KR101014916B1 - 단일 웨이퍼 챔버 내의 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트 - Google Patents

단일 웨이퍼 챔버 내의 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트 Download PDF

Info

Publication number
KR101014916B1
KR101014916B1 KR1020047010834A KR20047010834A KR101014916B1 KR 101014916 B1 KR101014916 B1 KR 101014916B1 KR 1020047010834 A KR1020047010834 A KR 1020047010834A KR 20047010834 A KR20047010834 A KR 20047010834A KR 101014916 B1 KR101014916 B1 KR 101014916B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
pumping plate
skirt
processing
susceptor
Prior art date
Application number
KR1020047010834A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040081124A (ko
Inventor
샤오량 진
슈린 왕
리 루오
헨리 호
스티븐 에이. 첸
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20040081124A publication Critical patent/KR20040081124A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101014916B1 publication Critical patent/KR101014916B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45519—Inert gas curtains
    • C23C16/45521—Inert gas curtains the gas, other than thermal contact gas, being introduced the rear of the substrate to flow around its periphery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45587—Mechanical means for changing the gas flow
    • C23C16/45591—Fixed means, e.g. wings, baffles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection

Abstract

스커트(822)를 구비한 펌핑 플레이트(812)를 포함하는 장치가 개시되며, 스커트는 많은 홀(828)과 웨이퍼 접근 슬롯을 포함하며 많은 홀은 서셉터(806)의 균일한 가열을 제공하도록 그 크기가 결정되고 위치된다.

Description

단일 웨이퍼 챔버 내의 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트 {EMISSIVITY-CHANGE-FREE PUMPING PLATE KIT IN A SINGLE WAFER CHAMBER}
관련 출원
본 출원은 2000년 7월 21일에 출원된 미국 가출원 제 60/220,039호를 우선권으로 주장하는 2001년 3월 2일에 출원된 미국 특허 출원 제 09/798,424호의 일부 연속 출원이다.
본 발명은 일반적으로 반도체 제조 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 단일 웨이퍼 챔버 내의 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트(emissivity-change-free pumping plate kit)에 관한 것이다.
통상적으로 "CVD"로 지칭되는 화학 기상 증착은 반도체 웨이퍼 상에 재료층을 증착시키는데 사용되는 수많은 프로세스 중 하나이며, 열적, 플라즈마, 또는 광학 지원 분해, 또는 화학물의 반응에 기초한다. 예를 들어 열적 CVD 프로세스에서 웨이퍼를 처리하기 위해, 챔버에는 웨이퍼를 수용하도록 구성된 서셉터가 제공된다. 웨이퍼는 처리 중에 일반적으로 로봇 블레이드에 의해 서셉터 상에 로딩되고 서셉터로부터 제거되며 서셉터에 의해 지지된다. 이들 일반적인 종래 시스템에서, 서셉터 및 웨이퍼는 처리 전에 200 내지 650℃ 범위의 온도로 가열된다. 일단 웨이퍼가 적절한 온도로 가열되면, 처리 유체, 일반적으로 가스가 종종 웨이퍼의 상부에 위치된 가스 다기관을 통해 챔버 내로 유입된다. 처리 가스는 가열된 웨이퍼 표면과 접촉하여 열적으로 분해되어 웨이퍼 표면 상에 얇은 재료층을 증착시킨다.
웨이퍼 처리의 주요 목적은 각각의 웨이퍼로부터 가능한 한 많은 유용한 다이를 수득하는 것이다. 처리되는 각각의 웨이퍼로부터 다이로의 최종 수율에 많은 인자가 영향을 미친다. 이들 인자로는 웨이퍼 상에 증착되는 재료층의 균일성 및 두께에 영향을 주는 처리 변수, 및 웨이퍼에 부착되어 하나 또는 그보다 많은 다이를 오염시키는 입자 오염물을 포함한다. 이들 인자들은 각각의 웨이퍼로부터 다이 수율을 최대화하기 위해 CVD 및 다른 프로세스에서 제어되어야 한다.
증착 중에, 노랑 또는 검정 분말은 챔버(예를 들어, 펌핑 및 페이스 플레이트 상에) 내에 축적되는 경향이 있으며, 이는 챔버 내의 방사율 변화 및 온도 변화를 야기한다. 소정 수의 웨이퍼를 처리한 후에, 방사율 변화는 웨이퍼에 따라 일정하지 않은 프로세스를 야기할 수도 있다. 그러므로, 종래 기술은 방사율 변화를 방지하여 프로세스 균일성을 개선시키는 효과적인 수단 또는 프로세스 시스템의 부재로 결함이 있다. 추가적으로, 종래 기술은 최적의 필름 두께 균일성을 향상시키도록 웨이퍼 히터 주위에 균일한 열적 경계 조건을 제공하는 효과적인 수단의 부재로 결함이 있다. 본 발명은 종래 기술의 오랜 필요성과 요구를 만족시킨다.
본 발명의 일 측면에서 단일 웨이퍼 챔버 내에서 사용되는 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트가 제공된다. 이러한 키트는 상부 개방식 펌핑 플레이트를 포함하며, 여기서 유동 제한은 없다. 상기 키트는 스커트 및/또는 제 2 스테이지 초킹 플레이트를 더 포함할 수도 있다. 스커트는 웨이퍼 히터 주위에, 웨이퍼 히터 아래에, 또는 챔버 내측의 챔버 본체를 따라 설치될 수도 있고, 초킹 플레이트는 세정 가스 유동을 따라 펌핑 플레이트 아래에 설치될 수 있다.
여기서 개시되는 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트는 펌핑 플레이트 및 페이스 플레이트 상에 잔류물 또는 분말 형성을 방지하여, 챔버 내에서 방사율 변화를 방지하기 위해 챔버에 부분적으로 가스 세정을 제공함으로써 웨이퍼 처리 중에 방사율 변화를 방지하는데 사용될 수도 있다. 보다 구체적으로, 가스 세정은 바닥 세정 또는 샤워헤드로부터 유동할 수도 있다. 더욱이, 가스 세정에도 불구하고, 분말 형성이 발생할 수도 있다. 그러므로, 펌핑 플레이트 및 페이스 플레이트 상에 분말 형성을 감소시키기 위해, 가스에 대한 노출의 최소화가 바람직하며, 즉 상부 개방식 펌핑 플레이트 키트를 이용함으로써 가스가 펌핑 플레이트와 페이스 플레이트 사이로 배출되는 것을 용이하게 할 수 있다. 키트는 웨이퍼 처리 중에 최적의 필름 두께 균일성을 제공하는데 사용될 수도 있다.
본 발명은 또한 서셉터로부터 방사된 열을 흡수하는 작용을 하는 후방 스커트를 구비한 펌핑 플레이트를 개시한다. 펌핑 플레이트는 처리 챔버 내에서 웨이퍼 로딩 구조물(슬릿 밸브 개구)과 면접하는 스커트 내의 웨이퍼 로딩 슬롯을 구비한다. 서셉터로부터 방사하여 펌핑 플레이트 내의 웨이퍼 로딩 슬롯을 통과하는 열은 슬릿 밸브 개구로 들어간다. 슬릿 밸브 개구는 챔버 내측의 다른 영역보다 서셉터로부터 보다 많은 열을 흡수하는 작용을 한다. 슬릿 밸브 개구의 영역에서 서셉터는 보다 적은 반사된 열을 수용하고 그 결과 상기 영역에서 서셉터는 보다 저온일 수 있다. 불균일하게 가열된 서셉터는 웨이퍼 상의 필름 증착에 영향을 줄 수 있고, 보상을 위해 스커트가 펌핑 플레이트에 추가된다. 스커트는 슬롯되고, 즉 서셉터로부터 방사되는 열로부터 스커트에 의한 흡수를 개선하기 위해 홀을 갖는다. 스커트는 챔버벽으로부터 서셉터에 반사된 열을 감소시키고 이는 슬릿 밸브 개구 내에서의 열 손실을 밸런스(balance)하는 효과를 갖는다. 열적으로 밸런스된 서셉터로 웨이퍼 상에 균일한 필름 증착이 야기될 수 있다.
본 발명의 다른 측면, 특징, 및 장점은 설명의 목적으로 제공된 본 발명의 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 전술된 특징, 장점 및 목적 뿐만 아니라 명백하게 될 다른 점들이 보다 상세히 이해되도록, 상기에서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 첨부 도면에 도시된 소정의 실시예를 참조하여 설명된다. 이들 도면은 명세서의 일부를 구성한다. 그러나, 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이지 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아님을 주목해야 한다.
도 1은 약 10미크론까지 세정이 지연됨을 도시하는 표준 펌핑 플레이트를 이용한 30미크론 도핑된 폴리 사이클링을 도시한다.
도 2는 표준 펌핑 플레이트를 이용하여 균일성이 1.37%임을 도시한다. 종래기술의 표준 펌핑 플레이트는 상부 개구를 갖지 않지만 홀을 갖는다. 펌핑 중에, 세정 가스가 홀을 통과한다.
도 3은 상부 개방식 펌핑 플레이트를 구비하면, 두께 균일성이 0.79%임을 도시한다. 펌핑 플레이트를 개방시키는 것이 균일성을 개선시킴을 나타낸다.
도 4는 펌핑 플레이트 채널 링(101), 페이스 플레이트(102), 블로커 플레이트(103), 챔버 리드(104), 챔버 본체(105), 및 상부 개구를 갖는 펌핑 플레이트(106)를 포함하는 POLYGen 챔버(100)의 횡단면도이다. 펌핑 플레이트 채널 링은 제 2 스테이지 초킹 플레이트로서 작용한다. 가스는 챔버의 상부 또는 바닥으로부터 펌핑 플레이트로 들어간다. 상부가 개방되면, 가스는 챔버로부터 자유롭게 유동한다.
도 5는 상부 개방식 펌핑 플레이트(106)의 3차원 도면이다.
도 6은 균일한 초킹 플레이트의 3차원 도면이며, 홀(101)은 균일하게 이격되어 있다.
도 7은 웨이퍼 처리 중에 본원에서 개시되는 펌핑 플레이트 키트를 이용하여 실리콘의 총 증착이 21㎛까지 접근할 때 균일성과 두께가 동일하게 유지됨을 나타내는 표 1에 포함된 데이터의 그래프이다.
도 8a는 스커트를 구비한 펌핑 플레이트를 포함하는 처리 챔버의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 8b는 슬릿 밸브 개구에 인접한 펌핑 플레이트와 서셉터의 횡단면도이다.
도 8c는 펌핑 플레이트의 웨이퍼 로딩 슬롯에 인접한 스커트 에지를 도시한다.
도 8d는 스커트 내에 불균일한 슬롯을 갖는 펌핑 플레이트의 일 실시예를 도시한다.
도 8e는 펌핑 플레이트 스커트 내의 홀의 일 실시예를 도시한다.
도 8f는 펌핑 플레이트 스커트 내의 홀의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 8g는 펌핑 플레이트 스커트 내의 홀의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 9a는 짧은 스커트를 갖는 펌핑 플레이트의 일 실시예를 도시한다.
도 9b는 짧은 스커트를 갖는 펌핑 플레이트의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 10a는 탭된 바닥 홀인 슬롯의 도면이다.
도 10b는 평탄한 바닥 홀인 슬롯의 도면이다.
도 10c는 나사산의 평탄한 바닥 홀인 슬롯의 도면이다.
웨이퍼 처리 중에 프로세스 편차 및 입자를 야기하는 방사율 변화를 방지하는데 사용되는 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트가 개시된다. 내측 챔버에 분말 형성 및 분말에 의한 펌핑 홀의 막힘과 같은 문제점이 또한 설명된다.
실리콘(Si) 증착을 위한 종래 기술에서, 가스가 관통하는 펌핑 홀을 갖는 표준 펌핑 플레이트가 사용된다. 도 2는 표준 펌핑 플레이트를 사용할 때, 균일성이 1.37%임을 도시한다. 증착 중에, 노랑 또는 검정 분말이 펌핑 플레이트 및 페이스 플레이트 상에 축적되는 경향이 있고, 이는 챔버 내에 방사율 변화 및 온도 변화를 야기할 수도 있다. 균일성을 개선하고 방사율 변화를 방지하기 위해, 상부 개방식 펌핑 플레이트가 본 발명에 사용된다(도 5 참조). 펌핑 플레이트의 상부가 완전히 개방된 상태에서, 세정 가스는 펌핑 채널 내로 용이하게 유동하고 또한 챔버로부터 분말을 제거할 수 있다. 도 3은 상부 개방식 펌핑 플레이트를 사용할 때, 두께 균일성이 0.79%임을 도시한다. 펌핑 플레이트를 개방시키는 것이 균일성을 개선시킴을 나타낸다.
추가적으로, 증착 중에, 웨이퍼 히터는 챔버 본체와 상호작용하는 경향이 있어서, 열 손실을 야기한다. 열 손실을 감소시켜 히터의 수명 및 신뢰성을 개선시키기 위해, 스커트는 히터 주위에, 히터 아래에, 또는 챔버 내측의 챔버 본체를 따라 설치된다. 스커트는 히터가 챔버 본체와 직접 상호작용하는 것을 방지하고 프로세스 조건을 챔버에 따라 보다 일정하게 하여, 웨이퍼 히터 주위에 동일한 열적 경계 조건을 제공하고 최적의 필름 두께 균일성을 야기한다.
실리콘을 증착하는 종래 기술의 방법과 관련된 또 다른 문제점은 높은 증착 온도로 인해, 챔버가 일정하게 고압하에 있어서, 배출 가스 유동 균일성의 제어를 어렵게 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 세정 가스 유동을 따라 상부 개방식 펌핑 플레이트 아래에 설치되고 감소된 개구를 갖는 제 2 펌핑 플레이트가 본 발명에서 사용된다(도 4의 펌핑 플레이트 채널 참조). 상기 제 2 펌핑 플레이트는 균일한 배출 가스 펌핑을 위한 초킹 효과(choking effect)를 제공하여 웨이퍼 상에 최적의 두께 균일성을 보장한다. 초킹 플레이트는 균일(도 6 참조)하거나 불균일할 수 있다. 균일한 초킹 플레이트는 균일하게 이격된 홀을 갖고, 불균일한 플레이트는 한 영역에서 보다 많은 홀을 갖고 다른 영역에서 보다 적은 홀을 갖는다.
특정 실시예로서, 전술된 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트와 일체화된 처리 챔버가 본 발명의 일 측면에서 개시된다. 챔버는 챔버 본체(105), 챔버 리드(104), 상부 개방식 펌핑 플레이트(106), 펌핑 플레이트 채널 링(101, 즉 제 2 스테이지 초킹 플레이트), 페이스 플레이트(102), 및 블로커 플레이트(103)를 포함하는 소위 POLYGen 챔버(100)이다(도 4 참조). 스커트(도시 않음)는 웨이퍼 히터(도시 않음) 주위에, 웨이퍼 히터 아래에, 또는 챔버(100) 내측의 챔버 본체(105)를 따라 그리고 펌핑 플레이트(106) 아래에 설치될 수도 있다. 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트는 두 단계의 펌핑을 허용하며, 제 1 단계에서 상부 개방식 펌핑 플레이트(106)는 표준 펌핑 플레이트와 비교할 때 펌핑 프로세스를 보다 자유롭게 그리고 보다 신속하게 만든다. 세정 가스가 챔버(100)의 바닥으로부터 상부 개방식 펌핑 플레이트(106) 내로 유동함으로써, 펌핑 플레이트(106) 및 페이스 플레이트(102) 상에서의 분말 형성이 감소된다. 제 2 단계에서, 초킹 효과는 균일한 배출 가스 펌핑을 위해 제공되어 상부에서 감소된 개구를 갖는 제 2 펌핑 플레이트를 통해 웨이퍼 상에 최적의 두께 균일성을 보장한다. 표준 세정 가스로는 N2, Ar, 및 He 등이 사용될 수도 있다.
게다가, 설계된 펌핑 채널은 분말 트래핑을 위한 보다 큰 영역을 제공하여, 분말에 의한 펌핑 홀의 막힘 가능성을 상당히 감소시킨다. 더욱이, 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트는 웨이퍼 히터(특히 스커트와 함께) 주위에 균일한 열적 경계 조건을 제공하여, 히터와 주변 영역 사이의 조건을 일정하게 만든다. 이는 최적의 필름 두께 균일성을 야기한다.
표 1은 상부 개방식 및 제 2 스테이지 초킹 플레이트를 갖는 방사율 불변 펌핑 플레이트로부터의 시험 결과를 나타낸다. 두께 균일성의 %가 작을수록, 균일성이 양호하다(0 = 완전 균일). 도 7은 표 1에 포함된 데이터의 그래프이다.
Si 증착 두께(㎛) 두께(Å) 두께 균일성(%)
0 1335 0.935
3.5 1323 0.840
8.0 1322 0.713
12.6 1318 0.776
17.1 1318 0.797
21.6 1314 0.788
펌핑 플레이트로부터의 시험 결과(제 2 스테이지 초크를 갖는 상부 개방식)
상기 표 1은 실리콘(Si)의 총 증착이 21㎛에 접근할 때, 균일성 및 두께가 동일하게 유지됨을 나타낸다. 웨이퍼 처리 중에 현재 개시된 펌핑 플레이트 키트를 이용하면, 생산성은 P-도핑된 폴리실리콘 프로세스에 대해 챔버 건식 세정(챔버 세정에 대해 각각 90분의 시간)당 5㎛의 총 증착으로부터 챔버 세정당 25㎛ 이상의 총 증착으로 상당히 개선된다(비교를 위해 도 1 및 도 7 참조). 감소된 세정 주기로 시스템 작업 처리량이 증가된다. 여기서 개시되는 펌핑 플레이트 키트는 프로세스 편차를 야기하는 방사율 변화를 방지한다. 프로세스 편차가 존재하지 않을 때, 세정은 불필요하다.
전술한 것처럼, 본 발명의 일 측면에서 단일 웨이퍼 챔버에 사용되는 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트가 제공된다. 상기 키트는 상부 개방식 펌핑 플레이트(펌핑 플레이트)를 포함하며, 여기서 유동 제한은 없다. 상기 키트는 스커트 및/또는 제 2 스테이지 초킹 플레이트를 더 포함할 수도 있다. 스커트는 웨이퍼 히터 주위 에, 웨이퍼 히터 아래에, 또는 챔버 내측의 챔버 본체를 따라 설치될 수도 있고, 펌핑 플레이트와 일체식일 수도 있다. 초킹 플레이트는 세정 가스 유동을 따라 펌핑 플레이트 아래에 설치될 수 있다. 초킹 플레이트는 균일하거나 불균일한 홀을 가질 수도 있다.
웨이퍼 처리 챔버의 내부는 잔류 영역과 상이하게 열을 반사하는 국부적인 영역을 가질 수 있다. 처리 챔버 내에서 이러한 비대칭 열 반사는 웨이퍼 상에의 필름 증착에 악영향을 줄 수 있다. 이러한 불균일하게 반사된 열의 결과는 불균일한 재료 특성 또는 불균일한 두께를 갖는 웨이퍼 상에 증착된 필름일 수 있다. 웨이퍼 필름 증착과 관련된 이러한 잠재적인 문제점을 최소화하기 위해, 본체가 웨이퍼 처리 챔버의 내부에 위치될 수 있다. 이를 위해, 열을 불균일하게 반사하는 비대칭 형태와 같은 특정 구조를 갖고, 국부적인 영역에 대해 올바르게 정렬될 때 내부에 의한 이러한 불균일한 열 반사를 보상할 수 있는 본체가 개시된다.
이러한 본체는 스커트를 갖는 펌핑 플레이트일 수 있고 스커트 구조는 비대칭이다. 비대칭 스커트는 서셉터 주위에 균일한 반경방향 열 경계 조건(균일한 반경방향 열 경계) 및 서셉터 전체 내부에 균일한 온도를 제공할 수 있음이 개시된다. 서셉터는 중앙에서 가열될 수 있어서 열은 서셉터 에지로 흐르고 그 결과 서셉터의 온도는 서셉터 에지에 접근함에 따라 감소할 수 있다. 균일한 열 경계는 원형 서셉터가 반경 상에 위치된 소정의 주변 지점에 대한 소정의 반경방향 위치에서 균일한 온도, 즉 균일한 반경방향 열 프로파일을 가질 수 있음을 의미할 수 있다. 게다가, 펌핑 플레이트는 전체, 즉 펌핑 플레이트를 통해 감소된 열 프로파일을 가질 수 있으며, 이러한 프로파일 내의 온도는 처리 중에 균일성을 개선시킬 수 있다.
일 실시예에서, 펌핑 플레이트는 스커트를 관통하는 슬롯과 같은 홀과 감소된 스커트 길이(짧은 스커트)를 갖는 일체식 스커트(즉, 펌핑 플레이트와 스커트가 단일 조각임)를 가질 수 있고 스커트의 섹션은 웨이퍼 로딩 영역(웨이퍼 접근 슬롯)에서 전체적으로 제거될 수 있다. 스커트 내의 관통홀은 둥근형, 타원형(슬롯) 또는 다른 다양한 형태일 수 있다. 스커트가 적절히 정렬되어 슬릿 밸브 개구에 인접하지 않은 서셉터 방사와 비교할 때 가열된 서셉터로부터 슬릿 밸브 개구로의 방사 효과를 밸런스하도록 펌핑 플레이트가 처리 챔버 내에 위치된다.
도 8a는 슬롯을 갖는 스커트를 구비한 펌핑 플레이트를 포함하는 처리 챔버의 일 실시예의 횡단면도이다. 도 8b는 슬릿 밸브 개구에 인접한 펌핑 플레이트와 서셉터의 횡단면도이다. 도 8c는 펌핑 플레이트 스커트의 에지의 도면이다. 도 8a를 참조하면, 예를 들어 POLYGen 챔버와 같은 처리 챔버(800) 내에서 필름 코팅이 예를 들어 CVD와 같은 프로세스에 의해 웨이퍼(802) 상에 증착될 수도 있다. 웨이퍼(802)는 서셉터(806) 내부에 내장된 가열 소자(804) 및/또는 인접한 서셉터 베이스(810) 내에 위치된 저항식 가열 로드(808)를 이용하여 서셉터(806)에 의해 가열될 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼(802)는 처리 중에 필름 증착 프로세스의 일부로서 가열된다. 웨이퍼 처리 후에, 서셉터(806)와 서셉터 베이스(810)는 하강되고 서셉터(806) 내에 플로팅된 핀(도시 않음)은 처리 챔버(800)로부터 로봇 블레이드(도시 않음)에 의한 제거를 위해 서셉터(806)로부터 웨이퍼(802)를 상승시키도록 이동할 수 있다.
처리 중에, 열은 대류에 의해 서셉터(806)의 외경 및 표면을 향해 외측으로 흘러 챔버 내측(816)으로 방사한다. 서셉터(806)로부터의 열의 외측 유동에서 소정 불균일성은 웨이퍼(802)에 대해 불균일한 가열 분위기를 형성할 수 있다. 웨이퍼(802) 상의 불균일한 가열 분위기는 불균일한 코팅이 도포되게 할 수 있다.
처리 챔버의 내측(816) 부피는 서셉터(806)로부터 방사열을 수용하기 위해 균일한 구조를 나타내지 않는다. 이 때문에, 처리 챔버 내부(816)는 상이한 위치에서 서셉터(806)로부터 상이하게 방사열을 흡수할 수 있어서, 이들 상이한 위치로부터 서셉터(806) 상에 반사되는 상이한 양의 열을 제공할 수 있다. 결과적으로, 열은 일 위치에서 서셉터(806) 상의 다른 위치와 상이한 속도로 서셉터(806)를 떠날 수 있다. 펌핑 플레이트(812)의 일 용도는 서셉터(806)의 에지(807)에서 그리고 그 부근에서 떠나는 열의 총합에 대해 보다 균일성을 허용하는 서셉터(806) 주위에 열적 제한을 제공하는 것이다. 펌핑 플레이트(812)의 형태는 펌핑 플레이트(812) 주위의 상이한 위치에서 상이하게 서셉터(806)로부터 방사하는 열을 반사하고, 흡수하고 또는 통과시키는 설계와 함께 처리 챔버(800) 내의 상이한 구조를 오프셋하도록 설계된다. 그 결과는 주변에서 보상하도록 변하는 펌핑 플레이트(812) 구조로 처리 챔버 내측(816)의 상이한 영역으로의 방사로 인해 서셉터로부터 순 열 손실을 밸런스한다.
도 8b를 참조하면, 특히 펌핑 플레이트(812) 구조 보상 없이, 열은 슬릿 밸브 개구(818)로서 공지된 국부적인 영역으로의 방사에 의해 서셉터(806)로부터 보다 신속하게 제거될 수 있고, 웨이퍼 처리 챔버 내측(816)의 갭은 처리 챔버(800)로부터 웨이퍼(802)를 로딩 및 언로딩하는데 사용된다. 웨이퍼 로딩 슬롯(821)을 통해 펌핑 플레이트(812)로 그리고 슬릿 밸브 개구(818)로 방사하는 서셉터(806)로부터의 열은 두 대향하는 슬릿 밸브 표면(824 및 825) 사이에서 반복적으로 반사될 수 있다. 이러한 반사의 결과는 흑체 흡수의 정도로 인한 슬릿 밸브 개구(818) 내에서 열 흡수의 증가일 수 있다. 슬릿 밸브 개구(818) 영역에 흡수된 증가된 열은 서셉터(806) 상에서 반사되는 보다 적은 방사를 야기할 수 있다. 흡수가 보다 많고 반사가 보다 적으면, 슬릿 밸브 개구(818)에 인접한 서셉터(806) 영역으로부터 보다 큰 속도의 열 흐름이 발생할 수 있다.
펌핑 플레이트(812)에 스커트(822)를 추가하면 열을 흡수할 수 있고 서셉터(806)로부터 방사하는 열에 대한 원형 배리어, 즉 열적 경계를 제공할 수 있다. 슬롯(828)을 갖는 스커트(822)는 서셉터(806)로부터 보다 균일하게 방사된 열을 흡수할 수 있고 또한 챔버 내측벽(814)으로부터 서셉터(806)로 반사되는 것으로부터 서셉터 열을 제한할 수 있다. 이 때문에, 열은 보다 신속한 속도로 스커트(822)에 인접한 영역으로 서셉터(806)를 떠날 수 있다. 그러므로 스커트(822)는 스커트 슬롯(828)이 슬릿 밸브 개구(818)와 거의 동일한 축방향 위치에 위치된다면 슬릿 밸브 개구(818) 내로 서셉터(806)의 열 손실을 보상할 수 있다(그러나 웨이퍼 로딩 슬롯(821)이 슬릿 밸브 개구(818)에 인접하기 때문에 슬릿 밸브 개구(818)에 인접하지 않을 것이다).
펌핑 플레이트(812)에 의해 흡수된 열은 환형 펌핑 플레이트 플랜지(817)를 통해 챔버 하우징(814)의 냉각 영역(즉, 수냉된 영역(815))으로 전도될 수 있다. 스커트(822)는 웨이퍼(802)의 통과가 요구되는 슬릿 밸브 개구(818)의 영역을 제외하고 펌핑 플레이트(812) 주변에 위치됨을 주목해야 한다. 그러므로, 슬롯 스커트(822)는 슬릿 밸브 개구(818)에서 흑체 흡수 효과를 밸런스시키기 위해 서셉터(806)로부터 열 흡수를 증가시킬 수 있어서 서셉터(806) 주위에 보다 균일한 열적 경계를 야기한다.
스커트(822)에 의한 흡수 효율은 여기서 수직 타원형 관통홀(828, 수직 슬롯)로서 도시된, 스커트(822) 내의 개구 또는 홀(828)의 이용을 통해 증가될 수 있다. 슬롯의 주요 타원 축을 지칭하는 수직 타원은 수직 (축) 방향으로 위치된다. 서셉터(806)로부터 방사된 열의 일부는 수직 슬롯(828)을 관통할 수 있다. 수직 슬롯(828)을 통해 방사되는 열은 슬롯(828)을 형성하는 측벽 표면(831)에 의해 흡수될 수 있다. 측벽 표면(831)에 도달하는 열의 일부는 흡수될 수 있고 일부는 반사될 수 있다. 측벽 표면(831)으로부터 반사된 열의 일부는 대향 측벽(831)에 도달하여 또한 흡수 및 반사된다. 슬롯 측벽 표면(831)에 대해 흡수되지 않은 열의 계속된 반사의 결과는 스커트(822)에 의해 열의 증가된 흡수를 제공하는 흑체 효과일 수 있다.
효과적으로 보상하기 위해, 수직 슬롯(828)의 전체 영역은 슬릿 밸브 개구(818)의 국부적인 영역과 거의 동일할 수도 있고 여기서 슬릿 밸브 개구(818)는 처리 챔버 내측(816)으로 개방한다. 원형인 처리 챔버 내측에 있어서, 이러한 슬릿 밸브 개구(818) 영역은 슬릿 밸브 개구(818)가 챔버 내측벽(814)과 정합하는 챔버 축(832)으로부터 형성된 반경(R)에서 거의 30°내지 120°범위로 아크 주위로 회전될 때 두 슬릿 밸브 표면(824 및 825) 사이의 거리로 정의될 수도 있다.
도 8c를 참조하면, 300mm 웨이퍼를 처리하는 일 실시예에서, 슬롯(828) 구조는 주축(수직 축 840)과 소축(수평 축 842)을 가질 수 있으며 주축 대 소축의 비는 1 또는 1 보다 클 수 있다(즉, 주축/소축 = 1). 슬롯(828)은 스커트(822) 주위에서 균일하게 이격되며 슬롯(828) 사이의 공간(844)은 약 0.1 내지 0.5"일 수 있다. 수직 슬롯에 대해, 슬롯 주축(수직 축)은 약 0.50"일 수 있고 슬롯 소축은 약 0.25"일 수 있다. 슬롯(828)은 펌핑 플레이트(812)가 처리 챔버(800) 내에 설치될 때, 슬롯(828)이 슬릿 밸브 개구(818)와 거의 동일 수준(동일 축방향 위치)에 있도록 스커트(822) 내에 위치될 수 있다. 즉, 각각의 수직 슬롯 후방 단부(827)와 전방 단부(829)는 각각 표면(824 및 825)으로부터 연장된 라인(833 및 834)과 동일 수준이다(도 8b 참조). 스커트(822)는 약 12 내지 15" 범위의 내경을 갖고 웨이퍼 접근 슬롯은 약 30 내지 120도 범위로 주변으로 연장된다. 스커트(822) 두께는 약 0.25"일 수 있고 스커트 축 길이(L)는 약 1.0"일 수 있고, 스커트 길이는 슬릿 밸브 개구(818)와 슬롯(828) 수준의 변위를 허용하기에 충분하도록 길다(도 8a 및 도 8b 참조).
슬롯 스커트(822)로 크기가 결정된 펌핑 플레이트(812)는 처리 챔버 내측벽(814)으로부터 반사되는 열을 최소화시킬 수 있다. 이는 슬릿 밸브 개구(818)에 인접하지 않은 영역에서 서셉터 에지(807) 부근에 증가된 열 손실을 허용한다. 결과적으로, 펌핑 플레이트(812), 및 특히 스커트(822)에 의해 흡수된 열은 서셉터(806)로부터 슬릿 밸브 개구(818) 내로 직접 방사하는 열의 국부적인 효과를 밸런스할 수 있다.
그러나, 스커트(822) 및 슬롯(828)의 설계는 슬릿 밸브 개구(818)가 아닌 처리 챔버(816) 내의 소정 가변 구조의 효과를 보상하도록 제작될 수 있다. 다시 도 8a를 참조하면, 당업자는 수직 슬롯(828) 사이의 공간이 유지되어야 함을 이해할 수 있다. 이는 병목현상 없이, 즉 온도를 상승시키지 않고 스커트(822)의 후방 단부에서 흡수된 열을 슬롯(828) 주위에 그리고 펌핑 플레이트 플랜지(817)를 향해 전도시키기에 충분한 영역을 제공하고자 하는 것이다. 또한, 스커트(822) 두께는 슬롯(828)을 통과하는 방사열의 흡수 및 플랜지(817)를 향해 스커트(822)를 통한 전체 열 전도를 위해 측벽 표면(831)의 충분한 영역을 제공하고자 요구된다.
도 8b에 도시된 것처럼, 펌핑 플레이트(812)는, 처리 챔버(800)에 조립될 때, 슬릿 밸브 개구(818)와 거의 동일 수준(축으로)에 있도록 스커트 내에 홀, 여기서 슬롯을 위치시킬 수 있다. 이는 스커트(822) 내의 수직 슬롯(828)의 후방 단부가 슬릿 밸브 개구(818)의 바닥 표면(824, 바닥)과 거의 동일한 축방향 위치(833)에 있을 수 있음을 의미한다. 수직 슬롯(834)의 전방 단부는 슬릿 밸브 개구(818)의 상부 표면(825)과 거의 동일한 축(832, 도 8a) 위치에 있을 수 있다. 이는 슬롯(828) 전체를 슬릿 밸브 개구(818)와 동일 수준에 위치시키지만, 이러한 국부적인 열 흡수 조건을 먼저 형성시키는 웨이퍼 로딩 요구조건으로 인해 스커트(822)와 슬롯(828)이 슬릿 밸브 개구(818)에 인접한 영역에서 주변으로 제거되어 웨이퍼 로딩 슬롯(821)을 형성한다.
도 8d는 불균일한 슬롯 공간의 도면이다. 처리 챔버 내측(816) 내의 소정의 비대칭 특징을 보상하기 위해, 슬롯(828) 공간은 이들 국부적인 내측 구조물에 인접한 주변 스커트(822) 위치에서 균일하게 또는 불균일하게 증가 또는 감소될 수 있다. 가변 특징은 일 구조이거나 표면 온도일 수도 있다. 즉, 슬릿 밸브 개구(818)와 다른 처리 중에 발생하는 내측 챔버벽(814) 상의 국부적인 고온 또는 저온 지점이 적절한 스커트(822) 설계로 보상될 수도 있다.
도 8e 내지 도 8g에 도시된 것처럼, 스커트(822) 내의 열 흡수 홀에 대한 형상은 다양하고 상이한 형상이거나 상이한 형상의 조합일 수 있고, 이러한 형상은 요구된 표면적 대 가공 비용의 협의에 의해 구동될 수도 있음을 이해한다. 타원형(825) 및 원형(834)과 함께, 정방형(826), 장방형(838), 삼각형(840), 또는 심지어 비대칭 곡선(842)에 의해 형성되는 개구와 같은 다른 형상이 고려될 수도 있다.
도 9a는 짧은 스커트를 구비한 펌핑 플레이트의 일 실시예의 3차원 도면이다. 도 9b는 짧은 스커트를 구비한 펌핑 플레이트의 일 실시예의 횡단면도이다. 스커트(922)와 많은 홀, 여기서 수직 슬롯(928)이 처리 챔버 내측(816, 도 8a 참조)의 불균일한 조건으로부터 야기되는 보다 크거나 작은 열 흡수의 국부적인 효과를 밸런스할 수 있다. 그러나, 처리 중에 펌핑 플레이트(912) 내의 온도를 최소화하는 것이 중요하다. 하부 펌핑 플레이트(912) 온도와 함께, 온도 균일성은 또한 처리 중에 중요하다. 처리 중에 펌핑 플레이트(912)의 온도를 낮추면 챔버 프로세스(800, 도 8a 참조)에 불순물을 첨가하여 웨이퍼 또는 증착되는 웨이퍼 필름을 오염시키는 펌핑 플레이트(912) 재료의 가능성을 감소시킨다. 펌핑 플레이트(912)는 양극처리된 코팅을 가질 수 있는 알루미늄으로 제조될 수 있지만, 당업자는 스테인리스 강과 같은 다른 재료가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 펌핑 플레이트(912)의 보다 높은 온도는 양극처리된 코팅과 같은 펌핑 플레이트(912) 상의 코팅(사용된다면)을 크랙 또는 박리시킬 수 있다. 하부 베어 금속(bare metal)이 노출되면, 소정 금속이 불순물로서 공기에 의해 운반될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 완전한 수평 슬롯을 제공하는 것과 대조적으로, 웨이퍼 접근 슬롯(928)에서 스커트(926)의 섹션(점선)을 제거할 때, 열은 플랜지(917)에 도달하도록 슬롯(924) 주위로 이동(929)해서는 안 된다. 이러한 열적 흐름은 웨이퍼 접근 슬롯(928)에 인접한 슬롯(930) 사이의 병목현상 영역에 "고온 지점"을 형성시킬 것이다. 스커트(922)의 이러한 섹션(926)이 제거되면, 이 영역에서 열이 흡수되지 않으며, 따라서 온도를 증가시킬 인접한 슬롯 영역(932)의 열적 흐름에 열이 부가되지 않을 것이다. 게다가, 후방 단부(830)에서 개방된 웨이퍼 접근 슬롯(821)에 의해 스커트의 전체 길이(L)가 짧아질 수 있다(짧은 스커트). 이로 인해 스커트 길이(L)는 슬릿 밸브 개구(818)와 동일선상에 있는데 필요한, 홀 크기, 여기서 슬롯 주축에 의해 조종될 수 있다. 슬릿 밸브 개구의 영역과 거의 동일한 슬롯의 영역의 합과 함께, 슬릿 밸브 개구와 스커트 슬롯의 축방향 정렬은 슬릿 밸브 개구(818) 내에 열 손실을 거의 보상할 수 있는 경험칙(a rule of thumbs)이다.
당업자는 스커트(922) 내의 온도를 최소화시키는 열적 유동을 허용하기 위한 수직 슬롯(930) 사이의 거리(s)를 결정할 수 있다. 거리(s)는 균일하고, 균일하게 변하고, 불균일하게 변하거나, 스커트(922)의 균일한 가열을 제공하기 위해 다양한 다른 방식으로 이격될 수도 있다.
스커트(922)의 길이(L)는 열 흡수를 위한 작은 표면을 제공함으로써 펌핑 플레이트(912)의 온도를 감소시키고 또한 챔버 내측벽(도시 않음)의 일부 상에 서셉터(806)(상기 도 8a)로부터의 직접적인 방사 가열에 대한 스크린을 제공하도록 하는 크기일 수 있다. 이러한 구조의 결과로서, 펌핑 플레이트(912)는 약 250℃ 이하의 온도로 유지될 수 있고, 펌핑 플레이트(912) 온도는 처리 챔버가 약 550 내지 800℃ 범위의 온도에서 작동할 때 약 ±30℃ 내로 균일하다.
도 10a 내지 도 10c는 스커트(1022)를 통과하지 않는 스커트 슬롯의 대안적인 실시예의 도면이다. 도 10a는 탭(tap)된 바닥 홀인 슬롯(1028)의 도면이다. 도 10b는 평탄한 바닥 홀인 슬롯(1030)의 도면이다. 도 10c는 나사산의 평탄한 바닥 홀(1032)인 슬롯의 도면이다. 일 실시예에서, 하나 또는 그보다 많은 슬롯(1028, 1030, 및 1032)은 스커트(1022)를 완전히 통과하지 않으며, 슬롯 개구(1028, 1030, 및 1032)는 펌핑 플레이트가 처리 챔버 내에 설치될 때 서셉터와 면접할 수 있다(도 8a 참조). 스커트(1022)가 스커트(1022)를 통과하지 않는 슬롯(1028, 1030, 및 1032)을 이용하여 작동할 수 있지만, 최대 측벽 표면적(831, 도 8b 참조)의 수득 뿐만 아니라 제조가능성의 장점은 스커트(1022)를 통과하는 홀과 대조적으로 이러한 설계를 더 바람직하게 한다.
여기서 설명되는 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트는 펌핑 플레이트 및 페이스 플레이트 상에 잔류물 또는 분말 형성을 방지하여, 챔버 내의 방사율 변화를 방지하기 위해 챔버에 가스 세정을 제공함으로써 웨이퍼 처리 중에 방사율 변화를 방지하는데 사용될 수도 있다. 펌핑 플레이트는 웨이퍼 처리 중에 개선된 필름 두께 및 필름 재료 특성의 균일성을 위해 사용될 수도 있으며, 열은 가열된 서셉터로부터 보다 균일하게 제거된다. 이러한 열적 균일성은 서셉터 주위에 제공된 균일한 열적 경계 조건으로부터 야기되며, 이는 웨이퍼 상에 균일한 필름 증착을 야기할 수 있다. 펌핑 플레이트는 감소된 평균 작동 온도를 가질 수도 있으며, 펌핑 플레이트에 대한 보다 균일한 작동 온도와 함께, 베이스 금속으로부터 처리 챔버 내의 금속 오염 기회는 덜 발생하게 된다.
당업자는 본 발명이 본 발명의 목적을 수행하는데 적용되고 본원의 고유 목적 뿐만 아니라 전술된 장점을 얻을 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명을 실행할 때 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정예 및 변형예가 가능함은 당업자에게 명백하다. 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 취지 내에 포함되는 변경예 및 다른 용도가 당업자에게 발생할 수도 있다.

Claims (25)

  1. 웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치로서,
    서셉터로부터의 방사 열을 흡수하기 위한 펌핑 플레이트를 포함하며,
    상기 펌핑 플레이트는 상기 펌핑 플레이트로부터 아래로 연장하는 스커트 상에 제공되고, 상기 스커트는 복수의 홀과 웨이퍼 접근 슬롯을 포함하는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 접근 슬롯은 상기 스커트의 에지에서 개방되는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    웨이퍼 처리 챔버를 더 포함하고,
    상기 웨이퍼 처리 챔버는 상기 웨이퍼 처리 챔버로 웨이퍼를 로딩하거나 언로딩하기 위한 슬릿 밸브 개구를 포함하고,
    상기 펌핑 플레이트는 상기 웨이퍼 처리 챔버 내에 위치되고, 상기 웨이퍼 접근 슬롯은 상기 슬릿 밸브 개구에 인접하며, 상기 복수의 홀은 상기 슬릿 밸브 개구의 수직 축 방향 높이와 동일한 수직 축 방향 높이를 갖는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 상기 슬릿 밸브 개구와 동일한 수직 축 방향 높이 위치에 있는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 1 또는 1 보다 큰 홀의 수직 축 방향 높이 대 홀 폭 비를 갖는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 홀의 총 면적은 상기 슬릿 밸브 개구가 상기 웨이퍼 처리 챔버의 내측으로 개방되는 상기 슬릿 밸브 개구의 면적과 동일한
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 균일하게 이격되어 있는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 불균일하게 이격되어 있는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 하나보다 많은 형상을 포함하고 있는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 홀의 하나보다 많은 형상은 원형, 타원형, 장방형, 정방형, 및 불균일한 곡선으로 구성된 그룹으로부터 선택되는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  11. 웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치로서,
    웨이퍼 처리 챔버, 및
    상기 웨이퍼 처리 챔버 내에 위치되는 펌핑 플레이트를 포함하며,
    상기 웨이퍼 처리 챔버는 상기 웨이퍼 처리 챔버로 웨이퍼를 로딩하거나 언로딩하기 위한 슬릿 밸브 개구를 갖고,
    상기 펌핑 플레이트는 상기 펌핑 플레이트로부터 아래로 연장하는 스커트 상에 제공되며, 상기 스커트는 복수의 홀 및 웨이퍼 접근 슬롯을 포함하고, 상기 웨이퍼 접근 슬롯은 상기 슬릿 밸브 개구에 인접하는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    서셉터를 더 포함하고,
    상기 스커트는 상기 슬릿 밸브 개구로부터의 감소된 열 반사를 열적으로 보상하기 위해 방사된 열을 불균일하게 흡수하고, 상기 서셉터 주위에 균일한 열적 경계를 제공하는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 복수의 형상을 갖는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  14. 웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치로서,
    웨이퍼 처리 챔버,
    서셉터, 및
    상기 서셉터로부터의 방사 열을 흡수하기 위한 펌핑 플레이트를 포함하며,
    상기 펌핑 플레이트는 상기 펌핑 플레이트로부터 아래로 연장하는 스커트 상에 제공되고, 상기 스커트는 상기 웨이퍼 처리 챔버 내의 국부적인 가열 효과를 보상함으로써 상기 서셉터 주위에 균일한 반경방향 열 경계 조건을 제공하는 복수의 홀을 갖는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  15. 웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치로서,
    서셉터로부터의 방사 열을 흡수하기 위한 펌핑 플레이트를 포함하며,
    상기 펌핑 플레이트는 상기 펌핑 플레이트로부터 아래로 연장하는 스커트 상에 제공되며, 상기 스커트는 복수의 관통홀, 상기 펌핑 플레이트의 에지에서 개방되는 웨이퍼 접근 슬롯을 가지며, 상기 스커트는 처리 중에 상기 펌핑 플레이트 내의 온도를 감소시키기 위해 길이가 감소되는
    웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
KR1020047010834A 2002-01-15 2003-01-15 단일 웨이퍼 챔버 내의 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트 KR101014916B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/051,651 US6802906B2 (en) 2000-07-21 2002-01-15 Emissivity-change-free pumping plate kit in a single wafer chamber
US10/051,651 2002-01-15
PCT/US2003/001347 WO2003060189A1 (en) 2002-01-15 2003-01-15 Emissivity-change-free pumping plate kit in a single wafer chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040081124A KR20040081124A (ko) 2004-09-20
KR101014916B1 true KR101014916B1 (ko) 2011-02-15

Family

ID=21972569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047010834A KR101014916B1 (ko) 2002-01-15 2003-01-15 단일 웨이퍼 챔버 내의 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6802906B2 (ko)
EP (1) EP1466033B1 (ko)
JP (1) JP4953555B2 (ko)
KR (1) KR101014916B1 (ko)
CN (1) CN100398696C (ko)
AU (1) AU2003210542A1 (ko)
DE (1) DE60302214T2 (ko)
WO (1) WO2003060189A1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6802906B2 (en) * 2000-07-21 2004-10-12 Applied Materials, Inc. Emissivity-change-free pumping plate kit in a single wafer chamber
US7122844B2 (en) * 2002-05-13 2006-10-17 Cree, Inc. Susceptor for MOCVD reactor
US8366830B2 (en) 2003-03-04 2013-02-05 Cree, Inc. Susceptor apparatus for inverted type MOCVD reactor
KR100522727B1 (ko) * 2003-03-31 2005-10-20 주식회사 아이피에스 박막증착용 반응용기
US7037834B2 (en) * 2004-05-22 2006-05-02 International Business Machines Corporation Constant emissivity deposition member
US20060037702A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
KR100672828B1 (ko) * 2005-06-29 2007-01-22 삼성전자주식회사 챔버 인서트 및 이를 포함하는 기판 가공 장치
US20070020890A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for semiconductor processing
US20070064004A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Moving a graphic element
US20080119059A1 (en) * 2006-11-20 2008-05-22 Smith Jacob W Low thermal budget chemical vapor deposition processing
KR101046520B1 (ko) 2007-09-07 2011-07-04 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 내부 챔버 상의 부산물 막 증착을 제어하기 위한 ｐｅｃｖｄ 시스템에서의 소스 가스 흐름 경로 제어
CN103858214B (zh) 2011-11-03 2017-02-22 应用材料公司 快速热处理腔室
US9493874B2 (en) * 2012-11-15 2016-11-15 Cypress Semiconductor Corporation Distribution of gas over a semiconductor wafer in batch processing
US9832816B2 (en) * 2013-06-21 2017-11-28 Applied Materials, Inc. Absorbing reflector for semiconductor processing chamber
CN104250849B (zh) * 2013-06-25 2017-03-22 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 反应腔室及外延生长设备
US9814099B2 (en) * 2013-08-02 2017-11-07 Applied Materials, Inc. Substrate support with surface feature for reduced reflection and manufacturing techniques for producing same
US10559451B2 (en) * 2017-02-15 2020-02-11 Applied Materials, Inc. Apparatus with concentric pumping for multiple pressure regimes
US11685994B2 (en) * 2019-09-13 2023-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. CVD device pumping liner
US20220084845A1 (en) * 2020-09-17 2022-03-17 Applied Materials, Inc. High conductance process kit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001004376A1 (en) * 1999-07-09 2001-01-18 Applied Materials, Inc. A method of forming a silicon nitride layer on a semiconductor wafer
US6301434B1 (en) * 1998-03-23 2001-10-09 Mattson Technology, Inc. Apparatus and method for CVD and thermal processing of semiconductor substrates
US20010035131A1 (en) * 2000-04-26 2001-11-01 Takeshi Sakuma Single-substrate-heat-processing apparatus for semiconductor process

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2662365B2 (ja) * 1993-01-28 1997-10-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 改良された排出システムを有する単一基板式の真空処理装置
US5695568A (en) * 1993-04-05 1997-12-09 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition chamber
US5467220A (en) * 1994-02-18 1995-11-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for improving semiconductor wafer surface temperature uniformity
US5558717A (en) * 1994-11-30 1996-09-24 Applied Materials CVD Processing chamber
JPH08188876A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Fujitsu Ltd 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
US5895530A (en) * 1996-02-26 1999-04-20 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for directing fluid through a semiconductor processing chamber
US5846332A (en) * 1996-07-12 1998-12-08 Applied Materials, Inc. Thermally floating pedestal collar in a chemical vapor deposition chamber
US5935334A (en) * 1996-11-13 1999-08-10 Applied Materials, Inc. Substrate processing apparatus with bottom-mounted remote plasma system
US5963840A (en) * 1996-11-13 1999-10-05 Applied Materials, Inc. Methods for depositing premetal dielectric layer at sub-atmospheric and high temperature conditions
US6153260A (en) * 1997-04-11 2000-11-28 Applied Materials, Inc. Method for heating exhaust gas in a substrate reactor
US6077764A (en) * 1997-04-21 2000-06-20 Applied Materials, Inc. Process for depositing high deposition rate halogen-doped silicon oxide layer
US6149974A (en) * 1997-05-05 2000-11-21 Applied Materials, Inc. Method for elimination of TEOS/ozone silicon oxide surface sensitivity
US6176929B1 (en) 1997-07-22 2001-01-23 Ebara Corporation Thin-film deposition apparatus
US6258170B1 (en) * 1997-09-11 2001-07-10 Applied Materials, Inc. Vaporization and deposition apparatus
US5914050A (en) * 1997-09-22 1999-06-22 Applied Materials, Inc. Purged lower liner
US6063198A (en) * 1998-01-21 2000-05-16 Applied Materials, Inc. High pressure release device for semiconductor fabricating equipment
US6117244A (en) * 1998-03-24 2000-09-12 Applied Materials, Inc. Deposition resistant lining for CVD chamber
US6423949B1 (en) * 1999-05-19 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Multi-zone resistive heater
US6153261A (en) * 1999-05-28 2000-11-28 Applied Materials, Inc. Dielectric film deposition employing a bistertiarybutylaminesilane precursor
US6530992B1 (en) * 1999-07-09 2003-03-11 Applied Materials, Inc. Method of forming a film in a chamber and positioning a substitute in a chamber
US6586343B1 (en) * 1999-07-09 2003-07-01 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for directing constituents through a processing chamber
US6261408B1 (en) * 2000-02-16 2001-07-17 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for semiconductor processing chamber pressure control
US6802906B2 (en) 2000-07-21 2004-10-12 Applied Materials, Inc. Emissivity-change-free pumping plate kit in a single wafer chamber
US6582522B2 (en) * 2000-07-21 2003-06-24 Applied Materials, Inc. Emissivity-change-free pumping plate kit in a single wafer chamber
US6559039B2 (en) * 2001-05-15 2003-05-06 Applied Materials, Inc. Doped silicon deposition process in resistively heated single wafer chamber

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6301434B1 (en) * 1998-03-23 2001-10-09 Mattson Technology, Inc. Apparatus and method for CVD and thermal processing of semiconductor substrates
WO2001004376A1 (en) * 1999-07-09 2001-01-18 Applied Materials, Inc. A method of forming a silicon nitride layer on a semiconductor wafer
US20010035131A1 (en) * 2000-04-26 2001-11-01 Takeshi Sakuma Single-substrate-heat-processing apparatus for semiconductor process

Also Published As

Publication number Publication date
CN100398696C (zh) 2008-07-02
EP1466033A1 (en) 2004-10-13
AU2003210542A1 (en) 2003-07-30
US6802906B2 (en) 2004-10-12
JP2005525693A (ja) 2005-08-25
KR20040081124A (ko) 2004-09-20
US20020127508A1 (en) 2002-09-12
DE60302214T2 (de) 2006-07-27
DE60302214D1 (de) 2005-12-15
EP1466033B1 (en) 2005-11-09
JP4953555B2 (ja) 2012-06-13
WO2003060189A1 (en) 2003-07-24
CN1610768A (zh) 2005-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101014916B1 (ko) 단일 웨이퍼 챔버 내의 방사율 불변 펌핑 플레이트 키트
US6375748B1 (en) Method and apparatus for preventing edge deposition
US8088225B2 (en) Substrate support system for reduced autodoping and backside deposition
KR100434790B1 (ko) 처리 장치
JP4669606B2 (ja) 基板処理装置及び基板支持方法
US6774060B2 (en) Methods and apparatus for thermally processing wafers
US5960555A (en) Method and apparatus for purging the back side of a substrate during chemical vapor processing
US7070660B2 (en) Wafer holder with stiffening rib
US20080299326A1 (en) Plasma cvd apparatus having non-metal susceptor
US6582522B2 (en) Emissivity-change-free pumping plate kit in a single wafer chamber
KR102426601B1 (ko) 에피 챔버에서의 기판 열 제어
JP2004534905A (ja) チタン化学気相堆積用リアクタ
JPH0950965A (ja) 枚葉式の熱処理装置
JP2002222806A (ja) 基板処理装置
US11715667B2 (en) Thermal process chamber lid with backside pumping
US6861321B2 (en) Method of loading a wafer onto a wafer holder to reduce thermal shock
US20150037019A1 (en) Susceptor support shaft and kinematic mount
JP4665204B2 (ja) 熱加工チャンバー
JP4569042B2 (ja) 熱処理装置
KR20210158333A (ko) 통기형 서셉터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150129

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161229

Year of fee payment: 7