KR100841195B1 - 기상 성장 장치와 기상 성장 방법 - Google Patents

기상 성장 장치와 기상 성장 방법 Download PDF

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요시카즈 모리야마
세이이치 나카자와
구니히코 스즈키
히데키 아라이
사토시 이나다
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

본 발명은 기상 성장 장치에 관한 것으로서, 챔버 내에는 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서,
상기 지지대는 오목부를 갖는 제 1 오목부와, 상기 제 1 오목부의 저부에 추가로 오목부를 갖는 제 2 오목부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

기상 성장 장치와 기상 성장 방법{VAPOR PHASE GROWING APPARATUS AND VAPOR PHASE GROWING METHOD}
도 1은 실시 형태 1의 에피택시얼 성장 장치의 구성을 도시한 개념도,
도 2는 에피택시얼 성장 장치 시스템의 외관의 일례를 도시한 도면,
도 3은 에피택시얼 성장 장치 시스템의 유닛 구성의 일례를 도시한 도면,
도 4는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 5는 도 4에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 6은 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍(counterbored holes)을 도시한 단면도,
도 7은 2단 카운터보어 구멍을 형성하지 않은 홀더를 이용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 실시 형태의 2단 카운터보어 구멍을 형성한 홀더를 이용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면,
도 9는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도,
도 10은 도 9에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 11은 다른 실시 형태의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 12는 도 11에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 13은 도 11의 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 확대하여 도시한 단면도,
도 14는 도 13의 실리콘 웨이퍼의 두께와 카운터보어 구멍의 깊이와의 관계를 도시한 도면,
도 15는 도 11의 실시 형태의 변형예를 도시한 평면도,
도 16은 도 15에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 17은 실시 형태 3의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 18은 도 17에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 19는 도 17의 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 확대하여 도시한 단면도,
도 20은 실시 형태 4의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 21은 도 20에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시 한 단면도,
도 22는 도 20의 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 확대하여 도시한 단면도,
도 23은 실시 형태 5의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도,
도 24는 도 23에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도,
도 25는 도 23의 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 확대하여 도시한 단면도,
도 26은 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도, 및
도 27은 도 26에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 에피택시얼 성장 장치 101 : 실리콘 웨이퍼
110 : 홀더 120 : 챔버
122 : 유로 130 : 샤워 헤드
140 : 진공펌프 142 : 압력 제어 밸브
150 : 아웃 히터 160 : 인 히터
본 발명은 기상 성장 장치와 방법에 관한 것으로서, 예를 들면 에피택시얼(epitaxial) 성장 장치의 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 지지하는 지지 부재의 형상에 관한 것이다.
초고속 바이폴러, 초고속 CMOS 등의 반도체 디바이스의 제조에 있어서, 불순물 농도나 막두께가 제어된 단결정 에피택시얼 성장 기술은 디바이스의 성능을 향상시키는데에 불가결한 것으로 되어 있다.
실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판에 단결정 박막을 기상 성장시키는 에피택시얼 성장에는 일반적으로 상압 화학 기상 성장법이 이용되고 있고, 경우에 따라서는 감압 화학 기상 성장(LP-CVD)법이 이용되고 있다. 반응 용기 내에 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판을 배치하고, 반응 용기 내를 상압(0.1MPa(760Torr)) 분위기 또는 소정 진공도의 진공 분위기로 유지한 상태로 상기 반도체 기판을 가열하여 회전시키면서 실리콘원과 붕소 화합물, 비소 화합물, 또는 인 화합물 등의 도펀트를 함유하는 원료 가스를 공급한다. 그리고, 가열된 반도체 기판의 표면에서 원료 가스의 열분해 또는 수소 환원 반응을 실시하여 붕소(B), 인(P) 또는 비소(As)가 도핑된 실리콘 에피택시얼막을 성장시킴으로써 제조한다(예를 들면, 일본 공개특허공보 평9-194296호 참조).
또한, 에피택시얼 성장 기술은 파워 반도체의 제조, 예를 들면, IGBT(절연 게이트형 바이폴라 트랜지스터)의 N 베이스(P 베이스라도 좋음)나 파워 MOS 트랜지스터의 N 베이스(P 베이스라도 좋음)의 제조에도 이용된다. IGBT 등의 파워 반도 체에서는 예를 들면 수10㎛ 이상의 막 두께의 실리콘 에피택시얼막이 필요하게 된다.
도 26은 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 27은 도 26에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
실리콘 웨이퍼(200)의 지지 부재가 되는 홀더(210)(서셉터라고도 함)에는 실리콘 웨이퍼(200)의 직경 보다 약간 큰 직경의 카운터보어 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 이와 같은 카운터보어 구멍에 실리콘 웨이퍼(200)가 들어가도록 얹어 설치된다. 이와 같은 상태로 홀더(210)를 회전시킴으로써 실리콘 웨이퍼(200)를 회전시키고, 공급된 원료 가스의 열분해 또는 수소 환원 반응에 의해 실리콘 에피택시얼막을 성장시킨다.
그런데, 상기 실리콘 웨이퍼(200)의 직경 보다 약간 큰 직경의 카운터보어 구멍이 형성되어 있는 홀더(210)에 실리콘 웨이퍼(200)를 얹어 설치하여 회전시키면, 그 원심력으로 실리콘 웨이퍼(200)는 웨이퍼면과 평행한 방향으로 이동하여 카운터보어 구멍의 측면의 일부분에 치우치게 된다. 여기서, IGBT 등의 파워 반도체의 제조에 필요한 수10㎛ 이상, 예를 들면 50㎛ 이상의 막두께의 실리콘 에피택시얼막을 형성할 경우, 상술한 홀더(210)에서는 실리콘 웨이퍼(200)의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막과 홀더(210)의 카운터보어 구멍의 측면에 퇴적한 막이 접촉되고 달라붙어(접착되어), 실리콘 웨이퍼(200)를 반송할 때 실리콘 웨이퍼(200)가 홀더(210)에 점착되는 현상이 발생하는 문제가 있었다. 최악의 경우, 실 리콘 웨이퍼(200)를 반송하기 위해 취출하려고 하면 실리콘 웨이퍼(20)가 파손되는 문제가 있었다.
본 발명의 일 태양은 이와 같은 문제점을 극복하여 기판의 지지부로의 점착을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 태양의 기상 성장 장치는,
챔버 내에 지지대 상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서,
상기 지지대는 오목부를 갖는 제 1 오목부와,
상기 제 1 오목부의 저부의 중앙부에 추가로 오목부를 갖는 제 2 오목부를 구비하고,
상기 제 2 오목부의 저면으로 상기 기판을 지지하고, 상기 제 1 오목부의 깊이와 상기 제 2 오목부의 깊이를 합한 깊이가 상기 기판의 두께 이하로 구성되고, 상기 지지대가 상기 제 1 및 제 2 오목부의 중심을 축으로 회전함으로써 상기 가스가 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급되고, 공급된 상기 가스가 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 주위를 향해 흐르도록 구성한 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명의 다른 태양의 기상 성장 장치는,
챔버 내에 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서,
상기 지지대는 깊이가 상기 기판 두께의 절반 보다 작은 값의 오목부와, 상기 오목부의 외측에 배치된 복수의 핀을 구비하고,
상기 지지대가 상기 오목부의 중심을 축으로 회전함으로써 상기 가스가 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급되고, 공급된 상기 가스가 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 중심을 향해 흐르도록 구성한 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명의 다른 태양의 기상 성장 장치는,
챔버 내에 지지대 상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서,
상기 지지대에는 오목부가 설치되고, 상기 오목부의 깊이는 상기 기판의 두께 이하로 구성되며,
상기 지지대가 상기 오목부의 중심을 축으로 회전함으로써 상기 가스가 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급되고, 공급된 상기 가스가 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 중심을 향해 흐르도록 구성한 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 일 태양의 기상 성장 방법은,
챔버를 구비하고, 상기 챔버 내에는 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치를 이용한 기상 성장 방법에 있어서,
오목부를 갖는 제 1 오목부와, 상기 제 1 오목부의 저부의 중앙부에 추가로 오목부를 갖는 제 2 오목부를 설치하고, 상기 제 1 오목부의 깊이와 상기 제 2 오목부의 깊이를 합한 깊이가 상기 기판 두께 이하로 구성된 상기 지지대를 이용하여 상기 제 2 오목부의 저면으로 상기 기판을 지지하고,
상기 기판이 지지된 상태로 상기 지지대를 상기 제 1 및 제 2 오목부의 중심을 축으로 회전시켜 상기 가스를 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급하고, 공급된 상기 가스를 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 주위를 향해 흘림으로써 에피택시얼 성장을 실시하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 다른 태양의 기상 성장 방법은,
챔버를 구비하고, 상기 챔버 내에는 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치를 이용한 기상 성장 방법에 있어서,
깊이가 상기 기판 두께의 절반보다 작은 값의 오목부와, 상기 오목부의 외측에 배치된 복수의 핀을 설치한 상기 지지대를 이용하여 상기 오목부의 저면으로 상기 기판을 지지하고,
상기 기판이 지지된 상태로 상기 지지대를 상기 오목부의 중심을 축으로 회전시켜 상기 가스를 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급하고, 공급된 상기 가스를 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 주위를 향해 흘림으로써 에피택시얼 성장을 실시하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 다른 태양의 기상 성장 방법은,
챔버를 구비하고, 상기 챔버 내에는 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치를 이용한 기상 성장 방법에 있어서,
깊이가 상기 기판의 두께 이하로 구성된 오목부를 설치한 상기 지지대를 이용하여 상기 오목부의 저면으로 상기 기판을 지지하고,
상기 기판이 지지된 상태로 상기 지지대를 상기 오목부의 중심을 축으로 회전시켜 상기 가스를 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급하고, 공급된 상기 가스를 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 주위를 향해 흘림으로써 에피택시얼 성장을 실시하는 것을 특징으로 한다.
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실시 형태 1.
도 1은 실시 형태 1의 에피택시얼 성장 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 1에서 기상 성장 장치의 일례가 되는 에피택시얼 성장 장치(100)는 지지대의 일례가 되는 홀더(서셉터라고도 함)(110), 챔버(120), 샤워 헤드(130), 진공 펌프(140), 압력 제어 밸브(142), 아웃 히터(150), 인 히터(160) 및 회전 부재(170)를 구비하고 있다. 챔버(120)에는 가스를 공급하는 유로(122)와 가스를 배기하는 유로(124)가 접속되어 있다. 그리고, 유로(122)는 샤워 헤드(130)에 접속되어 있다. 도 1에서는 실시 형태 1를 설명하는 데에 필요한 구성 이외에는 생략하고 있다. 또한, 축척 등도 실물과는 일치시키고 있지 않다(이하, 각 도면에서 동일).
홀더(110)는 외주가 원형으로 형성되고, 소정의 내부 직경의 관통하는 개구 부가 형성된다. 그리고, 홀더(110)의 상면에서 제 1 깊이로 파인 제 1 오목부의 일례가 되는 제 1 카운터보어 구멍과, 제 1 카운터보어 구멍의 저면에서 제 2 깊이로 파인 제 1 카운터보어 구멍의 직경보다도 작은 직경의 제 2 오목부의 일례가 되는 제 2 카운터보어 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제 2 카운터보어 구멍의 저면으로 기판의 일례가 되는 실리콘 웨이퍼(101)의 이면과 접촉하여 실리콘 웨이퍼(101)를 지지한다.
홀더(110)는 도시하지 않은 회전 기구에 의해 실리콘 웨이퍼(101)면과 직교하는 실리콘 웨이퍼(101)면의 중심선을 축으로 회전시키는 회전 부재(170)상에 배치된다. 그리고, 홀더(110)는 회전 부재(170)와 함께 회전하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(101)를 회전시킬 수 있다.
홀더(110)의 이면측에는 아웃 히터(150)와 인 히터(160)가 배치되어 있다. 아웃 히터(150)에 의해 실리콘 웨이퍼(101)의 외주부와 홀더(110)를 가열할 수 있다. 그리고, 인 히터(160)는 아웃 히터(150)의 하부에 배치되고, 인 히터(160)에 의해 실리콘 웨이퍼(101)의 외주부 이외를 가열할 수 있다. 인 히터(160)와는 별도로 홀더(110)로 열이 도망가기 쉬운 실리콘 웨이퍼(101)의 외주부의 가열에 아웃 히터(150)를 설치하고, 2중 히터로 하여 실리콘 웨이퍼(101)의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 홀더(110), 아웃 히터(150), 인 히터(160), 샤워 헤드(130) 및 회전 부재(170)는 챔버(120) 내에 배치된다. 회전 부재(170)는 챔버(120) 내에서 도시하지 않은 회전 기구로 챔버(120) 밖으로 연장되어 있다. 샤워 헤드(130)는 챔버 (120) 내에서 챔버(120) 밖으로 배관이 연장되어 있다.
그리고, 반응 용기가 되는 챔버(120) 내를 상압 또는 진공 펌프(140)에 의해 소정 진공도의 진공 분위기로 유지한 상태로 실리콘 웨이퍼(101)를 아웃 히터(150)와 인 히터(160)로 가열하고, 홀더(110)의 회전에 의해 실리콘 웨이퍼(101)를 소정 회전수로 회전시키면서 샤워 헤드(130)로부터 실리콘원이 되는 원료 가스를 챔버(120) 내로 공급한다. 그리고, 가열된 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에서 원료 가스의 열분해 또는 수소 환원을 실시하여 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에 실리콘 에피택시얼막을 성장시킨다. 챔버(120) 내의 압력은 예를 들면 압력 제어 밸브(142)를 이용하여 상압 또는 소정 진공도의 진공 분위기로 조정하면 좋다. 또는 상압에서 이용할 경우에는 진공 펌프(140) 또는 압력 제어 밸브(142)가 없는 구성이라도 관계없다. 샤워 헤드(130)에서는 챔버(120) 밖으로부터 배관으로 공급된 원료 가스를 샤워 헤드(130) 내부의 버퍼를 통해 복수의 관통 구멍으로부터 배출하도록 되어 있으므로 균일하게 원료 가스를 실리콘 웨이퍼(101)상에 공급할 수 있다. 또한, 홀더(110)나 회전 부재(170)의 압력을 내외 동일(실리콘 웨이퍼(101)의 표면측 분위기의 압력과 이면측 분위기의 압력을 동일)하게 하여 원료 가스가 회전 부재(170)의 내측 또는 회전 기구 내부로 돌아 들어가는 것을 방지할 수 있다. 마찬가지로 도시하지 않은 회전 기구측의 퍼지가스 등이 챔버 내(실리콘 웨이퍼(101)의 표면측 분위기)로 새는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 실리콘원으로서 트리클로로실란(SiHC13)을 수소(H2)로 25% 희석 한 가스를 34 Pa·m3/s(20SLM), 캐리어 가스로서 H2를 85Pa·m3/s(50SLM)을 샤워 헤드(130)로부터 공급한다. 즉, 가스 전체에서의 SiHC13 농도를 7.2%로 한다. 그리고, 인 히터(160)를 1100℃, 아웃 히터(150)를 1098℃로 설정한다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 회전수는 500min-1 내지 1500min-l(500rpm 내지 1500rpm)로 한다. 챔버 내 압력은 9.3×104Pa(700Torr)로 한다. 이와 같은 프로세스 조건에 의해 IGBT 등의 파워 반도체의 제조에 필요한 수10㎛ 이상, 예를 들면 50㎛ 이상의 막두께의 실리콘 에피택시얼막을 형성할 수 있다.
도 2는 에피택시얼 성장 장치 시스템의 외관의 일례를 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이 에피택시얼 성장 장치 시스템(300)은 하우징체에 의해 전체가 둘러싸여 있다.
도 3은 에피택시얼 성장 장치 시스템의 유닛 구성의 일례를 도시한 도면이다.
에피택시얼 성장 장치 시스템(300) 내에서는 카세트 스테이지(C/S)(310) 또는 카세트 스테이지(C/S)(312)에 배치된 카세트에 설정된 실리콘 웨이퍼(101)가 반송 로봇(350)에 의해 로드록(L/L) 챔버(320) 내로 반송된다. 그리고, 트랜스퍼 챔버(330) 내에 배치된 반송 로봇(332)에 의해 L/L 챔버(320)로부터 실리콘 웨이퍼(101)가 트랜스퍼 챔버(330) 내로 반출된다. 그리고, 반출된 실리콘 웨이퍼(101)가 에피택시얼 성장 장치(100)의 챔버(120) 내로 반송되고, 에피택시얼 성장법에 의해 실리콘 웨이퍼(101) 표면에 실리콘 에피택시얼막이 성막된다. 실리콘 에피택시얼막이 성막된 실리콘 웨이퍼(101)는 다시 반송 로봇(332)에 의해 에피택시얼 성장 장치(100)로부터 트랜스퍼 챔버(330) 내로 반출된다. 그리고, 반출된 실리콘 웨이퍼(101)는 L/L 챔버(320)로 반송된 후, 반송 로봇(350)에 의해 L/L 챔버(320)로부터 카세트 스테이지(C/S)(310) 또는 카세트 스테이지(C/S)(312)에 배치된 카세트로 복귀된다. 도 3에 도시한 에피택시얼 성장 장치 시스템(300)에서는 에피택시얼 성장 장치(100)의 챔버(120)와 L/L 챔버(320)가 2대씩 탑재되어 있어 처리량(throughput)을 향상시킬 수 있다.
도 4는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(110)에는 2단 카운터보어 구멍이 형성된다. 즉, 실리콘 웨이퍼(101)의 직경 보다도 큰 직경으로 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 절반 깊이까지 파인 제 1 카운터보어 구멍(114)이 형성되고, 제 1 카운터보어 구멍(114)의 저면에서 실리콘 웨이퍼(101)의 직경 보다도 약간 큰 직경으로, 또한 제 1 카운터보어 구멍(114)의 직경 보다 작은 직경으로 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 절반 보다 작은 값의 깊이까지 파인 제 2 카운터보어 구멍(116)이 형성되어 있다. 그리고, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면으로 실리콘 웨이퍼(101)가 지지되어 있다. 홀더(110)가 회전하고, 그 원심력으로 실리콘 웨이퍼(101)가 실리콘 웨이퍼면과 평행한 방향으로 이동한 경우, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부가 실리콘 웨이퍼(101) 외주 부의 베벨부 하부 면에 접촉하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(101)가 벗겨지는 것을 억제할 수 있다. 만일 실리콘 웨이퍼(101)가 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부를 넘어 이동한 경우에는 제 1 카운터보어 구멍(114)의 측면이 실리콘 웨이퍼(101)의 측면에 접촉하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(101)가 벗겨지는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면에는 미끄럼 방지 가공을 실시하면 바람직하다. 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면에 미끄럼 방지 가공을 실시함으로써 실리콘 웨이퍼(101)의 이면과 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면과의 마찰력을 높일 수 있다. 예를 들면, 블라스트(blast) 처리를 실시하는 것을 들 수 있다. 또는 줄의 톱니형과 같이 형성하면 바람직하다. 실리콘 웨이퍼(101)의 이면과 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면과의 마찰력을 높이는 것으로 실리콘 웨이퍼(101)가 홀더(110)에서 벗겨지는 것을 억제할 수 있다.
도 6은 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 도시한 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 카운터보어 구멍(114)의 저면의 높이가 실리콘 웨이퍼(101)의 베벨부 하면측에 위치하도록 제 2 카운터보어 구멍(116)을 파는 깊이(λ1)를 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 6의 크기(λ1)는 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 20% 내지 40%가 바람직하다. 구체적으로는 예를 들면 직경 200mm의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725mm이므로 λ1=0.2±0.05mm가 바람직하다. 또한, 제 1 카운터보어 구멍(114)을 파는 깊이(λ2)는 실리콘 웨이퍼 (101)의 두께의 50% 내지 65%가 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 직경 200mm의 실리콘 웨이퍼의 경우, 두께(t)가 0.725mm이므로 λ2=0.4±0.05mm가 바람직하다. 또한, λ1:λ2≒1:2가 바람직하다. 그리고, 실리콘 웨이퍼(101)의 이면에 접촉하여 유지하는 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면의 반경 방향 길이(L2)는 종래보다 약간 길게 하여 1mm 내지 4mm가 바람직하다. 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면의 반경 방향 길이(L1)은 원료 가스에 의해 실리콘 웨이퍼(101) 표면에 성막되는 실리콘 에피택시얼막의 막 두께의 2 배 이상의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 120㎛로 성막할 경우에는 240㎛, 즉 0.24mm 이상으로 하는 것이 좋다. 실리콘 웨이퍼(101) 표면에 성막되는 실리콘 에피택시얼막의 막 두께의 2 배 이상의 크기로 형성함으로써 실리콘 웨이퍼(101)의 측면에서 성장해 온 막과 제 1 카운터보어 구멍(114)의 측면에서 실리콘 웨이퍼(101)측으로 성장해 오는 막과의 접촉을 해소할 수 있다. 예를 들면, L1은 1mm로 한다.
도 7은 2단 카운터보어 구멍을 형성하지 않은 홀더를 이용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 실시 형태의 2단 카운터보어 구멍을 형성한 홀더를 이용한 경우의 성막 후의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 2단 카운터보어 구멍을 형성하지 않은 홀더를 이용한 경우, 실리콘 웨이퍼의 측면 부분에 성장한 실리콘 에피택시얼막(402)과 홀더의 카운터보어 구멍의 측면에 퇴적한 디포막(404)이 접촉되고, 달라붙어(접착되어) 실리콘 웨이퍼가 홀더에 점착된다. 이에 대해, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 2단 카운터보어 구멍을 형성한 홀더(110)를 이용한 경우, 홀더(110)가 회전하고, 그 원심력으로 실리콘 웨이퍼(101)가 실리콘 웨이퍼면과 평행한 방향으로 이동한 경우, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부가 실리콘 웨이퍼(101) 외주부의 베벨부 하부 면에 접촉하는 것에 의해 베벨부가 덮개가 되어 디포막(404)의 퇴적을 방지하거나 또는 적게 할 수 있다. 그 결과, 접촉 부분에서는 막들이 접착되지 않거나 붙어도 약간이므로 실리콘 웨이퍼(101)와 홀더(110)와의 점착을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 카운터보어 구멍(114)에 의해 실리콘 웨이퍼(101)의 주위에 제 1 카운터보어 구멍(114)의 측면으로 둘러싸인 홈이 생기고, 이와 같은 홈을 설치함으로써 홈 저부로의 디포막의 퇴적량을 저감할 수 있다.
실시 형태 2.
실시 형태 2에서는 제 1 카운터보어 구멍을 형성하는 대신에 지주(支柱)가 되는 복수의 핀(112)을 배치했다.
도 9는 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 다른 일례를 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
홀더(110)에는 실리콘 웨이퍼(101)의 직경 보다도 약간 큰 직경으로 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 절반 보다 작은 값의 깊이까지 파인 제 2 카운터보어 구멍(116)이 형성되어 있다. 그리고, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 저면으로 실리콘 웨이퍼(101)가 지지되어 있다. 그리고, 홀더(110)의 상면에는 실리콘 웨이퍼(101)의 외주로부터 소정의 틈을 두고, 3 개 이상의 핀(112)을 균등하게 배치한다. 즉, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 외측에 복수의 핀(112)을 배치한다. 도 9에서는 일례로서 8개의 핀(112)을 균등하게 배치했다. 홀더(110)가 회전하고, 그 원심력으로 실리콘 웨이퍼(101)가 실리콘 웨이퍼면과 팽행한 방향으로 이동한 경우, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부가 실리콘 웨이퍼(101) 외주부의 베벨부 하부 면에 접촉하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(101)가 벗겨지는 것을 억제할 수 있다. 만일, 실리콘 웨이퍼(101)가 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부를 넘어 이동한 경우에는 3 개 이상의 핀(112)(여기서는 8 개의 핀(112))중 몇개에 실리콘 웨이퍼(101)의 측면이 접촉하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(101)가 벗겨지는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 홀더(110)가 회전하고, 그 원심력으로 실리콘 웨이퍼(101)가 실리콘 웨이퍼면과 평행한 방향으로 이동한 경우, 제 2 카운터보어 구멍(116)의 측면의 상단부가 실리콘 웨이퍼(101) 외주부의 베벨부 하부 면에 접촉하는 것에 의해 베벨부가 덮개가 되어 디포막의 퇴적을 방지할 수 있는 점은 실시 형태 1과 동일하다. 따라서, 접촉 부분에서는 막들이 접착하지 않으므로 실리콘 웨이퍼(101)와 홀더(110)의 점착을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 2 개의 카운터보어 구멍(114, 116)의 깊이와 실리콘 웨이퍼(101)의 두께의 관계에 대해 상세히 설명하지 않지만, 제 1 카운터보어 구멍(114)과 제 2 카운터보어 구멍(116)을 합친 깊이 보다 도 11 내지 도 13에 도 시한 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(101)의 두께를 두껍게 하는(도 13의 λ1+λ2〈λ3의 관계) 것이 바람직하다. 예를 들면, 실리콘 웨이퍼(101)의 두께가 1mm인 경우, 제 1 카운터보어 구멍(114)과 제 2 카운터보어 구멍(116)을 합친 깊이를 0.6mm로 하면 공급 가스의 흐름이 원활해지고, 도 14에 도시한 바와 같이 성장막의 두께도 단부까지 비교적 균일해진다. 상기 도 14에서, 제 1 카운터보어 구멍(114)과 제 2 카운터보어 구멍(116)을 합친 깊이를 1mm로 웨이퍼 두께와 동일하게 하면, 웨이퍼 단부에 급격한 막 두께 변동이 생겨 웨이퍼로서 이용할 수 있는 범위가 좁아진다.
또한, 상기 실시 형태에서 2단 카운터보어 구멍으로 설명하였지만, 도 15 및 도 16의 경우에도 카운터보어 구멍의 깊이가 웨이퍼 두께보다 얕으면 상기 실시 형태와 동일한 효과가 있다. 이 경우도 카운터보어 구멍의 깊이는 0.6mm 정도이다.
또한, 제 1 오목부의 깊이 또는 제 1 오목부와 제 2 오목부를 합친 깊이는 상기 기판의 두께의 70%에서 95%의 사이인 것이 바람직하다.
실시형태 3.
도 17은 실시 형태 3의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 18은 도 17에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
도 19는 도 17의 실리콘 웨이퍼 외주면과 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 확대하여 도시한 단면도이다.
실시 형태 3에서는 실시 형태 1의 도 4 내지 도 6, 또는 실시 형태 2의 도 11 내지 도 13에 도시한 홀더(110)에 대해, 도 17 내지 도 19에 도시한 바와 같이, 제 2 오목부가 되는 카운터보어 구멍(116)의 측면에서 실리콘 웨이퍼(101)의 중심 방향을 향해 연장되는 복수의 볼록부(502)를 설치했다. 그외에는 실시 형태 1 또는 실시 형태 2와 동일하다. 그리고, 볼록부(502)의 선단부는 평면으로 형성된다. 볼록부(502)를 설치하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(101)와의 접촉 면적을 더 작게 할 수 있다. 그 결과, 막들이 만약에 붙어도 더 약간이므로 실리콘 웨이퍼(101)와 홀더(110)와의 점착을 더 저감할 수 있다.
실시 형태 4.
도 20은 실시 형태 4의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 21은 도 20에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
도 22는 도 20의 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 확대하여 도시한 단면도이다.
실시 형태 4에서는 실시 형태 1의 도 4 내지 도 6, 또는 실시 형태 2의 도 11 내지 도 13에 도시한 홀더(110)에 대해, 도 20 내지 도 22에 도시한 바와 같이 제 2 오목부가 되는 카운터보어 구멍(116)의 측면에서 실리콘 웨이퍼(101)의 중심 방향으로 향해 연장되는 복수의 볼록부(504)를 설치했다. 그외에는 실시 형태 1 또는 실시 형태 2와 동일하다. 그리고, 볼록부(504)의 선단부는 상면에서 봐서 R(round) 형상의 곡면으로 형성된다. 볼록부(504)를 설치하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(101)와의 접촉을 선 접촉 또는 점 접촉으로 할 수 있고, 보다 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 그 결과 막들이 만약 붙어도 더 약간이므로 실리콘 웨이퍼(101)와 홀더(110)와의 점착을 더 저감할 수 있다.
실시 형태 5.
도 23은 실시 형태 5의 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 일례를 도시한 평면도이다.
도 24는 도 23에 도시한 홀더에 실리콘 웨이퍼가 지지된 상태의 단면을 도시한 단면도이다.
도 25는 도 23의 실리콘 웨이퍼 외주부와 제 1, 제 2 카운터보어 구멍을 확대하여 도시한 단면도이다.
실시 형태 5에서는 실시 형태 1의 도 4 내지 도 6, 또는 실시 형태 2의 도 11 내지 도 13에 도시한 홀더(110)에 대해, 도 23 내지 도 25에 도시한 바와 같이, 제 2 오목부가 되는 카운터보어 구멍(116)의 측면에서 실리콘 웨이퍼(101)의 중심 방향을 향해 연장되는 복수의 볼록부(506)를 설치했다. 그 외에는 실시 형태 1 또는 실시 형태 2와 동일하다. 그리고, 볼록부(506)의 선단부는 구 형상의 곡면으로 형성된다. 볼록부(506)를 설치하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(101)와의 접촉을 점 접촉으로 할 수 있어 접촉 면적을 더 작게 할 수 있다. 그 결과, 막들이 만약에 붙어도 더 약간이므로 실리콘 웨이퍼(101)와 홀더(110)와의 점착을 더 저감할 수 있다.
이상과 같이, 상기 본 발명의 일 태양의 기상 성장 장치는 챔버 내에는 지지 대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서, 지지대는 오목부를 갖는 제 1 오목부와, 제 1 오목부의 저부에 추가로 오목부를 갖는 제 2 오목부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의해 만일 기판이 제 2 오목부의 측면을 넘은 경우에도 제 1 오목부의 측면에서 기판이 지지부의 외측으로 빠지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 주위에 제 1 오목부에서 홈을 형성하는 것에 의해 제 1 오목부의 저면인 홈의 저면에 퇴적하는 디포막의 두께를 얇게 할 수 있다.
그리고, 상기 제 2 오목부는 제 1 오목부의 저부의 중앙부에 형성되고, 그 깊이는 기판 두께의 절반보다 작은 값인 것을 특징으로 한다.
기판의 두께의 절반보다 작은 값의 깊이로 파인 제 2 오목부의 저면으로 기판을 지지하는 것에 의해 기판이 기판면과 동일 방향으로 이동하는 방향으로 치우친 경우에도 제 2 오목부의 측면 상부를 상기 기판의 베벨부 하면에서 기판과 접촉시킬 수 있다. 그 결과, 기판의 베벨부가 덮개가 되어 접촉 부분에는 디포막이 퇴적하지 않도록 또는 퇴적을 적게 하도록 할 수 있다.
바꿔 말하면, 제 2 오목부의 측부는 깊이 방향에 대해 수평 또는 예각으로서, 기판의 측면의 일부와의 사이에 막이 성막되지 않는 부분을 갖도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 제 2 오목부는 제 1 오목부의 저부의 중앙부에 형성되고, 그 깊이는 기판 두께의 20% 이상 40% 이하의 값을 이용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 지지대를 회전한 경우에 제 1 오목부에 의해 기판이 빠지지 않도록 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같이 본 발명의 다른 태양의 기상 성장 장치는 챔버 내에 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서, 지지대에는 제 1 오목부가 설치되고, 상기 제 1 오목부의 깊이는 기판의 두께 보다 얕게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성, 즉 제 1 오목부의 깊이를 기판의 두께 보다 낮게 구성함으로써 기판상의 가스의 흐름이 균일해지고, 나아가서는 성장 막 두께를 대략 균일하게 하는 것이 가능하다.
또한, 상기한 바와 같이, 본 발명의 다른 태양의 기상 성장 장치는 챔버 내에 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서, 지지대에는 제 1 오목부가 설치되고, 상기 제 1 오목부의 깊이는 기판의 두께 보다 낮게 구성함으로써 기판상의 제 1 유로로부터의 가스의 흐름을 균일하게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 오목부의 깊이는 기판의 두께의 70%에서 95%의 사이인 것이 바람직하다.
또한, 상기한 바와 같이 본 발명의 다른 태양의 기상 성장 장치는 챔버 내에 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하 는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서, 지지대에는 오목부를 갖는 제 1 오목부와, 제 1 오목부의 저부에 추가로 오목부를 갖는 제 2 오목부가 설치되고, 제 2 오목부의 깊이는 기판의 두께 보다 얕게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의해 만일 기판이 제 2 오목부의 측면을 넘은 경우에도 제 1 오목부의 측면에서 기판이 지지부의 외측으로 빠지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 주위에 제 1 오목부에 홈을 형성하는 것에 의해 제 1 오목부의 저면인 홈의 저면에 퇴적하는 디포막의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 제 2 오목부의 깊이를 기판의 두께 보다 얕게 구성함으로써 기판 상의 가스의 흐름을 억제할 수 있고, 나아가서는 기상 성장 막두께가 균일해진다.
또한, 상기한 바와 같이 본 발명의 다른 태양의 기상 성장 장치는 챔버 내에 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서, 지지대에는 오목부를 갖는 제 1 오목부와, 제 1 오목부의 저부에 추가로 오목부를 갖는 제 2 오목부가 설치되고, 제 1 오목부의 깊이와 제 2 오목부의 깊이를 합친 깊이가 기판의 두께 보다 얕게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의해 상기한 점과 마찬가지로 만일 기판이 제 2 오목부의 측면을 넘은 경우에도 제 1 오목부의 측면에서 기판이 지지부의 외측으로 빠지는것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 주위에 제 1 오목부에서 홈을 형성하는 것에 의해 제 1 오목부의 저면인 홈의 저면에 퇴적하는 디포막의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 제 1 오목부의 깊이와 제 2 오목부의 깊이를 합친 깊이를 기판 두께 보다 얕게 구성함으로써 기판 상의 가스의 흐름이 균일해지고, 나아가서는 성장 막 의 두께도 균일(특히 단부)하게 하는 것이 가능하다.
그리고, 제 2 오목부의 측면에서 기판 중심 방향을 향해 연장되는 볼록부를 설치하는 것에 의해 기판이 제 2 오목부의 측면과 접촉하는 경우에도 볼록부와의 접촉이므로, 접촉 면적을 작게 할 수 있다.
이상과 같이, 상기 실시 형태에 의하면 제 1 오목부의 저면인 홈의 저면에 퇴적하는 디포막의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 기판의 지지부로의 점착을 저감할 수 있다. 또한, 기판이 기판면과 동일 방향으로 이동하는 방향으로 치우친 경우에도 기판의 베벨부가 덮개가 되어 접촉 부분에는 디포막이 퇴적하지 않도록, 또는 퇴적을 적게 하도록 할 수 있으므로, 기판의 지지부로의 점착을 방지할 수 있다. 또한, 제 1 오목부의 깊이를 기판의 두께 보다 낮게 구성, 또는 제 1 오목부의 깊이와 제 2 오목부의 깊이를 합친 깊이를 기판의 두께보다 낮게 구성함으로써 기판상의 가스의 흐름이 균일해지고, 나아가서는 성장 막 두께를 균일하게 하는 것이 가능하다.
이상, 구체예를 참조하면서 실시 형태에 대해 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다. 예를 들면 기상 성장 장치의 일례로서 에피택시얼 성장 장치에 대해 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 시료면에 소정의 막을 기상 성장시키기 위한 장치이면 관계없다. 예를 들면 폴리실리콘막을 성장시키는 장치라도 관계없다.
또한, 장치 구성이나 제어 수법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요하게 되는 장치 구성이나 제어 수법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들면 에피택시얼 성장 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요하게 되는 제어부 구성을 적절히 선택하여 이용하는 것은 물론이다.
그외에 본 발명의 요소를 구비하여 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 기상 성장 장치 및 지지 부재의 형상은 본 발명의 범위에 포함된다.
추가적인 이점 및 변형은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 인식될 것이다. 따라서, 본 발명의 관점은 기술된 실시예 및 상세한 설명에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
본 발명 기상 성장 장치에 따르면 기판의 지지부에 대한 점착을 감소시킬 수 있다.

Claims (26)

  1. 챔버 내에 지지대 상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서,
    상기 지지대는 오목부를 갖는 제 1 오목부와,
    상기 제 1 오목부의 저부의 중앙부에 추가로 오목부를 갖는 제 2 오목부를 구비하고,
    상기 제 2 오목부의 저면으로 상기 기판을 지지하고, 상기 제 1 오목부의 깊이와 상기 제 2 오목부의 깊이를 합한 깊이가 상기 기판의 두께 이하로 구성되고, 상기 지지대가 상기 제 1 및 제 2 오목부의 중심을 축으로 회전함으로써 상기 가스가 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급되고, 공급된 상기 가스가 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 주위를 향해 흐르도록 구성한 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 오목부의 깊이는 기판 두께의 20% 내지 40%의 값인 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 오목부의 측부는 깊이 방향에 대해 수평 또는 예각으로서, 상기 기판의 측면의 일부와의 사이에 막이 성막되지 않는 부분을 갖도록 구성한 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대를 회전한 경우에 상기 제 1 오목부의 측면에 의해 상기 기판이 빠지지 않도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 오목부의 저면에는 미끄럼 방지 가공을 실시한 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대에는 상기 제 2 오목부의 측면에서 상기 기판의 중심 방향을 향해 연장되는 볼록부를 설치한 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 볼록부는 선단 부분이 평면으로 형성된 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 챔버 내에 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서,
    상기 지지대는 깊이가 상기 기판 두께의 절반 보다 작은 값의 오목부와, 상기 오목부의 외측에 배치된 복수의 핀을 구비하고,
    상기 지지대가 상기 오목부의 중심을 축으로 회전함으로써 상기 가스가 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급되고, 공급된 상기 가스가 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 중심을 향해 흐르도록 구성한 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  14. 챔버 내에 지지대 상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치에 있어서,
    상기 지지대에는 오목부가 설치되고, 상기 오목부의 깊이는 상기 기판의 두께 이하로 구성되며,
    상기 지지대가 상기 오목부의 중심을 축으로 회전함으로써 상기 가스가 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급되고, 공급된 상기 가스가 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 중심을 향해 흐르도록 구성한 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
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  22. 챔버를 구비하고, 상기 챔버 내에는 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치를 이용한 기상 성장 방법에 있어서,
    오목부를 갖는 제 1 오목부와, 상기 제 1 오목부의 저부의 중앙부에 추가로 오목부를 갖는 제 2 오목부를 설치하고, 상기 제 1 오목부의 깊이와 상기 제 2 오목부의 깊이를 합한 깊이가 상기 기판 두께 이하로 구성된 상기 지지대를 이용하여 상기 제 2 오목부의 저면으로 상기 기판을 지지하고,
    상기 기판이 지지된 상태로 상기 지지대를 상기 제 1 및 제 2 오목부의 중심을 축으로 회전시켜 상기 가스를 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급하고, 공급된 상기 가스를 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 주위를 향해 흘림으로써 에피택시얼 성장을 실시하는 것을 특징으로 하는 기상 성장 방법.
  23. 챔버를 구비하고, 상기 챔버 내에는 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치를 이용한 기상 성장 방법에 있어서,
    깊이가 상기 기판 두께의 절반보다 작은 값의 오목부와, 상기 오목부의 외측에 배치된 복수의 핀을 설치한 상기 지지대를 이용하여 상기 오목부의 저면으로 상기 기판을 지지하고,
    상기 기판이 지지된 상태로 상기 지지대를 상기 오목부의 중심을 축으로 회전시켜 상기 가스를 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급하고, 공급된 상기 가스를 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 주위를 향해 흘림으로써 에피택시얼 성장을 실시하는 것을 특징으로 하는 기상 성장 방법.
  24. 챔버를 구비하고, 상기 챔버 내에는 지지대상에 얹어 설치된 기판이 수용되고, 상기 챔버에는 성막하기 위한 가스를 공급하는 제 1 유로 및 가스를 배기하는 제 2 유로가 접속된 기상 성장 장치를 이용한 기상 성장 방법에 있어서,
    깊이가 상기 기판의 두께 이하로 구성된 오목부를 설치한 상기 지지대를 이용하여 상기 오목부의 저면으로 상기 기판을 지지하고,
    상기 기판이 지지된 상태로 상기 지지대를 상기 오목부의 중심을 축으로 회전시켜 상기 가스를 상기 기판 상방에서 상기 기판을 향해 공급하고, 공급된 상기 가스를 상기 기판 중앙에서 상기 기판의 주위를 향해 흘림으로써 에피택시얼 성장을 실시하는 것을 특징으로 하는 기상 성장 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180045807A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 기상 성장 장치, 환형 홀더 및 기상 성장 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007251078A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Nuflare Technology Inc 気相成長装置
JP4870604B2 (ja) * 2007-03-29 2012-02-08 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置
JP5537766B2 (ja) * 2007-07-04 2014-07-02 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置及び気相成長方法
JP2009176959A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Shin Etsu Handotai Co Ltd サセプタ及び気相成長装置並びに気相成長方法
WO2010035510A1 (ja) * 2008-09-29 2010-04-01 株式会社Sumco シリコンウェーハおよびその製造方法
EP2646605A4 (en) * 2010-11-30 2015-11-18 Socpra Sciences Et Génie S E C EPITAXIAL DEPOSITION APPARATUS, GAS INJECTORS AND CHEMICAL VAPOR MANAGEMENT SYSTEM ASSOCIATED WITH SAME
US20210375663A1 (en) * 2018-10-04 2021-12-02 Toyo Tanso Co., Ltd. Susceptor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10256163A (ja) 1997-03-11 1998-09-25 Toshiba Corp 高速回転型枚葉式気相成長装置
JPH10303288A (ja) 1997-04-26 1998-11-13 Anelva Corp プラズマ処理装置用基板ホルダー
JPH1154437A (ja) 1997-07-30 1999-02-26 Kyocera Corp 化合物半導体膜の形成方法
JP2002265295A (ja) * 2001-03-05 2002-09-18 Mitsubishi Materials Silicon Corp 気相成長用サセプタ及びこれを用いた気相成長方法
JP2004244298A (ja) * 2002-12-17 2004-09-02 Kobe Steel Ltd ダイヤモンド気相合成用基板ホルダ及びダイヤモンド気相合成方法
JP2004327761A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp エピタキシャル成長用サセプタ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3436255A (en) * 1965-07-06 1969-04-01 Monsanto Co Electric resistance heaters
JPS63291894A (ja) * 1987-05-26 1988-11-29 Sumitomo Metal Ind Ltd 気相表面処理反応装置
US5198071A (en) * 1991-11-25 1993-03-30 Applied Materials, Inc. Process for inhibiting slip and microcracking while forming epitaxial layer on semiconductor wafer
JP3234617B2 (ja) * 1991-12-16 2001-12-04 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置用基板支持具
US6001183A (en) * 1996-06-10 1999-12-14 Emcore Corporation Wafer carriers for epitaxial growth processes
US5837058A (en) * 1996-07-12 1998-11-17 Applied Materials, Inc. High temperature susceptor
US5891251A (en) * 1996-08-07 1999-04-06 Macleish; Joseph H. CVD reactor having heated process chamber within isolation chamber
JPH10242251A (ja) * 1997-02-26 1998-09-11 Shibaura Eng Works Co Ltd 基板ホルダー
US6048403A (en) * 1998-04-01 2000-04-11 Applied Materials, Inc. Multi-ledge substrate support for a thermal processing chamber
JP3595853B2 (ja) * 1999-03-18 2004-12-02 日本エー・エス・エム株式会社 プラズマｃｖｄ成膜装置
KR100523113B1 (ko) * 2000-06-01 2005-10-19 동경 엘렉트론 주식회사 반도체 처리용의 단일기판식 처리 장치
JP2002057209A (ja) * 2000-06-01 2002-02-22 Tokyo Electron Ltd 枚葉式処理装置および枚葉式処理方法
KR100527672B1 (ko) * 2003-07-25 2005-11-28 삼성전자주식회사 서셉터 및 이를 포함하는 증착 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10256163A (ja) 1997-03-11 1998-09-25 Toshiba Corp 高速回転型枚葉式気相成長装置
JPH10303288A (ja) 1997-04-26 1998-11-13 Anelva Corp プラズマ処理装置用基板ホルダー
JPH1154437A (ja) 1997-07-30 1999-02-26 Kyocera Corp 化合物半導体膜の形成方法
JP2002265295A (ja) * 2001-03-05 2002-09-18 Mitsubishi Materials Silicon Corp 気相成長用サセプタ及びこれを用いた気相成長方法
JP2004244298A (ja) * 2002-12-17 2004-09-02 Kobe Steel Ltd ダイヤモンド気相合成用基板ホルダ及びダイヤモンド気相合成方法
JP2004327761A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp エピタキシャル成長用サセプタ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180045807A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 기상 성장 장치, 환형 홀더 및 기상 성장 방법
KR102107124B1 (ko) * 2016-10-25 2020-05-06 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 기상 성장 장치, 환형 홀더 및 기상 성장 방법

Also Published As

Publication number Publication date
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