KR100252334B1 - 웨이퍼 처리 반응로에서의 기판 지지 차폐체 - Google Patents

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Abstract

기판 가공 챔버를 한정하는 하우징과, 가공을 위해 한면이 노출된 기판을 수용하고 지지하며 기판의 직경보다 큰 직경을 갖는 챔버내에 위치된 서셉터와, 서셉터를 수용하도록 치수가 결정된 개구를 수용하는 제 1 서셉터를 한정하는 몸체와 서셉터의 관상 주연부에 걸쳐지고 기판의 직경보다 큰 직경을 갖는 제 2 개구를 한정하는 루프를 포함하는 서셉터 한정 시일드부와, 기판의 노출면에 수직인 대칭축을 따라 시일드부에 대하여 서셉터를 제1 개구내로 이동시켜 걸친 루프와 접촉되도록하여 서셉터의 중앙에 지지되는 웨이퍼가 제 2 개구를 통하여 가공 분위기에 노출되도록 하는 서셉터 이동부를 포함하는 기판 가공 장치이다.

Description

웨이퍼 처리 반응기의 기판 지지 차폐체
제1도는 종래 반응기를 도시하는 단면도.
제2도는 본 발명의 반응기를 도시하는 유사 단면도.
제3도는 본 발명의 차폐체 링 및 서셉터 사이의 인터페이스에 대한 상세 단면도.
제4도는 제3도의 선 4-4에 따라 취한 차폐체 링의 상세 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 웨이퍼 12 : 샤워 헤드
13 : 새도우 링 14 : 링
20 : 반응기 22 : 하우징
24 : 처리 챔버 26 : 서셉터
42 : 펌핑 판
본 출원은, 캘리포니아 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티리얼스사에 모두 양도된 출원으로서 현재는 포기된 미합중국 특허 출원 제 07/322,664호의 일부계속(continuation-in-part) 출원이며, 현재는 미합중국 특허 제 5,305,248호로 허여된 미합중국 특허출원 제 07/823,942호의 일부계속 출원인 쳉(Cheng)등에 의한 동시계류중인 미합중국 특허 출원 제 08/218,204호의 일부계속출원이다.
본 발명은 반도체 웨이퍼상의 화학증착(CVD)을 위한 장치, 특히 서셉터의 상부 가장자리를 차폐하여 서셉터의 상부 가장자리의 증착을 방지하는 차폐체에 관한 것이다.
직접회로 구조물을 형성하는 동안, 다양한 재료층이 반도체 웨이퍼상에 증착된다 이것을 달성하기 위한 일반적인 방법중의 하나는 화학증착법(CVD)이다.
본 출원에 참조된 미합중국 특허 제 5,304,248호에 개시된 바와같이, 반도체 웨이퍼의 화학 증착법에 사용되는 전형적인 반응기가 제1도에 도시되었다. 이와같은 화학 증착 반응기에서는 웨이퍼(10)가 가스 인입구 또는 샤워 헤드(12) 아래에 있는 원형 서셉터(11)상에 지지된다. 텅스텐과 같은 금속 양이온을 포함하는 분자를 함유하는 처리/증착 가스는 샤워 헤드(12)를 통하여 CVD 챔버내로 유입되고, 금속이 웨이퍼(10)의 앞면 또는 상부면상에 증착되도록 웨이퍼에 인접하여 반응한다. 새도우 링(13)은 웨이퍼(10)의 가장자리에 위에 걸쳐지고 이에 의하여 지지된다. 새도우 링(13)은 웨이퍼 주변 주위에 전형적으로 1.5mm 내지 2.0mm 넓이의 배타적인 영역을 한정하는데, 이 영역 아래에는 어떤 증착도 일어나지 않는다. 이 영역을 형성하는 목적은 이 영역 아래에 있는 웨이퍼 가장자리 및 웨이퍼의 배면에 증착되는 재료를 차단하여, 챔버안에 원하지 않는 입자의 생성을 감소시키고자 하는 것이다. 이것은 증착 재료가 부착되지 않아야 하는 경우 특히 중요하다.
텅스텐의 증착은 좋은 예이다. 텅스텐은 어떤 표면에 잘 부착되지 않아서, 텅스텐이 반도체 웨이퍼상의 산화 실리콘에 증착되키기 전에 산화표면은 텅스텐이 (예를들면 텅스텐 티탄(TW) 또는 질화 티탄(TN)의 증착에 의해) 적절하게 부착되도록 사전 처리되어야만 한다. 전형적으로, 웨이퍼 표면의 가장자리 및 배면은 사전 처리되지 않아서 임의의 증착된 텅스텐은 적절히 부착되지 않고 입자가 떨어지는 경향이 있다.
또한, 배타적 영역은 웨이퍼 핸들링 장비에 의해 접촉될 때 완전하게 또는 부적절하게 처리된 면으로서 쉽게 쪼개지거나 또는 벗겨지지 않는 "완충" 영역을 제공한다. 이러한 쪼개짐 또는 벗겨짐은 원하지 않는 입자 발생을 초래할 수 있다.
제1도로부터 볼수 있듯이, 펌핑 링(14)이 챔버 내측의 지지 립 또는 쇼울더(15)상에 위치하고, 환상 갭은 링(14)과 서셉터(11)의 외부 가장자리사이에 한정되도록 내경을 갖는다. 처리가 이루어지는 동안, 비-반응 정화(purge) 가스는 증착 가스의 압력보다 높은 압력으로 서셉터 아래의 위치에서부터 챔버내로 유입된다. 이 정화 가스는 서셉터(11) 아래의 위치에서부터 환상 갭을 통하여 서셉터 상부 영역(11)으로 유동한다. 정화가스 유동의 목적은 증착 가스가 서셉터 아래 영역으로 통과하는 것을 방지하여 서셉터 아래의 영역에 배치된 반응기의 부품의 표면상에 원하지 않은 증착을 방지하는데 있다.
제1도에 도시된 바와같이, 새도우 링(13)은 서셉터(11)와 펌핑 링(14)상에 놓이게 된다. 새도우 링(13)은 서셉터(11)와 펌핑 링(14)사이에 한정된 환상 갭을 부분적으로 차단하여 서셉터 아래에서의 정화가스의 유동을 제어한다.
제1도에 도시된 장치가 가지는 문제는 증착이 웨이퍼의 전체면에 걸쳐 이루어지는 경우에는 사용될 수 없다는 것이다. 이것은 새도우 링이 제거되는 경우에도 동일한데, 이는 처리 반응기에서 웨이퍼를 가열하는 방법때문이다. 증착은 다른 어떤 요소보다도 웨이퍼의 온도에 영향을 받는다. 전형적으로 서셉터는 예를들면, 가열기 램프에 의하여 가열된다. 가열된 서셉터는 이어서 웨이퍼를 열 전도에 의해 가열한다.
임의의 가열된 서셉터에 있어서, 서셉터의 가장자리에서 열 손실을 발생하여 서셉터의 가장자리로 갈수록 온도가 강하하며, 결과적으로 서셉터의 주변영역은 서셉터의 중앙영역보다 더 낮은 온도를 가진다. 웨이퍼가 전도에 의해서 가열되기 때문에, 웨이퍼와 대략 동일한 직경을 가진 전술한 서셉터는 웨이퍼를 가장자리보다 중심에서 더 가열한다. 이것은 웨이퍼 전체에 걸쳐 균일하지 않고 제어가 어려운 증착을 초래한다.
단지 서셉터를 크게 하는 것으로는 이 문제를 해결하지 못한다. 확대된 서셉터는 증착에 노출되는 표면을 가질수 있다. 이러한 증착은 다음공정 사이클이 시작되기전에 플라즈마 에칭에 의해 수행되는 세정 공정수단에 의하여 제거되어야 한다. 플라즈마 에칭이 챔버내의 석영 및 알루미나 부품 또는 표면에서 매우 유효하지만, 서셉터는 양극 알루미늄으로 제조된다. 이 재료는 플라즈마 에칭에 저항성은 없으나 신속하게 마모된다. 따라서, 플라즈마 에칭에 의하여 제거될 필요가 있는 서셉터상의 어떤 증착도 문제를 유발할 것이다.
따라서, 전체 웨이퍼 표면을 처리하고 동시에 웨이퍼를 균일하게 가열할 수 있는 처리장치에 대한 필요성이 제기되었다. 더욱이, 이와같은 처리장치는 전술한 이유에 의해서 웨이퍼의 가장자리 및 배면 증착을 바람직하게 최소화해야 한다.
간단하게, 본 발명에 따르면, 단일 기판 CVD 웨이퍼 처리 반응기는 웨이퍼 지지 서셉터와 처리 가스를 웨이퍼 상부면을 향하여 챔버내로 유입시키는 샤워 헤드를 가지는 챔버를 포함한다. 서셉터는 웨이퍼의 외경보다 큰 외경을 갖는다. 처리가 이루어지는 동안, 차폐체 링은 웨이퍼의 외부 주변보다 높게 돌출하는 서셉터의 부분상에 놓이고 서셉터의 부분을 덮는다. 이것은 서셉터상의 부적절한 증착을 방지한다.
웨이퍼는 서셉터의 상부면의 포켓내에서 지지된다. 포켓의 밑바닥 주변에는 홈이 형성되며, 이 홈은 웨이퍼 바로 아래의 서셉터의 부분의 온도 균일성을 개선시키기 위하여 "열 쵸크(thermal choke)"로서 그리고 웨이퍼 가장자리에서 증착 형성에 대한 리셉터클(receptacle)로서 작용한다.
차폐체 링과 서셉터를 서로 각각에 대하여 중심에 위치시키기 위하여, 차폐체 링은 다수의 중앙 돌출부를 포함할 수 있으며, 중앙 돌출부중 적어도 일부는 서셉터가 차폐체 링을 챔버내의 그것의 지지부에서 위쪽으로 들어올리면서 위쪽으로 이동함에 따라 서셉터와 맞물린다.
더욱이, 본 발명의 특징은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 전형적인 단일 웨이퍼 CVD 반도체 웨이퍼 처리 반응기의 단면도인 제2도와 관련하여 기술된다. 도시된 바와같이, 반응기(20)는 내부에 서셉터(26)가 배치되는 처리 챔버(24)를 한정하는 하우징(22)을 포함한다. 서셉터(26)는 챔버를 상부(24a) 및 하부(24b)로 각각 분할한다. 서셉터는 금속 원자를 포함하는 가스가 웨이퍼(28)상에의 증착을 위하여 챔버(24)내로 주입될 수 있는 밀접하게 이격된 2차원 배열의 개구부들을 갖는 샤워 헤드(30) 아래에서 그의 상부면에 반도체 웨이퍼를 지지한다. 더욱이, 서셉터(26)는 리프트 기구(32)의 작용하에서 웨이퍼(28)의 주 평면과 수직인 중심축(31)을 따라 수직으로 이동 가능하고 회전 가능하다. 웨이퍼를 처리하는 동안, 서셉터와 챔버 내부는 하우징(22) 아래에 배치된 가열기 램프(34)와 같은 방사 에너지원에 의해 또는 선택적으로 서셉터(26)의 저항 가열기에 의해 가열된다. 방사 가열을 용이하게 하기 위하여, 하우징(22)의 하부 벽(36)은 가열기 램프(34)로부터의 방사 에너지가 투과되는 석영과 같은 재료이다. 가열된 서셉터(26)는 전도에 의해 적어도 부분적으로 웨이퍼(28)를 가열한다.
한편, 제2도에 도시된 바와같이, 서셉터는 웨이퍼보다 큰 직경을 갖는다. 일반적으로, 150mm의 웨이퍼에 대하여 서셉터는 163mm의 직경을 가져서, 서셉터에는 웨이퍼의 외부 주변보다 높게 돌출하는 영역이 생긴다. 차폐체 링(40)이 서셉터(26)의 외부 주변 둘레에 배치된다. 반응기가 작동하지 않을때, 차폐체 링(40)은 펌핑 판(42)상에 놓인다. 펌핑 판(42)는 샤워 헤드(30)로부터 대략 25.4mm 아래 지점에 통상적인 방식으로 챔버(24)의 외측벽에 고정된다. 그러나, 금속 또는 다른 재료를 웨이퍼상에 증착하는 동안, 차폐체 링(40)은 서셉터(26)에 의해 펌핑 판(42)으로부터 들어올려지고 서셉터(26)의 주변 영역에 의하여 지지된다.
제2도는 또한 하우징(22)이 정화가스 인입구(38)를 포함하는 것을 기술하는데, 이 정화가스는 정화가스 인입구(38)를 통해 챔버의 하부(24b)로 주입된다.
서셉터(26) 및 차폐체 링(40)의 확대 단면도인 제3도를 참조하여, 서셉터(26)와 차폐체 링(40)이 보다 상세히 도시된다. 제3도와 관련하여 아래의 주어진 특수한 치수는 예시적인 것이지 본 발명의 개념을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
제3도를 보면, 서셉터(26)가 감입된 포켓(43)을 포함하는 것을 알수 있다. 이 포켓은 웨이퍼(28)를 수용하도록 크기가 결정되고 웨이퍼의 직경및 두께보다 약간 크고 깊게 치수가 결정된다. 따라서, 예를들면 150mm인 웨이퍼 직경에 대하여, 포켓은 152.27mm 내지 152.40mm의 내경을 갖을 수 있다. 전형적으로, 그러한 150mm 웨이퍼는 0.711mm 내지 0.864mm의 두께이다. 이 경우에, 대응하는 포켓은 0.889mm 내지 1.016mm 두께이다.
포켓(43)의 주변 가장자리에는 반원형 단면을 가지는 홈(44)이 밑바닥에 형성된다. 이 홈(44)은 상부에서 약 0.889mm 내지 1.016mm의 폭을 가지며 약 0.457mm 내지 0.508mm의 반경으로 형성된다. 바람직하게, 홈(44)은 웨이퍼의 외경까지 그리고 웨이퍼 가장자리 사면(45)의 아래까지 방사 내측으로 연장될 수 있다.
홈(44)은 두가지 기능을 갖는다. 먼저, 홈(44)은 그것이 웨이퍼의 주변에서 서셉터(26)의 단면을 감소시키기 때문에 "열 쵸크"로서 기능을 한다. 서셉터(26)와 같은 재료를 가지는 몸체내에서의 열 전도는 몸체를 구성하는 재료의 단면적과 관련된다는 것이 공지되어 있다. 재료의 단면적이 감소됨에 따라 감소된 단면적을 통한 열 에너지 전달 능력이 감소된다. 전술된 바와같이, 서셉터(26)는 적어도 서셉터 그 자체의 전도에 의하여 웨이퍼(28)를 가열한다. CVD 응용에서, 웨이퍼(28)가 그것의 전체표면에 걸쳐 균일하게 가열되는 것이 바람직하다. 이것을 이루기 위하여, 웨이퍼(28) 바로 아래에 배치된 서셉터(26)의 부분은 균일한 온도를 가져야 한다. 홈(44)은 웨이퍼주변에서 서셉터의 단면적을 감소시켜 열 쵸크로서 작용하기 때문에 서셉터의 부분이 균일한 온도를 가지도록 한다. 홈(44)의 열 쵸크 효과가 없다면, 서셉터(26)의 외부 주변쪽으로 갈수록 자연스럽게 강하될 서셉터(26)의 온도는 웨이퍼(28) 아래의 서셉터(26) 부분내에서부터 감소되어야 한다.
둘째로, 아래에 기술되는 바와같이, 홈(44)은 웨이퍼 가장자리에 형성될 수 있는 증착을 수용하도록 작용한다. 이 증착 형성은 웨이퍼를 서셉터표면에서 멀리 들어올려서 원하지 않는 배면 증착을 가져오고 서셉터로부터의 전도에 의한 웨이퍼의 가열에 영향을 준다.
차폐체 링(40)은 전형적으로 가장 두꺼운 부분이 5.08mm이다. 150mm직경의 웨이퍼에 대한 실시예에서, 차폐체 링(40)의 내경은 150mm보다 약간크고 차폐체 링(40)의 최대 외경은 약 195.2mm이다. 링(40)의 외부 가장자리를 따라, 차폐체 링(40)은 하부면에 형성된 제 1 스텝(46)을 갖는다. 전형적으로 1.63mm 두께와 15.78mm 폭을 가지는 제 1 스텝(46)은 펌핑 판(42)의 상부에 형성된 상호 보완적인 형상의 스텝과 상호 작용하는 형상을 가진다.
차폐체 링(40)의 내부 가장자리에서, 서셉터에 걸치는 루프(48)를 한정하도록 하부면에 제 2 스텝이 형성된다. 걸친 루프 부분은 약 15.75mm의 폭과 가장 두꺼운 부분(50)에서 0.89mm의 두께를 갖고, 중심축(31)에 가장 근접한 루프(48)의 부분이다. 처리동안, 이와같은 루프(48)의 가장 두꺼운 부분은 접촉라인(52)에서 서셉터(26)와 맞물린다. 루프(48)는 중심축(31)으로부터 멀어질수록 단면적의 두께가 얇어지도록 서셉터(26)로부터 약 0°3.3'떨어지면서 테이퍼져 있다. 이 구조는 차폐체 링(40)이 접촉 라인(52)에서 가능한 한 웨이퍼에 근접하게 서셉터(26)와 접 촉하여 서셉터의 상부면상의 증착을 최소화하도록 한다. 서셉터(26)의 상부상으로의 증착을 더 최소화하기위하여, 루프(48)의 내부 가장자리(54)는 수직으로부터 약 5°의 각도로 접촉라인(52)으로부터 내측 상방으로 경사진다. 이것은 서셉터(26) 상부면의 임의의 노출부상의 증착을 감소시키는 서셉터(26)상의 "새도우"를 만든다. 이것은 또한 포켓(43)의 가장자리에 형성된 홈(44)내의 증착량을 감소시킨다.
마지막으로, 이 도면은 차폐체 링(40)의 주 몸체의 내부면(56)이 하방 외측으로 경사지고 있음을 도시한다. 실제로, 이 경사는 약 30°정도이다. 이 경사 내부면(56)은 일반적으로 서셉터(26)의 경사 외부면과 평행하며, 서셉터(26)가 공정 사이클 동안 상하로 이동됨에 따라 차폐체 링(40)내에 서셉터의 중앙을 맞추는 작용을 한다.
서셉터(26) 및 차폐체 링(40)이 서로 각각에 대하여 대략 중앙에 위치하도록 하기 위하여, 차폐체 링(40)은 6개의 탭(tab)(60)을 포함하며, 이 탭(60)중 하나는 제 4도에서 편평한 단면으로 도시되어 있다. 이들 6개의 탭(60)은 차폐체 링(40)의 내부면(56)을 중심으로 동일하게 이격되고, 차폐체링(40)의 전체 내부 경사면(56)을 따라 수직 상방으로 연장된다. 전형적으로, 이들 탭은 단면 폭이 2.286mm이고, 경사면(56)으로부터 웨이퍼의 중심을 향하여 0.25mm 돌출한다. 서셉터(26)가 차폐체 링(40)과 맞물릴때까지 이동하기 때문에 이들 6개의 탭(60)중 적어도 3개는 서셉터의 경사 외부면(56)과 접촉한다. 이것은 두 가지 장점을 갖는다. 첫째, 탭(60)은 서셉터(26)와 차폐체 링(40) 사이의 열 전도 전달에 이용되는 접촉 면적을 감소시킴으로써 차폐체 링(40)의 "히트 싱크(heat sink)" 현상을 감소시키는 점 접촉을 제공한다. 이와같이 감소된 접촉영역은 차폐체 링(40)과 서셉터(26)간의 고착기회를 감소시킨다. 둘째, 전술된 바와같이, 이들 탭(60)은 차폐체 링(40)과 셉터(26)를 서로에 대하여 중심에 위치시키는 작용을 한다. 이들 탭(60)은 가공허용오차를 증가시키고 서셉터(26)와 차폐체 링(40) 사이에서 최소의 안정한 3개의 접촉점을 제공한다.
다시 제2도를 참조하면, 전술된 반응기(20)는 다음과 같이 작동한다. 처리를 개시하기 위하여, 서셉터(26)는 리프트(32)의 작용으로 챔버(20)의 하부(24b)쪽 아래로 이동한다. 웨이퍼(28)는 통상적인 로봇 아암 및 리프트 핀(도시안함)에 의해 챔버내에 삽입되고 서셉터(26)상에 위치된다. 그 다음에, 서셉터(26)는 접촉 라인(52)에서 차폐체 링(40)과 접촉될때까지 후진 이동한다. 전술된 바와같이, 서셉터(26)가 상방으로 이동함에 따라 차폐체 링(40)의 내부면(56)을 따라 배치된 6개의 탭(60)은 차폐체 링이 서셉터(26)에 대하여 적절히 중심에 위치되도록 보장한다.
서셉터(26)가 상방으로 계속적으로 이동함에 따라, 서셉터(26)는 펌핑판(42)으로부터 약간 상방으로 차폐체 링(40)을 들어올려 차폐체 링(40)과 펌핑 판(42)사이에서 꾸불꾸불한 공간(58)을 형성한다. 웨이퍼(28)가 샤워 헤드(30)로부터 약 6.35mm 내지 12.7mm에 있을 때, 서셉터(26)는 정지되고 처리가 개시된다. 챔버의 내부, 특히 서셉터(26)가 가열기 램프(34)로부터의 방사 에너지에 의하여 가열된다. 서셉터(26)가 가열됨에 따라서, 전도에 의해 웨이퍼(28)가 가열된다. 가열과 증착의 균일성을 확보하기 위하여 서셉터(26)는 중심축(31)을 중심으로 회전한다. 이 회전은 회전가능한 리프트 기구(32)에 의해 통상적인 방식으로 수행된다.
서셉터(26)가 기술되지 않은 고온계와 같은 온도 감지수단에 의하여 결정된 적절한 온도에 도달하면, 정화 가스는 상부(24a)의 처리 가스의 압력보다 약간 높은 압력으로 정화 가스 인입구(38)를 통해 챔버의 하부(24b)로 유입된다. 이때에, 웨이퍼(28)의 상부면상으로의 금속 원자(전반적으로 구리 또는 텅스텐) 증착은 금속 원자를 포함하는 가스를 샤워 헤드(30)를 통하여 챔버(24)내로 유입시킴으로써 개시된다. 증착 가스는 전반적으로 정화 가스보다 약간 낮은 압력으로 유입된다. 그 결과, 정화 가스는 차폐체 링(40)과 펌핑 판(42)에 각각 형성된 상호 보완적인 스텝들 사이의 공간(58)(제 3도)을 통해 챔버의 하부(24b)에서 상부(24a)로 유동한다. 샤워 헤드(30)가 펌핑 판의 약 25.4mm 상부에 있을 때 그리고 웨이퍼가 샤워 헤드 아래 6.35mm 내지 12.7mm 지점으로 이동되었을 때, 스텝(46)의 수평면과 펌핑 링(42)사이의 갭은 약 12.7mm 내지 19mm가 된다. 이것은 증착 가스가 챔버(24)의 하부(24b)로 침투하는 것을 방지하는 장점이 있다. 가스가 침투되면, 하부내(24b)의 부품상에 원하지 않는 증착이 생긴다.
증착이 이루어지는 동안, 전술된 바와같이, 차폐체 링(40)은 서셉터(26)의 상부면을 차폐한다. 접촉 라인(52)의 후방(방사 방향 외측)에 놓이는 서셉터(26)의 모든 영역에서는 증착이 이루어지지 않는다. 더욱이, 루프(48)의 상방 및 내측 경사 내부 가장자리(54)는 또한 서셉터(26)의 상부면과 홈(44)의 적어도 일부를 차단한다. 그럼에도 불구하고, 약간의 증착이 홈(44)내에서 발생한다. 이것은 홈(44)의 제2 기능(열 쵸크 효과와는 다름)을 기술한다. 홈(44)은 웨이퍼(28) 가장자리 주위에서 발생하는 증착된 재료의 리셉터클로서 작용한다. 홈(44)이 없었다면, 이러한 증착은 웨이퍼의 가장자리에 형성되어 웨이퍼가 서셉터(26)로부터 약간 들어올려지도록 한다. 기술된 바와같이, 이것은 서셉터와 웨이퍼 사이의 열 전도에 영향을 줄수 있는 웨이퍼와 서셉터(26)사이의 접촉점을 감소시키는 해로운 현상을 나타낼수 있다. 또한, 이것은 웨이퍼(28) 아래에서 증착 가스의 침투를 유발하여 당업계에서 "배면 분사(backside burn)"로서 공지된 현상을 야기시킨다.
이러한 배면 분사 또는 웨이퍼 배면상의 증착은 품질관리 관점에서 일반적으로 허용할수 없다. 홈(44)내의 어떤 증착도 플라즈마 에칭 세정동안 항상 에칭될수 있다. 비록 이러한 플라즈마 에칭 세정이 편평한 상부면에 해로울지라도, 홈에는 그렇게 해롭지 않다. 이는 홈이 홈의 기능 또는 서셉터의 기능에 나쁜 영향을 주지않고 에칭될 수 있기 때문이다.
마지막으로, 증착 처리동안, 정화 가스와 사용된 증착 가스는 통상적인 방식의 배출구(도시안됨)에 의하여 챔버(24)의 상부(24a)로부터 배기된다. 따라서, 본 발명의 신규한 장치는 다수의 장점을 갖는다. 차폐체 링(40)의 루프(48)는, 웨이퍼(28)의 외측 가장자리를 지나 돌출하는 서셉터(26) 상부면상의 재료 증착을 방지한다. 루프(48)의 차폐효과를 더 강화하기 위하여, 내부 가장자리는 전술된 바와같이 내측 상방으로 경사진다.
더욱이, 서셉터(26)는 웨이퍼(28)보다 큰 직경을 갖는다. 이것은 서셉터의 가장자리쪽으로 갈수로 더 낮아지는 온도강하가 웨이퍼(28)의 외측 가장자리 너머에 위치하는 서셉터 부분에서 발생하기 때문에 웨이퍼의 보다 균일한 가열을 초래한다. 홈(44)은 온도 강하가 웨이퍼(28)의 가장자리를 넘어서 발생하도록 한다.
홈(44)은 웨이퍼(28) 가장자리 주위에서 증착물 축적에 대한 트랩으로서 작용하는 장점을 갖는다. 마지막으로, 전술된 장치의 다른 장점은, 증착가스보다 고압인 정화 가스가 챔버(24)의 하부로부터 차폐체 링(40) 및 펌핑링(42)사이의 공간(58)을 통해 챔버의 하부로부터 상부로 통과할 수 있다는 것이다. 이것은 챔버(24)의 하부(24b)내에 위치된 부품 표면상에의 증착을 방지한다.
전술된 발명을 이해의 편의를 위하여 예시의 목적으로 상세히 기술하였지만, 특허청구의 범위내에서 변화 및 변형이 이루어질수 있다. 따라서, 본 발명은 특정 설명에 한정되지 않으며 특허청구 범위의 관점에서 판단되어야 한다.

Claims (11)

  1. (2회정정) 직경을 갖는 기판을 처리하기 위한 장치에 있어서,
    (a) 기판 처리 챔버를 한정하는 하우징과;
    (b) 상기 챔버(24)내에 배치되며, 처리를 위해 한면이 노출되는 기판을 수납하여 지지하며, 상기 기판의 직경보다 큰 직경을 갖는 서셉터와;
    (c) 상기 서셉터를 수납하도록 치수가 결정된 서셉터 수납 제 1개구부를 한정하는 몸체, 및 상기 서셉터의 환상 주변부위에 걸쳐지며 상기 기판의 직경보다 큰 직경을 갖는 제 2 개구부를 한정하는 루프를 가지는 서셉터 한정 차폐체와;
    (d) 상기 기판의 노출면에 수직인 대칭축을 따라 상기 차폐체에 대하여 상기 서셉터를 상기 개구부내로 이동시켜 상기 루프와 맞물리도록 하여, 상기 서셉터의 중앙에 지지되는 상기 웨이퍼가 상기 제 2개구부를 통하여 처리 환경에 노출되도록 하는 서셉터 리프트를 포함하며, 상기 루프는 상기 루프의 방사상 내부 가장자리에 인접한 접촉라인에서 상기 서셉터와 맞물리며, 상기 서셉터 및 상기 접촉라인의 방사상 외측루프사이에 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. (2회정정)제1항에 있어서, 상기 루프는 제 2 개구부를 향하여 하방으로 경사지고 상기 웨이퍼의 노출면에 대하여 내부 예각을 한정하는 내부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. (2회정정)제1항에 있어서, 상기 루프는 상기 접촉 라인에서 확대된 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. (2회정정)제1항에 있어서, 상기 서셉터의 직경보다 큰 내경을 가지며, 그자체와 상기 서셉터사이에 링을 형성하기 위하여 상기 챔버내의 대칭축에 대해 대칭으로 배열된 환상 펌핑 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. (2회정정)제4항에 있어서, 상기 서셉터의 차폐체는 제 1 스텝을 갖는 외부 가장자리를 포함하고, 상기 펌핑 링은 제 2 스텝을 갖는 내부 가장자리를 포함하고, 상기 제 1스텝과 제 2 스텝이 서로 각각 정합되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. (2회정정)제1항에 있어서, 상기 서셉터 수납 개구부는 내측으로 돌출하는 다수의 돌출부가 배열되어 있는 내부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. (2회정정)제1항에 있어서, 상기 서셉터는,
    (a) 그것의 상부면에 배치되며, 일반적으로 직립인 측면과 바닥을 가지며 상기 기판을 수납하는 크기를 가진 기판 수납 포켓과;
    (b) 상기 포켓의 바닥내에 형성되며, 상기 기판이 상기 포켓에 수납되어 중심에 있을 때 상기 기판의 주변에 형성되도록 하는 크기를 가진 외접홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. (2회정정)제6항에 있어서, 상기 수납 포켓은 대략 그곳에 수용된 기판의 두께 정도의 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. (2회정정)제7항에 있어서,
    (a) 기판 처리 가스를 제 1 압력으로 챔버내로 유입시키기 위한 처리가스 인입구와;
    (b) 정화 가스를 상기 제 1 압력보다 높은 제 2압력으로 상기 챔버내로 유입시키기 위한 정화 가스 인입구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. (2회정정)제9항에 있어서, 상기 서셉터의 직경보다 큰 내경을 가지며, 그자체와 상기 서셉터사이에 링을 형성하기 위하여 챔버내의 대칭축에 대해 대칭으로 배열된 환상 펌핑 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. (2회정정)제8항에 있어서, 상기 서셉터, 상기 차폐체 및 상기 펌핑 링은 처리동안 상기 챔버가 상부 및 하부로 분할되도록 배열되고 상기 정화 가스 및 상기 처리 가스는 상기 챔버의 하부 및 상부로 유입되어, 정화 가스는 상기 고리를 통하여 상기 챔버의 하부에서 상부로 유동하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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