KR100820527B1 - 대기로부터 다중 영역 히터를 격리하는 방법 - Google Patents
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Abstract
내부 용적을 가지는 히터를 포함하는 반응 챔버내에서 상기 웨이퍼를 프로세싱하는 단계를 포함하는 웨이퍼 프로세싱 방법으로서, 히터로 상기 반응 챔버를 가열하는 단계와, 상기 히터 내부 용적내로 불활성 가스를 퍼징하는 단계와, 그리고 상기 불활성 가스를 배출하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 프로세스 챔버용 가열 메카니즘에 관한 것으로, 특히 화학 증착 챔버용 가열 메카니즘에 관한 것이다.
화학 증착(chemical vapor deposition)(CVD)은 기판에 다양한 타입의 막을 증착하기 위한 프로세스이고 그리고 예를 들면 개별적인 집적 회로 장치를 형성하도록 반도체 웨이퍼(웨이퍼)의 프로세싱과 같은 반도체 기재 집적 회로의 제조 분야에서 널리 사용된다. 통상적인 CVD 프로세싱에서, 웨이퍼 또는 웨이퍼들은 증착 또는 반응 챔버에 배치되고 그리고 반응 가스는 챔버내로 도입되고 반응 가스는 웨이퍼 또는 웨이퍼들에 얇은 막을 형성하도록 가열된 표면에서 분해 및 반응된다.
CVD 반응기 베셀(CVD reactor vessel)은 코팅 화학물이 웨이퍼 표면에 도포될 때 반응하도록 다중 영역 저항 히터(히터)를 사용하여 웨이퍼에 코팅을 부가한다. 히터는 히터 디스크(디스크)에 내장된 나선형 히터 코일(코일)과 접촉하도록 튜브내에 배치된 적어도 두 개의 저항 가열 로드(resistive heating rods)를 포함한다. 별개의 가열 로드는 튜브 중앙선 또는 코일에 대해 등거리로 중앙에 배치되어 있지 않다. 대신, 가열 로드는 오프셋되어 있어, 그 결과 가열 디스크의 면적은 개별적 가열 로드에 인가되는 전력을 변화시킴으로써 넓은 온도 범위를 가질 수 있다. 특별히 설계된 표면[서셉터(susceptor)]은 웨이퍼를 지지하는 가열 디스크의 일 측부에 존재한다. 웨이퍼는 가열 코일로부터 서셉터로 전달되는 열에 의해 전도적으로 가열된다. 웨이퍼상의 막의 증착이 완료되면, 프로세스 가스(process gas)가 제거되며, 화학 챔버는 클리닝 화학물(cleaning chemical)과 불활성 가스로 퍼지(purge)되고, 그리고 웨이퍼가 제거된다.
히터의 조립시 초기에, 히터 조립체의 내부 용적은 대기(atmosphere)에 노출되어 있다. 일단 히터가 조립되면, 대기는 히터 내에 남아 있게 된다. 히터 조립체내에 포함되는 대기내의 산소는 700℃ 이상의 온도에서 히터 부품을 손상시킨다. 그 결과, 히터 부품의 기계적 강도는 사용할 수록 저하되어 히터 부품이 교체되어야 하기 때문에, 비용, 노동력이 소모되고 반응기 베셀을 정지시켜야 한다.
내부 용적을 가지는 히터를 포함하는 반응 챔버내에서 상기 웨이퍼를 프로세싱하는 단계를 포함하는 웨이퍼 프로세싱 방법으로서, 히터로 상기 반응 챔버를 가열하는 단계와, 상기 히터 내부 용적내로 불활성 가스를 퍼징하는 단계와, 그리고 상기 불활성 가스를 배출하는 단계를 포함한다.
도 1은 CVD 반응기 조립체의 도면이며,
도 2는 CVD 반응기 조립체의 일 부분의 도면이며,
도 3은 CVD 반응기 조립체의 일 부분의 도면이며,
도 4는 CVD 반응기 조립체의 일 부분의 도면이며,
도 5는 저항 히터 조립체의 일 부분의 도면이며,
도 6은 나선형 코일의 도면이며,
도 7은 퍼지되는 저항 히터 조립체의 도면이며,
도 8은 진공되는 저항 히터 조립체의 도면이다.
본 발명은 전체적으로 반도체 웨이퍼 처리 반응 챔버에 사용되는 다중 저항 히터(multi resistive heater)(히터)로부터 반응 가스를 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 웨이퍼 프로세싱은 고온으로 적용되는 부식성 화학물(corrosive chemistry)이 요구되며 이러한 환경에서 견뎌야 하는 히터 부품은 일반적으로 세라믹 재료, 알루미늄 질화물(AlN)로 제조된다.
히터 내부가 히터 챔버와 동일한 가열 상태로 처리되는 동안, 히터 내부는 밀봉되어 반응 챔버의 작동 동안 프로세싱 가스에 노출되지 않는다. 히터 내부는 대기에서 조립 및 해체되고 그리고 따라서 대기, 특히 산소를 함유한다. 700℃보다 큰 작동 온도에서, 대기에 노출될 때, 알루미늄 질화물은 산소와 반응하고 그리고 AlN 성분은 감소된다. 결론적으로, 히터의 사용 기간은 감소된다.
웨이퍼 프로세싱 동안 대기 및 프로세싱 열에 노출되고 알루미늄 질화물로 제작되는 히터 내부면은 튜브의 내부면, 튜브에 의해 커버되는 히터 디스크의 일 부분, 및 한 세트의 가열 로드 인슐레이터를 포함한다. 이러한 내부 히터면(히터 내부)으로부터 산소를 감소 또는 제거하기 위한 방법 및 장치가 공개된다. 일 실 시예에서, 상기 방법은 산소가 없는 환경을 유지하도록 히터의 내부를 통한 불활성 유체의 연속 유동을 포함한다. 불활성 유체는 의도되는 사용의 작동 상태에서 비 반응성이 되는 가스들의 조합 또는 액체 또는 가스일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 산소가 존재하지 않는 것을 보장하도록 히터내부가 진공된다.
도 1은 반도체 웨이퍼로 막을 프로세싱하는 반응기 베셀 조립체(reactor vessel assembly)(반응기)(100)의 도면이다. 반응기 베셀 조립체(100)는 화학 증착 장치에서 사용하기 위한 저항 히터 조립체(히터)(104)와 챔버 조립체(102)로 이루어진다. 히터(104)는 챔버 조립체(102)에 대해 축선(105)을 따라 이동하도록 설계된다. 챔버 바디(106)는 프로세스 가스 또는 가스들과 웨에퍼 사이의 반응, 예를 들면 CVD 반응이 발생하는 반응 챔버(108)를 형성한다. 챔버 바디(106)는 일 실시예로, 6061-T6 알루미늄으로 구성되고 그리고 챔버 바디(106)를 냉각시키기 위해 물이 관통하여 유동하도록 워터(water)용 통로(110)를 갖는다. 반응 챔버(108)에는 저항 히터(히터)(104)가 내재하고 저항 히터는 니켈로 제작되는 히터 튜브(튜브)(114)의 길이에서 연속하는 수 개의 가열 요소(로드)(112)를 포함한다. 소결 AlN(sintered AIN)으로 제작되는 가열 디스크(116)는 튜브(114)의 단부에 있다. 몰리브덴으로 제작되는 나선형 가열 요소(코일)(118)는 디스크(116)내에 소결된다. 로드(112) 및 코일(118)은 땜질(brazing)에 의해 연결되고 그리고 그 안에서 전도적이다. 로드(112)는 AlN 세라믹 슬리브(120)로 단열된다. 코일(118)은 대부분의 전기 저항을 제공하고 그 결과로 반응 챔버(108)를 가열한다. 가열 디스크(116)의 단부에는 서셉터(122)로 지칭되는 리세스가 있으며 이 리세스내에 웨이퍼(도시안 됨)가 배치된다. 일 실시예에서, 서셉터(122)는 200 밀리미터 직경 반도체 웨이퍼(200 mm 웨이퍼)를 지지하기에 충분한 표면적을 가지며, 또 다른 실시예에서, 서셉터(122)는 300 밀리미터 직경 반도체 웨이퍼(300 mm 웨이퍼)를 지지하기에 충분한 표면적을 가진다.
도 1을 계속 참조하면, 히터(104)는 축선(105)을 따라 들어가고 그리고 웨이퍼(도시안됨)는 챔버 바디(106)의 측부에 있는 입구(134)를 통하여 서셉터(122)상의 반응 챔버(108)에 배치된다. 프로세싱을 위해 웨이퍼를 수용하도록, 히터(104)는 서셉터(122)의 표면이 입구(134) 아래 있을 때까지 수축된다. 이송 블레이드(도 2 아래)는 웨이퍼(도시안됨)를 서셉터(122)내의 챔버 바디(106)로 배치한다. 일단 로딩되면, 입구(134)는 밀봉되고 그리고 히터(104)는 리프터 조립체(136)에 의해 전면판(130)을 향하는 방향으로 전진한다. 이 시점에서, 가스 패널(도시 안됨)에 의해 제어되는 프로세스 가스는 포트(124)를 통하여, 전면판(130)을 통하여 챔버(108)로 유동하고 그리고 통상적으로 반응하거나 막(도시안됨)을 형성하도록 웨이퍼(도시안됨)에 증착된다. 압력 제어 시스템(도시안됨)을 이용하여, 챔버(108)내의 압력이 설정되어 챔버(108)에 결합된 압력 조절기 또는 조절기들(도시안됨)에 의해 유지된다.
도 2는 명확성을 위해 많은 반응기(100)(도 1) 부품이 제거된 웨이퍼(132) 주위의 단순화된 프로세싱 영역의 일 실시예이다. 프로세스 가스(154)는 챔버 바디(106)의 챔버 리드(chamber lid; 126)의 상부면에 있는 개구(124)를 통해 반응 챔버(108)로 유입된다. 프로세스 가스는 첫번째로 차단판(blocker plate; 128)을 통과한다. 차단판(128)에는 프로세스 가스를 반지름방향으로 분배하도록 홀(도시안됨)의 세트가 천공된다. 그리고나서 프로세스 가스는 전면판(130)으로서 공지된 제 2 천공판의 홀(도시안됨)을 통과한다. 전면판(130)은 웨이퍼(132)로 프로세스 가스(154)를 균일하게 분배한다.
펌프(도시안됨)는 수집 채널(collection channel; 140)에서 펌핑판(138)으로 뽑아진다. 결론적으로, 웨이퍼(132)를 밀어 넣은 후, 프로세스 가스(154)는 펌핑 플레이트(138)에 있는 반지름방향 홀(156)을 통과하고, 고리형 채널(140)에 수집되고, 그리고나서 반응 챔버(108)로 향한다. 챔버(108)는 그리고나서 예를 들면, 질소와 같은, 불활성 가스로 퍼지된다(155).
도 3에 도시된 바와 같은, 일 실시예에서, 프로세싱 및 퍼징 후, 히터(104)는 리프터 조립체(136)에 의해 하부 방향[챔버 리드(126)로부터 이격되는 방향]으로 이동된다. 리프트 핀(142)은 반응 챔버(108)의 베이스에 위치설정된다. 리프트 핀(142)은 디스크(116)에 있는 홀을 통하여 접촉 리프트 플레이트(144)에 위치설정되는 일 단부를 가진다. 히터(104)가 리프터 조립체(136)의 작용을 통해 축선(105)을 따라 하부 방향으로 이동할 때, 리프트 핀(142)은 고정되어 있으며 결국 서셉터(122)의 표면으로부터 프로세싱된 웨이퍼(132)를 분리하도록 디스크(116)의 상부면상으로 연장한다.
일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 일단 프로세싱되면, 웨이퍼(132)를 제거하도록 개구(134)를 통해 삽입되는 로보틱 메카니즘(robotic mechanism)(도시안됨)의 이송 블레이드(166)에 의해 웨이퍼(132)는 서셉터(122)의 표면으로부터 분리된다. 상술된 단계는 프로세스 위치로 웨이퍼(132)를 가져오도록 역으로 작동된다.
Si3N4 또는 폴리실리콘(polysicilon)을 프로세싱하는 저압 CVD(LPCVD)와 같은 고온 작동에서, 반응 챔버(108) 내부의 반응 온도는 750℃ 또는 그 이상 만큼 높을 수 있다. 따라서, 반응 챔버(108)에 있는 노출된 부품은 이 같은 고온 프로세싱과 양립되어야 한다. 이 같은 부품 재료는 또한 프로세스 가스 ,및 반응 챔버(108)내로 도입될 수 있는 클리닝 화학물과 같은 다른 화학물과 양립되어야 한다.
이중-영역 히터(히터)의 분해도의 일 실시예가 도 5에 도시된다. 이러한 실시예에서, 튜브(214), 디스크(216) 및 히터 로드 단열체(220)는 소결되고 기계가공된 알루미늄 질화물(AlN)로 이루어진다. 히터 디스크(216)는 소결되고 그 내부에 가열 코일(218)이 포함된다. 가열 코일(218)은 확산 접합 또는 땜질(diffusion bonding or brazing)을 통해 튜브(214)에 본딩되며 이 같은 결합은 마찬가지로 반응 챔버(108)(도 1)의 환경을 견딘다. 히터 조립체(204)는 웨이퍼(도시안됨)를 지지하도록 서셉터(도시안됨)를 구비한 표면(258)과 튜브(214)에 결합하기 위한 반대측 표면(260)을 가지는 히터 디스크(216)를 포함한다. 통상적인 중앙선(246)에 대해 등거리에 배치된 두 쌍의 가열 로드(212)가 튜브(214)내에 위치된다. 각각의 가열 요소(212)는 세라믹 슬리브(AlN)(220)에 수용된다. 각각의 가열 로드(212)는 튜브(114)의 재료와 유사한 열 팽창 특성을 가지는 재료로 제작된다. 이러한 실시예에서, 가열 로드(212)는 니켈(Ni)로 제작되며, 가열 로드(212)는 알루미늄 질화 물과 유사한 열 팽창 상수를 가진다. 가열 로드(212)는 단부 캡(250)을 통과하고 그리고 반대 측부로부터 단부 캡(250)으로 유입되는 전기 연결부(도시안됨)에 부착된다.
그러나, 도 6에 도시된 바와 같은 일 실시예에서, 가열 로드(212)는 히터 디스크(216), 히터 코일(218)(점선), 및 튜브(214)의 통상적인 중앙선(217) 주위에 집중(centered)되지 않는다. 각각의 가열 로드(212)에 대한 개별적인 전기 제어를 따라, 다른 부품에 의해 사용되는 중앙선(217)에 대한 가열 로드(212)의 비 집중(non-centering)은 CVD 프로세싱에서 요구되는 완전한 온도 범위를 제공한다.
도 7에 도시된 바와 같은 일 실시예를 지금부터 참조하면, 대기는 이중 영역 히터(304)의 내부로부터 퍼징된다. 퍼지(purge)는 커넥터 베이스(355)를 통하여, 커넥터 어댑터(350) 및 튜브(314)로의 분당 약 100 세제곱 센티미터(ccm)의 유량으로 불활성 가스와 같은 유체의 일정한 유동으로 달성될 수 있다. 일 실시예에 대해, 질소는 불활성 가스로 사용될 수 있다. 유입구(362) 및 배출구(364)의 크기와 함께, 히터에 인가되는 질소 가스 압력은 예를 들면 히터(304)를 통한 원하는 유량을 제공하도록 되어 있어야 한다.
일 실시예에서, 질소 가스의 유동은 유입구(362)로 퍼지될 때 제곱 인치당 30 파운드(psi)(207 kPa)의 압력을 유지하기 위한 비율이어야 한다. 질소는 배출구(364)에서 히터(304)로부터 배출될 수 있다. 사용된 질소는 일정한 온도로 냉각될 수 있다. 냉각된 질소는 히터내에서 700℃ 아래의 온도를 유지할 수 있으며 그리고 히터 내부(366)에 남아있는 산소의 소정의 작은 양의 결과로서 AlN 재료 침식을 추가적으로 감소시킬 수 있다. 질소를 냉각하기 위한 하나의 방법은 대기 온도에서 질소와, 액체 질소를 증발시킨 질소 증기를 혼합하는 것이다. 웨이퍼 프로세스 사이클이 시작되기 전에 산소가 히터 내부(366)로부터 제거되는 것을 보장하도록 웨이퍼 프로세스 사이클을 시작하기 전에 시작될 수 있다는 점에서 퍼지는 연속적일 수 있다. 게다가, 히터로의 퍼지는 웨이퍼 프로세싱과 관계없이 연속적일 수 있으며 그리고 수리 또는 폐기되어지는 히터 조립체를 위해 정지될 수 있다.
일 실시예에서, 커넥터 조립체(370)는 일 단부에서 히터(304)로 연결되고 그리고 다중 연결을 제공한다. 커넥터 조립체(370)는 단부 캡(345), 히터 튜브(314), 및 챔버 바디(106)(도 1)에 부착된다. 유입구(362), 배출구(364), 열전쌍(도시안됨)용 전기 연결부(372), 및 히터 로드(312)용 전기 연결부가 커넥터 조립체(370)를 관통한다. 커넥터 조립체(370)는 커넥터 어댑터(350)와 커넥터 베이스(355)를 포함한다. 커넥터 어댑터(350)는 전기 연결부(372)를 히터 로드(312)의 단부에 부착한다. 챔버 바디(106)(도 1)에 부착되는 커넥터 베이스(355)는 커넥터 어댑터(350)에 부착된다. 유입구(362)는 단부 캡(345)을 관통하는 동안 단부 캡(345)을 통과하는 벤팅(venting)은 헐거운 치수 공차(loose dimensional tolerancing)로 달성될 수 있다. 이러한 커넥터 조립체(370) 형상으로, 커넥터 조립체(370)를 히터(304)에 부착하는 단일 작업은 동시에 모든 전기 및 유체 연결을 위해 제공된다. 히터(304)는 압력 완전성(pressure integrity)을 가진다는 점에서 압력 베셀로서 작용한다. 이는 반응 챔버(108)(도 1)내로 불활성 가스의 손실을 감소시키도록, 부품들; 히터 튜브(314), 단부 캡(345), 커넥터 조립체(370), 사이 에 배치되는 오링(375)에 의하여 달성된다.
일 실시예에서 이와 달리, 도 8에 도시된 바와 같이, 히터(404)내의 히터 내부 용적(466)은 내재하는 대기를 제거하도록 진공으로 비워질 수 있다. 커넥터 조립체(470)는 히터(404)를 일 단부에 연결하고 그리고 다중 연결을 제공한다. 커넥터 조립체(470)는 단부 캡(445), 히터 튜브(414), 및 챔버 바디(106)(도 1)로 연결한다. 진공 포트(462), 배출구(464), 열전쌍(도시안됨)용 전기 연결부(472), 및 히터 로드(412)용 전기 연결이 커넥터 조립체(470)를 관통한다. 커넥터 조립체(470)는 커넥터 어댑터(450)와 커넥터 베이스(455)를 포함한다. 커넥터 어댑터(450)는 전기 연결부(472)를 히터 로드(412)의 단부에 부착한다. 챔버 바디(106)(도 1)에 부착되는 커넥터 베이스(455)에는 커넥터 어댑터(450)가 부착된다. 진공 포트(462)는 히터 내부 용적(466)으로 접근할 수 있도록 단부 캡(445)을 관통한다. 진공 레벨을 모니터링하기 위해 진공 또는 압력 게이지(476)가 배출구(464)에 부착될 수 있다. 이러한 커넥터 조립체(470) 형상으로, 히터(404)에 커넥터 조립체(470)를 부착하는 단일 작업이 동시에 모든 전기 및 유체 연결을 위해 제공된다. 히터(404)는 압력 완전성을 가진다는 점에서 압력 베셀로서 작용한다. 이는 임의의 반응 챔버 화학에서 진공이 히터 내부 용적(466)으로 당겨지는 것을 차단하도록, 부품들; 히터 튜브(414), 단부 캡(445), 및 커넥터 조립체(470), 사이에 배치되는 오링(475)으로 달성된다.
진공이 진공 포트(462)에 인가될 때, 히터 내부(466)는 약 5 torr 진공으로 처리된다. 이러한 방식으로, 진공 공급은 히터(404)의 내부(466)에 연속적으로 인가된다. 진공 레벨 모니터링에 부가하여, 진공 게이지(476)는 히터 내부(466)의 진공 완전성을 리크 체크(leak check)하기 위해 이용될 수 있다. 충분한 진공을 유지하기 위한 히터(404)의 성능은 히터(404) 압력 완전성을 시험하는 주기적 리크 체크에 의하여 확인될 수 있다. 리크 체크는 진공 공급원으로부터 히터 내부(466)를 밀봉하고 진공 쇠퇴 율(a rate of vacuum decay)에 대해 시간에 대한 진공의 손실을 모니터링함으로써 수행될 수 있다. 5시간 당 0 내지 2.5 torr의 범위내에 근사한 진공 쇠퇴 율은 수용가능하다.
본 발명에 대한 변형 및 조절이 이루어질 수 있다는 것이 본 발명에 대해 인정된다. 예를 들면, 히터 내부(466)에 진공을 제공하는 실시예에 대해, 어느 프로세스 온도(700℃ 아래)에 대해, 제 1 실시예에서의 진공 조건은 예를 들면 2.5 내지 10 torr일 수 있다는 것이 결정될 수 있다.
퍼지를 수행하는 실시예에 대해, 다양한 유체가 사용될 수 있다는 것이 인정되어야 한다. 특히, 질소 대신 할로겐 가스와 같은 어떤 불활성 가스가 사용될 수 있다. 히터 내부(466)를 통한 불활성 가스의 퍼지는 유입되는 불활성 가스의 온도와 히터 내부 용적(466)의 원하는 온도에 따라 100 ccm으로부터 변화하는 퍼지 율(purge rate)로 달성될 수 있다. 30 psi(207 kPa)가 아닌 퍼지 압력은 퍼지 압력을 미조정(fine-tune)하기 위해 인가될 수 있다. 퍼지 유동률이 변화함에 따라, 퍼지 가스는 히터내의 온도를 제어하도록 냉동 또는 냉각될 수 있다. 게다가, 퍼지 포트 대신, 짝결합 커넥터 부품의 치수 공차가 헐거운 공차가 되도록 특정화된다. 이 같은 헐거운 공차는 배출구에 대한 요구를 제거하도록 충분한 비율로 퍼지 가스가 부품들 사이로 누설되는 것을 허용할 수 있는 부품들 사이의 공간을 제공한다. 또한 작업 중 히터 내부내에 대기가 존재하지 않는 것을 추가적으로 보장하도록 웨이퍼 프로세싱과 관계없이 연속적으로(중단없이) 퍼지하는 것이 가능하다.
또 다른 실시예에서, 불활성 가스는 대기가 제거될 때까지 히터를 통하여 퍼지된다. 이때, 퍼지 및 배기 측 둘다 폐쇄 또는 차단되며 선택된 압력에 대한 불활성 가스는 압력 베셀 내에서 움직이지 않거나 정적 상태가 된다. 압력 게이지는 인식할 수 있는 압력 변화가 히터 내부에 발생하지 않는 것을 확인하기 위해 사용된다. 인식할 수 있는 압력 손실은 히터의 설계, 작동, 및 유효 수명에 대해 수용할 수 없는 임의의 손실이다.
또 다른 실시예에서, 특별한 진공 레벨에 도달하고나서, 진공 포트에 연결되는 진공 공급원에 직렬로 연결된 진공 차단 밸브를 이용하여 진공 공급원이 히터 내부 용적에 대해 폐쇄될 수 있을 때까지 진공은 히터 내부 용적으로 인가된다. 진공 시스템 근처 또는 히터 내부에 부착되거나 직렬(in-line)로 되어 있는 진공 게이지는 히터 내부내의 진공 레벨을 모니터링할 수 있다. 이는 히터 내부의 진공 완전성의 손실의 더 향상된 관측을 허용한다.
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- 내부 용적을 가지는 히터를 포함하는 반응 챔버 내에서 웨이퍼를 프로세싱하는 단계로서, 상기 내부 용적은 상기 반응 챔버로부터 상기 내부 용적을 격리하기 위한 밀봉부를 가지는, 웨이퍼 프로세싱 단계와,상기 히터로 상기 반응 챔버를 가열하는 단계와,상기 히터 내부 용적 내로 불활성 가스를 퍼징하는 단계와, 그리고상기 내부 용적으로부터 상기 반응 챔버 외부로 상기 불활성 가스를 배출하기 위해 상기 히터 내부 용적으로 결합되는 배출구로 상기 불활성 가스를 벤팅하는 단계를 포함하는,웨이퍼 프로세싱 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 불활성 가스는 137 내지 276 kPa의 범위의 압력으로 퍼징되는,웨이퍼 프로세싱 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 불활성 가스는 50 내지 100 ccm의 범위의 유량으로 퍼징되는,웨이퍼 프로세싱 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 반응 챔버 내로 웨이퍼를 배치하는 단계,상기 반응 챔버 내에 배치되는 상기 히터의 내부 용적으로 진공을 인가하는 단계, 및상기 반응 챔버 내의 웨이퍼를 프로세싱하는 단계를 포함하는,웨이퍼 프로세싱 방법.
- 제 27 항에 있어서,상기 히터 내부 용적으로 진공 공급원이 연속적으로 인가되는,웨이퍼 프로세싱 방법.
- 제 27 항에 있어서,상기 진공이 1차로 인가되고나서 상기 진공 공급원이 차단되는,웨이퍼 프로세싱 방법.
- 제 27 항에 있어서,상기 진공 레벨이 모니터링되는,웨이퍼 프로세싱 방법.
- 내부 용적을 가지는 히터가 배치되는 반응 챔버로서, 상기 내부 용적은 상기 반응 챔버로부터 상기 내부 용적을 격리시키기 위한 밀봉부를 가지는 반응 챔버,상기 내부 용적 내에 위치 설정되는 하나 이상의 가열 요소,상기 반응 챔버 내에 상기 히터에 결합되는 웨이퍼를 지지하기 위한 수단,상기 히터의 내부 용적을 통하여 불활성 가스의 일정한 유동을 유지하기 위한 수단, 및상기 불활성 가스를 상기 내부 용적으로부터 상기 반응 챔버 외부로 배출하기 위해 상기 히터 내부 용적으로 결합되는 배출구를 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 31 항에 있어서,상기 불활성 가스를 상기 히터 내부 용적 내에서 일정한 압력으로 유지하는 수단을 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 32 항에 있어서,상기 불활성 가스를 상기 히터 내부 용적내에서 700℃ 아래로 유지하는 수단을 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 31 항에 있어서,상기 히터는 커넥터 조립체를 더 포함하며,상기 커넥터 조립체는 다수의 히터 로드에 연결되는 전기 연결 세트를 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 31 항에 있어서,상기 배출구가 헐거운 치수 공차에 의해 제공되는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 31 항에 있어서,상기 내부 용적으로 진공을 인가하기 위한 진공 포트를 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 36 항에 있어서,상기 진공 포트에 연결되는 진공 공급원에 직렬로 연결된 진공 차단 밸브를 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 36 항에 있어서,상기 히터 내부 용적으로 직렬로 연결된 진공 게이지를 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 36 항에 있어서,웨이퍼 프로세싱 동안 상기 히터의 내부 용적으로 진공을 유지하기 위한 수단을 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 39 항에 있어서,700℃ 이상의 반응 챔버 온도로 진공을 인가하기 위한 수단을 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 39 항에 있어서,상기 진공을 모니터링하기 위한 수단을 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
- 제 39 항에 있어서,상기 진공을 연속적으로 인가하기 위한 수단을 더 포함하는,웨이퍼 프로세싱 장치.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6617553B2 (en) * | 1999-05-19 | 2003-09-09 | Applied Materials, Inc. | Multi-zone resistive heater |
DE10239083B4 (de) * | 2002-08-26 | 2009-09-03 | Schott Ag | Vorrichtung zum Versorgen einer Prozesskammer mit fluiden Medien und deren Verwendung |
JP4753433B2 (ja) * | 2003-02-11 | 2011-08-24 | アイクストロン・インコーポレーテッド | Ald/cvd反応炉のためのパージされた加熱サセプタ |
US20080314320A1 (en) * | 2005-02-04 | 2008-12-25 | Component Re-Engineering Company, Inc. | Chamber Mount for High Temperature Application of AIN Heaters |
US8709162B2 (en) * | 2005-08-16 | 2014-04-29 | Applied Materials, Inc. | Active cooling substrate support |
US7842135B2 (en) * | 2006-01-09 | 2010-11-30 | Aixtron Ag | Equipment innovations for nano-technology aquipment, especially for plasma growth chambers of carbon nanotube and nanowire |
JP2011525719A (ja) * | 2008-06-24 | 2011-09-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 低温pecvd用途用のペデスタルヒータ |
US20100177454A1 (en) * | 2009-01-09 | 2010-07-15 | Component Re-Engineering Company, Inc. | Electrostatic chuck with dielectric inserts |
JP5570938B2 (ja) * | 2009-12-11 | 2014-08-13 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
JP6107327B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-04-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置及びガス供給装置並びに成膜方法 |
US20150194326A1 (en) * | 2014-01-07 | 2015-07-09 | Applied Materials, Inc. | Pecvd ceramic heater with wide range of operating temperatures |
US10497606B2 (en) * | 2015-02-09 | 2019-12-03 | Applied Materials, Inc. | Dual-zone heater for plasma processing |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4949783A (en) | 1988-05-18 | 1990-08-21 | Veeco Instruments, Inc. | Substrate transport and cooling apparatus and method for same |
US5091208A (en) | 1990-03-05 | 1992-02-25 | Wayne State University | Novel susceptor for use in chemical vapor deposition apparatus and its method of use |
KR0167473B1 (ko) | 1990-07-31 | 1999-02-01 | 이노우에 아키라 | 처리방법 및 장치 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1619998B2 (de) | 1967-04-07 | 1976-07-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zum thermischen behandeln von scheibenfoermigen halbleiterkoerpern |
US4777022A (en) | 1984-08-28 | 1988-10-11 | Stephen I. Boldish | Epitaxial heater apparatus and process |
JPS63297567A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Shimadzu Corp | プラズマcvd装置 |
JPH01319930A (ja) * | 1988-06-21 | 1989-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気相成長装置 |
JPH0519949Y2 (ko) * | 1990-02-09 | 1993-05-25 | ||
JPH03128668U (ko) * | 1990-04-06 | 1991-12-25 | ||
US5094885A (en) | 1990-10-12 | 1992-03-10 | Genus, Inc. | Differential pressure cvd chuck |
JP3165938B2 (ja) * | 1993-06-24 | 2001-05-14 | 東京エレクトロン株式会社 | ガス処理装置 |
WO1997031389A1 (fr) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Tokyo Electron Limited | Dispositif de traitement thermique |
US5994678A (en) | 1997-02-12 | 1999-11-30 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for ceramic pedestal and metal shaft assembly |
US6372048B1 (en) * | 1997-06-09 | 2002-04-16 | Tokyo Electron Limited | Gas processing apparatus for object to be processed |
-
2000
- 2000-07-07 US US09/611,942 patent/US6652655B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-06-22 WO PCT/US2001/020095 patent/WO2002005321A2/en active Application Filing
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2012
- 2012-08-02 JP JP2012172047A patent/JP5597229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4949783A (en) | 1988-05-18 | 1990-08-21 | Veeco Instruments, Inc. | Substrate transport and cooling apparatus and method for same |
US5091208A (en) | 1990-03-05 | 1992-02-25 | Wayne State University | Novel susceptor for use in chemical vapor deposition apparatus and its method of use |
KR0167473B1 (ko) | 1990-07-31 | 1999-02-01 | 이노우에 아키라 | 처리방법 및 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004503107A (ja) | 2004-01-29 |
WO2002005321A3 (en) | 2002-06-06 |
JP5597229B2 (ja) | 2014-10-01 |
EP1299573A2 (en) | 2003-04-09 |
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