KR101660899B1 - 반도체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예의 반도체 제조 장치는 서셉터와, 서셉터 상에서 기 설정된 복수의 지점의 레벨을 센싱하는 레벨 센서와, 레벨 센서를 지지하며, 레벨 센서를 이동시키거나 고정시키는 센서 지지부; 및 복수의 지점에 대해 센싱된 레벨의 편차를 이용하여 서셉터의 수평도를 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

반도체 제조 장치{Semiconductor manufacturing apparatus}
실시 예는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 장치의 일 례로서, 반도체 웨이퍼에 단결정의 박막을 성장시키는 에피텍셜 성장 장치(일명 ASM)가 널리 알려져 있다. 에피텍셜 성장 장치는 고온 상태에서 반도체 웨이퍼를 반응로(reactor)에 반입한 후, 서셉터(susceptor)에 반도체 웨이퍼를 이재하여 반도체 웨이퍼의 표면에 에피텍셜막을 형성할 수 있다.
그러나, 서셉터가 평평하지 않고 한 쪽으로 기울어진 상태에서, 서셉터에 반도체 웨이퍼를 이재할 경우 반도체 웨이퍼가 서셉터 상에서 슬라이딩할 수 있다. 기존의 경우 이를 방지하기 위해, 작업자가 육안으로 서셉터의 기울어짐을 체크하였으나, 서셉터의 기울어짐에 대한 기준이 불명확하여 작업자의 숙련도에 따라 서셉터의 기울어짐이 정확히 체크되지 않은 문제점이 있다.
실시 예는 서셉터의 수평도를 정확히 체크할 수 있는 반도체 제조 장치를 제공한다.
실시 예의 반도체 제조 장치는, 서셉터; 상기 서셉터 상에서 기 설정된 복수의 지점의 레벨을 센싱하는 레벨 센서; 상기 레벨 센서를 지지하며, 상기 레벨 센서를 이동시키거나 고정시키는 센서 지지부; 및 상기 복수의 지점에 대해 센싱된 상기 레벨의 편차를 이용하여 상기 서셉터의 수평도를 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 반도체 제조 장치는, 반도체 웨이퍼를 상기 서셉터 상으로 운반하는 웨이퍼 운반부를 더 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 운반부는 상기 반도체 웨이퍼를 비접촉한 상태로 흡착하여 운송할 수 있다.
상기 반도체 제조 장치는 상기 서셉터를 지지하며 서로 등간격으로 이격된 복수의 서셉터 지지대; 및 상기 복수의 서셉터 지지대의 레벨을 조정하는 지지대 레벨 조정부를 더 포함할 수 있다.
상기 반도체 제조 장치는 상기 복수의 서셉터 지지대를 지지하는 샤프트; 및 상기 샤프트를 회전시키는 회전부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 산출된 수평도에 상응하여 상기 지지대 레벨 조정부를 제어할 수 있다.
상기 센서 지지부는 상기 레벨 센서를 파지하는 센서 파지 부재; 상기 레벨 센서의 수직 방향으로의 위치를 조절하는 수직 위치 조절부; 및 상기 레벨 센서의 제1 또는 제2 수평 방향 중 적어도 한 방향으로의 위치를 조절하는 수평 위치 조절부를 포함할 수 있다.
상기 수직 위치 조절부는 높이 조절 부재; 및 상기 센서 파지 부재가 상기 수직 방향으로 이동 가능하도록 상기 높이 조절 부재에 의해 상기 센서 파지 부재와 결합하고, 상기 제1 수평 방향으로 이동 가능하도록 상기 수평 위치 조절부와 결합된 파지 부재 연결부를 포함할 수 있다.
상기 높이 조절 부재는 헤드; 및 상기 헤드와 결합된 몸체를 포함하고, 상기 파지 부재 연결부는 상기 높이 조절 부재의 몸통의 관통을 허용하며 상기 수직 방향으로 상기 몸통이 이동하는 경로를 형성하는 중공을 포함하고, 상기 센서 파지 부재는 상기 중공을 관통한 상기 높이 조절 부재의 몸통이 삽입되는 홀을 포함할 수 있다.
상기 수평 위치 조절부는 상기 파지 부재 연결부의 상기 제1 수평 방향으로의 이동을 허용하는 제1 레일을 갖는 제1 수평부; 및 상기 제1 수평부와 직교하는 방향으로 배치되어 상기 제1 수평부의 상기 제2 수평 방향으로의 이동을 허용하는 제2 레일을 갖는 제2 수평부를 포함할 수 있다.
상기 파지 부재 연결부는 로크 위치와 언로크 위치 사이를 상기 수직 방향으로 왕복 이동 가능한 래치; 및 상기 래치의 왕복 이동을 허용하는 복귀 스프링을 더 포함하고, 상기 제1 수평부의 제1 레일은 상기 래치를 수용 가능하며 상기 제1 수평 방향으로 서로이격되어 배치된 복수의 수용홈을 포함할 수 있다.
상기 센서 파지 부재는 상기 높이 조절 부재의 몸체를 축으로 회전 가능하도록 상기 높이 조절 부재와 결합될 수 있다.
상기 레벨 센서는 상기 서셉터 상의 적어도 하나의 지점을 향하여 광을 조사하는 적어도 하나의 발광부; 및 상기 적어도 하나의 지점으로부터 반사되는 광을 수광하는 적어도 하나의 수광부를 포함할 수 있다.
상기 서셉터 상의 상기 복수의 지점은 상기 서셉터의 중심; 및 상기 서셉터의 테두리에 위치할 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 서셉터를 포함하는 반도체 제조 장치에서 수행되는 서셉터 제어 방법은, 상기 서셉터 상의 복수의 지점의 레벨을 센싱하는 단계; 상기 복수의 지점의 레벨 간의 편차를 구하는 단계; 상기 편차가 소정값 이상인가를 검사하는 단계; 및 상기 편차가 상기 소정값 이상일 경우 상기 서셉터의 레벨을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 소정값은 0.75 ㎜ 내지 1.5 ㎜일 수 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 반도체 웨이퍼를 서셉터 상으로 운반하는 웨이퍼 운반부를 포함하는 반도체 제조 장치는, 상기 웨이퍼 운반부의 기 설정된 복수의 지점의 레벨을 센싱하는 레벨 센서; 상기 레벨 센서를 지지하며, 상기 레벨 센서를 이동시키거나 고정시키는 센서 지지부; 및 상기 복수의 지점에 대해 센싱된 상기 레벨의 편차를 이용하여 상기 웨이퍼 운반부의 수평도를 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.
실시 예에 의한 반도체 제조 장치는 서셉터의 기울어짐을 정해진 기준에 의해 정확히 체크할 수 있고, 서셉터의 수평도의 산포 개선 및 표준화를 도모할 수 있도록 한다.
도 1은 실시 예에 의한 반도체 제조 장치의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 제조 장치에서 도시되지 않은 부분의 일 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 3은 일 실시 예에 의한 서셉터 지지대 및 서셉터의 하부 모습을 나타낸다.
도 4는 다른 실시 예에 의한 서셉터 지지대 및 서셉터의 하부 모습을 나타낸다.
도 5a는 도 1에 도시된 센서 지지부의 국부적인 결합 단면도를 나타내고, 도 5b는 도 1에 도시된 센서 지지부의 국부적인 분해 사시도를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 도 5b에 도시된 'A' 부분을 확대 도시한 단면도에 해당한다.
도 7은 도 1에 도시된 서셉터의 복수의 지점의 예시적인 모습을 나타낸다.
도 8은 도 1에 도시된 서셉터만의 단면도를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 실시 예에 의한 반도체 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도 1은 실시 예에 의한 반도체 제조 장치(100)의 사시도를 나타낸다.
도 1에 도시된 반도체 제조 장치(100)는 서셉터(110), 레벨 센서(120), 센서 지지부(130) 및 제어부(190)를 포함할 수 있다.
레벨 센서(120)는 서셉터(110) 상의 기 설정된 복수의 지점의 레벨(또는, 높낮이 또는 높이 위치 또는 높이 변위)을 센싱하고, 센싱된 결과를 제어부(190)로 전송한다. 이를 위해, 반도체 제조 장치(100)는 케이블(122)을 더 포함할 수 있다. 레벨 센서(120)에서 센싱된 결과는 케이블(122)을 통해 제어부(190)로 전송될 수 있으나, 실시 예는 센싱된 결과의 특정한 전송 방식에 국한되지 않는다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 제조 장치(100)에서 도시되지 않은 부분의 일 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 반도체 제조 장치(100)는 웨이퍼 운반부(140), 복수의 서셉터 지지대(150), 지지대 레벨 조정부(160), 샤프트(shaft)(170) 및 회전부(172, 174)를 더 포함할 수 있다.
웨이퍼 운반부(140)는 반도체 웨이퍼(W)를 서셉터(110) 상으로 운반하는 역할을 한다. 예를 들어, 웨이퍼 운반부(140)는 반도체 웨이퍼(W)를 비접촉한 상태로 흡착하여 운송한 후, 흡착을 해제하여 서셉터(110)의 웨이퍼 안착공(112)을 향해 자유 낙하로 반도체 웨이퍼(W)를 드롭시켜 웨이퍼 안착공(112)에 안착시킬 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 운반부(140)는 상판(미도시)과 하판(미도시)을 포함하고, 하판에 형성된 가스 배출구를 통해 유입된 가스에 의해 반도체 웨이퍼가 비접촉 흡착된 상태로 운송된다. 이후, 흡착을 해제하여 즉 가스의 유입을 해제할 경우, 반도체 웨이퍼(W)는 서셉터(110)로 드롭될 수 있다. 이와 같이, 비접촉식으로 흡착하여 반도체 웨이퍼(W)를 운송하는 웨이퍼 운반부(140)는 예를 들어 베르누이 척일 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
또한, 웨이퍼 운반부(140)는 비접촉식 흡착 방식 이외에 다른 방식에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 서셉터(110)의 상부로 운반할 수 있으며, 실시 예는 서셉터(110)로의 반도체 웨이퍼(W)의 운반 방식에 국한되지 않는다.
또한, 웨이퍼 운반부(140)는 반도체 웨이퍼(W)를 서셉터(110)로 매엽식으로 운반할 수 있다.
또한, 서셉터(110)는 복수의 서셉터 지지대(150)에 의해 지지될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 의한 서셉터 지지대(150) 및 서셉터(110)의 하부 모습을 나타내고, 도 4는 다른 실시 예에 의한 서셉터 지지대(150) 및 서셉터(110)의 하부 모습을 나타낸다. 여기서, 편의상 서셉터(110)의 웨이퍼 안착공(112)만을 도시하였다.
복수의 서셉터 지지대(150)는 서로 등간격으로 이격되어 서셉터(110)를 지지할 수 있다.
예를 들어, 4개의 서셉터 지지대(150)가 서셉터(110)의 저면(110A)에 도 3에 도시된 바와 같은 모습으로 연결되어 서셉터(110)를 지지할 수 있다. 여기서, 서셉터 지지대(150)는 서셉터(110)의 저면(110A)의 4군데(152, 154, 156, 158)에 연결될 수 있다. 이때, 4군데(152, 154, 156, 158)는 동일한 제1 각도(θ1)만큼 이격되어, 서셉터(110)가 수평을 유지할 수 있도록 한다. 여기서, 제1 각도(θ1)는 90°일 수 있다.
또는, 3개의 서셉터 지지대(150)가 서셉터(110)의 저면(110A)에 도 4에 도시된 모습으로 연결되어 서셉터(110)를 지지할 수 있다. 여기서, 서셉터 지지대(150)는 서셉터(110)의 저면(110A)의 3군데(151, 153, 155)에 연결될 수 있다. 이때, 3군데(151, 153, 155)는 동일한 제2 각도(θ2)만큼 이격되어, 서셉터(110)가 수평을 유지할 수 있도록 한다. 여기서, 제2 각도(θ2)는 120°일 수 있다.
이때, 지지대 레벨 조정부(160)는 복수의 서셉터 지지대(150)의 레벨을 조정할 수 있다. 예를 들어, 지지대 레벨 조정부(160)는 제1 및 제2 세그먼트(162, 164)와 조절 레버(166)를 포함할 수 있다. 제1 세그먼트(162)는 조절 레버(166)를 수용 가능한 복수의 수용홀(162A)을 포함하며, 제2 세그먼트(164)도 조절 레벨(166)가 관통 가능한 복수의 관통홀(164A)을 포함할 수 있다. 지지대 레벨 조정부(160)에서 복수의 수용홀(162A) 중 선택된 어느 하나와 복수의 관통홀(164A) 중에서 선택된 어느 하나로 조절 레버(166)가 삽입됨으로써, 서셉터(110)의 레벨 즉, 높낮이가 조절될 수 있다.
샤프트(170)는 서셉터 지지대(150)를 지지한다. 회전부는 샤프트(170)를 회전시키는 역할을 한다. 샤프트(170)가 화살표 방향으로 회전할 때 서셉터(110)도 마찬가지로 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 이를 위해, 회전부는 벨트(또는, 타이밍 벨트)(172) 및 모터(174)를 포함할 수 있다. 모터(174)에 의해 벨트(172)가 회전할 때 샤프트(170)가 동시에 회전할 수 있도록, 샤프트(170)와 벨트(172)는 서로 연결될 수 있다. 여기서, 모터(174)는 직류 구동 모터일 수 있으나, 실시 예는 모터(174)의 작동 방식에 국한되지 않는다. 또한, 회전부는 도 2에 도시된 구성 이외에 다양하게 구현될 수 있다.
복수의 서셉터 지지대(150) 및 샤프트(170) 각각의 재질은 석영일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
한편, 다시 도 1을 참조하면, 센서 지지부(130)는 레벨 센서(120)를 지지하며, 레벨 센서(120)를 이동시키거나 고정시킬 수 있다. 이러한 센서 지지부(130)는 반도체 제조 장치에서 반응로(미도시)를 감싸도록 배치될 수 있으나, 실시 예는 센서 지지부(130)와 반응로 간의 특정 결합 구조에 국한되지 않는다.
센서 지지부(130)는 센서 파지 부재(132), 수직 위치 조절부(134) 및 수평 위치 조절부(136)를 포함할 수 있다.
도 5a는 도 1에 도시된 센서 지지부(130)의 국부적인 결합 단면도를 나타내고, 도 5b는 도 1에 도시된 센서 지지부(130)의 국부적인 분해 사시도를 나타낸다.
도 1, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 센서 파지 부재(132)는 레벨 센서(120)를 파지할 수 있다. 여기서, 센서 파지 부재(132)는 레벨 센서(120)를 기구적인 결합에 의해 파지할 수도 있고 접착제를 이용하여 파지할 수도 있으며, 실시 예는 레벨 센서(120)가 센서 파지 부재(132)에 파지되는 형태에 국한되지 않는다.
수직 위치 조절부(134)는 레벨 센서(120)가 부착된 센서 파지 부재(132)의 수직 방향(예를 들어, z축 방향)으로의 위치를 조절한다. 이를 위해, 수직 위치 조절부(134)는 높이 조절 부재(134-1) 및 파지 부재 연결부(134-2)를 포함할 수 있다.
높이 조절 부재(134-1)는 헤드(134-1-1) 및 헤드(134-1-1)와 결합된 몸체(134-1-2)를 포함할 수 있다.
파지 부재 연결부(134-2)는 센서 파지 부재(132)가 수직 방향(예를 들어, z축 방향)으로 이동 가능하록 높이 조절 부재(134-1)에 의해 센서 파지 부재(132)와 결합할 수 있다. 또한, 파지 부재 연결부(134-2)는 제1 수평 방향(예를 들어, x축 방향)으로 이동 가능하도록 수평 위치 조절부(136)의 제1 수평부(136-1)의 제1 레일(136-1-1)과 결합될 수 있다.
또한, 파지 부재 연결부(134-2)는 높이 조절 부재(134-1)의 몸통(134-1-2)의 관통을 허용하며 수직 방향인 z축 방향으로 몸통(134-1-2)이 이동하는 경로를 형성하는 중공(H1)을 포함할 수 있다. 이때, 센서 파지 부재(132)는 중공(H1)을 관통한 높이 조절 부재(134-1)의 몸통(134-1-2)이 삽입되는 홀(H2)을 포함할 수 있다.
한편, 수평 위치 조절부(136)는 레벨 센서(120)의 제1 또는 제2 수평 방향 중 적어도 한 방향으로의 위치를 조절하는 역할을 한다. 예를 들어, 제1 수평 방향은 x축 방향이고 제2 수평 방향은 y축 방향으로서, 제1 및 제2 수평 방향은 서로 직교할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
이를 위해, 수평 위치 조절부(136-2)는 제1 및 제2 수평부(136-1, 136-2)를 포함할 수 있다.
제1 수평부(136-1)는 파지 부재 연결부(134-2)의 제1 수평 방향인 x축 방향으로의 이동을 허용하는 제1 레일(136-1-1)을 포함할 수 있다. 제1 레일(136-1-1)은 제1 수평부(136-1)의 몸체(136-1-2) 위에 배치될 수 있다.
제2 수평부(136-2)는 제1 수평부(136-1)와 직교하는 방향으로 배치되어, 제1 수평부(136-1)의 제2 수평 방향인 y축 방향으로의 이동을 허용하는 제2 레일(136-2-1)을 포함할 수 있다. 제2 레일(136-2-1)은 제2 수평부(136-2)의 몸체(136-2-2) 위에 배치될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 5b에 도시된 'A' 부분을 확대 도시한 단면도에 해당한다.
파지 부재 연결부(134-2)는 래치(134-2-1), 복귀 스프링(134-2-2) 및 몸체(134-2-3)를 포함할 수 있다. 래치(134-2-1)는 로크(lock) 위치와 언로크(unlock) 위치 사이를 수직 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 도 6a는 래치(134-2-1)가 언로크 위치에 있을 때의 모습을 나타내고 도 6b는 래치(134-2-1)가 로크 위치에 있을 때의 모습을 나타낸다.
복귀 스프링(134-2-2)은 래치(134-2-1)가 수직 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 몸체(134-2-3)의 내부에 배치된다.
이때, 제1 수평부(136-1)의 제1 레일(136-1-1)은 래치(134-2-1)를 수용 가능하며 제1 수평 방향인 x축 방향으로 서로 이격되어 배치된 복수의 수용홈(H3)을 포함할 수 있다. 여기서, 수용홈(H3)은 제1 레일(136-1-1) 위에 일정한 간격(d)으로 서로 이격되어 배치될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 따라서, 파지 부재 연결부(134-2)가 화살표(D1)로 표시한 바와 같이 x축 방향으로 왕복운동한 후, 서셉터(110)의 복수의 지점의 레벨을 센싱하고자 멈출 때, 래치(134-2-1)는 도 6b에 도시된 바와 같이 로크 위치에서 돌출되어 수용홈(H3)에 삽입됨으로써 파지 부재 연결부(134-2)가 고정될 수 있다.
비록 도시되지는 않았지만, 전술한 바와 같은 비슷한 원리로, 제1 수평부(136-1)의 하부에 도 6a 및 도 6b에 예시된 바와 같은 래치(134-2-1) 및 복귀 스프링(132-2-2)이 형성되어, 제2 레일(136-2-1)의 수용홈(H4)에 삽입될 수 있다. 따라서, 제1 수평부(136-1)가 화살표(D2)로 표시한 바와 같이 y축 방향으로 왕복운동한 후, 서셉터(110)의 복수의 지점의 레벨을 센싱하고자 멈출 때, 제1 수평부(136-1)의 래치(미도시)가 수용홈(H4)에 삽입됨으로써 제1 수평부(136-1)가 고정될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 파지 부재 연결부(134-2)의 중공(H1)을 통해 높이 조절 부재(134-1)와 결합된 센서 파지부(132)는 화살표(D3)로 표시한 방향으로 왕복 운동할 수 있다. 뿐만 아니라, 센서 파지 부재(132)는 높이 조절 부재(134-1)의 몸체(134-1-2)를 축으로 화살표(D4) 방향으로 회전 가능하도록 높이 조절 부재(134-1)와 결합될 수 있다.
결국, 전술한 바와 같이, 레벨 센서(120)는 제1 수평부(136-1) 위에서 파지 부재 연결부(134-2)가 제1 수평 방향인 x축 방향으로 수평 이동할 때 이와 연계하여 제1 수평 방향인 x축 방향으로 이동할 수 있고, 제2 수평부(136-2) 위에서 제1 수평부(136-1)가 제2 수평 방향인 y축 방향으로 수평 이동할 때 이와 연계하여 제2 수평 방향인 y축 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 레벨 센서(120)는 센서 파지 부재(132)가 화살표(D3) 방향으로 수직 으로 이동할 때 이와 연계하여 수직 방향(D3)으로 이동할 수 있고, 센서 파지 부재(132)가 화살표(D4) 방향으로 회전 이동할 때 이와 연계하여 회전 방향(D4)으로 이동할 수 있다.
전술한 센서 지지부(130)의 각 부재의 재질은 알루미늄일 수 있으나, 실시 예는 이러한 재질에 국한되지 않는다. 또한, 제1 및 제2 수평부(136-1, 136-2) 각각의 두께는 15 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
한편, 제어부(190)는 서셉터(110)의 복수의 지점에 대해 센싱된 레벨의 편차를 이용하여 서셉터(110)의 수평도를 산출할 수 있다. 게다가, 제어부(190)는 서셉터(110)의 복수의 지점에 대해 센싱된 레벨의 편차를 이용하여 서셉터(110)가 어느 쪽으로 기울어졌는가를 결정할 수도 있다.
예를 들어, 레벨 센서(120)는 복수의 발광부(120-1-1, 120-1-2)와 복수의 수광부(120-2-1, 120-2-2)를 포함할 수 있다. 복수의 발광부(120-1-1)는 서셉터(110) 상의 복수의 지점을 향하여 광을 조사한다. 예를 들어, 발광부(120-1-1)는 레이져 광을 각 지점을 향해 방출할 수 있다. 복수의 수광부(120-2-1)는 복수의 지점 각각으로부터 반사되는 광을 수광하고, 수광된 결과를 케이블(122)을 통해 제어부(190)로 전송한다.
도 7은 서셉터(110)의 복수의 지점의 예시적인 모습을 나타낸다.
서셉터(110) 상에서 레벨 센서(120)에 의해 레벨이 센싱되는 복수의 지점은 서셉터(110)의 중심(P1)과 서셉터(110)의 테두리에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 예시된 바와 같이, 복수의 지점은 서셉터(110)의 중심(P1) 이외에 서셉터(120)의 주변에 서로 일정한 간격으로 이격된 제1 내지 제4 지점(P2 내지 P5)을 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 레벨 센서(120)에 의해 서셉터(110)의 기 설정된 복수의 지점의 레벨을 센싱하는 방법과 동일하게, 레벨 센서(120)는 웨이퍼 운반부(140)의 기 설정된 복수의 지점의 레벨을 센싱하고, 센싱된 결과를 제어부(190)로 전송할 수 있다. 이를 위해, 레벨 센서(120)는 복수의 발광부(120-1-2)와 복수의 수광부(120-2-2)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 발광부(120-1-2)는 웨이퍼 운반부(140) 상의 복수의 지점으로 광을 조사하고, 수광부(120-2-2)는 복수의 지점에서 반사된 광을 수광하여, 그 결과를 센싱된 결과로서 제어부(190)로 전송할 수 있다. 이때, 서셉터(110)의 복수의 지점(P1 내지 P5)을 z축 방향으로 투영할 경우, 웨이퍼 운반부(140)의 복수의 지점(P1 내지 P5)은 서셉터(110)의 복수의 지점(P1 내지 P5)과 동일한 위치로 결정될 수 있다.
제어부(190)는 복수의 지점에 대해 센싱된 레벨의 편차를 이용하여 서셉터(110)의 수평도 또는 웨이퍼 운반부(140)의 수평도를 산출할 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 서셉터(110)만의 단면도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 복수의 발광부로부터 방출되어 서셉터(110) 상의 복수의 지점(P1 내지 P5)으로 방출된 광은 그 복수의 지점(P1 내지 P5)에서 반사되어 복수의 수광부에서 수광될 수 있다. 이때, 서셉터(110)가 평평하다면, 서셉터(110)의 제5 지점(P5)의 레벨과 서셉터(110)의 중심(P1)의 레벨 사이의 편차(h1)는 '0'이고, 서셉터(110)의 제4 지점(P4)의 레벨과 서셉터(110)의 중심(P1)의 레벨 사이의 편차(h2)는 '0'이 될 수 있고, 서셉터(110)의 제5 지점(P5)의 레벨과 서셉터(110)의 다른 제4 지점(P4)의 레벨의 편차(h3)는 '0'이 될 수 있다.
그러나, 서셉터(110)가 평평하지 않고 도 8에 도시된 바와 같은 모습으로 기울어져 있을 경우, 서셉터(110)의 제2 지점(P2)의 레벨과 서셉터(110)의 중심(P1)의 레벨 사이의 편차(h1)는 '0'이 아니고, 서셉터(110)의 제4 지점(P4)의 레벨과 서셉터(110)의 중심(P1)의 레벨 사이의 편차(h2)는 '0'이 아니고, 서셉터(110)의 제5 지점(P5)의 레벨과 서셉터(110)의 제4 지점(P4)의 레벨 사이의 편차(h3)는 '0'이 아닐 수 있다.
이때, 레벨 간의 편차(h1, h2)가 0.75 ㎜ 이상이거나 레벨 간의 편차(h3)가 1.5 ㎜ 이상일 경우, 서셉터(110)의 수평도가 조절할 필요가 있는 것으로 결정하여, 제어부(190)는 도 2에 도시된 지지대 레벨 조정부(160)를 제어하여, 서셉터(110)의 수평도를 조정할 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제어부(190)에서 서셉터(110)의 수평도가 조절할 필요가 있는 것으로 결정될 때 작업자가 직접 서셉터(110)의 레벨을 조정할 수도 있다.
또한, 편차(h1, h2, h3)를 이용하여, 서셉터(110)가 기울어진 방향을 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 8에 예시된 바와 같이, 편차(h1, h2, h3)가 다음 수학식 1 내지 3과 같이 정의할 경우, 편차(h1, h2, h3)가 양의 값일 때 서셉터(110)는 도 8에 예시된 바와 같이 y축 상에서 오른쪽으로 기울어진 것으로 결정하고, 편차(h1, h2, h3)가 음의 값일 때 서셉터(110)는 도 8에 예시된 바와 반대로 y축 상에서 왼쪽으로 기울어진 것으로 결정할 수 있다.
Figure 112015007839108-pat00001
Figure 112015007839108-pat00002
Figure 112015007839108-pat00003
또한, 도 1을 참조하면, 실시 예에 의한 반도체 제조 장치(100)는 손잡이(180)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 작업자는 손잡이(180)를 이용하여 전술한 레벨 센서(120) 및 센서 지지부(130)를 손쉽게 이동할 수 있다.
이하, 실시 예에 의한 반도체 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 설명의 편의상, 실시 예에 의한 반도체 제조 방법은 도 1에 도시된 반도체 제조 장치(100)에 의해 수행되는 것으로 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 반도체 제조 방법은 도 1에 도시된 반도체 제조 장치(100) 이외의 다른 장치에 의해서도 수행될 수 있음은 물론이다.
도 9a 및 도 9b는 실시 예에 의한 반도체 제조 방법(200A, 200B)을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 1 내지 도 9b를 참조하면, 서셉터(110) 상의 복수의 지점 예를 들어, P1 내지 P5의 레벨을 센싱한다(제210 단계). 제210 단계는 레벨 센서(120)에 의해 수행될 수 있다.
제210 단계 후에, 서셉터(110) 상의 복수의 지점(P1 내지 P5)의 레벨 간의 편차를 구한다(제220 단계). 예를 들어, 전술한 바와 같이, 복수의 지점(P1, P5) 간의 편차(h1), 복수의 지점(P1, P4) 간의 편차(h2), 복수의 지점(P5, P4) 간의 편차(h3) 등을 구할 수 있다.
이후, 레벨의 편차 예를 들어, h1, h2, h3가 기준값 이상인가를 판단한다(제230 단계). 여기서, 기준값은 0.75 ㎜ 내지 1.5 ㎜일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 제220 및 제230 단계는 제어부(190)에서 수행될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 도 9a에 예시된 바와 같이 레벨 간의 편차가 기준값 이상일 경우 서셉터(110)의 레벨을 조정하고, 제230 단계로 다시 진행할 수 있다(제240 단계). 이와 같이, 레벨 간의 편차가 기준값 이상일 경우 제230 단계로 진행하므로, 제230 및 제240 단계가 수행되는 동안, 계속해서 제210 및 제220 단계는 수행될 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 도 9b에 예시된 바와 같이 레벨 간의 편차가 기준값 이상일 경우, 서셉터(110)의 레벨을 조정하고, 제210 단계로 진행할 수 있다(제240 단계). 이와 같이, 레벨 간의 편차가 기준값 이상일 경우, 제230 단계가 아닌 제210 단계로 진행하므로, 제210 및 제220 단계는 편차가 기준값 이상이고 서셉터(110)의 레벨이 조정된 경우에만 다시 수행될 수 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 제240 단계는 지지대 레벨 조정부(160)에서 수행될 수 있다.
또한, 레벨 간의 편차가 음의 값인가 양의 값인가에 따라, 서셉터(110)의 기울어진 방향을 결정하고, 결정된 결과에 따라 서셉터(110)의 수평도를 지지대 레벨 조정부(160)를 이용하여 조절할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 서셉터(110)의 수평도를 조절할 필요가 있는가의 여부를 결정하는 방법 및 어느 쪽으로 서셉터(110)가 기울어졌는가에 대한 결정하는 방법은, 웨이퍼 운반부(140)의 수평도를 조절할 필요가 있는가의 여부의 결정하는 방법 및 어느 쪽으로 웨이퍼 운반부(140)가 기울어졌는가에 대한 결정하는 방법과 각각 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.
또한, 실시 예에 의한 반도체 제조 방법은, 편차를 누적하여 서셉터(110)의 수평도로서 데이터 베이스화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 웨이퍼 운반부(140)에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 서셉터(110) 상에 드롭되기 이전의 수평도 및 드롭된 이후의 수평도를 데이터 베이스화할 수 있다. 또한, 웨이퍼 운반부(140)의 수평도에 대해서도 데이터 베이스화할 수 있다.
또한, 서셉터(110) 및 웨이퍼 운반부(140) 각각의 수평도를 조절하는 레벨링(leveling)을 실시하기 이전과 이후로 구분하여 다음 표 1과 같이 데이터 베이스화할 수 있다.
Figure 112015007839108-pat00004
표 1에서, Susceptor는 서셉터(110)의 레벨링에 해당하고, Wand는 웨이퍼 운반부(140)의 레벨링에 해당한다.
만일, 도 8에 예시된 바와 같이 서셉터(110)가 기울어진 상태에서 반도체 웨이퍼(W)를 서셉터(110) 상부에 드롭시킬 경우, 반도체 웨이퍼(W)가 슬라이딩될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 기존의 반도체 제조 장치의 경우, 서셉터의 수평도를 작업자에 의해 체크한다. 반면에, 실시 예에 의한 반도체 제조 장치 및 방법의 경우 서셉터의 레벨의 편차를 기준값과 비교하여, 서셉터의 기울어짐을 정해진 기준에 의해 정확히 체크할 수 있다. 또한, 서셉터(110)의 수평도를 데이터 베이스화할 수 있으므로, 서셉터(110)의 수평도의 산포 개선 및 표준화를 도모할 수 있도록 한다.
또한, 서셉터(110)가 기울어지지 않고 평평하다고 하더라도, 웨이퍼 운반부(140)가 기울어져 평평하지 않을 경우, 서셉터(110)에 반도체 웨이퍼(W)를 드롭시킬 때 반도체 웨이퍼(W)가 슬라이딩될 수도 있다. 이를 방지하기 위해, 실시 예에 의한 반도체 제조 장치 및 방법은 웨이퍼 운반부(140)의 수평도를 조사하여, 웨이퍼 운반부(140)가 기울어져 있을 경우 이를 교정할 수 있도록 한다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 반도체 제조 장치 110: 서셉터
120: 레벨 센서 120-1-1, 120-1-2: 발광부
120-2-1, 120-2-2: 수광부 130: 센서 지지부
132: 센서 파지 부재 134: 수직 위치 조절부
134-1: 높이 조절 부재 134-1-1: 헤드
134-1-2: 높이 조절 부재의 몸체 134-2: 파지 부재 연결부
134-2-1: 래치 134-2-2: 복귀 스프링
134-2-3: 피지 부재 연결부의 몸체 136: 수평 위치 조절부
136-1: 제1 수평부 136-1-1: 제1 레일
136-1-2: 제1 수평부의 몸체 136-2: 제2 수평부
136-2-1: 제2 레일 136-2-2: 제2 수평부의 몸체
140: 웨이퍼 운반부 150: 복수의 서셉터 지지대
160: 지지대 레벨 조정부 170: 샤프트
172: 벨트 174: 모터
180: 손잡이 190: 제어부

Claims (17)

  1. 서셉터;
    상기 서셉터 상에서 기 설정된 복수의 지점의 레벨을 센싱하는 레벨 센서;
    상기 레벨 센서를 지지하며, 상기 레벨 센서를 이동시키거나 고정시키는 센서 지지부; 및
    상기 복수의 지점에 대해 센싱된 상기 레벨의 편차를 이용하여 상기 서셉터의 수평도를 산출하는 제어부를 포함하고,
    상기 센서 지지부는
    상기 레벨 센서를 파지하는 센서 파지 부재;
    상기 레벨 센서의 수직 방향으로의 위치를 조절하는 수직 위치 조절부; 및
    상기 레벨 센서의 제1 또는 제2 수평 방향 중 적어도 한 방향으로의 위치를 조절하는 수평 위치 조절부를 포함하며,
    상기 수직 위치 조절부는
    높이 조절 부재; 및
    상기 센서 파지 부재가 상기 수직 방향으로 이동 가능하도록 상기 높이 조절 부재에 의해 상기 센서 파지 부재와 결합하고, 상기 제1 수평 방향으로 이동 가능하도록 상기 수평 위치 조절부와 결합된 파지 부재 연결부를 포함하는 반도체 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 반도체 웨이퍼를 상기 서셉터 상으로 운반하는 웨이퍼 운반부를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 운반부는 상기 반도체 웨이퍼를 비접촉한 상태로 흡착하여 운송하는 반도체 제조 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 반도체 제조 장치는
    상기 서셉터를 지지하며 서로 등간격으로 이격된 복수의 서셉터 지지대; 및
    상기 복수의 서셉터 지지대의 레벨을 조정하는 지지대 레벨 조정부를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 반도체 제조 장치는
    상기 복수의 서셉터 지지대를 지지하는 샤프트; 및
    상기 샤프트를 회전시키는 회전부를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 산출된 수평도에 상응하여 상기 지지대 레벨 조정부를 제어하는 반도체 제조 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 높이 조절 부재는
    헤드; 및
    상기 헤드와 결합된 몸체를 포함하고,
    상기 파지 부재 연결부는 상기 높이 조절 부재의 몸통의 관통을 허용하며 상기 수직 방향으로 상기 몸통이 이동하는 경로를 형성하는 중공을 포함하고,
    상기 센서 파지 부재는 상기 중공을 관통한 상기 높이 조절 부재의 몸통이 삽입되는 홀을 포함하는 반도체 제조 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 수평 위치 조절부는
    상기 파지 부재 연결부의 상기 제1 수평 방향으로의 이동을 허용하는 제1 레일을 갖는 제1 수평부; 및
    상기 제1 수평부와 직교하는 방향으로 배치되어 상기 제1 수평부의 상기 제2 수평 방향으로의 이동을 허용하는 제2 레일을 갖는 제2 수평부를 포함하는 반도체 제조 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 파지 부재 연결부는
    로크 위치와 언로크 위치 사이를 상기 수직 방향으로 왕복 이동 가능한 래치; 및
    상기 래치의 왕복 이동을 허용하는 복귀 스프링을 더 포함하고,
    상기 제1 수평부의 제1 레일은 상기 래치를 수용 가능하며 상기 제1 수평 방향으로 서로이격되어 배치된 복수의 수용홈을 포함하는 반도체 제조 장치.
  12. 제9 항에 있어서, 상기 센서 파지 부재는 상기 높이 조절 부재의 몸체를 축으로 회전 가능하도록 상기 높이 조절 부재와 결합된 반도체 제조 장치.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 레벨 센서는
    상기 서셉터 상의 적어도 하나의 지점을 향하여 광을 조사하는 적어도 하나의 발광부; 및
    상기 적어도 하나의 지점으로부터 반사되는 광을 수광하는 적어도 하나의 수광부를 포함하는 반도체 제조 장치.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 서셉터 상의 상기 복수의 지점은
    상기 서셉터의 중심; 및
    상기 서셉터의 테두리에 위치하는 반도체 제조 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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