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KR100692219B1 - Ｃｖｄ리액터 벽을 보호하기 위한 반사면 - Google Patents

Ｃｖｄ리액터 벽을 보호하기 위한 반사면 Download PDF

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KR100692219B1
KR100692219B1 KR1020057025420A KR20057025420A KR100692219B1 KR 100692219 B1 KR100692219 B1 KR 100692219B1 KR 1020057025420 A KR1020057025420 A KR 1020057025420A KR 20057025420 A KR20057025420 A KR 20057025420A KR 100692219 B1 KR100692219 B1 KR 100692219B1
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에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드
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Abstract

처리해야 할 기판에 대하여 온도의 균일을 달성하기 위해 반도체 처리 반응실에서 복사열 에너지를 분산시키기 위한 반사기 판(100)이 제공된다. 표면(104)은 실질적으로 평평한 부분을 갖지 않는 복수의 인접 함몰부(106)에 의해 특징지워진다. 함몰부의 폭 대 깊이의 비는 평균 3:1 이상이다. 함몰부를 격리하는 크레스트는 약 60°이상의 각도를 한정하므로 반사면에 대하여 비교적 원만한 텍스처를 제공한다. 그러므로 반사면의 세척이 용이하다. 반사기 판 제조방법은 볼엔드 밀링에 의해 평평한 금속 표면에서 재료를 제거하는 단계를 포함한다. 각 함몰부의 깊이와 인접 함몰부와의 중첩 정도는 선택된 범위 내에서 임의로 변경될 수 있다. 그리고 나서 고반사도의 거울면 마무리가 금 전기도금에 의해 점각면상에 제공된다.
반도체 처리 반응실, 복사열 에너지, 함몰부, 반사면, 볼엔드 밀링

Description

ＣＶＤ리액터 벽을 보호하기 위한 반사면{REFLECTIVE SURFACE FOR CVD REACTOR WALLS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 CVD 리액터의 개략적인 횡단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 CVD 리액터용 비드 블라스트 반사기 판의 부분횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라서 구성된 반사기의 확대횡단면도이다.
도 4는 도 3에 예시된 반사기 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 예시하는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라서 캐비티(cavity)를 절삭하기 위한 위치에 대한 예시적인 배치를 개략적으로 도시하고 있다.
본 발명은 CVD(chemical vapor deposition) 리액터 제작에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 그러한 리액터 내의 반사면에 관한 것이다.
발명의 배경
웨이퍼 상에 재료들의 박막을 형성시키기 위한 CVD 공정은 반도체 산업에서는 매우 잘 알려져 있는 공정이다. CVD 공정에서는, 증착될 재료의 가스 분자를 웨이퍼에 공급하고, 화학 반응에 의해 그 재료의 박막이 웨이퍼 상에 형성되게 한다. 일반적으로, 화학 반응을 가속화시키고 고품질의 막을 생성하기 위해 CVD 공정은 높은 온도에서 수행된다.
반도체 산업에서는, 재료가 웨이퍼 상에서 균일한 특성 및 균일한 두께로 증착되는 것이 중요하다. 초고밀도 집적회로(VLSI)와 극초대규모 집적회로(ULSI) 기술에서, 웨이퍼는 웨이퍼 상에 집적회로를 갖는 개별 칩들로 분리된다. CVD 공정 중에 어느 단계에서 불균일한 증착막이 생성되면 칩 상의 다른 영역에 있는 소자들이 불균일한 동작 특성을 보이거나, 모든 소자가 작동되지 않을 수도 있다.
균일한 두께와 고품질의 박막을 얻을 수 있는 가장 중요한 인자 중의 하나는 반응실 내 온도의 균일 여부이고, 특히 반도체 웨이퍼(또는 다른 증착 기판)에서의 온도의 균일 여부이다. 저항 가열(resistance heating), 유도 가열(induction heating) 또는 복사 가열(radiant heating)을 이용하여 기판을 가열시킬 수 있다. 이 중에서, 복사 가열이 가장 효율적인 기술이며, 현재는 CVD 반응실에 에너지를 공급하는데 있어서 가장 유리한 방법이다.
중요한 것은 복사 가열시 처리 시간이 짧아지고 처리량이 더 많아진다는 것이다. 복사 가열은 CVD 공정 중에 웨이퍼를 직접 가열한다. 다른 가열 기술보다 더 빠르게, 웨이퍼의 온도를 원하는 처리 온도로 올렸다가, 만족스러운 처리 온도로 내릴 수 있다. 이 외에도, 처리 단계를 완수하기에 충분한 시간 동안 원하는 온도에서 웨이퍼를 유지하기 위해 복사 가열을 제어할 수 있다. 복사 가열 에너지는, 예를 들면 반응실의 위, 아래에 줄지어 늘어선 석영 할로겐 램프에 의해서 공급될 수 있다.
유감스럽게도, 복사 에너지는 국부적인 열원을 사용하고, 그로 인한 집중 효과 및 간섭 효과 때문에 "열점(hot spot)"을 포함하는 불균일한 온도 분포를 생성하는 경향이 있다.
웨이퍼 상에서 보다 균일한 조명 및 이로 인한 균일한 온도 분포를 제공하기 위하여, 램프 뒤에 반사기(reflector)를 설치하여 웨이퍼를 간접 조명하는 것이 업계의 관행이었다. 이들 반사기는 일반적으로 베이스 메탈로 만들어지며, 반사도를 증가시키기 위해 금도금된다. 그러나 평평한 반사면이 가열되는 웨이퍼 상에 여전히 열점을 유발시키는 경향이 있다.
따라서, 처리 중에 반도체 웨이퍼상에 균일한 온도 분포를 이루게 하는 시스템이 필요하다. 그러한 시스템은 복사 가열의 장점을 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 반사면 및 그 반사면의 제조방법을 제공한다. 상기 반사면은 바탕이 비교적 매끄럽지만, 복사열 에너지를 분산시키기에 충분할 정도로 불규칙하다. 그러므로 상기 반사기는 처리할 기판의 균일한 가열을 도와주면서 동시에 세척이 용이한 표면의 텍스처를 제공한다. 따라서 세척을 위한 리액터의 작동 중지 시간이 줄어든다. 이 외에도 반사면이 비교적 깨끗하게 유지되기 때문에 반사기의 수명이 길어진다.
본 발명의 일 양상에 의하면, 고온 리액터에서 복사 에너지를 분산시키기 위한 반사기 판(reflector plate)이 제공된다. 반사기에는 반사면이 있는 베이스 플레이트가 있고, 반사면에는 복수의 함몰부가 형성되어 있다. 반사기 판에 걸쳐서 함몰부의 폭 대 깊이의 평균비는 약 3:1 이상이다. 반사면은 상기 함몰부와 같은 모양의 금속 거울면 마무리로 처리되어 있다.
본 발명의 다른 양상에 의하면, 냉각벽 반도체 처리 리액터가 제공된다. 상기 리액터에는 복사 에너지가 통과되는 적어도 하나의 창문이 있는 반응실이 있다. 복사원(radiation source)은 반응실 외부에 위치해 있다. 반사기도 반응실 외부에 위치하므로, 복사원이 반사기와 반응실 창문 사이에 위치하게 된다. 반사기에는 반응실과 마주하는 거울 반사면이 있다. 이 반사면에는 복수의 인접 함몰부가 있으며, 함몰부 내부에는 실질적으로 평평한 표면이 없다.
본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 고온 리액터에서 복사 에너지를 분산시키기 위한 반사기의 제조방법이 제공된다. 베이스 플레이트는 실질적으로 평평한 표면을 갖는다. 그 후 재료가 베이스 플레이트의 판면에서 제거됨으로써 불규칙한 표면이 만들어진다. 불규칙면은 거울면 마무리로 처리된다.
본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 복사 에너지를 분산시키기 위한 반사기의 제조방법이 제공된다. 상기 방법에는 실질적으로 평평한 표면을 갖는 베이스 플레이트가 제공되는 단계가 포함된다. 재료가 베이스 플레이트의 거의 전체 평탄면에서 제거됨으로써 평평하지 않은 표면이 만들어진다. 평평하지 않은 표면은 거울면 마무리로 처리된다.
본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 고온 리액터에서 복사 에너지를 분산시키기 위한 반사기의 제조방법이 제공된다. 베이스 플레이트는 실질적으로 평평한 표면을 갖는다. 복수의 함몰부가 베이스 플레이트에 형성되어 있다. 함몰부 각각은 베이스 플레이트로의 소정 깊이와 그 깊이에 대해 직각을 이루는 소정 크기의 폭을 갖는다. 반사기 판에 걸쳐서 함몰부의 폭 대 깊이의 비는 평균적으로 약 3:1 이상이다. 함몰부는 거울면 마무리로 처리된다.
본 발명의 또 다른 분야에 따라서, 고온 처리 리액터에서 복사 에너지를 분산시키기 위한 반사기가 제공된다. 반사기는 거울 반사 표면을 갖고 있는데, 그 표면에는 복수의 인접 함몰부가 있다. 상기 인접 함몰부들은 함몰부 사이에 또는 함몰부 내에서 실질적으로 평평하지 않은 표면들을 갖도록 구성된다.
본 발명의 특징은 다음의 도면 및 설명에 의해 명백해지는데, 이들 도면 및 설명은 발명을 예시하기 위한 것이지 제한하려고 하는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 바람직한 실시예는 싱글 웨이퍼의 화학증착로를 설명 및 예시하고 있다. 그러나 본 명세서의 개시 내용에 비추어, 본 발명은 복사 에너지의 균일 분포가 요망되는 다른 수많은 상황에도 응용될 수 있다.
전술한 "배경기술"에서 언급한 것처럼, 반도체 산업에서는 처리 시간이 짧아지고 그로 인해 처리량이 더 많아지는 것이 아주 중요하다. 그러므로 기판의 온도를 바람직한 처리 수준까지 신속히 올리기 위해서, 복사열을 이용하는 방법이 압도 적이었다. 이에 따라서, 증착 기판의 복사 가열을 위한 바람직한 화학증착로가 구성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 열원은 전체 스펙트럼의 빛을 발산시킨다.
도 1은 전형적인 CVD 냉각벽로(cold wall furnace)(10)를 예시하고 있다. 로(10)에는 수평 플로우 타입의 반응실(12)이 있고, 상기 반응실(12)에는 용융된 석영같은 복사열 에너지를 투과시키는 적어도 하나의 창문이 있다. 반응실(12)은 부분적으로 상부 석영 반응실벽(14)과 하부 석영 반응실벽(16)에 의해 정해진다. 반응실벽(14, 16)은, 특별한 구조적 특성을 갖도록 곡선을 이룰 수 있지만. 평평한 것이 바람직하다. 반응실(12)에는 또한 가스 유입구(17)와 가스 유출구(18)가 있는데, 가스 유로가 이들 사이에서 한정된다.
상기 반응실(12)은 도시된 싱글 수정 실리콘 웨이퍼 같은 싱글 기판(20)을 처리하기 위한 것이다. 그러나 바람직한 실시예의 장점은, 증착, 에칭, 어닐링, 도핑제 확산, 사진 평판 처리나 기타 온도 상승이 용망되는 어떠한 처리 과정을 위해서든, 웨이퍼 처리 로를 배치하는데도 똑같이 적용할 수 있다. 이 외에도 유리같은 다른 재료로 기판이 구성될 수도 있다.
기판(20)은 상기 반응실(12)내에서 적절한 방식으로 지지된다. 예를 들면 도시된 기판(20)은 서셉터(susceptor)(22)에 의해 지지된다. 반도체 처리장비 관련 기술에서 알려진 것처럼, 서셉터는 그라파이트나 실리콘 카바이드 같이 복사열 에너지를 투과시키지 않는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 서셉터와 기판의 결합체는 상기 반응실의 바닥벽에서부터 올라오는 관을 통해 연장되는 회전축과 같 은 지지 구조물(미도시)에 의해서 반응실(12) 내에서 원하는 높이로 지지된다.
상기 로(10)는 상부 가열실(50)과 하부 가열실(60)을 더 포함한다. 상부 가열실(50)은 전체적으로 사각의 하우징으로 이루어지고, 상기 하우징에는 윗벽(52), 서로 이격된 한쌍의 측벽(53)과 서로 이격된 한쌍의 끝벽(54)이 있다. 상부 가열실(50)의 마루는 상기 반응실(12)의 상부 석영 반응실벽(14)에 의해 정해진다. 상부 가열실의 윗벽(52)과 기판(20) 사이의 거리는 약 100mm 정도이다. 예를 들면 200mm 웨이퍼를 처리하기 위한 표준 싱글 웨이퍼 리액터에서, 이 거리는 약 65-70mm이지만, 300mm 웨이퍼를 처리하기 위한 리액터에서는 상부 가열실 윗벽에서 약 95-100mm 이격된 기판 높이를 갖는다.
복수의 복사 가열 요소 또는 램프(56)가 상부 가열실 내에 설치되어 있다. 도시된 것처럼, 상부 램프들(56)은 세장형의 관상형으로 평행 이격되게 배치되고, 또한 밑에 있는 반응실(12)을 통과하는 반응 가스 유로와 실질적으로 평행한 것이 바람직하다. 또한 램프들이 서로 약 32mm, 윗벽(52)으로부터는 약 10mm, 기판(20)으로부터는 약 90mm 이격된 것이 바람직하다. 이들 크기는 특수 리액터에 대한 가열 요건에 따라서 달라질 수 있다.
하부 가열실(60)은 상부 가열실(50)과 구성에 있어서 비슷하여, 바닥벽 (62), 이격된 한쌍의 측벽(63) 및 이격된 한쌍의 끝벽(64)을 포함한다. 하부 가열실(60)의 천장은 하부 석영 반응실벽(16)에 의해 형성된다. 복수의 복사 가열 요소 또는 램프들(66)이 하부 램프실(60) 내부에 수용되어 있다. 그러나 하부 램프들(66)은 가스 유로에 대해 가로로 배치된 세장형 관으로 이루어지고, 따라서 상부 램프(56)에 대해 가로로 배열되는 것이 바람직하다. 하부 가열실(60)에는 상기 서셉터(22)를 회전 가능하게 지지하는 석영 냉관(미도시)에 의해 생기는 냉점을 보상하기 위한 별개의 집중 램프(미도시)가 있다.
램프들(56, 66)은 비슷한 구성을 갖는 것이 바람직하다. 세장의 관상형 가열 요소(56, 66) 각각은 요오드같은 할로겐 가스를 함유하는 투명한 석영 관을 갖는 고강도 텅스텐 필라멘트 램프인 것이 바람직하다. 상기 램프들은 전체 스펙트럼 빛의 형태로 복사열 에너지를 생성하고, 상기 복사열 에너지는 두드러진 흡수 없이 반응실 벽(14, 16)을 통과해 전달된다. 반도체 처리장비 관련기술에서 알려진 것처럼, 다양한 램프(56, 66)의 전원은 기판(20) 근처에 배치된 온도 센서에 반응하여 독자적으로 또는 그룹핑되어 영역별로 제어될 수 있다.
램프(56, 66)는 도 1에 개략적으로 도시되어 있으며, 도 1은 지지 구조체를 도시하지 않는다. 그러나 그 기술에 숙련된 사람이라면 램프를 가열실 벽에 장착시키는 수많은 방법을 즉시 알 수 있다. 램프(56, 66)는 각각 양쪽 끝에 축방향으로 연장되면서 일체로 형성된 러그(lug)를 포함하고, 적절한 연결 핀의 구조가 전도체 끝에 마련된 커넥터를 수용하기 위해 러그 각각에서 연장되는 것이 바람직하다. 챔버의 끝벽에는 하향 개방된 슬롯이 있고, 상기 러그는 슬롯을 통해 연장되고, 러그의 위, 아래 슬롯에는 쇼크 패드가 장착되어 있다. 상기 러그와 상기 쇼크 패드는 오프셋 스크루와 와셔 같은 조임 수단에 의해 해체 가능하게 각각의 슬롯에서 유지된다.
전술한 것처럼 반사기는 흔히 복사열 램프와 연결하여 이용되는데, 반응실에 서 웨이퍼를 보다 균일하게 조명 및 가열하기 위한 것이다. 따라서 상부 가열실 윗벽(52)은, 하부 가열실 바닥벽(62)과 마찬가지로, 반응실(12)을 마주보는 고반사면을 구비하고 있다. 그러나 판상의 반사면은 여전히 웨이퍼 상에 열점을 유발시키는 경향이 있다. 그러므로 반사면은 기판(20)에서의 집중 효과 또는 간섭 효과를 피하기 위하여 임의 또는 확산 방식으로 복사 에너지를 반사해야 한다.
화학증착로 가열 램프 후방에 위치한 반사기는 종래에는 울퉁불퉁하거나 아니면 불규칙한 표면을 갖고 있었다. 울퉁불퉁한 표면은 램프 필라멘트에서 투사되는 강렬한 빛을 확산시켜 웨이퍼를 보다 균일하게 가열할 수 있게 해준다. 통상적으로 반사면은 비드 블라스팅(bead-blasting)에 의해, 즉, 고속의 글래스 비드들로 플레이트에 충격을 가하는 방법으로, 금속판을 표면 처리함으로써 얻을 수 있다. 그러므로 소량의 재료가 우연히 표면에서 제거되긴 하지만, 표면 거칠기의 패턴은 주로 충격에 의해서 얻어진다.
도 2를 참조하면, CVD 리액터 후방에 가열 램프를 장착시키기 위한 종래의 반사기(70)가 예시되어 있다. 반사기(70)는 종래의 비드 블라스팅 기술로 제조된다. 반사기(70)는 반응실을 마주하도록 된 면에 형성된 확산 반사면(74)이 있는 금속판(72)으로 이루어진다. 상기 반사면(74)은 상기 면(74)을 따라 임의로 분포되며, 예리한 가장자리(77)에 의해 분리되는 수많은 작은 홈들(76)로 구성된다.
상기 홈(76)의 크기와 분포는 물론, 부분적으로 베이스 플레이트에 충돌된 글래스 비드의 크기, 밀도 및 속도 그리고 노출 시간에 따라서 달라진다. 일반적인 비드의 크기는 지름이 약 0.008인치에서 0.010인치의 정도이다. 전형적인 종래 의 비드 블라스팅 요건에 따르면, 상기 홈(76)의 깊이는 0.0001 내지 0.0005인치의 범위에 있는 경향이 있다. 그리고 나서 울퉁불퉁한 표면(74)은 높은 반사도를 위해 금도금된다.
노출 시간에 따라서, 종래의 비드 블라스팅 공정은 흔히 홈(76) 사이에 있는 표면(74) 상의 미처리 영역(78)(즉, 비드에 의해 변형되지 않은 영역)을 남긴다. 이들 미처리 영역(78)은 평평하고 크기가 다르다. 비드 블라스팅에 과도히 노출되면 이러한 처리가 궁극적으로 표면 전체를 균분시키기 때문에, 밸리(79)처럼 평평한 영역이 된다. 이들 평평한 영역(78, 79)은 램프 필라멘트의 원하지 않는 국부 집중 반사 및 불균일 반사를 일으키므로, 기판을 분균일하게 가열시키는 결과를 가져오는 경향이 있다.
더구나 종래의 비드 블라스팅은 반사기(70)를 관리하는데 기술적인 어려움이 있다. 완전히 처리된 반사기 표면은 깨끗할 때는 만족스럽게 기능하지만, 울퉁불퉁한 표면의 반사 품질은 먼지 또는 다른 대기 중 입자의 축적으로 인하여 시간에 따라 나빠지는데, 이는 고온 램프에 대한 노출로 인한 입자의 탄화에 의해 악화되는 문제이다. 입자의 축적은 울퉁불퉁한 표면(74)의 임의 반사 특성을 방해하여 기판 (20)에서 흡수되는 열 에너지의 양을 감소시킨다. 따라서 처리된 반사면(74)을 주기적으로 세척해야 한다.
종래에는 비드 블라스팅된 표면을 깨끗이 하는 것이 매우 어려웠는데, 특히 CVD 리액터에 장착되었을 때 그러하다. 첫째, 종래의 비드 블라스팅은 작은 홈(76)을 만들어 내는데, 그 깊이(예를 들면 0.0001인치 내지 0.0005인치)가 대략 폭 과 비슷하다. 그러한 표면을 젖은 세정포(예를 들면 탈이온수 및 알콜)로 닦아도 그러한 홈(76)의 조밀한 경계구역까지는 미치지 않는다. 특히 작업공구가 예민한 램프 주위를 돌아 꼭 반사기(70)에 닿을 필요가 있는 경우에 그러하다.
더 나쁜 것은, 세정포에서 나오는 실들이 울퉁불퉁 표면(74) 상의 홈(76) 사이에 있는 예리한 가장자리(77)에서 찢어져 홈 속에 빠져버리는 것이다. 다른 입자와 마찬가지로, 세척 과정에 의해 홈(76) 내에 남겨진 실은 고온 동작중에 탄화하는 경향이 있다. 그로 인한 반사면(74)의 탈색 반점은 과도한 열을 흡수하고, 이로써 반사기 판 및 인접한 다른 부품을 손상시키고 기판에 도달하는 열의 양을 감소시키고 울퉁불퉁 표면(74)이 만들어내고자 하는 임의 분산 효과를 파괴시킨다.
세척 용액이 강할수록 반사면 상의 금도금을 부식시키는 경향이 있다. 이러한 금도금의 열화는 또한 표면의 반사도를 변화시킬 수 있다. 보다 효과적인 세척을 위해 CVD 리액터에서 반사기를 해체 또는 제거할 수도 있다. 그러나 반사기는 전형적으로 그 내부가 수냉식이므로 제거에 앞서 배관 연결에서 분리되어야하기 때문에 반사기의 제거가 복잡해진다.
그러므로 울퉁불퉁 반사면의 열화는 반사기가 더 이상 쓸모가 없어져 교체하게 될 때까지 계속되는 경향이 있다. 분명히, 이러한 교체는 복잡한 해체 및 반사기 교체 작업 동안의 작동 중지 시간의 비용은 물론 반사기 판 자체의 비용 때문에 더 많은 비용이 든다. 반도체 산업에서 웨이퍼는 연속적인 처리 공정 속에서 계속 처리되고, 따라서 반사기의 작동 중지 시간은 전체 생산 효율에 치명적인영향을 준다.
도 3은 도 1에 도시된 상부 가열실 윗벽(52)의 일부에 대한 확대단면도이다. 윗벽(52)에는 본 발명에 따라 구성된 반사기(100)가 있다. 바람직한 반사기 (100)는 가열 요소(56)에서 반응실(12)까지 복사열을 확산 반사시키거나 분산시킨다. 그로써 반사기(100)는 처리해야 할 기판을 균일하게 가열시키는 기능을 한다.
이하의 설명에서는 상부 가열실 윗벽(52)에 주안점을 두고 있지만, 윗벽과 반대의 위치에서 리액터(10)에 장착된 하부 가열실 바닥벽(52)도 동일하게 구성된다. 마찬가지로 석영 반응실(12)을 에워싸는 다른 리액터 표면에는 비슷한 반사기가 있어, 산란하는 복사열이 반응실(12) 외벽에 의해서 보다는 오히려 기판(20)이나 서셉터(22)에 의해 궁극적으로 흡수된다.
예시된 반사기는 베이스 플레이트 또는 제1판(102)으로 구성되는데, 금속이 바람직하고, 황동으로 이루어지는 것이 더 바람직하다. 그러나 강철같은 다른 금속도 제1판(102)으로 만족스럽게 쓰일 수 있다. 제1판(102)은 의도한 사용에서 나오는 스트레스에 견디는 것은 물론 자체의 하중을 구조적으로 지탱할 만큼 충분히 두껍다. 예시된 제1판(102)은 약 1/4인치와 1/2인치 사이의 두께를 갖는데, 약 3/8인치인 것이 바람직하다. 상부 가열실 윗벽(52)에는 상부 가열실(50)에 걸치는 제1판(102)의 패널 3개가 있다. 구조적인 이유로 스팬이 길수록 반사기 판이 두꺼워진다. 예를 들면 300mm 웨이퍼를 처리하기 위한 반사기는 1인치 두께의 반사기 판을 구비한다.
제1판(102)에는 불규칙 반사면(104)이 있는 것이 바람직하다. 다른 구조에서는 반사도가 고도의 연마에 의해 제공되기도 하지만, 바람직하게는 반사도가 거 울면 금속 코팅에 의해 향상되는 것이다.
불규칙 면(104)은 반사할 때 빛을 효과적으로 분산시키도록 되어있다. 예시된 실시예에서 불규칙 면에는 면(104)에 대해 임의적으로(randomly) 분포된 함몰부(106)가 있으며, 따라서 "점각(stippled)" 면이라고 부를 수도 있다. 볼록면도 가능하긴 하지만 함몰부(106)가 오목면으로 이루어지는 것이 바람직하다. 예시된 함몰부(106)는 구형의 면에 따른다. 상기 함몰부(106) 각각은 면(104)이 함몰부들(106) 사이에 평평한 부분을 실질적으로 갖지 않도록 돌출부(peak or crest)(108)에서 또 다른 함몰부(106)에 인접한 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용된 것처럼 실제 평평한 면이 없다는 것은, 점각면의 약 5% 미만이 함몰부 사이에서 평평하다는 것을 가리키며, 약 2% 미만인 것이 바람직하고, 약 1% 미만인 것이 더 바람직하다. 더구나 함몰부(106) 자체 내의 면들은 전술한 백분율 내에서 평평한 면이나 판상의 표면이 거의 없도록 구성된다. 그러나 상기 면(104)은 플레이트의 중앙부에만 한정될 수 있고, 리액터 가열실(50) 내에 플레이트를 장착시키기 용이하도록 상기 플레이트의 가장자리 근처에는 판상의 표면이 있을 수 있다.
예시된 실시예에서, 경계 크레스트(108)에 대한 각 함몰부(106)의 깊이는 바람직하게는 약 0.0005 내지 0.020인치의 범위에 있는데, 약 0.004 내지 0.012인치의 범위가 더 바람직하다. 함몰부(106)의 피크간 폭은 약 0.002 내지 0.300인치의 범위에 있을 수 있다. 후술될 바람직한 제조방법에 의하면, 폭의 범위는 약 0.025 내지 0.140인치가 더 바람직하고, 0.090 내지 0.105인치가 가장 바람직하다. 함몰부(106)의 깊이에 대한 폭의 비는 평균 약 3:1 이상이고, 바람직하게는 약 5:1 이 상, 더 바람직하게는 약 10:1 이상이다. 임의적이고 집중되지 않는 패턴을 유지하기 위해 약 15:1 이하인 것이 가장 바람직하다. 함몰부들(106) 사이의 크기 및 관계는 바람직한 제조방법에 의해 더 잘 이해될 수 있다.
각각의 크레스트(108)는 도시된대로 크레스트(108)의 양측에서 함몰부 표면에 대한 접선 사이에 각 α를 형성한다. 각 α는 크레스트에서 크레스트까지 달라지고, 또 크레스트(108) 각각의 길이에 따라서 달라진다. 그러나 일반적으로 크레스트(108)의 각 α는 평균적으로 약 60°이상이고, 낮은 종횡비(aspect ratio)의 함몰부(106)가 얕기 때문에 약 90°이상인 것이 바람직하다. 예시된 실시예에서, 각 α는 처리된 플레이트 표면(104)에 걸쳐 평균 약 110°이상이다.
도시된 반사기는 반사기 표면에 대한 과열 및 손상을 막기 위한 냉각 구조물을 더 포함한다. 예를 들면 반사기(100)는 수냉식인 것이 바람직하다. 예시된 반사기(100)에는 점각면(104)에 평행하게 제1판(102)을 통과하는 건-드릴된(gun-drilled) 베셀(110)이 있다. 지름이 6mm임이 바람직한 이들 베셀(110)은 리액터의 측벽에 있는 배관장치에 연결되는 것이 바람직하다. 작동 중에 물이 베셀(110)을 통해 순환하여 반사기(100)의 냉각을 유지시킨다.
예시된 반사기(100)에는 또 점각면(104)에 수직으로 제1판(102)의 두께를 관통하는 가스구(112)가 있다. 이들 가스구(112)는 세장형 램프(56)의 끝 근처에 위치된 슬롯으로 구성되는데, 여기에서 석영 관이 램프(56)에 전원을 전달하는 와이어와 인터페이스한다. 그러므로, 각 램프(56)마다 두 개의 가스구(112)가 마련된다. 예시된 실시예에서, 상기 슬롯의 폭은 약 1.5mm이고, 약 50mm의 길이를 갖는 다. 와이어 인터페이스의 과열을 방지하기 위하여 리액터 작동 중에 냉기가 가스구(112)를 통해 강제 송풍된다.
제2판(114)은 점각면(104)과 마주보도록 제1판(102)의 변과 인접 평행하게 지지되고, 바람직하게는 제1판(102)과 약 40mm 이격되어 있다. 냉기가 제1판(102)과 제2판(104) 사이를 유동하는 동안, 제2판(114)은 가스구(112)를 통과하기도 하는 복사 에너지를 반사시키는데 이용된다. 제2판(114)은 알루미늄으로 구성되는 것이 바람직하다.
도 4에서는 점각 반사기 판(102) 제조방법을 예시한다. 제1판(102)의 함몰부(106)는 적절한 과정에 의해 형성될 수 있지만, 바람직한 방법은 평면 시트에서 재료를 제거하는 방법으로 구성된다. 예시된 실시예에서, 재료의 제거는 볼 밀링(ball milling)에 의해 이루어진다. 그러나 전술한 것처럼 함몰부는 금속 시트에 충격을 가하거나 연화처리된 시트에 적당한 다이로 성형하거나 주조하는 등의 알려진 다양한 방법에 의해서도 만들어질 수 있다.
*이하, "캐비티"란 용어는 인접하게 밀링 가공된 캐비티에 의한 침입(encroachment)을 설명하는 것이 아니라, 별도로 밀링 가공된 이론적인 형태를 기술하기 위해 사용될 것이다. 볼엔드 밀(ball-end mill)에 의해 만들어지는 캐비티는 평면도로는 원형이다. 최종 산물인 표면(104) (도 3) 내의 구조체를 설명하기 위해 용어 "함몰부"가 사용되는데, 함몰부는 인접 함몰부에 의해 부분적으로 경계가 정해진다. 함몰부는 인접 함몰부에 의해 끝이 잘릴 때는 원형이 아닐 수도 있다. 캐비티와 함몰부 사이의 구별은 도 5와 후술 설명을 참조한다.
도 4를 참조하면, 처음에는 실질적으로 평면인 베이스 플레이트가 마련된다(단계 120). 베이스 플레이트는 바람직하게는 금속으로 구성되며, 예시된 실시예에서는 황동으로 구성된다. 실질적으로 판상인 플레이트에는 평평하지 않은 아주 작은 불완전한 부분이 있을 수 있지만 본 발명의 정신을 벗어나는 것은 아니다.
재료를 밀링에 의해 황동 시트 표면에서 제거하여(단계 122), 캐비티를 생성한다. 밀링 단계(122)는 선택된 범위 안에서 임의의 깊이까지 재료를 제거하기 위해 컴퓨터 프로그램에 의해 자동으로 제어된다. 캐비티는 바람직하게는 약 0.0005와 0.020인치 사이의 깊이로 형성되고 더 바람직하게는 0.008과 0.012인치 사이이다. 캐비티의 깊이는 결과로 생긴 피크에 대해 측정되는 것이 아니라 베이스 플레이트의 원래의 평면에 대하여 측정된다.
다른 형태도 가능하긴 하지만, 캐비티를 만들기 위해 이용되는 밀링툴은 볼엔드 밀이 바람직하다. 재료의 제거를 위해 이용되는 볼엔드 밀은 지름이 1/16 내지 1/2인치인 것이 바람직하다. 보통 머쉰툴 공급자로부터 입수할 수 있는 3/8인치 볼엔드 밀이 예시된 반사기 표면(104)을 만들기 위해 이용되었다. 예로 사용된 밀링 머쉰은 "CNC Mill"이라는 상표로 시중에 판매되고 있다.
바람직한 3/8인치 볼엔드 밀을 사용할 때 0.008 내지 0.012인치 깊이의 밀링(122)으로 약 0.110 내지 0.130인치의 폭을 갖는 캐비티를 만들어낸다. 그래서 폭 대 깊이의 비가 3:1 이상이고, 바람직하게는 5:1 이상이고, 가장 바람직하기로는 약 10:1과 15:1 사이이다. 볼엔드 밀의 크기가 커질수록 빛 분산 효과의 감소를 대가로 하여 폭 대 깊이의 비가 더 커지게 됨을 알 수 있다.
캐비티가 생성된 후에는, 점각면(104)으로 플레이트 표면의 원하는 부위를 커버하여 거의 평평한 지점이 남아있지 않도록 하기 위해서, 또 다른 캐비티를 밀링하는 단계(122)가 필요한지 (도 4) 판단하는 결정단계(124)가 있다. 베이스 플레이트가 아직 중첩 또는 교차 캐비티로 덮여있지 않으면 플레이트는 측방으로 이동하게 되고(단계 128), 밀은 다른 캐비티를 생성하기 위해 시트에서 재료를 제거한다(단계 122).
그러나 다음 캐비티를 위해 밀(또는 베이스 플레이트)을 이동시키기 전에 측방 이동 방향 및 거리에 관한 판단 단계(126)가 있다. 그러한 판단은 단지 표면을 보고 밀링이 필요한 평평한 지점을 판단함으로써 이루어진다. 이동 거리는 교차 또는 중첩 캐비티를 형성시키는 값의 소정 범위에서 임의로 선택될 수 있다. 대안으로, 임의의 깊이를 갖는 캐비티가 도 3에 도시된 임의의 점각 패턴으로 되는 동안에, 이동 거리는 (예를 들면, 바람직한 볼엔드 밀에 의해 만들어지는 최소 캐비티 폭 및 캐비티 깊이의 범위인 0.110인치로) 일정하게 유지될 수 있다. 어느 경우든 인접하게 밀링 가공된 캐비티들의 중심에서 중심까지의 거리는 소정의 거리 범위 내에서 임의로 달라진다.
측방 이동을 결정했으면(단계 126), 그 결정에 따라서 밀이 이동하게 된다. 베이스 플레이트에서 다른 캐비티가 밀링되고(단계 122), 플레이트 표면이 교차 또는 중첩 캐비티로 덮여, 캐비티 중에서 미처리 영역이나 평평한 부분이 실질적으로 남지 않을 때까지 그 과정이 반복된다.
실제로, 단계 122 내지 128은 적당한 패턴의 캐비티에 도달하기 위해 한번만 실행될 필요가 있고, 그러한 과정의 결과로써 재현 가능한 머쉬닝 스텝(단계 129)을 만들도록 프로그램되어 있다. 숙련된 기술자는 제1판(102)의 패치(patch)를 완전히 처리할 단계 122 내지 128에 따른 측방 이동과 깊이의 패턴을 계산하거나 경험적으로 판단한다. 그러면 상기 패턴을 반복적으로 재현하도록 볼밀 머쉰을 프로그램시킬 수 있다.
복수 캐비티 밀링 스텝(단계 122)을 포함하는 머쉬닝 스텝(단계 129)은 확산 반사 가능한 전체면에 걸치는 하나의 패턴으로 구성될 수 있다. 대안으로, 각각의 머쉬닝 단계(129)에서는 전체 플레이트면보다 작은 범위의 중첩 캐비티의 패치를 형성할 수 있다. 그러한 패치들은 서로 맞물려서 제1판(102) 전체의 표면을 중첩 캐비티로 덮기 위해 인접하게 밀링되어 도 3의 점각면 패턴을 만들어낸다.
도 5는 캐비티(140)(바람직한 실시예에서 평면도에서 보면 원형)가 바람직한 실시예에 따라서 밀링 가공될 수 있는 위치의 예시 패턴을 갖는 표면을 개략적으로 도시한다. 도시된대로 캐비티(140)는 서로 교차 지역 또는 중첩 지역 (142)을 포함하여 캐비티(140)들 사이에 미처리 표면을 남겨두지 않는다. 캐비티(140)는 제1 반사판(102)의 표면을 그저 부분적으로 덮는 반면에, 원래 평면(144)의 경계는 처리된 영역을 둘러싸고 있는 것으로 도시되어 있다. 미처리 경계가 있다면, 그 양은 장착된 구성에서 반사시키는데 필요한 점각 영역에 따라 달라진다.
다시 도 4를 참조하면, 일단 점각 패턴이 실질적으로 판면의 전체에 대하여 생성되었다면 점각 베이스 플레이트를 코팅함으로써(단계 130) 반사도가 높은 거울 반사면이 생성된다. 바람직하기로는, 이 코팅 단계(130)에서 공지된 전기도금공정 이 이용된다. 예시된 실시예에서, 처리된 베이스 플레이트에는 0.0001인치 도금이 되는 니켈 플래쉬(nicket flash)가 제공된다.
다시 도 3을 참조하면, 중첩 캐비티(140) 패턴의 결과 인접 함몰부(106)가 이루어진다. 함몰부(106)는 도 3에 도시된 크레스트(100)에서 만난다. 점선으로 된 베이스 플레이트의 원래 평면(144)을 도시하는 도 3에서 명백한 것처럼, 각각의 크레스트(108)는 캐비티가 겹치는 지역(142)에 생긴다. 중첩 지역(142) 내에서 크레스트(108) (도 3)의 정확한 위치는, 크레스트(108)의 각 α가 그런 것처럼, 중첩 캐비티(140)의 상대적 깊이에 따라 달라진다.
도 3은 또 최종 함몰부(106)가, 캐비티(140)가 겹치지 않을 때보다 약간 작은 크기를 갖는다는 것을 보여준다. 측방 크기에 있어서 함몰부(106)는 다른 쪽에서 밀링된 캐비티(140)로부터 그 정도가 임의로 달라지는 오버랩(142)에 의해 부분적으로 한정된다. 그러므로 인접 캐비티(140)에 의한 침입(encroachment)의 정도가 그것을 생성하기 위해 밀링 가공된 해당 캐비티(140)보다 약간 더 좁은 (예를 들면, 약 10-20% 더 좁은) 함몰부(106)를 생성한다.
평균 크레스트(108)의 레벨로부터 측정된 함몰부(106)의 깊이는 또한 베이스 플레이트의 원래 평면(144)으로부터 측정된 밀링 가공된 캐비티의 깊이보다 약간 낮다. 가공된 캐비티의 중첩 배열 때문에 (도 5 참조) 원래 평면(144)의 거의 전부가 밀링 공정에 의해 제거된다. 본 설명에서 말하는 원래 평면(144)의 거의 전부를 제거한다는 것은 밀링 공정이 완료된 후에 원래 평면(144)의 약 5% 미만이 남아있다는 것을 가리킨다. 약 2% 미만의 평면이 남아있는 것이 바람직하고, 약 1% 미만이 남아있는 것이 가장 바람직하다. 따라서 실질적으로 평면 부분은 함몰부 (106) 사이에 남아있지 않게 된다. 더구나 바람직한 구형의 함몰부(106)는 그 안에 실질적으로 평평하거나 판상인 표면이 없다. 전술한대로, 이러한 백분율은 리액터에 장착될 때 판면 경계 영역을 포함한 어떠한 영역에 있어서도 복사 에너지가 반사하지 않는 평면부를 배제한다.
도시된 실시예의 제조 방법은 상기 판면에서 재료를 제거하는 방법을 포함하여 이루어지지만, 판면에 재료를 추가함으로써 등가의 불규칙면을 얻을 수 있다. 예를 들면 구형이든 아니든 복수의 돌기가 시트상에 증착될 수 있다. 이 경우에 최종 반사면 상의 돌기의 피크 사이의 면도 함몰부를 형성한다. 바람직한 제거의 경우와는 반대로 재료의 추가에 의해 형성되는 함몰부는 일반적으로 오목면보다는 오히려 볼목면을 갖는다.
다시 도 1을 참조하면, 작동 중에는 전력이 가열 요소(56)에 전달되어 복사열 에너지가 생성된다. 상부 석영 반응실벽(14)을 통과하는 복사 에너지의 일부는 (벽(14)에서 두드러진 열흡수 없이) 기판(20)이나 서셉터(22)를 직접 접한다. 그러나 에너지의 더 많은 부분은 반사기(100)(도 3)를 포함하는 상부 가열실 윗벽(52)에서 반사되고, 반응실(12) 외부의 다른 반사면에서 반사된다. 점각되고 고반사면 마무리로 처리된 반사기 표면(104)은 여러 방향에서 복사 에너지를 확산 반사시킨다. 반응실(12)이 판상이든 처리되었든 반사기에 의해 둘러싸여 있기 때문에 반사된 복사 에너지는 궁극적으로 기판(20)이나 서셉터(22)에 의해 흡수된다.
바람직한 반사기(100)에 의한 빛의 산란 때문에, 반사된 빛은 기판(20)과 서 셉터(22)에 이르기 위해 임의의 다양한 경로 길이를 이동한다. 따라서 직접 빛과 반사 빛 사이의 간섭 효과에 의해 열점이 기판(20)에 생성되지 않는다. 또 함몰부(106)의 형태와 크기는 집중 효과를 피할 수 있도록 선택된다. 증착 기판(20)은 CVD 또는 다른 처리 단계 동안에 균일하게 복사 가열된다.
상부 가열실 벽(52)과 관련하여 기술된 점각 반사면(104)은 하부 가열실 벽(62)에서 복사 에너지를 확산 반사시키는데도 똑같이 효율적이다. 마찬가지로 다른 배열에서도, 전술한 반사면이 다양한 구성을 갖는 리액터의 가열 요소들 뒤에 위치할 수 있고, 그럼으로써 반사된 복사 에너지가 냉각벽 가열실 내의 웨이퍼를 향하여 분산된다. 석영 반응실(12)을 에워싼 다른 표면들에는 또 바람직한 윗벽 (52)에 대해 전술한 것처럼 점각 반사면이 마련될 수 있다.
전술한 확산 반사면(104)은 다른 가열 요소들 뒤에 위치하지만, 다른 구조에서는 가열 어셈블리가 일부 가열 요소로부터의 복사 에너지를 집중시키기 위한 곡면의 집중 반사기를 포함할 수 있다. 예를 들면 상부 가열실에 있는 주변 가열 요소들로부터의 에너지는 온도 보상링 위로 하향 집중되어, 웨이퍼 가장자리에서 주변 열 손실을 보상하는 반면에, 중앙 가열 요소들은 웨이퍼를 직접 확산 가열시킨다. 웨이퍼와 기판에 대한 지지 구조체에 열을 집중시키기 위해 별도의 집중 램프를 마련할 수 있다. Robinson의 미국 특허 제4,975,561호는 그러한 복사열 집중 요소들을 기재하고 있다.
더구나, 보다 얕은 함몰부(106)를 갖는 점각면(104)은 비드 블라스팅이 생성하는 경향이 있는 예각의 가장자리가 없는 비교적 원만한 전체 텍스처를 나타낸다. 세정포가 날카로운 면에서 장애가 되거나 실오라기를 남겨두지 않으면서 함몰부(106)의 바닥에 닿을 수 있다.
그러므로 반사기(100)가 먼지없이 깨끗이 유지될수 있고, 반사면(104)은 불균일한 반사를 만들어내는 경향이 있는 흑점이 없이 유지될 수 있다. 그 결과 반사기(100)를 깨끗이 하기 위한 작동 중지 시간이 줄어들고 반사기의 수명이 길어진다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (26)

  1. 고온처리 리액터에서 복사 에너지를 분산시키기 위한 반사기 판에 있어서,
    복수의 함몰부가 있는 반사면을 갖는 베이스 플레이트를 포함하고, 각각의 함몰부가 상기 베이스 플레이트로의 소정의 깊이와 그 깊이에 대해 직교하는 소정크기의 폭을 가지며, 반사기 판에 걸쳐서 상기 함몰부의 폭 대 깊이가 평균 3:1 이상이며, 상기 반사면이 상기 함몰부들에 일치하는 반사 마무리를 포함하며, 상기 복수의 함몰부들은 반복 패턴에 따라 형성되며, 각 함몰부는 하나 이상의 다른 함몰부들과 중첩되며, 상기 함몰부들은 반사면 위에서 볼 때 비원형이며, 상기 반사면의 5% 미만이 평면인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사기 판에 걸친 함몰부의 폭 대 깊이가 평균 5:1 이상인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사기 판에 걸친 함몰부의 폭 대 깊이가 평균 10:1 이상인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사기 판에 걸친 함몰부의 폭 대 깊이가 평균 15:1 이하인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  5. 제1항에 있어서,
    각 함몰부가 0.002인치와 0.3인치 사이의 폭을 가지며 0.005인치와 0.02인치 사이의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  6. 제5항에 있어서,
    각 함몰부가 0.09인치와 0.105인치 사이의 폭을 가지며 0.004인치와 0.012인치 사이의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  7. 제1항에 있어서,
    각 함몰부가 오목한 형태인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  8. 제7항에 있어서,
    각 함몰부가 구형인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  9. 제8항에 있어서,
    각 함몰부가 3/8인치의 지름을 갖는 구형인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반사면의 2% 미만이 평면인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반사면 영역의 1% 미만이 평면인 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 반사 마무리가 거울면 금도금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트가 상기 반사면과 대략 평행하게 배치된 복수의 건-드릴된 워터 베셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트가 상기 반사면과 대략 평행한 베이스 플레이트를 통과하여 연장되는 복수의 가스구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 반사면의 반대편에, 베이스 플레이트와 이격되어 위치한 제2 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제1항에 있어서,
    상기 함몰부들이 평평한 표면을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 함몰부 각각이 0.004인치와 0.012인치 사이의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 함몰부 각각이 0.025인치와 0.14인치 사이의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 반사면에서 10mm 이격되고, 필라멘트를 갖는 복수의 석영할로겐 램프들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 판.
  23. 삭제
  24. 고온처리 리액터에서 복사 에너지를 분산시키기 위한 반사기에 있어서, 상기 반사기가 크레스트에 의해 이격되는 복수의 함몰부를 포함하는 반사면을 포함하고, 각 크레스트가 경사진 제1 함몰부 표면과 경사진 제2 함몰부 표면의 연결부에 형성되고, 상기 제1 및 제2 함몰부 표면이 상기 크레스트에서 60°이상의 각을 형성하며, 상기 복수의 함몰부는 반복 패턴에 따라 형성되며, 각 함몰부는 하나 이상의 다른 함몰부들과 중첩되며, 상기 함몰부들은 반사면 위에서 볼 때 비원형이며, 상기 반사면의 5% 미만이 평면인 것을 특징으로 하는 반사기.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 함몰부 표면이 상기 크레스트에서 90°이상의 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사기.
  26. 냉각벽 반도체 처리 리액터에 있어서,
    복사 에너지를 투과시키는 적어도 한 개의 창문을 포함하는 반응실;
    상기 반응실 외부에 위치하여 복사 에너지를 생성하는 복사원; 및
    상기 반응실 창문과의 사이에 상기 복사원이 위치하도록 상기 반응실 외부에 위치하고, 상기 반응실을 마주하는 거울 반사면을 가지는 반사기를 포함하며, 상기 반사면은 복수의 인접하는 함몰부들을 포함하는 부분을 포함하고, 상기 복수의 인접하는 함몰부들은 반복 패턴에 따라 형성되며, 각 함몰부는 하나 이상의 다른 함몰부들과 중첩하며, 상기 함몰부들은 반사면 위에서 볼 때 비원형이며, 상기 반사면 부분의 5% 미만이 평면인 것을 특징으로 하는 냉각벽 반도체 처리 리액터.
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