KR101704159B1 - 상부 기판 지지 어셈블리를 갖는 열 처리 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 기판 지지 어셈블리의 반대되는 측들에 배치되는 구동 메커니즘 및 가열 어셈블리를 포함하는 열 처리 챔버들을 제공한다. 구체적으로, 가열 어셈블리는 디바이스 측을 위로 하여 기판을 처리하기 위해 기판 지지 어셈블리 아래에 배치되고, 구동 메커니즘은 기판 지지 어셈블리 위에 배치된다.

Description

상부 기판 지지 어셈블리를 갖는 열 처리 챔버{THERMAL PROCESSING CHAMBER WITH TOP SUBSTRATE SUPPORT ASSEMBLY}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 반도체 기판들을 처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 실시예들은 급속 열 처리 챔버 내에서 반도체 기판을 처리하는 것에 관한 것이다.
급속 열 처리(RTP)는 반도체 처리 동안 기판을 어닐링하기 위한 프로세스이다. RTP 동안, 기판은 지지 디바이스에 의해 일반적으로 지지되는데, 이 지지 디바이스는 에지 영역 부근에 있으며 열원에 의해 기판이 가열될 때 회전된다. 일반적으로, 기판을 제어된 환경 내에서 약 1350℃에 이르는 최대 온도까지 급속 가열하기 위해, 열 복사(thermal radiation)가 이용된다. 최대 온도는 프로세스에 따라 1초 미만으로부터 수 분까지에 이르는 특정한 시간량 동안 유지된다. 다음으로, 기판은 추가의 처리를 위해 실온까지 냉각된다. 통상적으로, 고광도 텅스텐 할로겐 램프(high intensity tungsten halogen lamp)가 열 복사원으로서 이용된다. 기판에 전도성으로(conductively) 연결되는 가열된 서셉터(heated susceptor)에 의해 추가의 열이 기판에 제공될 수 있다.
반도체 제조에서, RTP는 열 산화(thermal oxidation)와 같은 다양한 프로세스들의 일부로서 수행될 수 있다. RTP 챔버는 보통 클러스터 툴의 일부인데, 거기에서 RTP 챔버는 팩토리 인터페이스(factory interface) 및 기판 이송 로봇(substrate transfer robot)을 다양한 다른 처리 챔버들과 공유한다. 반도체 기판들은 일반적으로 디바이스 측을 위로 하여(with a device side facing up) 처리되기 때문에, RTP 챔버도 기판 이송 디바이스들을 다른 처리 챔버들과 공유하기 위해, 디바이스 측을 위로 하여 기판들을 위치시키는 구성을 갖는다. 기판은 디바이스 측을 위로 하여 배치되고, 기판이 후면으로부터 가열되어 균일한 가열을 달성하도록, RTP 챔버들은 통상적으로 기판의 아래에 배치된 가열원을 갖는다. 가열원은 전체 기판을 덮기 위해, 적어도 기판만큼의 크기를 갖는다. 따라서, 전통적인 RTP 챔버들은 일반적으로 챔버 바디 아래에 배치된 가열원 위에서 기판을 지지하고 회전시키기 위한 기판 지지 어셈블리, 및 가열원을 둘러싸는 기판 지지부의 액추에이터들을 갖는다. 결과적으로, 전통적인 RTP 챔버들은 큰 기판 지지 액추에이터들 및 큰 풋 프린트를 갖는다.
도 1은 전통적인 RTP 챔버(100)를 개략적으로 도시한다. RTP 챔버(100)는 적외선 복사를 투여(dispensing)하기 위해 챔버 바디(102) 외부에서 투명한 챔버 바닥(103) 아래에 배치되는 가열 어셈블리(106)를 포함한다. 가열 어셈블리(106)는 프레임(108) 내에 배치된 복수의 복사 가열원(radiant heating sources)(104)을 포함한다. 복수의 복사 가열원(104)은 가열 램프, 레이저 다이오드, 발광 다이오드와 같은 임의의 적절한 에너지원일 수 있다. 기판 지지부(110)는 기판(114)을 가열 어셈블리(106) 위에 배치한다. 기판 지지부(110)는 가열 어셈블리(106) 주위에 배치된 액추에이터 어셈블리(112) 위에 탑재된다. 액추에이터 어셈블리(112)는 처리 동안 기판 지지부(110)를 수직 이동시키고 회전시키도록 구성된다. 기판(114)을 실질적으로 균일한 방식으로 가열하기 위해, 프레임(108)은 복수의 램프(104)를 전체 기판(114)에 걸쳐 분산시키도록 통상적으로 기판(114)보다 크다. 프레임(108)은 통상적으로 크기를 더 증가시키는 냉각 구조물도 포함한다. 결과적으로, 가열 어셈블리(106)를 둘러싸는 액추에이터 어셈블리(112) 및 기판 지지부(110)를 에워싸는 챔버 바디(102)는 처리되는 기판(114)보다 훨씬 더 크다. 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버 바디(102)의 직경 D는 기판(114)의 직경 d보다 훨씬 크다.
그러므로, 감소된 챔버 크기 및 풋 프린트를 갖는 RTP 챔버가 필요하다.
본 발명의 실시예들은 일반적으로 기판을 열 처리하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판을 열 처리하기 위한 장치를 제공한다. 장치는 처리 용적(processing volume)을 정의하는 챔버 바디(chamber body), 및 처리 용적 아래에 배치되는 가열 어셈블리를 포함한다. 가열 어셈블리는 복사 에너지(radiant energy)를 처리 용적을 향해 지향시키는 복수의 복사 가열원(radiant heating sources)을 포함한다. 장치는 처리 용적 내에서 가열 어셈블리 위에 기판을 배치하도록 구성되는 기판 지지 어셈블리, 및 기판 지지 어셈블리를 회전시키고 기판 어셈블리를 수직 이동시키도록 구성되는 구동 메커니즘을 더 포함한다. 구동 메커니즘은 기판 지지 어셈블리 위에 배치된다.
본 발명의 다른 실시예는 기판을 처리하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 기판을 처리 챔버 내에서 기판 지지 어셈블리로 가열 어셈블리 위에 현수(suspending)하는 단계를 포함한다. 구동 메커니즘과 가열 어셈블리는 기판 지지 어셈블리의 반대되는 측에 배치된다. 방법은 구동 메커니즘을 이용하여 기판을 회전시키는 단계; 및 복사 에너지를 가열 어셈블리로부터 기판의 후면을 향해 지향시키는 단계를 더 포함한다.
위에서 언급된 본 발명의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 발명의 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 그들 중 일부는 첨부 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예들을 예시할 뿐이며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 전통적인 열 처리 챔버의 개략적 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 챔버의 개략적 측단면도이다.
도 2b는 챔버 바디가 없는 도 2a의 열 처리 챔버의 개략적 분해도이다.
도 2c는 도 2a의 열 처리 챔버의 브래킷의 개략적 단면도이다.
도 2d는 기판 로딩 위치(substrate loading position)에서의 도 2a의 열 처리 챔버의 부분 측면도이다.
도 2e는 도 2a의 열 처리 챔버의 기판 지지 어셈블리 내의 디스크의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 지지부를 위한 디스크의 상면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 챔버의 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 기판 지지 어셈블리의 부분 단면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버의 단면도이다.
도 10a-10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버의 단면도이다.
이해를 쉽게 하기 위해, 가능한 경우에는 도면들에 공통인 동일한 구성요소를 지칭하는 데에 동일한 참조 번호들이 이용되었다. 일 실시예에 개시된 구성요소들은 구체적인 언급 없이도 다른 실시예들에서 유리하게 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
본 발명의 실시예들은 기판 지지 어셈블리의 반대되는 측들에 배치되는 구동 메커니즘과 가열 어셈블리를 포함하는 열 처리 챔버들을 제공한다. 구체적으로, 가열 어셈블리는 디바이스 측을 위로 하여 기판을 처리하기 위해 기판 지지 어셈블리 아래에 배치되고, 구동 메커니즘은 기판 어셈블리 위에 배치된다. 구동 메커니즘이 가열 어셈블리의 반대 측에 배치되기 때문에, 구동 메커니즘은 전통적인 열 처리 챔버들에서처럼 가열 어셈블리보다 클 필요가 없다.
도 2-5는 본 발명의 실시예들에 따라, 기판 지지 어셈블리 위에 배치된 중앙 구동 메커니즘을 포함하는 한편, 가열 어셈블리가 기판 지지 어셈블리 아래에 배치되는 수 개의 열 처리 챔버를 설명한다. 중앙 구동 메커니즘과, 기판의 에지 영역에 접촉함으로써 기판을 가열 어셈블리 위에 현수하기 위한 복수의 브래킷을 연결하기 위해, 디스크가 이용된다. 대안적으로, 디스크는 기판의 에지 영역을 지지하기 위해 방사상으로 돌출하는 암들(radially projecting arms)을 갖는 거미형 구조물(spider-like structure)에 의해 완전하게 또는 부분적으로 대체될 수 있다. 대안적으로, 디스크는 복수의 홀을 포함하여 그를 통한 가스 유동을 허용할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 챔버(200)의 개략적 측단면도이다. 열 처리 챔버(200)는 챔버 바디(202) 아래에 배치되는 가열 어셈블리(204)를 포함한다. 가열 어셈블리(204)는 내부에 복수의 복사 가열원(208)이 배치되어 있는 프레임(210), 및 복수의 복사 가열원(208)을 가열 전원(248)에 접속하기 위한 전력 분배 보드(power distribution board)(209)를 포함한다. 일 실시예에서, 복수의 복사 가열원(208)은 둘 이상의 그룹으로 접속되어, 둘 이상의 가열 구역을 형성할 수 있다. 프레임(210)은 동작 동안 냉각되도록 냉각 유체 소스(211)에 접속될 수 있다. 가열 어셈블리(204) 및 챔버 바디(202)는 처리 용적(206)을 정의한다. 석영 윈도우(212)는 복수의 복사 가열원(208)으로부터 처리 용적(206)으로의 열 에너지를 허용하기 위해, 가열 어셈블리(204) 위에 배치된다. 기판의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 위해, 셋 이상의 푸시 핀(push pin)(214)이 석영 윈도우(212) 위에 배치된다. 푸시 핀들(214)은 석영으로 형성될 수 있다.
열 처리 챔버(200)는 기판(218)을 처리 용적(206) 내에서 석영 윈도우(212) 위에 현수하도록 구성되는 기판 지지 어셈블리(216)를 포함한다. 기판 지지 어셈블리(216)는 또한 처리 동안 기판(218)을 회전시킬 수 있다. 기판 지지 어셈블리(216)는 처리 용적(206) 위에 배치되는 구동 메커니즘(220)을 포함한다.
기판 지지 어셈블리(216)는 에지 영역에서 기판(218)에 접촉하고 기판을 지지하도록 구성된 환형 기판 지지 표면(222a)을 갖는 에지 링(222)을 포함한다. 에지 링(222)은 디스크(226)의 하부 표면(226a)에 달려있는 셋 이상의 브래킷(224)에 의해 지지된다. 샤프트(228)는 디스크(226)의 상부 표면(226b)으로부터 상향 연장된다. 일 실시예에서, 샤프트(228)는 디스크(226)의 중심 부근에서 연장될 수 있다. 샤프트(228)는 챔버 리드(230)의 중앙 개구(232)를 통해 연장되고, 구동 메커니즘(220)에 더 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 메커니즘(220)은 자기 로터(magnetic rotor)이다. 열 처리 챔버(200)는 중앙 개구(232) 주위에서 챔버 리드(230)에 연결된 실린더(234)를 포함한다. 샤프트(228)는 실린더(234)의 내부 용적(236) 내로 연장된다. 실린더(234)는 비-강자성 재료(non-ferromagnetic material)로 형성될 수 있다. 샤프트(228)의 상측 단부(228a)는 실린더(234)의 내부 용적(236)에 배치된 영구 자석(238)에 연결될 수 있다. 전자석들(240)은 외부로부터 실린더(234) 상에 탑재된다. 동작 동안, 전자석들(240)은 영구 자석들(238)을 이동시키기 위해 영구 자석들(238)에 자기적으로 연결된다. 전자석들(240)은 전자석들(240) 내의 자기장을 생성하고 제어하도록 구성되는 구동 제어기(242)에 의해 제어된다. 전자석들(240)의 자기장들은 영구 자석(238)과 상호작용하여, 영구 자석(238)을 수직으로 이동시키고/시키거나 영구 자석(238)을 회전시켜서, 에지 링(222) 및 그 위의 기판(218)이 수직으로 이동하고/하거나 회전하게 한다.
열 처리 챔버(200)는 또한 챔버 리드(230) 위에 배치되는 복수의 고온계(pyrometer)(244)를 포함한다. 복수의 고온계(244)는 복수의 뷰 포트(view port)(250)를 통해 기판(218)의 다양한 위치들 상에서 온도를 측정하도록 구성된다. 복수의 고온계(244)는 시스템 제어기(246)에 접속될 수 있다. 시스템 제어기(246)는 폐쇄 루프 제어를 실현하기 위해 구동 제어기(242) 및/또는 가열 전원(248)에 제어 신호를 제공할 수 있다.
디스크(226), 샤프트(228) 및 브래킷들(224)은 또한 처리 화학반응과 호환성이 있는 고온 재료들로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 디스크(226), 샤프트(228) 및 브래킷들(224)은 석영으로 형성될 수 있다. 샤프트(228)의 상측 단부(228a)는 영구 자석(238)에 고정적으로(fixedly) 연결될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(228) 및 영구 자석(238)은 접착제(glue)에 의해 결합될 수 있다. 샤프트(228)의 하측 단부(228b)는 디스크(226)에 고정적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(228)와 디스크(226)는 함께 융합되거나(fused), 용접되거나(welded), 납땜(soldered)될 수 있다. 브래킷들(224)은 디스크(226)에 고정적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 브래킷들(224)과 디스크(226)는 함께 융합되거나, 용접되거나, 납땜될 수 있다.
디스크(226)는 실질적으로 평면일 수 있고, 브래킷들(224) 및 에지 링(222)에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있다. 디스크(226)는 상이한 표면 속성들을 갖는 복수의 구역을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 디스크(226)는 외측 환형 구역(256)으로부터 상향 연장되는 립(lip)(258)을 가질 수 있다. 립(258)은 또한 미광이 측면들로부터 뷰 포트들(250)에 들어가는 것을 방지하기 위해 반사성 표면 또는 흡수성 표면을 가질 수 있다. 챔버 바디(202)의 내벽들은 고온계들(244)의 동작 범위 내의 파장의 복사를 흡수하는 재료를 포함하거나 그러한 재료로 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 챔버 바디(202)의 내벽들은 고온계들(244)의 동작 범위 외의 파장의 복사를 반사하고, 고온계들(244)의 동작 범위 내의 파장의 복사를 흡수하도록 설계된 필름 스택(film stack)으로 코팅될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 디스크(226)는 기판(218)의 에지 영역을 직접, 또는 에지 링(222)을 통하여 지지하기 위해 방사상으로 돌출하는 암들을 갖는 거미형 구조물에 의해 완전하게 또는 부분적으로 대체될 수 있다. 다른 실시예에서, 디스크(226)는 복수의 홀을 포함하여 그를 통한 가스 유동을 허용할 수 있다.
선택적으로, 열 처리 챔버(200)는 챔버 리드(230) 아래에 배치되는 반사성 플레이트(260)를 포함할 수 있다. 반사성 플레이트(260)는 디스크(226) 및 기판(218)을 향하는 반사성 표면(262)을 가질 수 있다. 반사성 플레이트(260)는 가열 동안 열 에너지를 기판(218)으로 다시 반사하여 열 효율을 개선하는 기능을 할 수 있다. 반사성 플레이트(260)는 가상의 흑체 공동(virtual black body cavity)의 역할을 할 수 있으며, 고온계들(244)에 대한 챔버 컴포넌트들의 방사율(emissivity)의 영향을 감소시킬 수 있다. 반사성 플레이트(260)는 또한 급속 열 처리 후에 기판(218)을 냉각시키기 위한 히트 싱크(heat sink)의 기능을 할 수 있다.
뷰 포트들(250)은 챔버 리드(230) 및 반사성 플레이트(260) 둘 다를 관통하여 형성된다. 일 실시예에서, 반사성 플레이트(260)는 디스크(226)의 립(258)을 수용하고, 또한 미광이 디스크(226)와 반사성 플레이트(260) 사이의 용적(266)에 들어가는 것을 방지하도록 구성된 원형 리세스(264)를 가질 수 있다.
선택적으로, 기판 지지 어셈블리(216)는 처리 동안 기판(218)의 후면을 지지하기 위한 하나 이상의 지지 핀(268)을 포함할 수 있다. 지지 핀(268)은 기판(218)이 냉각 또는 가열 동안 변형되는 것을 방지하도록 위치될 수 있다. 지지 핀(268)의 팁(tip)은 에지 링(222)의 기판 지지 표면(222a)과 동일한 평면 내에 있을 수 있다. 지지 핀(268)은 브래킷들(224)에 부착된 프레임(270)에 부착될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 하나의 지지 핀(268)은 기판(218)의 중심을 지지하도록 위치될 수 있다. 대안적으로, 지지 핀들(268)은 다른 위치들에 위치될 수 있다. 예를 들어, 3개의 지지 핀(268)이 환형 영역 지지 컨택트(annular area support contact) 내에 위치될 수 있고, 환형 영역을 따라 기판을 지지할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 기판(218)은 에지 링(222)에 접촉하지 않고서, 전적으로 지지 핀(268)에 의해 지지될 수 있다. 에지 링(222)은 완전히 생략될 수 있고, 아니면 고온계들(244)에 복사 가열원들(208)로부터의 미광에 대한 실드(shield)를 제공하기 위해서만 존재할 수 있다. 에지 링(222)을 생략하거나, 기판(218)이 에지 링(222)과 접촉하는 것을 피함으로써, 에지 링-기판 접촉에 의해 유발되는 가열 변동이 감소될 수 있고, 가열 균일성이 개선될 수 있다.
일 실시예에서, 지지 핀(268) 및 프레임(270)은 또한 석영으로 만들어질 수 있다. 대안적으로, 기판(218)이 처리 동안 지지 핀들(268)에 의해 전적으로 지지될 수 있는 한편, 에지 링(222)은 존재하지 않는다.
도 2b는 챔버 바디(202), 반사성 플레이트(260) 및 구동 메커니즘(220)이 없는 열 처리 챔버(200)의 개략적 분해도이다.
브래킷들(224)의 단면은 처리 레시피들(processing recipes)에 의존하여 유체 난류(fluid turbulence)를 최소화하거나 생성하도록 설계될 수 있다. 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 브래킷(224)의 개략적인 단면도이다. 브래킷(224)은 처리 동안 유체 난류를 최소화하기 위한 티어드롭 형상의 단면(tear drop shaped cross section)을 갖는다.
도 2a는 처리 위치에서의 열 처리 챔버(200)를 도시한다. 처리 위치에서, 기판(218)은 기판 지지 어셈블리(216)에 의해 지지되고 회전되는 에지 링(222) 위에 놓인다. 샤프트(228)는 기판(218)이 회전될 수 있도록, 기판(218), 브래킷들(224) 및 프레임(270)을 푸시 핀들(214)로부터 들어올리기 위해 상승된다.
도 2d는 기판(218)이 로딩되고 언로딩될 수 있는 기판 로딩 위치에서의 열 처리 챔버(200)의 부분 측면도이다. 로딩 위치에서, 샤프트(228)는 에지 링(222)이 푸시 핀들의 팁들 아래에 있도록 하강되고, 그에 의해 기판(218)을 푸시 핀들(214) 상에 위치시킨다. 기판 이송 로봇은 기판(218)을 열 처리 챔버(200)로부터 들어올려서 언로딩하기 위해, 기판(218)의 후면(218a)과 에지 링(222)의 상부 표면(222c) 사이의 갭(272) 내로 올 수 있다. 다음으로, 기판 이송 로봇은 새로운 기판을 푸시 핀들(214) 상으로 전달할 수 있고, 열 처리 챔버(200)를 빠져나갈 수 있다. 기판 이송 로봇이 빠져나간 후, 샤프트(228)는 새로운 기판을 들어올리고, 그 새로운 기판을 도 2a에 도시된 처리 위치에 위치시키기 위해 다시 상승될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 디스크(226)는 브래킷들(224)에 구조적 지지를 제공할 뿐만 아니라, 복사 가열원들(208)로부터의 광 및 챔버 표면들로부터의 반사 광과 같은 미광이 고온계들(244)의 뷰 포트들(250)에 들어가는 것을 감소시키고 방지함으로써 고온계들(244)의 정확한 온도 측정을 보장한다. 도 2e는 도 2a에 도시된 디스크(226)의 상부도이다. 도 2e에 도시된 바와 같이, 디스크(226)는 처리되고 있는 기판(218)의 표면 영역에 대응하는 중앙 구역(252), 브래킷들(224)이 디스크(226)에 부착되는 중간 환형 구역(254), 및 외측 환형 구역(256)을 포함한다. 복수의 고온계(244)에 의한 정확한 온도 측정을 보장하기 위해, 중앙 구역(252), 중간 환형 구역(254) 및 외측 환형 구역(256)은 상이한 광학적 속성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 복사 가열원들(208)로부터의 임의의 미광이 뷰 포트들(250)에 들어가는 것을 방지하기 위해, 외측 환형 구역(256)은 일 측 또는 양 측에서 반사성 표면, 흡수성 표면, 또는 반사성 및 흡수성 표면의 조합을 가질 수 있다. 중간 환형 구역(254)은 확산된 광의 감쇠를 용이하게 하기 위해, 챔버의 내부 표면들로부터의 광을 확산시키는 버블들(bubbles)(255)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 고온계들(244)의 동작 범위 내의 파장의 가열원들(208)로부터의 임의의 미광이 뷰 포트들(250)에 들어가는 것을 방지하기 위해, 중간 환형 구역(254)은 일 측 또는 양 측에서 반사성 표면, 흡수성 표면, 또는 반사성 및 흡수성 표면의 조합을 가질 수 있다. 복수의 고온계(244)가 기판(218)의 온도를 측정할 수 있게 하기 위해, 디스크(226)의 적어도 일부는 고온계들의 동작 범위 내의 파장들에서의 광에 대해 투명하거나 적어도 투명하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 지지부를 위한 디스크(326)의 상면도이다. 디스크(326)는 디스크(226)를 대신하여 이용될 수 있다. 디스크(226)와 달리, 디스크(326)는 복수의 구역을 포함하지 않는다. 디스크(326)는 복수의 윈도우(352)를 제외하고는 완전히 반사성인 표면(entirely reflective surface)을 갖는다. 윈도우들(352)은 고온계들의 동작 범위 내의 파장들에서의 광에 대해 투명하거나 적어도 투명할 수 있다. 복수의 윈도우(352)는 복수의 동심원(3541, 3542, 3543)을 따라 분산된다. 복수의 동심원(3541, 3542, 3543)은 복수의 고온계(244)의 방사상 위치들(radial locations)에 대응한다. 디스크(326)가 처리 동안 회전할 때, 기판(218)으로부터의 광은 대응하는 윈도우들(352)을 통해 복수의 고온계(244) 각각에 들어갈 수 있다. 윈도우들(352) 각각은 고온계들(244)의 뷰잉 각도(viewing angle), 및 뷰 포트들(250)과 디스크(326) 사이의 거리에 따른 크기를 가질 수 있다. 디스크(326)의 구성은 기판(218)으로부터의 충분한 광이 윈도우들(352)을 통해 고온계들(244)에 들어가는 것을 허용하는 한편, 나머지 광은 반사성 표면에 의해 반사시킨다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 처리 챔버(400)의 단면도이다. 열 처리 챔버(400)는 열 처리 챔버(400)가 브래킷들(426)의 외부에 불투명한 환형 링들(402, 404)을 갖는 기판 지지 어셈블리(416)를 포함한다는 점을 제외하고는, 도 2a의 열 처리 챔버(200)와 유사하다. 불투명한 환형 링들(402, 404)은 복사 가열원들(208)로부터의 광이 고온계들(244)의 뷰 포트들(250)에 들어가는 것을 방지하도록 구성된다. 일 실시예에서, 불투명한 환형 링들(402, 404)은 실리콘 탄화물로 형성될 수 있다.
도 4b는 브래킷들(424)에 연결된 불투명한 환형 링들(402, 404)을 보여주는 열 처리 챔버(400)의 부분 단면 사시도이다. 불투명한 환형 링(402)은 브래킷들(424)을 수용하기 위한 셋 이상의 관통 홀(through hole)(406)을 가질 수 있다. 브래킷(424)은 불투명한 환형 링(402)을 지지하기 위한 스텝(step)(427)을 가질 수 있다. 불투명한 환형 링(404)은 브래킷들(424)에 하측 단부들(428)에서 고정적으로 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버(500)의 단면도이다. 열 처리 챔버(500)는 열 처리 챔버(500)가 구동 메커니즘(220)과는 다른 구동 메커니즘(520)을 갖는다는 점을 제외하고는, 열 처리 챔버(200)와 유사하다. 구동 메커니즘(520)은 기판 지지 어셈블리(216)를 수직으로 이동시키기 위한 선형 모터(521)를 포함한다. 선형 모터(521)는 실린더(234)의 외부에 배치된다. 선형 모터(521)는 고정된 바(fixed bar)(522), 및 고정된 바(522)에 대해 이동하는 이동 부분(mobile part)(524)을 포함한다. 매립형 자석(encased magnet)(528)은 실린더(234) 내부에서 샤프트(228)에 연결된다. 이동 부분(524)은 매립형 자석(528)을 체결(engage)하기 위한 전자기장을 발생시킬 수 있다. 매립형 자석(528)은 선형 모터(521)의 이동 부분(524)과 함께 수직으로 이동하여, 기판 지지 어셈블리(216)를 상승 또는 하강시킨다. 매립형 자석(528)은 이동 부분(524)에 대해 회전하기 위해 이동 부분(524) 내의 전자석들과 반응한다.
선택적으로, 기판 지지 어셈블리(216)의 위치지정(positioning)의 정밀도를 증가시키기 위해, 에어 베어링들(air bearings)(532 및 533)이 샤프트(228) 주위에서 매립형 자석(528)의 위와 아래에 탑재될 수 있다.
대안적으로, 기판 지지 어셈블리(216)를 수직으로 구동하기 위해, 스크류-너트 메커니즘(screw and nut mechanism)이 선형 모터(521)를 대신하여 이용될 수 있다.
도 6-10은 본 발명의 실시예들에 따라 기판 지지부 위에 배치된 환형 구동 메커니즘을 포함하는 수 개의 열 처리 챔버를 설명한다. 환형 구동 메커니즘이 가열 어셈블리의 반대 측에 배치되기 때문에, 환형 구동 메커니즘은 전통적인 열 처리 챔버들에서처럼 가열 어셈블리보다 클 필요가 없다. 환형 구동 시스템을 이용함으로써, 열 처리 챔버의 중앙 영역이 구동 시스템에 의해 점유되지 않고, 따라서 전체 기판에 걸친 프로세스 균일성을 개선한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버(600)의 단면도이다. 열 처리 챔버(600)는, 디스크(626), 및 디스크(626)의 하부면(626a)에 부착된 서셉터(622)를 지지하기 위한 셋 이상의 브래킷(624)을 갖는 기판 지지 어셈블리(616)를 포함한다. 각각의 브래킷(624)은 서셉터(622)에 대한 점 접촉(point contact)을 제공하는 팁(tip)을 갖는 직립 핑거(upright finger)(623)를 가질 수 있다.
링(628)은 디스크(626)의 상부면(626b)에 부착된다. 링(628)은 구동 메커니즘(620)의 로터(638)에 더 접속된다. 링(628)은 챔버 리드(630) 상에 탑재된 복수의 고온계(244)를 둘러싸기에 충분히 큰 직경을 갖는다. 링(628)은 불투명할 수 있거나, 반사성 코팅으로 코팅될 수 있다. 처리 동안, 불투명 또는 반사성 링(628)은 미광이 고온계들(244)의 뷰 포트들(250)에 들어가는 것을 방지할 수 있다.
환형 케이스(634)가 챔버 리드(630)에 부착된다. 환형 케이스(634)는 링(628) 및 로터(638)를 하우징하기 위해 내부 용적(636)을 에워싼다. 복수의 고온계(244)가 환형 케이스(634)의 내부 직경(639) 내에 배치되도록, 환형 케이스(634)의 내부 직경(639)은 기판(218)의 직경과 유사할 수 있다. 구동 메커니즘(620)의 고정자(stator)(640)는 환형 케이스(634)의 외부에 탑재된다. 환형 케이스(634)는 비-강자성 재료로 형성될 수 있다. 로터(638) 및 링(628)을 수직으로 이동시키고 로터(638) 및 링(628)을 회전시키기 위해, 로터(638)는 환형 케이스(634)를 통해 고정자(640)의 자기장과 반응할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버(700)의 단면도이다. 열 처리 챔버(700)는 열 처리 챔버(700)가 기판 지지 어셈블리(616)를 수직으로 이동시키기 위한 선형 모터(721)를 갖는 구동 메커니즘(720)을 포함한다는 점을 제외하고는, 열 처리 챔버(600)와 유사하다. 선형 모터(721)는 내부 용적(636) 내부에서 환형 케이스(634)에 부착되는 고정된 바(740)를 포함하고, 이동 부분(739)은 고정된 바(740)에 대하여 이동한다. 매립형 자석(738)이 디스크(626)에 접속하는 링(628)에 부착된다. 매립형 자석(738)은 에어 베어링(737)을 통해 이동 부분(739)에 이동가능하게 연결된다. 매립형 자석(738)은 처리 동안 기판(218)을 회전시키기 위해 이동 부분(739)에 대하여 회전한다. 입자 트레이(particle tray)(750)는 입자들이 처리 용적(206)에 들어가는 것을 방지하기 위해, 환형 케이스(634)의 내부 용적(636)의 개구 부근에서 챔버 바디(202)에 부착될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버(800)의 단면도이다. 열 처리 챔버(800)는 처리 챔버(800)가 디스크 또는 링을 개재하지 않고서 구동 메커니즘(620)에 직접 부착되는 복수의 브래킷(824)을 갖는다는 점을 제외하고는, 열 처리 챔버(600)와 유사하다. 입자 트레이(850)는 입자들이 처리 용적(206)에 들어가는 것을 방지하기 위해, 환형 케이스(634)의 내부 용적(636)의 개구 부근에서 챔버 바디(202)에 부착될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버(900)의 단면도이다. 열 처리 챔버(900)는 입자 오염을 더 방지하고 뷰 포트들(250)로부터의 미광을 차단하기 위해 환형 케이스(634)의 내부 용적(636)을 에워싸는 래버린스 구조물(labyrinth structure)(950)을 제외하고는, 처리 챔버(800)와 유사하다. 래버린스 구조물(950)은 복수의 브래킷(824)이 관통하여 연장하기 위한 개구(954)를 남겨두고 내부 용적(636)과 처리 용적(206)을 분리하는 시트들을 포함할 수 있다. 선택적으로, 추가의 미광을 차단하기 위해, 불투명한 링(952)이 래버린스 구조물(950)로부터 수평으로, 그리고 방사상 내측으로 연장될 수 있다.
도 10a-10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 처리 챔버(1000)의 단면도이다. 열 처리 챔버(1000)는 복수의 브래킷(1024)을 포함하고, 브래킷들 각각은 환형 구동 메커니즘(620)의 로터(638)에 부착된 상측 단부(1024a) 및 링(1026)에 부착된 하측 단부(1024b)를 갖는다. 링(1026)은 서셉터(622)를 지지하기 위한 내부 립(inner lip)(1027)을 갖는다.
도 10a는 처리 위치에서의 열 처리 챔버(1000)를 도시한다. 링(1026), 서셉터(622) 및 챔버 리드(630), 또는 만일 존재한다면 반사성 플레이트가 기판(218) 및 뷰 포트들(250) 주위의 인클로저(enclosure)를 형성하도록, 브래킷들(1024)의 하측 단부들(1024b)은 환형 케이스(634)의 내부 용적(636) 내부에 있도록 상승된다. 인클로저가 복사 가열원들(208)로부터의 광이 고온계들(244)의 뷰 포트들(250)에 들어가는 것을 방지하는 차광성(light tight)이도록, 링(1026)은 불투명할 수 있다. 인클로저는 또한 이동 부분들에서 생성된 입자들이 들어가는 것을 방지한다.
도 10b는 로딩 위치에서의 열 처리 챔버(1000)를 도시한다. 하측 단부들(1024b)은 푸시 핀들(214)의 상단 팁들(214a) 아래로 하강되어 갭(1050)을 형성한다. 기판 이송 로봇은 갭(1050) 내에서 브래킷들(1024) 사이에서 처리 용적(206)에 들어가서, 처리된 기판을 들어올리고, 처리할 새로운 기판을 전달할 수 있다.
상술한 것은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 실시예들 및 추가의 실시예들은 그것의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 만들어질 수 있으며, 그것의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 기판을 열 처리하기 위한 장치로서,
    처리 용적(processing volume)을 정의하는 챔버 바디(chamber body) - 상기 챔버 바디는 챔버 리드(chamber lid) 및 상기 챔버 리드와 대향하는 윈도우(window)를 포함함 - ;
    상기 윈도우 외부에 배치된 가열 어셈블리 - 상기 가열 어셈블리는 복사 에너지(radiant energy)를 상기 윈도우를 통해 상기 처리 용적을 향하게 하는(direct) 복수의 복사 가열원(radiant heating source)을 포함함 - ;
    상기 처리 용적 내에 배치된 디스크를 포함하는, 상기 처리 용적 내에 배치된 기판 지지 어셈블리 - 상기 디스크는 상기 윈도우와 대향하는 하부 표면 및 상기 챔버 리드와 대향하는 상부 표면을 가짐 - ; 및
    상기 기판 지지 어셈블리를 회전시키고 상기 기판 지지 어셈블리를 수직 이동시키도록 상기 디스크의 상부 표면에 연결된 구동 메커니즘
    을 포함하는 기판 열 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 어셈블리는,
    상기 디스크의 상기 하부 표면으로부터 연장되는 복수의 브래킷(bracket) - 상기 복수의 브래킷은 지지 표면을 형성함 -
    을 더 포함하는, 기판 열 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 챔버 바디는 상기 챔버 리드에 연결되고 내부 용적을 에워싸는 실린더(cylinder)를 포함하고, 상기 기판 지지 어셈블리는 상기 상부 표면의 중앙 영역에서 상기 디스크로부터 상기 실린더의 내부 용적까지 연장되는 샤프트(shaft)를 더 포함하고, 상기 샤프트의 상측 단부는 상기 구동 메커니즘에 연결되는, 기판 열 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구동 메커니즘은 자기 로터(magnetic rotor)를 포함하고, 상기 자기 로터는 상기 샤프트의 상기 상측 단부에 부착된 영구 자석 및 상기 실린더 외부에 배치된 전자석들을 갖는, 기판 열 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 구동 메커니즘은,
    상기 실린더의 상기 내부 용적 내에서 상기 샤프트의 상기 상측 단부에 연결된 매립형 자석(encased magnet); 및
    상기 실린더 외부에 배치된 선형 모터
    를 포함하고, 상기 선형 모터의 이동 부분(mobile part)은 상기 샤프트에 연결된 상기 매립형 자석을 체결(engage)하기 위한 전자기장을 생성하는, 기판 열 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 챔버 리드 상에 탑재되고, 상기 챔버 리드를 관통하여 형성된 복수의 뷰 포트(view port)를 통해 상기 기판 지지 어셈블리 상에 배치된 기판들의 온도를 측정하도록 배치된 복수의 고온계(pyrometer)들을 더 포함하는, 기판 열 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 디스크는,
    처리되고 있는 상기 기판의 표면에 대응하는 중앙 구역 - 상기 중앙 구역은 상기 고온계들의 동작 범위 내의 파장들에 투명함 - ;
    상기 중앙 구역으로부터 방사상으로 외부에 있는 중간 환형 구역(middle annular zone) - 상기 중간 환형 구역은 상기 복수의 고온계들의 동작 범위 내의 파장들에서의 복사를 변조(modulate)하기 위한 흡수기들(absorbers), 반사기들 또는 산란기들(scatters)을 포함함 - ; 및
    상기 중간 환형 구역으로부터 방사상으로 외부에 있는 외측 환형 구역 - 상기 외측 환형 구역은 상기 복수의 고온계들의 동작 범위 내의 파장들에서의 복사에 불투명함 -
    을 갖는, 기판 열 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 디스크는 상기 고온계들의 동작 범위 내의 파장들에 투명한 복수의 윈도우(window)를 구비한 표면을 갖고, 상기 표면은 상기 복수의 고온계들의 동작 범위 내의 파장들에서의 복사에 대해 불투명, 반사성, 또는 불투명 및 반사성 둘 다이고, 상기 복수의 윈도우는 상기 복수의 고온계들에 대응하여 복수의 반경을 따라 분산되어 있는, 기판 열 처리 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 기판 지지 어셈블리는 상기 디스크의 상부 표면으로부터 연장되는 링을 더 포함하고, 상기 링의 상측 단부는 상기 구동 메커니즘에 연결되는, 기판 열 처리 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 복수의 브래킷은 처리 동안의 난류(turbulence)를 최소화하기 위한 티어드롭형 단면(tear drop cross section)을 갖는, 기판 열 처리 장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 디스크, 상기 샤프트 및 상기 복수의 브래킷은 석영으로 형성되는, 기판 열 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 챔버 바디는 상기 챔버 리드 위에 부착된 환형 케이스(annular case)를 포함하고, 상기 환형 케이스는 내부 용적을 정의하는, 기판 열 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 기판 지지 어셈블리는,
    상기 구동 메커니즘에 연결된 복수의 브래킷 - 상기 복수의 브래킷은 상기 환형 케이스의 상기 내부 용적 내에서 회전하고 수직 이동함 - ; 및
    상기 복수의 브래킷의 지지 표면 위에 배치된 서셉터(susceptor) - 상기 서셉터는 에지 영역에서 상기 기판을 지지하도록 구성됨 -
    를 포함하는, 기판 열 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 내부 용적의 하측 단부에 배치된 입자 트레이(particle tray)를 더 포함하는 기판 열 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 내부 용적을 에워싸는 래버린스 구조물(labyrinth structure)을 더 포함하는 기판 열 처리 장치.
  16. 기판을 열 처리하기 위한 장치로서,
    처리 용적을 정의하는 챔버 바디 - 상기 챔버 바디는 챔버 리드 및 상기 챔버 리드와 대향하는 윈도우를 포함함 - ;
    상기 윈도우 외부에 배치된 가열 어셈블리 - 상기 가열 어셈블리는 복사 에너지를 상기 윈도우를 통해 상기 처리 용적을 향하게 하는 복수의 복사 가열원을 포함함 - ;
    상기 처리 용적 내에 배치된 기판 지지 어셈블리 - 상기 기판 지지 어셈블리는 복수의 브래킷을 포함함 - ; 및
    상기 기판 지지 어셈블리를 회전시키고 상기 기판 지지 어셈블리를 수직 이동시키도록 상기 챔버 리드에 연결된 구동 메커니즘 - 상기 복수의 브래킷의 상측 단부들은 상기 구동 메커니즘에 연결됨 -
    을 포함하는 기판 열 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 처리 용적 상에 위치하는 내부 용적을 형성하는 환형 케이스(annular case)를 포함하고,
    상기 기판 지지 어셈블리는,
    상기 복수의 브래킷의 하측 단부들에 연결된 링 - 상기 링은 상기 복수의 브래킷이 상승된 위치(raised position)에 있을 때 상기 환형 케이스의 상기 내부 용적에 부분적으로 회수(retrieve)됨 - ; 및
    상기 링의 하부 립(lower lip)에 배치된 서셉터 - 상기 서셉터는 에지 영역에서 상기 기판을 지지하도록 구성됨 - 를 더 포함하는, 기판 열 처리 장치.
  18. 기판을 처리하기 위한 방법으로서,
    챔버 바디 내에 배치되는 기판 지지 어셈블리 상에 하나 이상의 기판을 배치하는 단계 - 상기 챔버 바디는 챔버 리드 및 상기 챔버 리드와 대향하는 윈도우를 포함함 - ;
    상기 챔버 리드에 연결되는 구동 메커니즘을 이용하여 상기 기판 지지 어셈블리를 회전시키는 단계 - 상기 기판 지지 어셈블리는 상기 구동 메커니즘에 부착되는 복수의 브래킷을 포함함 - ;
    복사 에너지를 가열 어셈블리로부터 상기 윈도우를 통해 상기 하나 이상의 기판을 향하게 하는 단계; 및
    상기 구동 메커니즘을 이용하여 상기 기판 지지 어셈블리를 수직 이동시키는 단계 - 상기 기판 지지 어셈블리를 수직 이동시키는 것은 상기 복수의 브래킷을 상승시키는 것을 포함함 -
    를 포함하는 기판 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 복사 에너지를 향하게 하는 것은 상기 복사 에너지를 상기 가열 어셈블리로부터 상기 기판의 후면으로 향하게 하는 것인, 기판 처리 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 기판 지지 어셈블리 상에 하나 이상의 기판을 배치하는 단계는, 상기 복수의 브래킷 상에 지지되는 복수의 지지 핀 또는 에지 링 상에 상기 기판을 배치하는 단계를 더 포함하는, 기판 처리 방법.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140270731A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Thermal management apparatus for solid state light source arrays
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
JP6348321B2 (ja) * 2013-05-17 2018-06-27 キヤノンアネルバ株式会社 エッチング装置
KR102317055B1 (ko) * 2013-09-30 2021-10-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 캡슐화된 광 배리어를 갖는 지지체 링
CN110783233B (zh) * 2013-11-12 2023-10-27 应用材料公司 高温计的背景消除
US10053777B2 (en) 2014-03-19 2018-08-21 Applied Materials, Inc. Thermal processing chamber
US20150361582A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-17 Veeco Instruments, Inc. Gas Flow Flange For A Rotating Disk Reactor For Chemical Vapor Deposition
KR102413455B1 (ko) * 2015-01-02 2022-06-27 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 처리 챔버
JP6752797B2 (ja) 2015-01-12 2020-09-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 基板裏側の変色制御のための支持組立体
JP7175766B2 (ja) * 2016-03-28 2022-11-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド サセプタ支持体
DE102016111234B4 (de) * 2016-06-20 2018-01-25 Heraeus Noblelight Gmbh Vorrichtung für die thermische Behandlung eines Substrats sowie Trägerhorde und Substrat-Trägerelement dafür
US10840114B1 (en) * 2016-07-26 2020-11-17 Raytheon Company Rapid thermal anneal apparatus and method
US10535538B2 (en) * 2017-01-26 2020-01-14 Gary Hillman System and method for heat treatment of substrates
CN112236850A (zh) * 2018-03-20 2021-01-15 玛特森技术公司 热处理系统中用于局部加热的支撑板
DE102019114249A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-19 Aixtron Se Anordnung zum Messen der Oberflächentemperatur eines Suszeptors in einem CVD-Reaktor
CN110299314A (zh) * 2019-07-04 2019-10-01 北京北方华创微电子装备有限公司 加热系统及半导体加工设备
US10950475B1 (en) * 2019-08-20 2021-03-16 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for processing a substrate using non-contact temperature measurement
KR102615845B1 (ko) * 2020-11-19 2023-12-22 세메스 주식회사 지지 유닛 및 기판 처리 장치
WO2022205461A1 (en) * 2021-04-02 2022-10-06 Applied Materials, Inc. Process cell for field guided post exposure bake process
US20230066087A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-02 Applied Materials, Inc. Quartz susceptor for accurate non-contact temperature measurement

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164281A (ja) * 2000-09-13 2002-06-07 Tokyo Electron Ltd 液処理装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06204316A (ja) * 1992-12-28 1994-07-22 Mitsubishi Electric Corp 耐熱ロボットハンド
JPH08187426A (ja) * 1995-01-10 1996-07-23 Touyoko Kagaku Kk 反応管冷却方法
US6035100A (en) * 1997-05-16 2000-03-07 Applied Materials, Inc. Reflector cover for a semiconductor processing chamber
TW535192B (en) * 1999-11-16 2003-06-01 Tokyo Electron Ltd Substrate processing unit and processing method
KR100581852B1 (ko) * 2002-06-12 2006-05-22 삼성에스디아이 주식회사 박막 증착장치 및 이를 이용한 박막 증착방법
US20040177813A1 (en) * 2003-03-12 2004-09-16 Applied Materials, Inc. Substrate support lift mechanism
JP4925571B2 (ja) * 2004-08-09 2012-04-25 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 基板の熱的性質判定方法及び熱処理条件の決定方法
US8211235B2 (en) * 2005-03-04 2012-07-03 Picosun Oy Apparatuses and methods for deposition of material on surfaces
TWI476836B (zh) * 2008-05-02 2015-03-11 Applied Materials Inc 用於旋轉基板之非徑向溫度控制系統
JP5048810B2 (ja) * 2010-06-23 2012-10-17 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置及び熱処理方法
JP5783811B2 (ja) * 2010-07-06 2015-09-24 キヤノン株式会社 成膜装置
JP5782279B2 (ja) * 2011-01-20 2015-09-24 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002164281A (ja) * 2000-09-13 2002-06-07 Tokyo Electron Ltd 液処理装置

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