KR101980473B1 - 기판의 열 처리를 위한 장치, 그러한 장치를 위한 캐리어 및 기판 지지 요소 - Google Patents

기판의 열 처리를 위한 장치, 그러한 장치를 위한 캐리어 및 기판 지지 요소 Download PDF

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Abstract

공지된 기판의 열 처리를 위한 장치가, 가열 장치 및, 기판을 위한 지지 표면을 갖도록 제공되는 캐리어를 구비한다. 공지의 장치에 기초하여, 높은 기판 처리량을 허용하는 장치가, 캐리어의 적어도 일부분이, 비정질 매트릭스 성분 및 반도체 재료의 형태의 부가적 성분을 포함하는 복합 재료로 제조되고, 가열 장치의 일부이며 그리고 전류가 그를 통과할 때 열을 발생시키는 전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로가, 복합 재료의 표면에 적용되는 것인, 본 발명에 따라 제안된다.

Description

기판의 열 처리를 위한 장치, 그러한 장치를 위한 캐리어 및 기판 지지 요소
본 발명은, 기판의 열 처리를 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는, 가열 장치 및, 기판을 지탱하기 위한 지지 표면을 갖도록 제공되는, 캐리어를 구비한다.
본 발명은 또한, 기판을 위한 적어도 하나의 지지 표면을 구비하는, 기판의 열 처리를 위한 캐리어에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은, 기판을 위한 지지 표면을 구비하는, 기판의 열 처리를 위한 캐리어를 위한 기판 지지 요소에 관한 것이다.
본 발명의 맥락에서의 장치는, 예를 들어, 반도체 및 태양광 산업에서 반도체 웨이퍼들의 열 처리를 위해 사용되며; 이들은 일반적으로 복수의 기판의 동시 조사를 위해 설계되며, 그리고 원칙적으로, 비-연속적 프로세스들(배치 프로세스들(batch processes))에서 사용된다. 이러한 장치에서, 기판은 일반적으로, 특별한 환경 조건들에 의한 열 처리를 위해 설계되는 폐쇄된 공정 챔버 내에 배열되고; 공정 챔버는, 바람직하게 배기되거나 또는 반응 가스 또는 보호 가스에 의해 가압될 수 있을 것이다.
본 발명의 맥락에서 캐리어들은, 하나 또는 복수의 기판을 수용하고 유지하도록 설계되며, 및/또는 하나 또는 복수의 기판을 운반하기 위해 사용될 수 있으며; 이러한 캐리어들은, 각각 하나 또는 복수의 기판을 수용하도록 설계될 수 있는, 하나 또는 복수의 지지 표면을 구비한다. 캐리어들은, 단일 부품으로 또는 복수 부품으로 실시될 수 있을 것이다. 후자의 경우에, 캐리어는 흔히, 하나 또는 복수의 기판 지지 요소가 그 내부에 수용될 수 있는, 유지 프레임을 구비한다.
기판 지지 요소들은, 본 발명의 맥락에서, 예를 들어 함몰부(depression)의 형태의, 기판을 지탱하기 위한 적어도 하나의 지지 표면을 구비한다. 이들은, 예를 들어, 하나 또는 복수의 기판을 위한 홀더들 또는 캐리어들로서, 사용된다.
실리콘 웨이퍼들의 제조 및 처리 도중에, 흔히 실리콘 웨이퍼들을 열 처리에 종속시키는 것이 필요하다. 실리콘 웨이퍼들은, 기판 상측면 및 기판 하측면을 구비하는, 얇은 웨이퍼 형상 기판들이다. 실리콘 웨이퍼들의 열 처리를 위해, 기판 수용 요소에 더하여, 일반적으로 하나 또는 복수의 적외선 방사체의 형태인, 가열 장치를 구비하는, 장치가 사용된다.
실리콘 웨이퍼들의 열 처리가 흔히, 특별한 조건 하에서 (예를 들어, 진공 또는 다른 적당한 분위기, 예를 들어 반응성 분위기에서) 일어나기 때문에, 기판 수용 요소는 일반적으로, 기밀하게 폐쇄된 공정 챔버 내에 위치하게 된다. 열 처리 도중에, 복수의 웨이퍼가 동시에 공정 챔버 내에서 열 처리에 종속될 때, 웨이퍼의 높은 처리량이 달성된다. 이를 위해, 웨이퍼들은 유리하게, 복수의 웨이퍼가 적재되며, 열 처리에 공급되는, 캐리어 상에 유지된다.
그러한 캐리어들은 흔히, 수직 구조물들을 구비하며; 이들은 본질적으로, 복수의 슬롯 형성 횡단 막대에 의해 서로 연결되는 상측 및 하측 제한 플레이트를 포함한다. 반도체를 위한 웨이퍼들의 기술적 처리 도중에, 이러한 캐리어들은, 코팅 또는 에칭 시스템 내의, 예를 들어, 노 내에서 사용되지만, 웨이퍼들을 운반하고 저장하기 위해서도 또한 사용된다. 그러한 캐리어가, 예를 들어 DE 20 2005 001 721 U1로부터 공지된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 웨이퍼들이 그 내부에서 선반 시스템과 같이 복수의 레벨에 배열되는, 수평 구조물들이 사용된다.
그러나, 공지의 캐리어들의 단점이, 단지 작은 조립 공간만이 캐리어 내에 유지되는 웨이퍼들 사이에 남게 되며, 이는 가열 장치가 캐리어의 측면에 배열되는 것으로 이어진다는 것이다. 측면으로부터의 웨이퍼들의 조사는 일반적으로, 웨이퍼들의 에지 영역들 및 중심 영역들에 대한 불균일한 조사와 연결된다. 이는, 웨이퍼의 중심 영역이 선택된 온도에 도달할 때까지 조사가 계속되어야만 하기 때문에, 더 긴 처리 시간으로 이어질 수 있을 것이다.
공지의 장치에서, 적외선 방사체들은, 웨이퍼 표면 상에서 가장 높은 조사 강도를 허용하도록, 공정 챔버 내에 배열된다. 큰 표면적을 갖는 기판들의 우수하고 균일한 열 처리가, 복수의 적외선 방사체가 공정 챔버 내에 위치하게 될 때, 달성된다. 적외선 방사체들은 일반적으로, 서로 평행한 자체의 방사 튜브들의 길이 방향 축들을 따라 배열된다. 적외선 방사체들은 바람직하게, 기판의 상측면 및 하측면에 위치하게 된다. 그러나, 이는, 조사되어야 할 웨이퍼의 위의 및/또는 아래의 비교적 큰 이용 가능 조립 공간의 존재를 요구한다.
적외선 방사체의 전기적 접속부는 일반적으로, 공정 챔버의 외부에 놓인다. 이는, 접속 지점들에서의 전기적 방전이 공정 챔버 내부에서 방지되는 이점을 갖는다. 그러나, 이 경우에, 적외선 방사체들은, 공정 챔버 벽을 통해 전달되어야만 하며, 따라서 특수한 밀봉체가 피드스루들(feedthroughs)을 위해 요구된다.
DE 10 2008 063 677 B4로부터, 예를 들어, 진공 챔버 내에 설치될 수 있는 그리고 기밀 밀봉을 위해 O-링의 형태의 밀봉 요소를 갖도록 제공되는, 적외선 방사체가 공지된다. 그러나, 그러한 밀봉은, 밀봉 요소가 밀봉 요소에 손상을 입일 수 있는 높은 열 응력에 자주 종속된다는, 단점을 갖는다. 따라서, 적외선 방사체를 위한 피드스루들의 연속적인 열적 밀봉을 달성하는 것이 복잡하다.
마지막으로, 공정 챔버 내에 배열되는 적외선 방사체들은, 특정 공간적 범위를 구비하며 그리고 특정 양의 조립 공간의 이용 가능성을 요구한다. 기판들의 열 처리를 위해 사용되는 장치의 조립 공간은 흔히, 제한되며 그리고 요구에 따라 확대될 수 없다. 더불어, 부가적으로 요구되는 조립 공간은, 배기 프로세스가 예를 들어 더 큰 치수들을 구비하는 장치에서 더 길기 때문에, 요구되는 처리 시간의 증가에 기여할 수 있을 것이다. 이는, 웨이퍼들의 열 처리 도중에, 처리량이 감소되도록 야기할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기본적 기술적 과제는, 높은 기판 처리량를 허용하는 장치를 제공하는 것이다.
더불어, 본 발명의 기본적 과제는, 높은 처리량과 함께 기판들의 간단한 열 처리를 허용하는, 캐리어 및 캐리어를 위한 기판 지지 요소를 제공하는 것이다.
기판의 열 처리를 위한 장치에 관하여, 상기한 과제는, 이상에 언급된 장치로부터 출발하여, 캐리어의 적어도 일부분이, 비정질 매트릭스 성분 및 반도체 재료의 형태의 부가적 성분을 포함하는 복합 재료로 제조되고, 가열 장치의 일부이며 그리고 전류가 그를 통과할 때 열을 발생시키는 전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로가, 캐리어의 표면에 적용되는 것인, 본 발명에 따라 달성된다.
기판의 열 처리를 위한 공지의 장치가, 캐리어 및 가열 장치를 구비한다. 이러한 장치에서, 캐리어 및 가열 장치는 별개의 조립체들로 실시되며, 가열 장치는 일반적으로 공정 챔버 내에, 캐리어에 인접하게, 예를 들어 캐리어의 위에 및/또는 아래에, 배열되거나, 또는 가열 장치는 캐리어의 측면에 위치하게 된다. 가열 장치는, 열 복사 방출 가열 요소뿐만 아니라, 작동시키기 위해 요구되는 전기적 연결부들 및 회로들을 포함한다.
본 발명의 기본 아이디어는, 장치가 가장 콤팩트한 가능한 설계를 구비하는 경우에 높은 기판 처리량이 달성될 수 있다는 것이다. 이는, 별개의 가열 장치가 사용되지 않으며 그리고 가열 장치가 캐리어에 통합되는 것인, 본 발명에 따라, 달성된다. 더불어, 통합된 가열 장치를 구비하는 캐리어가, 그 위에 놓이는 기판의 매우 균등한 조사에 기여한다.
따라서, 본 발명에 따라, 하나는 캐리어의 재료에 관한 것이며 그리고 다른 하나는 캐리어의 전기적 접속부의 유형에 관한 것인, 캐리어에 대한 2개의 수정예가 제안된다.
캐리어에 의한 적외선 복사의 방출을 허용하기 위해, 캐리어의 적어도 일부분이 복합 재료로 제조된다. 복합 재료의 조성은, 저-에너지 출발 상태를 취할 수 있으며 그리고 고-에너지 여기 상태를 취할 수 있는, 열적으로 여기 가능한 재료가 달성되도록 선택된다. 그러한 재료가 여기 상태로부터 출발 상태로 복귀하는 경우, 에너지가, 바람직하게 적외선 복사의 형태로 방출되며, 그리고 기판을 조사하기 위해 이용 가능하다.
복합 재료를 여기하기 위해 요구되는 에너지는, 캐리어의 표면에 적용되는 전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로에 의해 제공되며, 전도체 경로는, 전류가 자체를 통해 흐를 때, 열을 생성한다. 전도체 경로는, 캐리어의 적어도 일부분이 그에 의해 국부적으로 가열될 수 있는, "국부" 가열 요소로서 작용한다. 그러나, 전도체 경로는, 기판이 그에 의해 장치 내에서 가열되는, 실제 가열 요소를 형성하지 않으며, 대신에 주로 다른 장치 구성요소를, 구체적으로 캐리어 자체를 가열하기 위한 것이다. 전도체 경로는, 복합 재료로 이루어지는 캐리어의 일부분을 가열하도록 치수 결정된다. 전기 저항 요소로부터 캐리어로의 열의 운반은, 열 전도, 대류, 또는 열 복사에 기초하게 될 수 있을 것이다.
더불어, 캐리어에 통합되는 가열 장치가, 가열 요소로부터 기판 표면까지의 평균 거리를 최소화하는데 기여한다. 이는, 특히 효과적인 가열 프로세스 및 짧은 처리 시간을 허용한다.
그러한 캐리어 구조물을 구비하는 장치에서, 복합 재료로 제조되는 캐리어의 부분은, 적외선 복사를 방출하는 실제 요소를 형성한다. 복합 재료는 뒤따르는 성분들을 포함한다:
- 비정질 매트릭스 성분은, 중량 및 체적의 관점에서 복합 재료의 가장 큰 부분을 나타낸다. 비정질 매트릭스 성분은, 가장 큰 정도로, 복합 재료의 기계적 및 화학적 특성을: 예를 들어, 복합재료의 온도 저항, 강도, 및 부식 특성을, 결정한다. 매트릭스 성분(바람직하게 유리를 포함함)이 비정질이기 때문에, 캐리어의 기하학적 구성은, 결정질 재료들로 이루어지는 캐리어보다 본 발명의 장치의 특정 용도의 요건에 더욱 간단하게 맞춰질 수 있을 것이다. 더불어, 본질적으로 비정질 재료 성분을 포함하는 복합 재료는, 특별한 기판 형상들에 맞추기 용이하다.
매트릭스 성분은, 도핑되지 않은 또는 도핑된 실리카 유리, 게다가 SiO2를 포함할 수 있으며, 최대 10 중량%까지의 양으로, 다른 산화물, 질화물 또는 탄화물 성분들을 포함할 수 있을 것이다.
- 더불어, 본 발명에 따르면, 반도체 재료 형태의 부가적 성분이 매트릭스 성분 내에 삽입되는 것이 또한 제공된다. 부가적 성분은, 비정질 매트릭스 성분 내에 분산되는 별개의 비정질 상을 형성하거나, 또는 결정 상을 형성한다.
반도체는, ΔE
Figure 112017092743041-pct00001
3eV까지의 폭을 구비하는 금지된 구역에 의해 서로로부터 분리될 수 있는, 원자가 전자 밴드 및 전도 밴드를 갖는다. 금지된 구역의 폭은, 예를 들어, Ge에 대해 0.72 eV, Si에 대해 1.12 eV, InSb에 대해 0.26 eV, GaSb에 대해 0.8 eV, AlSb에 대해 1.6 eV, CdS에 대해 2.5 eV이다. 반도체의 전도성은, 얼마나 많은 전자들이 금지된 구역을 횡단하는지 및 원자가 전자 밴드 밖으로 전도 밴드 내로 이동할 수 있는지에 의존한다. 원칙적으로, 실온에서, 단지 소수의 전자들만이 금지된 구역을 횡단할 수 있으며 그리고 전도 밴드 내로 이동할 수 있고, 따라서, 원칙적으로 실온에서, 반도체가 단지 제한된 전도성만을 갖는다. 그러나, 반도체의 전도성의 레벨은, 반도체의 온도에 실질적으로 의존한다. 반도체 재료의 온도가 상승하면, 원자가 전자 밴드로부터 전도 밴드로 전자를 이동시키는 것에 이용 가능한 충분한 에너지가 존재할 가능성이, 또한 증가한다. 따라서, 반도체 전도성은 온도와 더불어 증가한다. 적정 온도에서, 반도체 재료들은 우수한 전기 전도성을 구비한다.
별개의 상으로서의 부가적 성분은, 균일하게 분배되거나 또는 의도적으로 비균일하게 분배된다. 부가적 성분은, 큰 정도로, 기판의 광학적 및 열적 특성을 결정하며: 더욱 정확하게, 780 nm 내지 1 mm 사이의 파장 범위인, 적외선 스펙트럼에서, 부가적 성분은 흡수를 야기한다. 이러한 스펙트럼 범위 내의 복사의 적어도 일부에 대해, 부가적 성분은, 매트릭스 성분의 흡수율보다 더 큰 흡수율을 구비한다.
부가적 성분의 상 영역들은, 매트릭스 내에서, 광학적 불연속점들로서 작용하며, 그리고 예를 들어, 복합 재료가, 층 두께에 의존하여, 실온에서 시각적으로 흑색 또는 흑갈색으로 보일 수 있도록 야기한다. 부가적으로, 불연속점들 자체가 열을 흡수한다.
부가적 성분은 바람직하게, 복합 재료 내에서 부가적 성분이 600℃의 온도에서 2 ㎛ 내지 8 ㎛ 사이의 파장들에 대해 적어도 0.6의 분광 방사율(
Figure 112017092743041-pct00002
)을 야기하는 방식 및 양으로, 복합 재료 내에 존재한다.
특히 높은 방사율이, 부가적 성분이 부가적 성분 상으로서 존재하며 그리고 평균적으로 20 ㎛ 미만의, 그러나 바람직하게 3 ㎛ 초과의 큰 최대 치수를 갖는 비-구형 형태를 가질 때, 달성될 수 있을 것이다.
비-구형 형태의 부가적 성분 상은 또한, 높은 기계적 강도 및 복합 재료의 낮은 균열을 형성하는 경향에 기여한다. 용어 "최대 치수"는, 현미경 사진에서 검출 가능한 부가적 성분 상을 갖는 절연 영역의 가장 긴 범위(longest extension)를 지칭한다. 상기한 평균은, 현미경 사진에서의 모든 가장 긴 범위들의 평균 값으로부터 확인된다.
키르호프 복사 법칙에 따르면, 열 평형 상태의 실제 물체의 분광 흡수율(
Figure 112017092743041-pct00003
) 및 분광 방사율(
Figure 112017092743041-pct00004
)은 동등하다.
Figure 112017092743041-pct00005
=
Figure 112017092743041-pct00006
(1)
부가적 성분은 따라서, 기판 재료가 적외선 복사를 방사한다는 것을 의미한다. 분광 방사율(
Figure 112017092743041-pct00007
)은, 공지의 표적화된 반구상 분광 반사율(hemispherical spectral reflectance)(Rgh) 및 투과율(Tgh)과 더불어, 다음과 같이 계산될 수 있을 것이다:
Figure 112017092743041-pct00008
= 1 - Rgh - Tgh (2)
"분광 방사율"은, "분광 정상 방사율"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 이는 "흑체 경계 조건(BBC)"으로 공지된 그리고 네덜란드에서의, 5차 유럽 열-과학 컨퍼런스(2008)에서, J. Manara, M. Keller, D. Kraus, M. Arduini-Schuster에 의해, "상승된 온도에서의 투명 및 반투명 재료들의 투과율 및 방사율의 결정"으로 공개된, 측정 원리를 사용하여 확인된다.
복합 재료 내의 비정질 매트릭스 성분은, 말하자면 부가적 성분과 관련하여, 부가적 성분을 갖지 않는 경우보다 더 높은 열 복사 흡수율을 갖는다. 이는, 전도체 경로로부터 기판 내로의 개선된 열 전도, 더욱 신속한 열의 분배, 및 기판 상으로의 더 높은 속도의 복사를 야기한다. 이 때문에, 얇은 지지 구조물 벽 두께 및/또는 비교적 낮은 전도체 부하 밀도를 갖는 경우에도, 더 큰 단위 표면적 당 복사 출력을 제공하는 것 및 균일한 방사 및 균일한 온도 필드를 생성하는 것이 또한 가능하다. 얇은 벽 두께를 구비하는 캐리어가, 낮은 열 용량을 구비하며 그리고 신속한 온도 변경을 허용한다. 따라서, 냉각 요소가 필요하지 않다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 부가적 성분은, 1000℃의 온도에서의 구성 재료 내에서 2 ㎛ 내지 8 ㎛ 사이의 파장에 대해 적어도 0.75의 분광 방사율(
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)을 야기하는, 유형 및 양으로 존재한다.
결과적으로, 복합 재료는, 2 ㎛ 내지 8 ㎛ 사이의, 말하자면 적외선 복사의 파장 범위에서의, 열 복사에 대한, 높은 흡수 및 방사 용량을 구비한다. 이는 복합 재료 표면 상의 반사를 감소시키며, 따라서, 무시할 정도로 작은 투과를 가정하면, 결과는, 2 ㎛ 내지 8 ㎛ 사이의 파장에 대해 그리고 1000℃보다 높은 온도에서 0.25의, 그리고 600℃의 온도에서 0.4의 최대 반사율이다. 반사된 열 복사에 의한 재현 가능하지 않은 가열이 그에 따라 회피되며, 이는, 균일한 또는 요구되는 비균일한 온도 분배에 기여한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 장치는, 캐리어가 그 내부에 위치하게 되는 공정 챔버를 구비하고, 상기 공정 챔버는, 제1 전위 및 제2 전위가 그를 통해 전도체 경로를 전기적으로 접속시키기 위해 공정 챔버 내로 인도되는 전류 피드스루를 갖는, 공정 챔버 벽을 구비하도록, 제공된다.
전도체 경로에 대한 전기 공급이, 캐리어 내에 통합되는 가열 장치를 작동시키기 위해 요구된다. 통상적인 가열 장치에 비해, 단지 작은 작동 전류만이 전도체 경로를 작동시키기 위해 요구되기 때문에, 전도체 경로는 단일 전류 피드스루를 통해 처리 공간 내로 전기적으로 접속될 수 있을 것이다. 어떤 유형의 전류 피드스루들은, 이들이 밀봉되어야만 한다는 단점을 갖는다. 그러나, 그러한 밀봉은, 특히 영구적 밀봉이 거의 달성되기 불가능하기 때문에, 흔히 문제가 된다. 제한 요인은 흔히, 사용되는 조명 요소들의, 특히 이들이 높은 복사 출력 또는 반응성 분위기에 노출될 때의, 대기 시간이다. 본 발명에 따른 장치의 하나의 이점은, 캐리어의 복수의 전도체 경로가 하나의 전류 피드스루에 의해 공급될 수 있으며, 따라서 단지 2개의 전위만이 공정 챔버 내로 인도되어야 한다는 것이다. 바람직하게 단지 제1 전위를 갖는 제1 개별 라인 및 제2 전위를 갖는 제2 개별 라인만이, 공정 챔버 내로 인도된다. 제1 개별 라인 및 제2 개별 라인은, 공유 케이블 내로 통합될 수 있을 것이다. 그에 연결되는 전도체들은 병렬 또는 직렬로 스위칭될 수 있을 것이다.
기판의 열 처리를 위한 캐리어에 관하여, 상기한 과제는, 이상에 언급된 캐리어로부터 출발하여, 캐리어의 적어도 일부분이, 비정질 매트릭스 성분 및 반도체 재료의 형태의 부가적 성분을 포함하는 복합 재료로 제조되고, 그리고 전류가 그를 통해 흐를 때 열을 발생시키는 전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로가, 복합 재료의 표면에 적용되는 것인, 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명의 캐리어는 특히, 반도체 웨이퍼(실리콘 웨이퍼)의 열 처리를 위해 설계된다.
기판의 열 처리를 위한 공지의 캐리어들은 일반적으로, 내열 재료로 제조된다. 더불어, 특히 반도체 제조에서, 반도체 부품들의 수율 및 전기적 작동 성능은, 매우 큰 정도로, 반도체가 제조 도중에 불순물들에 의해 오염되는 것을 방지하는 것에 대한 성공에 의존한다. 오염물질이 캐리어를 통해 공정 챔버 내로 도입되는 방지하기 위해, 공지의 캐리어들은 흔히, 높은 화학적 저항성을 구비하는 단일 재료로 제조되며, 따라서 이는 기판에 대한 낮은 오염 위험을 나타낸다.
본 발명에 따른 캐리어는, 단일 부품 또는 복수 부품으로 실시될 수 있으며; 캐리어는 특히, 수직 구조물 또는 수평 구조물을 구비할 수 있을 것이다. 캐리어는 바람직하게 수평 구조물을 구비한다. 수평 구조물들에서, 기판을 위한 지지 표면은, 공정 챔버의 바닥 표면에 평행하게 연장된다. 복수의 캐리어 요소가 제공되는 경우, 이들은 서로 평행하게 배열된다. 기판들의 그러한 수평 배향은, 기판들이 중력으로 인해 자체의 개별적인 지지 표면 상에 배치되는 이점을 구비한다. 이는, 지지 표면으로부터 연관된 기판으로의 우수한 열 전달을 허용한다. 이러한 맥락에서, 선반-유형 캐리어 구조물의 사용은, 이러한 유형의 캐리어와 더불어 기판을 가열하기 위해 요구되는 에너지가 2개의 메커니즘을 통해, 구체적으로 기판의 직접적 조사에 의해 그리고 또한 간접적으로 캐리어 자체에 의한 열 전도에 의해, 제공될 수 있기 때문에, 특히 유리한 것으로 입증되었다.
본 발명에 따른 캐리어가 복합 재료로 제조되며 그리고 동시에 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로를 갖도록 제공되기 때문에, 적외선 복사가 캐리어에 의해 직접적으로 생성될 수 있을 것이다. 본 발명의 캐리어는 그에 따라, 2가지 기능을 구비하는데: 첫째는, 캐리어가 기판들을 운반 및 저장하기 위해 사용될 수 있다는 것이며, 그리고 둘째는, 캐리어가 또한, 이를 위해 요구되는 부가적인 외부 복사 소스 없이, 기판들의 열 처리를 위한 복사 소스로서 사용될 수 있다는 것이다. 또한, 예를 들어, 기판들을 조사하기에 적당한 특수 캐리어 내로 기판들을 재배치하는 것이 필요하지도 않다.
본 발명에 따르면, 캐리어를 제작하는 재료 및 전기적 접속의 유형은, 캐리어 재료의 적어도 일부가, 재료 내로 도입되는 에너지에 의해 출발 상태로부터 여기 상태로 변환될 수 있도록, 구체적으로 여기 상태로부터 출발 상태로의 자체의 복귀 도중에, 캐리어 재료가, 기판을 조사하기 위해 제공되는 적외선 복사를 방사하도록, 선택된다.
그러한 캐리어를 구비하는 장치에서, 복합 재료로 제조되는 캐리어의 부분은, 실제 적외선 방사 요소이다. 복합 재료는, 본 발명에 따른 장치에 관해 이상에서 상세히 설명된 바와 같이, 비정질 매트릭스 성분 및 반도체 재료의 형태의 부가적 성분을 포함한다.
전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로가 캐리어의 표면에 적용되기 때문에, 전류가 저항 재료를 통해 흐를 때, 열이 저항 재료에 의해 생성될 수 있을 것이다. 전도체 경로는, 지지 구조물의 적어도 하나의 하위 영역이 그에 의해 국부적으로 가열될 수 있는, "국부" 가열 요소로서 작용한다.
본 발명에 따른 캐리어의 하나의 바람직한 실시예에서, 지지 표면의 영역에서, 캐리어가 복합 재료로 제조되도록 제공된다.
원칙적으로, 기판의 열 처리를 위해 사용되는 캐리어들은, 큰 정도로 우수한 온도 안정성 및 우수한 화학적 저항성에 의해 특징지어지는 재료로 제조된다. 반도체 제조에서, 특히, 반도체 요소들의 수율 및 전기적 작동 성능은, 큰 정도로, 반도체가 반도체 제조 도중에 불순물들에 의해 오염되는 것을 방지하는 것에 대한 성공에 의존한다. 그러한 오염은, 예를 들어 사용되는 장치에 의해 야기될 수 있을 것이다.
캐리어의 전체 또는 일부가, 복합 재료로 제조될 수 있을 것이다. 전체적으로 복합 재료로 제도되는 캐리어가, 제조하기에 간단하며 그리고 비용 효율적이다. 그러한 지지 표면의 상부는, 완전히 또는 부분적으로 전도체 경로로 덮일 수 있을 것이다. 캐리어의 상부의 단지 일부만이 전도체 경로로 덮일 때 유리한 것으로 입증되었다. 이 경우에, 단지 전도체 경로와 연관되는 캐리어의 영역들만이, 직접적으로 열적으로 여기된다. 직접적으로 열적으로 여기되지 않는 영역들은, 40℃의 온도 아래에서 어떤 인식할 수 있는 적외선 복사 방사를 보이지 않는다. 복사 영역은, 전도체 경로의 레이아웃을 배열함에 의해 그리고 전도체 경로로 덮이는 영역을 적절하게 선택함에 의해, 기판 형상에 맞춰질 수 있으며, 따라서 기판의 균일한 열 처리가 야기된다.
지지 표면 상에 배치되는 기판의 균일한 조사를 보장하기 위해, 캐리어가 단지 지지 표면의 영역에서만 복합 재료로 제조될 때, 또는 캐리어가 단지 지지 표면의 영역에서만 여기되도록 전도체 경로가 캐리어에 적용될 때, 유리한 것으로 입증되었다. 양자 모두의 경우에, 단지 지지 표면만이 적외선 복사의 방사체로서 작용한다. 지지 표면의 형상은, 기판의 형상에 간단하게 맞춰질 수 있을 것이다. 이 경우에, 동일한 형상을 구비하는 가열 장치가 지지 표면 상에 놓이는 기판에 대해 재배치되며, 따라서 기판의 특히 균일한 조사가 이루어지는 것이 가능하다.
지지 표면은 바람직하게, 평면형 표면으로 실시된다.
평면형 표면을 생성하는 것은 매우 복잡하지 않으며; 예를 들어 평활화(smoothing)에 의해, 특히 높은 품질의 지지 표면이 달성될 수 있을 것이다. 평면형 지지 표면은 더불어, 마찬가지로 평면형인 기판이 지지 표면과 가능한 한 가장 큰 접촉 표면을 구비하는 이점을 갖는다. 이는, 기판에 대한 특히 균일한 열 전달에 기여한다.
지지 표면 상에 적용되는 기판은, 완전히 또는 부분적으로 지지 표면 상에서 지탱될 수 있을 것이다. 바람직하게, 지지 표면 상에 적용되는 기판의 전체 측면이 지지 표면에 대면한다. 이는, 자체 상에 배치되는 측면의 온도가, 지지 표면의 전도체 경로를 전기적으로 구동함에 의해 가능한 한 가장 큰 정도로 조절될 수 있으며, 따라서 기판의 가능한 한 가장 균일한 가열이 허용되는, 이점을 갖는다.
기판을 위한 지지 표면은, 바람직하게 10,000 mm2 내지 160,000 mm2의 크기의 범위에, 특히 바람직하게 10,000 mm2 내지 15,000 mm2의 크기의 범위에 놓인다.
10,000 mm2 내지 160,000 mm2의 범위의 지지 표면은, 예를 들어 반도체 웨이퍼들의 현재 기판들을 수용하기에 충분할 정도로 크다. 부가적으로, 160,000 mm2 초과의 지지 표면은, 제조하기에 복잡하다.
지지 표면의 영역 크기가 10,000 mm2 내지 15,000 mm2의 범위에 놓일 때, 유리한 것으로 입증되었다. 이러한 범위의 지지 표면은, 전자 부품들의 제조에, 예를 들어 집적 회로들의 제조에 사용되는 바와 같은, 웨이퍼들을 수용하기에 특히 적당하다. 지지 표면이 정사각형 또는 원형 형상을 구비할 때 유리한 것으로 입증되었다. 정사각형 형상 지지 표면의 경우에, 그의 크기는 바람직하게, 100 mm x 100 mm 내지 122 mm x 122 mm 사이이며; 원형 형상 지지 표면의 경우에, 지지 표면 직경은 바람직하게, 56 mm 내지 120 mm 사이이다.
비정질 매트릭스 성분이 실리카 유리이고, 반도체 재료가 원소 형태로 존재하며, 반도체 재료의 중량 비율이 0.1% 내지 5% 사이의 범위에 놓일 때, 유리한 것으로 입증되었다.
이러한 맥락에서, 비정질 매트릭스 성분 및 부가적 성분이 600℃ 아래의 온도에서 전기적 절연 특성을 구비할 때, 유리한 것으로 입증되었다.
실리카 유리는 전기적 절연체이며, 그리고 높은 강도를 구비하는 것에 더하여, 부식에 대한, 온도에 대한 그리고 열 충격에 대한 우수한 저항성을 구비하고; 더불어, 고순도로 이용 가능하다. 따라서, 실리카 유리는 또한, 1100℃까지의 온도에서의 고온 가열 프로세스를 위한 매트릭스 재료로서 또한 적당하다. 냉각은 필요하지 않다.
매트릭스에서, 반도체 상의 미세 영역들은, 한편으로 광학적 불연속점들로서 작용하며, 그리고 기판 재료 내에 생성되는 층 두께에 의존하여, 실온에서 흑색 또는 흑갈색을 시각적으로 나타낼 수 있을 것이다. 다른 한편, 불연속점들은 또한, 복합 재료 전체의 열 흡수율에 관한 영향을 구비한다. 이는 본질적으로, 반도체로부터, 미세하게 분포되는 원자 상들의 특성들로 추적될 수 있으며, 그에 따라, 첫째로, 원자가 전자 밴드와 전도 밴드 사이의 에너지(밴드 갭 에너지)가 온도와 더불어 감소하며, 그리고 둘째로, 활성화 에너지가 충분히 높을 때, 전자들이 원자가 전자 밴드로부터 전도 밴드로 횡단하며, 이는 흡수 계수의 상당한 증가와 연관된다. 전도 밴드의 열적으로 활성화된 점유는, 반도체 재료가 실온에서 (약 1000 nm 이상과 같은) 특정 파장들에서 어느 정도까지 투명할 수 있으며 그리고 고온에서 불투명할 수 있다는 것을 야기할 수 있을 것이다.
그에 따라, 복합 재료의 온도가 증가함에 따라, 흡수율 및 방사율이 그에 따라 급격하게 증가할 수 있다. 이러한 영향은, 그 중에서도, 구조(비정질/결정질)의 그리고 반도체의 도핑의 함수이다.
부가적 성분은 바람직하게, 원소 실리콘이다. 예를 들어, 순수 실리콘은, 약 600℃에서 시작하는 방사의 현저한 증가를 보이지만, 이는, 약 1000℃에서 시작하는 포화에 도달한다.
반도체 재료 및 특히 바람직하게 사용되는 원소 실리콘은, 그에 따라, 구체적으로 실온에서, 그러나 예를 들어 600℃ 위의 상승된 온도에서도 또한, 유리질 매트릭스 성분의 흑색 착색을 야기한다. 이는, 높은 온도에서 넓은 밴드에서의 높은 방사의 맥락에서, 우수한 방사 특징을 달성한다. 반도체 재료, 바람직하게 원소 실리콘은, 매트릭스 내에 분산되는 별개의 Si 상을 형성한다. 복수의 반금속 또는 금속(금속들은, 그렇지만, 최대 50 wt.%, 그러나 부가적 성분의 중량 비율에 대해 20 wt.%를 초과하지 않는 것이 더 좋음)을 포함할 수 있을 것이다. 복합 재료는, 어떠한 개방 기공도를 나타내지 않지만, 기껏해야 0.5 % 미만의 폐쇄 기공도 및 적어도 2.19 g/cm3의 밀도를 갖는다. 따라서, 1차적 문제점이 캐리어를 제조하는 재료의 순도 또는 기밀성인, 캐리어들을 위해 적당하다.
복합 재료의 열 흡수율은, 부가적 성분의 비율에 의존한다. 부가적 성분의 중량비는, 그에 따라, 바람직하게 적어도 0.1%이어야 한다. 다른 한편, 부가적 성분의 부분에 관한 높은 체적비가, 매트릭스의 화학적 및 기계적 특성들에 관한 부정적 영향을 가질 수 있을 것이다. 이 경우, 부가적 성분의 중량비는 바람직하게, 0.1% 내지 5% 사이의 범위에 놓인다.
비정질 매트릭스 성분이 실리카 유리이며 그리고 적어도 99.99%의 화학적 순도의 SiO2 및 최대 1%의 크리스토발라이트 함량을 구비하는 것인 캐리어의 일 실시예가, 캐리어로부터의 기판 오염의 위험을 감소시키는데 특히 유리한 것으로 입증되었다. 매트릭스가 1% 이하의 낮은 크리스토발라이트 함량을 구비하기 때문에, 낮은 실투(devitrification) 경향이 그리고 그에 따라 캐리어로서의 사용 도중에 낮은 균열 형성의 위험이 존재한다. 이에 의해, 일반적으로 반도체 생산 프로세스들을 위해 존재하는 바와 같은, 입자들로부터의 자유도, 순도, 및 불활성에 관한 높은 요구가, 또한 만족된다.
전도체 경로가, 백금, 고 내열 강, 탄탈륨, 페라이트계 FeCrAl 합금, 오스테나이트계 CrFeNi 합금으로, 또는 몰리브덴계 합금으로 제조될 때, 그리고 0.01 mm2 내지 2.5 mm2의 범위의 단면적을 구비할 때, 유리한 것으로 입증되었다.
전도체 경로는, 캐리어가 그에 의해 가열되는, 가열 장치의 부분이며; 전류가 자체를 통해 흐를 때 열을 생성하는 저항 재료로 제조된다. 저항 재료는, 전기 에너지가 그에 의해 열 에너지(열)로 변환될 수 있는, 전기 부품을 형성하며; 그에 따라 열 저항체로도 또한 지칭될 수 있을 것이다. 저항 재료의 열 출력은, 재료의 고유 저항, 재료의 단면적 및 길이에, 그리고 자체에 인가되는 작동 전류 또는 작동 전압에 의존한다.
작동 전류 및 작동 전압은, 그렇지 않은 경우 저항 재료가 용융될 수 있음에 따라, 요구에 따른 방식으로 증가될 수 없기 때문에, 열 출력은, 저항 재료의 길이 및 단면적을 변화시킴에 의해 간단하고 신속하게 맞춰질 수 있을 것이다. 이러한 맥락에서, 단면적이 0.01 mm2 내지 2.5 mm2의 범위에 놓일 때, 유리한 것으로 입증되었다. (1 A 미만의) 단지 제한된 전류만이, 0.01 mm2 미만의 단면적을 구비하는 전도체 경로를 통해 흐를 수 있다. 2.5 mm2 초과의 단면적을 구비하는 전도체 경로는, 높은 저항성을 나타내며 그리고 (8 A보다 더 큰) 높은 작동 전류를 요구한다. 더불어, 그러한 전도체 경로는, 128 A보다 더 큰 높은 턴-온 전류와 연관되며, 따라서 턴-온 전류 제한기가 요구될 것이다.
단면적이 0.01 mm2 내지 0.05 mm2의 범위에 놓일 때, 특히 유리한 것으로 입증되었다. 이러한 범위의 단면적은, 특히 유리한 전압/전류 비에 의해 구별되며; 이는, 특히, 1 A로부터 4.5 A까지의 전류와 더불어 100 V 내지 400 V의 범위의 전압에 의한 작동을 허용한다.
전도체 경로의 형상에 대한 적당한 선택을 행함에 의해, 전도체 길이를 변화시키는 것이 가능하다. 가능한 한 가장 균일한 온도 분포에 관해, 전도체 경로가, 적어도 1 mm의, 바람직하게 적어도 2 mm의, 사이 공간이 인접한 전도체 경로 세그먼트들 사이에 남도록, 기판의 표면을 덮는, 배선 패턴으로 실시될 때, 유리한 것으로 입증되었다. 낮은 커버리지 밀도는, 인접한 전도체 경로 세그먼트들 사이의 최소 거리가 1mm 이상, 바람직하게 2mm 이상인 것을 특징으로 한다. 전도체 경로 세그먼트들 사이의 더 큰 거리는, 특히 진공 하에서 높은 전압과 더불어 작동할 때 일어날 수 있는, 섬락(flashover)을 방지한다. 본 발명에 따른 장치 및 캐리어는 바람직하게, 80 V 미만의 낮은 전압에 대해 설계되며 그리고 그에 따라 진공에서의 작동에 특히 적당하다. 전도체 경로는 바람직하게, 나선형 또는 굽이치는 배선 패턴으로 연장된다. 이는, 단일 전도체와 함께하는 균일한 도달 범위를 가능하게 한다. 단일 전도체 경로가, 전류 소스에 연결될 수 있으며, 그리고 특히 간단한 방식으로 제어될 수 있을 것이다.
접속 요소들이 전도체 경로 단부들에 제공되는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 접속 요소들은 전도체 경로에 대한 단순화된 전기적 접속을 제공하며; 이들은 바람직하게, 플러그 커넥터의 플러그 요소를 형성한다. 플러그 커넥터는 접속 요소를 전류 공급원에 탈착가능하게 연결하기 위한 것이다. 이는, 전도체의 전원 및 특히 전류/전압 공급원과의 단순한 분리 및 연결을 허용한다.
저항 재료는 바람직하게, 고 내열 강, 탄탈륨, 몰리브덴계 합금, 오스테나이트계 CrFeNi 합금, 또는 예를 들어 Kanthal®(Kanthal®은 SANDVIK AB의 상표임)과 같은 페라이트계 FeCrAl 합금이다.
전도체 경로는 특히 바람직하게, 그러한 전도체가 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 것에 대해 특히 높게 효율적이기 때문에, 백금으로 제조된다. 더불어, 백금으로 이루어지는 전도체 경로는 제조하기에 간단하고 비용 효율적이며; 이는, 화염처리된 후막 층(fired thick-film layer)으로 실시될 수 있을 것이다. 그러한 후막 층들은, 예를 들어, 스크린 인쇄에 의해 저항성 페이스트로, 또는 잉크-젯 프린터에 의해 금속-함유 잉크로 제조되며 그리고 이어서 고온에서 화염처리된다.
본 발명의 지지 구조물의 바람직한 실시예에서, 캐리어는 지지 표면을 구비하는 적어도 하나의 지지 요소를 포함하며, 그리고 지지 요소는 상측면 및 하측면을 구비하고, 지지 표면은 상측면에 할당되며 그리고 전도체 경로는 하측면에 할당되도록 제공된다.
캐리어는, 자체적으로 하나 또는 복수의 지지 표면을 구비할 수 있는, 하나 또는 복수의 지지 요소를 포함할 수 있을 것이다. 단일 기판 또는 복수의 기판이, 지지 표면 상에 놓일 수 있을 것이다. 지지 표면이 지지 요소의 상측면에 할당되기 때문에, 기판은 간단히 그 위에 놓일 수 있을 것이다. 기판은 바람직하게, 가능한 한 기판의 일 측면의 표면의 많은 부분이 지지 표면에 대항하여 배치되도록, 지지 표면 상에 놓인다. 이는, 특히 열 전도 및 열 복사를 이용하여, 기판의 특히 균일한 가열을 허용한다.
전도체 경로가 지지 요소의 하측면에 할당되기 때문에, 지지 요소의 복합 재료는, 전도체 경로가 지지 요소의 상부에 배치되는 기판을 향한 적외선 복사의 방사를 방해하지 않는 가운데, 충분히 가열되고 여기될 수 있다. 다른 측면에서, 인접한 전도체 경로 세그먼트들 사이에, 캐리어의 하측면은, 적외선 복사가 그를 통해 방사될 수 있는, 중간 공간들을 구비한다. 2개의 지지 요소가 서로의 위에 배열되는 경우, 위쪽 지지 요소의 하측면으로부터 방사되는 복사는, 아래쪽 지지 요소의 상부에 배치되는 기판을 조사하기 위해 사용될 수 있을 것이다.
캐리어에 대한 하나의 특히 유리한 실시예가, 복합 재료가 전도체 경로를 바라보는 표면을 구비하는 것을, 이러한 표면의 일부분이 다공성 실리카 유리로 이루어진 커버 층으로 덮이며, 전도체 경로의 적어도 일부가 커버 층 내에 매립되는 것을 특징으로 한다.
불투명한 실리카 유리로 이루어지는 커버 층은, 확산 반사체로서 작용하며 그리고 전도체 경로를 보호하는 동시에 안정화시킨다. 커버 층을 사용하여, 지지 요소의 상부에 배치되는 기판 상으로 지지 요소의 하측면의 방향으로 방사되는 복사를 편향시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 요소에 의해 방사되는 복사가, 그 위에 배치되는 기판을 조사하기 위해 이용 가능하다. 커버 층이 확산 반사체로 작용하기 때문에, 기판의 균일한 조사가 이루어질 수 있다.
불투명한 실리카 유리로부터의 그러한 커버 층의 제조는, 예를 들어, WO 2006/021416 A1에서 설명된다. 커버 층은, 액체 내에 비정질 SiO2 입자들을 포함하는 분산매로부터 제조될 수 있다. 커버 층은, 전도체 경로를 바라보는 지지 요소의 표면에 적용되고, 이 표면은 바람직하게 지지 요소의 하측면이며, 커버 층은 초록색 시트를 생성하기 위해 건조되며, 그리고 초록색 시트는 고온에서 소결된다. 초록색 시트의 소결 및 전도체 경로의 화염처리는 바람직하게, 하나의 그리고 동일한 가열 프로세스에서 실행된다.
복수의 전도체 경로가 제공되며, 각각의 상기 전도체 경로가 개별적으로 전기적으로 제어 가능할 때, 특히 유리한 것으로 입증되었다.
복수의 전도체 경로의 제공은, 캐리어에 의해 달성 가능한 조사 출력의 개별적인 맞춤을 허용한다. 한편으로, 복합 재료의 복사 출력은, 인접한 전도체 경로 세그먼트들 사이의 거리를 적절하게 선택함에 의해 조절될 수 있을 것이다. 복합 재료의 세그먼트들은 상이한 세기로 가열되며, 따라서 이들은 상이한 복사 출력을 갖는 적외선 복사를 방사한다.
대안적으로, 전도체 경로들은, 전기적으로 개별적으로 구동될 수 있으며, 따라서 이들은, 상이한 작동 전압 또는 작동 전류와 더불어 작동하게 된다. 특히 기판의 에지 영역들이 흔히 기판의 중심 영역보다 더욱 강도 높게 가열된다는 것이 입증되었다. 이에 대한 이유는, 에지 영역이, 적외선 복사에 대해 더욱 쉽게 접근 가능하며 그리고 원칙적으로, 기판의 상부가 지지 표면보다 더 작을 때, 더욱 강도 높게 조사된다는 것이다. 특정 전도체 경로에 인가되는 작동 전압 또는 전류를 변화시키는 것은, 가열될 기판 상에서의 열 분포의 간단하고 신속한 맞춤을 허용한다.
본 발명에 따른 캐리어는 바람직하게, 반도체 재료로 이루지는 웨이퍼 형상 기판을 수평 배향으로 수용하도록 설계되며; 캐리어는 바람직하게 선반의 유형과 유사하게 실시되며 그리고 반도체 웨이퍼의 열 처리를 위해 사용된다.
기판 지지 요소에 관하여, 이상에 언급된 과제는, 이상에 언급된 기판 지지 요소로부터 출발하여, 지지 요소가 비정질 매트릭스 성분뿐만 아니라 반도체 재료 형태의 부가적 성분을 포함하는 복합 재료로 제조되고, 전류가 그를 통과할 때 열을 발생시키는 전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로가, 복합 재료의 표면에 적용되는 것인, 본 발명에 따라 달성된다.
기판의 열 처리를 위해 사용되는 캐리어들은 흔히 복수의 부품을 구비한다. 캐리어들은, 예를 들어 복수의 기판 지지 요소가 그 내부에 놓일 수 있는, 유지 프레임을 구비할 수 있을 것이다. 대안적으로, 복수의 기판 지지 요소는 또한, 서로의 상부에 적층될 수 있을 것이다. 이는, 지지 구조물의 크기가 특정 조사 프로세스에 개별적으로 맞춰질 수 있다는 이점을 갖는다. 각 기판 지지 요소는 바람직하게, 단일 기판을 수용하도록 설계된다.
기판 지지 요소는 전체적으로 또는 부분적으로 복합 재료로 제조될 수 있을 것이다. 캐리어에 관해 이상에서 더욱 상세하게 이미 설명된 바와 같이, 기판 지지 요소는, 저항 요소로 이루어지는 전도체에 의해 출발 상태로부터 여기 상태로 가도록 야기될 수 있는, 특수한 재료로 제조되고, 재료는 적외선 복사 형태의 복사를 방사한다. 매트릭스 성분 및 부가적 성분으로 이루어지는 복합 재료의 화학적 조성에 관련하여, 장치에 관해 그리고 캐리어에 관해 이상에 제공되는 정보에 대한 참조가 이루어진다.
본 발명에 따른 기판 지지 요소는 유리하게, 반도체 웨이퍼의 열 처리를 위한 공지의 캐리어 내에 놓일 수 있을 것이다. 유리하게, 본 발명에 따른 캐리어는 복수의 기판 지지 요소를 포함하고, 복수의 기판 지지 요소는, 그들의 개별적인 기판 지지 표면들이 서로 평행하게 연장되도록 배열된다.
본 발명은, 예시적 실시예들 및 도면을 사용하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은, 본 발명에 따른 기판의 열 처리를 위한 캐리어에 대한 예시적 실시예로서, 상기 캐리어는 반도체 웨이퍼들을 수평 배향으로 수용하도록 설계되는 것인, 예시적 실시예를 도시하고;
도 2는, 전도체 경로의 전기적 접속이 단일 전류 피드스루를 통해 공정 챔버 내로 달성되는, 본 발명에 따른 기판의 열 처리를 위한 조사 장치에 대한 실시예의 단면도이며;
도 3은, 본 발명에 따른 기판의 열 처리를 위한 캐리어를 위한 기판 지지 요소의 제1 실시예의 상측면 및 하측면에 대한 사시도를 제공하고;
도 4는 기판의 열 처리를 위한 캐리어를 위한 기판 지지 요소의 제2 실시예의 평면도이며;
도 5는, 2개의 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 전도체 경로가 그에 적용된, 본 발명에 따른 기판 지지 요소의 제3 실시예의 하측면에 대한 평면도이며; 그리고
도 6은, 2개의 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 전도체 경로가 그에 적용된, 본 발명에 따른 기판 지지 요소의 제4 실시예의 하측면에 대한 평면도이다.
도 1은, 전체적으로 참조 부호 '100'을 갖는, 본 발명에 따른 캐리어의 실시예의 사시도이다. 캐리어(100)는, 실리콘 웨이퍼들의 열 처리를 위해 설계되며 그리고, 예를 들어 반도체 및 태양광 산업에서 사용된다. 이러한 유형의 캐리어들은, 영어로 "스택(stacks)"으로도 또한 공지된다.
캐리어(100)는, 실리콘 웨이퍼들을 수평 배향으로 수용하도록 설계되는 선반-유사 구성을 구비한다. 도 1에 예로서 도시되는 캐리어(100)는, 레벨 당 하나의 실리콘 웨이퍼를 수용하기 위한 각각 5개의 레벨(103a-103e)(103f-103j)을 구비하는, 2개의 수용 프레임(102a, 102b)을 포함한다. 캐리어(100)의 총 수용 능력은, 10개의 실리콘 웨이퍼이다. 원칙적으로, 캐리어(100) 및 수용 프레임들(102a, 102b)은, 요구되는 개수의 웨이퍼가 수용될 수 있도록 치수 결정될 수 있을 것이다.
캐리어(100) 내에서, 수용 프레임들(102a, 102b)은 각각 단일 부품으로 실시된다. 캐리어는, 완전히 비정질 매트릭스 성분 및 부가적 성분을 포함하는 복합 재료로 제조된다.
비정질 매트릭스 성분은, 99.99%의 화학적 순도를 구비하는 실리카 유리의 매트릭스이고; 비정질 매트릭스 성분의 크리스토발라이트 함량은 0.25%이다.
이러한 매트릭스 내에, 비-구형 영역들의 형상으로 원소 실리콘으로 이루어지는 상이 균일하게 분포된다. 부가적 성분은, 2%(m/m)의 중량의 비율을 구비한다. Si 상 영역의 최대 치수들은, 평균(중간 값)적으로 약 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위에 놓인다.
복합 재료는 기밀하고; 복합 재료는, 2.19 g/cm3의 밀도를 구비하며, 그리고 약 1,150 ℃의 온도까지 공기 내에서 안정적이다.
캐리어(100)는, 시각적으로 반투명 내지 투명으로 보인다. 현미경으로 볼 때, 복합 재료는, 개방 기공을 구비하지 않으며, 그리고 모든 폐쇄 기공들은, 평균적으로 10 ㎛ 미만의 최대 치수를 구비한다. 삽입된 Si 상은, 한편으로, 복합 재료의 불투명함에 기여하며, 그리고 복합 재료의 광학적 및 열적 특성에 관한 영향을 갖는다. 고온에서, 복합 재료는, 열 복사에 대한 높은 흡수율 및 높은 방사율을 보인다.
하나의 대안적인 실시예(미도시)에서, 전체 캐리어는, 단일 부품으로 실시되고; 캐리어(100)의 다른 대안적인 실시예(또한 미도시)에서, 캐리어는 복수의 기판 지지 요소로 형성된다. 기판 지지 요소들은, 서로의 위에 적층될 수 있으며, 또는 기판 지지 요소들이 그 내부에 수용될 수 있는 유지 프레임이 제공될 수 있을 것이다. 이는, 예를 들어, 유지 프레임의 크기 또는 서로의 위에 적층되는 기판 지지 요소들의 개수를 적당히 선택함에 의해, 크기 및 수용 능력이 요구에 따라 선택될 수 있는, 이점을 갖는다.
레벨들(103a-103e)(103f-103j)은, 동일하게 실시되며; 따라서, 레벨(103a)이, 레벨들(103b-103e)(103f-103j)을 나타내는 예로서, 이하에 더욱 상세하게 설명된다.
레벨(103a)은, (30 mm의 돌출 길이를 구비하는 돌출부들(106)을 포함하는 종방향 측면(105)에 대응하는) 200 mm의 길이를 구비한다. 레벨(103a)의 폭은, (횡방향 측면(104)에 대응하는) 150 mm이다. 레벨(103a)의 두께는 2 mm이다.
레벨(103a)은 상측면(107) 및 상측면(107)에 대향하는 하측면(109)을 구비한다. 상측면(107)은, 평면형 기판을 위한 지지 표면(108)으로서 기능하는 함몰부를 갖도록 제공된다. 지지 표면(108)은, 직사각형 형상을 구비하며 그리고 101 mm의 길이 및 101 mm의 폭을 구비한다.
전도체 경로(미도시)가, 백금 저항성 페이스트를 적용하고 화염처리함에 의해 하측면(105) 상에 생성된다. 전도체 경로는 단지, 하측면(109)의 일부분에 할당되며; 그리고 전도체 경로는, 지지 표면(108)의 바로 반대편에 놓이며 그의 표면적이 지지 표면(108)에 대응하는, 하측면(109)의 그러한 부분을 가로질러 연장된다. 전도체 경로는, 나선 형상 배선 패턴으로 연장된다. 전도체 경로가 전원(미도시)에 전기적으로 연결되는 것을 허용하는 클램프들(미도시)이, 전도체 경로의 양단부 모두에 제공된다.
전위가 전도체 경로에 인가되면, 전도체 경로는 가열된다. 동시에, 캐리어(100)는, 지지 표면(108)의 영역에서 가열된다. 사전 결정된 온도로부터, 지지 표면(108)의 방사율이 상당히 증가한다. 이는, 매트릭스에 부가된 원소 실리콘으로 이루어지는 상이 반도체라는 사실에 의해, 그리고 반도체의 원자가 전자 밴드와 전도 밴드 사이의 에너지(밴드 갭 에너지)가 온도와 더불어 감소한다는 사실에 의해, 확실히 추론될 수 있을 것이고, 따라서, 온도 및 활성화 에너지가 충분히 높은 경우, 전자들이 원자가 전자 밴드로부터 전도 밴드로 횡단하며, 따라서 전자들이 원자가 전자 밴드로 복귀할 때, 에너지가 열 복사의 형태로 방출된다. 그리고, 전도 밴드의 열적으로 활성화된 점유는, 실온에서 특정 파장들에 대해 특정 범위에서 열 복사를 방사하는 반도체 재료로 이어진다. 이러한 영향은, 캐리어들의 높은 온도에 의해, 특히 600℃보다 더 높은 캐리어 온도와 더불어, 증폭된다. 전도체 경로가 지지 표면(108) 반대편에 배열되기 때문에, 지지 표면(108)은, 열 복사를 위한 플레이트형 복사 표면으로서 기능할 수 있다. 방사된 열 복사의 일부는 또한, 캐리어(100)와 결합되어, 캐리어(100)가 전체적으로 열 복사를 방사하도록 한다. 열 복사는 특히 지지 표면(108)의 구역에서 방사된다.
지지 표면(108) 상에 놓이는 기판 상으로 방사된 열 복사를 유도할 수 있도록 하기 위해, 예를 들어, 반사체 층(미도시)이 또한, 하측면(109)에 적용되는 전도체 경로에 적용된다. 반사체 층은, 불투명한 실리카 유리를 포함하며 그리고 약 1.7 mm의 평균 층 두께를 구비한다. 불투명한 실리카 유리는, 균열들의 결여 및 약 2.15 g/cm3의 높은 밀도에 의해 특징지어지며; 이는, 1100 ℃보다 더 높은 온도까지 열에 저항한다.
도 2는, 반도체 웨이퍼들을 조사하기 위한 본 발명에 따른 장치의 단면도이며, 그리고 전체적으로 참조 부호 '200'으로 지시된다. 조사 장치(200)는, 공정 챔버(202)를 에워싸는 하우징(201)을 구비한다. 2개의 수용 프레임(204a, 204b)을 구비하는 캐리어(203)가 공정 챔버(202) 내에 배열된다. 하우징(201)을 통해 안내되며 그리고 그를 통해 수용 프레임들(204a, 204b)이 전압 공급원(미도시)에 부착되는 것인, 단일 전류 피드스루(220)가, 수용 프레임들(204a, 204b)을 전기적으로 접속시키기 위해 제공된다.
도 1에서 사용되었던 동일한 참조 부호들이 도 2에서 사용될 때, 이들은, 이들이 앞선 도 1에서 설명되었던 것과 같은 캐리어의 동일 또는 균등 구성요소들에 적용된다.
캐리어(203)는, 복수 부품으로 실시된다는 점에서, 도 1로부터 공지되는 캐리어(100)와 구별된다. 횡방향 측면들(206) 상에 배치되는 돌출부들(207)을 통해 원통형 횡단 막대들(208) 내로 삽입되는 기판 지지 요소들(205)이, 반도체 웨이퍼들을 수용하기 위해 제공된다. 횡단 막대들(208)은, 99.99%의 순도를 갖는 실리카 유리로 제조된다. 부가적 성분이, 횡단 막대들(208)의 실리카 유리에 부가되지 않았다.
횡단 막대들(208)은, 지지 요소의 돌출부들(207) 중의 하나가 그 내부로 삽입될 수 있는, 슬롯들(미도시)을 갖도록 제공된다. 슬롯 깊이는 7 mm이고, 슬롯 폭은 4 mm이며, 그리고 슬롯 간격은 15 mm이다. 횡단 막대들(208)은, 원형의 반경 방향 단면을 구비하며, 그리고 횡단 막대들(208)의 직경은 20 mm이다.
횡단 막대들(208) 내로 삽입되는 기판 지지 요소들(205)은, (30 mm의 돌출 길이를 갖는 돌출부들(207)을 포함하는 종방향 측면(210)에 대응하는) 200 mm의 길이 및 (횡방향 측면(206)에 대응하는) 150 mm의 폭을 구비한다. 캐리어(203)는, 서로의 위에 배열되는 20개의 레벨 내에 40개의 기판 지지 요소(205)를 포함하고, 2개의 기판 지지 요소(205)가 각 레벨에서 서로 인접하게 배열된다.
기판 지지 요소들(205)은 동일하게 실시된다. 기판 지지 요소들 각각의 상측면은, 반도체를 수용하기 위한 지지 표면(212)을 구비한다. 지지 표면(212)은, 101 mm의 폭, 101 mm의 길이, 및 2 mm의 기판 지지 요소 높이를 구비한다. 기판 지지 요소들(205)은, 적층 유리로 제조된다. 적층 유리는, 2개의 요소, 구체적으로 지지 표면(212)을 형성하는 제1 복합 요소 및 지지 표면(212)을 둘러싸는 제2 복합 요소를 포함한다. 제1 복합 요소는, 99.99%의 순도를 갖는 실리카 유리를 포함한다. 제2 복합 요소는, 실리카 유리의 매트릭스를 기초로 하며 그리고 3 중량%의 원소 실리콘이 그에 부가적 성분으로서 부가된, 복합 재료를 포함한다. 전류가 그를 통해 흐를 때 열을 발생시키는 백금 코팅이, 지지 표면(212)의 하측면에 부가된다.
단지 지지 표면(212)만이 제2 복합 요소로, 말하자면 복합 재료로, 제조되기 때문에, 단지 지지 표면(212)의 영역만이 열 복사를 직접적으로 방사할 수 있다. 확실히, 기판 지지 요소의 다른 영역들은, 열 복사를, 예를 들어 기판 지지 요소 내로 결합된 약간의 복사를, 방사할 수 있다. 그러나, 원칙적으로 그러한 복사 비율은, 기판 지지 요소의 총 복사 출력과 비교하면, 무시할 수 있는 정도이다. 이러한 맥락에서, 기판 지지 요소가, 제1 복합 요소로부터 제2 복합 요소로의 전이 영역 내에, 예를 들어 거친 표면의 형태의, 결합해제 구역을 구비할 때, 유리한 것으로 입증되었다. 거친 표면은, 확산체로서 기능하며 그리고, 비-직접적인 그리고 그에 따른 균일한 복사 방사와 연관된다. 기판 지지 요소 내부에서 복사 출력을 감소시키기 위한 대안적인 수단이, 열 복사-흡수 도핑제를 갖는 제1 복합 성분을 도핑하는 것이다.
도 3은, 본 발명의 기판 지지 요소(300)에 대한 2개의 도면(I, II)을 도시한다.
도 3(I)은, 기판 지지 요소(300)의 상측면(A)에 대한 사시도를 제공하며; 도 3(II)는, 기판 지지 요소(300)의 하측면(B)을 도시한다.
기판 지지 요소(300)는, 2가지 재료로 제조되며, 구체적으로 기판 지지 요소는, 지지 표면(304)을 둘러싸는 영역(310)에서 실리카 유리로 이루어지며 그리고 지지 표면(304)의 영역에서 복합 재료로 이루어진다. 복합 재료는 실리카 유리로 이루어지는 매트릭스를 포함한다. 매트릭스는 시각적으로 반투명 내지 투명으로 보인다. 현미경으로 볼 때, 복합 재료는, 개방 기공을 구비하지 않으며, 그리고 모든 폐쇄 기공들은, 평균적으로 10 ㎛ 미만의 최대 치수를 구비한다. 비-구형 영역들의 형상으로 원소 실리콘으로 이루어지는 상이, 이러한 매트릭스 내에, 균일하게 분포된다. 원소 실리콘으로 이루어지는 상의 중량 비율은 5%이다. Si 상 영역의 최대 치수들은, 평균(중간 값)적으로 약 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위에 놓인다. 복합 재료는 기밀하고; 복합 재료는, 2.19 g/cm3의 밀도를 구비하며, 그리고 약 1200 ℃의 온도까지 공기 내에서 안정적이다.
삽입된 Si 상은, 한편으로, 복합 재료의 불투명함에 전반적으로 기여하며, 그리고 복합 재료의 광학적 및 열적 특성에 관한 영향을 갖는다. 고온에서, 복합 재료는, 열 복사에 대한 높은 흡수율 및 높은 방사율을 보인다.
복합 재료의 방사율은, 적분 구(또한 울브리히트 구로서 공지됨)를 사용하여 실온에서 측정된다. 울브리히트 구는, 방향성 반구상 분광 반사율(Rgh)의 측정 및 방향성 반구상 분광 투과율(Tgh)의 측정을 허용하며, 이로부터 정상 분광 방사율이 계산된다. 상기한 "흑체 경계 조건(BBC)" 측정 원리를 사용하여, 방사율은 상승된 온도에서, BBC 샘플 챔버가 부가적인 광학 시스템을 통해 그에 결합되는, FTIR 분광계(Bruker IFS 66v 푸리에 트랜스폼 적외선(FTIR))에 의해 2 내지 18 ㎛의 파장 범위에서 측정된다. 이러한 샘플 챔버는, 샘플 장착대의 전방 및 후방의 절반의 공간들 내에, 검출기를 갖는 빔 방출 개구 및 온도 제어 가능한 흑체 환경들을 구비한다. 샘플은, 별도의 오븐 내에서 사전 결정된 온도까지 가열되며, 측정을 위해 샘플은, 사전 결정된 온도로 설정되는 흑체 환경을 갖는 샘플 챔버의 빔 경로 내로 이동된다. 검출기에 의해 포착되는 강도는, 방사 성분, 반사 성분 및 투과 성분(말하자면, 샘플 자체에 의해 방사되는 강도, 전방측 절반의 공간으로부터 샘플 상에 충돌하며 상기 표본에 의해 반사되는 강도, 및 후방측 절반의 공간으로부터 샘플 상에 충돌하며 상기 표본에 의해 투과되는 강도)으로 구성된다. 3가지 측정이, 방사율, 반사율 및 투과율의 개별적인 파라미터들을 결정하기 위해 수행되어야만 한다.
복합 재료 상에서 측정되는 방사율은, 약 2 ㎛ 내지 4 ㎛의 파장 범위에서, 온도에 의존한다. 온도가 더 높으면, 방사율이 더 높다. 600℃에서, 2 ㎛ 내지 4 ㎛의 파장 범위에서의 정상 방사율은, 0.6보다 더 크다. 1000℃에서, 2 ㎛ 내지 8 ㎛ 사이의 전체 파장 범위에서의 정상 방사율은, 0.75보다 더 크다.
기판 지지 요소(300)는, 2개의 종방향 측면(301a, 301b) 및 2개의 횡방향 측면(302a, 302b)을 구비한다. 각각의 횡방향 측면(302a, 302b) 상에, 2개의 돌출부(303)가 배치되며, 돌출부에 의해, 기판 지지 요소(300)가, 유지 프레임 (미도시)의 횡단 막대들에 부착될 수 있을 것이다.
기판 지지 요소(300)는, (30 mm의 돌출 길이를 갖는 돌출부(303)를 각각 포함하는 종방향 측면들(301a, 301b)에 대응하는) 300 mm의 길이 및 (횡방향 측면(302a, 302b)에 대응하는) 200 mm의 폭을 구비한다. 기판 지지 요소(300)의 두께는 4 mm이다.
직사각형 함몰부의 형상의 지지 표면(304)이, 기판 지지 요소(300)의 상측면(A) 상에 반도체를 위해 제공된다. 지지 표면(304)은 직사각형 형상을 구비하며 그리고 121 mm의 길이 및 121 mm의 폭을 구비한다. 지지 표면(304)은, 기판을 위한 지지 표면 및 열 복사를 위한 복사 표면 양자 모두로서 기능한다. 복사의 방향은, 방향 화살표(308)에 의해 지시된다.
백금 저항성 페이스트로 형성되는 전도체 경로(305)가 하측면(B)의 표면 상에 적용된다. 전도체 경로(305)는 굽이치는 경로를 구비한다. 전기 에너지를 공급하기 위한 접속부들(306)이, 전도체 경로(305)의 각 단부에 용접된다. 전도체 경로(305)는, 지지 표면(304)에 대응하는 표면 영역(307) 내부에서 연장된다. 인접한 전도체 경로 세그먼트들 사이의 거리는 2 mm이다. 전도체 경로(305)는, 1 mm의 폭 및 20 ㎛의 두께와 더불어, 적어도 0.02 mm2의 단면적을 구비한다. 얇은 두께 때문에, 고가의 전도체 경로 재료의 재료 비율이, 자체의 효율과 비교하여, 낮다. 전도체 경로(305)는, 기판 지지 요소(300)의 하측면과의 직접적 접촉을 구비하며, 따라서 가능한 한 가장 큰 양의 열이 기판 지지 요소(300) 내로 전달된다.
표면 영역(307) 및 전도체 경로(305) 양자 모두가, 불투명한 실리카 유리로 이루어지는 반사체 층(309)에 의해 덮인다. 반사체 층(309)은, 1.7 mm의 평균 층 두께를 구비한다. 반사체 층은, 약 2.15 g/cm3의 높은 밀도에 의해 특징지어진다. 부가적으로, 반사체 층은, 1100℃보다 더 높은 온도까지 내열성이다. 반사체 층(309)은, 전도체 경로(305)를 완전히 덮으며 그리고 전도체 경로를 환경으로부터의 화학적 및 기계적 영향으로부터 보호한다. 더불어, 반사체 층은, 하측면의 방향으로 기판 지지 요소에 의해 방사되는 복사를 반사하며 그리고 지지 표면(304) 상에 놓인 임의의 기판을 향해 다시 상기 복사를 반사한다.
도 4는 기판 지지 요소(400)의 대안적 실시예의 하측면(401)에 대한 평면도이다.
기판 지지 요소(400)는 완전히, 그의 매트릭스 성분이 실리카 유리인 복합 재료로 제조되며, 원소 실리콘으로 이루어지는 상이, 3%의 농도로 실리카 유리에 부가된다.
은 페이스트로 이루어지는 전도체 경로(402)가, 하측면(401) 상에 인쇄되며 그리고 화염처리된다. 전도체 경로(402)는, 곡선형 영역들이 그 내부에서 날카롭게 좁아지게 되는, 굽이치는 경로를 구비한다. 이는, 둥근 곡선형 경로와 대조적으로, 기판 지지 요소의 에지 영역이 낮은 적용 밀도의 전도체 경로를 구비한다는 이점을 구비한다. 이는, 에지 영역들이, 기판 지지 요소(400)의 중심 영역에 비해 작동 도중에 과도하게 가열되지 않는 것을 보장한다. 전도체 경로의 형상은 따라서, 상부에 배치되는 임의의 기판의 가능한 한 가장 균일한 조사에 기여한다. 더불어, 반사체가 하측면(401)에, 특히 전도체 경로(402)에, 적용되지 않았으며, 따라서 하측면(401)의 영역에서 방사되는 복사는, 그 아래에 배치되는 인접한 기판을 조사하기 위해 이용 가능하다.
도 5는, 전체적인 참조 번호 '500'을 구비하는 본 발명의 기판 지지 요소의 하측면에 대한 평면도이다. 백금으로 이루어지는 2개의 전도체 경로(501, 502)가 지지 표면에 대응하는 하측면에 적용되며, 그리고 전압이 개별적으로 각각에 인가될 수 있을 것이다. 전도체 경로들(501, 502)이 개별적으로 전기적으로 제어 가능하기 때문에, 즉, 이들이 상이한 작동 전압 또는 작동 전류와 더불어 작동될 수 있기 때문에, 가열될 기판 상에서의 요구되는 온도 분포가, 작동 전압들 또는 작동 전류들을 적절하게 선택함에 의해 간단하게 그리고 신속하게 설정될 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 기판 지지 요소(600)의 제4 실시예의 하측면에 대한 평면도이다. 기판 지지 요소(600)는, 2개의 전도체 경로(601, 602)를 포함하고, 이들 각각은 개별적으로 전기적으로 제어 가능하다.
기판 열 처리 도중에, 기판의 에지 영역들이 흔히 자체의 중심 영역보다 더욱 강도 높게 가열되는 것이 확인된 바 있다. 가능한 한 가장 균일한 온도 분포는, 상이한 작동 전류 또는 작동 전압과 더불어 서로로부터 독립적으로 작동될 수 있는 전도체 경로들이 에지 영역에 그리고 중심 영역에 할당되도록 함으로써, 가열될 기판 상에서 달성된다. 도 6에서, 전도체 경로(602)는, 기판 에지 영역에 할당되며 그리고 전도체 경로(601)는, 기판 중심 영역에 할당된다. 전도체 경로들(601, 602)에 인가되는 작동 전류들 또는 작동 전압들을 변화시킴에 의해 기판의 균일한 조사를 달성하는 것이 가능하다.

Claims (10)

  1. 가열 장치 및 기판을 지탱하기 위한 지지 표면(108; 212; 304)을 갖도록 제공되는 캐리어(100; 203)를 구비하는, 기판의 열 처리를 위한 장치(200)로서,
    캐리어(100; 203)의 적어도 일부분이, 비정질 매트릭스 성분 및 반도체 재료의 형태의 부가적 성분을 포함하는 복합 재료로 제조되고, 가열 장치의 일부이며 그리고 전류가 그를 통과할 때 열을 발생시키는 전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로(305; 402; 501; 502; 601; 602)가, 캐리어(100; 203)의 표면에 적용되는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    캐리어(100; 203)가 그 내부에 위치하게 되는 공정 챔버(202)를 구비하며, 상기 공정 챔버(202)는, 제1 전위 및 제2 전위가 그를 통해 전도체 경로(305; 402; 501; 502; 601; 602)를 전기적으로 접속시키기 위해 공정 챔버(202) 내로 안내되는, 전류 피드스루를 갖는 공정 챔버 벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리 장치.
  3. 기판을 위한 적어도 하나의 지지 표면(108; 212; 304)을 갖도록 제공되는, 기판의 열 처리를 위한 캐리어(100; 203)로서,
    캐리어(100; 203)의 적어도 일부분이, 비정질 매트릭스 성분 및 반도체 재료의 형태의 부가적 성분을 포함하는 복합 재료로 제조되며, 그리고 전류가 그를 통과할 때 열을 발생시키는 전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로(305; 402; 501; 502; 601; 602)가, 복합 재료의 표면에 적용되는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리용 캐리어.
  4. 제 3항에 있어서,
    캐리어는, 지지 표면(108; 212; 304)의 영역에서 복합 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리용 캐리어.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    비정질 매트릭스 성분은 실리카 유리인 것을, 그리고 반도체 재료는 원소 형태로 존재하며, 반도체 재료의 중량 비율이 0.1% 내지 5% 사이의 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리용 캐리어.
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    전도체 경로(305; 402; 501; 502; 601; 602)는, 백금, 고 내열 강, 탄탈륨, 페라이트계 FeCrAl 합금, 오스테나이트계 CrFeNi 합금으로, 또는 몰리브덴계 합금으로 제조되며, 그리고 0.01 mm2 내지 2.5 mm2의 범위의 단면적을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리용 캐리어.
  7. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    지지 표면(108; 212; 304) 및 상측면과 하측면(401)을 구비하는 적어도 하나의 지지 요소(205; 300; 400; 500; 600)를 포함하고, 지지 표면(108; 212; 304)은 상측면에 할당되며 그리고 전도체 경로(305; 402; 501; 502; 601; 602)는 하측면(401)에 할당되는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리용 캐리어.
  8. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    복수의 전도체 경로(305; 402; 501; 502; 601; 602)가 제공되며 상기 전도체 경로들은 각각, 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 것을 특징으로 하는 기판 열 처리용 캐리어.
  9. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    반도체 재료로 이루어지는 웨이퍼 형상 기판을 수평 배향으로 수용하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리용 캐리어.
  10. 기판을 지탱하기 위한 지지 표면(108; 212; 304)을 구비하는, 기판의 열 처리를 위한 캐리어(100; 203)를 위한 기판 지지 요소(205; 300; 400; 500; 600)로서,
    지지 요소(205; 300; 400; 500; 600)는, 비정질 매트릭스 성분 뿐만 아니라 반도체 재료의 형태의 부가적 성분을 포함하는 복합 재료로 제조되며, 전류가 그를 통과할 때 열을 발생시키는 전기 전도성 저항 재료로 이루어지는 전도체 경로(305; 402; 501; 502; 601; 602)가, 복합 재료의 표면에 적용되는 것을 특징으로 하는 기판 열 처리용 캐리어를 위한 기판 지지 요소.
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