KR100575904B1 - 성막용 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 스테이지(1)는 플레이트(2)와, 제 1 시일 면(12)과, 제 2 시일 면(3)과, 커버(17)와, 도체(19)와, 유로(22)를 포함하고 있다. 플레이트(2)는 히터(6)가 내장되어 있다. 히터(6)에 전력을 공급하기 위한 단자(8)가 플레이트(2)의 한쪽 면에 노출되어 있다. 제 1 시일 면(12)은 단자(8)를 둘러싸는 고리 형상으로 플레이트(2)에 형성된다. 스템(3)은 단자(8)를 둘러싸는 통 형상으로 형성되어, 플레이트(2)를 지지한다. 제 2 시일 면(13)은 플레이트(2)를 지지하는 측의 스템(3)의 단면에 고리 형상으로 형성된다. 커버(17)는 플레이트(2)를 지지하는 측과 반대측의 개구단을 막는다. 도체(19)는 커버(17)를 관통하여 스템(3)의 내측으로 통과되어, 단자(8)에 접속된다. 유로(22)는 커버(17)에 설치되고, 스템(3)의 외측의 프로세스 가스와 동일하거나 그것보다도 높은 압력의 불활성 가스를 스템(3)의 내측에 공급한다.
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스테이지를 나타내는 단면도,
도 2는 도 1의 스테이지의 플레이트와 스템의 접합부를 확대하여 나타내는 단면도,
도 3은 도 1 중의 F3-F3 선을 따라 취한 스테이지의 커버를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스테이지의 플레이트와 스템의 접합부를 확대하여 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스테이지의 플레이트와 스템의 접합부를 확대하여 나타내는 단면도,
도 6은 도 5의 플레이트와 스템의 접합부의 변형예를 나타내는 단면도,
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스테이지를 나타내는 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 스테이지 2 : 플레이트
3 : 스템 4 : 시일 링
6 : 히터 7 : 전극
10 : 열전쌍 12 : 제 1 시일 면
13 : 제 2 시일 면 17 : 커버
22 : 유로 26 : 캡
본 발명은 예컨대 반도체의 제조 공정 등의 프로세스 가스(process-gas) 분위기 중에 있어서, 웨이퍼(wafer)를 유지하는 스테이지(stage)에 관한 것이다.
반도체의 제조 공정에 있어서, 화학 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 증착(PVD: Plasma Vapor Deposition), 에칭(etching) 등의 처리가 실시된다. 각 공정에서 사용되는 장치에는 원판 형상으로 절단한 반도체의 웨이퍼를 유지하는 스테이지가 있다. 이 스테이지는 각 공정에 맞추어 히터나 고주파 전극이 내장된 플레이트와, 이 플레이트를 지지하는 스템(stem)을 구비하고 있다. 히터나 고주파 전극은 원통 형상으로 형성된 스템의 안쪽을 통하여 도선(lead wire)이 접속되어 있다.
플레이트 및 스템은 불소 가스 분위기 중에 노출되는 동시에 히터로 가열되기 때문에, 질화 알루미늄(Aluminum nitride)으로 이루어지는 세라믹으로 만들어져 있다. 플레이트[서셉터 블록(susceptor block)] 및 스템(지지대)은 나사로 고정되 어 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 공보 제 1995-153706 호 공보(단락 0032 내지 0034, 도 4)를 참조한다. 또한, 플레이트와 스템 사이로부터 유입된 비소 가스 등의 프로세스 가스에 의해 리드선이 부식되지 않도록, 주위의 가스의 기압보다도 높은 압력으로 아르곤 가스 등의 불활성 가스(inert gas)가 스템의 내부에 유입되고 있다.
또한, 원통 형상 부재와 세라믹 히터(플레이트)를 구비하는 반도체 웨이퍼 가열 장치(semiconductor wafer heater)가 있다. 예컨대, 일본 특허 제 3131010 호 공보(단락 0007 내지 0008 및 0014, 도 1)를 참조한다. 원통 형상 부재는 단면에 플랜지가 형성되어 있다. 세라믹 히터는 저항 발열체(히터)가 내장되어 있고, 단자가 배면으로부터 노출되어 있다. 이 반도체 웨이퍼 가열 장치는 플랜지와 배면 사이에 연질 금속으로 이루어지는 O-링 형상의 원형 고리 형상 부재를 구비하고 있다. 세라믹 히터의 외주부에 형성된 플랜지에 걸린 지지 부재와 원통 형상 부재의 플랜지에 걸린 가압판을 볼트로 체결함으로써, 원통 형상 부재와 세라믹 히터 사이에 부하를 가하여 기밀하게 밀봉하고 있다. 그리고, 원통 형상 부재와 세라믹 히터가 별개의 개체이므로, 어느 것에 균열이 생긴 경우에, 양자를 분리하여 고장난 쪽만을 교환할 수 있다. 원형 고리 형상 부재를 구성하는 연질 금속으로서 백금을 사용하고 있다.
그러나, 서셉터 블록과 지지대를 볼트로 직접 고정한 경우, 내부의 불활성 가스가 서셉터 블록과 지지대 사이에 생기는 간극으로부터 유출될 수도 있다. 또한, 히터의 열이 접촉부로부터 전달되어 열 손실이 생기기 때문에, 서셉터 블록의 표면에 온도차가 생기는 경우도 있다. 온도차가 생기면, 반도체 제조 공정의 처리 조건이 불안정하게 되는 동시에, 서셉터 블록 그 자체가 열 응력으로 파손될 우려가 있다.
원형 고리 형상 부재로서 백금의 금속 O-링을 설치하고, 세라믹 히터와 원통 형상 부재 사이를 기밀하게 유지하는 경우, 원통 형상 부재의 내측은 외기에 노출되어 있기 때문에 방열하기 쉬운 동시에, 단자나 도체가 산화하기 쉽다. 또한, 세라믹 히터는 외주에 있어서 지지부재에 의해 가압되고 있기 때문에, 원형 고리 형상 부재로부터 세라믹 히터의 외주까지의 거리가 벌어질수록 세라믹 히터가 휘기 쉽다. 그 결과, 세라믹 히터의 평탄도가 손상을 입거나, 세라믹 히터와 원형 고리 형상 부재의 밀봉성이 저하되게 된다. 또한, 각 부재의 열 팽창 계수의 차이에 의해, 세라믹 히터와 원통 형상 부재 사이의 기밀성이 손상되는 경우도 있다. 그 때문에, 원형 고리 형상 부재에 대한 세라믹 히터와 원통 형상 부재의 가압력을 안정시키기 위해 복잡한 기구를 필요로 하고 있다.
본 발명은 간단한 구조로서 플레이트로부터의 열 손실을 저감하는 동시에, 단자 등의 금속 부품을 부식성이 높은 프로세스 가스로부터 보호할 수 있는 스테이지를 제공한다.
본 발명에 따른 스테이지는 플레이트와, 제 1 시일 면과, 스템과, 제 2 시일 면과, 커버와, 도체와, 유로를 구비한다. 플레이트는 저항 가열에 의해 발열하는 히터가 내장되어 있다. 이 히터에 전력을 공급하기 위한 단자가 플레이트의 한쪽 면에 노출되어 있다. 제 1 시일 면은 단자를 둘러싸는 고리 형상으로 플레이트에 형성된다. 스템은 단자를 둘러싸는 통 형상으로 형성되어 있고, 플레이트를 지지한다. 제 2 시일 면은 플레이트를 지지하는 측의 스템의 단면을 따라 고리 형상으로 형성된다. 커버는 플레이트를 지지하는 쪽과 반대측의 스템의 개구단을 막는다. 도체는 커버를 관통하여 스템의 내측으로 통과되어, 단자와 접속된다. 유로는 커버에 설치되어 있고, 불활성 가스를 스템의 내측에 공급한다.
본 발명에 따른 스테이지에 의하면, 플레이트와 스템의 접합부에 각각 제 1 시일 면과 제 2 시일 면을 설치하고, 프로세스 가스와 동일하거나 그것보다도 높은 압력의 불활성 가스를 스템의 내부에 공급한다. 따라서, 단자나 도체 등의 금속 부품이 프로세스 가스에 노출되는 경우가 없다. 또한, 플레이트 및 스템은 시일 면을 구비하고 있기 때문에, 플레이트와 스템 사이로부터 프로세스 챔버로 유출되는 불활성 가스의 유량을 적게 할 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점에 대해서는, 이하의 기재로 분명해지거나, 혹은 발명의 실시예에 의해 분명해진다. 그리고, 본 발명의 각종 목적 및 이점은 첨부한 특허 청구의 범위에 명백히 지적된 구성 및 조합에 의해 달성된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 성막용 장치로서, 스테이지(1)를 일례로 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1에 도시하는 스테이지(1)는 플레이트(2)와, 스템(3)과, 시일 링(4)을 구비하고 있다. 스테이지(1)는 웨이퍼(W)를 플레이트(2)상에 유지한다. 스테이지(1)는 프로세스 챔버(5)의 안쪽으로 받아들여져, 웨이퍼(W)를 유지한 상태에서 각 프로세스에 응한 프로세스 가스에 노출된다. 프로세스 가스는 도시하지 않은 공급 경로를 통해 챔버(5)내로 소정의 압력으로 공급된다.
플레이트(2)는 세라믹으로 만들어져 있고, 히터(6)와 전극(7)이 내장되어 있다. 히터(6)는 저항 가열에 의해 발열한다. 히터(6)는 내열성이 우수하고, 열 팽창 계수가 작은 금속, 또는 열 팽창 계수가 플레이트(2)를 형성하는 세라믹의 열 팽창 계수에 가까운 금속인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 히터(6)에 사용되는 금속으로서 몰리브덴(molybdenum)이나 텅스텐(tungsten) 등을 들 수 있다. 히터(6)에 전력을 공급하기 위한 단자(8)는 플레이트(2)의 한쪽 면, 도 1에 있어서는 하면으로부터 노출되어 있다. 전극(7)은 플라즈마 처리를 웨이퍼(W)에 실시할 때에 사용하는 접지용의 전극(7)으로서, 웨이퍼(W)를 유지하는 면에 가까운 위치에 내장되어 있다. 전극(7)은 히터(6)용의 단자(8)와 동일한 측인 플레이트(2)의 하면으로부터 노출된 전극(7)용의 단자(9)에 접속되어 있다. 또한, 플레이트(2)에는 히터(6)의 온도를 관리하기 위해서, 단자(8, 9)가 노출되는 측에 열전쌍(10)을 삽입하는 소켓(11)이 장착되어 있다. 또한, 열전쌍(10)은 직접 플레이트(2)에 장착될 수도 있다. 그리고, 히터(6)용의 단자(8)와, 전극(7)용의 단자(9)와, 소켓(11)을 둘러싸는 고리 형상의 제 1 시일 면(12)이 플레이트(2)에 형성되어 있다. 제 1 시일 면은 평탄하게 연마되어 있다.
스템(3)도 또한 플레이트(2)와 같은 세라믹으로 제조되어 있다. 스템(3)은 히터(6)용의 단자(8)와, 전극(7)용의 단자(9)와, 열전쌍(10)을 둘러싸는 충분한 굵기의 원통 형상으로 형성되어 있다. 스템(3)은 양단에 플랜지(3a, 3b)가 형성되어 있다. 플레이트(2)에 면한 플랜지(3a)에는 제 2 시일 면(13)이 형성되어 있고, 다른 한쪽의 플랜지(3b)에는 O-링 홈(14)이 형성되어 있다. 제 2 시일 면은 평탄하게 연마되어 있다. O-링 홈(14)에는 O-링(15)이 장착되고, 플랜지(3b)에는 나사(16)로 커버(17)가 장착된다.
시일 링(4)은 플레이트(2) 및 스템(3)보다도 전열 저항이 크고, 단열성이 우수한 세라믹으로 제조되어 있다. 시일 링(4)은 플레이트(2)에 형성된 제 1 시일 면(12)과 스템(3)의 플랜지(3a)에 형성된 제 2 시일 면(13) 사이에 삽입된다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 플레이트(2)와 스템(3)을 고정하는 체결 부재로서의 나사(18)는 시일 링(4)을 관통하고 있다. 이 나사(18)는 히터(6)의 열에 의한 팽창을 고려하여 세라믹제이다. 또한, 나사(18)는 세라믹제이기 때문에, 방열량을 억제할 수 있다. 시일 링(4)의 외표면은 연마됨으로써 시일 면을 형성하고 있다.
히터(6)용의 단자(8)와 전극(7)용의 단자(9)에는 납땜(땜납 부착) 등에 의해 도체(19, 20)가 접속되어 있다. 접속된 도체(19, 20)는, 도 3에 도시하는 바와 같은 배치로, 커버(17)를 통해 프로세스 챔버(5)의 외측으로 취출된다. 또한, 열전쌍(10)은 도 1에 도시하는 바와 같이 소켓(11)에 삽입되고, 도체(19, 20)와 같이 커버(17)를 통해 프로세스 챔버(5)의 밖으로 취출된다. 도체(19, 20) 및 열전쌍(10)과 커버(17)의 간극은 패킹(packing), 예컨대 O-링(21)이 장착되고, 부 시(bush) 등으로 죄어 기밀하게 밀봉된다.
또한, 커버(17)에는 스템(3)의 내부에 불활성 가스를 충전시키는 유로(22)가 장착되어 있다. 유로(22)에는 도시하지 않은 압력 조정 밸브나 유량 조정 밸브 및 불활성 가스가 충전된 봄베(bombe) 등이 접속된다. 스템(3)의 내부는 프로세스 챔버(5) 내부에 충전하는 프로세스 가스의 압력과 동일, 또는 그것보다도 높은 압력으로 불활성 가스가 공급된다. 따라서, 스템(3)의 내부에 프로세스 가스가 침입하는 일은 없다. 또한, 도 3에 도시한 도체(19, 20)와 열전쌍(10)과 유로(22)의 배치는 일례로서 유로(22)가 중앙에 위치할 수도 있다. 또한, 스템(3)의 내측 가스를 배기할 수 있도록 별도 배기용의 유로를 설치할 수도 있다.
플레이트(2)와, 스템(3)과, 시일 링(4)과, 나사(18)는 각각 세라믹으로 제조되어 있다. 플레이트(2)와 나사(18)의 선팽창 계수는 거의 동일하고, 히터(6)에 의해 온도가 상승했을 때에 나사산이 파손되지 않는다. 스템(3)과 시일 링(4)의 선팽창 계수는 플레이트(2) 및 나사(18)의 선팽창 계수와 동일하거나 그것보다도 크다. 히터(6)의 온도가 오른 경우, 제 1 시일 면(12) 및 제 2 시일 면(13)과, 시일 링(4) 사이에 간극이 생기는 것을 방지한다.
이상과 같이 구성된 스테이지(1)는 제어 장치(도시하지 않음)에 접속되고, 프로세스 챔버(5)내에 있어서 웨이퍼(W)와 프로세스 가스의 반응을 촉진시키기 위해서 웨이퍼(W)를 가열한다. 제어 장치는 열전쌍(10)으로 플레이트(2)의 온도를 검출하여 히터(6)로 흘리는 전류를 제어한다. 또한, 제어 장치는 프로세스 챔버(5)내에 공급되는 프로세스 가스의 압력과, 스템(3)의 내부에 공급되는 불활성 가스의 압력을 감시하고 있다. 스템(3)의 내부 압력이 프로세스 챔버(5)내의 압력과 동일하거나 그것보다도 높아지도록, 제어 장치는 유로(22)로부터 불활성 가스를 공급하는 제어를 실행한다.
스테이지(1)는 플레이트(2)와 스템(3) 사이에 단열성이 우수한 세라믹으로 제조된 시일 링(4)을 갖고 있기 때문에, 플레이트(2)로부터의 열 손실이 억제된다. 그 결과, 플레이트(2)의 온도 분포에 격차가 발생하지 않는다. 따라서, 열 응력에 의한 플레이트(2)의 파손을 방지하는 동시에, 웨이퍼(W)를 가열하는 온도가 안정된다. 또한, 스템(3)의 내부에는 불활성 가스가 프로세스 가스와 동일하거나 그것보다도 높은 압력으로 공급되어 있기 때문에, 프로세스 가스가 스템(3)의 내부에 침입하는 일은 없다. 상술한 구성을 갖는 스테이지(1)는 단자(8, 9)와, 도체(19, 20)와, 열전쌍(10)이 프로세스 가스에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상술한 교정을 갖는 스테이지(1)는 금속에 대하여 부식성이 강한 프로세스 가스 분위기 중에서 사용되는 것으로서 적절하다. 또한, 불활성 가스가 스템(3)내에 공급되고 있기 때문에, 플레이트(2)의 열로 인해 단자(8, 9)와, 도체(19, 20)와, 열전쌍(10)이 산화되는 것을 방지할 수 있다.
플레이트(2)의 제 1 시일 면(12) 및 스템(3)의 제 2 시일 면(13)과 시일 링(4)의 접합면은 연마되고, 폭을 갖는 면에 맞대도록 설치되어 있다. 따라서, 프로세스 챔버(5)내로 누출되는 불활성 가스는 최소한으로 억제된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 성막용 장치로서, 스테이지(1)를 일례로 그 플레이트(2)와 스템(3)의 접합부를 도 4에 나타낸다. 또한, 이와 다른 구성은 제 1 실시예의 스테이지(1)와 기본적으로는 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 플레이트(2)와 스템(3)의 접합부에는 시일 링(4)이 삽입되는 홈(2a, 3c)이 형성되어 있다. 이 홈(2a, 3c)은 반경 방향에 대하여 시일 링(4)보다 광폭으로 형성되어 있다. 따라서, 온도 변화에 의해 플레이트(2) 및 스템(3)과 시일 링(4) 사이에 있어서 치수 변화가 생겨도, 플레이트(2)나 스템(3)이 파손되는 일은 없다.
또한, 제 1 시일 면(12)은 플레이트(2)의 홈(2a)의 바닥에 형성되어 있고, 제 2 시일 면(13)은 스템(3)의 홈(3c)의 바닥에 형성되어 있다. 시일 링(4)은 외측 가장자리 부근의 부분과 내측 가장자리 부근의 부분이 제 1 시일 면(12) 및 제 2 시일 면(13)과 접촉하도록 형성되어 있다. 시일 링(4)의 단면 형상은 소위 H자형이다. 이 시일 링(4)은 플레이트(2)의 접촉 면적이 제 1 실시예의 시일 링(4)보다도 작기 때문에, 플레이트(2)로부터 시일 링(4)에 전해지는 열을 제 1 실시예의 시일 링(4)보다도 더 작게 가압할 수 있다. 또한, 홈(2a, 3c)이 형성되어 있기 때문에, 플레이트(2)와 스템(3)의 위치를 맞추기 쉽다. 또한, 제 1 실시예에 이 시일 링(4)을 적용할 수도 있다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 성막용 장치로서, 스테이지(1)를 일례로 그 플레이트(2)와 스템(3)의 접합부를 도 5에 나타낸다. 본 실시예의 스테이지(1)는 시일 링을 갖지 않는다. 제 1 시일 면(12)은 평탄하게 형성되어 있고, 제 2 시일 면(13)은 제 1 시일 면(12)을 향해 돌출되어 있다. 또한, 제 2 시일 면(13)을 평탄하게 형성하고, 제 1 시일 면(12)을 제 2 시일 면(13)을 향해 돌출시킬 수도 있 다. 또한, 교환되는 빈도가 적은 쪽을 볼록 형상으로 형성하고, 교환되는 빈도가 높은 측이 교환된 경우, 교환된 측의 시일 면에 맞추어 교환되는 빈도가 적은 측의 볼록 형상의 시일 면을 맞춤 가공할 수 있도록 할 수도 있다. 이 밖의 구성은 제 1 또는 제 2 실시예와 동일한 구성이기 때문에 설명을 생략한다.
이상과 같이 구성된 스테이지(1)는 플레이트(2)와 스템(3)의 접촉 면적이 작기 때문에, 플레이트(2)로부터 스템(3)으로의 열전달이 적다. 따라서, 플레이트(2)의 온도가 안정되기 쉽다. 또한, 플레이트(2)와 스템(3)의 접촉 면적이 작기 때문에, 제 1 시일 면(12)과 제 2 시일 면(13)의 마무리 가공이 용이하여, 가공 비용을 저감할 수 있다.
또한, 도 6에 도시하는 바와 같이 제 2 시일 면(13), 즉 돌출하는 시일 면의 선단을 단면이 원호 형상으로 되도록 형성한다. 이 경우, 제 1 시일 면(12)과 제 2 시일 면(13)의 접촉부는 선 형상으로 된다. 플레이트(2)로부터 스템(3)으로의 열전달은 최소한으로 억제되는 동시에, 결합이 용이해진다. 또한, 상기 구성을 갖는 스테이지(1)는 시일 링을 갖지 않기 때문에, 부품 개수가 적고 저비용이다.
본 발명의 제 4 실시예에 따른 성막용 장치로서 스테이지(1)를 도 7에 나타낸다. 또한, 제 1 실시예의 스테이지(1)와 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여 그 구성의 설명을 생략한다. 또한, 플레이트(2)와 스템(3)의 접합부는 도 2에 나타낸다. 또한, 플레이트(2)와 스템(3)의 접합부는 도 4, 도 5 및 도 6에 나타내는 형태일 수도 있다.
스테이지(1)는 제 1 실시예의 스테이지(1)에 부가하여, 분배판(25)과 세라믹 제의 캡(26)을 구비한다. 분배판(25)은 스템(3)과 커버(17) 사이에 삽입되고, 유로(22)로부터 공급되는 불활성 가스를 각 캡(26)에 분배한다. 캡(26)은 플레이트(2)와 분배판(25) 사이에 있어서, 단자(8, 9)와, 도체(19, 20)와, 열전쌍(10)을 별개로 덮고 있다.
캡(26)은 위치가 어긋나지 않도록 플레이트(2)에 대하여 약간 삽입되어 있다. 플레이트(2)와 캡(26)의 접촉부는 불활성 가스가 약간 누출되도록 되어 있다. 캡(26)과 분배판(25)의 삽입부는 납땜되어 있다. 또한 캡(26)과 분배판(25)의 삽입부는 납땜하지 않고 캡(26) 속에 우선적으로 불활성 가스가 흐르는 정도로 끼워질 수도 있다. 또한, 캡(26)에 불활성 가스를 흘리는 이외에, 적극적으로 스템(3)의 내측에 불활성 가스를 흘릴 수도 있다.
분배판(25)에는 O-링 홈(27)이 형성되어 있다. O-링 홈(27)에는 O-링(28)이 장착되고, 분배판(25)과 커버(17) 사이를 기밀하게 유지하고 있다. 또한, 전극(7)용의 단자(9) 및 도체(20)를 덮는 캡(26)은 생략하고 있다. 또한, 열전쌍(10)의 캡(26)도 중간에서 생략하고 있다. 캡(26)에 공급하는 불활성 가스는 스템(3)의 내측 압력과 동일하거나 그것보다도 높은 압력으로 공급된다.
이상과 같이 구성된 스테이지(1)는 다른 실시예와 마찬가지로 플레이트(2)로부터 스템(3)으로의 열전달이 적고, 플레이트(2)의 온도가 안정되기 쉽다. 또한, 스테이지(1)에 있어서, 단자(8, 9), 도체(19, 20) 및 열전쌍(10)은 캡(26)으로 덮여 있다. 불활성 가스는 캡(26)의 안쪽에 공급된다. 따라서, 단자(8, 9), 도체(19, 20) 및 열전쌍(10)은 프로세스 가스로부터 보호된다. 또한, 불활성 가스 의 소비량이 적어서 좋다.
또한, 스템(3)내의 가스를 커버(17)쪽으로 배기하는 유로를 별도로 설치하면, 캡(26)으로부터 누출된 불활성 가스가 플레이트(2)와 스템(3) 사이로부터 프로세스 챔버(5)로 배기되지 않게 된다. 따라서, 프로세스 챔버(5)내의 프로세스 가스의 순도를 양호하게 유지할 수 있다.
플레이트(2), 스템(3), 시일 링(4) 및 나사(18)에 사용되는 세라믹 재료는 구체적인 조합으로서, 플레이트(2)에는 질화 알루미늄(aluminum nitride)계, 스템(3)에는 알루미나(alumina)계 그리고 시일 링(4)에는 마그네시아(magnesia)계를 사용한다. 또한, 세라믹 재료로서, 그밖에, 지르코니아(zirconia)계, 질화 규소(silicon nitride)계, 사이알론[SIALON(Si-Al-O-N)]계, 질화 티탄(titanium nitride)계 등을 적용할 수 있다.
또한, 플레이트(2), 스템(3), 시일 링(4), 홈(2a, 3c) 등의 형상은 열 팽창에 의해 응력이 집중하지 않도록, 각부에 둥근 모양을 내어놓는 것이 바람직하다.
제 1 시일 면(12)과 제 2 시일 면(13) 중 적어도 어느 한쪽을 다른 쪽을 향해 돌출시킨 구성의 스테이지(1)에 의하면, 플레이트(2)와 스템(3)의 접촉 면적이 작아진다. 따라서, 플레이트(2)로부터 스템(3)으로의 열전달이 적어진다. 히터에 의해 플레이트가 가열되는 경우, 온도가 안정되기 쉽다.
또한, 플레이트(2)의 제 1 시일 면(12)과 스템(3)의 제 2 시일 면(13) 사이에, 플레이트(2) 및 스템(3)보다 전열 저항이 큰 시일 링(4)을 설치하는 구성의 스테이지(1)에 의하면, 시일 링(4)을 통해 플레이트(2)로부터 스템(3)으로 열이 전달 되기 때문에, 플레이트(2)로부터 스템(3)으로의 열전달이 적어진다.
또한, 상술한 스테이지(1)는 부품 개수가 적고, 구조가 간단하기 때문에, 제작 비용이 저렴하다.
그 밖의 이점 및 변형예는 당업자에 있어서 용이하게 생각나게 될 것이다. 본 발명의 보다 넓은 개념은 특정한 상세한 대표적 장치나, 여기에 기재된 도시예에 한정되는 성질의 것이 아니다. 즉, 본 발명의 각종 변형예는 첨부한 특허 청구의 범위 및 이와 동일한 것에 의해 규정된 큰 발명의 개념으로부터 일탈하지 않는 범위로 하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 스테이지에 의하면, 플레이트로부터의 열 손실을 저감하는 동시에, 단자 등의 금속 부품을 부식성이 높은 프로세스 가스로부터 보호할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스테이지는 부품 개수가 적고, 구조가 간단하기 때문에, 제작 비용이 저렴하다.
Claims (15)
- 삭제
- 성막용 장치에 있어서,저항 가열에 의해 발열하는 히터가 내장되어 프로세스 가스에 노출되는 플레이트와,상기 플레이트의 한쪽 면에 노출되어 상기 히터에 전력을 공급하는 단자와,상기 단자를 둘러싸는 고리 형상으로 상기 플레이트에 형성되는 제 1 시일 면과,상기 단자를 둘러싸는 통 형상으로 형성되어 상기 플레이트를 지지하는 스템과,상기 플레이트를 지지하는 측의 상기 스템의 단면을 따라 고리 형상으로 형성된 제 2 시일 면과,상기 플레이트를 지지하는 측과 반대측의 상기 스템의 개구단을 막는 커버와,상기 커버를 관통하여 상기 스템의 내측으로 통과되어 상기 단자에 접속되는 도체와,상기 커버에 설치되어 불활성 가스를 상기 스템의 내측에 공급하는 유로와,상기 제 1 시일 면과 상기 제 2 시일 면 사이에 장착되고, 상기 플레이트 및 상기 스템보다도 전열 저항이 큰 시일 링을 포함하는성막용 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 플레이트와 상기 스템을 고정하는 체결 부재를 더 포함하며, 상기 시일 링은 상기 체결 부재에 의해 관통되는성막용 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 시일 링의 단면 형상은 H자형이며, 상기 시일 링의 내측 가장자리 부근의 부분과 외측 가장자리 부근의 부분은 각각 상기 제 1 시일 면과 제 2 시일 면에 접촉하는성막용 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 시일 링은 상기 제 1 시일 면과 상기 제 2 시일 면 중 적어도 어느 한쪽이 다른 쪽으로부터 떨어진 방향으로 오목한 오목부에 삽입되는성막용 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 시일 링은 알루미나계의 세라믹으로 형성되는성막용 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 시일 링은 마그네시아계의 세라믹으로 형성되는성막용 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 체결 부재는 알루미나계의 세라믹으로 형성되는성막용 장치.
- 성막용 장치에 있어서,저항 가열에 의해 발열하는 히터가 내장되어 프로세스 가스에 노출되는 플레이트와,상기 플레이트의 한쪽 면에 노출되어 상기 히터에 전력을 공급하는 단자와,상기 단자를 둘러싸는 고리 형상으로 상기 플레이트에 형성되는 제 1 시일 면과,상기 단자를 둘러싸는 통 형상으로 형성되어 상기 플레이트를 지지하는 스템과,상기 플레이트를 지지하는 측의 상기 스템의 단면을 따라 고리 형상으로 형성된 제 2 시일 면과,상기 플레이트를 지지하는 측과 반대측의 상기 스템의 개구단을 막는 커버와,상기 커버를 관통하여 상기 스템의 내측으로 통과되어 상기 단자에 접속되는 도체와,상기 커버에 설치되어 불활성 가스를 상기 스템의 내측에 공급하는 유로를 포함하고,상기 제 1 시일 면과 상기 제 2 시일 면 중 적어도 어느 한쪽이 다른 쪽을 향하여 볼록 형상으로 형성되어 있는성막용 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 볼록 형상은 단면이 원호 형상으로 볼록한 형상인성막용 장치.
- 제 2 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 단자와 상기 도체를 둘러싸는 캡을 상기 플레이트와 상기 커버 사이에 구비하고, 상기 캡 속에 상기 유로로부터 상기 불활성 가스가 공급되는성막용 장치.
- 제 2 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 플레이트는 상기 히터에 대하여 상기 단자와 반대측에 내장된 고주파의 접지용의 전극을 구비하는성막용 장치.
- 제 2 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 플레이트는 상기 히터의 온도를 검출하는 온도 검출부를 구비하는성막용 장치.
- 제 2 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 플레이트에 내장된 고주파의 접지용 전극과,상기 전극에 접속되어 상기 단자와 같은 측에 노출되는 상기 전극용 단자와,상기 커버를 관통하여 상기 전극용 단자에 접속되는 고주파 케이블과,상기 커버를 관통하여 상기 플레이트에 삽입되고, 상기 히터의 온도를 검출하는 시스 열전쌍과,상기 플레이트와 상기 커버 사이에 노출되는 상기 전극용 단자와 상기 고주파 케이블과 상기 시스 열전쌍을 둘러싸고, 상기 유로로부터 불활성 가스가 공급되는 캡을 더 포함하는성막용 장치.
- 제 2 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 불활성 가스는 상기 스템의 외측의 상기 프로세스 가스와 동일한 압력 또는 상기 프로세스 가스보다도 높은 압력으로 공급되는성막용 장치.
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