DE60133092T2 - Örtliche erwärmung und kühlung von substraten - Google Patents

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DE60133092T2
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Mattson Thermal Products Inc
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    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Description

  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines Halbleiterwafers.
  • Stand der Technik
  • Ein Wärmebehandlungskammer, wie sie hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine Vorrichtung, die Gegenstände wie beispielsweise Halbleiter-Wafer schnell erwärmt. Solche Vorrichtungen weisen typischerweise einen Substrathalter zum Halten eines Halbleiter-Wafers und eine Wärmeenergiequelle auf, wie beispielsweise eine Lichtquelle, die Energie zum Erwärmen des Wafers abstrahlt. Während der Wärmebehandlung werden die Halbleiter-Wafer unter kontrollierten Bedingungen gemäß einem voreingestellten Temperaturplan erwärmt. Zur Überwachung der Temperatur der Halbleiter-Wafer während der Wärmebehandlung weisen Wärmebehandlungskammern typischerweise auch Temperaturabfühlvorrichtungen auf, wie beispielsweise Pyrometer, die die durch den Halbleiter-Wafer auf einer ausgewählten Wellenlänge abgestrahlte Strahlung abfühlen. Durch das Abfühlen der durch den Wafer abgestrahlten Wärmestrahlung kann die Temperatur des Wafers mit angemessener Genauigkeit berechnet werden.
  • Viele Halbleiterwärmprozesse setzen voraus, dass ein Wafer auf hohe Temperaturen erhitzt werden, sodass verschiedene chemische und physikalische Reaktionen stattfinden können, wenn der Wafer in eine Vorrichtung gefertigt wird. Während der schnellen Wärmebehandlung, die eine Art der Behandlung ist, werden Halbleiter-Wafer typischerweise durch Anordnungen von Lichtquellen für Dauer von Zeitspannen, die typischerweise kürzer als einige Minuten sind, auf Temperaturen beispielsweise von 400°C bis 1200°C erhitzt.
  • In der Vergangenheit wurden Halbleiter-Wafer beispielsweise einem vorbestimmten Wärmezyklus entsprechend erwärmt. Beispielsweise wurden die Wafer typischerweise von einer Starttemperatur bis zu einer gewünschten Temperatur mit einer sehr hohen Heizrate erwärmt. Die Wafer wurden dann an der gewünschten Temperatur für eine Zeitspanne gehalten, die ausreichend ist, damit bestimmte Prozesse stattfinden können. Beispielsweise können die Wafer während dieser Heizzyklen entspannt werden, oder verschiedene Beschichtungen und Filme, wie beispielsweise Oxidfilme, können auf den Wafern abgeschieden werden. Um den Heizzyklus zu vervollständigen, werden die Lichtquellen abgeschaltet und es wird den Wafern ermöglicht, abzukühlen, nachdem sie für eine vorbestimmte Zeitdauer auf einer gewünschten Temperatur gehalten wurden. Im Allgemeinen lässt man die Wafer abkühlen, indem die Lichtquellen einfach entfernt oder abgeschaltet werden. Zudem wurde in manchen Fällen auch eine Kühlvorrichtung verwendet, um den Wafer abzukühlen.
  • In letzter Zeit wurde die Betonung auf das Bilden integrierter Schaltkreise gelegt, die dünnere und gleichförmigere Schichten aufweisen, die effizienter sind und weniger Energie im Betrieb benötigen. In dieser Hinsicht wurde in letzter Zeit die Aufmerksamkeit nicht nur auf das präzisere Bilden von Schichten und Filmen in Wärmebehandlungskammern gerichtet, sondern auch darauf, die Länge der Zeit zu reduzieren, die benötigt wird, um einen Heizzyklus in der Kammer zu vervollständigen, d. h. Temperaturanstieg, einen Zustand beständiger Temperatur, und das Abkühlen. Im Allgemeinen müssen die Wafer so gleichmäßig wie möglich erwärmt und abgekühlt werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen.
  • Ein Problem mit dem Erwärmen und Abkühlen von Halbleiter-Wafern ist jedoch, dass das Temperaturprofil eines Wafers an verschiedenen Stellen des Wafers unterschiedlich sein kann, was die gesamte Gleichförmigkeit des Erwärmens und Abkühlens verringert. Wenn beispielsweise eine Oxidschicht auf einem Siliziumwafer unter Verwendung herkömmlicher Verarbeitungsprozesse gebildet wird, weist das Temperaturprofil des Wafers typischerweise Abwei chungen von der gewünschten gleichförmigen Temperatur auf, die von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, wie der Art der verwendeten Heizvorrichtung, der Geometrie der Kammer, etc.. Diese Abweichungen sind typischerweise nur in bestimmten Bereichen des Wafers lokalisiert. Beispielsweise können lokalisierte Temperaturabweichungen während den Abkühl- und Aufwärmehasen des Heizzyklus vorherrschen. Während solcher Phasen können die lokalisierten äußeren Bereiche des Wafers dazu neigen, sich schneller zu erwärmen oder abzukühlen als die lokalisierten Mittelbereiche. Das führt zu Ungleichförmigkeiten im Temperaturprofil über den Wafer hinweg.
  • Solch lokalisierten Temperaturabweichungen weisen typischerweise eine Stärke im Bereich einiger Grade auf und sind in Bereichen einiger Zentimeter des Wafers lokalisiert. Insbesondere sind diese Abweichungen bei schnellen thermischen Prozessen üblicherweise in der Spanne von ungefähr 0,1% bis ungefähr 10% von der gleichförmigen Zieltemperatur. Beispielsweise ist eine typische lokalisierte Abweichung in einem herkömmlichen schnellen thermischen Verarbeitungsprozess ungefähr 5°C bei einer Zielprozesstemperatur von ungefähr 1000°C.
  • Weiter wird auf US-A-5,177,878 hingewiesen, die eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung eines Halbleiter-Wafers unter verringertem Druck beschreibt. Die Vorrichtung weist eine Vakuumkammer auf, die mit einem Substrathalter versehen ist, der einen Körper mit Heiz- und/oder Kühlmitteln und eine tragende Oberfläche aufweist, welche eine Vielzahl von Einsprühöffnungen und Auslassöffnungen aufweist. Durch die Einsprühöffnungen kann ein Gas in die Vakuumkammer eingesprüht werden, um ein Gaspolster zwischen dem Substrathalter und dem Halbleiter-Wafer zu bilden, um einen Wärmeaustausch zwischen beiden zu verstärken. Gleichzeitig mit dem Einsprühen des Gases durch die Einsprühöffnungen wird die gleiche Menge an Gas durch die Auslassöffnungen abgeleitet, um das Vakuum in der Vakuumkammer nicht zu beeinflussen. Lokale Korrekturen der Temperaturverteilung des Wafers können durch das Stoppen des Gaszuflusses jeweils in die oder aus ausgewählten der genannten Einsprüh- und Auslassöffnungen beeinflusst werden.
  • Somit besteht derzeit ein Bedarf an einer verbesserten Vorrichtung und einem Verfahren zum Abkühlen und Erwärmen von Wafern in schnellen thermischen Behandlungskammern. Insbesondere besteht derzeit ein Bedarf an einer schnellen thermischen Prozesskammer, die in der Lage ist, einen Halbleiter örtlich zu kühlen und/oder zu erwärmen, um Abweichungen im Temperaturprofil des Wafers zu minimieren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung erkennt die vorhergehenden Nachteile und andere der Konstruktionen und Verfahren gemäß Stand der Technik und geht diese an.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, um die Temperatur lokalisierter Bereiche eines Halbleiter-Wafers während eines vorbestimmten Heizzyklus zu steuern. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Methode und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines Halbleiter-Wafers, wie jeweils in den Patentansprüchen 1 und 13 ausgeführt, bereitgestellt. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beansprucht.
  • Während des Prozesses der Herstellung integrierter Schaltkreise kann die Vorrichtung für verschiedene Arbeitsvorgänge verwendet werden, wie beispielsweise dem Entspannen von Wafern nach einem Schritt der Ionenimplantation, oder zum Herstellen oder Entspannen von Beschichtungen oder filmen auf Halbleiter-Wafern, wie beispielsweise solche, die aus leitenden Materialien, Isolatoren, und halbleitenden Materialien bestehen. Die Vorrichtung weist eine thermische Prozesskammer auf, die darauf eingerichtet ist, Halbleiter-Wafer aufzunehmen. Ein Substrathalter kann sich innerhalb der Prozesskammer befinden, um die Wafer zu halten und zu drehen. Um die Wafer zu er wärmen, steht eine Wärmequelle mit der Prozesskammer in Verbindung. Die Wärmequelle ist eine Vielzahl von Lampen, die Wärmestrahlung abgeben. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung auf, die mindestens einen Gasauslass aufweist und dazu dient, lokalisierte Bereiche eines Halbleiter-Wafers zu Erwärmen und/oder zu kühlen. Durch das lokale Erwärmen oder Abkühlen bestimmter Bereiche des Wafers können Abweichungen der Temperatur korrigiert oder grundsätzlich unterbunden werden. Insbesondere ist es gewöhnlicherweise wünschenswert, einen Wafer während eines bestimmten Schritts eines Heizzyklus auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen. Um angemessene Prozessergebnisse zu erhalten (beispielsweise eine gleichförmige Oxiddicke) muss der gesamte Wafer im Allgemeinen bei dieser vorbestimmten Temperatur gehalten werden. Von daher können diese Abweichungen von der vorbestimmten Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung angemessen korrigiert werden, so dass sich ein im Wesentlichen gleichförmiges Temperaturprofil für den Wafer ergibt. Beispielsweise kann die Vorrichtung zum lokalisierten Erwärmen und/oder Kühlen in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterhalb des Wafers positioniert werden. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung mit einem oder mehr Gasauslässen ausgestattet sein, um den Wafern ein Gas oder mehrere Gase zuzuführen. Während der Verarbeitung können diese Gase zugeführt werden, um den Wafer aufzuwärmen oder abzukühlen. Zum Beispiel können während des Aufheizens verschiedene lokalisierte Bereiche des Wafers (beispielsweise aussen liegende Bereiche) durch diese Gase gekühlt werden, um ein zu starkes Aufwärmen („over-heating") zu kompensieren, das ansonsten ein gleichförmiges Aufwärmen verhindern würde.
  • Zudem kann auch eine Vielzahl von Steuerungsmechanismen verwendet werden, um das Zuführen eines Gases zu dem Wafer zu steuern. So umfassen Beispiele solcher Steuerungsmechanismen das Steuern der Zuflussrate der Gase, Steuern der Temperatur der Gase, Variieren der Arten der Gase, Einstellen des Verteilungsprofils des Gases, Variieren der Winkel, mit denen die Gase ausgestossen werden, Beeinflussung der Positionierung der Auslässe, Variieren der Durchmesser der Gasauslässe, das Ändern des Abstands zwischen den Gasauslässen, das Rotieren des Wafers in einer bestimmten Richtung, das Montieren der Gasauslässe durch eine reflektierende Vorrichtung etc., sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Zusätzlich verwendet ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Gasrohr zur lokalisierten Erwärmung und/oder Kühlung. Obwohl es nicht notwendig ist, wird das Rohr typischerweise über dem Wafer positioniert. Um sicherzustellen, dass das Erwärmen nicht durch die Lampe unterbunden wird, besteht das Gasrohr im Allgemeinen aus einem transparenten Material, wie beispielsweise Saphir oder Quartz. Weiterhin kann die Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ähnlich dem oben besprochenen Ausführungsbeispiel mit einem oder mehreren Gasauslässen ausgestattet sein, die ein oder mehrere Gase zuführen können, um lokalisierte Bereiche des Wafers zu heizen oder zu kühlen.
  • Weiterhin kann jeder der oben erwähnten Steuerungsmechanismen in Verbindung mit dem Gasrohr verwendet werden. Es können jedoch auch andere Mechanismen in Übereinstimmung mit diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden. Beispielsweise umfassen Beispiele solcher Steuerungsmechanismen das Variieren des Durchmessers und/oder der Länge des Gasrohrs, das Aufteilen des Gasrohrs in verschiedene Segmente, das Verwenden mehrere Gasrohre (beispielsweise Innenrohr), das Verwenden mehrerer Reihen oder Ketten von Gasauslässen mit einem einzelnen Gasrohr, etc., sind aber nicht darauf beschränkt. Zudem können, ähnlich dem oben besprochenen Ausführungsbeispiel, diese und andere Steuerungsmechanismen unter Verwendung einer Systemsteuerung automatisch eingestellt werden, die mit einer oder mehreren Temperaturabfühlvorrichtungen in Verbindung steht. Andere Ziele, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden unten genauer besprochen werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Eine vollständige und ermächtigende, an einen Fachmann gerichtete Offenbarung der vorliegenden Erfindung einschließlich der besten Art der Ausführung wird im Rest der Beschreibung genauer ausgeführt, welche sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, wobei:
  • 1 ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Halbleiter-Wafern gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung ist, die zum lokalisierten Kühlen oder Erwärmen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 3 ein Querschnitt der in 2 dargestellten Vorrichtung ist;
  • 4 eine graphische Darstellung des Beispiels ist;
  • 5 ein Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Halbleiter-Wafern gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 ein Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung ist, die zum lokalisierten Kühlen oder Erwärmen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 7 ein Querschnitt der in 6 dargestellten Vorrichtung ist;
  • 8 ein Querschnitt eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung ist, die zum lokalisierten Kühlen oder Erwärmen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 9(a) und 9(b) Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung ist, die zum lokalisierten Kühlen oder Erwärmen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
  • 10 ein Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung ist, die zum lokalisierten Kühlen oder Erwärmen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Die wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in den vorliegenden Beschreibungen und Zeichnungen soll dazu dienen, gleiche oder analoge Eigenschaften oder Elemente der Erfindung darzustellen.
  • Detaillierte Beschreibung der repräsentativen Ausführungsbeispiele
  • Ein Fachmann wird verstehen, dass die vorliegende Besprechung nur eine Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele ist, und nicht darauf abzielt, die breiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung einzuschränken, wobei breitere Aspekte in der beispielhaften Konstruktion ausgedrückt sind.
  • Im Allgemeinen zielt die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren ab, um Wafer in einer thermischen Prozesskammer zu Erwärmen. Um Halbleiter-Wafer zu erwärmen, weist die Vorrichtung eine Vielzahl von Lampen auf, die energetische Strahlung aussenden. Zudem kann die thermische Prozesskammer auch eine Kühlvorrichtung enthalten, um den gesamten Halbleiter-Wafer aktiv zu kühlen, nachdem er erwärmt wurde.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Heizquellen und/oder Kühlvorrichtungen auch zusammen mit einer Vorrichtung zur Korrektur der Temperaturabweichungen entlang einer oder mehrerer „lokalisierten Bereiche" des Wafers verwendet. Die Vorrichtung liefert heiße und/oder kalte Gase an ausgewählte lokalisierte Bereiche eines Halbleiter-Wafers, um Temperaturabweichungen zu korrigieren.
  • So wie hier verwendet, bezieht sich „Iokalisierte(r) Bereich(e)" im Allgemeinen auf eine begrenzte Fläche in Richtung einer oder mehrerer Achsen eines Substrates. Beispielsweise weist ein scheibenförmiger Wafer lokalisierte Bereiche entlang seiner radialen Achsen auf. Typischerweise beträgt diese begrenzte Fläche weniger als 50% der gesamten Fläche eines Querschnitts des Substrates, insbesondere weniger als 35% der gesamten Fläche, und noch genauer weniger als 25% der gesamten Fläche, und am genauesten weniger als 15% der gesamten Fläche.
  • So wie hier verwendet, bezieht sich „Temperabweichung(en)" im Allgemeinen auf den absoluten Unterschied zwischen einer vorbestimmten Temperatur, wie durch den Heizzyklus definiert, und der tatsächlichen Temperatur eines bestimmten lokalisierten Bereichs während einer Phase des Heizzyklus. Im Allgemeinen betragen Temperaturabweichungen in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung insbesondere weniger als 100°C, bevorzugterweise weniger als 50°C, noch bevorzugter weniger als 25°C, und am bevorzugtesten weniger als ungefähr 5°C. Lokalisiertes Erwärmen oder Abkühlen ist für gewöhnlich jedoch nicht nötig, wenn die Temperaturabweichungen weniger als ungefähr 3°C betragen, und insbesondere dann nicht, wenn sie weniger als 1°C betragen.
  • Im Allgemeinen kann eine Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die zum lokalisierten Erwärmen und/oder Kühlen verwendet wird, eine Vielzahl an Formen annehmen und kann auf verschiedene Arten funktionieren. Beispielsweise kann die Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel Gasstrahlen zur Zuführung von heißen und/oder kalten Gasen zu lokalisierten Bereichen des Wafers aufweisen. Zudem kann die Vorrichtung in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Gasrohr aufweisen, das Düsen enthält, die lokalisierten Bereichen des Wafers heiße und/oder kalte Gase zuführen.
  • Verschiedene Vorteile und Nutzen werden durch die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielt. Zum Beispiel kann durch die Verwendung einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung das Temperaturprofil des Halbleiter-Wafers während des gesamten Heizzyklus, der Aufwärmehasen, einen beständigen Zustand, und Abkühlphasen aufweist, auf einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur gehalten werden. Durch das Halten des Temperaturprofil des Wafers auf im Wesentlichen gleichförmigen Temperaturen sind die sich daraus ergebenden thermischen Prozesskammern besonders gut darauf eingestellt, um ein effektives Entspannen von Beschädigungen und die Aktivierung ionenimplantierter Unreinheiten in dem Silizium auszulösen, um ultradünne Beschichtungen und Filme auf Halbleiter-Wafern zu bilden, und um dünne Filme, leitend oder isolierend, zu entspannen, die zuvor auf Halbleiter-Wafern abgelagert wurden. Die thermische Prozesskammer der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls in der Lage, hoch gleichförmige Beschichtungen und Filme mit verbesserten elektrischen Eigenschaften zu bilden.
  • Mit Bezug auf 1 wird ein System 10 zur Wärmebehandlung eines aus einem halbleitenden Material, wie beispielsweise Silizium hergestellten Wafers beschrieben, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Das System 10 weist eine Prozesskammer 12 auf, die darauf ausgelegt ist, Substrate wie einen Wafer 14 zur Durchführung verschiedener Prozesse aufzunehmen. Wie gezeigt, wird der Wafer 14 auf einem Substrathalter 15 positioniert, der aus einem thermisch isolierenden Material besteht, wie beispielsweise Quarz. Die Kammer 12 ist gestaltet, um den Wafer 14 mit hoher Geschwindigkeit und unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen zu erwärmen. Die Kammer 12 kann aus verschiedenen Materialien gefertigt sein, welche beispielsweise Metalle und/oder transparente Materialien umfassen. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel die ganze oder Teile der Kammer 12 aus rostfreiem Stahl, Messing, oder Aluminium gefertigt sein. Zudem kann in einem anderen Ausführungsbeispiel alles oder ein Teil (beispielsweise die Wände) der Kammer 12 aus einem transparenten Material wie beispielsweise Quarz oder Saphir bestehen. So ein transparentes Material kann insbesondere sinnvoll sein, wenn der Wafer 14 von mehreren Seiten mit thermischer Strahlung erwärmt wird, die durch Heizlampen (beispielsweise Halogenlampen) erzeugt wird.
  • In einigen Ausführungsbeispielen kann die Kammer 12 auch ein Kühlsystem aufweisen. Beispielsweise weist die Kammer 12, wie in 1 gezeigt, eine Kühlleitung 16 auf, die um den Umfang der Kammer gewunden ist. Die Leitung 16 ist dafür ausgelegt, um ein Kühlströmungsmittel wie zum Beispiel Wasser zirkulieren zu lassen, welches verwendet wird, um die Wände der Kammer 12 auf vergleichsweise geringen Temperaturen zu halten. Die Kammer 12 kann auch einen Gaseinlass 18 und einen Gasauslass 20 zum Einfüh ren eines Gases in die Kammer und/oder das Aufrechterhalten eines Kammerdrucks innerhalb einer voreingestellten Druckspanne aufweisen. Beispielsweise kann ein Gas durch den Gaseinlass 18 in die Kammer 12 eingeführt werden, um mit dem Wafer 14 zu reagieren und beispielsweise Oxidbeschichtungen, leitende Schichten etc. zu bilden. Nachdem es verarbeitet wurde, kann das Gas dann unter Verwendung des Gasauslasses 20 aus der Kammer ausgeleitet werden.
  • Alternativ kann ein inertes Gas durch den Gaseinlass 18 in die Kammer 12 eingeführt werden, um zu verhindern, dass jegliche ungewollte oder unerwünschte Nebenreaktionen innerhalb der Kammer auftreten. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können der Gaseinlass 18 und der Gasauslass 20 verwendet werden, um die Kammer 12 mit Druck zu beaufschlagen. Wenn gewünscht, kann unter Verwendung des Gasauslasses 20 oder eines zusätzlichen größeren Auslasses, der unterhalb der Ebene des Wafers positioniert ist, auch ein Vakuum in der Kammer 12 geschaffen werden.
  • Während der Verarbeitung kann der Substrathalter in einem Ausführungsbeispiel darauf ausgelegt sein, den Wafer 14 unter Verwendung eines Waferdrehmechanismus 21 zu drehen. Das Drehen des Wafers fördert eine höhere Gleichförmigkeit der Temperatur über der Oberfläche des Wafers und fördert einen verstärkten Kontakt zwischen dem Wafer 14 und jeglichem Gas, das in die Kammer eingeführt wird. Es ist jedoch zu beachten, dass die Kammer auch darauf ausgelegt ist, neben Wafern auch optische Teile, Fasern, Filme, Bänder und andere Substrate zu verarbeiten, die jegliche Form aufweisen können.
  • Eine Wärmequelle oder Heizvorrichtung 22 ist im Allgemeinen in Verbindung mit der Kammer 12 vorgesehen, um den Wafer 14 während der Verarbeitung zu erwärmen. Die Heizvorrichtung 22 weist eine Vielzahl von Lampen 24 auf, wie beispielsweise Wolfram-Halogenlampen. Wie in 1 gezeigt, sind die Lampen 24 über dem Wafer 14 platziert. Es ist jedoch zu beachten, dass die Lampen 24 an jeglichem Ort angebracht sein können. Beispielsweise können die Lampen 24 unter dem Wafer 14, seitlich des Wafers 14 und in Kombinationen davon platziert werden. Demgemäß können weitere Lampen in dem System 10 enthalten sein, wenn gewünscht.
  • Lampen weisen eine viel höhere Aufheiz- und Abkühlrate auf als andere Heizvorrichtungen, wie beispielsweise elektrische Elemente oder herkömmliche Brennöfen. Die Lampen 24 erzeugen ein schnelles isothermisches Verarbeitungssystem, das sofortige Energie bereitstellt und typischerweise eine sehr kurze und gut kontrollierte Anlaufphase benötigt. Der Energiestrom von den Lampen 24 kann auch jederzeit sofort gestoppt werden. Wie in der Zeichnung gezeigt, sind die Lampen 24 mit einem schrittweisen Leistungsregler ausgestattet, der verwendet werden kann, um die Strahlungsenergie, die durch eine der Lampen abgestrahlt wird, zu steigern oder zu verringern.
  • Um die Temperatur des Wafers während des Heizzyklus zu überwachen, weist die thermische Prozesskammer 12 in diesem Ausführungsbeispiel im Allgemeinen eine Vielzahl von Strahlungsabfühlvorrichtungen 27 auf. Die Strahlungsabfühlvorrichtungen 27 umfassen eine Vielzahl von optischen Fasern oder Lichtleitern 28, welche ihrerseits mit einer Vielzahl von entsprechenden Lichtdetektoren 30 in Verbindung stehen. Die optischen Fasern 28 sind eingerichtet, um die vom Wafer 14 bei einer bestimmten Wellenlänge emittierte Wärmeenergie aufzunehmen. Die Menge der abgefühlten Strahlung wird dann an die Lichtdetektoren 30 übermittelt, welche ein verwendbares Spannungssignal zur Bestimmung der Temperatur des Wafers erzeugen, welche zumindest teilweise auf dem Planckschen Gesetz basierend berechnet werden kann. In einem Ausführungsbeispiel weist jede Faser 28 in Verbindung mit einem Lichtdetektor 30 ein Pyrometer auf.
  • Im Allgemeinen kann die thermische Prozesskammer 12 einen oder eine Vielzahl von Strahlungsabfühlvorrichtungen beinhalten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Prozesskammer 12, wie in 1 gezeigt, eine Vielzahl von Strahlungsabfühlvorrichtungen, die die Temperatur des Wafers an verschiedenen Stellen messen. Das Wissen um die Temperatur des Wafers an verschiedenen Stellen kann dann verwendet werden, um die nötige Menge des Erwärmens und/oder Kühlens zu steuern, die dem Wafer zugeführt wird.
  • Während des Prozesses der vorliegenden Erfindung sollte das System 10 derart gestaltet sein, dass die optischen Fasern 28 nur thermische Strahlung detektieren, die von dem Wafer 14 abgestrahlt wird, und Strahlung, die von den Lampen 24 abgestrahlt wird, nicht detektieren. In dieser Hinsicht weist das System 10 einen Filter 32 auf, der verhindert, dass die von den Lampen 24 auf derjenigen Wellenlänge, auf der die Lichtdetektoren arbeiten, abgestrahlte thermische Strahlung in die Kammer 12 eintritt. Der Filter 32 dient auch dazu, die Lampen 24 von dem Wafer 14 zu isolieren, und eine Verschmutzung der Kammer zu verhindern. Der Filter 32, wie in 1 gezeigt, kann ein zwischen der Kammer 12 und der Heizquelle 22 angebrachtes Fenster sein und kann beispielsweise aus Quarzglas oder Quarz gefertigt sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann jede Lampe 24 durch einen separaten Filter abgedeckt werden.
  • Neben der Verwendung von Strahlungsabfühlvorrichtungen können andere Temperaturabfühlvorrichtungen in dem System der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann eines oder mehrere Thermoelemente in dem System vorhanden sein, um die Temperatur des Wafers an einer Stelle oder mehreren Stellen zu überwachen. Die Thermoelemente können in direktem Kontakt mit dem Wafer oder in direkter Nähe des Wafers platziert werden woraus die Temperatur extrapoliert werden kann.
  • Zusätzlich ist ebenfalls eine reflektierende Vorrichtung 26 in der Kammer 12 vorhanden, nahe des Wafers 14. Die reflektierende Vorrichtung 26 ist mit den Lichtleitern 28 verbunden, die, wie oben beschrieben, mit den Lichtdetektoren 30 in Verbindung stehen. Zudem können die Lichtleiter 28, die Pyrometer, und/oder die Thermoelemente durch die reflektierende Vorrichtung 26 versorgt werden, um Strahlung in den Räumen zwischen dem Wafer 14 und der reflektierenden Vorrichtung 26 zu detektieren, oder um die Temperatur des Wafers 24 zu detektieren.
  • Im Allgemeinen ist die reflektierende Vorrichtung 26 gestaltet, um die thermische Strahlung, die durch den Wafer 14 auf der Wellenlänge, auf der die Detektoren 30 arbeiten, abgestrahlt wird, zu reflektieren. Die reflektierende Vorrichtung 26 bewirkt dass die Strahlung, die von dem Wafer 14 abgestrahlt wird, mehrfach zwischen einer Oberfläche des Wafers 14 und einer Oberfläche der reflektierenden Vorrichtung 26 reflektiert wird.
  • Die reflektierende Vorrichtung 26 sollte im Allgemeinen so nah wie möglich am Wafer 14 platziert werden, um das Maß zu erhöhen, in dem die von dem Wafer abgestrahlte thermische Strahlung reflektiert wird. Da die reflektierende Vorrichtung 26 typischerweise eine niedrigere Temperatur als der Wafer 14 aufweist, kann es den Heizprozess beeinträchtigen oder verhindern, dass der Wafer mit gleichförmiger Geschwindigkeit erwärmt wird, wenn die reflektierende Vorrichtung zu nahe an dem Wafer platziert wird. Die Wahl der Entfernung oder des Abstands zwischen Wafer 14 und der reflektierenden Vorrichtung 26 hängt von der Größe des Wafers 14 ab. Bei Wafern des Durchmessers 200 mm kann die reflektierende Vorrichtung 26 im Allgemeinen zwischen 3 mm und 15 mm vom Wafer 14 entfernt sein. Insbesondere ist die reflektierende Vorrichtung 26 bei dieser Wafergröße vom Wafer 14 typischerweise zwischen 6 mm bis 8 mm beabstandet. Ein größerer Abstand kann bei größeren Wafern zu bevorzugen sein.
  • Die reflektierende Vorrichtung 26 sollte eine hohe Reflektivität aufweisen, vorzugsweise größer als 0,9 bei der Wellenlänge, bei der die Strahlung von den optischen Fasern 28 und den Lichtdetektoren 30 abgetastet wird. Die reflektierende Vorrichtung 26 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine reflektierende Oberfläche durch das Beschichten eines metallischen Substrats, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, mit einem dielektrischen Film gebildet. Der dielelektrische Film kann ein vielschichtiger optischer Film sein, der speziell entworfen wurde, um die angemessene Reflektivität bei der gewünschten Wellenlänge aufzuweisen. Solche Filme sind gemäß Stand der Technik bekannt und können von Deposition Sciences, Inc. Santa Rosa, Kalifornien, bezogen werden.
  • Neben dielektrischen Filmen kann die reflektierende Oberfläche auch aus hoch polierten Metallen bestehen, die mit einer durchsichtigen Schutzschicht, wie beispielsweise einer durchsichtigen dielektrischen Beschichtung, beschichtet sind. Solche Metalle umfassen Gold, Silber, und Nickel. Für eine bestimmte gewünschte Wellenlänge sind Metalloberflächen jedoch typischerweise nicht so reflektierend wie die oben beschriebenen dielektrischen Filme. Außerdem können die Metalle eine Verunreinigung der Kammer 12 verursachen, wenn sie auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Die Verwendung einer reflektierenden Platte ist genauer im U.S. Patent Nr. 5874711 beschrieben.
  • Ein gegen das Verrutschen sichernder Ring (oder Schutzring) 17 kann in der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden. Der gegen das Verrutschen sichernde Ring 17, der üblicherweise aus Silizium, Siliziumkarbid, oder anderen ähnlichen Materialien hergestellt ist, ist im Allgemeinen derart gestaltet, um den Wafer 14 derart zu umgeben, dass der Wafer 14 innerhalb des Umfang des Rings 17 positioniert wird. Während des Betriebs der thermischen Prozesskammer absorbiert der Ring 17 Energie, die durch die Heizlampen 24 abgestrahlt wird, und strahlt die Energie dann an die Ränder des Wafers 14 zurück. Der Ring 17 kann ebenfalls Energie, die von den Rändern des Wafers 14 abgestrahlt wird, zurück in den Wafer reflektieren. Auf diese Weise kann der passiv erwärmte Ring einen gewissen Wärmeverlust an den Rändern des Wafers 14 kompensieren und ebenso das konvektive Abkühlen des Wafers reduzieren, wenn Prozessgase durch die Kammer strömen.
  • Das System 10 weist weiterhin eine Systemsteuerung 50 auf, welche beispielsweise ein Mikroprozessor sein kann. Die Steuerung 50 empfängt Spannungssignale von den Lichtdektektoren 30, die die Strahlungsmengen darstellen, die an den verschiedenen Stellen abgetastet werden. Basierend auf den empfangenen Signalen ist die Steuerung 50 eingerichtet, um die Temperatur des Wafers 14 an verschiedenen Stellen zu berechnen.
  • Die Systemsteuerung 50, wie in 1 gezeigt, kann ebenfalls mit der Lampenleistungssteuerung 25 in Verbindung stehen. In dieser Anordnung kann die Steuerung 50 die Temperatur des Wafers 14 bestimmen und basierend auf dieser Information die Menge an thermischer Energie steuern, die durch die Lampen 24 abgestrahlt wird. Auf diese Weise können sofortige Einstellungen unter Beachtung der Bedingungen innerhalb des Reaktors 12 vorgenommen werden, um den Wafer 14 innerhalb sorgfältig kontrollierter Grenzen zu verarbeiten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein System der vorliegenden Erfindung auch eine Vorrichtung auf, um das Substrat örtlich zu erwärmen und/oder zu kühlen, wenn der Wafer erwärmt oder gekühlt wird. Daher kann die Vorrichtung zum örtlichen Erwärmen und/oder Kühlen des Substrates zusätzlich zur Steuerung der Leistungsabgabe der Lampen ebenfalls verwendet werden, um die Gleichförmigkeit der Temperatur zu erhöhen. Wie in 1 dargestellt, weist die thermische Prozesskammer 12 eine Vorrichtung 60 zum örtlichen Erwärmen und/oder Kühlen bestimmter Bereiche des Wafers 14 auf. Insbesondere ist, wie in 12 gezeigt, zumindest ein Gasauslass (beispielsweise Strahl oder Düse) 62 unterhalb des Wafers 14 angebracht und erstreckt sich durch die reflektierende Vorrichtung 26, sodass Gas an einzelne Sektionen, oder lokalisierte Bereiche, des Halbleiter-Wafers zugeführt wird. Es ist jedoch zu beachten, dass sich der Gasauslass 62 nicht durch die reflektierende Oberfläche erstrecken muss. Tatsächlich kann der Gasauslass 62 in jeglicher gewünschten Art gestaltet sein, um einem lokalisierten Bereich der Oberfläche des Wafers 14 ein Gas zuzuführen. Zudem kann der Gasauslass 62 ebenfalls eingerichtet sein, um den Seiten oder der Oberseite des Wafers 14 Gas zuzuführen.
  • Indem Gas auf die oben beschriebene Weise zugeführt wird, kann die Temperatur eines oder mehrerer lokalisierter Bereiche des Wafers 14 gesteuert wer den. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel ein kaltes Gas durch die Gasauslässe 62 zugeführt werden, um die Temperatur eines lokalisierten Bereichs des Wafers 14 zu verringern. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein heißes Gas durch die Auslässe 62 zugeführt werden. Zudem können in einigen Ausführungsbeispielen gleichzeitig sowohl heiße und kalte Gase durch verschiedene Auslässe angewandt werden. Im Allgemeinen kann jedes Gas, das normalerweise verwendet wird, um ein Substrat zu erwärmen oder zu kühlen, in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele einiger Gase, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen beispielsweise Stickstoff, Argon, und ähnliche Gase mit hoher thermischer Leitfähigkeit, beispielsweise Helium, Wasserstoff, Sauerstoff, Mischungen davon, und ähnliches etc.
  • Um eine Steuerung der Temperatur lokalisierter Bereiche eines Wafers während eines Heizzyklus bereitzustellen, kann im Allgemeinen eine Vielzahl von Parametern gesteuert werden. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel die Anzahl der Gasauslässe 61 erhöht werden, um ein lokalisiertes Erwärmen und/oder Kühlen für mehr als eine begrenzte Region des Wafers 14 bereitzustellen. Als Ergebnis stellen die Gasauslässe 62 einen bessere Steuerung der Temperatur einer Vielzahl lokalisierter Bereiche eines Halbleiter-Wafers bereit, und erlaubt dadurch eine insgesamt höhere Gleichförmigkeit der Temperatur.
  • Zudem kann in einigen Ausführungsbeispielen die Positionierung der Auslässe 62 gesteuert werden, um ein gesteuertes lokalisiertes Erwärmen und/oder Kühlen zu erlauben. Beispielsweise kann es in einem Ausführungsbeispiel notwendig sein, den lokalisierten Randbereichen des Wafers ein stärkeres Erwärmen oder stärkere Kühlung zuzuführen.
  • Demgemäß können die Gasauslässe radial positioniert sein, um den äußeren Rändern des Wafers zu entsprechen. Beispielsweise können die Auslässe 62 in einem Ausführungsbeispiel, wie in 3 gezeigt, durch die reflektierende Vorrichtung 26 hindurch positioniert sein, sodass die Anzahl der Auslässe von der Mitte des Wafers ausgehend nach außen hin ansteigt. Zudem kann in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Gasauslass (nicht dargestellt) im Wesentlichen unter dem Wafer positioniert sein.
  • Zusätzlich kann auch die Waferrotation verwendet werden, um das lokalisierte Erwärmen und/oder Kühlen des Wafers zu steuern. Wenn ein Wafer beispielsweise rotiert wird, weisen die durch die Auslässe und in die Kammer strömenden Gase die Tendenz auf, in einer radial auswärts gerichteten Richtung zu strömen. Daher wird, weil der Gasstrom auf die Unterseite des Wafers auf trifft und sich radial verteilt, der konvektive Kühlungs- oder Erwärmungseffekt auf den Wafer an den radialen Positionen maximal sein. Andererseits wird, wenn der Wafer unbewegt bleibt, der konvektive Kühlungs- oder Erwärmungseffekt auf den Wafer am radialen Aussenrand des sich über oder unter dem Gasauslass befindlichen Wafers maximal sein.
  • In einigen Fällen kann die Gasausströmrate der einzelnen Gasauslässe ebenfalls gesteuert werden. Durch das Steuern der Gasausströmraten kann ein System, wie hier beschrieben, eine verbesserte Steuerung jedes einzelnen lokalisierten Bereichs eines Wafers bereitstellen. Beispielsweise können Ventile 65, wie in 2 gezeigt, verwendet werden, um das Ausströmen von Gas aus den Auslässen 62 unabhängig zu steuern. Es ist jedoch zu beachten, dass jede gemäß Stand der Technik bekannte Vorrichtung zur Steuerung des Gasflusses verwendet werden kann. Zusätzlich zur Steuerung der Gasausströmrate kann auch die Temperatur jedes durch die Auslässe strömenden Gases gesteuert werden. Beispielsweise können, wie in 2 gezeigt, Heizvorrichtungen 67 verwendet werden, um die Gase auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen. Es ist ebenfalls zu beachten, dass auf ähnliche Weise eine Kühlvorrichtung verwendet werden kann, um die Gase auf eine vorbestimmte Temperatur zu kühlen. Weiterhin können auch verschiedene Gase an einige oder alle Gasauslässe 62 geliefert werden, um eine verbesserte Steuerung der Temperatur der lokalisierten Bereiche des Wafers bereitzustellen.
  • Zusätzlich kann bereits das Vorhandensein der Gasauslässe auf der reflektierenden Vorrichtung bereits die Steuerung der Temperatur der lokalisierten Bereiche eines Wafers verbessern. So reduziert beispielsweise das Vorhandensein der Gasauslässe 62 auf der reflektierenden Vorrichtung 26 im Allgemeinen die Reflektivität der Vorrichtung 26 an denjenigen Stellen, an denen die Auslässe sich durch die Vorrichtung erstrecken. Durch das Reduzieren der Reflektivität können die Gasauslässe 62 somit die Temperaturen von lokalisierten Bereichen des Wafers 14 reduzieren, die denjenigen Bereichen der reflektierenden Vorrichtung entsprechen, die durch die Auslässe 62 eingenommen werden. Somit können die Gasauslässe 62 zusätzlich zu dem Zuführen von Gasen zu den lokalisierten Bereichen die Steuerung der Temperatur dieser Bereiche verbessern, indem sie die auf diese Bereiche reflektierte Strahlung reduzieren. Diese Verringerung der Reflektivität kann insbesondere dann nützlich sein, wenn der Wafer während des Heizzyklus abgekühlt wird, wie oben beschrieben.
  • Zudem kann, um die Steuerung der Temperatur der lokalisierten Bereiche des Wafers weiter zu verbessern, der Ausstosswinkel jedes Auslasses bezüglich des Objektwafers eingestellt werden. Beispielsweise wird durch Positionieren einer Düse in einem 90°-Winkel bezüglich des Wafers das Gas einem direkt über der Düse liegenden lokalisierten Bereich zugeführt. Durch das Positionieren einer Düse in einem 45°-Winkel kann Gas jedoch fort von der Düse gerichtet werden, näher zu den Rändern des Wafers.
  • Neben den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das lokalisierte Kühlen und/oder Erwärmen auf eine Vielzahl von Wegen erreicht werden. Beispielsweise kann in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie in den 59 dargestellt, eine wie oben detailliert beschriebene Prozesskammer 12 auch zumindest ein Gasrohr 70 aufweisen, das zwischen den Lampen 24 und dem Wafer 14 angebracht ist. Ein Gas, das durch ein solches Rohr strömt und durch die Gasauslässe austritt, kann über lokalisierte Bereiche des Wafers strömen und dadurch den Wafer gleichförmig erwärmen oder kühlen. Es ist jedoch zu beachten, dass das Gasrohr 70 als Al ternative zu oder zusätzlich zum Positionieren des Rohrs oberhalb des Wafers ebenfalls unterhalb des Wafers positioniert werden kann.
  • Im Allgemeinen kann ein Gasrohr aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein. Beispielsweise ist das Gasrohr in den meisten Ausführungsbeispielen aus einem transparenten Material wie Quarz oder Saphir hergestellt, um den Einfluss des Gasrohrs auf das Erwärmen des Wafers zu minimieren. In den meisten Ausführungsbeispielen wird das Gasrohr auch in Verbindung mit einem Rotationsmechanismus 21 (oben beschrieben) verwendet, der ausgelegt sein kann, um den Wafer 14 zu rotieren. Das Rotieren des Wafers kann es dem Gasrohr ermöglichen, lokalisierte Bereiche des Wafers 14 nicht nur zu erwärmen und/oder zu kühlen, sondern auch dabei zu helfen, den gesamten Wafer während des Abkühlvorgangs zu kühlen, wie in dem Ausführungsbeispiel, das in den oben besprochenen 14 dargestellt ist.
  • Zudem kann das Gasrohr ebenfalls in einer Vielzahl von Größen und/oder Formen konstruiert sein. Beispielsweise kann im Allgemeinen jeder Durchmesser (Querschnitt) des Gasrohrs 70 verwendet werden. In den meisten Ausführungsbeispielen übersteigt der Durchmesser des Gasrohrs 70 jedoch nicht den Durchmesser der Lampen, insbesondere wenn Leuchtröhren verwendet werden. Insbesondere weist das Gasrohr 70 typischerweise einen Durchmesser auf, der geringer, oder gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten Lampen 24 ist, sodass das Rohr 70 in dem zu den Lampen 24 parallelen Spalt positioniert werden kann.
  • Zusätzlich kann das Rohr 70 im Allgemeinen jegliche gewünschte Länge aufweisen. In den meisten Ausführungsbeispielen kann das Rohr 70 zumindest eine Länge aufweisen, die groß genug ist, dass ein Ende des Rohrs im Wesentlichen mit der Mitte des Wafers 14 abschließt bzw. dazu ausgerichtet ist. In einigen Ausführungsbeispielen muss das Rohr 70 jedoch nicht auf die ganze Länge durchgängig sein. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel eine Trennwand in der Mitte des Rohres 70 vorgesehen sein, sodass das Rohr 70 zwei Abschnitte aufweist. Somit kann ein Gas durch das eine Ende des Rohrs eingeführt werden und ein anderes Gas kann durch das andere Ende des Rohrs eingeführt werden. Zusätzlich könnte das Rohr in jede andere Anzahl von Abschnitten eingeteilt sein, wie beispielsweise in drei Abschnitte. Ein Rohr, das drei Abschnitte aufweist (beispielsweise einen Mittelteil und zwei Enden), kann ein Gas der Mitte des Wafers zuführen und den Rändern des Wafers ein anderes Gas zuführen. Dieses Verfahren des Gasaufbringens kann helfen, den Photon-Box-Effekt zu minimieren, der unten genauer beschrieben wird.
  • Im Allgemeinen kann das Rohr 70 auch auf verschiedene Arten positioniert werden, um die gewünschte Steuerung der Temperatur zu ermöglichen. Beispielsweise ist das Rohr 70 in einem Ausführungsbeispiel parallel zur Waferoberfläche angeordnet. Zudem kann das Rohr 70 in einigen Ausführungsbeispielen auch senkrecht zur Ausrichtung der geraden Heizlampen und/oder dem Wafer angeordnet sein. Typischerweise ist die Entfernung des Rohrs 70 zur Waferoberfläche eine solche, dass das Vorhandensein der Rohrs die Prozessergebnisse nicht beeinflusst. Insbesondere beträgt der Abstand von dem Rohr zur Waferoberfläche in Abhängigkeit von der Größe der Prozesskammer im Allgemeinen zwischen ungefähr 0,5 cm und 10 cm.
  • Weiterhin ist das Rohr vorzugsweise derart angeordnet, dass sich zumindest ein Teil des Rohrs 70 direkt über dem Rotationszentrum des Wafers,, beispielsweise der Mitte des Wafers, befindet. Das Rohr 70 kann jedoch, in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) und davon, ob zusätzliche Rohre vorhanden sind, in einer Richtung um eine bestimmte Entfernung verschoben sein, wie beispielsweise um weniger als ungefähr 5 cm von der Mitte eines Wafers, der einen Durchmesser von ungefähr 300 mm aufweist. Wenn zwei Rohre verwendet werden, sind die Rohre zweckmäßigerweise symmetrisch um die Mitte des Wafers angeordnet. Mit Bezug auf 6 weist ein Rohr 70 im Allgemeinen auch einen oder mehrere Gasauslässe 72 auf (beispielsweise Löcher oder Düsen), um Gas auf lokalisierte Bereiche einer Waferoberfläche auszustossen. Die Zuführung von Gas zu solchen lokalisierten Bereichen kann eine bessere Steuerung der Gleichförmigkeit der Temperatur des Wafers während des Heizzyklus bereitstellen. Insbesondere kann jedes einer Vielzahl von Gasen, wie oben beschrieben, durch die Gasauslässe 72 zugeführt werden. Weiterhin kann das Gasrohr zwei oder mehr verschiedene Gase durch verschiedene Gasauslässe ausstossen. Diese zwei Gase können gleich oder verschieden heiße Gase, Kühlgase, oder andere Prozessgase sein.
  • Im Allgemeinen kann der Durchmesser der Gasauslässe der gleiche sein oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Beispielsweise ist in einem Ausführungsbeispiel der Durchmesser der Auslässe, die den Rändern des Wafers 14 entsprechen, größer, als der Durchmesser der Auslässe, die der Mitte des Wafers 14 entsprechen. Durch das Verändern des Durchmessers auf diese Weise kann der Durchmesser der Auslässe einem scheibenförmigen Objekt, wie beispielsweise einem Wafer, entsprechen, in welchem die gesamte Wärmekapazität des Wafers linear mit der radialen Entfernung ansteigt.
  • Zudem können die Auslässe im Allgemeinen auch in einer Vielzahl von Arten positioniert werden, um Gas auf einen lokalisierten Bereich des Wafers 14 auszustossen. Beispielsweise können die Auslässe 72 in einem Ausführungsbeispiel mit gleichen Abständen voneinander positioniert sein, so dass jeder Auslass einem bestimmten lokalisierten Bereich des Wafers 14 entspricht. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl der Auslässe, die den Rändern des Wafers 14 entspricht, größer sein als die Anzahl der Auslässe, die der Mitte des Wafers 14 entspricht. Zusätzlich kann die Entfernung zwischen benachbarten Gasauslässen, die den Rändern des Wafers entsprechen, verglichen mit der Entfernung zwischen benachbarten Gasauslässen, die der Mitte des Wafers entsprechen, auch verringert werden. Zudem kann es, wenn durch einen gegen Verrutschen sichernden Ring (oder Schutzring) 17 umgeben, wie in 5 und 7 gezeigt, förderlich sein, dass kein Gasauslass direkt über dem Spalt zwischen dem Wafer und dem Schutzring positioniert ist. Während des Aufheizens kann jedoch ein direkt über dem Spalt angebrachter Gasauslass vorzuziehen sein. Weiterhin kann ein Rohr ebenfalls verwendet werden, um den Schutzring getrennt von dem Wafer zu kühlen oder zu erwärmen.
  • Durch ein angemessenes Positionieren der Gasauslässe, wie oben beschrieben, kann das Erwärmen und/oder Kühlen der lokalisierten Bereiche des Wafers auf effektive Weise gesteuert werden. Beispielsweise tendieren die Ränder des Wafers während der Aufheizphase und Abkühlphase dazu, schneller als die Mitte des Wafers aufzuheizen oder abzukühlen. Diese Tendenz ist als Photon-Box-Effekt bekannt. Um diesen Photon-Box-Effekt auszugleichen, können die Gasauslässe derart positioniert oder dimensioniert, um den Rändern des Wafers mehr Gas zuzuführen. Somit kann beispielsweise während der Aufheizphase mehr Kühlgas verwendet werden, um die Temperatur der Waferränder zu steuern, und dadurch die Gleichförmigkeit der Temperatur zu steigern.
  • Im Allgemeinen können die oben beschriebenen Gasauslässe auch positioniert werden, um Gas in einem bestimmten „Verbreitungsprofil" auszustossen, um die Steuerung der Gleichförmigkeit der Temperatur zu unterstützen. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Verbreitungsprofil" allgemein auf diejenige Fläche eines Substrates, die mit dem Gas aus einem bestimmten Gasauslass Kontakt hat. Das Verbreitungsprofil eines Gases, das durch einen Gasauslass ausgestoßen wird, kann ausgewählt werden, um die Gleichförmigkeit der Temperatur eines Wafers zusätzlich zu steuern. Insbesondere wird die Position der Gasauslässe typischerweise derart gewählt, dass die Verbreitungsprofile benachbarter Gasauslässe auf der Oberfläche des Wafers leicht überlappen. Somit wird der gesamte Wafer mit ausreichender Gleichförmigkeit entlang der Kette der Gasauslässe des Rohrs gekühlt und/oder erwärmt, sodass keine „vergessenen Streifen" („slip lines") auftreten. Dieses Überlappen kann auf eine Vielzahl von Arten gesteuert werden, wie oben beschrieben, beispielsweise durch das Steuern des Gasstroms, das Verändern der Position der Auslässe entlang des Gasrohrs, etc.. Beispielsweise soll in einem Ausführungsbeispiel der maximale Temperaturgradient im Temperatur- Profil über den Wafer hinweg bei Temperaturen über ungefähr 700°C geringer als 1°C/cm sein.
  • Der Winkel, bei dem die Gasauslässe Gas ausstossen, kann ebenfalls eingestellt werden, um das Verteilungsprofil des Gases zu steuern. Beispielsweise können die Gasauslässe 72, wie in 9 gezeigt, gegen die Richtung der Waferrotation geneigt sein, wie durch die Richtungspfeile der 9(a) angezeigt, oder können in die Richtung der Waferrotation geneigt sein, wie durch die Richtungspfeile der 9(b) angezeigt. In den meisten Ausführungsbeispielen sind die Gasauslässe in einem Winkel zwischen 60° und 120° bezüglich des Wafers positioniert. Beispielsweise sind die Gasauslässe, wie in 6 gezeigt, in einem Winkel von 90° bezüglich des Wafers positioniert. Zudem können die Gasauslässe 72 in einigen Ausführungsbeispielen auch beweglich auf dem Gasrohr 70 montiert sein, sodass der Winkel des Gasausstosses während der Verarbeitung verändert werden kann.
  • Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann mehr als ein Gasrohr verwendet werden, um dem Wafer Gase zuzuführen. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel ein äußeres Gasrohr 80, wie in 8 gezeigt, auch ein inneres Gasrohr 86 enthalten, das derart angeordnet ist, dass das innere Rohr 86 mit den Gasauslässen 82 des äußeren Gasrohres verbunden ist. Obwohl es nicht benötigt wird, ist das innere Rohr 86 in diesem Ausführungsbeispiel positioniert, um Gase den Rändern eines Wafers zuzuführen, um das Minimieren des Photon-Box-Effekt zu unterstützen. Genauer strömt ein erstes Gas durch das äussere Gasrohr 80 zu den Mittelbereichen des Wafers, während ein zweites Gas durch das innere Gasrohr 86 zu den Randbereichen des Wafers strömt. Die ersten und zweiten Gase können die selben oder unterschiedliche Gase sein, und können gesteuert werden, um verschiedene Kühl- und/oder Heizraten bereitzustellen. Beispielsweise können der Strom und/oder die Temperatur jedes Gases unabhängig gesteuert werden, um eine höhere Gleichförmigkeit der Temperatur für jeden lokalisierten Bereich des Wafers bereitzustellen.
  • Weiterhin kann das Gasrohr in einigen Ausführungsbeispielen auch mehr als eine Reihe an Gasauslässen aufweisen. Beispielsweise kann das Gasrohr 90, wie in 10 gezeigt, drei Reihen von Gasauslässen aufweisen. Insbesondere ist eine erste Reihe 91 von Gasauslässen 92 auf der Unterseite des Rohrs 90 positioniert und eine zweite Reihe 101 ist überhalb der Unterseite des Rohrs 90 derart positioniert, dass sich die zweite Reihe 101 von einem ersten Ende 105 des Gasrohrs zur Mitte erstreckt. Zusätzlich erstreckt sich eine dritte Reihe 111 von der Mitte des Rohrs 90 zu einem zweiten Ende 115. In einigen Ausführungsbeispielen ist die dritte Reihe 111 ebenfalls auf ungefähr der selben Höhe positioniert wie die zweite Reihe 101. Wie gezeigt, können die zweite Reihe 101 und die dritte Reihe 111 derart positioniert sein, dass die Auslässe dieser Reihen den Auslässen 92 der Reihe 91 entsprechen. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist jedoch zu beachten, dass die Reihen auch derart angeordnet sein können, dass die Auslässe der Reihen 101 und/oder 111 zwischen den Auslässen 92 der Reihe 91 oder benachbart dazu positioniert sein können.
  • Die Verwendung mehrfacher Reihen kann im Allgemeinen einen geeigneten Mechanismus zur Verwendung von zwei oder mehr Gasströmen bereitstellen. Insbesondere kann ein erster Gasstrom durch die erste Reihe auf den Wafer ausgestoßen werden und ein zweiter Strom kann durch die zweite und dritte Reihe in einem Winkel auf den Wafer ausgestossen werden. In einigen Ausführungsbeispielen können diese Reihen das Gas auch in sich unterscheidenden Winkeln ausstossen. Im Allgemeinen kann eine solche Verwendung von zwei oder mehr Strömen mehrere Vorteile bieten. Beispielsweise kann, abhängig von der Rotationsrichtung des Wafers, ein Strom als Vorkühlstrom dienen, während der andere Strom als Nachkühlstrom verwendet werden könnte. Es ist zu beachten, dass die Reihen der Gasauslässe im Allgemeinen auf jede Art angeordnet sein können. Beispielsweise können in einem Ausführungsbeispiel die zweite und dritte Reihe direkt über der ersten Reihe positioniert sein. Zudem ist zu beachten, dass ebenso jede Anzahl an Reihen verwendet werden kann. Weiterhin kann jede der Reihen auch mit einem inneren Gasrohr versehen sein, wie in 8 dargestellt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede Prozessbedingung oder -parameter, wie oben beschrieben, automatisch durch die Systemsteuerung 50 gesteuert werden. Beispielsweise können, wie oben genauer beschrieben, die Lichtleiter 28 und -detektoren 30 gestaltet sein, um die Temperatur an verschiedenen lokalisierten Bereichen des Wafers 14 zu bestimmen und solche Informationen an die Steuerung 50 zu übermitteln. Danach kann die Steuerung 50 jegliche einer Vielzahl von Prozessbedingungen angemessen einstellen, um Abweichungen von einer gewünschten Temperatur zu korrigieren. Beispielsweise kann die Temperatur lokalisierter Bereiche des Wafers in einem Ausführungsbeispiel durch das automatische Einstellen der Strömungsrate, Art, Temperatur etc. der verwendeten Gase, wie oben beschrieben, gesteuert werden. Insbesondere können die Ventile 65 und/oder Heizvorrichtungen 67 mit der Steuerung 50 in Verbindung stehen und wie benötigt eingestellt werden.
  • Beispiel
  • Die Fähigkeit der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung um die Temperaturabweichungen während eines Heizzyklus zu minimieren, wurde demonstriert. Mit Bezug auf 4 wird eine radiale Verteilung einer 121-Punkt-Messung der Oxiddicke eines Siliziumwafers nach einem Oxidationsprozess von 50 Sekunden Dauer bei 1100°C dargestellt. In diesem Experiment wurden ringförmige Lampen verwendet und in ungefähr vier konzentrischen ringförmigen Bereichen angeordnet, deren Leistung individuell gesteuert wird. Die Abszisse zeigt die 121 Messpunkte, die mit steigender Nummer eine wachsende radiale Entfernung darstellen. Ohne lokales Kühlen (d. h. geschlossen, „closed") ist ein klares Stufenprofil erkennbar, wenn mit den Lampen erwärmt wird. Dieses Profil entspricht der räumlichen Anordnung der Heizlampen.
  • In einem zweiten Experiment wurde auch lokalisiertes Kühlen (d. h. offen, „open") in Verbindung mit dem Erwärmen durch die selben Lampen, wie oben verwendet, eingesetzt. Das lokalisierte Kühlen wurde auf der Unterseite der Wafermitte mit nur einer Gasreihe eingesetzt, die beispielsweise Stickstoff auf die Rückseite austösst. Das zusätzliche Kühlen in diesem lokalisierten Mittelbereich wurde eingesetzt, um die starke Lampenstrahlung in der Mitte leicht auszugleichen. Wie durch die reduzierten „Spitzen" („peaks") in 4 gezeigt, verbesserte das lokalisierte Kühlen die radiale Gleichförmigkeit der Oxiddicke. Dies wurde durch eine Verbesserung der radialen Gleichförmigkeit der Temperatur über den Wafer hinweg bewirkt.
  • Demgemäß können als Ergebnis der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung lokalisierte Bereiche eines Substrates, wie beispielsweise eines Halbleiter-Wafers, in angemessener Weise gesteuert werden, um die Gleichförmigkeit der Temperatur durch den ganzen Heizzyklus hindurch zu verbessern. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung den Photon-Box-Effekt während der Aufheiz- und Abkühlphasen ausgleichen. Zudem kann als Ergebnis der vorliegenden Erfindung die Verwendung von leistungsstarken Lampen erreicht werden, was ein Erwärmen auf höhere Temperaturen möglich manchen kann, ohne das Substrat zu zerstören. Dies ist möglich aufgrund der Fähigkeit der vorliegenden Erfindung, die Ränder des Wafers während des Erwärmens auf eine gleichförmige Temperatur zu kühlen.
  • Zusätzlich umfassen andere Vorteile der vorliegenden Erfindung das wahlweise Kühlen oder Erwärmen des Wafers, lokalisierte Temperaturveränderungen auf dem Wafer, um die Steuerbarkeit zu verbessern, gesteigerter Durchsatz durch verbessertes Kühlen während des Abkühlens des Wafers. Zudem kann die Verwendung von verschiedenen Gasen über- und unterhalb des Wafers die Fehler verringern, die durch die Verwendung inerten Gases während der Kalibrierung und eines reaktiven Gases während der Verarbeitung entstehen.
  • Neben den oben beschriebenen Anwendungen sind auch andere Anwendungen der vorliegenden Erfindung möglich. Beispielsweise können in einem Ausführungsbeispiel Prozessgase dem System auch durch Düsen zugeführt werden. Die Düsen könnten beispielsweise auch in Kupfer-Reflow-Prozessen, bei denen die Kalibrierung des Systems in einer inerten Umgebung (z. B. Stickstoff, Argon, etc.) vorgenommen wird, und der Prozess dann in einer Wasserstoffumgebung durchgeführt wird. Ein solcher Prozess kann Temperaturabweichungen bei der Kalibrierung aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Gase hervorrufen, welche unterschiedliche thermische Leitfähigkeiten aufweisen. Ein System der vorliegenden Erfindung kann helfen, die Wafertemperaturen gleichförmig zu halten, indem ein inertes Gas direkt gegen die Unterseite des Wafers geblasen wird, während gleichzeitig die Oberseite mittels Wasserstoffgas verarbeitet wird. Durch das Anbringen der Düsen der Gasauslässe unterhalb der Ebene des Wafers, wie in 1 gezeigt, kann die Neigung der Gase, sich zu vermischen, verringert werden. Im Ergebnis würde der Fehler, der aus der Wärmeleitung vom Wafer zur Reflektorplatte hervorgeht, eliminiert werden.
  • Diese und andere Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung können durch Fachleute ausgeführt werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, welcher in den anhängenden Ansprüchen dargelegt ist. Zusätzlich ist zu beachten, dass Aspekte der verschiedenen Ausführungsbeispiele im Ganzen oder in Teilen ausgetauscht werden können. Weiterhin werden Fachleute verstehen, dass die vorhergehende Beschreibung nur als Beispiel dient, und nicht die Absicht hat, die in entsprechenden Ansprüchen weiter beschriebene Erfindung einzuschränken.

Claims (34)

  1. Ein Verfahren zur Wärmebehandlung eines Halbleiter-Wafers, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Plazieren eines Halbleiter-Wafers in einer thermischen Prozesskammer, wobei der Halbleiter-Wafer wenigstens einen lokalisierten Bereich entlang einer Radialachse besitzt; Einstellen der Temperatur des Halbleiter-Wafers auf eine vorbestimmte Temperatur gemäß einem vorbestimmten Heizzyklus, wobei der vorbestimmte Heizzyklus eine Heizstufe umfasst, in der der Halbleiter-Wafer durch eine Vielzahl von Lichtenergiequellen geheizt wird; während wenigstens einer Stufe des vorbestimmten Heizzyklus, Steuern der lokalisierten Temperatur des wenigstens einen lokalisierten Bereichs des Halbleiter-Wafers zum Minimieren einer Temperaturabweichung von der vorbestimmten Temperatur, wobei die Steuerung der lokalisierten Temperatur wenigstens teilweise erreicht wird, durch Vorsehen eines Gases zu dem wenigstens einen lokalisierten Bereich.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, der ferner die folgenden Schritte aufweist: Überwachen der Temperatur des wenigstens einen lokalisierten Bereichs mit einer Temperaturabfühlvorrichtung, wobei die Temperaturabfühlvorrichtung in Kommunikation mit einer Steuerung steht; und basierend auf der Information, die durch die Steuerung von der Temperaturabfühlvorrichtung empfangen wird, Steuern der Temperatur des wenigstens einen lokalisierten Bereichs gemäß dem vorbestimmten Heizzyklus.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, der ferner den Schritt des Steuerns der Temperatur des Gases aufweist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner den Schritt des Steuerns der Strömungsrate des Gases aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperaturabweichung kleiner als ungefähr 100°C ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Temperaturabweichung kleiner als ungefähr 25°C ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine lokalisierte Bereich weniger als ungefähr 50% eines Querschnitts des Halbleiter-Wafers aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der wenigstens eine lokalisierte Bereich weniger als ungefähr 25% eines Querschnitts des Halbleiter-Wafers aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der wenigstens eine lokalisierte Bereich weniger als ungefähr 15% eines Querschnitts des Halbleiter-Wafers aufweist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lokalisierte Temperatur verringert wird während der Heizstufe des vorbestimmten Heizzyklus.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Heizzyklus ferner eine Kühlstufe aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die lokalisierte Temperatur während der Kühlstufe des vorbestimmten Heizzyklus erhöht wird.
  13. Vorrichtung (10) zur Wärmebehandlung eines Halbleiter-Wafers (14), die Folgendes aufweist: eine thermische Prozesskammer (12), die in der Lage ist, wenigstens einen Halbleiter-Wafer (14) aufzunehmen, wobei der Halbleiter-Wafer (14) wenigstens einen lokalisierten Bereich entlang einer Radialachse besitzt; eine Wärmequelle, die eine Vielzahl von Lichtenergiequellen (24) aufweist, die in Kommunikation mit der thermischen Prozesskammer (12) stehen zum Heizen des wenigstens einen Halbleiter-Wafers (14), der in der Kammer (12) aufgenommen ist; und eine Vorrichtung (50, 60, 70, 80, 90), die in der Lage ist, die Temperatur des wenigstens einen lokalisierten Bereichs zu steuern zum Minimieren einer Temperaturabweichung von einer vorbestimmten Temperatur, wobei die Vorrichtung wenigstens einen Gasauslass (62, 72, 82, 92) aufweist und in der Lage ist, die Temperatursteuerung wenigstens teilweise dadurch zu erreichen, dass ein Gas auf den wenigstens einen lokalisierten Bereich angelegt bzw. gerichtet wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Vorrichtung (60, 70, 80, 90) unterhalb des Halbleiter-Wafers angeordnet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Gasauslass (62, 72, 82, 92) eine Düse aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Vorrichtung (60, 70, 80, 90) eine Vielzahl von Gasauslässen (62, 72, 82, 92) aufweist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, die ferner eine reflektierende Vorrichtung (26) aufweist, die unterhalb des Halbleiter-Wafers angeordnet ist, wobei die Vielzahl von Gasauslässen (62) sich durch die reflektierende Vorrichtung (26) erstreckt.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Vorrichtung (70, 80, 90) oberhalb des Halbleiter-Wafers angeordnet ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 18, wobei die Vorrichtung (70, 80, 90) eine Gasleitung aufweist mit einer Vielzahl von Gasauslässen (72, 82, 92).
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei das Gas ein Kühlmittel aufweist zum Verringern der Temperatur des lokalisierten Bereichs.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei der wenigstens eine lokalisierte Bereich weniger als ungefähr 50% eines Querschnitts des Halbleiter-Wafers (14) aufweist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der wenigstens eine lokalisierte Bereich weniger als ungefähr 25% eines Querschnitts des Halbleiter Wafers (14) aufweist.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der wenigstens eine lokalisierte Bereich weniger als ungefähr 15% eines Querschnitts des Halbleiter-Wafers (14) aufweist.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, die ferner Folgendes aufweist: eine Temperatur-Abfühlvorrichtung (27) zur Bestimmung der Temperatur des wenigstens einen lokalisierten Bereichs; und eine Steuerung (50), die in Kommunikation mit der Temperaturabfühlvorrichtung (27) steht, wobei die Steuerung (50) in der Lage ist, die Temperatur des wenigstens einen lokalisierten Bereichs gemäß einem vorbestimmten Heizzyklus einzustellen, und zwar basierend auf Information, die von der Steuerung (50) von der Temperaturabfühlvorrichtung (27) empfangen wird.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Gasleitung (70, 80, 90) aus einem Material hergestellt ist, das ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Saphir und Quarz besteht.
  26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 25, wobei die Vorrichtung ferner einen Wafer-Rotationsmechanismus (21) aufweist.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Gasauslässe (72, 82, 92) mit gleichem Abstand voneinander positioniert sind.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Gasauslässe (72, 82, 92) so positioniert sind, dass die Anzahl der Gasauslässe, die einem äußeren lokalisierten Bereich des Wafers (14) entsprechend größer ist, als die Anzahl der Gasauslässe, die einem mittleren, lokalisierten Bereich des Wafers (14) entsprechen.
  29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 28, die ferner einen Schutz- bzw. Kompensationsring aufweist.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 19, die ferner eine innere Gasleitung (86) aufweist, die wenigstens teilweise innerhalb der Gasleitung (80) enthalten ist, wobei die innere Gasleitung (86) positioniert ist zum Verteilen eines Gases zu wenigstens einem äußeren lokalisierten Berech des Halbleiter-Wafers (14).
  31. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Gasleitung (90) wenigstens zwei Reihen (91, 101, 111) von Gasauslässen (92) aufweist.
  32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 31, wobei wenigstens einer der Gasauslässe (62, 72, 82, 92) mit einem Winkel zwischen ungefähr 60° bis ungefähr 120° bezüglich der Radialachse des Halbleiter-Wafers (14) positioniert ist.
  33. Vorrichtung nach Anspruch 32, wobei wenigstens einer der Gasauslässe (62, 72, 82, 92) mit einem Winkel von ungefähr 90° bezüglich der Radialachse des Halbleiter-Wafers (14) positioniert ist.
  34. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Gasleitung (70, 80, 90) in einem Raum positioniert ist, der durch wenigstens zwei der Lichtenergiequellen (24) definiert ist.
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