(57)【要約】  本発明は、半導体基板に対する熱処理を行うための方法及び装置を提供する。本発明の熱処理チャンバは、赤外放射線源及びＵＶ放射線源のような２つの異なるエネルギー源を備える。ＵＶ放射線源及び赤外放射線源は、熱処理チャンバの内側で、熱を供給し、電子を活性化し、又は活性種を生成するため単独で又は組み合わせて使用することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を熱処理するための装置において、
チャンバと、
上記チャンバの内側に配設されたＵＶ放射線アセンブリと、
を備えた装置。
【請求項２】
上記チャンバの石英ウインドウを通して上記チャンバ内へエネルギーを放射するように構成された外側放射線アセンブリを更に備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記外側放射線アセンブリは、六角形配置において配列された複数の赤外放射線源を備えた、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
上記ＵＶ放射線アセンブリは、複数のＵＶランプを備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
上記複数のＵＶランプの各々は、石英パイプにおいて包囲されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
上記複数のＵＶランプは、互いに平行であって、上記基板の処理表面の上方に均等に分散されている、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
上記複数のＵＶランプの電極は、上記チャンバの外側に配設されている、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
上記複数のＵＶランプは、上記基板の処理表面を取り囲む多角形に沿って配置されている、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
上記ＵＶ放射線アセンブリは、更に、複数のリフレクタを備え、上記複数のリフレクタの各々は、対応するＵＶランプからのＵＶ放射線を上記基板と実質的に平行に反射するように構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
上記複数のリフレクタは、放物線断面を有し、上記対応するＵＶランプが上記放物線断面の焦点に配置されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
基板を熱処理するための装置において、
上部ウインドウを有するチャンバと、
上記チャンバの内側に取り付けられ、処理表面が上記上部ウインドウに面するようにして上記基板を支持するように構成された基板支持体と、
上記チャンバの外側に配設され、上記上部ウインドウを通してエネルギーを放射するように構成された第１のエネルギーアセンブリと、
上記チャンバの内側で上記基板支持体の上方に取り付けられた第２のエネルギーアセンブリと、
を備えた装置。
【請求項１２】
上記第２のエネルギーアセンブリは、紫外線エネルギーを与えるように構成された、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
上記第２のエネルギーアセンブリは、互いに平行に配列された複数のＵＶランプを備えた、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
上記複数のＵＶランプの各々は、個々に制御可能である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
上記第２のエネルギーアセンブリは、上記基板の処理表面を取り囲む多角形に配列された複数のＵＶランプを備えた、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
上記第２のエネルギーアセンブリは、更に、複数のリフレクタを備え、上記複数のリフレクタの各々は、対応するＵＶランプからのＵＶ放射線を上記基板の処理表面と実質的に平行に反射するように構成された、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
上記第１のエネルギーアセンブリは、六角形配置を有する複数のランプを備えた、請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
上記第１のエネルギーアセンブリは、赤外線エネルギーを与えるように構成され、上記第２のエネルギーアセンブリは、上記チャンバへＵＶエネルギーを与えるように構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
基板を熱処理するための方法において、
チャンバに基板を配置するステップと、
上記チャンバへ熱を供給するように第１のエネルギー源を適用するステップと、
上記チャンバに活性種を生成するように第２のエネルギー源を適用するステップと、
を備えた方法。
【請求項２０】
上記第１のエネルギー源は、複数の加熱ランプを備え、上記第２のエネルギー源は、複数のＵＶランプを備えた、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
上記チャンバの石英ウインドウの外側に上記第１のエネルギー源を配置するステップと、
上記チャンバの内側に上記第２のエネルギー源を配置するステップと、
を更に備えた、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
上記第２のエネルギー源を適用するステップは、活性種生成のため放射線分布を調整する段階を含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明は、一般的に、半導体処理ツールに係り、より特定すると、ＵＶ放射線源を伴う熱処理ツールに関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]通常「ＲＴＰ」と称される急速熱処理においては、基板が極短時間高強度熱バーストに曝され、これは、室温から数秒で約１０００℃まで上昇するものである。このようなＲＴＰ技法は、堆積膜又は結晶格子の特性を変えるのに使用される。ＲＴＰは、一般的に、基板表面のアニール、シリコン化及び酸化のような処理を含む。
【０００３】
[0003]一般的に、ＲＴＰチャンバは、放射熱源又はランプ、チャンバ本体及び基板支持リングを含む。そのランプは、典型的に、このランプにより生成されたエネルギーがチャンバ本体内で基板支持リングにより支持された基板に放射されるように、チャンバ本体の上部表面に取り付けられる。典型的に、ランプからのエネルギーが基板へと移送され易くするため、チャンバ本体の上部表面には、石英ウインドウが配設されている。通常、基板を不均一に加熱してしまうような、ランプにより生成される放射線エネルギーの変動を補償するため、支持リング及び基板を回転させるために外部モータが使用される。典型的には、急速熱処理は、均一性をより良くするため減圧状態において行われる。
【０００４】
[0004]ゲート酸化物として使用される酸化物の非常に薄い層を成長させるため、熱酸化が普通使用される。現在の技術におけるＲＴＰチャンバにおいて行われる酸化処理は、通常、酸化物層を形成するのに使用される酸素又は他の種を分離させ且つ基板表面上への酸素又は他の種の十分な拡散が行われるようにするに十分高い温度までＲＴＰチャンバの温度を上昇させることを含む。酸素又は他の種を分離させるのに必要とされる温度は、通常、十分な拡散を誘起させるのに必要とされる温度よりも高い。酸素又は他の種を分離させるために必要とされるこのようなより高い温度は、他の構造内での熱露出を増大させてしまい、望ましくない拡散を促進させてしまうものである。
【０００５】
[0005]従って、チャンバ温度を増大させる必要なく酸化又は他の急速熱処理を行うための装置及び方法が要望されている。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本発明は、半導体基板の急速熱処理を行うための方法及び装置を提供する。
【０００７】
[0007]本発明の一実施形態は、基板を熱処理するための装置を提供する。この装置は、チャンバと、上記チャンバの内側に配設されたＵＶ放射線アセンブリと、を備える。この装置は、更に、上記チャンバの石英ウインドウを通して上記チャンバ内へエネルギーを放射するように構成された外側放射線アセンブリを備える。
【０００８】
[0008]本発明の別の実施形態は、基板を熱処理するための装置を提供する。この装置は、上部ウインドウを有するチャンバと、上記チャンバの内側に取り付けられ、処理表面が上記上部ウインドウに面するようにして基板を支持するように構成された基板支持体と、上記チャンバの外側に配設され、上記上部ウインドウを通してエネルギーを放射するように構成された第１のエネルギーアセンブリと、上記チャンバの内側で上記基板支持体の上方に取り付けられた第２のエネルギーアセンブリと、を備える。
【０００９】
[0009]本発明の更に別の実施形態は、基板を熱処理するための方法を提供する。この方法は、チャンバに基板を配置するステップと、上記チャンバへ熱を供給するように第１のエネルギー源を適用するステップと、上記チャンバに活性種を生成するように第２のエネルギー源を適用するステップと、を含む。
【００１０】
[0010]本発明の前述したような特徴を詳細に理解できるように、概要について簡単に前述したような本発明について、幾つかを添付図面に例示している実施形態に関して、以下より特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示しているのであって、従って、本発明の範囲をそれに限定しようとするものではなく、本発明は、均等の効果を発揮する他の実施形態も包含し得ることに、注意されたい。
【詳細な説明】
【００１１】
[0018]本発明は、半導体基板の熱処理を行うための方法及び装置を提供する。本発明の熱処理チャンバは、赤外放射線源及びＵＶ放射線源のような２つの異なる放射線エネルギー源を備える。ＵＶ放射線源及び赤外放射線源は、熱処理チャンバの内側で、熱を供給し、電子を活性化し、又は活性種を生成するため単独で又は組み合わせて使用することができる。急速熱処理、アニール及び酸化のような複数の処理を、改善された結果を得るように熱処理チャンバにおいて行うことができる。赤外放射線及びＵＶ放射線を組み合わせて使用することにより、いずれかの放射線を単独で使用したのではできないような表面選択反応を行わせることができる。
【００１２】
[0019]図１は、本発明の一実施形態による熱処理チャンバ１００の断面斜視図を例示している。この熱処理チャンバ１００は、一般的に、ランプアセンブリ１１０と、ＵＶアセンブリ１２０を配設したチャンバ１３０とを備える。一実施形態では、チャンバ１３０は、真空チャンバである。別の実施形態では、チャンバ１３０は、大気チャンバであってもよい。ランプアセンブリ１１０は、チャンバ１３０の上方に配置され、チャンバ１３０の石英ウインドウ１１４を通してチャンバ１３０へ熱を供給するように構成されている。このランプアセンブリ１１０は、チャンバ１３０に配設された基板１０１に対する調整された赤外線加熱手段を与えるように構成された複数のタングステンハロゲンランプのような加熱源を収容するように構成されている。ＵＶアセンブリ１２０は、例えば、チャンバ１３０における基板１０１の表面での反応のための活性種を生成するため、チャンバ１３０に対するＵＶ源を与えるように構成されている。
【００１３】
[0020]ランプアセンブリ１１０は、一般的に、複数の光パイプ１１１を有する放射エネルギーパイプアセンブリ１１２を備える。これら光パイプ１１１は、ステンレス鋼、黄銅、アルミニウム又は他の金属で形成される。これら光パイプ１１１の各々は、放射エネルギー源、例えば、タングステンハロゲンランプを収容するように構成されている。これら光パイプ１１１の端部は、上方冷却壁部１１６及び下方冷却壁部１１７の開口にろう付けされ又は溶接されている。上方冷却壁部１１６及び下方冷却壁部１１７の周辺縁部には、円筒壁部１１８がろう付けされ又は溶接されている。一実施形態では、光パイプ１１１は、六角形配置において配設することができる。処理中に光パイプを冷却し、壁部１１６、１１７を冷却状態に保つため、インレット１０９を通して冷却剤をランプアセンブリ１１０へ循環させることができる。
【００１４】
[0021]チャンバ１３０は、一般的に、石英ウインドウ１１４及び底壁部（図示せず）を有するチャンバ空間を画成する円形側壁部１４０を備える。側壁部１４０は、チャンバ空間１３９をガス源及びポンプに接続するように構成されたインレット１３１及びアウトレット（図示せず）を有する。チャンバ空間１３９に配置された基板支持体１３８への基板１０１の投下及びその基板支持体１３８からの基板１０１の取り上げをロボットが行えるようにするため、側壁部１４０の開口１３７にスリット弁を適用することができる。基板支持体１３８は、垂直に移動し且つ中心軸の周りに回転するように構成できる。
【００１５】
[0022]ＵＶアセンブリ１２０は、一般的に、チャンバ空間１３９の上方部分に配設される。一実施形態では、ＵＶアセンブリ１２０は、チャンバ１３０へ「プラグイン」されるようなモジュールの形とすることができる。異なるデザインレシピに適合するように、異なるデザインのＵＶアセンブリを交換自在にチャンバ１３０へプラグインさせることもできる。図２は、図１の熱処理チャンバ１００に使用されるＵＶアセンブリ１２０の斜視図である。ＵＶアセンブリ１２０は、一般的に、ＵＶ空間１２９を画成する上部１２４、底部１２５及び側壁部１２１を備える。底部１２５の開口１２６ｂは、図１に示すチャンバ１３０のチャンバ空間１３９にＵＶ空間１２９を接続するように構成される。上部１２４の開口１２６ａは、図１の石英ウインドウ１１４に対してＵＶ空間１２９を露出させ、従って、処理中にランプアセンブリ１１０からチャンバ空間１３９への放射線エネルギーの通路を与える。
【００１６】
[0023]ＵＶアセンブリ１２０は、更に、複数の石英チューブ１２３を備え、これら石英チューブ１２３の両端部は、ＵＶアセンブリ１２０の対向側壁部１２１から外へ延長している。これら石英チューブ１２３の各端部には、密閉のための取り外し可能なキャップ１２７が使用される。これら石英チューブ１２３の各々は、ＵＶランプ１２２（図１に示される）をそこに収容するように構成される。
【００１７】
[0024]ＵＶランプ１２２は、電力源による励起のためキセノン（Ｘｅ）又は水銀（Ｈｇ）のような１つ以上のガスを充填された密閉プラズマ球を含む。一実施形態では、電力源は、従来のＵＶ電力源又はマグネトロンの付勢フィラメントを含む１つ以上の変圧器であってよい。別の実施形態では、電力源は、ＵＶランプ球内のガスを励起することができる高周波（ＲＦ）エネルギー源を含むことができる。一実施形態では、ＵＶランプ球は、２５４ｎｍ及び１８５ｎｍの放射線を生成するような低圧Ｈｇ又は他の低圧ＵＶ生成放電を有するものであってよい。
【００１８】
[0025]一実施形態では、ＵＶランプ１２２は、それらＵＶランプ１２２の電極がＵＶ空間１２９の外側に突き出されるようにして石英チューブ１２３の１つに配置されるか、又は、それら電極が過熱されないようにし且つＵＶランプ１２２の圧力が制御されるようにするためランプアセンブリ１１０の放射線エネルギーに対して上部１２４により少なくとも遮蔽されるようにしている。
【００１９】
[0026]図３は、本発明の一実施形態による熱処理チャンバ２００の断面図である。図４は、図３の熱処理チャンバ２００の線４−４に沿って取った断面図である。この熱処理チャンバ２００は、一般的に、ランプアセンブリ２１０と、ＵＶアセンブリ２２０を配設したチャンバ２３０とを備える。ランプアセンブリ２１０は、チャンバ２３０の上方に配置されており、そのチャンバ２３０の石英ウインドウ２１４を通してそのチャンバ２３０へ熱を供給するように構成される。ランプアセンブリ２１０は、チャンバ２３０に配設された基板２０１に対する調整された赤外線加熱手段を与えるように構成された複数のタングステンハロゲンランプのような加熱源を収容するように構成される。ＵＶアセンブリは、例えば、チャンバ２３０における基板の表面で反応する活性種を生成するため、チャンバ２３０に対するＵＶ源を与えるように構成される。
【００２０】
[0027]ランプアセンブリ２１０は、一般的に、複数の光パイプ２１１を備える。これら光パイプ２１１は、ステンレス鋼、黄銅、アルミニウム又は他の金属で形成することができる。これら光パイプ２１１の各々は、放射エネルギー源２０８、例えば、赤外線においてチャンバ空間２３９へ熱を与えるためのタングステンハロゲンランプを収容するように構成される。これら光パイプ２１１の端部は、上方冷却壁部２１６及び下方冷却壁部２１７の開口にろう付けされ又は溶接される。円筒壁部２１８は、上方冷却壁部２１６及び下方冷却壁部２１７の周辺縁部にろう付けされ又は溶接される。一実施形態では、光パイプ２１１は、六角形配置において配設することができる。処理中に壁部を冷却状態に保つため、インレット２０９を通してランプアセンブリ２１０に対して冷却剤を循環させることができる。放射エネルギー源２０８の各々は、チャンバ空間２３９に対する均一な又は調整された加熱プロフィールを達成するように各放射エネルギー源２０８のエネルギーレベルを制御するコントローラ２０７に接続される。一実施形態では、この放射エネルギー源２０８は、複数のラジアルバンドにグループ分けすることができる。別の実施形態では、この放射エネルギー源２０８は、個々に制御される。
【００２１】
[0028]チャンバ２３０は、一般的に、石英ウインドウ２１４及び底壁部（図示していない）を有するチャンバ空間２３９を画成する円形側壁部２４０を備える。この側壁部２４０は、チャンバ空間２３９へ１つ以上のガスを与えるように構成されたガス源２３５に対して適応するインレット２３１を有することができる。一般的に、インレット２３１とは反対側で側壁部２４０に配設されたアウトレット２３４は、ポンプ２３６に対して適応する。チャンバ空間２３９に配置された基板支持体２３８への基板２０１の投下及びその基板支持体１３８からの基板１０１の取り上げをロボットが行えるようにするため、側壁部２４０の開口２３７（図４に示されている）にスリット弁（図示していない）を適用することができる。基板支持体２３８は、垂直に移動し且つ中心軸の周りに回転するように構成することができる。
【００２２】
[0029]ＵＶアセンブリ２２０は、一般的に、チャンバ空間２３９の上方部分に配設される。一実施形態では、ＵＶアセンブリ２２０は、チャンバ２３０へ「プラグイン」されるようなモジュールの形とすることができる。ＵＶアセンブリ２２０は、図２のＵＶアセンブリと同様であってよい。複数の石英チューブ２２３が、並列に配設され、これら石英チューブ２２３の両端部は、ＵＶアセンブリ２２０の対向側壁部２２１から外へ延長している。一実施形態では、ＵＶアセンブリ２２０は、水平面において均等に配列された約１５個の石英チューブ２２３を含むことができる。ＵＶランプ２２２が、望ましいＵＶ資源を与えるため、石英チューブ２２３の各々に配設される。ＵＶランプ２２２を包囲するような石英チューブ２２３を使用することにより、ＵＶランプ２２２が破損した結果として生じてしまうようなチャンバ２３０に対する粒子汚染又はその他の損傷を防止することができる。図４を参照するに、複数の石英チューブ２２３の各々は、側壁部２２１から外へ突き出ている。各石英チューブ２２３の内側のＵＶランプ２２２は、ＵＶランプ２２２の２つの電極２４１がチャンバ空間２３９の外側に来るように配置されている。これら電極２４１は、ＵＶランプの各々に対して独立したエネルギー源を与えるように構成された電源２０６に対して適応される。石英チューブ２２３を閉じるのに、キャップ２２７を使用することができる。チャンバ空間２３９を密閉するため、各石英チューブ２２３と側壁部２２１との界面の近くにシール２４２が使用される。
【００２３】
[0030]ＵＶアセンブリ２２０及びランプアセンブリ２１０は、チャンバ２３０の内側で、熱を供給し、表面サイトを活性化し又は活性種を生成するため、単独で又は組み合わせて使用することができる。熱処理チャンバ２００において、急速熱処理、アニール及び酸化のような複数の処理を行うことができる。
【００２４】
[0031]酸化処理中に、ランプアセンブリ２１０は、チャンバ空間２３９に配設された基板２０１へ赤外線において熱を与えるのに使用される。一実施形態では、ランプアセンブリ２１０は、基板２０１において二酸化シリコン生成層を通して酸素が拡散できるようにする温度まで基板２０１を均一に急速に加熱するように調整される。ＵＶアセンブリ２２０は、インレット２３１を通してチャンバ空間２３９へ供給された前駆体から活性種を生成するＵＶ放射線を与えるのに使用される。ＵＶランプ２２２の内側の圧力は、十分に低く、ＵＶランプ２２２がランプアセンブリ２１０の放射路に配置されているとしても、ＵＶランプ２２２は、ランプアセンブリ２１０からの放射線エネルギーを非常に限られた量しか吸収しないであろうことに注意されたい。石英チューブ２２３は、ランプアセンブリ２１０からの放射線エネルギーをある程度吸収するかもしれない。一実施形態では、石英チューブ２２３は、ランプアセンブリ２１０からの放射エネルギープロフィールに対する擾乱を最少とする矩形断面とすることができる。
【００２５】
[0032]ＵＶアセンブリ２２０からのＵＶ放射線は、基板上の膜を処理するため望ましい活性種を生成することができる前駆体を照射するのに使用される。例えば、それら前駆体としては、窒素、酸素又はフッ素があり、又はそれらから成るものがある。しかしながら、他の活性種及び前駆体を使用することもできる。ＵＶ放射線源は、異なる活性種を生成するように調整することができる。一実施形態では、このようなＵＶ放射線源の調整は、異なる波長のＵＶ放射線を放出するようにＵＶランプ球の内側のガス圧力を調整することにより達成することができる。
【００２６】
[0033]一実施形態では、ＵＶ放射線は、図３の熱処理チャンバ２００のような反応表面を加熱する赤外線源を有する熱処理チャンバにおいて、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）又はそれらの組合せから反応表面近くに高い反応性を有する酸化種を生成するのに使用される。
【００２７】
[0034]別の実施形態では、ＵＶ放射線は、図３の熱処理チャンバのような反応表面を加熱する赤外線源を有する熱処理チャンバにおいて、アンモニア（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、ヒドラジン、アミン又はそれらの組合せから反応表面近くに高い反応性を有する窒化種を生成するのに使用される。
【００２８】
[0035]別の実施形態では、ＵＶ放射線は、図３の熱処理チャンバ２００のような反応表面を加熱する赤外線源を有する熱処理チャンバにおいて、亜酸化窒素又は硝酸から反応表面近くに高い反応性を有する酸化／窒化種を生成するのに使用される。
【００２９】
[0036]別の実施形態では、ＵＶ放射線は、図３の熱処理チャンバ２００のような反応表面を加熱する赤外線源を有する熱処理チャンバにおいて、ＮＦ３、Ｆ２、ＣＦ４、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、ＣＣｌ４、Ｃ２Ｃｌ６又はそれらの組合せから反応表面近くに高い反応性を有するフッ素化種を生成するのに使用される。反応性フッ素化種を生成するためＵＶ放射線エネルギーを使用するとき、石英チューブ２２３は、耐フッ素化材料で形成されたチューブと置き換えられる。
【００３０】
[0037]赤外線及びＵＶ放射線を組み合わせて使用することにより、いずれかの放射線を単独で使用するのでは可能でないような表面選択反応を可能とすることができる。一態様では、表面選択反応は、ＵＶ活性化及び差分表面加熱を組み合わせて結果として設計された放射率差を得ることにより達成される。
【００３１】
[0038]ＵＶ放射線源及び赤外線源の両方を有する熱処理チャンバのこのような構成は、幾つかの利点を有している。一態様では、酸化のようなある幾つかの処理においてＵＶ及び赤外線の両方を使用すると、その処理時間を短縮することができる。何故ならば、基板の温度上昇は、活性種を生成するのに赤外線を使用する代わりに、活性種を生成するのにＵＶ放射線を使用することにより減少させられるからである。
【００３２】
[0039]別の態様では、ＵＶ放射線源及び赤外線源を別々に制御することにより、処理結果の均一性を高めることができる。より詳細に述べると、図３のランプアセンブリ２１０のような赤外線源は、調整された赤外線分布により急速な融通性のある基板温度制御を可能とし、一方、図３のＵＶアセンブリ２２０のようなＵＶ放射線は、活性種及び活性サイト生成のための独立調整ＵＶ分布を可能とする。
【００３３】
[0040]別の態様では、赤外線領域内にＵＶ放射線源を配置するような構成は、基板処理表面に対する放射線タイプ及びチャンバの気相の両者の均一性をより良好に最適化することができるようにする。
【００３４】
[0041]更に又、気相を照射するのにチャンバの内側でＵＶ放射線を使用することにより、このような構成は、基板表面の付近に活性種を生成し、使用する場所の近くに高い活性を有する種を生成でき、且つ再結合又は他の望ましくない反応によるロスを最少とすることができるようにする。
【００３５】
[0042]更に又、このような構成は、基板表面からの揮発性物質のロスの点でも効果を有するものである。何故ならば、このような構成によると、プラズマを使用するような現在の技術による方法よりも高い圧力で活性種を生成することができるからである。基板表面から揮発性物質が失われることは、一般的には望ましくないことである。何故ならば、基板表面から揮発性物質が失われると、望ましい表面特徴部が損なわれたり、光学的表面の凝縮物汚損が生じたり、粒子生成につながったりしてしまうからである。基板表面からの揮発性物質のロスの点では、より高い圧力とすると、有効であることがよくある。しかしながら、現在技術においては、プラズマのような活性種を生成する方法は、一般的には、プラズマのイオン化領域の外側に基板を維持しつつ、そのイオン化領域の外側に活性種を逃がすようにするため、全ガス圧力を低くすることを必要としている。高密度プラズマは、高熱処理の場合にしばしばそうであるように、非常に高い温度に物質を曝すことに起因する汚染の問題を提起してしまうこがよくある。
【００３６】
[0043]その上、基板表面及び気相の両者を照射するのにＵＶ放射線を使用すると、活性サイト及び活性種の同時生成によりキネチックスが増強されてしまうことがある。
【００３７】
[0044]図５は、本発明の別の実施形態によるＵＶアセンブリ３２０の斜視図である。このＵＶアセンブリ３２０は、図１の熱処理チャンバ１００及び図３の処理チャンバ２００のような熱処理チャンバに対してＵＶ放射線を与えるのに使用することができる。このＵＶアセンブリ３２０は、一般的に、多角形を形成するように複数のジョイント３２４により接合された複数の側壁部３２１を備える。一実施形態では、この多角形は、図５に示されるように、四角形である。石英チューブ３２３に包囲されたＵＶランプ３２２が、一般的に、複数の側壁部３２１の各々の内側に配設されている。これらＵＶランプ３２２及び石英チューブ３２３の各々は、２つの隣接するジョイント３２４内へと延びており、これらジョイント３２４において、ＵＶランプ３２２の電極は、このＵＶアセンブリ３２０が存在しているチャンバの内側の放射線に対して遮蔽されている。このような構成とすることにより、ＵＶ放射線エネルギーは、気相の方へより多く向けられ、基板表面の方へ向けられるＵＶ放射線エネルギーはより少なくされる。このような構成において、ＸＥＲＡＤＥＸ（登録名）ランプのようなシングルエンド型ＵＶランプを使用することができる。
【００３８】
[0045]複数のリフレクタ３２７が、一般的に、望ましい仕方において対応するＵＶランプ３２２からのＵＶ放射線を反射するように複数の側壁部３２１の各々に沿って配置される。これらリフレクタ３２７は、一般的に、望ましい機能を達成するように設計された断面形状を有している。一実施形態では、図６に示されるように、これらリフレクタ３２７の各々の断面形状は、放物曲線である。対応するＵＶランプ３２２の中心は、この放物曲線の焦点３２８に置かれる。ＵＶランプ３２２からの放射線３２９がリフレクタ３２７に達するとき、そのリフレクタ３２７は、ＵＶランプ３２２によって形成された多角形の内側へと、多分、基板処理表面と平行にそれら放射線３２９を反射する。リフレクタ３２７の断面形状は、楕円形状又はその他のタイプのものであってもよい。これらリフレクタ３２７は、アルミニウム又は銀のような金属で形成された反射表面又はＵＶ放射線を効果的に反射する誘電体膜スタックで形成された反射表面を有することができる。これらリフレクタ３２７は、処理すべき基板の表面がＵＶに曝されるのを最少とするのに使用することができる。一実施形態では、リフレクタ３２７は、マイクロ波電力源により付勢されるＵＶランプに対するマイクロ波空洞としても使用することができる。
【００３９】
[0046]図７は、図５のＵＶアセンブリ３２０を有する熱処理チャンバ３００の断面図である。この熱処理チャンバ３００は、ＵＶアセンブリ２２０がＵＶアセンブリ３２０と置き換えられている以外は、図３の熱処理チャンバ２００と同様である。図７に示されるように、ＵＶランプ３２２は、ランプアセンブリ２１０の放射領域の外側にある。このような構成とすることにより、処理中における基板２０１に対するＵＶ放射及び石英チューブ３２３によるエネルギー吸収を最少とすることができる。
【００４０】
[0047]本発明の種々な実施形態について前述してきたのであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに、本発明の他の更なる実施形態が考えられるものであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって決定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態による熱処理チャンバの断面斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＵＶ（紫外線）アセンブリの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による熱処理チャンバの断面図である。
【図４】図３の熱処理チャンバの断面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるＵＶアセンブリの斜視図である。
【図６】図５のＵＶアセンブリに使用される典型的なリフレクタの断面図である。
【図７】図５のＵＶアセンブリを有する熱処理チャンバの断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００…熱処理チャンバ、１０１…基板、１０９…インレット、１１０…ランプアセンブリ、１１１…光パイプ、１１２…放射エネルギーパイプアセンブリ、１１４…石英ウインドウ、１１６…上方冷却壁部、１１７…下方冷却壁部、１１８…円筒壁部、１２０…ＵＶアセンブリ、１２１…側壁部、１２２…ＵＶランプ、１２３…石英チューブ、１２４…上部、１２５…底部、１２６ａ…開口、１２６ｂ…開口、１２７…キャップ、１２９…ＵＶ空間、１３０…チャンバ、１３１…インレット、１３７…開口、１３８…基板支持体、１３９…チャンバ空間、１４０…側壁部、２００…熱処理チャンバ、２０１…基板、２０６…電源、２０７…コントローラ、２０８…放射エネルギー源、２０９…インレット、２１０…ランプアセンブリ、２１１…光パイプ、２１４…石英ウインドウ、２１６…上方冷却壁部、２１７…下方冷却壁部、２１８…円筒壁部、２２０…ＵＶアセンブリ、２２１…側壁部、２２２…ＵＶランプ、２２３…石英チューブ、２３０…チャンバ、２３１…インレット、２３４…アウトレット、２３５…ガス源、２３６…ポンプ、２３７…開口、２３８…基板支持体、２３９…チャンバ空間、２４０…円筒側壁部、２４１…電極、２４２…シール、３００…熱処理チャンバ、３２０…ＵＶアセンブリ、３２１…側壁部、３２２…ＵＶランプ、３２３…石英チューブ、３２４…ジョイント、３２７…リフレクタ、３２８…焦点、３２９…放射線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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