KR100445392B1 - 기판 지지 프레임 - Google Patents

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KR100445392B1
KR100445392B1 KR10-2000-0055486A KR20000055486A KR100445392B1 KR 100445392 B1 KR100445392 B1 KR 100445392B1 KR 20000055486 A KR20000055486 A KR 20000055486A KR 100445392 B1 KR100445392 B1 KR 100445392B1
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레리 창
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어플라이드 고마쯔 테크놀로지, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 일반적으로 처리 챔버 내에서 열팽창하는 동안 직면하는 편향을 최소화시키는 지지 프레임을 갖춘 기판 지지 시스템 및 기판 지지 방법을 제공한다. 일실시예에서, 지지 프레임은 하나 이상의 횡방향 부재에 연결된 하나 이상의 종방향 부재를 포함한다. 이러한 횡방향 부재는 바람직하게는 가열된 서셉터가 장착되는 지지면을 형성한다. 종방향 부재는 바람직하게는 가열된 서셉터 아래에 배치되어서, 종방향 부재의 열팽창을 최소화시킨다. 열전도성 재료로 제조된 스페이서는 상기 부재들 내의 열분포를 보다 균일하게 하도록 상기 부재들을 따라 적절한 위치에 배치될 수도 있다.

Description

기판 지지 프레임 {SUPPORT FRAME FOR SUBSTRATES}
본 발명은 전자 산업에서 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기판 처리 시스템 내에서 기판을 지지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 에칭, 전기도금, 평탄화, 및 다른 공정이 수행되는 기판은 집적 회로(ICs), 평판 디스플레이(FPDs), 및 다른 전자 소자를 제조하기 위해 사용된다. 일반적으로 웨이퍼로 알려진 라운드형 기판은 증착 및 다른 공정을 수행한 후에 웨이퍼를 개별적인 다이로 절단함으로써 다수의 집적 회로를 형성하는데 사용된다. 반도체 웨이퍼는 전형적으로 0.5mm 미만의 두께를 갖는 약 200mm의 크기를 가지며, 약 60그램의 중량을 갖는다. 전형적인 기판 처리는 처리 챔버 내에서 기판 표면을 가로질러 균일한 증착이 이루어지도록 편평한 기판 지지부를 요구한다. 비교적 작고 경량의 웨이퍼는 편평한 처리 위치를 유지하도록 최소의 구조적 지지부를 요구한다.
개념적으로, FPDs는 에칭, 증착, 및 평탄화와 같은 집적 회로를 제조할 때 수행되는 공정과 유사한 공정으로 제조된다. 일반적으로, FPD를 제조하기 위해 유리 기판 상에 다중 금속 상호 연결부, 액정 셀, 및 다른 소자가 형성된다. 예컨대 디스플레이 상태가 FPD 상의 개별적인 픽셀에서 전기적으로 생성되는 역동성 매트릭스 디스플레이 스크린을 형성하기 위해 조합적으로 사용된 시스템 내로 여러 소자가 집적된다. FPD의 전체 표면을 걸친 전체적인 공정의 균일성은 FPD가 양호하게 기능하고 FPD 내의 결함을 제로에 근접하도록 하는데 중요하다.
전형적인 유리 기판의 크기는 약 200mm×300mm 로부터 약 680mm×880mm로 증가되었고, 중량도 약 2 내지 3킬로그램으로 증가되었다. 이러한 크기는 보다 큰 스크린 또는 디스플레이에 대한 요구가 증가함에 따라 지속적으로 증가한다.
도 1은 상부(4), 바닥(6), 측벽(8), 지지판(18), 및 FPD 기판(12)을 지지하기 위해 내부에 배치된 서셉터(22)를 갖춘 CVD 챔버와 같은 처리 챔버(2)의 개략적인 단면도이다. 일반적으로, CVD 공정은 증착될 성분을 포함하는 "반응물(reactant)"로 불리는 기체상 화학물들의 반응에 의해 기판 상에 비휘발성 고상층을 형성시키는 것이다. 이러한 반응물은 시스템으로 유입되고, 기판 상에 원하는 층을 형성하도록 기판 상에서 분해 및/또는 반응된다. 반응 가스가 가스 유입부(14)를 통해 챔버의 상부 부근에 장착된 가스 매니폴드(16)로 유입된다. 측벽(8)에는 로봇이 기판(12)을 챔버로 이송하고 챔버로부터 기판을 회수하도록 개구(10)가 형성되어 있다. 지지판(18)은 지지 스템(20)에 연결되어 서셉터(22)를 지지한다. 지지판(18)은 일반적으로 산화알루미늄과 같은 세라믹 재료로 구성된 단일 사각형판으로 구성되며, 서셉터(22) 영역을 기밀하게 덮는다. 서셉터(22)는 본래 알루미늄으로 구성된 단일 사각형판으로 구성되었으며, 일반적으로 전원(24)으로부터 에너지가 공급되는 가열기(도시되지 않음)로 가열된다. 680mm×880mm 기판과 같은 큰 기판을 수용할 수 있는 크기를 갖는 서셉터는 약 130킬로그램의 중량을 가질 수 있다. 큰 기판은 약 230킬로그램의 중량을 갖는 큰 서셉터를 요구할 수도 있다.
CVD 공정에 대한 일반적인 온도는 약 430℃까지 도달할 수 있다. 알루미늄은 약 660℃에서 액체 형태의 특성을 나타내기 시작하며, CVD 공정의 작동 영역에서 알루미늄 서셉터(22)는 적절하게 지지하지 못하고 편향되거나 늘어질 수도 있다. 지지판(18)의 세라믹 재료는 연성의 알루미늄 서셉터를 지지하도록 사용되었다. 그렇지만, 세라믹은 비교적 불량한 열도전체이며, 따라서 가열된 서셉터와 접촉하는 지지판(18)의 고온의 상부면과 지지판(18)의 저온 하부면 사이의 온도 구배를 형성시킨다. 이러한 온도 구배는 기판의 고온 상부면이 저온 하부면 보다 더 길게 팽창할 수 있도록 하며, 그 결과 지지판(18)은 외부 둘레부에서 하방으로 편향된다. 더욱이, 지지판(18)이 편향될 때, 연성의 알루미늄 서셉터는 편향된 지지판과 일치하여 편향된다. 서셉터에 의해 지지된 기판은 서셉터를 따르는 경향이 있으며, 또한 편향된다. 결과적으로, 가스 매니폴드(16)와 기판(12) 사이의 수직 공간은 매니폴드로부터 거리(34)를 갖는 기판의 중앙부와 보다 큰 거리(36)를 갖는 둘레 영역 사이에서 변한다. 이격 공간의 차이는 증착 및 다른 공정 균일성을 감소시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 보다 큰 기판에 대해 편향이 감소되는 지지판을 갖춘 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 단일 지지판을 갖춘 전형적인 화학 기상 증착(CVD) 시스템의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 지지 프레임을 갖춘 CVD 챔버의 개략적인 단면도.
도 3은 지지 프레임의 개략적인 측면도.
도 4는 지지 프레임의 개략적인 평면도.
도 5는 스페이서의 개략적인 측면도.
도 6은 스페이서의 개략적인 평면도.
도 7은 스페이서의 다른 실시예의 개략도.
도 8은 지지 프레임이 유리하게 사용된 처리 시스템의 개략적인 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
50 : 기판 52 : 서셉터
54 : 지지 프레임 56 : 지지 스템
58 : 리프트 모터 60 : 리프트판
62 : 리프트핀 70 : 진공 시스템
72 : 공정 가스 공급 라인 78 : 시스템 제어기
84 : 종방향 부재 86,86a∼86d : 횡방향 부재
94,98 : 스페이서
본 발명은 일반적으로 처리 챔버 내에서 열팽창하는 동안 직면하는 편향을 최소화시키는 지지 프레임을 갖춘 기판 지지 시스템 및 기판 지지 방법을 제공한다. 일실시예에서, 지지 프레임은 하나 이상의 횡방향 부재에 연결된 하나 이상의 종방향 부재를 포함한다. 이러한 횡방향 부재는 바람직하게는 가열된 서셉터가 장착되는 지지면을 형성한다. 종방향 부재는 바람직하게는 가열된 서셉터 아래에 배치되어서, 종방향 부재의 열팽창을 최소화시킨다. 열전도성 재료로 제조된 스페이서는 상기 부재들 내의 열분포를 보다 균일하게 하고 수직한 편향을 보상하도록 상기 부재들을 따라 적절한 위치에 배치될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 하나 이상의 챔버와, 챔버에 인접하게 배치된 로봇과, 그리고 하나 이상의 종방향 부재 및 이러한 종방향 부재에 연결된 하나 이상의 횡방향 부재를 갖춘 지지 프레임을 포함하는 기판 처리 시스템을 제공한다. 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 본 발명은 하나 이상의 횡방향 부재를 지지하는 종방향 부재를 포함하여 서셉터를 지지하기 위한 시스템을 제공한다. 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 본 발명은 기판 처리 시스템 내에서 하나 이상의 종방향 부재 및 이러한 종방향 부재에 연결된 하나 이상의 횡방향 부재를 포함하는 지지 프레임을 갖춘 기판 지지 시스템을 제공한다.
상기에서 간단히 설명된 본 발명의 보다 자세한 설명은 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하여 설명되어, 본 발명의 전술한 특징, 장점 및 목적이 달성되고 자세히 이해될 것이다.그러나, 첨부 도면은 단지 본 발명의 일반적인 실시예를 도시한 것이지 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니며, 다른 균등한 실시예에도 적용됨을 이해해야 한다.
본 발명은 일반적으로 기판을 지지하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 열팽창하는 동안 직면하는 편향을 최소화시키는 지지 프레임을 제공하며, 서셉터 및/또는 기판이 지지될 수도 있는 표면을 제공한다. 일실시예는 하나 이상의 횡방향 부재에 연결된 하나 이상의 종방향 부재를 포함한다. 바람직하게, 횡방향 부재는 서셉터와 열적으로 연통하도록 배치된다. 종방향 부재는 서셉터와 직접적인 접촉을 방지하기 위해 서셉터로부터 이격된 위치에서 횡방향 부재에 연결되어서, 열구배 및 이로 인한 열팽창을 최소화한다.
도 2는 미국 캘리포니아 산타클라라에 소재한 어플라이드 고마쯔 테크놀로지 인코포레이티드(Applied Komatsu Technology, Inc)로부터 생산되는 CVD 챔버와 같은 CVD 챔버(38)의 개략적인 측면도이다. 이러한 챔버(38)는 상부(40), 바닥(42), 측벽(44), 및 기판이 전달되고 챔버로부터 회수되도록 측벽에 형성된 개구(46)를 갖춘 평행판 CVD 챔버이다. 챔버(38)는 확산기로 알려진 가스 분배 매니폴드(48)를 포함하며, 상기 가스 분배 매니폴드(48)는 매니폴드 내의 천공된 구멍을 통해 공정 가스를 서셉터(52) 상에 놓여진 기판(50)에 분사한다.
서셉터(52)는 지지 프레임(54) 상에 장착되며, 이러한 지지 프레임(54)은 지지 스템(56) 상에 장착된다. 서셉터(52)는 일반적으로 알루미늄판이며, 서셉터(52)에 내장된 저항 가열기(도시되지 않음)에 의해 가열된다. 가열기는 증착하는 동안 서셉터 및 기판을 신속하고 균일하게 가열시킨다. 서셉터(52) 및 이러한 서셉터(52) 상에 지지된 기판(50)은 Z-드라이브로 공지된 리프트 모터(58)에 의해 제어가능하게 이동되어서, 매니폴드(48)와 기판(50) 사이의 공간을 조절한다. 공간은 일반적으로 약 200mils 내지 약 1000mils의 범위를 갖는다. 서셉터(52)는 하부 로딩/오프 로딩 위치와 매니폴드(48)에 밀접하게 인접한 상부 처리 위치 사이에서 이동가능하다. 리프트핀(62)을 갖춘 리프트판(60)이 지지 프레임(54) 아래에 배치된다. 지지 프레임(54)이 하향될 때, 리프트핀(62)은 지지 프레임(54) 내의 공간 및 서셉터(52) 내의 구멍(64)을 통해 돌출하여서 기판(50)을 서셉터로부터 상승시키며 챔버(38)로의 기판(50)의 이송 및 챔버로부터의 기판의 회수를 용이하게 한다. 대안적으로, 구멍은 서셉터로부터 기판을 상승시키기 위해 리프트핀(62)들이 부재들 및 서셉터를 통해 돌출할 수 있도록 지지 프레임의 하나 이상의 부재들 내에 제공될 수 있다. 절연체(66)는 서셉터(52)와 기판(50)을 둘러싼다.
증착 및 캐리어 가스가 가스 공급 라인(72)을 통해 혼합 시스템(74)으로 유입되는데, 이들 가스들은 혼합 시스템에서 혼합되어 매니폴드(48)로 이송된다. 대안적으로, 혼합 시스템(74)은 생략될 수도 있어서, 가스가 매니폴드(48)로 직접 이송될 수도 있다. 일반적으로, 각각의 공정 가스에 대한 공정 가스 공급 라인(72)은 i) 특히 유독성 가스가 공정에 사용될 때 챔버로의 공정 가스의 유동을 자동 또는 수동으로 차단하는데 사용될 수 있는 안전 차단 밸브(도시되지 않음) 및 ii) 가스 공급 라인을 통해 가스의 유동을 측정하는 질량 유동 제어기(도시되지 않음)를 포함한다. 공정을 수행하는 동안, 매니폴드(48)로 유동하는 가스는 기판의 표면을 가로질러 균일하게 분포된다. 가스는 스로틀 밸브(도시되지 않음)를 갖춘 진공 시스템(70)에 의해 포트(68)를 통해 배출되어서, 챔버(38)로부터의 가스 배출 속도를 제어함으로써 챔버(38) 내의 압력을 제어한다.
챔버(38) 내에서 수행된 증착 공정은 열공정 또는 플라즈마 강화 공정과 같은 소정의 공정일 수 있다. 플라즈마 강화 공정에서, 제어된 플라즈마는 RF 전력 공급기(76)로부터 가스 분배 매니폴드(48)로, 또는 다른 플라즈마 활성화 장치, 또는 구조물로 RF 에너지를 인가함으로써 기판 부근에 형성된다. 서셉터(52)는 접지되고, 매니폴드(48)는 챔버 표면과 절연된다. 플라즈마는 가스 분배 매니폴드(48)와 기판(50) 사이의 반응 영역을 형성하여 공정 가스들 사이의 반응을 강화시킨다. RF 전력 공급기(76)는 단일 또는 혼합된 주파수 RF 전력을 매니폴드로 제공하여, 챔버(38)로 도입된 반응종의 분해를 강화시킨다. 혼합된 주파수 RF 전력 공급기는 일반적으로 약 13.56MHz의 높은 RF 주파수(RF1)와 약 350kHz의 낮은 RF 주파수(RF2)의 전력을 제공한다.
일반적으로, 모든 또는 어떤 챔버 라이닝, 가스 분배 매니폴드(48), 지지 스템(56), 및 여러 다른 챔버 하드웨어는 알루미늄 또는 산화알루미늄과 같은 재료로 제조된다. 이러한 CVD 챔버의 예는 왕(Wang) 등에게 허여되고 본 출원인에게 양도된 발명의 명칭이 "열 CVD/PECVD 챔버 및 이산화실리콘의 열 CVD 증착 및 인-시츄 다단계 평탄화 공정의 사용(Thermal CVD/PECVD Chamber and Use for Thermal Chemical Vapor Deposition of Silicon Dioxide and In-situ Multi-step Planarized Process)"인 미국 특허 제 5,000,113호에 개시되어 있다.
리프트 모터(58), 가스 혼합 시스템(74), 및 RF 전력 공급기(76)는 제어 라인(80)을 통해 시스템 제어기(78)에 의해 제어된다. 챔버는 질량 유동 제어기(MFCs), RF 발생기, 및 메모리(82) 내에 저장된 시스템 제어 소프트웨어를 실행하는 시스템 제어기(78)에 의해 제어되는 램프 자석 드라이버와 같은 아날로그 조립체를 포함한다. 모터 및 광학 센서는 진공 시스템(70)의 스로틀 밸브 및 서셉터(52)를 위치시키기 위한 리프트 모터(58)와 같은 이동가능한 기계적 조립체의 위치를 이동시키고 결정하기 위해 사용된다. 시스템 제어기(78)는 CVD 챔버의 모든 활동성을 제어하며, 바람직하게는 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브, 및 카드 랙을 포함한다. 카드 랙은 단일 보드 컴퓨터(SBC), 아날로그 및 디지털 입력/출력 보드, 인터페이스 보드, 및 스텝퍼 모터 제어기 보드를 포함한다. 이러한 시스템 제어기는 바람직하게는 보드, 카드 케이지, 및 연결기 치수, 및 형태를 정의한 베사 모듈러 유럽(Versa Modular Europeans, VME) 표준에 순응한다.
도 3은 지지 프레임(54)의 개략적인 측면도이다. 지지 스템(56)은 지지 프레임(54)에 연결되어 있고, 지지 프레임(54)은 서셉터(52)를 지지한다. 일실시예에서, 지지 프레임(54)은 하나 이상의 종방향 부재(84) 및 하나 이상의 횡방향 부재(86), 바람직하게는 종방향 부재(84)에 장착된 다수의 횡방향 부재를 포함한다. 대안적으로, 종방향 부재 및 횡방향 부재는 대응하는 다른 부재를 끼워맞추도록 각각의 부재에 슬롯을 형성함으로써 단일 평면 내에 배치될 수 있다. 종방향 부재(84) 및 횡방향 부재(86)는 사각형 단면을 가지지만, 다른 형태가 사용될 수 있다. 바람직하게, 지지 프레임은 가열된 서셉터와 같은 열원과 종방향 부재 사이에 횡방향 부재를 삽입함으로써, 종방향 부재가 가열된 서셉터와 직접 접촉하지 않아서 종방향 부재의 열팽창을 감소시킨다. 종방향 부재 및 횡방향 부재는 산화알루미늄과 같은 세라믹 재료 또는 다른 구조적으로 적합한 재료로 제조된다. 소정의 예에서, 상기 재료는 열저항성을 가지며 스테인레스강과 같은 알루미늄에 비해 낮은 열팽창계수를 갖는 금속 합금이 사용될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 지지 프레임의 개략적인 평면도이다. 다수의 횡방향 부재(86a-d)는 종방향 부재(84) 위에 위치된다. 횡방향 부재는 측부 공간(88a-c)을 형성하도록 서로 이격되어 있다. 바람직하게, 종방향 부재의 열팽창은 가열된 서셉터(52)와의 직접 접촉을 피함으로써 감소된다(도 3참조).
지지 프레임(54)은 여러 작은 부재들 사이의 열팽창을 감소시키는 것으로 여겨진다. 본 발명의 부재는 보다 균일하게 팽창될 수 있으며, 따라서 응력 균열이 감소된다. 예컨대, 종방향의 부재의 최상의 팽창은 종방향 부재의 길이를 따르는 방향(90)에서 발생한다. 방향(90)에서의 종방향 부재(84)의 팽창은 전형적인 지지판에 비해 횡방향 부재(86a,86b)에 영향을 덜 미치는데, 이는 횡방향 부재들 사이가 분리되어 있기 때문이다. 이러한 팽창은 횡방향 부재 사이에서 분할, 바람직하게는 측부 공간(88a-c)에 의해 분리되어서, 재료에 대한 응력이 감소된다. 마찬가지로, 균일하게 가열된 서셉터와 접촉하는 횡방향 부재(86)의 방향(92)으로의 전체 팽창은 일반적으로 중앙에서 보다 횡방향 부재 단부에서 더 큰데, 이는 횡방향 부재의 길이에 누적된 영향에 기인한다. 따라서, 방향(92)에서의 횡방향 부재의 팽창은 전형적인 지지판에 비해 횡방향 부재에 연결되어 중앙에 위치된 종방향 부재에 횡방향 영향을 덜 미친다.
지지 프레임은 서셉터로부터 종방향 부재를 단열시키고 열팽창을 더욱 감소시키기 위해 알루미늄에 비해 낮은 열전달계수를 사용한다. 바람직하게, 횡방향 부재(86)만이 도 3에 도시된 서셉터(52)와 접촉한다. 횡방향 부재(86)의 세라믹 재료의 열저항은 종방향 부재(84)로 전달된 열을 감소시키거나 제거한다. 종방향 부재의 열팽창은 적어도 종방향 부재의 길이를 따라 최소화되는 것으로 여겨지는데, 이는 종방향 부재가 서셉터와 떨어져 장착됨으로써 가열된 서셉터와 열적으로 접촉하지 않기 때문이다. 결과적으로, 종방향 부재는 상부면으로부터 바닥면으로의 열구배가 작으며, 적어도 종방향에서의 편향이 최소화된다.
지지 프레임(54)은 또한 도 3 및 도 4에 도시된 지지 프레임(54) 상에 조립된 스페이서(94)를 포함할 수 있다. 스페이서(94)는 어떤 편향이 발생되는 경우 지지 프레임의 편향을 수용한다. 예컨대, 횡방향 부재(86)는 가열된 서셉터(52)와 접촉함으로써 편향될 수도 있다. 하나 이상의 스페이서가 바람직하게는 편향이 일어나는 횡방향 부재(86)의 어떤 상부면을 따라 지지 프레임에 조립될 수 있는데, 이는 실험적으로 결정될 수도 있으며, 이에 의해 서셉터(52)의 평탄화를 유지하기 위한 스페이서의 상부면과 지지 프레임의 상부면의 평면식 정렬이 제공된다. 예컨대, 편향이 소정의 위치에서 발생된 것으로 확인된 경우, 스페이서(94)는 횡방향 부재(86a)의 일단부 및 다른 횡방향 부재(86d)의 타단부 상에 배치될 수도 있다. 대안적으로, 각각의 부재의 각각의 단부에는 스페이서가 배치된다.
스페이서(94)는 일반적으로 어떤 편향이 일어나기 전에는 정위치에 위치된다. 스페이서는 지지 프레임(54)의 표면의 적어도 일부분 위에서 서셉터(52)를 지지한다. 지지 프레임(54)이 처리시에 편향될 때, 서셉터(52)는 스페이서 및 지지 프레임의 일부, 일반적으로 지지 프레임의 중앙에 의해 지지되어서 만족스러운 평면 위치 내에 서셉터를 설치할 수 있도록 한다.
도 5는 스페이서(94)의 개략적인 측면도이다. 도 6은 스페이서의 개략적인 저면도이다. 스페이서(94)는 C형태를 가지며, 두 개의 단부(96)를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스페이서는 사각형의 형태를 갖는다. 바람직하게, 스페이서 단부(96)는 각져 있으며, 횡방향 부재(86)를 고정시키고 제거될 때까지 정위치에 유지할 수 있는 크기를 갖는다.
스페이서는 바람직하게는 알루미늄과 같은 도전성 재료로 제조된다. 이러한 도전성 재료는 열이 스페이서 및 에지(96)를 통해 횡방향 부재(86)의 측부로 보다 균일하게 전도되도록 한다. 따라서, 횡방향 부재의 상부면 상의 열은 횡방향 부재의 하부면으로 열확산된다. 횡방향 부재에서의 열구배는 스페이서 영역에서 감소되며, 부재의 응력 균열이 보다 더 감소된다.
도 7은 스페이서(98)의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 이러한 스페이서(98)는 예컨대 횡방향 부재(86) 둘레에 밴드를 형성할 수 있다. 스페이서(98)는 바닥(99)을 포함하는데, 이러한 바닥으로 인해 스페이서(98)가 "부트(boot)"를 형성한다. 스페이서(98)는 스페이서가 둘러싸는 부재 둘레로 보다 균일하게 열을 분배한다.
도 2에 도시된 CVD 챔버는 마찬가지로 다른 챔버를 사용한 시스템에 결합될 수 있다. 예컨대, 도 8은 전형적인 클러스터 처리 시스템(100)의 개략적인 평면도이다. 덮개(124)의 일부분은 클러스터 처리 시스템(100)의 세부 부분을 나타내도록 절단되었다. 처리 시스템(100)은 일반적으로 클러스터 툴로서 알려져 있다. 이러한 시스템 중 하나는 어플라이드 고마쯔 테크놀로지 인코포레이티드로부터 생산된다. 전형적인 스테이지식 진공 기판 처리 시스템의 일예는 1993년 2월 16일자로 텝만(Tepman) 등에게 허여되고 "스테이지식 진공 웨이퍼 처리 시스템 및 방법"이라는 명칭의 미국 특허 제 5,186,718호에 개시되어 있으며, 이는 본 발명에 참조되었다. 챔버의 정확한 배열 및 조합은 제조 공정의 특별한 단계를 수행하기 위해 변경될 수도 있다. 인라인(inline) 처리 시스템과 같은 다른 처리 시스템이 클러스터 툴 처리 시스템을 대신하여 사용될 수 있다.
처리 시스템(100)은 일반적으로 다수의 챔버 및 로봇을 포함하며, 바람직하게는 처리 시스템(100) 내에서 수행된 여러 처리 방법을 제어하도록 프로그램된 마이크로프로세서/제어기(102)가 장착된다. 전방 단부 환경(104)이 한쌍의 로드록 챔버(106)와 선택적으로 연통하도록 위치되어 있다. 전방 단부 환경(104) 내에 배치된 포드 로더(pod loader, 108)는 로드록 챔버(106)로 기판 카셋트를 왕복시키기 위해 선형 및 회전 운동할 수 있다. 로드록 챔버(106)는 전방 단부 환경(104)과 이송 챔버(110) 사이에 제 1진공 인터페이스를 제공한다. 로봇(112)은 로드록 챔버(106)로부터 여러 처리 챔버(114) 및 수리 챔버(115)로 기판을 이송하도록 처리 챔버(110) 내의 중앙에 배치된다. 로봇(112)은 연장, 수축, 및 회전할 수 있는 프로그-레그형(frog-leg) 로봇이며, 스텝퍼 모터에 의해 작동된다. 로봇 연결부(118)에 연결된 지지 부재(116)는 챔버(114,115)와 로드록 챔버(116) 사이에서 이송 챔버(110)를 통해 이송되는 동안 기판(120)을 지지하도록 구성된다. 처리 챔버(114)는 물리 기상 증착, 화학 기상 증착, 전기 도금, 및 에칭과 같은 다수의 공정을 수행할 수도 있는 반면, 수리 챔버(115)는 탈가스, 배향, 및 냉각 등을 위해 적용된다. 이송 챔버(110)의 덮개(124) 내에 형성된 다수의 관망 포트(122)는 이송 챔버(110) 내로의 가시적 접근을 제공한다. 상기한 시스템은 예에 불과하며, 본 발명은 기판을 지지하는 소정의 배열에 적용될 수도 있으며, 본 발명의 다른 적용이 수행될 수 있음을 이해해야 한다.
지지 프레임, 지지부재, 기판, 챔버, 및 다른 시스템 구성요소의 배향의 변화가 가능하다. 추가로, 본 명세서에 기재된 "위(above)", "상부(top)", "아래(below)", "밑에(under)", 바닥(bottom)", "측부(side)"와 같은 모든 이동 및 위치는 지지 프레임, 지지부재, 기판, 및 챔버와 같은 목적물의 위치에 대한 것이다. 따라서, 처리 시스템 내에 원하는 기판 지지를 달성하기 위해 일부 또는 모든 구성요소를 배향시키는 것이 본 발명에 의해 수행된다.
이상은 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 기술하였지만, 본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예가 구현될 수 있다.
상기한 본 발명에 따른 기판 지지 시스템 및 방법에 의해, 처리 챔버 내에서 열팽창하는 동안 직면하는 편향을 최소화시킬 수 있다.

Claims (22)

  1. 기판 처리 시스템으로서,
    하나 이상의 챔버와,
    상기 챔버에 근접하게 배치된 로봇과, 그리고
    하나 이상의 종방향 부재 및 상기 하나 이상의 종방향 부재에 연결된 하나 이상의 횡방향 부재를 갖춘 지지 프레임을 포함하는,
    기판 처리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    다수의 횡방향 부재들을 더 포함하며, 상기 횡방향 부재들이 상기 횡방향 부재들 사이에 하나 이상의 측부 공간을 형성하도록 배열되는,
    기판 처리 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 프레임에 연결된 지지 스템을 더 포함하는,
    기판 처리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 프레임과 상기 기판 사이에 배치된 서셉터를 더 포함하는,
    기판 처리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 횡방향 부재는 상기 종방향 부재 상에 장착되며, 상기 횡방향 부재의 상부면 상에 서셉터 지지면을 형성하는,
    기판 처리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 횡방향 부재는 서셉터와 상기 종방향 부재 사이에 배치되는,
    기판 처리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 횡방향 부재는 상기 서셉터와 접촉하며 상기 서셉터로부터 상기 종방향 부재를 절연시키는,
    기판 처리 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 프레임에 연결된 하나 이상의 스페이서를 더 포함하는,
    기판 처리 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 프레임의 적어도 일부분이 세라믹 재료로 제조되는,
    기판 처리 시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 횡방향 부재는 세라믹 재료로 제조되는,
    기판 처리 시스템.
  11. 서셉터 지지 장치로서,
    종방향 부재와 상기 종방향 부재에 의해 지지되는 하나 이상의 횡방향 부재를 갖춘 지지 프레임을 포함하는,
    서셉터 지지 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 횡방향 부재들은 상기 횡방향 부재들 사이에 공간을 형성하도록 배치되는,
    서셉터 지지 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 횡방향 부재들은 상기 종방향 부재 상에 장착되며 상기 횡방향 부재의 상부면 상에 서셉터 지지면을 형성하는,
    서셉터 지지 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 지지 프레임에 연결된 지지 스템을 더 포함하는,
    서셉터 지지 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    둘 이상의 횡방향 부재가 상기 종방향 부재 상에 서로 이격된 상태로 배치되는,
    서셉터 지지 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 지지 프레임은 기판 처리 시스템 내에 배치되며, 상기 횡방향 부재는 상기 기판 처리 시스템 내의 서셉터와 상기 종방향 부재 사이에 배치되는,
    서셉터 지지 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 횡방향 부재는 상기 서셉터와 접촉하며 상기 서셉터로부터 상기 종방향 부재를 절연시키는,
    서셉터 지지 장치.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 지지 프레임에 연결된 하나 이상의 스페이서를 더 포함하는,
    서셉터 지지 장치.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 지지 프레임의 적어도 일부분이 세라믹 재료로 제조되는,
    서셉터 지지 장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 횡방향 부재가 세라믹 재료로 제조되는,
    서셉터 지지 장치.
  21. 기판 처리 시스템 내에 지지 프레임을 갖춘 기판 지지 시스템으로서,
    상기 지지 프레임이,
    하나 이상의 종방향 부재와,
    상기 종방향 부재에 연결된 하나 이상의 횡방향 부재를 포함하는,
    기판 지지 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 횡방향 부재 상에 지지된 기판을 결합시키는 상기 횡방향 부재에 연결된 하나 이상의 스페이서를 더 포함하는,
    기판 지지 시스템.
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