(57)【要約】本発明は、半導体プロセスシステム及び方法に関する。本システムは、輻射エネルギー源の組立体、及び、複数の制御信号に基づき、各エネルギー源に選択的に電力を供給するように構成されたプログラマブル・スイッチアレイを含む。方法は、基板の複数領域の温度を測定し、複数の輻射エネルギー源を制御して、どのような温度不連続性をも補正することを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輻射エネルギー源の組立体と、
前記組立体の一部として構成され、複数の制御信号に基づいて各輻射エネルギー源に電力を選択的に供給するように構成されたプログラマブル・スイッチアレイと、
を含むことを特徴とする、半導体プロセスで使用するシステム。
【請求項２】
高電圧ＤＣ電力を受け取り、低電圧バイポーラＤＣ電力を前記プログラマブル・スイッチアレイに供給するように構成された、１つ又はそれ以上のＤＣ−ＤＣコンバータを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
定電流電力入力を受け取り、可変電流電力出力を前記１つ又はそれ以上のＤＣ−ＤＣコンバータに供給するように構成された、エネルギー格納ユニットを更に含むことを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記エネルギー格納ユニットが、キャパシタバンクを含むことを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
ＡＣ電力を受け取るように構成された変圧器と、
該変圧器に結合され、前記定電流電力入力を生成するように構成された、全波ブリッジと、
を更に含むことを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記プログラマブル・スイッチアレイが、前記輻射エネルギー源の各々に電力を供給するように構成されている複数の半導体スイッチを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記スイッチが、ＰＭＯＳ  ＦＥＴとＩＧＢＴの内の少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記プログラマブル・スイッチアレイが、各輻射エネルギー源に選択的に電力を供給するようにプログラム可能な割り当てマトリクスを更に含むことを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
基板温度を示す複数のセンサからの信号に応答して、前記制御信号を生成するように構成されている、コントローラを更に含むことを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
パルス幅変調器が、前記制御信号を受け取り、前記割り当てマトリクスに供給される選択信号を生成することを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
輻射エネルギー源の組立体と、
複数の制御信号に基づいて前記輻射エネルギー源へ電力を供給する複数のスイッチを含むスイッチアレイと、
前記制御信号を、前記スイッチアレイの選択されたスイッチに供給するためのプログラマブル割り当てマトリクスと、
を含むことを特徴とする、半導体プロセスに使用するためのランプヘッド。
【請求項１２】
高電圧ＤＣ電力を受け取り、低電圧バイポーラＤＣ電力を前記スイッチアレイに供給するように構成された、１つ又はそれ以上のＤＣ−ＤＣコンバータを更に含むことを特徴とする、請求項１１に記載のランプヘッド。
【請求項１３】
前記制御信号をコントローラから受け取り、前記割り当てマトリクスに供給される選択信号を生成する、パルス幅変調器を更に含むことを特徴とする、請求項１２に記載のランプヘッド。
【請求項１４】
前記輻射エネルギー源と、前記スイッチアレイと、前記割り当てマトリクスと、前記１つ又はそれ以上のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記パルス幅変調器とが、プリント回路基板構造体の一部として形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載のランプヘッド。
【請求項１５】
基板の複数領域の温度を測定し、
複数の輻射エネルギー源を制御して、前記測定段階によって検出された、任意の非半径方向の温度不連続性を補正することを含む、半導体プロセスシステムで使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般に半導体プロセスシステムに関し、より詳細には、改良ランプヘッドを有する半導体プロセスシステムに関する。
【０００２】
（背景技術）
急速加熱処理（ＲＴＰ）システムは、半導体ウェーハ上で表面構造を生成し、化学的に変化させ、又はエッチングするために、半導体チップ製造において使用される。米国特許第５，１５５，３３６号に記載されているように、このようなＲＴＰのシステムは、半導体処理チャンバと、該半導体処理チャンバ上に配置された熱源組立体又はランプヘッドとを含む。尚、前記特許は、当該出願の譲受人に譲渡され、引用により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
ランプヘッドには、多数の赤外線ランプが配置されている。処理時には、ランプの輻射エネルギーが、上側ウィンドウ、光通路、及び下側ウィンドウを通って、処理チャンバ内の回転している半導体基板上に輻射する。このようにして、ウェーハは必要な処理温度まで加熱される。
【０００４】
ランプヘッドは、高度にコリメートされた輻射エネルギーをタングステン−ハロゲンランプから処理チャンバまで供給するための、多数の光導波管を含むことができる。ランプは、半径方向に対称な様態で定められた、複数の区域に分配される。各区域は、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）駆動装置によって個別に電力が供給され、該駆動装置は、多重入出力コントローラによって制御される。ランプは、大きな配線カラー及び高負荷用の電気ケーブルを通じてＳＣＲ駆動装置に接続されている。
【０００５】
現在のＲＴＰチャンバ設計には、所有コストを相当に増大させる多数の問題がある。現在のＲＴＰシステムは、チャンバ当たり１６５アンペア（Ａ）の最大連続電流を引き出し、温度立ち上がり時には、ピーク電流が２００Ａに達する場合がある。デューティーサイクル（すなわち、電力が必要とされる処理サイクルの部分）は、通常のＲＴＰ処理では約４０％である。４室のＲＴＰチャンバを備えるメインフレームの場合、設備要求は、２０８ボルト（Ｖ）で９８０Ａである。これによって、システム設置コストが高価になり、並びに電力利用制限のある国における顧客への浸透が阻害される。また、低いデューティーサイクルは、ランプへの電力供給の非効率性、低出力、ノイズ、及び調波をもたらす。
【０００６】
また、現在のＲＴＰシステムは、比較的大きく、高価なランプヘッド電力ケーブルを有する。ＳＣＲ駆動装置をランプヘッドに接続するケーブルペアは、２０８ボルトで１００Ａを送電するために、それぞれ通常２ＡＷＧである。ケーブル束は太く、比較的硬いため、ランプヘッドのサービス性の容易さの点で問題が生じる。また、ケーブル束は比較的高価である。
【０００７】
現在のＲＴＰシステムは、通常高価で、ハード配線のランプ配線カラー組立体を有する。ランプは、この配線カラーを通じて給電される。組立体は大きく、非常に重く、更に別の設計問題を引き起こす。
【０００８】
現在のＲＴＰシステムは、通常ハード配線のランプ区域を有する。ランプは、固定数の区域にハード配線され、それぞれが独立のＳＣＲ駆動装置によって供給される。このため処理能力を最適化するために再構成することができない。
【０００９】
（発明の開示）
一般に、本発明は、半導体プロセスシステムに関する。一態様において、本発明は、輻射エネルギー源の組立体と、輻射エネルギー源の組立体の一部として構成し、複数の制御信号に基づいて、各輻射エネルギー源に選択的に電力を供給するように構成されたプログラマブル・スイッチアレイとで特徴付けられる。
【００１０】
特定の実施の形態に、１つ又はそれ以上の以下の特徴を含むことができる。システムは、高電圧ＤＣ電力を受け取り、低電圧バイポーラＤＣ電力をプログラマブル・スイッチアレイに供給するように構成された、１つ又はそれ以上のＤＣ−ＤＣコンバータを含むことができる。システムは、定電流電力入力を受け取り、可変電流電力出力を１つ又はそれ以上のＤＣ−ＤＣコンバータに供給するように構成された、エネルギー格納ユニットを含むことができる。エネルギー格納ユニットは、キャパシタバンクを含むことができる。
【００１１】
システムは、ＡＣ電力供給を受け取るように構成された変圧器と、該変圧器に結合され、定電流電力入力を生成するように構成された全波ブリッジとを含むことができる。プログラマブル・スイッチアレイは、ＰＭＯＳ ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）とＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）の内の少なくとも一方を含むことができる。
【００１２】
別の態様において、本発明は、半導体プロセスにおいて使用するためのランプヘッドで特徴付けられる。ランプヘッドは、輻射エネルギー源組立体と、スイッチアレイと、プログラマブル割り当てマトリクスを含む。スイッチアレイは、複数の制御信号に基づいて輻射エネルギー源に電力を供給する、複数のスイッチを含む。割り当てマトリクスは、制御信号をスイッチアレイの選択されたスイッチに供給する。
【００１３】
ランプヘッドの特定の実施形態に、１つ又はそれ以上の以下の特徴を含むことができる。ランプヘッドは、高電圧ＤＣ電力を受け取り、低電圧バイポーラＤＣ電力をスイッチアレイに供給するように構成された、１つ又はそれ以上のＤＣコンバータを含むことができる。ランプヘッドは更に、コントローラから制御信号を受け取り、割り当てマトリクスに供給する選択信号を生成する、パルス幅変調器を含むことができる。輻射エネルギー源と、スイッチアレイと、割り当てマトリクスと、１つ又はそれ以上のＤＣコンバータと、パルス幅変調器とは、部分的プリント回路基板構造体として形成されることができる。
【００１４】
更に別の態様において、本発明は、半導体プロセスシステムにおいて使用するための方法で特徴付けられる。この方法は、基板上の複数の領域における温度を測定し、複数の輻射エネルギー源を制御して、この測定段階によって検出された任意の非半径方向の温度不連続性を補正することを含む。
【００１５】
本発明の利点には、以下を含む。ランプゾ−ンはプログラム可能であり、個別のランプ制御が可能である。ランプヘッド内での高電圧ＤＣ電力の分散によって、ケーブルの直径を低減することができる。ランプヘッドの電力係数は、現行の設計よりも５０％低減される。コストもまた低減される。
【００１６】
他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、添付の図面及び請求の範囲から明らかになろう。
【００１７】
本発明の実施の形態は、添付の図面を参照ながら、実施例によって説明する。各図面における同じ参照番号及び名称は、同じ要素を示す。
【００１８】
（発明を実施するための最良の形態）
熱源組立体、及び半導体プロセスチャンバを含む、半導体プロセスシステムを説明する。以下の説明においては、本発明を完全に理解するため、特定の詳細に関して説明する。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細説明が無くとも実施することができることは、当業者であれば理解できよう。これ以外の場合については、本発明が不必要に曖昧になることを避けるために、公知の要素は示されていない。
【００１９】
以下の説明では、基板という用語は、熱処理チャンバ内で処理され、処理中にその温度が測定される任意の対象を広く含むことを意図している。基板という用語には、例えば、半導体ウェーハ、フラットパネルディスプレイ、ガラス板又はディスク、及びプラスチック加工品などが含まれる。
【００２０】
本発明の１つの実施の形態に従って修正されたＲＴＰシステムが、図１から図２に示されている。ＲＴＰシステムは、シリコン基板１０６を処理するための処理チャンバ１００を含む。例えば、基板１０６は、ディスク状の直径８インチ（約２００ｍｍ）又は１２インチ（約３００ｍｍ）のシリコンウェーハとすることができる。基板１０６は、チャンバ内部の基板支持構造体１０８上にマウントされ、基板の真上に配置された加熱要素、又はランプヘッド１１０によって加熱される。ランプヘッド組立体には、反射体１１０ｂ内部に配置された複数の個別のランプ１１０ａを含むことができる。各ランプに対して１つの反射体があるものとすることができる。反射体は、個別の光導波管、又は何らかの他の反射組立体であっても良い。
【００２１】
加熱要素１１０は、輻射エネルギー１１２を発生し、これが基板の前面に照射されて、水冷式の石英ウィンドウ組立体１１４を通過して処理チャンバ１００に入射する。基板１０６の下には反射体１０２が有り、水冷式のステンレススチール製の支持台１１６上に配置されている。支持台１１６は、循環回路１４６を含み、そこを通って冷媒が循環し、反射体及び反射表面を冷却する。２３℃より高温の水が支持台１１６を通って循環して、反射体の温度を、加熱された基板の温度よりも十分に低い温度に維持する。反射体１０２は、アルミニウム製であり、高い反射率の表面被覆１２０を有する。基板１０６の底面又は裏面１０９と、反射体１０２の上面とが、基板の効率的な輻射率を向上させる反射キャビティ１１８を形成する。
【００２２】
基板と反射体との間の離間距離は、約０．３インチ（約７．６ｍｍ）とすることができ、従って幅と高さの比が約２７であるキャビティを形成する。８インチシリコンウェーハ用に設計されたプロセスシステムでは、基板１０６と反射体１０２との間の距離は、約３ミリメートル（ｍｍ）と９ミリメートルの間である。キャビティ１１８の幅と高さの比は、約２０：１よりも大きい必要がある。離間距離が大きすぎる場合には、形成された仮想黒体キャビティによる輻射率強化効果が低下することになる。他方、距離が小さすぎると、例えば、約３ｍｍよりも小さい場合には、基板から冷却された反射体への熱伝導が増大し、従って、反射プレートへの熱損失の主要なメカニズムは、ガスによる伝導であることにより、容認しがたい大きな熱損失を加熱基板に負わせることになる。言うまでもなく、この熱損失は、処理ガスの種類及び処理時のチャンバ圧力によって決まる。
【００２３】
基板１０６の局部的領域の温度は、複数の温度プローブ又はセンサ１５２によって測定される。各温度プロ−ブには、支持台１１６の裏側から反射体１０２の上面へ貫通して延びる管路１２４を通る、サファイア光導波管１２６を含むことができる。サファイア光導波管１２６は、直径が約１．２５インチ（約３．１８ｃｍ）であり、管路１２４の方が僅かに大きい。サファイア光導波管１２６は、その最上端が、反射体１０２の上側表面と同一平面にあるか、又は僅かに低くなるように、管路１２４内に配置されている。光導波管１２６の反対側端部は、サンプル光を反射キャビティから高温計１２８まで伝達するフレキシブル光ファイバに結合する。
【００２４】
各高温計及び付属プロ−ブは、基板の１つの領域の温度を測定する。各高温計は、測定温度に応じて加熱要素１１０に供給する電力を制御する、出力制御システム２００に結合される。前述のように、加熱要素は、反射組立体内に収容されている複数のランプを含む。各反射組立体は、反射性の内側表面を含む。この反射性内側表面は、金メッキしたアルミニウムのような任意の適切な光反射材料からできている。反射組立体の開放端は、ウィンドウ１１４に隣接する位置に配置されている。
【００２５】
一実施形態において、ランプはタングステン−ハロゲンランプのような輻射エネルギーを放射する電球である。例えば、２００ｍｍウェーハを処理する場合、ランプヘッド組立体は、半径方向に対称な様態で定める１２の区域に分配された、１８７個のランプを含むことができる。３００ｍｍウェーハを処理するランプヘッド組立体は、１５の区域に分割された４０９個のランプを含むことができる。このランプ区域は、制御システム２００によって個別に調節され、これにより基板１０６の異なる領域の輻射加熱が制御可能となる。更に、以下に論ずるように、個々のランプは、独立して制御することができる。
【００２６】
基板は約９０と２４０回転（ｒｐｍ）との間の範囲で回転することができ、基板の裏側の異なる半径方向位置で温度測定が行われることにより、各温度プロ−ブ又はセンサは基板の異なる環状領域にわたる平均温度を生成する。制御システム２００のコントローラ２２０（図２参照）は、温度センサによって生成された温度測定値を受け取り、温度補正アルゴリズムに基づき温度を補正し、ランプの出力レベルを調節して、コントローラ２２０に供給される所定の温度サイクル分布２０５によって指定された基板温度を達成する。処理サイクルを通じて、コントローラは、異なる制御グループに供給される出力レベルを自動的に調節し、その結果、所望の温度分布からのどのような温度偏差も補正されることができる。１つの型式のコントローラが、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，７５５，５１１号に記載されており、該特許は引用により本明細書に組み込まれる。
【００２７】
基板を回転させる支持構造体は、基板の外周部の周りで基板と接触する、支持又は縁リング１３４を含み、これにより外周部付近の環状小領域を除いて、基板下側全体が曝露されるようにする。支持リング１３４は、半径方向幅が約１インチ（２．５センチメートル（ｃｍ））である。処理中に基板１０６の縁部で発生する、熱の不連続性を最小限に抑えるために、支持リング１３４は、基板と同一か又は類似の材料、例えば、シリコン又は炭化珪素からできている。
【００２８】
支持リング１３４は、シリコンで被覆して、高温計の周波数の範囲で不伝導性となるようにした回転自在の管状石英シリンダ１３６上にある。石英シリンダのシリコン被覆は、強度測定を汚染する可能性がある外部輻射源からの輻射エネルギーを遮断する障壁として機能する。石英シリンダの下部は、環状上側ベアリング１４１によって保持され、この環状上側ベアリング１４１は、固定環状下側ベアリングレース１３９内に保持されている、複数のボールベアリング１３７上に載置されている。ボールベアリング１３７は、スチール製であり、動作時の粒子状物質の形成を低減するために、窒化シリコンで被覆する。上側ベアリングレース１４１は、磁力によってアクチュエータ（図示せず）に結合され、該アクチュエータが、熱処理時にシリンダ１３６、支持リング１３４、及び基板１０６を回転させる。
【００２９】
磁力によって回転する支持リングは、３００ｍｍウェーハを処理するように構成されたチャンバで使用される。これは更に、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，１５７，１０６号に記載されており、該特許は引用により本明細書に組み込まれる。
【００３０】
チャンバ本体中に嵌め込まれたパージリング１４５は、石英シリンダを取り巻いている。該パージリング１４５は、上側ベアリングレース１４１の上方領域に開放する内部環状キャビティ１４７を有する。内部環状キャビティ１４７は、通路１４９を通じて、ガス供給源（図示していない）に接続されている。処理中、パージガスが、パージリング１４５を通じてチャンバ内に流入する。
【００３１】
支持リング１３４は、その外径が石英シリンダを越えて延びるように、石英シリンダの半径よりも大きい外径を有している。該シリンダ１３６を越える支持リングの環状外延部は、その下に配置されたパージリング１４５と協働して障壁として機能し、迷光が基板裏側の反射キャビティに入射するのを防いでいる。迷光が反射キャビティに反射する可能性を更に低減するために、支持リング１３４及びパージリング１４５もまた、加熱要素１１０によって生成された輻射エネルギーを吸収する材料、例えば、黒又は灰色の材料で被覆されることができる。
【００３２】
処理中、流入ポートを通じて基板とウィンドウ組立体１１４との間の空間に処理ガスを導入することができる。ガスは、真空ポンプ（図示せず）に結合された排出ポートを通じて排出される。
【００３３】
図２に示すように、ランプヘッド出力制御システム２００には、一構成において、変圧器（ＸＦＭＲ）２０４、全波ブリッジ２０６、エネルギー格納ユニット２０８、パルス幅変調器２１０、ランプ割り当てマトリクス２１５、及びコントローラ２２０が含まれる。ランプヘッド又は加熱要素１１０は、１つ又はそれ以上のＤＣ−ＤＣコンバータ２１２と、半導体スイッチアレイ２１６と、上述のように反射組立体内に配置された、複数のランプ１１０ａとを含む。
【００３４】
ランプ割り当てマトリクス２１５は、図のように、ランプヘッド組立体内に配置することができる。また、パルス幅変調器２１０も、ランプヘッド組立体の一部とすることができる。
【００３５】
変圧器２０４及び全波ブリッジ２０６は、例えば、４００Ａで２０８ボルトの３相ＡＣ電力を受け取り、ＡＣ電力をＤＣ電力へと変換する。この実施形態の変圧器定格は、６００ｋＶＡである。
【００３６】
エネルギー格納ユニット２０８は、全波ブリッジ２０６から定電流ＤＣ電力を受け取り、可変電流高圧（１０００ＶＤＣオーダーの）ＤＣ電力を高圧バス２０９に供給する。
【００３７】
エネルギー格納ユニット２０８は、要求時にはＲＴＰシステムの最大電流需要電力を供給し、他方で低ランプ動作期間中に再充電することを可能にする大きさに設定される。従って、これによりプロセスシステムの電力需要を平滑にする。エネルギー格納ユニット２０８は、当技術分野では公知の方法によって設定されたサイズのキャパシタバンクを含むことが好ましい。例えば、エネルギー格納ユニットは、約１，０００ファラッドの容量を有することができる。
【００３８】
エネルギー格納ユニット出力は、前述のように、バス２０９への高圧のＤＣ電圧である。これによって、より小さい線径の、より安価なケーブルをランプヘッド組立体１１０への電力供給用に使用することができる。特に、１０００ＶＤＣ電力バスの使用によって、ランプヘッド組立体への２線式８ＡＷＧランプ電力ケーブル接続が可能になる。これによって、ケーブル配線コストが低減され、チャンバの蓋の開放及びサービス作業に関して、より優れた設計方法が可能になる。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２１２を使用するランプヘッド組立体１１０内において、高電圧ＤＣ電力は、例えば、±５０ＶＤＣの低電圧バイポーラＤＣ電力に低減される。低電圧バイポーラＤＣ電力の電圧は、使用するランプフィラメントの型式によって選択することができる。複数のＤＣ−ＤＣコンバータ２１２を使用して、冗長性と信頼性を持たせることができる。
【００４０】
低電圧ＤＣ電力は、バス２１３を通じてスイッチアレイ２１６へ供給される。スイッチアレイには、ランプへの低圧バイポーラＤＣ電力の印加を制御するために、例えば、ＰＭＯＳ ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、又はＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）などの半導体スイッチ２１６ａを各ランプに含む。スイッチアレイ２１６は、従来のＲＴＰシステムで使用されているＳＣＲ駆動装置に置き換えられる。このスイッチアレイは、以下に説明するように、割り当てマトリクス２１５からのランプ選択信号を受け取る。
【００４１】
コントローラ２２０は、高温計１２８から基板温度測定値を表す信号を受け取る。コントローラ２２０は、上述のように、バス２０７を通じてパルス幅変調器２１０に供給されるアナログランプ制御信号を生成する機能を果たす。各ランプ制御信号は、所定の電圧範囲内にある電圧レベルである。通常の電圧範囲は、０から１０ＶＤＣである。パルス幅変調器２１０は、ｋ個の信号を、例えば、各ランプ区域に対して１つ受け取る。パルス幅変調器２１０は、ｋ個のランプ選択信号を、各ランプ区域に対して１つ生成する。パルス幅変調器２１０の各出力は、対応するランプ制御信号の電圧レベルに比例するパルス幅を備えた、バス２１９上の方形波である。
【００４２】
ｋ個のランプ選択信号は、割り当てマトリクス２１５に供給される。マトリクス２１５は、ｋ個の信号及びマトリクスのプログラムに基づいて、各ランプ２１８への電力の供給を選択的に制御する。マトリクスの出力数は、ランプヘッド組立体のランプ数と等しい。ランプ選択信号は、ライン２２１を通じ個々のランプの各々のスイッチに供給される。マトリクスは、各々のランプ選択信号を、同一の制御区域に割り当てられているランプに対するスイッチアレイ２１６のスイッチに供給するようにプログラムされている。
【００４３】
割り当てマトリクス２１５及びスイッチアレイ２１６は、プログラマブル・スイッチアレイとして動作する。割り当てマトリクス２１５は、プログラマブル・アレイのロジック部であり、スイッチアレイ２１６は、プログラマブル・アレイの電力供給部である。割り当てマトリクスは、スイッチアレイのどのスイッチが、及び、従ってそれらと結合しているランプが、どの特定のグループ又は区域に存在するかを判別する。プログラマブル・アレイは、任意の構成のランプ区域に対応するように、及び／又は、個別のランプを制御するようにプログラムすることができる。
【００４４】
割り当てマトリクスは、ハードウェア又はソフトウェア内に実装することができる。ハードウェア実装では、ハードウェアロジックをプリント回路基板上に含むことになる。ソフトウェア実装では、ソフトウェアロジックを、ＲＴＰシステム全体を制御するのに使用されるソフトウェアモジュール内に含むことができる。また、ソフトウェアロジックは、パルス幅変調器２１０と同様に、コントローラ２２０内に実装することも可能である。
【００４５】
簡略化した例として、図３のマトリクスによって示されているように、ランプヘッド組立体は、各区域が６つのランプ（ランプ１から６）を備えた、６つの略同心円の区域（区域ＡからＥ）を含むことができる。６つのランプ制御信号と、従って６つのランプ選択信号（信号１から６）とがある。割り当てマトリクスは、特定の区域の各ランプに対して、同じ信号を適用するようにプログラムされている。つまり、例えば信号１は、区域Ａのランプ１から６の各々に適用される。
【００４６】
また、図４に示されているように、別の運転計画では、各区域のランプは、それらに適用される２つの異なる選択信号を有する。つまり、例えば信号１は、区域Ａのランプ１、３、及び５に適用され、他方、信号２は、区域Ａの２、４、及び６に適用される。
【００４７】
この後者の運転モードの利点は、同じ同心円区域の隣接するランプが、異なる選択信号を受け取るので、基板内の非半径方向の温度の不連続性を補正することができることである。説明すると、非半径方向の温度の不連続性が意味することは、例えば、基板の任意の半径全域にわたって存在することができる温度の不連続性ではなく、基板の環状領域周辺に存在することができる温度の不連続性のことである。当然のことながら、温度センサを適切に配置して、基板の同じ環状領域に沿った温度の読みを提供する必要がある。
【００４８】
上述のレベルがプログラム可能であることにより、異なる処理の必要性に対して、ランプヘッド組立体を迅速にカスタマイズすることが可能である。プログラミングは、異なる処理を実行するように、或いは処理中であっても、変更することができる。高度なアルゴリズムを使用して、ランプ輝度の差異、基板間及び基板内の変動、及びランプ故障を補償することができる。例えば、特定の区域におけるランプ故障の場合、その電力損失は、該区域内の他のランプに供給する電力を増大させることによって補償することができる。
【００４９】
制御アルゴリズムは、高温計からのフィードバックに基づいて、ランプ較正を自動的に実行することができる。上述の米国特許第５，７５５，５１１号に記載されているように、ランプを同心区域内で動作させる必要がないので、プログラマブル・スイッチアレイは、非半径方向の温度の不連続を補正するようにプログラムすることができる。実際、ランプは、所望の殆どどのようなパターンで操作されても良い。ランプを操作する方法は、単に特定のランプヘッド組立体における制御信号の数とランプ数との関数、及び割り当てマトリクスをプログラムして制御信号を個別のランプに適用する様態である。
【００５０】
上述のランプ及び反射体は、１対１に対応する。しかし、別の装置において、複数のランプ又は輻射エネルギー源が、単一の反射体によって覆われてもよい。又、反射体は、大きな直径を有するシリンダ状の反射体が、複数の輻射エネルギー源のみならず、小さな直径の反射体をも覆うように、同心円状に配置されてもよい。この様な装置は、米国特許第６，０７２，１６０号で記載されており、該特許は、当該出願の譲受人に譲渡され、全体が引用により本明細書に組み込まれる。
【００５１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２１２、スイッチアレイ２１６、パルス幅変調器２１０、及び割り当てマトリクス２１５は、ランプヘッド組立体内の単一プリント回路基板（ＰＣＢ）構造体上に全て一体化することができる。ランプ２１８は、ＰＣＢ構造体に直接プラグで接続し、これにより、１０００ＶＤＣの電力接続と、ランプ制御信号の接続のみが必要となる。他の配線は全て排除される。この様なＰＣＢ構造体は、「Ａ ＰＯＷＥＲ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＰＲＩＮＴＥＤ ＣＩＲＣＵＩＴ ＢＯＡＤ ＦＯＲ Ａ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」という名称で、２０００年１１月９日に出願された、米国特許出願番号０９／７１０，５１８号に記載されており、該出願は本発明の譲受人に譲渡され、引用により全体が本明細書に組み込まれる。
【００５２】
添付の図面を示しながら、特定の例示的実施形態を説明してきたが、この様な実施形態は、単に例証であり、本発明を限定するものではなく、また当業者には幾つかの変更形態が可能であることにより、本発明は、図に示し、及び説明してきた特定の構成及び配置に限定されるものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
一実施形態による半導体プロセスシステムの略側面図である。
【図２】
ランプヘッド組立体出力制御システムのブロック図である。
【図３】
同じ区域のランプが同じ信号を受け取るランプヘッド組立体のプログラミング体系の概略図である。
【図４】
同じ区域のランプが異なる信号を受け取る別のプログラミング体系の概略図である。
【図１】
2004537870.tif 000003
【図２】
2004537870.tif 000004
【図３】
2004537870.tif 000005
【図４】
2004537870.tif 000006
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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