및 측면도로서, 반응 챔버 내에 지지된 기판의 전진부를 향해 냉각제 흐름을 편향시키도록 배열된 단축된 슬롯을 갖는 상부 반사기를 나타낸다.
도 17 및 도 18은 일례에 따른 도 1의 상부 반사기 및 반응 챔버의 평면도 및 측면도로서, 반응 챔버 내에 지지된 기판의 후퇴부를 향해 냉각제 흐름을 편향시키도록 배열된 단축된 슬롯을 갖는 상부 반사기를 나타낸다.
도 19는 일례에 따른 도 1의 상부 반사기의 평면도로서, 막 증착 공정에 열적으로 정합되는 단축된 슬롯을 갖는 상부 반사기를 나타낸다.
도 20 및 도 21은 막 증착 방법의 블록 다이어그램으로서, 본 방법의 예시적이고 비제한적인 예에 따른 방법의 단계를 나타낸다.
도면의 요소는 간략하고 명료하게 도시되어 있으며, 반드시 축적대로 도시되지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 개시에서 예시된 구현예의 이해를 돕기 위해 도면 중 일부 구성 요소의 상대적 크기는 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있다.
이제 유사한 참조 번호가 본 개시의 유사한 구조적 특징 또는 양태를 식별하는 도면을 참조한다. 설명 및 예시를 위해, 그리고 제한하지 않고, 본 개시에 따른 반도체 처리 시스템 예시의 부분 도면이 본 개시에 따라 상부 반사기를 포함한 냉각 키드와 함께 도 1에 나타나 있고, 일반적으로 참조 문자 100으로 지정되어 있다. 다른 예시적인 상부 반사기, 냉각 키트, 및 반도체 처리 시스템, 및 이의 양태가 설명될 바와 같이 도 2-21에 제공된다. 본원에 설명된 시스템 및 방법은, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 소자와 같은 전력 전자 소자용의 두꺼운 에피택셜 막과 같은 막을 화학 기상 증착(CVD) 기술을 사용하여 기판 상에 증착하는 동안, 반응 챔버 내벽 표면 상의 온도를 제어하는 데 사용될 수 있고, 본 개시를 통해 전력 전자 소자 또는 일반적으로 두꺼운 에피택셜 막에 제한되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 반도체 처리 시스템(100)이 나타나 있다. 반도체 처리 시스템(100)은 반응 챔버(102), 주입 플랜지(104), 배기 매니폴드(106), 및 히터 요소(108)를 포함한다. 반도체 처리 시스템(100)은 또한 제1 전구체 공급원(110), 하나 이상의 제2 전구체 공급원(112), 퍼지/캐리어 가스 공급원(114), 및 할라이드 공급원(116)을 포함한다. 본원에서 나타내고 설명된 바와 같이, 반도체 처리 시스템(100)은 서셉터(118), 서셉터 지지 부재(120), 샤프트(122), 및 구동 모듈(124)을 추가로 포함한다. 반응 챔버(102)의 특정 배열, 예를 들어 냉벽 교차 흐름 유형 반응기로 나타나고 설명되어 있지만, 다른 유형의 반응 챔버를 갖는 반도체 처리 시스템 또한 본 개시로부터 이익을 얻을 수 있음을 이해해야 한다.
반응 챔버(102)는 주입 단부(126), 대향 배기 단부(128), 및 내부(130)를 갖는다. 반응 챔버(102)의 내부(130)는, 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)와 배기 단부(128) 사이에서 연장되는 상부 벽(132), 상부 벽(132) 아래에 있고 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)와 배기 단부(128) 사이에서 연장되는 하부 벽(134), 상부 벽(132)과 하부 벽(134)의 측방향 에지를 서로 결합시키는 제1 측벽(136)(도 4), 및 상부 벽(132)과 하부 벽(134)의 대향하는 측방향 에지를 서로 결합시키는 측방향으로 대향하는 제2 측벽(138)(도 4)에 의해 경계가 정해진다. 소정의 예에서, 반응 챔버(102)는 투명 재료(140), 예를 들어 히터 요소(108)에 의해 방출된 전자기 복사선에 투과성인 유리 재료로 형성될 수 있어서, 반응 챔버(102) 내에 지지되는 기판(10)이 외부에 위치한 히터 요소(108) 또는 히터 요소 어레이(도 8에 나타냄)로 가열될 수 있도록 한다. 소정의 예에 따라, 반응 챔버(102)는 석영으로 형성될 수 있다. 소정의 예에 따라, 반응 챔버(102)는 벽으로부터 바깥으로 그리고 반응 챔버(102) 주위로 연장되는 리브를 가질 수 있어서, 반응 챔버(102)에 구조적 지지를 제공하고/제공하거나 반응 챔버(102)의 내부(130)를 반응 챔버(102) 외부의 환경에 대해 상대적으로 낮은 압력으로 유지시킬 수 있다.
서셉터(118)는 반응 챔버(102)의 내부(130)에 배열되고 서셉터 지지 부재(120)에 의해 지지된다. 서셉터(118)는 회전 축(144)을 따라 배열되고, 서셉터 지지 부재(120) 위에 놓이고, 서셉터 지지 부재(120)에 대해 회전시 고정됨이 고려된다. 서셉터 지지 부재(120)는 샤프트(122)에 대해 회전시 고정된다. 샤프트(122)는 회전 축(144)을 중심으로 회전(R)을 위해 차례로 지지되고, 반응 챔버(102)의 하부 벽(134)을 통해 연장되고, 서셉터(118)와 서셉터 지지 부재(120)를 구동 모듈(124)에 결합시킨다. 구동 모듈(124)은 샤프트(122)와 서셉터 지지 부재(120)에 의해 서셉터(118)에 작동 가능하게 연결되고, 기판(10) 상으로 막(12)이 증착되는 동안에 샤프트(122)와 서셉터 지지 부재(120)를 통해 회전 축(144)을 중심으로 서셉터(118)를 회전시키도록 구성된다. 소정의 예에서, 기판(10)은 반도체 웨이퍼와 같은 웨이퍼를 포함할 수 있다. 소정의 예에 따라, 막(12)은 에피택시 막, 예컨대 실리콘 또는 실리콘-게르마늄 막일 수 있다. 또한, 소정의 예에 따라, 막(12)은 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 반도체 소자와 같은 전력 전자 소자의 제작 중에 형성된 두꺼운 에피택시 막일 수 있음이 고려된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '두꺼운'은 25 μm 초과, 또는 50 μm 초과, 또는 75 μm 초과, 또는 100 μm 초과, 또는 약 25 μm 내지 약 100 μm의 두께를 갖는 층을 지칭한다.
배기 매니폴드(106)는 반응 챔버(102)의 배기 단부(128)에 연결되고, 반응 챔버(102)를 배기원, 예컨대 스크러버에 결합하도록 구성된다. 소정의 예에서, 반응 챔버(102)는 반응 챔버(102)의 벽으로부터 바깥으로 그리고 이의 주위로 연장되는 배기 플랜지를 가질 수 있고, 배기 매니폴드(106)는 배기 플랜지에 연결될 수 있다. 주입 플랜지(104)는 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)에 연결되고, 제1 전구체 공급원(110), 하나 이상의 제2 전구체 공급원(112), 퍼지/캐리어 가스 공급원(114), 및 할라이드 공급원(116)을 반응 챔버(102)에 결합시킨다. 소정의 예에서, 반응 챔버(102)는 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)로부터 바깥으로 그리고 이의 주위로 연장되는 주입 플랜지를 가질 수 있고, 주입 플랜지(104)는 주입 플랜지에 연결될 수 있다. 반응 챔버(102), 주입 플랜지(104), 및 배기 매니폴드(106) 중 하나 이상은 2019년 11월 5일에 출원된 Givens 등의 미국 특허 출원 공개 제2010/0116207 A1호에 나타내고 설명된 바와 같을 수 있고, 그 내용은 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
제1 전구체 공급원(110)은 주입 플랜지(104)에 의해 반응 챔버(102)에 유체 결합되고, 제1 전구체(146)를 반응 챔버(102)에 제공하도록 구성된다. 소정의 예에서, 제1 전구체(146)는 실리콘 함유 전구체를 포함할 수 있다. 적절한 실리콘 함유 전구체의 예는, 비제한적인 예로서 실란(SiH4), 디클로로실란(H2SiCl2), 트리클로로실란(SiHCl3), 및 고차 실란 화합물, 예컨대 테트라메틸실란(Si(CH3)4)을 포함한다.
하나 이상의 제2 전구체 공급원(112)은 주입 플랜지(104)에 의해 반응 챔버(102)에 유체 결합되고, 하나 이상의 제2 전구체(148)를 반응 챔버(102)에 제공하도록 구성된다. 소정의 예에서, 하나 이상의 제2 전구체(148)는 n형 및/또는 p형 도펀트 함유 전구체와 같은 도펀트를 포함할 수 있다. 소정의 예에 따라, 하나 이상의 제2 전구체(148)는 게르마늄 전구체를 포함할 수 있다. 적절한 게르마늄 전구체의 예는 저메인(GeH4), 게르마늄 테트라플루오라이드(GeF4), 및 트리부틸게르마늄 하이드라이드([CH3(CH2)3]3GeH)를 포함한다.
퍼지/캐리어 가스 공급원(114)은 주입 플랜지(104)에 의해 반응 챔버(102)에 유체 결합되고, 퍼지/캐리어 가스(150)를 반응 챔버(102)에 제공하도록 구성된다. 소정의 예에서, 퍼지/캐리어 가스(150)는 수소(H2), 헬륨(He), 질소(N2), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
할라이드 공급원(116)은 주입 플랜지(104)에 의해 반응 챔버(102)의 내부(130)에 유체 결합되고, 반응 챔버에 할라이드(152)를 제공하도록 구성된다. 소정의 예에서, 할라이드(152)는 염소를 포함할 수 있다. 이에 관해, 할라이드(152)는 염산(HCl) 또는 염소(Cl2)를 포함할 수 있다.
기판(10) 상으로의 막(12)의 증착은, 기판(10)을 반응 챔버(102) 내에서 서셉터(118) 상에 지지하고, 기판(10)을 소정의 막 증착 온도로 가열하고, 회전 축(144)을 중심으로 서셉터(118)를 사용하여 기판(10)을 회전시키고, 기판(10)을 가로질러 제1 전구체(146) 및/또는 제2 전구체(148)를 흐르게 함으로써 달성된다. 제1 전구체(146) 및/또는 제2 전구체(148)가 기판(10)을 가로질러 흐를 때, 막(12)은 기판(10)의 온도에 따라 기판(10) 상으로 증착된다. 기판(10)의 가열은, 반응 챔버(102)의 외부에 위치한 가열 요소 또는 가열 요소 어레이, 예를 들어 히터 요소(108) 또는 히터 요소 어레이(174)(도 8 참조)에 의해 달성될 수 있음이 고려된다. 도시된 예에서, 히터 요소(108) 또는 히터 요소 어레이(174)는 반응 챔버(102)의 상부 벽(132) 위에 배열되고, 반응 챔버(102)의 벽에 의해 서셉터(118)(및 기판(10))에 복사식으로 결합된다. 히터 요소(108) 위에 지지된 상부 반사기(202)(도 2에 나타냄)가 히터 요소(108)와 협력하여 서셉터(118)와 기판(10)을 복사 가열하는 것으로 고려되며, 히터 요소(108)로부터 방출된 전자기 복사선을 반사하는 상부 반사기(202)는 반응 챔버(102)를 향해 반응 챔버(102)와 반대인 방향이다. 이에 대해 반응 챔버(102)는 Rajavelu 등의 미국 특허 출원 공개 제2018/0363139 A1호에서 나타내고 설명된 바와 같이 배열될 수 있으며, 그 내용은 본원에 전체가 참조로서 포함된다.
본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 일부 반응 챔버에서 내벽 표면 상의 온도는 막 증착 동안 증가할 수 있다. 예를 들어, 벽을 형성하는 재료의 투과도로 인해, 막 증착 과정 동안 벽 온도가 증가할 수 있다. 막이 타겟 기판 상으로 증착되는 동안, 벽 온도는 또한 반응 챔버 벽의 내부 표면 상에 막의 부수적 증착으로 인해 증가할 수 있다. 그리고, 벽 온도는, 예를 들어 전구체가 반응 챔버의 내부에 슬롯을 흐르는 경계 영역에서, 반응 챔버의 내부를 통한 흐름 패턴 전구체로 인해 국부적인 가열을 거칠 수 있다. 일반적으로 외부 냉각을 통해 관리할 수 있지만, 과도한 벽 온도는, 일부 증착 공정 동안에 벽 온도를, 벽을 형성하는 투과성 재료가 불투명해질 수 있는 수준에 도달시킬 수 있으며, 이는 잠재적으로 반응 챔버의 오염 및/또는 고장을 유발한다. 반응 챔버(102)의 벽의 내부 표면 상에서의 불투명, 과도한 벽 온도, 및 온도 변화 위험을 제한(또는 제거)하기 위해, 냉각 키트(200)가 제공된다.
도 2를 참조하면, 냉각 키트(200)가 나타나 있다. 냉각 키트(200)가 반응 챔버(102)의 상부 벽의 내부 표면 상에서 피크 온도를 약 850℃ 미만, 또는 약 800℃ 미만이고, 또는 약 750℃ 미만이고, 또는 약 700℃ 미만, 또는 약 650℃ 미만, 또는 약 600℃ 미만, 또는 약 400℃ 내지 약 600℃로 유지하도록 뱅려될 수 있고, 이에 관해 상부 반사기(202), 제1 주입 단부측 반사기(204), 및 제1 배기 단부측 반사기(206)를 포함한다. 냉각 키트(200)는 또한 제2 주입 단부측 반사기(208), 제2 배기 단부측 반사기(210), 및 송풍기(212)를 포함한다. 반사기, 예를 들어 상부 반사기(202), 제1 주입 단부측 반사기(204), 제1 배기 단부측 반사기(206), 제2 주입 단부측 반사기(208), 및 제2 배기 단부측 반사기(210)는 (도 1에 나타낸) 반응 챔버(102)의 외부에 걸쳐 (도 3에 나타낸) 냉각제(14)의 흐름에 대한 저항(즉, 정적 흐름 강하)을 제한하도록 구성된다. 송풍기(212)는 반응 챔버(102)의 외부에 걸쳐 그리고 반사기에 걸쳐 냉각제(14)의 비교적 높은 질량 흐름을 제공하도록 구성된다. 상부 반사기(202)는 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)(도 1에 나타냄)에 걸쳐 냉각제를 분포시켜, (도 1에 나타낸) 기판(10) 상으로 (도 1에 나타낸) 막(12)의 증착 동안에 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 (도 1에 나타낸) 내부 표면(176)에 걸쳐 온도 변동을 제한시키도록 추가 구성된다.
도 3을 참조하면, 반응 챔버(102), 및 상부 반사기(202)와 송풍기(212)를 포함한 냉각 키트(200)의 일부가 나타나 있다. 서셉터(118)는 반응 챔버(102)의 내부에 배열되고, 기판(10) 상으로 (도 1에 나타낸) 막(12)을 증착하는 동안에 (도 1에 나타낸) 기판(10)을 지지하도록 배열된다. 히터 요소(108) 또는 히터 요소 어레이(174)(도 8에 나타냄)는 반응 챔버(102) 위에 지지된다. 상부 반사기(202)는 히터 요소(108) 위에 지지되고 히터 요소(108)에 의해 반응 챔버(102)로부터 이격된다. 송풍기(212)는 반응 챔버(102) 아래에 배열되고, 반응 챔버(102)의 외부에 걸쳐 냉각제(14)를 흐르게 하기 위해 상부 반사기(202)를 통해 반응 챔버(102)와 공압식으로 연결된다.
히터 요소(108)는 적어도 부분적으로, 반응 챔버(102)에 길이 방향으로 걸치는 것이 고려된다. 이에 관해, 히터 요소(108)는, 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)와 배기 단부(128) 사이에서 상부 벽(132)을 가로질러(도 1에 도시됨) 길이 방향으로 연장되고, 즉 반응 챔버(102)의 내부(130)로 열을 복사 전달하기 위해 주입 플랜지(104)와 배기 매니폴드(106) 사이에서 반응 챔버(102)를 통과하는 전구체의 일반적인 방향으로 연장된다. 소정의 예에서, 히터 요소(108)는 서셉터(118), 서셉터(118) 주위로 연장되는 외부 링(156)(도 1에 나타냄), 및 반응 챔버(102) 중 하나 이상에 길이 방향으로 걸칠 수 있다. 소정의 예에 따라, 히터 요소(108)는, 반응 챔버(102) 위로 서로 측방향으로 이격되고 반응 챔버(102) 위로 길이 방향으로 연장되는, 원통형 히터 요소의 어레이 중 하나인 원통형 인클로저 내에 지지되는 필라멘트를 포함할 수 있다. 히터 요소(108) 또는 히터 요소 어레이(174)(도 8에 나타냄)는 2004년 8월 24일에 출원된 Michael Halpin의 미국 특허 제6,781,291호에 나타내고 설명된 바와 같을 수 있으며, 그 내용은 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
도 4를 참조하면, 반응 챔버(102) 및 측면 반사기, 즉 제1 주입 단부측 반사기(204), 제1 배기 단부측 반사기(206), 제2 주입 단부측 반사기(208), 및 제2 배기 단부측 반사기(210)를 포함하는 냉각 키트(200)의 일부분가 나타나 있다. 제1 주입 단부측 반사기(204) 및 제2 주입 단부측 반사기(208)는 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)의 측방향으로 대향하는 측면 상에 배열된다. 제1 배기 단부측 반사기(206)와 제2 배기 단부측 반사기(210)는 반응 챔버(102)의 배기 단부(128)의 측방향으로 대향하는 측면 상에 배열되고, 제1 주입 단부측 반사기(204)와 제2 주입 단부측 반사기(208)로부터 주입 플랜지(104)와 배기 매니폴드(106) 사이에서 반응 챔버(102)를 통한 전구체의 일반적인 방향에 대해 길이 방향으로 오프셋된다.
냉각제(14)(도 3에 나타냄)의 공압 연통은 반응 챔버(102)와 송풍기(212) 사이에 정의된 복수의 플레넘을 통해 실행된다(도 3에 나타냄). 이에 관해, 공급 플레넘(162)(도 3에 나타냄)은 송풍기(212)와 상부 반사기(202)(도 3에 나타냄) 사이에 정의되고, 상부 플레넘(164)은 상부 반사기(202)와 반응 챔버(102) 사이에 정의되고, 복귀 플레넘(166)(도 3에 나타냄)은 반응 챔버(102)와 송풍기(212) 사이에 정의된다. 추가로 이에 관해, 제1 측방향 플레넘(168)은 반응 챔버(102)와 제1 주입 단부측 반사기(204)와 제1 배기 단부측 반사기(206) 사이에 정의되고, 제2 측방향 플레넘(170)은 제2 주입 단부측 반사기(208)와 제2 배기 단부측 반사기(210) 사이에 정의된다. 공급 플레넘(162)이 송풍기(212)를 상부 반사기(202)에 공압식으로 결합시키고, 상부 반사기(202)가 공급 플레넘(162)을 상부 플레넘(164)에 공압식으로 결합시키고, 상부 플레넘(162)이 상부 반사기(202)를 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)에 공압식으로 결합시키는 것이 고려된다. 또한, 제1 측방향 플레넘(168)은 상부 플레넘(164)을 제1 주입 단부측 반사기(204) 및 제1 배기 단부측 반사기(206)에 공압식으로 결합시키고, 제2 측방향 플레넘(170)은 상부 플레넘(164)을 제2 주입 단부측 반사기(208) 및 제2 배기 단부측 반사기(210)에 공압식으로 결합시키고, 제1 주입 단부측 반사기(204)와 제1 배기 단부측 반사기(206)는 제1 측방향 플레넘(168)을 복귀 플레넘 166에 공압식으로 결합시키고, 제2 주입 단부측 반사기(208)와 제2 배기 단부측 반사기(210)는 제2 측방향 플래넘(170)을 복귀 플래넘(166)에 공압식으로 결합시키는 것이 또한 고려된다. 복귀 플레넘(166)은 차례로 송풍기(212)에 공압식으로 결합된다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 폐쇄 루프 냉각 배열로서 본원에 나타내고 설명되었지만, 개방 루프 냉각 배열, 예를 들어 냉각제 루프 외부의 공급원으로부터 메이크업 공기를 수용하는 송풍기(212)가 또한 사용될 수 있고 본 개시의 범위 내에 있음을 이해해야 한다.
반응 챔버(102)를 냉각시키기 위해, 송풍기(212)는 복귀 플레넘(166) 및/또는 메이크업 덕트로부터 수용된 가열 냉각제를 사용하여, 공급 플레넘(162)에 제공된 냉각제(14)의 흐름을 구성한다. 공급 플레넘(162)으로부터, 냉각제(14)는 상부 반사기(202)를 통해 상부 플레넘(164)을 통해 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 외부 표면(178) 상으로 흐른 다음, 외부 표면(178)을 가로질러 제1 측방향 플레넘(168) 및 제2 측방향 플레넘(170) 내로 흐른다. 냉각제(14)가 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 외부 표면(178)을 가로질러 흐르면서, 냉각제는 상부 벽(132)으로부터 열을 제거하여, 반응 챔버(102)의 내부 표면(176)을 냉각시킨다.
제1 측방향 플레넘(168)으로부터, 냉각제(14)의 일부는 제1 주입 단부측 반사기(204)와 제1 배기 단부측 반사기(206)를 가로지르고, 그로부터 복귀 플레넘(166) 내로 흐른다. 제2 측방향 플레넘(170)으로부터, 냉각제(14)의 다른 일부는 제2 주입 단부측 반사기(208)와 제2 배기 단부측 반사기(210)를 가로지르고, 그로부터 복귀 플레넘(166) 내로 흐른다. 복귀 플레넘(166)으로부터, 냉각제(14)는 반응 챔버(102)의 외부를 가로질러 재순환하기 위해 송풍기(212)로 복귀한다. 소정의 예에서, 하나 이상의 열 교환기는 적절하게 반응 챔버(102)의 외부로부터 제거된 열을 거부(싱크)하기 위해, 예를 들어 복귀 플레넘(166) 및/또는 공급 플레넘(162)을 연결하는 덕트 내에, 냉각제(14)의 흐름 경로를 따라 배열될 수 있다.
본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, (도 1에 나타낸) 반도체 처리 시스템(100)의 냉각 능력은 냉각 키트(200)의 반사기에 의해 제공된 흐름 저항에 의해 적어도 부분적으로 결정된다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 냉각 능력은, 반응 챔버(102)를 가로지르는 냉각제(14)의 흐름 저항을 제한함으로써(예를 들어, 정압 강하를 감소시킴으로써) 및/또는 반응 챔버(102)를 가로지르는 냉각제(14)의 질량 흐름을 증가시킴으로써, 증가할 수 있다. 냉각 키트(200)는 (a) 반사기에 의해 제공된 냉각제(14)의 흐름에 대한 저항을 제한하고, (b) 송풍기(212)를 사용하여 반응 챔버(102)의 외부를 가로지르는 냉각제(14)의 비교적 높은 질량 유량을 제공하고, (c) (도 1에 나타낸) 내부 표면(176)의 온도 변화를 감소시킴으로써, 반응 챔버(102)에 증가된 냉각 능력을 제공하도록 구성된다.
소정의 예에서, 상부 반사기(202)는 공급 플레넘(162)과 상부 플레넘(164) 사이의 냉각제(14)의 흐름에 대한 저항을 제한하도록 선택된 이격 거리(172)만큼 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)으로부터 분리될 수 있다. 이격 거리(172)는 100 밀리미터 미만, 또는 90 밀리미터 미만, 또는 80 밀리미터 미만, 또는 심지어 70 밀리미터 미만일 수 있다. 소정의 예에서, 이격 거리(172)는 상부 반사기(202)를 통해 연장되는 슬롯, 예를 들어 복수의 세장형 슬롯(214)(도 6에 나타냄) 및 복수의 단축 슬롯(도 6에 나타냄)과 협력하도록 선택될 수 있어서, 상부 반사기(202)를 통한 냉각제(14)의 흐름에 대한 저항을 제한한다. 소정의 예에 따라, 이격 거리(172)는 50 mm 내지 150 mm, 또는 70 mm 내지 125 mm, 또는 80 mm 내지 100 mm일 수 있다. 이들 범위 내의 이격 거리는 공급 플레넘(162)과 상부 플레넘(164) 사이의 정압 강하를 약 15 토르 미만, 또는 약 10 토르 미만, 또는 약 5 토르 미만, 또는 약 5 토르 내지 약 15 토르 미만으로 제한할 수 있음이 고려된다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이들 범위 내의 이격 거리는 또한 열 램프에 의해 방출된 전자기 복사선을 반응 챔버의 상부 벽을 가로질러 분포하여, 개별 열 램프 바로 아래의 반응 챔버의 상부 벽 상에서 핫 스폿이 발생하는 경향을 제한(또는 제거)한다.
소정의 예에서, 제1 주입 단부측 반사기(204) 및/또는 제2 주입 단부측 반사기(208)는 제1 측방향 플레넘(168) 및/또는 제2 측방향 플레넘(170)과 복귀 플레넘(166) 사이의 냉매의 흐름에 대한 저항을 제한하도록 구성될 수 있다. 이에 관해, 제1 주입 단부측 반사기(204) 및/또는 제2 주입 단부측 반사기(208)는 평면 몸체, 예를 들어 평면 몸체(218)를 가질 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 평면 몸체의 채용은, 플레이트 몸체를 따라 달리 정체시키는 흐름의 경향을 제한(또는 제거)함으로써 평면 몸체(218)를 따라 냉각제(14)의 층상 흐름을 촉진할 수 있다. 추가로 이에 관해, 제1 주입 단부측 반사기(204) 및/또는 제2 주입 단부측 반사기(208)는 반응 챔버(102)의 제1 측벽(136)의 높이보다 작은 높이, 예를 들어 높이(220)를 가질 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 제1 주입 단부측 반사기(204) 및/또는 제2 주입 단부측 반사기(208)의 높이를 제한하는 것은, 제1 측방향 플레넘(168)과 복귀 플레넘(166) 사이에서 냉각제(14)가 흐를 때 냉각제(14)에 제공된 저항을 제한할 수 있다.
소정의 예에서, 제1 주입 단부측 반사기(204) 및/또는 제2 주입 단부측 반사기(208)는 루버형 부분, 예를 들어 루버형 부분(222)을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 루버형 부분(222)은, 제1 측방향 플레넘(168)과 복귀 플레넘(166) 사이에 유체 연통을 제공하는 동시에 제1 주입 단부측 반사기(204)의 반사율 감소를 제한하도록(있는 경우) 구성된 복수의 루버(224)를 그 위에 가질 수 있다. 소정의 예에서, 루버형 부분(222)은 4개의 루버 또는 6개의 루버, 또는 8개의 루버, 또는 10개 초과의 루버, 또는 4개 내지 10개의 루버를 포함한 루버 어레이를 통해 정의할 수 있다. 소정의 예에 따라, 각각의 루버(224)는 40 밀리미터 초과, 또는 60 밀리미터 초과, 또는 80 밀리미터 초과, 또는 100 밀리미터 초과, 또는 40 밀리미터 내지 100 밀리미터의 길이 방향 길이를 가질 수 있다. 각각의 루버(224)는 3 밀리미터 초과, 또는 5 밀리미터 초과, 또는 7 밀리미터 초과, 또는 9 밀리미터 초과, 또는 약 3 밀리미터 내지 약 9 밀리미터의 수직 높이를 가질 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 루버형 부분(222)의 루버(224)는 제1 측방향 반사기(168) 및/또는 제2 측방향 반사기(170)로부터 복귀 플레넘(166)으로의 냉각제(14)의 흐름에 대한 저항을 감소시킬 수 있으며, 제1 주입 단부측 반사기(204) 및/또는 제2 주입 단부측 반사기(108)의 반사율을 제한하지 않는다.
소정의 예에서, 제1 배기 단부측 반사기(206) 및/또는 제2 배기 단부측 반사기(210)는 높이(226), 예를 들어 반응 챔버(102)의 제1 측벽(136)의 수직 높이보다 작은 높이를 가질 수 있다. 소정의 예에 따라, 높이(226)는 제1 주입 단부측 반사기(204)의 높이(220)와 실질적으로 동일할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 주입 단부측 반사기(204) 및/또는 제2 주입 단부측 반사기(208)의 높이를 제한하는 것은 제1 측방향 플레넘(168) 및/또는 제2 측방향 플레넘(170)으로부터 복귀 플레넘(166)으로의 냉각제(14)의 흐름에 대한 저항을 제한할 수 있다. 예를 들어, 제1 측방향 플레넘(168) 및/또는 제2 측방향 플레넘(170)과 복귀 플레넘(166) 사이의 정압 강하는 약 7 토르 미만, 또는 약 5 토르 미만, 또는 약 3 토르 미만, 또는 약 7 토르와 약 3 토르 사이일 수 있다. 압력 강하는 약 6 토르일 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이들 범위 내의 압력 강하는 냉각제 속도를 증가시켜, 반응 챔버의 냉각을 개선한다.
소정의 예에서, 송풍기(212)는 반응 챔버(102)의 외부에 걸쳐 냉각제(14)의 질량 유량을 증가시키도록 구성될 수 있다. 송풍기(212)는, 반응 챔버(102)의 내부 표면(176) 상의 온도 변화를 제한하기 위해, 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 외부 표면(178) 전체에 걸쳐 냉각제(14)를 분포시키도록 상부 반사기(202), 예를 들어 복수의 세장형 슬롯(214)(도 6에 나타냄) 및 복수의 단축된 슬롯(216)(도 6에 나타냄)을 통해 연장되는 슬롯과 협력하도록 추가로 구성될 수 있다. 예를 들어, 송풍기(212)는 약 10 표준 입방 피트 분(SCFM) 초과, 또는 약 40 SCFM 초과, 또는 약 60 SCFM 초과, 또는 약 100 SCFM 초과, 또는 약 10 SCFM 내지 약 100 SCFM의 등급을 가질 수 있다. 냉각제 분포에 관해, 이들 범위 내의 등급을 갖는 송풍기는 상부 반사기(202)를 통해 연장되는 슬롯, 예를 들어 복수의 세장형 슬롯(214) 및 복수의 단축된 슬롯(216)과 협력하여 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)을 효과적으로 냉각할 수 있어서, 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 상의 온도 범위가 막 증착 동안에 명목상보다 약 10℃ 내지 약 65℃ 낮게 또는 약 30℃ 내지 약 55℃, 또는 약 35℃ 내지 약 50℃ 이벤트로 가동된다. 소정의 예에서, 176의 내부 표면은 막 증착 동안에 명목상보다 약 40℃ 낮게 가동될 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이들 범위 내의 온도 감소는, 연장된 증착 공정 동안 반응 챔버를 형성하는 석영의 불투명 위험을 제한(또는 제거)할 수 있어서, 반응 챔버로 하여금 기판 상에 두꺼운 에피택셜 층을 증착시키는 데 사용할 수 있다.
도 6-8을 참조하면, 상부 반사기(202)는 일례에 따라 나타나 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 상부 반사기(202)는 (도 1에 나타낸) 반응 챔버(102)와 중첩하도록 구성되고, 반사기 몸체(228)를 포함한다. 반사기 몸체(228)는 제1 길이 방향 에지(230), 제2 길이 방향 에지(232), 제1 측방향 에지(234), 제2 측방향 에지(236), 홈형 표면(238), 및 반사 표면(240)을 갖는다. 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232)는 반사기 몸체(228)의 길이 방향으로 대향하는 단부에 위치하고, 반사기 몸체(228)의 길이 방향 길이에 의해 서로 이격된다. 제1 측방향 에지(234)와 제2 측방향 에지(236)는 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232)를 연결하며, 반사기 몸체(228)의 측방향 폭에 의해 서로 이격된다. 제1 길이 방향 에지(230)는 (도 1에 나타낸) 반응 챔버(102)의 (도 1에 나타낸) 주입 단부(126) 위에 놓이고, 제2 길이 방향 에지(232)는, 상부 반사기(202)가 반응 챔버(102) 위에 지지될 경우에 반응 챔버(102)의 (도 1에 나타낸) 배기 단부(128) 위에 놓이는 것이 고려된다. 또한, 상부 반사기(202)가 반응 챔버(102) 위로 지지될 경우, 히터 요소(108)(도 1에 나타냄)가 반응 챔버(102)와 상부 반사기(202) 사이에서 지지되고, 히터 요소(108)는 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232) 사이에서 길이 방향으로 연장되는 것이 고려된다.
반사기 몸체(228)의 홈형 표면(238)은, 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232)에 의해 길이 방향으로 경계가 정해지고, 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234) 및 제2 측방향 에지(236)에 의해 측방향으로 경계가 정해지고, 내부에 고온계 포트(242) 및 복수의 확장 홈(244)을 정의한다. 고온계 포트(242)는 반사기 몸체(228)의 두께(246)(도 7에 나타냄)를 통해 연장되고, 고온계(158)(도 1에 나타냄)를 반응 챔버(102)(도 1에 나타냄)에 광학적으로 결합하도록 구성된다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 고온계(158)의 광학 결합은 고온계(158)로 하여금 반응 챔버(102), 서셉터(118)(도 1에 나타냄), 및/또는 서셉터(118) 상에 지지된 기판(10)(도 1에 나타냄)의 온도를 보고할 수 있게 한다. 기판(10) 상에 막(12)(도 1에 나타냄)을 증착하는 동안, 반응 챔버(102) 내 및/또는 반응 챔버(102)의 벽의 온도를 제어하기 위해, 보고된 온도를 차례로 사용할 수 있다.
소정의 예에서, 고온계 포트(242)는 제1 고온계 포트(242)일 수 있고, 홈형 표면(238)은 하나 이상의 제2 고온계 포트(248)를 내부에 정의할 수 있다. 이러한 예에서, 하나 이상의 제2 고온계 포트(248)는 제1 고온계 포트(242)와 유사할 수 있고, 하나 이상의 제2 고온계, 예를 들어 제2 고온계(160)(도 1에 나타냄)를 반응 챔버(102)에 광학적으로 결합하도록 추가 구성될 수 있다. 제2 고온계 포트(248)는 제1 고온계 포트(242)로부터 길이 방향으로 오프셋될 수 있다. 복수의 단축된 슬롯(216) 중 하나 이상은 제1 고온계 포트(242)로부터 하나 이상의 제2 고온계 포트(248)를 분리할 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 하나 이상의 제2 고온계 포트를 갖는 상부 반사기(202)의 예는, 하나 이상의 제2 위치에서 반응 챔버(102)의 온도를 모니터링하는 것을 허용하여, 기판(10) 상에 막(12)(도 1에 나타냄)을 증착하는 동안에 기판(10)(도 1에 나타냄) 및 반응 챔버(102)의 온도를 제어하는 능력을 개선한다. 3개의 고온계 포트를 갖는 것으로 나타나 있지만, 반사기 몸체(228)의 예는 3개보다 더 적거나 더 많은 고온계 포트를 가질 수 있고 본 개시의 범주 내에 있을 수 있음을 이해해야 한다.
복수의 확장 홈(244)은 반사기 몸체(228)의 홈형 표면(238) 내에 정의되고, 가열로 인해 반사기 몸체(228)의 변형을 제한하도록 구성된다. 이에 관해, 복수의 확장 홈(244)은 반사기 몸체(228)의 두께(246)(도 7에 나타냄)를 통해 부분적으로 연장된다. 추가로 이에 관해, 복수의 확장 홈(244)은 제1 측방향 에지(234)와 제2 측방향 에지(236)로부터 고온계 포트(242)를 분리하고, 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234)와 제2 측방향 에지(236) 사이에서 서로 균일하게 이격되고, 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232) 사이에서 연장되는 것이 고려된다. 소정의 예에서, 복수의 확장 홈(244)은 서로 평행하게 연장될 수 있다. 소정의 예에 따라, 복수의 확장 홈(244)은 제1 길이 방향 에지(230) 및/또는 제2 길이 방향 에지(232)에 대하여 실질적으로 직교할 수 있다. 또한, 소정의 예에 따라, 복수의 확장 홈(244)은 제1 측방향 에지(234) 및/또는 제2 측방향 에지(236)에 실질적으로 평행할 수 있는 것이 고려된다. 11개의 확장 홈(244)을 갖는 것으로 나타나 있지만, 반사기 몸체(228)의 예는 11개보 더 적거나 더 많은 확장 홈을 가질 수 있고 본 개시의 범주 내에 있을 수 있음을 이해해야 한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 반사 표면(240)은 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232)에 의해 길이 방향으로 경계가 정해지고, 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234) 및 제2 측방향 에지(236)에 의해 측방향으로 경계가 정해진다. 복수의 세장형 슬롯(214)과 복수의 단축된 슬롯(216)은 반사 표면(240)에 정의되고, 반사 표면(240)은 홈형 표면(238)의 반사율(252)보다 큰 반사율(250)을 갖고, 복수의 세장형 슬롯(214)과 복수의 단축된 슬롯(216)은 홈형 표면(238)을 반사기 몸체(228)의 반사 표면(240)에 유체 결합시키는 것이 고려된다. 반사 표면(240)에 홈형 표면(238)을 유체 결합하면, 복수의 세장형 슬롯(214)과 복수의 단축된 슬롯(216)의 레이아웃에 따라, (도 3에 나타낸) 냉각제(14)를, (도 3에 나타낸) 공급 플레넘(162)으로부터 (도 3에 나타낸) 상부 플레넘(162)으로 그리고 (도 1에 나타낸) 반응 챔버(102)의 (도 1에 나타낸) 상부 벽(132)의 (도 1에 나타낸) 외부 표면(178) 상으로 흐르게 한다.
소정의 예에서, 반사 표면(240)은 금 함유 층과 같은 반사 층(254)을 포함할 수 있다. 소정의 예에 따라, 중간 층(256)은 반사 층(254)을 반사기 몸체(228)에 결합할 수 있다. 적절한 중간 코팅의 예는 니켈 및 니켈 함유 재료를 포함한다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 금과 같은 반사 층은 반사 표면(240)으로 하여금 히터 요소(108)에 의해 방출된 전자기 복사선을 반응 챔버(102)를 향해 반사시켜(도 1에 나타냄), 히터 요소(108)가 히터 요소(108)에 인가된 단위 전력 당 반응 챔버(102) 내로 복사식으로 연통할 수 있는 열의 양을 증가시킨다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 중간 층을 사용하면 반사기 몸체(228)를 형성하는 재료와 반사 층(254) 사이의 열 팽창에서의 불일치를 수용할 수 있다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 반사 표면(240)은 복수의 오목 표면부(258)를 가질 수 있다. 이러한 예에서, 복수의 오목 표면부(258)는 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)(도 6에 나타냄)와 제2 길이 방향 에지(232)(도 6에 나타냄) 사이에서 연장될 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 오목 표면부(258)는 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234)와 제2 측방향 에지(236) 사이에 오목 프로파일(260)을 정의할 수 있고, 복수의 세장형 슬롯(214) 및 복수의 단축된 슬롯(216)은 복수의 오목 표면부(258) 내에 정의될 수 있다. 소정의 예에서, 복수의 오목 표면부(258)는 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232) 사이에서 서로 평행하게 연장될 수 있다. 소정의 예에 따라, 복수의 오목 표면부(258)는 제1 길이 방향 에지(230) 및/또는 제2 길이 방향 에지(232)에 실질적으로 직교할 수 있다. 또한, 복수의 오목한 표면부(258)가 제1 측방향 에지(234) 및/또는 제2 측방향 에지(236)와 평행하게 연장될 수 있는 것이 고려된다.
도 6을 계속 참조하면, 복수의 세장형 슬롯(214)은 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232) 사이에서 연장된다. 소정의 예에서, 복수의 세장형 홈(214)은 서로 평행하게 연장될 수 있다. 소정의 예에 따라, 복수의 세장형 슬롯(214)은 복수의 확장 홈(244)과 평행하게 연장될 수 있다. 추가 예에서, 복수의 세장형 슬롯(214)은 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230) 및/또는 제2 길이 방향 에지(232)에 대해 직교할 수 있다. 복수의 세장형 슬롯(214)은 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234) 및/또는 제2 측방향 에지(236)에 평행하게 연장될 수 있는 것이 고려된다. 또한, 소정의 예에 따라, 복수의 세장형 슬롯(214) 각각은 복수의 단축된 슬롯(216)의 길이 방향 길이보다 긴 길이 방향 길이를 가질 수 있는 것이 고려된다. 이에 관해, 복수의 세장형 슬롯(214) 각각의 길이 방향 길이는 복수의 확장 홈(244)의 길이 방향 길이보다 짧을 수 있다.
소정의 예에서, 복수의 세장형 슬롯(214) 중 하나 이상은 제1 측방향 에지(234)로부터 고온계 포트(242)를 분리할 수 있다. 복수의 세장형 슬롯(214) 중 하나 이상은 제2 측방향 에지(236)로부터 고온계 포트(242)를 분리할 수 있다. 소정의 예에 따라, 복수의 세장형 슬롯(214)은 복수의 단축된 슬롯(216)보다 작을 수 있다. 추가 예에서, 복수의 세장형 슬롯(214) 중 하나 이상은 고온계 포트(242)로부터 복수의 단축된 슬롯(216)을 분리할 수 있다. 또한, 소정의 예에 따라, 복수의 세장형 슬롯(214) 중 적어도 하나는 복수의 단축된 슬롯(216)을 제1 측방향 에지(234) 또는 제2 측방향 에지(236)와 분리할 수 있는 것이 고려된다. 특정 개수의 세장형 슬롯(214)이 예시에 나타나 있지만, 상부 반사기(202)의 예는 더 적거나 더 긴 슬롯(214)을 가질 수 있고, 본 개시의 범주 내에 있을 수 있음을 이해해야 한다.
복수의 단축된 슬롯(216)은 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232) 사이에서 연장된다. 이에 관해, 복수의 단축된 슬롯(216)은 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230) 및/또는 제2 길이 방향 에지(232)에 대해 직교할 수 있다. 복수의 단축된 슬롯(216)은 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234) 및/또는 제2 측방향 에지(236)에 평행할 수 있다. 복수의 단축된 슬롯(216)은 복수의 확장 홈(268)에 평행할 수 있다. 또한, 복수의 단축된 슬롯(216)은 반사기 몸체(228)의 반사 표면(240)에 의해 정의된 복수의 오목 표면부(258)에 평행할 수 있는 것이 고려된다.
복수의 단축된 슬롯(216) 각각은 복수의 세장형 슬롯(214)의 길이 방향 길이보다 작은 길이 방향 길이를 갖는 것이 고려된다. 이에 관해, 복수의 단축된 슬롯(216)은, 복수의 세장형 슬롯(214)의 길이의 90% 미만, 또는 복수의 세장형 슬롯(214)의 길이의 70% 미만, 또는 복수의 세장형 슬롯(214)의 길이의 50% 미만, 또는 복수의 세장형 슬롯(214)의 길이의 30% 미만, 또는 심지어 복수의 세장형 슬롯(214)의 길이의 10% 미만인 길이 방향 길이를 가질 수 있다. 소정의 예에서, 복수의 단축된 슬롯(216)은, 상이한 길이 방향 길이를 갖는 둘 이상의 단축된 슬롯을 포함할 수 있다. 복수의 단축된 슬롯(216)은 복수의 세장형 슬롯(214)보다 큰 것이 고려된다. 또한, 복수의 단축된 슬롯이, 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)(도 1에 나타냄)의 내부 표면(176)(도 1에 나타냄) 상의 온도 범위를 제한하도록, 반사기 몸체(228) 상에 분포되는 것이 고려된다. 예를 들어, 복수의 단축된 슬롯(216) 중 하나 이상은, 냉각제(14)가 복수의 단축된 슬롯(216) 중 적어도 하나의 정합부를 통해 냉각제의 연통이 없는 국소 영역에 정합될 수 있고, 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176)의 나머지보다 더 높은 온도를 나타낸다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 상부 벽(132)의 외부 표면(178)에 대해 복수의 단축된 슬롯(216) 중 적어도 하나를 통해 냉각제(14)를 내보내면, 그 위치에 증착하는 막의 경향을 제한할 수 있고, 그 위치에서의 불투명 위험을 제한(또는 제거)할 수 있다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해서도 이해되는 바와 같이, 상부 벽(132)의 외부 표면(178)에 대해 복수의 단축된 슬롯(216) 중 적어도 하나를 통해 냉각제(14)를 내보내면, 또한 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 상의 피크 온도를 감소시킬 필요성을 제거함으로써, 내부 표면(176) 상의 평균 온도를 감소시켜 반도체 처리 시스템(100)의 냉각 능력을 증가시킬 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 다른 예에 따라 상부 반사기(302)가 나타나 있다. 상부 반사기(302)는 상부 반사기(202)(도 2에 나타냄)와 유사하고, 추가적으로, 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)를 향해서, 이에 의해 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)를 향해서 냉각제(14)의 흐름을 편향시키도록 구성된다. 이에 관해, 상부 반사기(302)는 복수의 단축된 슬롯(304)을 갖는다. 복수의 단축된 슬롯(304)은, 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230) 사이에 길이 방향으로 위치한다. 보다 구체적으로, 복수의 단축된 슬롯(304)은 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230) 사이에 길이 방향으로 위치하고, 제1 측방향 에지(234)와 제2 측방향 에지(236) 중 하나 이상으로부터 고온계 포트(242)를 추가로 측방향으로 분리한다. 소정의 예에서, 복수의 단축된 슬롯(304)은 복수의 확장 홈(244)(도 6에 나타냄) 중 하나에 의해 고온계 포트(242)로부터 측방향으로 분리될 수 있다. 소정의 예에 따라, 복수의 단축된 슬롯(304)은 복수의 세장형 슬롯(214) 중 하나 이상에 의해 고온계 포트(242)로부터 측방향으로 분리될 수 있다. 복수의 단축된 슬롯(304)은 그렇게 위치하면, 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)에서 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 외부 표면(178)에 대해 냉각제(14)의 배출을 편향시킨다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이는, 반응 챔버(102)의 주입 단부(126)가 반응 챔버(102)의 나머지보다 더 뜨거워지는 증착 작업 동안, 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 상의 온도 범위를 감소시키는 역할을 한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상부 반사기(402)가 추가예에 따라 나타나 있다. 상부 반사기(402)는 상부 반사기(202)(도 2에 나타냄)와 유사하고, 추가적으로 반사기 몸체(228)의 제2 길이 방향 에지(232)를 향해서 냉각제(14)의 흐름을 편향시키도록 구성된다. 이에 관해, 상부 반사기(402)는 복수의 단축된 슬롯(404)을 갖는다. 복수의 단축된 슬롯(404)은, 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제2 길이 방향 에지(232) 사이에 길이 방향으로 위치한다. 보다 구체적으로, 복수의 단축된 슬롯(404)은 고온계 포트(242)와 제2 길이 방향 에지(232) 사이에 위치하고, 고온계 포트(242)와 제1 측방향 에지(234) 및 제2 측방향 에지(236) 중 하나 이상 사이에 분포되어 측방향으로 분리된다. 소정의 예에서, 복수의 단축된 슬롯(404)은 복수의 확장 홈(244) 중 하나 이상에 의해 고온계 포트(242)로부터 측방향으로 분리될 수 있다. 소정의 예에 따라, 복수의 단축된 슬롯(404)은 복수의 세장형 슬롯(214) 중 하나 이상에 의해 고온계 포트(242)로부터 측방향으로 분리될 수 있다. 복수의 단축된 슬롯(404)은 그렇게 위치하면, 반응 챔버(102)의 배기 단부(128)에서 반응 챔버(102)의 (도 1에 나타낸) 상부 벽(132)의 외부 표면(178)에 대해 냉각제(14)의 배출을 편향시킨다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이는, 반응 챔버(102)의 배기 단부(128)가 반응 챔버(102)의 나머지보다 더 뜨거워지는 증착 작업 동안, 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 상의 온도 범위를 감소시키는 역할을 한다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 다른 예에 따라 상부 반사기(502)가 나타나 있다. 상부 반사기(502)는 상부 반사기(202)와 유사하고, 추가적으로 (도 1에 나타낸) 서셉터(118) 위에 놓이는 (도 1에 나타낸) 상부 벽(132)의 중간 부분을 향해 냉각제(14)의 흐름을 편향시키도록 구성된다. 이에 관해, 상부 반사기(502)는 반사기 몸체(228)의 제1 길이 방향 에지(230)와 제2 길이 방향 에지(232) 사이에 모두 중심에 분포된 복수의 단축된 슬롯(504)을 갖는다. 보다 구체적으로, 복수의 단축된 슬롯(504) 중 하나 이상은 그 고온계 포트(242)와 길이 방향으로 중첩되고 고온계 포트(242)를 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234)로부터 측방향으로 분리하고, 복수의 단축된 슬롯(504) 중 하나 이상은 고온계 포트(242)와 길이 방향으로 중첩되고 고온계 포트(242)를 반사기 몸체(228)의 제2 측방향 에지(236)로부터 측방향으로 분리한다. 복수의 단축된 슬롯(504)은 그렇게 위치하면, 서셉터(118) 위에 있는 반응 챔버(102)의 배기 단부(128)와 주입 단부(126)사이의 중간 위치에서 반응 챔버(102)의 (도 1에 나타낸) 상부 벽(132)의 외부 표면(178)에 대해 냉각제(14)의 배출을 편향시킨다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이는, 상부 벽(132)의 내부 표면(176)의 영역이 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 상의 다른 위치보다 더 뜨거워지는 증착 작업 동안, 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 상의 온도 범위를 감소시키는 역할을 한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상부 반사기(602)가 추가예에 따라 나타나 있다. 상부 반사기(602)는 상부 반사기(202)와 유사하고, (도 1에 나타낸) 회전 축(144)을 중심으로 회전하는 동안 (전구체 흐름의 일반적인 방향에 대해) 서셉터(118)의 전진부를 향해 냉각제(14)의 흐름을 편향시키도록 추가 구성된다. 이에 관해, 상부 반사기(602)는 복수의 단축된 슬롯(604)을 갖는다. 복수의 단축된 슬롯(604)은 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234) 사이에 측방향으로 위치하고, 고온계 포트(242)와 길이 방향으로 중첩된다. 소정의 예에서, 복수의 단축된 슬롯(604)은 고온계 포트(242)와 제1 측방향 에지(234) 사이뿐만 아니라 고온계 포트(242)와 제2 측방향 에지(236) 사이에 측방향으로 분포될 수 있다. 이러한 예에서, 복수의 단축된 슬롯(604)의 더 많은 수가, 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제2 측방향 에지(236) 사이에 위치하는 것보다는, 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제1 측방향 에지(234) 사이에 위치한다. 복수의 단축된 슬롯(604)은 그렇게 위치하면, 냉각제(14)의 배출을 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 외부 표면(178)(도 1에 나타냄)에 대해, 서셉터(118) 및/또는 기판(10)(도 1에 나타냄)의 전진 측면 위에 놓이는 상부 벽의 일부에 대해 편향시킨다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이는, 흐름 패턴이 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 일부를 서셉터(118)의 후퇴부 위에 놓이는 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 일부와 온도를 상이하게 하는 증착 작업 동안, 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 상의 온도 범위를 감소시킬 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 다른 예에 따라 상부 반사기(702)가 나타나 있다. 상부 반사기(702)는 상부 반사기(202)와 유사하며, 회전 축(144)을 중심으로 회전하는 동안 (전구체 흐름의 일반적인 방향에 대해) 서셉터(118)의 후퇴부을 향해서 냉각제(14)의 흐름을 편향시키도록 추가로 구성된다. 이에 관해, 상부 반사기(702)는 복수의 단축된 슬롯(704)을 갖는다. 복수의 단축된 슬롯(704)은 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제2 측방향 에지(236) 사이에 측방향으로 위치하고, 고온계 포트(242)와 길이 방향으로 중첩된다. 소정의 예에서, 복수의 단축된 슬롯(704)은 고온계 포트(242)와 제1 측방향 에지(234) 사이뿐만 아니라 고온계 포트(242)와 제2 측방향 에지(236) 사이에 측방향으로 분포될 수 있다. 이러한 예에서, 복수의 단축된 슬롯(704)의 더 많은 수가, 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제2 측방향 에지(236) 사이에 위치하는 것보다는, 고온계 포트(242)와 반사기 몸체(228)의 제2 측방향 에지(236) 사이에 위치한다. 복수의 단축된 슬롯(704)은 그렇게 위치하면, 냉각제(14)의 배출을 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 외부 표면(178)(도 1에 나타냄)에 대해, 서셉터(118) 및/또는 기판(10)(도 1에 나타냄)의 후퇴부 위에 놓이는 상부 벽의 일부에 대해 편향시킨다. 본 개시의 관점에서 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 이는, 흐름 패턴이 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 일부에, 서셉터(118)의 전진부 위에 놓이는 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 일부보다 초래하는 증착 작업 동안, 반응 챔버(102)의 상부 벽(132)의 내부 표면(176) 상의 온도 범위를 감소시킬 수 있다.
도 19를 참조하면, 상부 반사기(802)가 나타나 있다. 상부 반사기(802)는 상부 반사기(202)(도 2에 나타냄)와 유사하고, 반응 챔버(102)의 내부 표면(176)(도 1에 나타냄)의 가열에 따라, 반응 챔버(102)(도 1에 나타냄)의 외부 표면(178)(도 1에 나타냄) 전체에 걸쳐 냉각제(14)의 분포와 일치하도록 구성된 복수의 단축된 슬롯(804)을 추가로 갖는다. 이에 관해, 복수의 단축된 슬롯(804)은 복수의 세장형 슬롯(214)의 각각보다 크고, 복수의 단축된 슬롯(804)은 복수의 세장형 슬롯(214) 각각의 길이 방향 길이의 10% 내지 60%인 길이 방향 길이를 갖는다. 보다 구체적으로, 복수의 단축된 슬롯(804)은 세 개 이상의 (예, 일곱) 단축된 슬롯 길이를 정의한다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 복수의 단축된 슬롯(216)은 다음을 포함한다: 제1 단축된 슬롯(806)은 복수의 세장형 슬롯(214) 각각의 길이 방향 길이의 약 50%이고, 제2 단축된 슬롯(808) 및 제3 단축된 슬롯(810)은 세장형 슬롯(214) 각각의 복수의 길이의 약 60%이고, 제4 단축된 슬롯(812)은 복수의 세장형 슬롯(214) 각각의 길이의 약 20%이고, 제5 단축된 슬롯(814)은 복수의 세장형 슬롯(214) 각각의 길이의 약 30%이고, 제6 단축된 슬롯(816)은 복수의 세장형 슬롯(214) 각각의 길이의 약 10%이고, 제7 단축된 슬롯(818)은 복수의 세장형 슬롯(214) 각각의 길이 방향 길이의 약 50%이다. 특정 수의 단축된 슬롯 및 단축된 슬롯 길이가 나타나 있지만, 상부 반사기(802)의 예는 상이한 수의 단축된 슬롯 및/또는 단축된 슬롯 길이를 가질 수 있고 본 개시의 범주 내에 남을 수 있음을 이해해야 한다.
복수의 세장형 슬롯(214) 중 하나 이상은 고온계 포트(242)로부터 복수의 단축된 슬롯을 분리할 수 있음이 고려된다. 이에 관해, 제1 세장형 슬롯(820)은 제1 단축된 슬롯(806)과 제2 단축된 슬롯(808)을 고온계 포트(242)로부터 분리시키고, 제2 세장형 슬롯(822)은 제6 단축된 슬롯(816)과 제7 단축된 슬롯(818)을 고온계 포트(242)로부터 분리시킨다. 또한, 복수의 세장형 슬롯(214) 중 하나 이상은 복수의 단축된 슬롯을 반사기 몸체(228)의 측방향 에지로부터 분리할 수 있음이 고려된다. 제1 세장형 슬롯(820)은 제6 단축된 슬롯(816)과 제7 단축된 슬롯(818)을 제1 측방향 에지(234)로부터 분리하고, 제2 세장형 슬롯(822)은 제1 단축된 슬롯(806)과 제2 단축된 슬롯(808)을 제2 측방향 에지(236)로부터 분리한다.
소정의 예에서, 복수의 단축된 슬롯(804) 중 제1 슬롯은 복수의 단축된 슬롯(804) 중 제2 슬롯과 길이 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 관해, 제2 단축된 슬롯(808)은 제1 단축된 슬롯(806)과 길이 방향으로 중첩되고, 제4 단축된 슬롯(812)은 제3 단축된 슬롯(810)과 길이 방향으로 중첩된다. 소정의 예에 따라, 복수의 단축된 슬롯(804) 중 제1 슬롯은 복수의 단축된 슬롯(804) 중 제2 슬롯으로부터 길이 방향으로 오프셋될 수 있다. 이에 관해, 제3 단축된 슬롯(810)은 제1 단축된 슬롯(806)으로부터 길이 방향으로 오프셋되고, 제4 단축된 슬롯(812)은 제5 단축된 슬롯(814)으로부터 길이 방향으로 오프셋되고, 제6 단축된 슬롯(816)은 제7 단축된 슬롯(818)으로부터 길이 방향으로 오프셋된다. 추가 예에서, 복수의 단축된 슬롯(804) 중 하나 이상은 고온계 포트(242)와 길이 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 관해, 제2 단축된 슬롯(808), 제3 단축된 슬롯(810), 및 제6 단축된 슬롯(816)은 예시에서 고온계 포트(242)와 길이 방향으로 중첩된다.
소정의 예에 따라, 복수의 단축된 슬롯(804) 중 제1 슬롯은 복수의 단축된 슬롯(804) 중 제2 슬롯으로부터 측방향으로 오프셋될 수 있다. 이에 관해, 제2 단축된 슬롯(808)은 제1 단축된 슬롯(806)으로부터 측방향으로 오프셋되고, 제3 단축된 슬롯은 제2 단축 슬롯(808)으로부터 측방향으로 오프셋되고, 제4 단축된 슬롯(812) 및 제5 단축된 슬롯(814) 모두는 제3 단축된 슬롯(810)으로부터 측방향으로 오프셋된다. 추가로 이에 관해, 제6 단축된 슬롯(816)은 제4 단축된 슬롯(812) 및 제5 단축된 슬롯(814)으로부터 측방향으로 오프셋되고, 제7 단축된 슬롯(818)은 제6 단축된 슬롯(816)으로부터 측방향으로 오프셋된다. 추가 예에서, 복수의 단축된 슬롯(804) 중 제1 슬롯은 복수의 확장 홈(244) 중 하나 이상에 의해 복수의 단축된 슬롯(804) 중 제2 슬롯으로부터 이격될 수 있고, 복수의 단축된 슬롯(804) 중 하나 이상은 복수의 확장 홈(244) 중 하나 이상에 의해 고온계 포트(242)로부터 분리될 수 있다. 이에 관해, 제1 확장 홈(826)은 제1 단축된 슬롯(806)을 제3 단축된 슬롯(810)으로부터 분리하고, 제1 단축된 슬롯(806)을 고온계 포트(242)로부터 추가 분리한다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 예시적이고 비제한적인 예에 따라 막 증착 방법(900)이 나타나 있다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 방법(900)은 반응 챔버 내에 지지되는 동안에 기판 상에 막을 증착하는 단계, 예를 들어 브라킷(910)으로 나타낸 바와 같이, 반응 챔버(102)(도 1에 나타냄) 내에 지지되는 동안에 기판(10)(도 1에 나타냄) 상에서 막(12)(도 1에 나타냄)을 증착하는 단계를 포함한다. 방법(900)은 또한 막을 기판 상으로 증착하는 동안에 반응 챔버의 외부를 냉각시키는 단계, 예를 들어 브라킷(920)으로 나타낸 바와 같이, 반응 챔버(102)의 외부 표면(178)(도 1에 나타냄)을 냉각시키는 단계를 포함한다.
박스(912)로 나타낸 바와 같이, 막을 기판 상으로 증착하는 단계는, 반응 챔버 내에서 지지되는 동안에 기판을 가로질러 적어도 하나의 전구체, 예를 들어 제1 전구체(146)(도 1에 나타냄)를 흐르게 하는 단계를 포함한다. 소정의 예에서, 적어도 하나의 전구체는 실리콘 함유 전구체일 수 있다. 소정의 예에 따라, 적어도 하나의 전구체는 게르마늄 전구체를 포함할 수 있다. 추가 예시에서, 적어도 하나의 전구체는 p형 도펀트 또는 n형 도펀트와 같은 도펀트를 포함할 수 있다. 또한, 전구체는 소정의 예에서 약 900℃ 내지 약 1200℃로 작동하는 반응 챔버 내의 온도에서 발열 전구체, 예를 들어 트리클로로실란일 수 있음이 고려된다.
박스(914)로 나타낸 바와 같이, 막을 기판 상으로 증착하는 단계는, 전구체가 기판을 가로질러 흐를 시 막을 기판 상으로 증착하는 단계를 포함한다. 소정의 예에서, 막은 에피택셜 막일 수 있다. 소정의 예에 따라, 막은 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 소자와 같은 전력 전자 소자용 막일 수 있다. 추가 예에서, 막은 비교적 두꺼운 막일 수 있다. 이에 관해, 막은 0.1 μm 초과, 또는 0.25 μm 초과, 또는 0.5 μm 초과, 또는 0.75 μm 초과, 또는 심지어 1.0 μm 초과의 두께를 가질 수 있다. 막은 약 0.1 μm 내지 약 1.0 μm의 두께를 가질 수 있다.
박스(916)로 나타낸 바와 같이, 막을 증착하는 단계는, 막이 기판 상으로 증착되는 동안에 반응 챔버를 가열하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 반응 챔버를 가열하는 단계는, 기판을 가로질러 흐르는 하나 이상의 발열 전구체로부터의 열을 사용하여 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 반응 챔버를 가열하는 단계는, 외부 히터 요소, 예를 들어, 히터 요소(108)(도 1에 나타냄) 및/또는 히터 요소 어레이(174)(도 8에 나타냄)로부터 반응 챔버 내로 열을 복사식으로 전달함으로써 기판을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 히터 요소 및/또는 히터 요소 어레이는 반응 챔버 벽의 투과도에 따라 반응 챔버의 벽을 가열할 수 있다. 또한, 반응 챔버는 반응 챔버의 외부에 배열된 하나 이상의 반사기에 의해 (적어도 부분적으로) 가열되고, 히터 요소를 반응 챔버, 예를 들어 (도 2에 나타낸) 상부 반사기(202) 및 (도 2에 나타낸) 측부 반사기(204-210) 중 하나 이상에 복사식으로 결합시킬 수 있는 것이 고려된다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 기판을 기판 상으로 증착하는 단계는 박스(918)로 나타낸 바와 같이, 반응 챔버 내의 전구체의 일반적인 방향에 대해 기판을 회전시키는 단계를 포함할 수 있는 것이 고려된다. 소정의 예에서, 기판은 반응 챔버 내에서 서셉터, 예를 들어 (도 1에 나타낸) 서셉터(118) 상에 지지될 수 있다. 서셉터는 회전 축 주위, 예를 들어 회전 축(144) 주위에서 회전할 수 있다(도 1에 나타냄). 회전 축은, 반응 챔버의 대향 단부 상의 배기 매니폴드와 인젝터 사이에서, 예를 들어 주입 플랜지(104)(도 1에 나타냄)와 배기 매니폴드(106)(도 1에 나타냄) 사이에서, 반응 챔버를 통과하는 일반적인 흐름 방향에 대해 실질적으로 직교한다. 회전 축을 중심으로 기판 및 서셉터를 회전시키면, 측방향으로 대향하는 전진 및 후퇴부 그리고 기판 및 서셉터를 가로지르는 유체의 상대적 가속 및 감속으로 인해, 반응 챔버의 내부 표면을 불균일하게 가열할 수 있다.
도 20을 계속 참조하면, 반응 챔버의 냉각은, 박스(922)로 나타낸 바와 같이, 상부 반사기에서 냉각제, 예를 들어 냉각제(14)(도 3에 나타냄)를 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 냉각제가 박스(924)로 나타낸 바와 같이, 상부 반사기를 통해 연장된 복수의 세장형 슬롯 및 복수의 단축된 슬롯을 통해 흐르고, 복수의 세장형 슬롯 및 복수의 단축된 슬롯이 박스(926)로 나타낸 바와 같이, 반응 챔버의 외부 표면, 예를 들어 반응 챔버의 외부 표면(178)(도 1에 나타냄) 상에 (예를 들어, 교차하여) 냉각제를 분포하는 것이 고려된다. 이에 관해, 반응 챔버 냉각은 박스(930)로 도시된 바와 같이, 복수의 단축된 슬롯을 사용하여 반응 챔버의 외부를 가로지르는 냉각제의 분포를 편향시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 냉각제의 분포를 편향시키는 것은 박스(932)로 나타낸 바와 같이, 반응 챔버의 주입 단부를 향해 냉각제의 분포를 편향시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각제의 질량 흐름은, 반응 챔버의 배기 단부에서 반응 챔버의 상부 벽의 외부 표면으로 전달되는 것보다, 반응 챔버의 주입 단부에서 반응 챔버의 상부 벽의 외부 표면으로 복수의 단축된 슬롯에 의해 더 많이 전달될 수 있다. 소정의 예에서, 냉각제의 질량 흐름은 반응 챔버의 주입 단부에서 상부 벽의 외부 표면을 가로질러 측방향으로 균일하게 분포될 수 있다. 소정의 예에 따라, 냉각제의 질량 흐름은 반응 챔버의 주입 단부에서 상부 벽의 외부 표면을 가로질러 불균일하게 분포될 수 있다.
박스(934)로 나타낸 바와 같이, 냉각제의 분포를 편향시키는 것은, 반응 챔버의 배기 단부를 향해 냉각제의 분포를 편향시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각제의 질량 흐름은, 반응 챔버의 주입 단부에서 반응 챔버의 상부 벽의 외부 표면으로 전달되는 것보다, 반응 챔버의 배기 단부에서 반응 챔버의 상부 벽의 외부 표면으로 복수의 단축된 슬롯에 의해 더 많이 전달될 수 있다. 소정의 예에서, 냉각제의 질량 흐름은 반응 챔버의 배기 단부에서 상부 벽의 외부 표면을 가로질러 측방향으로 균일하게 분포될 수 있다. 소정의 예에 따라, 냉각제의 질량 흐름은 반응 챔버의 배기 단부에서 상부 벽의 외부 표면을 가로질러 불균일하게 분포될 수 있다.
박스(936)로 나타낸 바와 같이, 냉각제의 분포를 편향하는 것은, 반응 챔버를 통한 흐름 방향에 대해 기판 및 서셉터의 전진부를 향해서 냉각제의 분포를 편향시키는 단계를 포함할 수 있다. 이에 관해, 냉각제의 더 많은 질량 흐름이 반응 챔버 내의 서셉터 및 기판의 전진부 위에 놓이는 반응 챔버의 측면 상으로 반응 챔버의 상부 벽의 외부 표면으로 복수의 단축된 슬롯에 의해 전달될 수 있고, 반응 챔버 내의 서셉터 및 기판의 후퇴부 위에 놓이는 반응 챔버의 측면 상으로 반응 챔버의 상부 벽의 외부 표면으로 전달될 수 있다. 소정의 예에서, 냉각제의 질량 흐름은 서셉터 및 기판의 전진부 위에 놓이는 반응 챔버의 측면 상으로 상부 벽의 외부 표면을 가로질러 길이 방향으로 균일하게 분포될 수 있다. 소정의 예에 따라, 냉각제의 질량 흐름은 서셉터 및 기판의 전진부 위에 놓이는 반응 챔버의 측면 상으로 상부 벽의 외부 표면을 가로질러 불균일하게 분포될 수 있다.
박스(938)로 나타낸 바와 같이, 냉각제의 분포를 편향하는 것은, 반응 챔버를 통한 흐름 방향에 대해 기판 및 서셉터의 후퇴부를 향해서 냉각제의 분포를 편향시키는 단계를 포함할 수 있다. 이에 관해, 냉각제의 더 많은 질량 흐름이 반응 챔버 내의 서셉터 및 기판의 후퇴부 위에 놓이는 반응 챔버의 측면 상으로 반응 챔버의 상부 벽의 외부 표면으로 복수의 단축된 슬롯에 의해 전달될 수 있고, 반응 챔버 내의 서셉터 및 기판의 전진부 위에 놓이는 반응 챔버의 측면 상으로 반응 챔버의 상부 벽의 외부 표면으로 전달될 수 있다. 소정의 예에서, 냉각제의 질량 흐름은 서셉터 및 기판의 후퇴부 위에 놓이는 반응 챔버의 측면 상으로 상부 벽의 외부 표면을 가로질러 길이 방향으로 균일하게 분포될 수 있다. 소정의 예에 따라, 냉각제의 질량 흐름은 서셉터 및 기판의 후퇴부 위에 놓이는 반응 챔버의 측면 상으로 상부 벽의 외부 표면을 가로질러 불균일하게 분포될 수 있다.
전술한 예시는, 이들 예시가 첨부된 청구범위 및 법적 균등물에 의해 정의되는 본 발명을 단지 예시하기 때문에, 본 개시의 범주를 제한하지 않는다. 임의의 균등한 구현예는 본 개시의 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 확실하게, 본원에 나타내고 설명된 것 외에도, 설명된 요소의 대안적인 유용한 조합과 같은 본 개시의 다양한 변경은 본 설명으로부터 당업자에게 분명할 수 있다. 이러한 변경예 및 구현예도 첨부된 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
본원에서 사용된 용어는 특정 예시만을 설명하기 위한 것이고, 본 청구범위를 제한하려는 것이 아니다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태 "하나", "일", "특정한 하나"는, 문맥이 명백히 다르게 나타내지 않는 한, 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 용어 "포함하다", "포함하는", "갖다", "갖는", "구성하다", 및/또는 "구성하는"은 언급된 특징부, 정수, 단계, 작동, 요소, 및/또는 이들 구성 요소의 존재를 규정하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성 요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 점을 추가로 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 상부 반사기로서,
    반도체 처리 시스템의 반응 챔버와 중첩하도록 구성된 반사기 몸체를 포함하며, 상기 반사기 몸체는,
    상기 반사기 몸체의 제1 길이 방향 에지와 상기 반사기 몸체의 제2 길이 방향 에지 사이에서 연장되는 홈형 표면;
    상기 반사기 몸체의 두께만큼 상기 홈형 표면으로부터 이격되고, 상기 홈형 표면보다 더 큰 반사율을 갖는 반사 표면을 포함하되,
    상기 홈형 표면 및 상기 반사 표면은 상기 반사기 몸체의 상기 두께를 통해 연장되는 고온계 포트를 정의하고,
    상기 홈형 표면 및 상기 반사 표면은 상기 반사기 몸체의 상기 두께를 통해 연장되는 복수의 세장형 슬롯들을 정의하고,
    상기 홈형 표면 및 상기 반사 표면은 상기 반사기 몸체를 통해 연장된 복수의 단축된 슬롯을 정의하고, 상기 복수의 단축된 슬롯은 상기 복수의 세장형 슬롯보다 더 큰, 상부 반사기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단축된 슬롯은 단축된 슬롯 길이를 갖고, 상기 세장형 슬롯은 세장형 슬롯 길이를 갖되, 상기 단축된 슬롯의 길이는 상기 세장형 슬롯의 길이의 10% 내지 60%인, 상부 반사기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯은 세 개 이상의 불균등한, 단축된 슬롯 길이들을 정의하는, 상부 반사기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 세장형 슬롯들 중 하나 이상은 상기 고온계 포트로부터 상기 복수의 단축된 슬롯을 분리하는, 상부 반사기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 세장형 슬롯들 중 하나 이상은 상기 복수의 단축된 슬롯들을 상기 반사기 몸체의 측방향 에지로부터 분리하는, 상부 반사기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제1 슬롯은 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제2 슬롯과 길이 방향으로 중첩하는, 상부 반사기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제1 슬롯은 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제2 슬롯과 길이 방향으로 오프셋되는, 상부 반사기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 적어도 하나는 상기 고온계 포트와 길이 방향으로 중첩하는, 상부 반사기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제1 슬롯은 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제2 슬롯과 측방향으로 오프셋되는, 상부 반사기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 홈형 표면은 서로 평행하게 연장된 복수의 확장 홈들을 정의하고, 상기 복수의 세장형 슬롯들은 상기 복수의 확장 홈들에 평행하고, 상기 복수의 단축된 슬롯들은 상기 복수의 확장 홈들에 평행한, 상부 반사기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단축된 슬롯들 중 제1 슬롯은 상기 복수의 확장 홈들 중 하나 이상에 의해 상기 단축된 슬롯들 중 제2 슬롯으로부터 이격되는, 상부 반사기.
  12. 제10항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 하나 이상은 상기 복수의 확장 홈들에 의해 상기 고온계 포트로부터 분리되는, 상부 반사기.
  13. 제1항에 있어서, 상기 반사 표면은 반사 코팅을 갖고, 상기 반사 코팅은 금을 포함하고, 상기 상부 반사기는 상기 반사 코팅을 상기 반사기 몸체에 결합시키는 중간 층을 추가로 포함하되, 상기 중간 층은 니켈을 포함하는, 상부 반사기.
  14. 제1항에 있어서, 상기 반사 표면은 서로 평행하게 연장된 복수의 오목한 표면 부분들을 포함하고, 상기 복수의 오목한 표면 부분들은 상기 반사기 몸체의 제1 측방향 에지와 제2 측방향 에지 사이에 오목한 프로파일을 정의하고, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제1 슬롯은 상기 복수의 오목한 표면 부분들 중 제1 부분을 통해 연장되고, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제2 슬롯은 상기 복수의 오목한 표면 부분들 중 제2 부분을 통해 연장되는, 상부 반사기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제1 슬롯은 상기 복수의 오목한 표면 부분들 중 하나 이상에 의해 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 제2 슬롯으로부터 이격되는, 상부 반사기.
  16. 제1항에 있어서, 상기 고온계 포트는 제1 고온계 포트이고, 상기 홈형 표면과 상기 반사기 표면은 상기 제1 고온계 포트와 상기 반사기 몸체의 상기 제1 길이 방향 에지 사이에서 상기 반사기 몸체의 상기 두께를 통해 연장된 제2 고온계 포트를 정의하는, 상부 반사기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 하나 이상은 상기 제1 고온계 포트 및 상기 제2 고온계 포트와 길이 방향으로 중첩하는, 상부 반사기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 복수의 단축된 슬롯들 중 두 개 이상은 상기 제2 고온계 포트로부터 길이 방향으로 오프셋되는, 상부 반사기.
  19. 반도체 처리 시스템으로서,
    반응 챔버의 내부에서 지지되는 서셉터를 갖는 상기 반응 챔버;
    상기 반응 챔버 위에 지지되는 히터 요소; 및
    상기 히터 요소 위에 지지되는 제1항의 반사기를 포함하되, 상기 히터 요소는 상기 반사기 몸체의 반사 표면 및 상기 반응 챔버의 벽들에 의해 상기 서셉터에 복사식으로 결합되는, 반도체 처리 시스템.
  20. 막 증착 방법으로서, 상기 방법은:
    반응 챔버 위에 지지되는 상부 반사기에서 냉각제를 수용하는 단계;
    상기 상부 반사기를 통해 연장된 복수의 세장형 슬롯들 및 복수의 단축된 슬롯들을 통해 상기 냉각제를 흐르게 하는 단계;
    상기 복수의 세장형 슬롯들 및 상기 복수의 단축된 슬롯들을 사용하여 상기 냉각제를 상기 반응 챔버의 외부를 가로질러 분포시키는 단계; 및
    상기 복수의 단축된 슬롯들을 사용하여 상기 반응 챔버의 상기 외부를 가로질러 상기 냉각제의 분포를 편향시키는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 단축된 슬롯들은 상기 반응 챔버의 주입 단부 또는 상기 반응 챔버의 배기 단부를 향해 상기 냉각제의 분포를 편향시키는, 막 증착 방법.
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