KR101823217B1 - 웨이퍼 캐리어 및 이것을 사용한 에피택셜 성장 장치 - Google Patents

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Abstract

스핀들과의 결합부인 결합 구멍으로부터 파티클이 발생하기 어렵고, 또한 파티클이 발생해도 확산되기 어렵고 용이하게 제거할 수 있는 웨이퍼 캐리어 및 이것을 사용한 에피택셜 성장 장치를 제공한다. 웨이퍼를 보유 지지하기 위한 하나 이상의 캐비티를 갖는 상면과, 회전 스핀들의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍을 중심에 갖는 하면과, 해당 상면과 해당 하면을 연결하는 외주부를 갖는 웨이퍼 캐리어이며, 상기 결합 구멍은 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면에 의해 구성되고 관통 구멍을 갖는 웨이퍼 캐리어이다.

Description

웨이퍼 캐리어 및 이것을 사용한 에피택셜 성장 장치 {WAFER CARRIER AND EPITAXIAL GROWTH DEVICE USING SAME}
본 발명은 웨이퍼 등의 기판 상에 에피택셜막을 성장시키기 위한 웨이퍼 캐리어 및 이것을 사용한 에피택셜 성장 장치에 관한 것이다.
반도체 산업에서는 양질의 단결정 웨이퍼를 얻는 방법으로서 에피택셜 성장법이 알려져 있다. 반도체 산업에서 사용되는 기상 에피택셜 성장은 CVD 장치 내의 웨이퍼 캐리어에 단결정 웨이퍼를 적재함과 함께 원료 가스를 공급하고, 단결정 웨이퍼의 표면에 기상 중의 성분을 퇴적시킨다.
특허문헌 1에는, 리액터ㆍ사이클의 저감과, 구성 부품의 저비용 및 긴 수명과, 고정밀도의 온도 제어가 가능한, 웨이퍼 상에 에피택셜층을 증착시키는 에피택셜 성장 장치(리액터)가 기재되어 있다. 특허문헌 1의 에피택셜 성장 장치에서는, 웨이퍼 캐리어는 장착 위치 L과 증착 위치 D 사이를 이동한다. 증착 위치에서는, 웨이퍼 캐리어는 중간 서셉터(susceptor)를 필요로 하지 않고, 회전식 스핀들의 상단부에 제거 가능하게 설치된다. 특허문헌 1의 리액터는 단일 웨이퍼 또는 동시에 복수의 웨이퍼를 처리할 수 있다.
구체적으로는, 이하의 것이 기재되어 있다.
스핀들의 상단부를 웨이퍼 캐리어의 오목부에 삽입함으로써, 스핀들벽과 오목벽 사이에 마찰 접합을 형성하여, 별개의 보유 지지 수단을 필요로 하지 않고 스핀들에 의한 웨이퍼 캐리어의 회전을 가능하게 한다. 그 결과, 증착하는 동안, 스핀들은 회전하여, 웨이퍼 캐리어와 캐비티에 놓인 웨이퍼를 회전시킨다. 스핀들 상의 웨이퍼 캐리어를 마찰하는 것만으로 보유 지지함으로써, 웨이퍼 캐리어-스핀들의 어셈블리의 기계적 관성이 최소로 되고, 그 결과로서 스핀들의 변형이 감소한다. 스핀들이 갑자기 정지하여, 웨이퍼 캐리어에 작용하는 관성력이 스핀들의 상단부 사이의 마찰력을 초과하는 경우에는, 웨이퍼 캐리어는 스핀들로부터 독립하여 회전하여, 스핀들의 변형을 감소시킨다.
일본 특허 공표 제2004-525056호 공보
그러나, 상기 기재의 에피택셜 성장 장치에서는 스핀들과 웨이퍼 캐리어가 마찰 접합에 의해 결합되어 있다. 이로 인해, 스핀들과 웨이퍼 캐리어 사이의 접합은 확실한 것은 아니고, 특히 회전 개시 시, 정지 시에 스핀들과 웨이퍼 캐리어 사이에 미끄럼(sliding)이 발생하고, 마모에 의해 파티클 발생의 원인이 된다.
또한, 상기 기재의 에피택셜 성장 장치의 웨이퍼 캐리어는 그래파이트(흑연) 또는 몰리브덴으로 제작하는 것이 예시되어 있다. 그러나 이들 소재에는 이하의 문제가 있다. 그래파이트는, a축 방향으로는 공유 결합에 의해 탄소 원자의 육각망면을 형성하고, c축 방향으로는 반데르발스힘에 의해 적층된 결정 구조를 이루고 있다. 이로 인해, 그래파이트는 c축 방향으로 박리되기 쉽고, 마모되기 쉬운 소재이다. 마모된 흑연은 파티클로 되어 오목부(결합 구멍)에 잔류하기 쉬워진다. 또한, 발생한 흑연의 파티클은 낙하하여, 장치 내를 오염시키기 쉬워진다. 몰리브덴은 밀도가 10.28g/㎤, 융점이 2896K인 금속이다. 흑연의 밀도에 비해 5배 이상의 밀도를 갖고 있으므로, 스핀들에 가해지는 부담이 큰 것, 회전 모멘트가 큰 것으로부터, 마찰에 의한 파티클이 발생하기 쉬워진다.
상술한 과제를 감안하여, 본 발명에서는 스핀들과의 결합부인 결합 구멍으로부터의 파티클이 발생하기 어렵고, 또한 파티클이 발생해도 확산되기 어렵고 용이하게 제거할 수 있는 웨이퍼 캐리어 및 이것을 사용한 에피택셜 성장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명 웨이퍼의 캐리어는,
(1) 웨이퍼를 보유 지지하기 위한 하나 이상의 캐비티를 갖는 상면과, 회전 스핀들의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍을 중심에 갖는 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 외주부를 갖고, 흑연을 포함하는 기재와, 적어도 상기 상면과 상기 하면 및 상기 외주부를 덮는 세라믹 피막을 포함하는 웨이퍼 캐리어이며,
상기 결합 구멍은 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면에 의해 구성되는 관통 구멍이다.
본 발명의 웨이퍼 캐리어에 의하면, 결합 구멍이 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면에 의해 구성되어 있으므로, 결합 구멍 내부에 파티클이 부착되기 쉬운 코너가 생기기 어렵고, 결합 구멍 내부에 파티클이 발생해도, 용이하게 제거할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 웨이퍼 캐리어는,
(2) 웨이퍼를 보유 지지하기 위한 하나 이상의 캐비티를 갖는 상면과, 회전 스핀들의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍을 중심에 갖는 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 외주부를 갖고, 흑연을 포함하는 기재와, 적어도 상기 상면과 상기 하면 및 상기 외주부를 덮는 세라믹 피막을 포함하는 웨이퍼 캐리어이며,
상기 결합 구멍은, 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면과, 상기 벽면과의 경계보다도 중앙부가 깊은 저면을 포함한다.
본 발명의 웨이퍼 캐리어에 의하면, 결합 구멍이, 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면과, 상기 벽면과의 경계보다도 중앙부가 깊은 저면을 포함하고 있으므로, 결합 구멍 내부에 파티클이 부착되기 쉬운 코너가 생기기 어렵고, 결합 구멍 내부에 파티클이 발생해도 용이하게 제거할 수 있다.
또한 본 발명의 웨이퍼 캐리어는 다음의 형태가 바람직하다.
(3) 상기 저면은 상기 벽면과의 경계로부터 연장되는 테이퍼면을 갖는다.
저면에 벽면과의 경계로부터 연장되는 테이퍼면을 갖고 있으면, 벽면과 저면이 형성하는 코너를 보다 완만하게 할 수 있다. 이로 인해, 코너 부분에 파티클이 부착되기 어렵게 할 수 있다.
(4) 상기 저면은 상기 벽면과의 경계로부터 연장되는 돔상의 면이다.
저면은 벽면과의 경계로부터 연장되는 돔상의 면이면, 벽면과 저면이 형성하는 코너를 보다 완만하게 할 수 있다. 이로 인해, 코너 부분에 파티클이 부착되기 어렵게 할 수 있다.
(5) 상기 벽면은 상기 세라믹 피막으로 덮여 있다.
상기 벽면이 상기 세라믹 피막으로 덮여 있으면, 회전 스핀들과의 마찰로 카본의 파티클을 발생하기 어렵게 할 수 있다.
(6) 상기 세라믹 피막은 탄화규소이다.
상기 세라믹 피막이 탄화규소이면, 단단한 세라믹 피막이므로 마찰에 의한 마모를 적게 할 수 있어, 파티클의 발생량을 보다 적게 할 수 있다. 또한, 탄화규소는 도전성을 갖고 있으므로 대전되기 어렵고, 마찰로 발생한 파티클이 부착되기 어렵게 할 수 있고, 용이하게 제거할 수 있다.
(7) 상기 흑연을 포함하는 기재는 일체적으로 구성되어 있다.
흑연을 포함하는 기재는 금속과 같이 고유 저항이 낮으므로, 일체적으로 구성되어 있음으로써 전하 이동을 촉진하여 전하를 외부로 방출함으로써, 파티클의 부착을 방지하여, 일단 부착된 파티클 제거를 용이하게 할 수 있다. 또한, 웨이퍼 캐리어의 표면을 덮는 세라믹 피막이 도전성을 갖는 탄화규소 등인 경우, 더욱 그 효과가 발휘된다.
(8) 상기 외주부에는 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성되고,
상기 세라믹 피막은, 상기 상면에서의 두께보다 상기 보유 지지면에서의 두께가 얇게 형성되어 있다.
웨이퍼 캐리어의 상면은 원료 가스에 의한 흑연의 기재의 부식을 방지하기 위해 세라믹 피막을 두껍게 하는 것이 중요하지만, 보유 지지면은 원료 가스가 공급되는 영역이 아니므로 그 필요성은 작다. 이로 인해, 흑연의 기재보다 고유 저항이 높은 세라믹 피막을 플랜지의 보유 지지면에 얇게 형성함으로써, 반송 지그를 사용하여 반송할 때에 반송 지그를 통해 전하를 방출할 수 있다. 이로 인해, 보유 지지면에 형성된 세라믹 피막은 상기 상면의 세라믹 피막보다 얇게 형성함으로써 대전 방지 효과를 발휘할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 에피택셜 성장 장치는,
(9) 상기 기재된 웨이퍼 캐리어와, 상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들과, 상기 웨이퍼 캐리어를 가열하는 가열 수단과, 상기 웨이퍼 캐리어 상에 배치된 원료 가스의 공급 수단을 갖고, 상기 개구부는 기체를 흡인하는 흡인 기구에 접속되어 있다.
본 발명의 에피택셜 성장 장치는 회전 스핀들의 개구부가 흡인 기구에 접속됨으로써, 회전 스핀들과 웨이퍼 캐리어가 형성하는 공간에 축적된 파티클을, 에피택셜 성장 장치 내부에 확산되기 전에 제거할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 캐리어에 의하면, 결합 구멍이 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면에 의해 구성되어 있으므로, 결합 구멍 내부에 파티클이 부착되기 쉬운 코너가 생기기 어렵고, 결합 구멍 내부에 파티클이 발생해도, 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 캐리어에 의하면, 결합 구멍이, 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면과, 상기 벽면과의 경계보다도 중앙부가 깊은 저면을 포함하므로, 결합 구멍 내부에 파티클이 부착되기 쉬운 코너가 생기기 어렵고, 결합 구멍 내부에 파티클이 발생해도 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 에피택셜 성장 장치는 회전 스핀들의 개구부가 흡인 기구에 접속됨으로써, 회전 스핀들과 웨이퍼 캐리어가 형성하는 공간에 축적된 파티클을, 에피택셜 성장 장치 내부에 확산되기 전에 장치 내로부터 제거할 수 있다.
도 1은 에피택셜 성장 장치의 일례의 단면도이다.
도 2는 웨이퍼 캐리어의 일례의 사시도이다.
도 3은 도 2의 웨이퍼 캐리어의 상면의 캐비티를 도시하는 평면도이고, (a)는 실시 형태 1 및 실시 형태 2의 캐비티, (b) 내지 (d)는 그의 변형예이다.
도 4는 웨이퍼 캐리어의 외주부의 단면도이고, (a)는 실시 형태 1의 웨이퍼 캐리어, (b) 내지 (d)는 그의 변형예이다.
도 5는 웨이퍼 캐리어의 결합 구멍에 관한 단면도이고, (a)는 본 발명의 실시 형태 1의 웨이퍼 캐리어, (b) 내지 (c)는 그의 변형예이다.
도 6은 실시 형태 1의 웨이퍼 캐리어의 변형예의 결합 구멍에 핀을 삽입한 단면도이다.
도 7은 웨이퍼 캐리어의 결합 구멍에 관한 단면도이고, (a)는 실시 형태 2의 웨이퍼 캐리어, (b) 내지 (c)는 그의 변형예이다.
도 8은 실시 형태 2의 웨이퍼 캐리어의 세라믹 피복에 관한 단면도이고, (a)는 상면, 하면 및 외주부에 세라믹 피막을 갖는 웨이퍼 캐리어, (b)는 결합 구멍의 테이퍼상의 벽면에 세라믹 피막을 더 갖는 웨이퍼 캐리어이다.
도 9는 실시 형태 2의 웨이퍼 캐리어의 변형예이고, 웨이퍼 캐리어의 상면의 중앙이 융기되어, 웨이퍼 캐리어의 상면의 웨이퍼를 적재하는 면보다도 결합 구멍의 저면이 위에 있는 웨이퍼 캐리어이다.
도 10은 실시 형태 2의 웨이퍼 캐리어의 변형예이고, (a)는 결합 구멍의 개구부가, 돌출 웨이퍼 캐리어의 하면보다 아래에 있는 웨이퍼 캐리어, (b)는 결합 구멍의 개구부가, 함몰 웨이퍼 캐리어의 하면보다 위에 있는 웨이퍼 캐리어이다.
도 11은 본 발명의 에피택셜 성장 장치의 단면도이다.
이하 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
웨이퍼 캐리어는 에피택셜 성장 장치 내에서 사용된다. 도 1은 에피택셜 성장 장치의 일례를 도시한다. 에피택셜 성장 장치(100)는 내부에 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 캐리어(10)를 구비하고, 웨이퍼 캐리어(10)의 아래에는 가열 수단(40)을 구비하고 있다. 웨이퍼 캐리어(10)는 회전 스핀들(20)의 상단부에 구비되어 있다. 원료 가스를 에피택셜 성장 장치 내에 도입함으로써, 웨이퍼에 피막을 형성한다. 도 2는 도 1의 에피택셜 성장 장치에 사용되는 웨이퍼 캐리어의 사시도이다.
실시 형태 1에서는 결합 구멍(5)이 관통 구멍인 웨이퍼 캐리어, 실시 형태 2에서는 결합 구멍(5)이 바닥이 있는 구멍(bottomed hole)인 웨이퍼 캐리어를 설명한다. 특별히 한정되지 않는 경우에는, 실시 형태 1 및 실시 형태 2 양쪽에 적용 가능하다.
실시 형태 1은 청구항 1에 관한 웨이퍼 캐리어이고, 실시 형태 2는 청구항 2에 관한 웨이퍼 캐리어이다. 또한, 실시 형태 1 및 실시 형태 2에는 각각 변형예가 있고, 적절히 설명한다.
본 명세서에서, 웨이퍼 캐리어의 상하 방향은 에피택셜 성장 장치에 설치되었을 때의 상하 방향과 일치한다. 즉, 웨이퍼를 적재하기 위한 캐비티가 형성된 측이 상방향이고, 반대로 회전 스핀들을 설치하기 위한 결합 구멍이 형성되어 있는 측이 하방향이다.
본 발명에 관한 실시 형태 1의 웨이퍼 캐리어는, 웨이퍼를 보유 지지하기 위한 하나 이상의 캐비티(6a)를 갖는 상면(6)과, 회전 스핀들(20)의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍(5)을 중심에 갖는 하면(7)과, 상기 상면(6)과 상기 하면(7)을 연결하는 외주부(4)를 갖고, 흑연을 포함하는 기재(1)와, 적어도 상기 상면과 상기 하면 및 상기 외주부를 덮는 세라믹 피막(2)을 포함하는 웨이퍼 캐리어이며, 상기 결합 구멍(5)은 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면(5a)에 의해 구성되는 관통 구멍이다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 회전 스핀들(20)에 직접 설치된다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어는 에피택셜 성장 장치(100)의 외부로부터 오토 로더 등으로 반송되어 용이하게 설치 제거할 수 있도록 웨이퍼 캐리어(10)의 하면의 중심에 회전 스핀들(20)과의 결합 구멍(5)을 갖고 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어는 상면(6)에 웨이퍼를 적재하기 위한 캐비티(6a)를 갖고 있다. 캐비티의 형상, 수는 특별히 한정되지 않는다. 캐비티의 형상은, 예를 들어 웨이퍼의 형상에 대응하고, 원형의 캐비티(도 3의 (a) 참조) 외에, 웨이퍼를 취출할 때, 주걱(spatula)을 측면으로부터 삽입하기 쉽도록 큰 원과 작은 사각형이 조합된 캐비티(도 3의 (b) 참조), 큰 원과 하나의 작은 원이 조합된 캐비티(도 3의 (c) 참조), 큰 원과 2개의 작은 원이 조합된 캐비티(도 3의 (d) 참조) 등의 변형예로서 들 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어는 상면(6)과, 하면(7)과, 상면과 하면을 연결하는 외주부(4)에 의해 구성된다. 본 발명의 웨이퍼 캐리어(10)는 웨이퍼를 적재하기 위한 캐비티를 제외한 부분이, 상면 및 하면에 수직인 중심축 주위로 회전 대칭의 원반인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어는 상면 및 하면에 수직인 중심축 주위로 회전 대칭으로 구성된 원반의 상면측에 웨이퍼를 적재하기 위한 캐비티가 형성된 형상이다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)의 외주부(4)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 외주부의 형상은 상면 및 하면을 수직으로 접속하는 원통의 측면(도 4의 (a) 참조), 중심축을 포함하는 단면에서 볼 때 상면 및 하면을 매끄럽게 접속하는 원호가 되는 곡면(도 4의 (d) 참조), 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성된 형상(도 4의 (b) 참조), 칼라(collar)를 갖는 형상(도 4의 (c) 참조) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성된 형상이 바람직하다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어에 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성되어 있으면, 반송에 사용하는 보유 지지구의 간격이 하면의 직경보다도 크고, 플랜지의 직경보다도 작은 반송 지그를 선단에 갖는 오토 로더를 사용하여 용이하게 에피택셜 성장 장치에 웨이퍼 캐리어를 반입 및 반출할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 회전 스핀들(20)의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍(5)을 하면의 중심에 갖고 있다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼 캐리어를 구성하는 원반의 중심축 부분에 결합 구멍(5)이 형성되어 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어의 결합 구멍(5)은 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면(5a)을 갖고 있다. 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어의 결합 구멍(5)은 테이퍼상의 벽면을 갖는 구멍이므로, 대응하는 테이퍼상의 돌기를 갖는 회전 스핀들(20)과 결합함으로써, 적당한 마찰 접합을 형성할 수 있다. 이로 인해, 별개의 보유 지지 수단을 필요로 하지 않고, 회전 스핀들(20)로부터 웨이퍼 캐리어(10)로 회전력을 전달할 수 있고, 용이하게 설치 제거를 할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 흑연을 포함하는 기재(1)와, 상면, 하면 및 외주부를 덮는 세라믹 피막(2)을 갖고 있다. 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 기재(1)가 흑연을 포함하므로, 몰리브덴 등의 내열성의 금속보다 경량이고, 또한 회전 모멘트를 작게 할 수 있다. 이로 인해, 결합 구멍(5)에 가해지는 하중 및 토크를 작게 할 수 있다. 이에 의해, 결합 구멍(5)의 벽면(5a)에 가해지는 마찰력을 작게 할 수 있어, 발생하는 파티클의 양을 줄일 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 상면과 하면 및 외주부를 덮는 세라믹 피막(2)을 갖고 있으므로, 에피택셜 성장에서 사용하는 암모니아, 수소, 유기 금속 등을 사용한 경우에도 원료 가스에 의한 흑연의 부식을 억제할 수 있다.
실시 형태 1의 웨이퍼 캐리어(10)의 결합 구멍(5)은 관통 구멍이다. 마모에 의해 발생한 파티클을, 관통 구멍을 통과하도록, 예를 들어 위에서부터 에어 블로우함으로써 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 파티클의 제거 방법은 에어 블로우로 한정되지 않고, 관통 구멍이므로 브러시, 천 등으로 불식함으로써 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 실시 형태 1의 웨이퍼 캐리어의 결합 구멍은 파티클이 축적하기 쉬운 코너를 형성하지 않도록 단일의 테이퍼면이다(도 5의 (a) 참조). 이 밖에 변형예로서, 예를 들어 연속적으로 경사가 변화하는 곡면(도 5의 (b) 참조), 완만한 경사 각도의 테이퍼면(도 5의 (c) 참조) 등을 들 수 있다. 어떤 경우에도, 결합 구멍은 관통 구멍이다. 또한, 본 발명의 웨이퍼 캐리어의 결합 구멍은 관통 구멍이므로, 상면측이 개구되어 있다. 개구로부터 원료 가스가 결합 구멍 내부에 침입하지 않도록 핀(8)을 삽입하여 사용해도 된다(도 6 참조). 핀(8)의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 웨이퍼 캐리어(10)와 동일 재료인 것이 바람직하다. 웨이퍼 캐리어(10)와 동일 재료이면, 열팽창의 거동이 동일하므로, 사용 후에 빠지기 어려워지거나, 사용 중에 간극이 생겨, 진동 등의 원인이 되기 어렵다. 핀(8)은 사용할 때마다 세정하여 재이용할 수 있다. 또한, 사용할 때마다 핀(8)을 교환해도 된다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 테이퍼상의 벽면(5a)이 세라믹 피막(2)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 도 8의 (a)는 결합 구멍의 테이퍼상의 벽면이 세라믹 피막으로 덮여 있지 않고 흑연이 노출된 웨이퍼 캐리어이다. 도 8의 (b)는 결합 구멍의 테이퍼상의 벽면이 세라믹 피막으로 덮인 웨이퍼 캐리어이다. 또한, 도 8은 관통 구멍을 갖고 있지 않지만, 관통 구멍을 갖고 있는 본 실시 형태에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)의 기재에 사용하는 흑연은 a축 방향으로 공유 결합에 의해 탄소 원자의 육각망면을 형성하고, c축 방향으로 반데르발스힘에 의해 적층된 결정 구조를 이루고 있다. 이로 인해, 흑연은 c축 방향으로 박리되기 쉽고, 부드러운 소재이다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 테이퍼상의 벽면(5a)이 상기 세라믹 피막(2)으로 덮여 있으므로, 세라믹 피막에 의해 흑연이 마모되기 어렵게 할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 경량의 흑연을 기재에 사용하고, 테이퍼상의 벽면(5a)이 상기 세라믹 피막(2)으로 더 덮여 있으므로, 회전 스핀들과 웨이퍼 캐리어 사이에 발생하는 마찰력에 의한 마모를 저감시키고, 마모에 의한 파티클의 발생을 저감시킬 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어의 세라믹 피막(2)으로서는, 열분해 탄소 피막, 탄화규소 피막 등을 들 수 있다. 이들 세라믹 피막의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 CVD법으로 형성할 수 있다. 그 중에서도 탄화규소 피막은 단단하고, 도전성을 갖고 있으므로, 테이퍼상의 벽면을 덮는 세라믹 피막으로서 사용하면 다음과 같은 특징이 있다. 단단한 피막이므로 회전 스핀들과의 마찰력에 의해 마모되기 어렵다. 또한, 고유 저항이 낮은 흑연의 표면을 도전성이 있는 탄화규소 피막이 덮고 있으므로, 대전되기 어렵고, 마찰로 발생한 파티클이 부착되기 어렵게 할 수 있고, 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어의 테이퍼상의 벽면을 덮는 탄화규소 피막은 β형인 것이 바람직하다. β형의 탄화규소 피막은, 예를 들어 1100 내지 1400℃의 CVD법으로 성막하면 얻을 수 있다. β형의 탄화규소는 경도가 3000 내지 4000Hv이므로 적절히 이용할 수 있다. 웨이퍼 캐리어의 테이퍼상의 벽면을 덮는 탄화규소 피막의 바람직한 면 거칠기(Ra)는 0.1 내지 5㎛이다. 면 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이상이면, 충분한 마찰력이 얻어지므로, 회전 스핀들로부터의 회전력을 효율적으로 웨이퍼 캐리어로 전달할 수 있다. 면 거칠기(Ra)가 5㎛ 이하이면, 회전 스핀들을 연마하는 능력이 충분히 없으므로 파티클의 발생을 적게 할 수 있다. CVD법으로 얻어진 탄화규소는 일반적인 소결법의 탄화규소와 비교하여, 소결 보조제를 사용하지 않으므로 고순도이다. CVD법으로 얻어진 β형의 탄화규소 피막은 도전성을 갖고 있으므로, 웨이퍼 캐리어의 대전을 방지하여 파티클의 부착을 방지하고, 또한 일단 부착된 파티클도 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 웨이퍼 캐리어에 회전 스핀들이 삽입되고, 회전하고 있는 동안에 마찰에 의해 발생한 파티클은 그의 대부분이 회전 스핀들과 웨이퍼 캐리어가 형성하는 공간에 축적된다. 또한, 탄화규소 피막의 바람직한 고유 저항은 0.01 내지 1Ω㎝이다. 1Ω㎝ 이하이면, 대전한 웨이퍼 캐리어 표면의 전하를 방출하기 쉽게 할 수 있고, 발생한 파티클을 부착시키기 어렵게 할 수 있다. 또한, 탄화규소의 고유 저항은 불순물을 도핑함으로써 용이하게 조정할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 결합 구멍의 테이퍼상의 벽면이 도전성을 갖고 있으므로, 회전 스핀들(20)을 통해 전하를 방출하고, 발생한 파티클을 용이하게 낙하시킬 수 있다. 회전 스핀들(20)이 금속 등 도전체인 경우에는 전하가 방출되기 쉬워 더욱 유효하다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는, 흑연의 기재가 일체적(monolithic)으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 흑연의 기재는 금속과 같이 고유 저항이 낮으므로, 일체적으로 구성됨으로써 전하 이동을 촉진하여 전하를 외부로 방출하기 쉽게 할 수 있고, 파티클의 부착을 방지하고, 일단 부착된 파티클 제거를 용이하게 할 수 있다. 또한, 웨이퍼 캐리어(10)의 표면을 덮는 세라믹 피막(2)이 도전성을 갖는 탄화규소 등인 경우, 그 효과를 더욱 유지할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는, 외주부(4)에는 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성되고, 세라믹 피막은, 상면에서의 두께보다 보유 지지면에서의 두께가 얇아지도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 웨이퍼 캐리어(10)의 상면은 원료 가스에 의한 흑연의 기재의 부식을 방지하기 위해 세라믹 피막(2)을 두껍게 하는 것이 중요하지만, 하측을 향한 보유 지지면(4b)은 원료 가스가 돌아 들어가기 어려우므로 흑연의 기재를 보호할 필요성은 작다. 이로 인해, 흑연의 기재보다 고유 저항이 높은 세라믹 피막이어도 플랜지의 보유 지지면에 얇게 덮음으로써, 도전성의 반송 지그를 사용하여 반송할 때에 반송 지그를 통해 전하를 방출할 수 있다. 이로 인해, 보유 지지면에 형성된 세라믹 피막은 상기 상면의 세라믹 피막보다 얇게 형성함으로써 이와 같은 효과를 발휘할 수 있다.
다음에, 본 실시 형태의 에피택셜 성장 장치에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 에피택셜 성장 장치(100)는 웨이퍼 캐리어(10)와 회전 스핀들(20)의 마찰로 발생한 파티클을, 상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들(20)을 사용함으로써 포집할 수 있다. 상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들을 사용하면, 개구부 속을 청소함으로써 발생한 파티클을 용이하게 제거할 수 있다. 상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들(20)이란, 특별히 한정되지 않는다. 회전 스핀들은 개구부가 얕고, 개구부가 상단부에만 형성된 막대상의 회전 스핀들이어도 되고, 개구부가 깊은 파이프상의 회전 스핀들이어도 된다.
본 발명의 에피택셜 성장 장치의 회전 스핀들(20)은 상단부의 개구부로부터 기체를 흡인하는 흡인 기구(30)를 더 구비하고 있다. 흡인 기구를 구비함으로써, 회전 스핀들과 웨이퍼 캐리어가 형성하는 공간에 축적된 파티클을, 에피택셜 성장 장치 내부에 확산되기 전에 제거할 수 있다.
다음에, 실시 형태 2의 웨이퍼 캐리어에 대해 설명한다.
본 발명에 관한 실시 형태 2의 웨이퍼 캐리어는 웨이퍼를 보유 지지하기 위한 하나 이상의 캐비티(6a)를 갖는 상면(6)과, 회전 스핀들의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍(5)을 중심에 갖는 하면(7)과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 외주부(4)를 갖고, 흑연을 포함하는 기재와, 적어도 상기 상면과 상기 하면 및 상기 외주부를 덮는 세라믹 피막을 포함하는 웨이퍼 캐리어이며, 상기 결합 구멍(5)은 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면과, 상기 벽면과의 경계보다도 중앙부가 깊은 저면을 포함한다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 회전 스핀들(20)에 직접 설치된다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 에피택셜 성장 장치(100)의 외부로부터 오토 로더 등으로 반송되어 용이하게 설치 제거할 수 있도록 웨이퍼 캐리어(10)의 하면의 중심에 회전 스핀들(20)과의 결합 구멍(5)을 갖고 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 상면에 웨이퍼를 적재하기 위한 캐비티(6a)를 갖고 있다. 캐비티의 형상, 수는 특별히 한정되지 않는다. 캐비티의 형상은, 예를 들어 웨이퍼의 형상에 대응하고, 원형의 캐비티(도 3의 (a) 참조) 외에, 웨이퍼를 취출할 때, 주걱(spatula)을 측면으로부터 삽입하기 쉽도록 큰 원과 작은 사각형이 조합된 캐비티(도 3의 (b) 참조), 큰 원과 1개의 작은 원이 조합된 캐비티(도 3의 (c) 참조), 큰 원과 2개의 작은 원이 조합된 캐비티(도 3의 (d) 참조) 등을 변형예로서 들 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 상면(6)과, 하면(7)과, 상면과 하면을 연결하는 외주부(4)에 의해 구성된다. 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 웨이퍼를 적재하기 위한 캐비티를 제외한 부분이, 상면 및 하면에 수직인 중심축 주위로 회전 대칭의 원반인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어는 상면 및 하면에 수직인 중심축 주위에 회전 대칭으로 구성된 원반의 상면측에 웨이퍼를 적재하기 위한 캐비티를 형성한 형상이다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)의 외주부(4)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 외주부(4)의 형상은 상면 및 하면을 수직으로 접속하는 원통의 측면(도 4의 (a) 참조), 중심축을 포함하는 단면에서 볼 때 상면 및 하면을 매끄럽게 접속하는 원호가 되는 곡면(도 4의 (d) 참조), 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성된 형상(도 4의 (b) 참조), 칼라를 갖는 형상(도 4의 (c) 참조) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 4의 웨이퍼 캐리어는 결합 구멍으로서 관통 구멍이 비어 있지만, 비관통 구멍의 실시 형태 2에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어에 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성되어 있으면, 반송 장치의 보유 지지구의 간격이 하면의 직경보다도 크고, 플랜지의 직경보다도 작은 반송 지그를 선단에 갖는 오토 로더를 사용하여 용이하게 에피택셜 성장 장치에 웨이퍼 캐리어를 반입 및 반출할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 회전 스핀들(20)의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍(5)을 하면의 중심에 갖고 있다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼 캐리어를 구성하는 원반의 중심축 부분에 결합 구멍이 형성되어 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어의 결합 구멍은 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면과, 상기 벽면과의 경계보다도 중앙부가 깊은 저면을 포함한다. 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)의 결합 구멍(5)은 테이퍼상의 벽면(5a)을 갖는 구멍이므로, 테이퍼상의 돌기를 갖는 회전 스핀들(20)과 결합함으로써, 적당한 마찰 접합을 형성할 수 있다. 이로 인해, 별개의 보유 지지 수단을 필요로 하지 않고, 회전 스핀들로부터 웨이퍼 캐리어로 회전력을 전달할 수 있고, 용이하게 설치 제거를 할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 흑연을 포함하는 기재(1)와, 상면(6)과 하면(7) 및 외주부(4)를 덮는 세라믹 피막(2)을 갖고 있다. 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 기재가 흑연을 포함하므로, 몰리브덴 등의 내열성의 금속보다 경량이고, 또한 회전 모멘트를 작게 할 수 있다. 이로 인해, 결합 구멍에 가해지는 하중 및 토크를 작게 할 수 있다. 이에 의해, 결합 구멍의 벽면에 가해지는 마찰력을 작게 할 수 있고, 발생하는 파티클의 양을 줄일 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 상면(6)과 하면(7) 및 외주부(4)를 덮는 세라믹 피막(2)을 갖고 있으므로, 에피택셜 성장에서 사용하는 암모니아, 수소, 유기 금속 등을 사용한 경우에도 원료 가스에 의한 흑연의 부식을 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어의 결합 구멍(5)의 저면(5b)은 벽면과의 경계보다도 중앙부가 깊다. 벽면(5a)과의 경계보다도 중심부가 깊다는 것은, 결합 구멍의 형상이 테이퍼상의 벽면과 접속하는 부분보다도 중심축과의 교점의 쪽이 깊은 것을 나타낸다. 결합 구멍(5)의 깊이는 테이퍼상의 벽면(5a)으로부터 중심축과의 교점을 향함에 따라 서서히 깊어져 가는 것이 바람직하다. 이와 같은 형상으로서는, 저면이 벽면과의 경계로부터 연장되는 테이퍼면을 갖고 있는 경우(도 7의 (b), 도 7의 (c) 참조), 저면이 벽면과의 경계로부터 연장되는 돔상의 면인 경우(도 7의 (a) 참조) 등을 들 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 이와 같은 형상으로 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼 캐리어의 상면의 중앙이 융기되어, 웨이퍼 캐리어의 상면의 웨이퍼를 적재하는 면보다도 결합 구멍의 저면이 위에 있는 웨이퍼 캐리어(도 9 참조), 결합 구멍의 개구부가, 돌출 웨이퍼 캐리어의 하면보다 아래에 있는 웨이퍼 캐리어(도 10의 (a) 참조), 결합 구멍의 개구부가, 함몰 웨이퍼 캐리어의 하면보다 위에 있는 웨이퍼 캐리어(도 10의 (b) 참조) 등을 변형예로서 이용할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)의 결합 구멍(5)의 저면이 벽면(5a)과의 경계로부터 연장되는 테이퍼면을 갖거나, 혹은 벽면과의 경계로부터 연장되는 돔상의 면인 것에 의해, 마모에 의해 발생한 파티클이 부착되기 쉬운 코너 부분을 없앨 수 있다. 부착된 파티클은, 예를 들어 에어 블로우함으로써 용이하게 파티클을 제거할 수 있다. 또한, 파티클의 제거 방법은 에어 블로우로 한정되지 않고, 브러시, 천 등으로 불식함으로써 용이하게 제거할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 테이퍼상의 벽면(5a)이 세라믹 피막(2)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 도 8의 (a)는 결합 구멍의 테이퍼상의 벽면이 세라믹 피막으로 덮여 있지 않고, 흑연이 노출된 웨이퍼 캐리어이다. 도 8의 (b)는 결합 구멍의 테이퍼상의 벽면이 세라믹 피막으로 덮인 웨이퍼 캐리어이다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)의 기재에 사용하는 흑연은 a축 방향으로 공유 결합에 의해 탄소 원자의 육각망면을 형성하고, c축 방향으로 반데르발스힘에 의해 적층된 결정 구조를 이루고 있다. 이로 인해, 흑연은 c축 방향으로 박리되기 쉽고, 부드러운 소재이다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어는 테이퍼상의 벽면이 상기 세라믹 피막으로 덮여 있으므로, 세라믹 피막에 의해 흑연이 마모되기 어렵게 할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는 경량의 흑연을 기재에 사용하여, 테이퍼상의 벽면(5a)이 상기 세라믹 피막(2)으로 더 덮여 있으므로 회전 스핀들(20)과 웨이퍼 캐리어(10) 사이에 발생하는 마찰력에 의한 마모를 저감시키고, 마모에 의한 파티클의 발생을 저감시킬 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)의 세라믹 피막(2)으로서는, 열분해 탄소 피막, 탄화규소 피막 등을 들 수 있다. 이들 세라믹 피막의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 CVD법으로 형성할 수 있다. 그 중에서도 탄화규소 피막은 단단하고, 도전성을 갖고 있으므로, 테이퍼상의 벽면을 덮는 세라믹 피막으로서 사용하면 다음과 같은 특징이 있다. 단단한 피막이므로 회전 스핀들과의 마찰력에 의해 마모되기 어렵다. 또한, 고유 저항이 낮은 흑연의 표면을 도전성이 있는 탄화규소 피막이 덮고 있으므로, 대전하기 어렵고, 마찰로 발생한 파티클이 부착되기 어렵게 할 수 있고, 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)의 테이퍼상의 벽면(5a)을 덮는 탄화규소 피막은 β형인 것이 바람직하다. β형의 탄화규소 피막은, 예를 들어 1100 내지 1400℃의 CVD법으로 성막하면 얻을 수 있다. β형의 탄화규소는 경도가 3000 내지 4000Hv이므로 적절히 이용할 수 있다. 웨이퍼 캐리어의 테이퍼상의 벽면을 덮는 탄화규소 피막의 바람직한 면 거칠기(Ra)는 0.1 내지 5㎛이다. 면 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 이상이면, 충분한 마찰력이 얻어지므로, 회전 스핀들로부터의 회전력을 효율적으로 웨이퍼 캐리어로 전달할 수 있다. 면 거칠기(Ra)가 5㎛ 이하이면, 회전 스핀들을 연마하는 능력이 충분히 없으므로 파티클의 발생을 적게 할 수 있다. CVD법으로 얻어진 탄화규소는 일반적인 소결법의 탄화규소와 비교하여, 소결 보조제를 사용하지 않으므로 고순도이다. CVD법으로 얻어진 β형의 탄화규소 피막은 도전성을 갖고 있으므로, 웨이퍼 캐리어의 대전을 방지하여 파티클의 부착을 방지하고, 또한 일단 부착된 파티클도 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 웨이퍼 캐리어에 회전 스핀들이 삽입되어, 회전하고 있는 동안에 마찰에 의해 발생한 파티클은, 그의 대부분이 회전 스핀들과 웨이퍼 캐리어가 형성하는 공간에 축적된다. 또한, 탄화규소 피막의 바람직한 고유 저항은 0.01 내지 1Ω㎝이다. 1Ω㎝ 이하이면, 대전한 웨이퍼 캐리어 표면의 전하를 방출하기 쉽게 할 수 있고, 발생한 파티클을 부착시키기 어렵게 할 수 있다. 또한, 탄화규소의 고유 저항은 불순물을 도핑함으로써 용이하게 조정할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어는 결합 구멍(5)의 테이퍼상의 벽면(5a)이 도전성을 갖고 있으므로, 회전 스핀들(20)을 통해 전하를 방출하고, 발생한 파티클을 용이하게 낙하시킬 수 있다. 회전 스핀들(20)이 금속 등의 도전체인 경우에는 전하가 방출되기 쉽고 또한 유효하다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어는, 흑연의 기재가 일체적(monolithic)으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 흑연의 기재는 금속과 같이 고유 저항이 낮으므로, 일체적으로 구성됨으로써 전하 이동을 촉진하여 전하를 외부에 방출하기 쉽게 할 수 있고, 파티클의 부착을 방지하고, 일단 부착된 파티클 제거를 용이하게 할 수 있다. 또한, 웨이퍼 캐리어 표면을 덮는 세라믹 피막이 도전성을 갖는 탄화규소 등인 경우, 더욱 그 효과를 유지할 수 있다.
본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어(10)는, 외주부(4)에는 하측을 향한 보유 지지면(4b)을 갖는 플랜지(4a)가 형성되고, 세라믹 피막은, 상면에서의 두께보다 보유 지지면에서의 두께가 얇아지도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 웨이퍼 캐리어(10)의 상면은 원료 가스에 의한 흑연의 기재의 부식을 방지하기 위해 세라믹 피막(2)을 두껍게 하는 것이 중요하지만, 하측을 향한 보유 지지면은 원료 가스가 돌아 들어가기 어려우므로 흑연의 기재를 보호할 필요성은 작다. 이로 인해, 흑연의 기재보다 고유 저항이 높은 세라믹 피막이어도 플랜지의 보유 지지면(4b)에 얇게 덮음으로써, 도전성의 반송 지그를 사용하여 반송할 때에 반송 지그를 통해 전하를 방출할 수 있다. 이로 인해, 보유 지지면에 형성된 세라믹 피막은 상기 상면의 세라믹 피막보다 얇게 형성함으로써 이와 같은 효과를 발휘할 수 있다.
다음에, 본 실시 형태의 에피택셜 성장 장치(100)에 대해 설명한다. 도 11은 본 실시 형태의 에피택셜 성장 장치의 단면도이다.
본 실시 형태의 에피택셜 성장 장치(100)는 웨이퍼 캐리어(10)와 회전 스핀들(20)의 마찰로 발생한 파티클을, 상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들(20)을 사용함으로써 포집할 수 있다. 상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들(20)을 사용하면, 개구부 속을 청소함으로써 발생한 파티클을 용이하게 제거할 수 있다.
본 실시 형태의 에피택셜 성장 장치에 사용하는 웨이퍼 캐리어(10)는 결합 구멍의 저면이 벽면과의 경계로부터 연장되는 테이퍼면을 갖거나, 혹은 벽면과의 경계로부터 연장되는 돔상의 면인 것에 의해, 마모에 의해 발생한 파티클이 부착되기 쉬운 코너 부분을 없앨 수 있다. 또한, 웨이퍼 캐리어는 회전 스핀들에 의해 고속 회전하고 있으므로, 마모에 의해 발생한 파티클은 원심력에 의해 저부의 주변부(벽면과의 경계)에 모인다. 주변부에 모인 파티클은, 결합 구멍(5)에는 파티클이 부착되기 쉬운 코너 부분이 없기 때문에, 대부분이 낙하하여 회전 스핀들(20)의 개구부에 모인다. 또한, 고유 저항이 낮은 흑연의 표면을 도전성이 있는 탄화규소 피막이 덮고 있으면 대전되기 어렵게 할 수 있다. 이로 인해, 발생한 파티클이 회전 스핀들(20)의 개구부에 낙하하기 쉬워져, 에피택셜 성장 장치(100) 내에 비산되기 어렵게 할 수 있다.
상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들(20)이란, 특별히 한정되지 않는다. 회전 스핀들은 개구부가 얕고, 개구부가 상단부에만 형성된 막대상의 회전 스핀들이어도 되고, 개구부가 깊은 파이프상의 회전 스핀들이어도 된다.
본 발명의 에피택셜 성장 장치(100)의 회전 스핀들(20)은 상단부의 개구부로부터 기체를 흡인하는 흡인 기구(30)를 더 구비하고 있다. 흡인 기구를 구비함으로써, 회전 스핀들과 웨이퍼 캐리어가 형성하는 공간에 축적된 파티클을, 에피택셜 성장 장치 내부에 확산되기 전에 제거할 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태의 웨이퍼 캐리어와, 에피택셜 성장 장치를 조합함으로써, 파티클의 발생이 적은 에피택셜 성장 장치를 제공할 수 있다.
1 기재
2 세라믹 피막
4 외주부
4a 플랜지
4b 보유 지지면
5 결합 구멍
5a 벽면
5b 저면
6 상면
6a 캐비티
7 하면
8 핀
10 웨이퍼 캐리어
20 회전 스핀들
30 흡인 기구
40 가열 수단
50 원료 가스의 공급 수단
100 에피택셜 성장 장치

Claims (14)

  1. 웨이퍼를 보유 지지하기 위한 하나 이상의 캐비티를 갖는 상면과, 회전 스핀들의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍을 중심에 갖는 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 외주부를 갖고, 흑연을 포함하는 기재와, 적어도 상기 상면과 상기 하면 및 상기 외주부를 덮는 세라믹 피막을 포함하는 웨이퍼 캐리어이며,
    상기 결합 구멍은, 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면에 의해 구성되는 관통 구멍이고,
    상기 외주부에는 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성되고,
    상기 세라믹 피막은, 상기 상면에서의 두께보다 상기 보유 지지면에서의 두께가 얇게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 벽면은 상기 세라믹 피막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 피막은 탄화규소인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  4. 제1항에 있어서, 상기 흑연을 포함하는 기재는 일체적으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  5. 삭제
  6. 제1항에 기재된 웨이퍼 캐리어와,
    상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들과,
    상기 웨이퍼 캐리어를 가열하는 가열 수단과,
    상기 웨이퍼 캐리어 상에 배치된 원료 가스의 공급 수단
    을 갖고,
    상기 개구부는 기체를 흡인하는 흡인 기구에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 에피택셜 성장 장치.
  7. 웨이퍼를 보유 지지하기 위한 하나 이상의 캐비티를 갖는 상면과, 회전 스핀들의 상단부를 제거 가능하게 삽입하기 위한 결합 구멍을 중심에 갖는 하면과, 상기 상면과 상기 하면을 연결하는 외주부를 갖고, 흑연을 포함하는 기재와, 적어도 상기 상면과 상기 하면 및 상기 외주부를 덮는 세라믹 피막을 포함하는 웨이퍼 캐리어이며,
    상기 결합 구멍은, 상면측으로부터 하면측을 향해 확대되는 테이퍼상의 벽면과, 상기 벽면과의 경계보다도 중앙부가 깊은 저면을 포함하고,
    상기 외주부에는 하측을 향한 보유 지지면을 갖는 플랜지가 형성되고,
    상기 세라믹 피막은, 상기 상면에서의 두께보다 상기 보유 지지면에서의 두께가 얇게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  8. 제7항에 있어서, 상기 저면은 상기 벽면과의 경계로부터 연장되는 테이퍼면을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  9. 제7항에 있어서, 상기 저면은 상기 벽면과의 경계로부터 연장되는 돔상의 면인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  10. 제7항에 있어서, 상기 벽면은 상기 세라믹 피막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  11. 제7항에 있어서, 상기 세라믹 피막은 탄화규소인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  12. 제7항에 있어서, 상기 흑연을 포함하는 기재는 일체적으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어.
  13. 삭제
  14. 제7항에 기재된 웨이퍼 캐리어와,
    상단부에 개구부를 갖는 회전 스핀들과,
    상기 웨이퍼 캐리어를 가열하는 가열 수단과,
    상기 웨이퍼 캐리어 상에 배치된 원료 가스의 공급 수단
    을 갖고,
    상기 개구부는 기체를 흡인하는 흡인 기구에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 에피택셜 성장 장치.
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