KR101383283B1 - 화학기상증착장치 및 화학기상증착장치의 온도제어방법 - Google Patents

화학기상증착장치 및 화학기상증착장치의 온도제어방법 Download PDF

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Abstract

별도의 복잡하거나 고가의 장비 없이도 서셉터 표면과 웨이퍼 표면의 온도차이를 파악할 수 있는 방법이 요구된다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화학기상증착장치는 챔버와, 챔버 내측에 회전가능하도록 위치하며 상면에 웨이퍼가 적재되는 서셉터와, 챔버 내측에 마련되어 웨이퍼를 향하여 가스를 분사하는 가스공급부와, 서셉터 내측에 마련되어 웨이퍼를 가열하는 히터와, 챔버에 마련되어 서셉터의 온도를 측정하는 온도센서와, 서셉터와 일체로 회전하는 위치에 마련된 회전인지표식과, 서셉터의 회전상태를 판단할 수 있도록 챔버에 마련되어 회전인지표식을 탐지하는 회전인지센서 및 회전인지센서와 온도센서를 이용하여 서셉터 상면의 온도분포를 산출하고, 온도분포를 기준으로 히터를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

화학기상증착장치 및 화학기상증착장치의 온도제어방법{CHEMICAL VAPOR DEPOSITION DEVICE AND TEMPERATURE CONTROL METHOD OF CHEMICAL VAPOR DEPOSITION DEVICE}
본 발명은 서셉터 상면의 온도분포를 정밀하게 측정하여 챔버 내부의 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 화학기상증착장치 및 화학기상증착장치의 온도제어방법에 대한 것이다.
화학기상증착장치는 반도체 웨이퍼의 표면에 박막을 증착하기 위하여 사용되고 있다. 챔버 내부에 공정가스를 가스공급부를 통하여 불어 넣어서 서셉터에 놓인 웨이퍼에 원하는 막질을 증착시키게 된다.
박막의 증착에 있어서 적절한 내부온도는 박막의 품질에 큰 영향을 미치므로 매우 중요하다. 특히 유기금속 화학기상장치(MOCVD)의 경우 온도제어가 효과적으로 이루어져야 고효율의 발광소자를 얻을 수 있다.
효과적인 온도제어를 위해서는 우선 서셉터 상면의 온도분포를 정확하게 파악할 수 있어야 한다. 정확한 온도분포가 파악되어야 히터에 공급될 전력량을 파악할 수 있기 때문이다.
서셉터 상면에 적재된 복수개의 웨이퍼 표면온도와 서셉터 표면온도 사이에는 소정의 온도 차이가 있을 수 있다. 종래기술에 의하면 이러한 서셉터와 웨이퍼의 표면온도의 차이를 구분하지 않고 온도제어를 하고 있다.
보다 고품질의 박막을 생산하기 위해서는 이러한 표면온도의 차이까지도 정확하게 파악하여 정밀하게 온도제어를 할 필요가 있다.
그러나 이러한 온도의 차이를 파악하기 위해서는 매우 복잡하고 고가의 장비를 추가적으로 설치해야 되는 문제가 있다.
고효율 고품질의 박막을 생산하기 위해서는 서셉터 상면의 온도분포를 정확하게 파악할 수 있는 방법이 필요하다.
보다 구체적으로는 서셉터 표면과 웨이퍼 표면의 온도차이까지도 구분할 수 있고, 이러한 온도차이를 반영한 온도제어방법이 필요하다.
또한, 별도의 복잡하거나 고가의 장비 없이도 서셉터 표면과 웨이퍼 표면의 온도차이를 파악할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 화학기상증착장치는, 챔버; 상기 챔버 내측에 회전가능하도록 위치하며 상면에 웨이퍼가 적재되는 서셉터; 상기 챔버 내측에 마련되어 상기 웨이퍼를 향하여 가스를 분사하는 가스공급부; 상기 서셉터 내측에 마련되어 상기 웨이퍼를 가열하는 히터; 상기 챔버에 마련되어 상기 서셉터의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 서셉터와 일체로 회전하는 위치에 마련된 회전인지표식; 상기 서셉터의 회전상태를 판단할 수 있도록 상기 챔버에 마련되어 상기 회전인지표식을 탐지하는 회전인지센서; 및 상기 회전인지센서와 상기 온도센서를 이용하여 상기 서셉터 상면의 온도분포를 산출하고, 상기 온도분포를 기준으로 상기 히터를 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 히터는 상기 서셉터의 회전축을 기준으로 동심원을 이루도록 배열된 복수개의 개별 히터를 포함하며, 상기 제어부는 상기 개별 히터를 개별적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 온도센서는 상기 서셉터의 위치별 온도분포를 파악하기 위하여 복수개로 마련될 수 있다.
또한, 상기 회전인지표식은 요부(凹部), 철부(凸部), 반사부 중에서 적어도 어느 하나로 마련될 수 있다.
또한, 상기 회전인지센서에 의하여 상기 회전인지표식이 탐지되는 주기가 짧도록 상기 회전인지표식 또는 회전인지센서가 상기 서셉터의 회전축을 기준으로 방사상으로 복수개 마련될 수 있다.
또한, 상기 온도분포는 상기 회전인지센서를 이용하여 상기 서셉터의 회전각도 또는 회전시간을 산출하고, 산출된 상기 회전각도 또는 회전시간과 상기 온도센서의 측정값을 매칭시킴으로서 구해지는 각도별 온도분포 또는 시간별 온도분포일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 화학기상증착장치의 온도제어방법은, 챔버, 상기 챔버 내측에 회전가능하도록 위치하며 상면에 웨이퍼가 적재되는 서셉터, 상기 챔버 내측에 마련되어 상기 웨이퍼를 향하여 가스를 분사하는 가스분사부, 상기 서셉터 내측에 마련되어 상기 웨이퍼를 가열하는 히터, 상기 챔버에 마련되어 상기 서섭터의 온도를 측정하는 온도센서, 상기 서셉터 또는 상기 서셉터의 회전축에 위치하여 상기 서셉터와 일체로 회전하도록 마련된 회전인지표식 및 상기 서셉터의 회전상태를 판단할 수 있도록 상기 회전인지표식을 탐지하는 회전인지센서를 포함하는 화학기상증착장치의 온도제어방법에 있어서, (a) 상기 회전인지센서와 상기 온도센서를 이용하여 상기 서셉터의 온도분포를 산출하는 단계; 및 (b) 상기 온도분포를 기준으로 상기 히터를 제어하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 (b)단계 이전에 온도제어에 이용할 측정대상, 상기 온도센서의 위치정보, 상기 회전인지표식의 위치정보, 기준온도 중에서 적어도 어느 하나 이상을 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (a)단계는 (a1) 상기 회전인지센서를 이용하여 상기 서셉터의 회전각도 또는 회전시간을 산출하는 단계; 및 (a2) 산출된 상기 회전각도 또는 회전시간과 상기 온도센서의 측정값을 매칭시켜서 각도별 온도분포 또는 시간별 온도분포를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b)단계는 기설정된 필터링함수를 이용하여 상기 온도분포에서 상대적으로 고온구간과 저온구간으로 구분하고, 상기 고온구간 또는 저온구간을 기준으로 상기 히터를 제어하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 (b)단계는 상기 고온구간 또는 저온구간에서 선택된 위치의 평균온도 또는 실시간온도와 기설정된 기준온도를 비교하여 상기 히터를 제어할 수 있다.
또한, 상기 (b)단계는 기설정된 단위시간동안의 평균온도변화량이 기설정온도변화량보다 작은 구간을 필터링하고, 상기 필터링된 구간의 평균온도를 상호 비교하여 기설정된 비율 이상인 구간을 고온구간으로, 기설정된 비율 이하인 구간을 저온구간으로 구분하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고온구간과 저온구간은 상기 웨이퍼의 테두리 부분에서 온도가 변화됨에 따라 나타나는 온도변화구간이 필터링된 구간일 수 있다.
또한, 기설정된 단위시간동안의 평균온도변화량이 기설정온도변화량보다 큰 구간을 상기 온도변화구간으로 파악하고, 상기 고온구간과 저온구간에서 상기 온도변화구간을 필터링할 수 있다.
또한, 상기 고온구간을 서셉터구간으로 매칭하고, 상기 저온구간을 웨이퍼구간으로 매칭하며, 사용자에 의하여 선택된 상기 서셉터구간 또는 웨이퍼구간을 기준으로 상기 히터를 제어할 수 있다.
회전인지표식과 회전인지센서를 사용하기 때문에 실제 서셉터의 회전상태를 정확하게 파악이 가능한 효과가 있다.
또한, 비교적 단순한 장치를 이용하면서도 실제 서셉터의 회전상태에 대한 신뢰도 높은 측정값을 구할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 회전인지표식과 회전인지센서 부분에 대한 확대도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전인지표식과 회전인지센서의 동작을 개략적으로 묘사한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 화학기상증착장치의 온도제어방법에 대한 순서도이다.
도 6은 시간에 따른 온도센서의 측정값의 예를 나타낸 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 화학기상증착장치는 챔버(10), 서셉터(40), 가스공급부(30), 히터(50a)(50b), 온도센서(20a)(20b), 회전인지표식(61a), 회전인지센서(62a), 히터제어부(71), 회전인지센서 제어부(72), 온도센서 제어부(73) 및 메인 제어부(74)를 포함한다.
본 실시예가 유기금속 화학기상증착장치(MOCVD)로 사용될 경우, 3족가스와 5족가스가 가스공급부(30)로부터 서셉터(40) 상면의 웨이퍼포켓(41)에 적재되는 웨이퍼를 향하여 분사될 수 있다.
온도센서(20a)(20b)는 서셉터(40) 상면의 온도를 감지하도록 챔버(10) 상측에 마련될 수 있다. 또는 서셉터에 적재되는 웨이퍼의 온도를 적절하게 측정할 수 있다면 서셉터의 측면이나 하면에 위치에 온도센서가 위치하여도 무방하다.
비접촉식으로 온도를 측정할 수 있도록 물체의 반사광을 이용하는 pyrometer가 온도센서(20a)(20b)로 사용될 수 있다. 예를 들어, 700㎐의 빈도로 표면온도를 측정하는 pyrometer를 사용할 수도 있다.
온도센서(20a)(20b)와 서셉터(40) 사이에 가스공급부(30)가 위치하고 있으므로 서셉터(40) 상면의 반사광을 확보할 수 있도록 가스공급부 내측에 관통구(31)가 마련될 수 있다.
온도센서(20a)(20b)는 서셉터(40)의 회전축(42)을 기준으로 반지름방향으로 복수개가 배열될 수 있다. 이에 따라 서셉터(40)의 회전축(42)으로부터의 거리에 따른 온도분포를 파악할 수 있다.
상면에 박막이 형성되어야 하는 웨이퍼가 웨이퍼포켓(41)에 적재된다. 웨이퍼포켓(41)은 서셉터(40) 상면에 복수개가 마련될 수 있다.
서셉터(40) 내측에는 서셉터(40)를 가열하는 도넛모양의 복수개 히터(50a)(50b)가 마련될 수 있다. 히터제어부(71)는 복수개의 히터(50a)(50b)를 개별적으로 제어할 수 있다. 즉, 복수개의 히터(50a)(50b)의 온도를 일률적으로 제어할 수도 있고, 비례적으로 제어할 수도 있으며, 따로따로 온도의 승강을 제어할 수도 있다.
서셉터(40)는 회전축(42)을 중심으로 고속회전 가능하나, 히터(50a)(50b)는 정지된 상태로 유지될 수 있다.
서셉터(40)의 하면에 회전인지표식(61a)이 위치할 수 있으며, 챔버(10) 외측에는 회전인지표식(61a)을 감지하는 회전인지센서(62a)가 마련될 수 있다.
회전인지표식(61a)은 상기 위치에 한정되지 않고 서셉터(40)과 일체로 회전하는 다른 부분에 위치할 수도 있다. 회전인지표식(61a)은 요부(凹部) 또는 철부(凸部)로 구성될 수 있으며, 반사부로 구성될 수도 있다.
또한, 특정한 형태에 한정되지 않으며 회전인지센서(62a)의 센싱 방식에 따라 회전인지센서(62a)가 인식할 수 있는 다양한 형태나 재질 등으로 마련될 수 있다.
회전인지표식을 감지하는 방식에는 여러 가지가 있을 수 있으며, 하나의 예로서, 회전인지센서(62a)로부터 조사된 광이 투명창(63)을 통과하여 회전인지표식(61a)에 도달하고, 회전인지표식(61a)으로부터 반사된 광이 다시 투명창(63)을 통과하여 회전인지센서(62a)에 도달하는 것을 감지하여 회전인지표식(61a)의 통과여부를 파악하는 방식으로 실시될 수 있다. 즉, 서셉터(40) 하면의 표면형상의 변화를 감지하는 방식이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 회전인지표식과 회전인지센서 부분에 대한 확대도면이다. 편의상 제1실시예와 유사한 구성요소는 동일한 도면번호를 사용한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 서셉터(40)의 회전축(42)에 인접하여 회전인지센서(62b)가 위치할 수 있다. 회전인지센서(62b)의 일측에서는 광선(L)이 조사되고 타측에서는 조사된 광선(L)을 감지한다. 서셉터(40)의 회전축(42)에 회전인지표식(61b)이 위치할 수 있으며, 회전인지표식(61b)이 회전인지센서(62b)를 통과하면서 광선(L)을 가리게 되는 순간을 회전인지센서(62b)가 감지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전인지표식과 회전인지센서의 동작을 개략적으로 묘사한 평면도이다.
도 4(a)의 경우, 회전인지표식(61b)이 하나인 경우로서 회전인지센서(62b)는 360도마다 회전상태를 감지할 수 있다. 그러나, 회전상태를 감지하는 주기가 짧을수록 보다 정확하게 회전상태를 파악할 수 있기 때문에, 회전인지표식을 서셉터의 회전축을 기준으로 방사상으로 복수개 마련하는 것이 바람직하다.
도 4(b)의 경우, 회전인지표식(61b)이 둘인 경우로서 회전인지센서(62b)는 180도마다 회전상태를 감지할 수 있다.
도 4(c)의 경우, 회전인지표식(61b)이 4개인 경우로서 회전인지센서(62b)는 90도마다 회전상태를 감지할 수 있다.
도 4(d)의 경우, 회전인지표식(61b)이 4개이면서 회전인지센서(62b)가 2개인 경우로서 회전인지센서(62b)는 45도마다 회전상태를 감지할 수 있다. 도 4(a)와 비교하여 회전상태를 감지할 수 있는 주기가 짧아졌기 때문에 서셉터의 회전속도가 상대적으로 저속인 경우에도 회전상태를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
도 4(e)의 경우, 회전인지표식(61b)이 2개이면서 회전인지센서(62b)가 4개인 경우로서 회전인지센서(62b)는 45도마다 회전상태를 감지할 수 있다.
도 4(f)의 경우, 회전인지표식(61b)이 8개이면서 회전인지센서(62b)가 1개인 경우로서 회전인지센서(62b)는 45도마다 회전상태를 감지할 수 있다. 회전인지표식의 개수를 더 촘촘하게 배열하면 서셉터의 회전속도가 상대적으로 저속인 경우에도 회전상태를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 화학기상증착장치의 온도제어방법에 대한 순서도이다.
도 5에서 보듯이, 먼저 기설정 정보를 입력하는 단계가 실시될 수 있다(S101). 기설정 정보에는 측정대상, 온도센서의 위치, 회전인지표식의 개수, 필터링 함수, 기준온도 등이 포함될 수 있다.
다음으로, 회전인지센서를 이용하여 서셉터의 회전각도 또는 회전시간을 산출할 수 있다(S103). 예를 들어, 회전인지표식이 4개인 경우에는 회전인지표식이 감지되는 주기동안 90도 회전하므로 이를 통하여 회전속도를 파악가능하고, 이에 따라 경과시간동안의 회전각도를 산출할 수 있다.
다음으로, 회전각도(또는 회전시간)과 온도센서의 측정값을 매칭시켜서 각도별(또는 시간별)온도분포를 산출할 수 있다(S105).
다음으로, 온도분포에서 필터링함수를 이용하여 고온구간과 저온구간을 구분할 수 있고(S107), 온도변화구간을 고온구간과 저온구간에서 제외하는 단계가 실시될 수 있다(S109). 온도변화구간이란 웨이퍼의 테두리부분에서 온도가 연속적으로 변화하는 구간을 의미한다.
고온구간과 저온구간을 구분하는 방법에는 여러 가지 방식이 있을 수 있으나, 하나의 예를 들자면, 평균온도를 산출하고, 산출된 평균온도보다 온도가 높은 구간을 고온구간으로, 산출된 평균온도보다 온도가 낮은 구간을 저온구간으로 구분할 수 있다.
또는 기설정된 오차범위 내에서 특정 온도가 반복적으로 측정되는 경우에 그 특정 온도중의 고온부분을 고온구간으로, 저온부분을 저온구간으로 구분하도록 설계될 수도 있다.
다른 예로서는, 우선 기설정된 단위시간 동안의 평균온도변화량이 기설정된 온도변화량보다 작은 구간을 필터링하고(S107a), 필터링구간의 평균온도를 비교하여 기설정 비율 이상인 구간을 고온구간으로, 기설정 비율 이하인 구간을 저온구간으로 구분할 수 있다(S107b). 이러한 경우에는 온도변화구간이 고온구간과 저온구간에서 제외된 결과를 얻을 수 있다.
S109 단계를 실시하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있으나, 하나의 예를 들자면 기설정된 단위시간동안의 평균온도변화량이 기설정된 온도변화량보다 큰 구간을 고온구간과 저온구간에서 제외하는 방식으로 실시될 수 있다(S109a).
도 6은 시간에 따른 온도센서의 측정값의 예를 나타낸 그래프이다.
도 6에서 보듯이, 일반적으로 웨이퍼구간(W1, W2, W3, W4)의 온도는 서셉터구간(S1, S2, S3)의 온도보다 낮다. 웨이퍼의 테두리 부분에서는 온도가 일정하지 않고 온도변화구간(c)이 나타난다. 예를 들어, 710도 이상의 상대적으로 고온인 구간을 T1으로, 710도 이하의 상대적으로 저온인 구간을 T2로 표시하였다. 온도변화구간(c)을 제외한 W1, W2, W3, W4 구간이 웨이퍼구간으로 구분되고, S1, S2, S3 구간이 서셉터구간으로 구분될 수 있다.
도 5로 돌아가서, S109 단계 이후에는 선택된 위치의 평균온도 또는 실시간온도와 기준온도를 비교하고(S111), 비교된 결과를 반영하여 히터를 제어하는 단계(S113)가 실시될 수 있다.
선택된 위치는 웨이퍼의 상면이거나, 웨이퍼와 웨이퍼 사이의 서셉터 표면이거, 서셉터의 회전축과 회전인지표식의 위치를 연결하는 직선상의 위치 중에서 어느 하나로 선택할 수 있다.
도 6에서 보듯이, 예를 들어서 W1, W2, W3, W4, S1, S2, S3 중에서 온도조절의 대상위치를 선택할 수 있고, 이를 기준으로 기설정된 기준온도와 비교하여 온도가 낮은 경우에는 히터에 공급하는 전력량을 증가시키고, 온도가 높은 경우에는 공급 전력량을 감소시키는 방식으로 제어할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (15)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내측에 회전가능하도록 위치하며 상면에 복수개의 웨이퍼가 적재되는 서셉터;
    상기 챔버 내측에 마련되어 상기 웨이퍼를 향하여 가스를 분사하는 가스공급부;
    상기 서셉터 내측에 마련되어 상기 웨이퍼를 가열하는 히터;
    상기 챔버에 마련되어 상기 서셉터의 온도를 측정하는 온도센서;
    상기 서셉터와 일체로 회전하는 위치에 마련된 회전인지표식;
    상기 서셉터의 회전상태를 판단할 수 있도록 상기 챔버에 마련되어 상기 회전인지표식을 탐지하는 회전인지센서; 및
    상기 회전인지센서와 상기 온도센서를 이용하여 서셉터 구간 및 웨이퍼 구간을 구분하여 온도 분포를 산출하고, 이를 기준으로 상기 히터를 실시간으로 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 기설정된 필터링함수를 이용하여 상기 온도분포에서 상대적으로 고온구간과 저온구간으로 구분하고, 상기 고온구간 또는 저온구간을 기준으로 상기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 서셉터의 회전축을 기준으로 동심원을 이루도록 배열된 복수개의 개별 히터를 포함하며, 상기 제어부는 상기 개별 히터를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도센서는 상기 서셉터의 위치별 온도분포를 파악하기 위하여 복수개로 마련된 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전인지표식은 요부(凹部), 철부(凸部), 반사부 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전인지센서에 의하여 상기 회전인지표식이 탐지되는 주기가 짧도록 상기 회전인지표식 또는 회전인지센서가 상기 서셉터의 회전축을 기준으로 방사상으로 복수개 마련된 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 온도분포는 상기 회전인지센서를 이용하여 상기 서셉터의 회전각도 또는 회전시간을 산출하고, 산출된 상기 회전각도 또는 회전시간과 상기 온도센서의 측정값을 매칭시킴으로서 구해지는 각도별 온도분포 또는 시간별 온도분포인 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8888360B2 (en) 2010-12-30 2014-11-18 Veeco Instruments Inc. Methods and systems for in-situ pyrometer calibration
US9816184B2 (en) * 2012-03-20 2017-11-14 Veeco Instruments Inc. Keyed wafer carrier
US9200965B2 (en) * 2012-06-26 2015-12-01 Veeco Instruments Inc. Temperature control for GaN based materials
TWI683382B (zh) * 2013-03-15 2020-01-21 應用材料股份有限公司 具有光學測量的旋轉氣體分配組件
CN103397312B (zh) * 2013-07-16 2016-02-03 北京七星华创电子股份有限公司 一种lpcvd工艺生产环境的控制方法及其控制系统
DE102013114412A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-18 Aixtron Se Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Temperatur in einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors unter Verwendung zweier Temperatursensoreinrichtungen
KR102234386B1 (ko) * 2013-12-26 2021-03-30 엘지전자 주식회사 서셉터 및 이를 포함하는 화학기상 증착 장치
US10192763B2 (en) * 2015-10-05 2019-01-29 Applied Materials, Inc. Methodology for chamber performance matching for semiconductor equipment
DE102019114249A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-19 Aixtron Se Anordnung zum Messen der Oberflächentemperatur eines Suszeptors in einem CVD-Reaktor
DE102018121854A1 (de) * 2018-09-07 2020-03-12 Aixtron Se Verfahren zum Einrichten oder zum Betrieb eines CVD-Reaktors
CN114258583A (zh) * 2019-06-20 2022-03-29 朗姆研究公司 半导体衬底处理中用于修正方位角不均匀性的旋转的使用
DE102020100481A1 (de) * 2020-01-10 2021-07-15 Aixtron Se CVD-Reaktor und Verfahren zur Regelung der Oberflächentemperatur der Substrate
JP2022066871A (ja) * 2020-10-19 2022-05-02 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
CN115020290B (zh) * 2022-06-01 2023-04-14 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备及其工艺腔室和托盘的检测方法
AT526503B1 (de) * 2022-12-15 2024-04-15 Sensideon Gmbh Vorrichtung zur in-situ Oberflächentemperaturmessung von Beschichtungsobjekten in einem Gasphasenabscheidungsverfahren

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010062124A (ko) * 1999-12-06 2001-07-07 추후제출 반도체 기판의 온도 승강 제어 방법과 그 장치
KR20010076352A (ko) * 2000-01-18 2001-08-11 조셉 제이. 스위니 가열기 온도 균일성을 위한 적격화 장비
KR20060106736A (ko) * 2005-03-31 2006-10-12 동경 엘렉트론 주식회사 탑재대의 온도 제어 장치 및 탑재대의 온도 제어 방법 및처리 장치 및 탑재대 온도 제어 프로그램

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3437118B2 (ja) * 1999-04-23 2003-08-18 東芝機械株式会社 ウエーハ加熱装置及びその制御方法
US6492625B1 (en) * 2000-09-27 2002-12-10 Emcore Corporation Apparatus and method for controlling temperature uniformity of substrates
DE10056029A1 (de) * 2000-11-11 2002-05-16 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zur Temperatursteuerung der Oberflächentemperaturen von Substraten in einem CVD-Reaktor
US6770852B1 (en) * 2003-02-27 2004-08-03 Lam Research Corporation Critical dimension variation compensation across a wafer by means of local wafer temperature control
JP4428175B2 (ja) * 2004-09-14 2010-03-10 株式会社Ｓｕｍｃｏ 気相エピタキシャル成長装置および半導体ウェーハの製造方法
DE102006018514A1 (de) * 2006-04-21 2007-10-25 Aixtron Ag Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Oberflächentemperatur eines Substrates in einer Prozesskammer
DE102007026348A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zur Temperatursteuerung der Oberflächentemperaturen von Substraten in einem CVD-Reaktor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010062124A (ko) * 1999-12-06 2001-07-07 추후제출 반도체 기판의 온도 승강 제어 방법과 그 장치
KR20010076352A (ko) * 2000-01-18 2001-08-11 조셉 제이. 스위니 가열기 온도 균일성을 위한 적격화 장비
KR20060106736A (ko) * 2005-03-31 2006-10-12 동경 엘렉트론 주식회사 탑재대의 온도 제어 장치 및 탑재대의 온도 제어 방법 및처리 장치 및 탑재대 온도 제어 프로그램

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