KR102711233B1 - 램프헤드에서의 다중구역 램프 제어 및 개별 램프 제어 - Google Patents

램프헤드에서의 다중구역 램프 제어 및 개별 램프 제어 Download PDF

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Abstract

반도체 기판을 처리하기 위한 방법 및 장치가 설명된다. 기판 처리 장치가 개시되며, 기판 처리 장치는, 프로세스 챔버, 프로세스 챔버 내부에 배치되는 기판 지지부, 램프헤드 내에 배열되고 기판 지지부에 근접하게 위치하는 복수의 램프들, 기판 지지부에 걸쳐 측방향 유동 경로로 퍼지 가스를 제공하기 위한 가스 소스, 및 유동 경로의 방향에 기반하여 복수의 램프들의 개별 램프들에 대한 전력을 차등적으로 조정하는 제어기를 포함한다.

Description

램프헤드에서의 다중구역 램프 제어 및 개별 램프 제어
반도체 처리를 위한 방법들 및 장치가 본원에 개시된다. 더 구체적으로, 본원에 개시된 실시예들은, 에피택시 프로세스에서 입자 오염을 제어하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
에피택시는 반도체 기판들 상에 매우 얇은 물질 층들을 형성하기 위해 반도체 처리에서 광범위하게 사용되는 프로세스이다. 이러한 층들은 흔히 반도체 디바이스의 가장 작은 피쳐들 중 일부를 정의하며, 이들은 결정질 물질들의 전기적 특성들이 요망되는 경우에 고품질의 결정 구조를 가질 수 있다. 이러한 층들을 형성하기 위해, 상부에 기판이 배치되는 서셉터를 갖는 처리 챔버에 증착 전구체가 제공되고, 기판은, 바람직한 특성들을 갖는 물질 층의 성장에 유리한 온도로 가열된다. 기판 상에 형성되는 반도체 디바이스들의 작은 피쳐 크기로 인해, 기판 상의 입자들의 양은 최소로 유지되어야 한다.
그러나, 처리될 기판의 처리 챔버 내로의 이송 동안 그 기판에 입자들이 접착될 수 있다. 예컨대, 프로세스 가스들이 기판의 일 측에 제공되어 기판 표면에 걸쳐 유동하는 프로세스에서, 처리될 기판의 이송 동안 챔버 내로 유동하는 가스는, 처리될 기판 상에 내려앉는 입자들을 생성할 수 있다. 입자들은 챔버 벽들로부터 이탈될 수 있으며, 이어서, 가스 유동에 비말동반된다. 게다가, 기판이 서셉터와의 초기 접촉 시에 뒤틀리도록 서셉터의 온도가 불균일할 수 있다. 입자들에 대한 기판 상의 저류(retention) 영역은, 가스 유동 방향에 대한 기판의 뒤틀린 프로파일의 배향에 따라 더 크거나 더 작을 수 있다. 기판이 가스 유동 경로 내에서 큰 단면을 나타내는 뒤틀린 형상을 취하는 경우, 기판 상의 입자 퇴적은, 기판이 가스 유동 경로 내에서 작은 단면을 나타내는 형상을 취할 때보다 크다.
처리될 기판의 입자 오염을 방지하거나 최소화하기 위한 방법 및 장치가 필요하다.
반도체 기판을 처리하기 위한 방법 및 장치가 설명된다. 일 실시예에서, 기판 처리 장치가 개시되며, 기판 처리 장치는, 프로세스 챔버, 프로세스 챔버 내부에 배치되는 기판 지지부, 하우징 내에 배열되고 기판 지지부에 근접하게 위치하는 복수의 램프들, 기판 지지부에 걸쳐 측방향 유동 경로로 퍼지 가스를 제공하기 위한 가스 소스, 및 유동 경로의 방향에 기반하여 복수의 램프들의 개별 램프들에 대한 전력을 차등적으로 조정하는 제어기를 포함한다.
다른 실시예에서, 기판 처리 장치가 개시되며, 기판 처리 장치는, 프로세스 챔버, 프로세스 챔버 내부에 배치되는 기판 지지부, 램프헤드 내에 배열되고 기판 지지부에 근접하게 위치하는 램프들의 어레이 ― 램프들의 어레이는, 적어도, 내측 구역, 중앙 구역, 및 외측 구역을 포함하고, 외측 구역은 기판 지지부의 둘레와 대응함 ―, 기판 지지부에 걸쳐 측방향 유동 경로로 퍼지 가스를 제공하기 위한 가스 소스, 및 유동 경로의 방향에 기반하여 외측 구역의 램프들에 대한 전력을 조정하는 제어기를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 기판을 처리하기 위한 방법이 개시되며, 방법은, 서셉터 아래에 위치하는 복수의 램프들을 포함하는 램프 어레이를 사용하여 프로세스 챔버 내의 서셉터를 가열하는 단계 ― 복수의 램프들은 내측 구역 및 외측 구역을 포함하고, 외측 구역은 서셉터의 둘레에 대응함 ―, 서셉터에 걸쳐 측방향 유동 경로로 퍼지 가스를 유동시키는 단계 ― 가열하는 단계는, 램프 어레이의 외측 구역의 복수의 램프들 중 하나 이상에 전력을 제공하면서 외측 구역의 다른 램프들에는 전력을 제공하지 않는 단계를 포함하고, 하나 이상의 램프는 유동 경로에 기반하여 서셉터의 선단 가장자리 또는 후단 가장자리에 위치함 ―, 및 가열 후에 서셉터로 기판을 이송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 언급된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이러한 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 유의되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 일 실시예에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 처리될 기판의 뒤틀림을 도시하는, 서셉터 및 처리될 기판의 분해 등각도들이다.
도 2c 및 도 2d는 각각, 90 도로 회전된 도 2a 및 도 2b의 서셉터 및 처리될 기판의 측면도들이다.
도 3a는 서셉터의 차등적 가열의 일 실시예를 도시하는, 서셉터 및 램프헤드의 등각도이다.
도 3b는 서셉터의 차등적 가열의 다른 실시예를 도시하는, 서셉터 및 램프헤드의 등각도이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시된 요소들은, 특정 언급 없이 다른 실시예들과 함께 유익하게 활용될 수 있는 것으로 고려된다.
처리될 기판의 입자 오염을 방지하거나 최소화하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 램프헤드에 인접하게 배치되는 서셉터를 포함하는 프로세스 챔버가 개시된다. 램프헤드는, 서셉터의 표면을 향해 전자기 에너지를 지향시킴으로써 서셉터를 가열하는 복수의 에너지 소스들, 이를테면 램프들을 포함한다. 램프헤드는 다수의 동심 구역들을 포함하고, 구역들 중 하나 이상은, 개별적으로 제어될 수 있는 램프들을 내부에 포함한다. 하나 이상의 램프의 개별적인 제어는, 서셉터의 향상된 온도 제어를 제공한다.
도 1은 일 실시예에 따른 프로세스 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 프로세스 챔버(100)는, 기판(108)의 상부 표면 상에 물질을 증착하는 프로세스를 비롯하여 하나 이상의 기판을 처리하는 데 사용될 수 있다. 프로세스 챔버(100)는 일반적으로, 다른 구성요소들 중에서도, 프로세스 챔버(100) 내에 배치되는 기판 지지부 또는 서셉터(107)의 후면측(104)을 가열하기 위한 에너지 모듈(102)을 포함한다. 서셉터(107)는, 도시된 바와 같이 원형 플래터형(예컨대, 디스크 형상) 기판 지지부일 수 있다. 서셉터(107)는, 프로세스 챔버(100) 내에서 챔버(100)의 상부 쉘(128)과 하부 쉘(114) 사이에 위치한다. 기판(108)(실척이 아님)은, 적재 포트(103)를 통해, 프로세스 챔버(100) 내로 운반되어 서셉터(107) 상에 배치될 수 있다.
중앙 샤프트(132)에 연결되는 서셉터(107)는 상승된 처리 위치에 있는 것으로 도시되지만, 중앙 샤프트(132)에 결합되는 액추에이터(도시되지 않음)에 의해, 처리 위치 아래의 적재 위치로 재위치된다. 처리될 기판, 이를테면 기판(108)은, 적재 포트(103)를 통해 프로세스 챔버(100) 내로 이송되고 리프트 핀들(105) 상에 배치된다. 리프트 핀들(105)은 중앙 샤프트(132) 주위에 배치된 샤프트에 결합되고, 서셉터(107)가 적재 위치에 있을 때 서셉터(107)의 홀들을 통과한다. 이어서, 서셉터(107)는, 서셉터(107)의 전면측(110) 상에서 기판(108)의 디바이스 측(116)이 상향으로 향하는 채로 기판(108)과 접촉하도록 처리 위치까지 축 방향(134)으로 상향으로 작동될 수 있다.
서셉터(107)는, 처리 위치에 위치하는 동안, 프로세스 챔버(100)의 내부 용적을 (기판 위의) 프로세스 가스 구역(156) 및 (서셉터(107) 아래의) 퍼지 가스 구역(158)으로 분할한다. 서셉터(107)는 자신에 연결된 중앙 샤프트(132)에 의해 처리 동안 회전되어, 프로세스 챔버(100) 내에서의 반응성 전구체 고갈 및 열적 및 프로세스 가스 유동의 공간적 이상들의 영향을 최소화하고, 그에 따라, 기판(108)의 균일한 처리를 용이하게 한다. 서셉터(107)는 중앙 샤프트(132)에 의해 지지되며, 이는 또한, 기판(108)의 적재 및 하적 동안 그리고 일부 경우들에서는 처리 동안 기판(108)을 축 방향(134)으로 이동시킨다. 서셉터(107)는 전형적으로, 낮은 열 질량 또는 낮은 열 용량을 갖는 물질로 형성되며, 이에 따라, 서셉터는 신속하게 가열 및 냉각될 것이다. 여기서, 서셉터(107)는, 에너지 모듈(102)로부터의 방사 에너지를 흡수하여 기판(108)을 가열하도록, 탄화규소, 또는 탄화규소로 코팅된 흑연으로 형성된다.
가스들이 가스 소스(123)로부터 가스 유입구(121)에 제공될 수 있다. 가스 소스(123)는, 기판(108)의 디바이스 측(116) 상으로 유동되는 전구체 가스들뿐만 아니라 퍼지 가스들을 제공할 수 있다. 가스들은 일반적으로, 유동 경로(125)를 따라 기판(108)의 디바이스 측(116)을 거쳐 챔버의 출구 포트(127)로 제공된다. 가스들은 펌프(129)를 통해서 출구 포트(127)를 통해 배기된다.
그러나, 유동 경로(125)를 따라 유동하는 가스는 그에 비말동반된 입자들을 함유할 수 있다. 예컨대, 처리될 기판의 이송 동안 챔버 내로 유동하는 퍼지 가스는 처리될 기판 상에 내려앉는 입자들을 운반할 수 있다. 입자들은 챔버 벽들로부터 이탈될 수 있고, 이탈된 입자들은 유동 경로(125)에 비말동반된다. 게다가, 서셉터의 온도는, 기판(108)이 서셉터와의 초기 접촉 시에 뒤틀리도록 할 수 있다. 입자들에 대한 저류 영역은, 유동 경로(125)의 방향에 대한 뒤틀림의 배향에 따라 더 크거나 더 작을 수 있다. 기판(108)이 유동 경로(125) 내에서 큰 단면을 나타내는 형상을 취하는 경우, 입자 퇴적은, 기판(108)이 유동 경로(125) 내에서 작은 단면을 나타내는 형상을 취할 때보다 크다.
일반적으로, 상부 쉘(128) 및 하부 쉘(114)은 전형적으로, 석영과 같은 실질적으로 광학적으로 투명한 물질로 형성된다. 이러한 물질들은, 에너지 모듈(102)로부터의 전자기 에너지가 프로세스 가스 구역(156)으로 그를 통과하는 것을 허용한다.
에너지 모듈(102)은, 하우징(145) 내에 배치된 하나 이상의 램프(141) 또는 다른 전자기 방사선 소스들, 이를테면, 레이저들, LED들, 및 VCSEL들을 포함한다. 에너지 모듈(102)은 하부 쉘(114)에 인접하게 그 아래에 배치되어 프로세스 가스가 기판(108) 위를 지나갈 때 기판(108)을 가열함으로써, 기판(108)의 디바이스 측(116) 상의 물질의 증착을 야기하는 반응을 촉진시킨다. 도 1에서, 하나 이상의 램프(109)가 기판(108)의 디바이스 측(116)에 전자기 에너지를 제공하도록 상부 쉘(128) 위에 배치되지만, 상부 램프들은 임의적이다. 중앙 샤프트(132)는 에너지 모듈(102)을 통과하여 프로세스 챔버(100) 외부로 연장된다.
도 1의 에너지 모듈(102)은, 기판(108)을, 약 섭씨 200 도 내지 약 섭씨 1200 도, 이를테면, 약 섭씨 300 도 내지 약 섭씨 950 도의 범위 내의 온도로 가열한다. 에너지 모듈(102)은, 램프들(141)을 둘러싸는 임의적 반사기(143)를 포함할 수 있다. 에너지 모듈(102)은 하우징(145)을 포함하며, 하우징(145)은 램프들(141)을 수납하고, 처리 동안 또는 처리 후에, 예컨대, 램프들(141) 사이에 위치한 채널들(149) 내로 도입되는 냉각 유체에 의해 냉각될 수 있다. 일부 경우들에서, 하우징(145)은 하부 쉘(114)과 접촉할 수 있다. 제어기(160)는, 에너지 모듈(102)의 각각의 램프(141)에 공급되는 전력을 제어한다.
원형 차폐부(167)가 임의적으로 서셉터(107) 주위에 배치되고 챔버 몸체(101)의 측벽에 결합될 수 있다. 차폐부(167)는, 에너지 모듈(102)로부터의 열 및/또는 광의 기판(108)의 디바이스 측(116)으로의 누출을 방지하거나 최소화한다. 게다가, 차폐부(167)는 에너지 모듈(102)로부터의 전자기 에너지를 흡수하고, 이 에너지는, 차폐부(167)를 가열하여 그 위를 지나가는 프로세스 가스들을 사전 가열한다. 차폐부(167)는, CVD SiC 코팅된 소결 흑연, SiC, 또는 프로세스 및 세정 가스들에 의한 화학적 분해에 대해 내성이 있는 유사한 불투명 물질로 만들어질 수 있다.
반사기(122)는 임의적으로 상부 쉘(128) 외부에 배치되어, 기판(108)으로부터 방사되는 적외선 광을 다시 기판(108) 상으로 반사시킬 수 있다. 반사된 적외선 광으로 인해, 반사되지 않았다면 기판(108)을 가열하는 데 활용되지 않았을 전자기 에너지를 반사시킴으로써 기판(108)의 가열의 효율이 개선될 것이다.
기판(108)의 온도들을 모니터링하기 위해, 고온계들일 수 있는 복수의 열 방사 센서들(140)이 프로세스 챔버(100) 내에 배치된다. 센서들(140)은 전형적으로 프로세스 챔버(100) 내의 상이한 위치들에 배치된다. 일부 센서들은 서셉터(107)의 열 상태를 모니터링하도록 하우징(145) 내에 배치될 수 있는 한편, 다른 센서들은 기판(108)의 열 상태를 직접 모니터링하도록 반사기(122)에 배치될 수 있다. 하우징(145) 내에 배치된 센서들은 전형적으로 램프들 사이에 위치하고, 하우징(145)에 적용되는 냉각으로부터 이익을 얻을 수 있다. 열 센서들은 제어기(160)에 데이터를 전송하며, 제어기(160)는 차례로, 데이터에 기반하여 램프들에 대한 전력을 조절함으로써 프로세스를 제어할 수 있다.
에너지 모듈(102)은, 기판이 서셉터(107) 상에 배치되기 전에 서셉터(107)를 가열하는 데 활용된다. 예컨대, 에너지 모듈(102)은, 처리될 기판이 서셉터(107) 상에 위치되기 전에 서셉터(107)의 후면측(104)에 열 에너지를 제공한다. 본 발명자들은, 처리될 기판의 서셉터(107)로의 이송 전에 서셉터(107)를 가열하도록 에너지 모듈(102)을 활용하는 것이, 서셉터(107)와 접촉하게 배치될 때 기판의 뒤틀림을 유발한다는 것을 알게 되었다.
뒤틀림은 주로, 불균등한 가열 및 그에 따른 기판에 걸친 불균등한 열 팽창으로 인해 야기된다. 램프 전력 관리에서의 차등적 또는 우선적인 국부적 가열은, 기판 내 열 팽창, 및 입자 부가 및 다른 문제들에 대해 기판을 더 취약하게 하는 특정 뒤틀린 형상들을 기판이 취하게 하는 열 팽창을 조절할 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 뒤틀림은, 유동 경로(125)에 대한 뒤틀림의 배향에 따라 기판의 입자 오염을 유발한다. 예컨대, 입자들에 대한 저류 영역은, 유동 경로(125)의 방향에 대한 뒤틀림의 배향에 따라 더 크거나 더 작을 수 있다. 기판(108)이 유동 경로(125) 내에서 큰 단면을 나타내는 형상을 취하는 경우, 입자 퇴적은, 기판(108)이 유동 경로(125) 내에서 작은 단면을 나타내는 형상을 취할 때보다 크다. 서셉터(107)의 차등적 가열은, 원치 않는 뒤틀림을 야기하는 서셉터(107)의 열 구배에 대응할 수 있으며, 그에 따라, 처리될 기판의 변형을 최소화하거나 제어한다.
에너지 모듈(102)의 램프들(141)은 반경방향 구역들, 이를테면, 외측 구역(170), 중앙 구역(172), 및 내측 구역(174)으로 분할될 수 있다. 3개의 구역(170, 172, 및 174)이 있지만, 에너지 모듈(102)은 2개의 구역, 이를테면, 내측 구역(174) 및 외측 구역(170)만을 포함할 수 있다. 외측 구역(170), 중앙 구역(172), 및/또는 내측 구역(174) 각각 내의 개별 램프들(141) 중 하나 이상은 개별적으로 제어된다.
일 실시예에서, 제1 전력 공급부(162)는 내측 구역(174) 및 중앙 구역(172) 각각에 대한 전력 인가를 제어한다. 예컨대, 내측 구역(174) 및 중앙 구역(172)의 램프들(141) 전부가 제1 전력 공급부(162)에 의해 제어되는 한편, 제2 전력 공급부(164)는 외측 구역(170)의 램프들(141) 각각을 독립적으로 제어하는 데 활용된다. 여기서, 제2 전력 공급부(164)는 다수의 사이리스터들(176), 이를테면, 규소 제어 정류기(SCR; silicon controlled rectifier)들을 포함한다. 각각의 사이리스터(176)는, 서셉터(107)의 둘레(178)의 가열을 제어하기 위해, 외측 구역(170)의 각각의 램프(141)에 대한 전력을 독립적으로 제어하도록 램프(141)에 전용된다. 마찬가지로, 제3 전력 공급부(166)는 램프들(109)에 대한 전력 인가를 제어하는 데 활용될 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 처리될 기판의 다양한 뒤틀림 프로파일들을 도시하는, 서셉터(107) 및 처리될 기판의 분해도들이다. 도 2a 및 도 2b는 서셉터(107) 및 처리될 기판의 분해 등각도들이고, 도 2c 및 도 2d는 각각, 90 도로 회전된 도 2a 및 도 2b의 서셉터(107) 및 처리될 기판의 측면도들이다. 처리될 기판은, 도 2a 및 도 2c에서 뒤틀린 기판(200A)으로 그리고 도 2b 및 도 2d에서 뒤틀린 기판(200B)으로 도시된다. 가스 유동 방향(205)이 도 2a 및 도 2b 둘 모두에서 화살표로 표시되고, 도 1에서 도시되고 설명된 유동 경로(125)와 동일하다. 도 2c 및 도 2d에서는 가스 유동 방향이 도시되지 않는데, 그 이유는, 가스 유동 방향이 도면들의 회전으로 인해 페이지 안으로 향하기 때문이다. 가스 유동은, 기판 이송 프로세스들 동안 유동되는 퍼지 가스일 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서의 처리될 기판들의 뒤틀림은, 서셉터(107)의 온도 프로파일에서의 델타에 의해 야기된다. 부가적으로, 처리될 기판의 핸드오프를 포함하는 이송 프로세스들, 서셉터(107)의 경사뿐만 아니라 램프들(141)의 위치들 및/또는 램프들(141)의 품질에서의 변동들이 처리될 기판의 임의적 형상 또는 배향으로의 뒤틀림을 유발할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 이러한 뒤틀림은, 가스 유동 방향(205)에 대해, 가스 유동에 비말동반된 입자들이 처리될 기판에 접착될 수 있는 더 큰 표면적을 제공할 수 있는 프로파일을 나타낸다. 뒤틀림의 형상 및/또는 배향은, 가스 유동 방향(205)에 대한 처리될 기판의 배향에 따라, 입자들이 처리될 기판에 접착될 더 크거나 더 작은 표면적을 유발할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서, 처리될 기판, 예컨대, 뒤틀린 기판(200A) 또는 뒤틀린 기판(200B)은, 곡률 중간지점(파선(207)으로 표시됨)이 형성되도록 뒤틀려 있다. 도 2a에서, 기판(200A)은, 곡률 중간지점(207)이 가스 유동 방향(205)에 실질적으로 수직인 방향으로 배향되게 프로세스 챔버(100) 내에 배향된다. 도 2b에서, 곡률 중간지점(207)은, 가스 유동 방향(205)에 실질적으로 평행한 방향으로 배향된다.
뒤틀림이 바람직하지는 않지만, 뒤틀린 기판(200B)의 배향은, 가스 유동 방향(205)에 대해, 가스 유동에 비말동반된 입자들에 의해 오염될 가능성이 적은 프로파일을 나타낸다. 예컨대, 뒤틀린 기판(200A)의 경우에, 가스 유동 방향(205)에 대면하는 프로파일(210)은, 가스 유동 방향(205)에 관한 뒤틀림의 배향으로 인해 가스 유동 방향(205)에 대면하는 뒤틀린 기판(200B)의 프로파일(215)보다 크다. 그러므로, 본원에 개시된 바와 같이, 서셉터(107)의 차등적 가열이 제공되어, 처리될 기판이 뒤틀리지 않도록(또는 뒤틀림이 크게 최소화되도록) 뒤틀림을 최소화한다. 대안적으로, 본원에 개시된 바와 같이, 서셉터(107)의 차등적 가열이 제공되어, (뒤틀린 기판(200A)의 프로파일(210)과 대조적인) 프로파일(215)을 나타내도록 뒤틀림을 제어한다.
도 3a는, 에너지 모듈(102)이 아래에 위치하는 서셉터(107)의 등각도이다. 외측 구역(170)의 (가스 유동 방향(205)에 대한) 선단 가장자리 램프(300) 및 후단 가장자리 램프(305)뿐만 아니라 다른 램프들(310)이 도시된다. 내측 구역(174) 및 중앙 구역(172)은 명확화를 위해 도시되지 않는다. 이러한 실시예에서, 선단 가장자리 램프(300) 및 후단 가장자리 램프(305)에는 제2 전력 공급부(164)에 의해 전력이 공급되는 한편, 다른 램프들(310)에는 더 낮은 에너지 수준으로 전력이 공급된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 내측 구역(174) 및 중앙 구역(172)의 램프들(310)에는 균일하게(예컨대, 동일한 전력 수준으로) 전력이 공급된다. 그에 따라, 서셉터(107)는, 서셉터(107)의 둘레(178)의, 가스 유동 방향(205)에 대한 선단 가장자리(315) 및 후단 가장자리(320)를, 서셉터(107)의 둘레(178)의 다른 부분들보다 높은 온도로 가열하는 불균일한 방식으로 가열된다. 이러한 차등적 가열은, 서셉터(107) 상에 위치한 처리될 기판의 뒤틀림을 감소시키거나, 최소화하거나, 또는 제어한다.
도 3b는, 에너지 모듈(102)이 아래에 위치하는 서셉터(107)의 등각도이다. 램프헤드(145)의 외측 구역(170)의 (가스 유동 방향(205)에 대한) 하나 이상의 선단 가장자리 램프(300)뿐만 아니라 다른 램프들(310)이 도시된다. 내측 구역(174) 및 중앙 구역(172)은 명확화를 위해 도시되지 않는다. 이러한 실시예에서, 하나 이상의 선단 가장자리 램프(300)에는 제2 전력 공급부(164)에 의해 전력이 공급되는 한편, 다른 램프들(310)에는, 더 낮은 에너지 수준으로, 전력이 공급되지 않는다. 대안적으로 또는 부가적으로, 내측 구역(174) 및 중앙 구역(172)의 램프들(310)에는 균일하게(예컨대, 동일한 전력 수준으로) 전력이 공급된다. 그에 따라, 서셉터(107)는 불균일하게 가열되는데, 이는, 서셉터(107)의 둘레(178)의 선단 가장자리(315)를 둘레(178)의 다른 부분들보다 높은 온도로 가열한다. 이러한 차등적 가열은, 서셉터(107) 상에 위치한 처리될 기판의 뒤틀림을 감소시키거나, 최소화하거나, 또는 제어한다.
위에 설명된 실시예들은, 처리될 기판의 뒤틀림을 최소화하거나, 방지하거나, 또는 제어하기 위해, 처리될 기판을 가열함에 있어서 이방성을 제어하는 것에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 본원에 개시된 방법 및 장치에 의해 제공되는 제어된 뒤틀림은 처리된 기판에서의 일관된 형상, 프로파일, 및/또는 뒤틀림 배향을 제공하며, 이는, 처리될 기판 상의 입자 접착을 최소화한다. 위에 설명된 서셉터(107)의 차등적 가열의 실시예들은, 처리될 기판이 서셉터(107)와 접촉하기 직전에 최대 약 10 초 내지 약 40 초로 제공될 수 있으며, 그 후, 처리될 기판이 평탄화되고/거나 서셉터(107)와 균일하게 접촉한다.
전술한 내용이 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 기판 처리 장치로서,
    프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버 내부에 배치되는 기판 지지부;
    램프헤드 내에 배열되고 상기 기판 지지부에 근접하게 위치하는 복수의 램프들 - 상기 복수의 램프들은 적어도 내측 구역 및 외측 구역을 포함하는 복수의 램프 구역들을 형성하고, 상기 외측 구역은 상기 기판 지지부의 둘레에 대응함 -;
    상기 기판 지지부에 걸쳐 측방향 유동 경로로 퍼지 가스를 제공하기 위한 가스 소스; 및
    상기 외측 구역 내의 램프들 중 일부에 전력을 제공하면서 상기 외측 구역의 다른 램프들에 더 낮은 전력 수준을 제공함으로써, 기판이 상기 기판 지지부 상에 위치되기 전에 상기 기판 지지부에 걸쳐 온도 차이를 생성하기 위해 상기 유동 경로의 방향에 기반하여 상기 복수의 램프들의 개별 램프들에 대한 전력을 차등적으로 조정하여 상기 기판 지지부를 불균일한 방식으로 가열하는 제어기를 포함하는 - 상기 제어기는 상기 기판의 곡률 중간지점이 상기 측방향 유동 경로에 평행한 방향으로 배향되도록, 상기 온도 차이에 의해 상기 기판이 뒤틀리도록 제어함 -, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 램프들은 적어도 2개의 구역들에 제공되고, 상기 구역들 각각은 2개 이상의 램프를 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 구역들은 동심이고, 상기 내측 구역, 중앙 구역, 및 상기 외측 구역을 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유동 경로는 상기 기판 지지부의 선단 가장자리 및 후단 가장자리를 정의하고, 상기 제어기는, 상기 선단 가장자리 또는 상기 후단 가장자리에 위치한 하나 이상의 선택 램프 구역 중 임의의 것에 대한 전력을 제어하는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선단 가장자리 또는 상기 후단 가장자리에 위치한 하나 이상의 선택 램프 구역은 동심 배열의 일부인, 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 선단 가장자리에 있는 임의의 선택 램프 구역들에 그 밖의 다른 곳보다 높은 또는 낮은 전력을 제공하는, 기판 처리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 선단 가장자리 및 상기 후단 가장자리에 있는 임의의 선택 램프 구역들에 그 밖의 다른 곳보다 높은 또는 낮은 전력을 제공하는, 기판 처리 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 유동 경로는 상기 기판 지지부의 선단 가장자리 및 후단 가장자리를 정의하고, 상기 제어기는, 상기 선단 가장자리 및 상기 후단 가장자리에 위치한 외측 동심 구역의 램프들에 대한 전력을 제어하는, 기판 처리 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 선단 가장자리에 있는 램프들에 다른 램프들에 제공되는 전력과 비교하여 더 높은 전력을 제공하는, 기판 처리 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 선단 가장자리 및 후단 가장자리에 있는 램프들에 다른 램프들에 제공되는 전력과 비교하여 더 높은 전력을 제공하는, 기판 처리 장치.
  11. 기판 처리 장치로서,
    프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버 내부에 배치되는 기판 지지부;
    램프헤드 내에 배열되고 상기 기판 지지부에 근접하게 위치하는 램프들의 어레이 - 상기 램프들의 어레이는, 적어도, 내측 구역 및 외측 구역을 포함하고, 상기 외측 구역은 상기 기판 지지부의 둘레에 대응함 -;
    상기 기판 지지부에 걸쳐 측방향 유동 경로로 퍼지 가스를 제공하기 위한 가스 소스; 및
    상기 외측 구역 내의 램프들 중 일부에 전력을 제공하면서 상기 외측 구역의 다른 램프들에 더 낮은 전력 수준을 제공함으로써, 기판이 상기 기판 지지부 상에 위치되기 전에 상기 기판 지지부에 걸쳐 온도 차이를 생성하기 위해 상기 유동 경로의 방향에 기반하여 상기 외측 구역의 램프들에 대한 전력을 차등적으로 조정하여 상기 기판 지지부를 불균일한 방식으로 가열하는 제어기를 포함하는 - 상기 제어기는 상기 기판의 곡률 중간지점이 상기 측방향 유동 경로에 평행한 방향으로 배향되도록, 상기 온도 차이에 의해 상기 기판이 뒤틀리도록 제어함 -, 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유동 경로는 상기 기판 지지부의 선단 가장자리 및 후단 가장자리를 정의하고, 상기 제어기는, 상기 선단 가장자리 또는 상기 후단 가장자리에 위치한 상기 외측 구역의 램프들에 대한 전력을 제어하는, 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 선단 가장자리에 있는, 상기 램프들 중 일부에 전력을 제공하면서, 상기 외측 구역의 다른 램프들에 더 낮은 전력 수준을 제공하는, 기판 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 선단 가장자리 및 상기 후단 가장자리에 있는, 상기 램프들 중 일부에 전력을 제공하면서, 상기 외측 구역의 다른 램프들에 더 낮은 전력 수준을 제공하는, 기판 처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 유동 경로는 상기 기판 지지부의 선단 가장자리 및 후단 가장자리를 정의하고, 상기 제어기는, 상기 선단 가장자리 및 상기 후단 가장자리에 위치한 상기 외측 구역의 램프들에 대한 전력을 제어하는, 기판 처리 장치.
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