KR102285296B1 - 반도체 기판의 열 처리를 위한, 특히 코팅을 제공하기 위한 장치 - Google Patents

반도체 기판의 열 처리를 위한, 특히 코팅을 제공하기 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102285296B1
KR102285296B1 KR1020140091950A KR20140091950A KR102285296B1 KR 102285296 B1 KR102285296 B1 KR 102285296B1 KR 1020140091950 A KR1020140091950 A KR 1020140091950A KR 20140091950 A KR20140091950 A KR 20140091950A KR 102285296 B1 KR102285296 B1 KR 102285296B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
ring
substrate carrier
plate
carrier socket
Prior art date
Application number
KR1020140091950A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150011328A (ko
Inventor
마르셀 콜베르크
다니엘 브라이언
프란시스코 루다 와이 위트
Original Assignee
아익스트론 에스이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아익스트론 에스이 filed Critical 아익스트론 에스이
Publication of KR20150011328A publication Critical patent/KR20150011328A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102285296B1 publication Critical patent/KR102285296B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/02—Heat treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 기판(15)의 열 처리를 위한 장치와 관련이 있고, 상기 장치는 공정 챔버(1)의 바닥부를 형성하고 가열 장치(3)에 의해서 가열 가능한 서셉터(2) 및 기판 캐리어 소켓(substrate carrier socket)(4) 상에 설치된 운반링(6)을 포함하며, 상기 서셉터는 공정 챔버(1) 쪽을 향하는 상부면(5)을 갖는 상기 기판 캐리어 소켓(4)을 구비하고, 상기 운반링은 링 개구(7)에 걸쳐있는 기판(15)의 가장자리(17)를 지지하기 위해, 상기 링 개구(7)를 둘러싸는 지지 숄더(supporting shoulder)(9)를 구비하며, 이때 상기 기판(15)은 상기 기판 캐리어 소켓(4)으로부터 상기 운반링(6)을 관통하는 열 전달에 의해 가열 가능하고, 그리고 상기 운반링(6)의 하부면과 상기 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 사이의 제 1 연결부가 제 1 열 전달 배리어(heat transfer barrier)를 형성한다. 기판 표면의 온도 균일성을 향상시키기 위해, 상기 링 개구(7)를 기판(15)과 기판 캐리어 소켓(4) 사이에 놓인 플레이트(12)로 채우는 것이 제안되며, 이 경우 플레이트(12)의 하부면(14)과 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 사이의 제 2 연결부가 제 2 열 전달 배리어를 형성하고, 이때 상기 플레이트(12)의 열 전달 특성 및 상기 제 2 열 전달 배리어는, 공정 챔버 바닥부 쪽에서 가열시 기판 중앙 영역(16)에서 상기 기판(5)의 표면 온도가 기판 가장자리(17)의 표면 온도에 상응하도록, 상기 소켓(4) 상에 놓이고 지지 숄더(9)를 형성하는 상기 운반링(6)의 섹션의 열 전달 특성 및 제 1 열 전달 배리어에 조정되었다.

Description

반도체 기판의 열 처리를 위한, 특히 코팅을 제공하기 위한 장치 {APPARATUS FOR THE THERMAL TREATMENT OF A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE, ESPECIALLY FOR PROVIDING A COATING}
본 발명은 반도체 기판의 열 처리를 위한 장치와 관련이 있고, 상기 장치는 공정 챔버의 바닥부를 형성하고 가열 장치에 의해서 가열 가능한 서셉터 및 기판 캐리어 소켓(substrate carrier socket) 상에 설치된 운반링(transportring)을 포함하며, 상기 서셉터는 공정 챔버 쪽을 향하는 상부면을 갖는 상기 기판 캐리어 소켓을 포함하고, 상기 운반링은 링 개구에 걸쳐있는 기판의 가장자리를 지지하는 것을 지원하기 위해 링 개구를 둘러싸는 지지 숄더(supporting shoulder)를 포함하며, 이때 상기 기판은 상기 기판 캐리어 소켓 및 상기 운반링을 관통하는 열 전달에 의해 가열 가능하고, 그리고 상기 운반링의 하부면과 상기 기판 캐리어 소켓의 상부면 사이의 제 1 연결부는 제 1 열 전달 배리어(heat transfer barrier)를 형성한다.
상기 방식의 장치는 독일 특허 출원서 DE 102 32 731 A1호에 기술된다. 유사한 종류의 장치로는 외부에 대하여 기밀 방식의 하우징을 갖는 CVD-반응기가 있으며, 상기 하우징 내부에는 공정 챔버가 존재한다. 상기 공정 챔버는 배기될 수 있다. 상기 공정 챔버 내로는 가스 공급 라인이 연결되고, 상기 가스 공급 라인에 의해서는 가스 혼합 장치에 의해 제공된 공정 가스가 가스 유입 부재를 통해 상기 공정 챔버 내로 유입된다. 상기 공정 챔버는 서셉터를 형성하는 바닥부를 갖는다. 상기 서셉터는 가열 장치에 의해 아래에서 가열된다. 가열 장치에서 공정 챔버 쪽으로 지속적인 열 흐름이 발생하며, 상기 공정 챔버 내에서는 상기 가스 유입 부재를 통해 공정 챔버 내로 유입된 공정 가스가 공정 온도로 가열되어 분류 증류되는데, 이때 생성된 분류 산물은 서셉터 상에 놓여 있는 기판상에 증착되고 추가의 분류 산물은 캐리어 가스(carrier gas)와 함께 상기 공정 챔버로부터 외부로 배출된다. 상기 공정 가스는, 특히 V-성분 및 예를 들어 아르신(arsine), 포스핀(phosphine) 또는 암모니아(ammonia)와 같은 V-성분일 수 있는 가스를 함유하는 가스 혼합물을 의미한다. 상기 공정 가스는 예를 들어 트리 메틸 인듐(trimethylindium) 또는 트리 메틸 갈륨(trimethlygallium)과 같은 Ⅲ-성분도 함유한다. 상기 공정 가스는 서셉터 상에 놓인 반도체 기판의 표면에서, 이 반도체 기판의 표면상에 예컨대 갈륨 및 질소 혹은 갈륨 및 아르신으로 이루어진 반도체 층이 성장하도록 반응한다. 서셉터에 기판을 적하하기 위해서는 도입부에 언급된 선행 기술에서 적하 플레이트가 제안되며, 상기 적하 플레이트는 상기 서셉터의 기판 캐리어 소켓 상에 설치될 수 있다. 상기 적하 플레이트는 기판에 의해 덮인 링 개구를 갖는 운반 캐리어 링을 형성한다. 상기 기판의 가장자리는 지지 숄더 상에 지지되며, 상기 지지 숄더는 상기 링 개구의 가장자리를 둘러싼다. 가열 장치에 의해 가열된 상기 기판 캐리어 소켓에서 기판 쪽으로의 열 전달은 서셉터가 놓인 지지 링의 가장자리 섹션을 통해, 그리고 기판 하부면과 기판 캐리어 소켓 상부면 사이의 공동부를 통해 혹은 상기 기판 캐리어 소켓 상부면 상에 기판의 직접적인 배치를 통해 이루어진다. 기판의 중앙 영역에서의 열 전달은 기판 가장자리 영역에서의 열 전달과 상이함으로써, 결과적으로 기판의 표면 온도는 위치에 따라 다르다.
미국 특허 출원서 US 6,001,183호에는 기판이 공동부 위에 놓인 운반 캐리어가 공지되어 있으며, 상기 공동부는 바닥부를 형성하는 기판 캐리어의 포켓에 의해 형성되었다.
미국 특허 출원서 US 2011/0171380 A1호는 기판이 기판 캐리어의 링 개구의 가장자리 상에 놓인 CVD-반응기를 기술하며, 상기 기판 캐리어 아래에는 중앙 플레이트의 소켓이 존재한다. 유럽 특허 출원서 EP 1 094 502 A2호는 운반링의 개구 가장자리의 가장자리 섹션 상에 놓이고 기판을 지지하는 중앙 플레이트를 보여준다. 미국 특허 출원서 US 6,217,663 B1호 또한 링 형태의 기판 홀더를 기술한다.
독일 특허 출원서 DE 2012 106796호는 유사한 종류의 장치를 기술하며, 상기 장치의 경우 기판 캐리어 소켓이 링 개구 내부까지 연장됨으로써, 결과적으로 기판이 기판 캐리어 소켓 상에 놓이게 된다.
독일 특허 출원서 DE 101 32 448 A1호는 아래에서 가열 가능한 서셉터를 갖는 CVD-장치를 기술하며, 상기 서셉터는 기판 캐리어가 삽입된 포켓을 포함한다. 상기 기판 캐리어는 다층 구조를 갖는다.
독일 특허 출원서 DE 10 2004 058521 A1호는 링 형태의 지지 숄더를 갖는 링 형태의 기판 캐리어를 기술하며, 상기 지지 숄더 상에는 기판이 놓일 수 있다. 상기 기판 캐리어는 층계를 갖는 소켓 상에 설치될 수 있고, 이때 중간 층계는 기판 아래에 놓인다.
미국 특허 출원서 US 6,893,597 B2호는 링 형태의 기판 캐리어를 갖는 CVD-반응기를 기술한다. 상기 기판 캐리어 링은 기판 가장자리를 지지하기 위한 지지 숄더를 갖는다. 상기 링 형태의 기판 캐리어의 지지 층계 상에는 중앙 플레이트가 놓인다.
미국 특허 출원서 US 2005/0170090 A1호는 기판 홀더를 갖는 CVD-반응기를 공지하며, 상기 기판 홀더는 가열 플레이트를 지지하는 링 형태의 캐리어를 형성한다.
미국 특허 출원서 US 2009/0272323 A1호에는 2개 부분으로 이루어진 서셉터가 공지되어 있으며, 상기 서셉터는 외부 링 부분 및 중앙 플레이트를 포함하고, 이때 상기 중앙 플레이트는 상기 링 부분의 지지 숄더 상에 지지된다.
미국 특허 출원서 US 5,088,697 A호는 CVD-반응기의 서셉터를 보여주며, 상기 서셉터는 주변을 둘러싸는 링을 갖는다.
유럽 특허 출원서 EP 1 332 241 B1호는 링 형태의 기판 캐리어를 갖는 플라즈마-에칭 챔버(plasma etching chamber)를 기술하며, 상기 기판 캐리어는 기판의 외부 가장자리를 지지한다.
본 발명의 과제는, 기판 표면의 온도 균일성을 향상시키는 것에 있다. 특히 횡방향의 온도 구배(temperature gradient)가 방지되어야 한다.
상기 과제는 청구항 1에 제시된 본 발명에 의해 해결되며, 이때 우선적으로 그리고 근본적으로 링 개구를 플레이트로 채우는 것이 제안된다. 이 경우 플레이트로는 링 중앙에 놓이고 가장자리가 링 개구의 가장자리까지 돌출하는 중앙 플레이트가 간주된다. 상기 플레이트의 하부면과 기판 캐리어 소켓의 상부면 사이에는 연결부가 형성된다. 상기 연결부는 제 1 연결부와 마찬가지로 표면 배치에 의해 생성된다. 상기 제 1 연결부는 운반링의 하부면을 기판 캐리어 소켓의 상부면에 표면 배치함으로써 형성된다. 제 2 연결부는 플레이트의 하부면을 기판 캐리어 소켓의 상부면에 표면 배치함으로써 형성된다. 상기 플레이트의 재료 두께는 바람직하게 기판 하부면과 기판 캐리어 소켓의 상부면 사이의 간격보다 단지 약간만 작다. 기판 캐리어 상에 놓인 플레이트의 열 전달 특성은 기판 캐리어 소켓 상에 놓여 있고 지지 숄더를 형성하는 운반링 섹션의 열 전달 특성에 조정되었다. 상기 열 전달 특성의 조정 결과, 기판 캐리어 소켓 아래에 배치된 가열 장치에 의한 상기 기판 캐리어 소켓의 가열은 기판 중앙에서 표면 온도가 대체로 기판 가장자리 영역에서와 동일하도록 이루어진다. 상기 소켓은 서셉터의 포켓 내에 삽입될 수 있으며, 상기 서셉터 아래에는 가열 장치가 배치되어 있다. 상기 가열 장치로는 적외선 가열 장치, RF-가열 장치 또는 저항 가열 장치가 고려될 수 있으며, 상기 가열 장치는 서셉터를 가열한다. 기판 캐리어 소켓이 삽입된 상기 포켓 내로는 지지 가스 흐름이 공급될 수 있으며, 상기 지지 가스 흐름은 원형 디스크 형태의 기판 캐리어 소켓을 부유 상태로 유지하여 이 기판 캐리어 소켓을 회전시킨다. 상기 기판 캐리어 소켓은 평평한 상부면을 가질 수 있고, 상기 상부면 상에는 운반링 및 중앙 플레이트가 놓인다. 중앙 플레이트의 둘레 벽과 링 개구 사이의 링형 간극은, 상기 중앙 플레이트의 벽 섹션이 부분적으로 아래에서 파지 됨으로써, 이 중앙 플레이트가 운반링과 함께 기판 캐리어 소켓으로부터 분리 가능하도록 선택된다. 상기 분리는 단부 이펙터(end effector)의 그래플러(grappler)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 그래플러는 포크형 그립 바아(grip bar)를 가질 수 있고, 상기 그립 바아는 지지 링의 가장자리 영역을 아래에서 파지한다. 상기 지지 링이 상승하면, 중앙 플레이트의 가장자리는 지지 플레이트의 개구 가장자리 섹션에 의해 아래에서 파지 됨으로써, 결과적으로 기판을 지지하는 전체 조립체는 공정 챔버로부터 분리될 수 있다. 이 경우, 상기 중앙 플레이트가 열 저장 기능을 수행할 수 있다는 사실이 바람직한 것으로 나타난다. 기판이 공정 챔버로부터 외부로 분리되면, 상기 기판의 가장자리 영역과 중앙 영역이 대체로 균일하게 냉각되는데, 그 이유는 운반 동안에 기판의 상기 가장자리 영역뿐만 아니라 상기 중앙 영역도 고온 몸체 상부에, 즉 가열된 중앙 플레이트 상부 및 운반링 상부에 놓이기 때문이다. 링 개구의 개구 벽에 의해 둘러싸인 거의 전체 공간을 상기 중앙 플레이트로 채우는 것이 바람직하다. 운반링 및 플레이트는 기판 캐리어 소켓의 상부면 상에 놓일 수 있다. 상기 기판 캐리어 소켓의 상부면은 홈을 가질 수 있으며, 상기 홈은 이 홈에 의해 중앙 플레이트의 하부면에 대하여 자유 공간 간격이 생성되도록 설계되어 있다. 그럼으로써, 넓은 면적의 추가적인 열 전달 구역이 생성되며, 상기 열 전달 구역에 의해 열 흐름이 기판 캐리어 소켓에서 기판 쪽으로 세밀하게 조정 가능하다. 이 경우, 중앙 플레이트는 상기 홈의 가장자리 섹션 상에 지지될 수 있다. 그러나, 상기 중앙 플레이트가 방사상 내부로 향하는 링 개구 벽의 돌출부 상에 지지되는 것도 가능하다. 본 발명은 중앙 플레이트가 지지 링에 의해 지지될 수 없어서, 결과적으로 상기 중앙 플레이트가 기판 캐리어 링의 상승시 기판 캐리어 소켓 상에 유지되는 어레인지먼트도 포함한다. 그러나 근본적으로 연결부가 중앙 플레이트의 하부면과 기판 캐리어 소켓의 상부면 사이에 있고, 상기 연결부는 상기 기판 캐리어 소켓에서 상기 중앙 플레이트 쪽으로 열 전달 배리어를 형성하며, 상기 열 전달 배리어는 지지 링의 하부면과 기판 캐리어 소켓의 상부면 사이의 연결부가 형성하는 열 전달 배리어와 대체로 상응한다. 플레이트는 어떤 의미에서는 열 전달을 변동시키는 충전 몸체를 형성한다. 방사상으로 연장되는 중앙 플레이트는 큰 변화 스펙트럼 하에 있다. 따라서, 오로지 기판 캐리어 소켓의 중앙 영역만이 플레이트에 의해 덮이고 가장자리 영역의 50 퍼센트 이상이 운반링에 의해 덮이는 실시예들이 고려될 수 있다. 그러나, 기판을 운반링으로부터 분리하기 위해서는 적어도 하나의 작은 링 개구가 필요하다. 상기 목적을 위해, 운반링은 도입부에 언급된 선행 기술에서 기술된 바와 같이 링 개구를 관통하고 기판을 지지하는 핀 위에 설치됨으로써, 결과적으로 상기 기판은 추가적인 그리퍼의 그래플러에 의해 가장자리측에서 아래에서 파지될 수 있다. 중앙 플레이트가 운반링과 함께 기판 캐리어 소켓으로부터 상승하면, 상기 어레인지먼트도 마찬가지로 수직 핀 어레인지먼트 상에 설치된다. 이 경우, 상기 중앙 플레이트는 중앙 수직 핀 상에 지지된다. 운반링을 가장자리측에서 파지하는 그리퍼의 추가 하강시에는 지지 숄더가 기판 가장자리로부터 분리됨으로써, 결과적으로 상기 기판 가장자리는 추가적인 그리퍼의 그래플러에 의해 아래에서 파지될 수 있고, 상기 그래플러에 의해서는 기판이 중앙 플레이트로부터 상승할 수 있다. 추가의 일 형성예에서는 중앙 플레이트가 최대 직경을 가질 수 있고, 그 결과 기판을 지지하기 위해 필요한 단 하나의 기판 가장자리만이 운반링의 지지 숄더 상에 놓인다. 기판 캐리어 소켓은 회전시킬 수 있다. 또한, 수용 포켓의 바닥부로부터 센터링 스터드(centering stud)가 돌출할 수 있다. 상기 센터링 스터드는 기판 캐리어 소켓의 개구를 관통 돌출하여 중앙 플레이트 개구 내부까지 삽입 돌출할 수 있다. 따라서, 상기 센터링 스터드에 의해서는 상기 중앙 플레이트의 센터링이 가능하다. 기판 또는 중앙 플레이트의 센터링은 독일 특허 출원서 DE 10 2012 111167호가 기술하는 바와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. 따라서 상기 특허 공보의 내용은, 특히 본 설명 내용의 기술적인 특징들을 청구하기 위해서라도 본 특허 출원서의 공개 내용에 완전히 포함된다.
본 발명의 실시예들은 하기에서 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 CVD-반응기를 수직으로 절단한 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 기판 캐리어 어레인지먼트의 분해 조립도이며,
도 3은 기판 캐리어 어레인지먼트의 제 2 실시예를 수직으로 절단한 도 1과 유사한 단면도이며,
도 4는 제 3 실시예의 도 3에 따른 도면이고,
도 5는 제 4 실시예의 기판 캐리어 어레인지먼트의 도면이며,
도 6은 제 5 실시예의 기판 캐리어 어레인지먼트의 도면이고,
도 7은 제 6 실시예의 기판 캐리어 어레인지먼트의 도면이며,
도 8은 제 7 실시예의 기판 캐리어 어레인지먼트의 도면이고,
도 9는 도 8의 섹션 Ⅸ의 확대도이며,
도 10은 제 8 실시예의 도 9에 따른 도면이고,
도 11은 제 9 실시예의 도 9에 따른 도면이며,
도 12는 기판을 운반링으로부터 분리하기 위한 분리 장치의 도면이고, 그리고
도 13은 도 12을 선ⅩⅢ-ⅩⅢ에 따라 절단한 단면도이다.
도 1은 CVD-반응기의 반응기 하우징을 절단한 개략적인 횡단면도를 보여주며, 이 경우 외부에 대하여 기밀 방식의 하우징 벽은 도시되어 있지 않다. 마찬가지로, 가스 공급 라인 및 가스 배출 라인도 도시되어 있지 않으며, 오히려 단지 가스 유입 부재를 형성하는 공정 챔버 커버(31)만이 도시되어 있는데, 상기 공정 챔버 커버를 통해 공정 가스가 공정 챔버(1) 내로 유입된다. 상기 공정 챔버는 공정 챔버 커버(31) 하부에 수직으로 존재한다. 공정 챔버(1)의 바닥부는 예를 들어 흑연(graphite), 몰리브덴(molybdenum), 석영(quartz) 또는 다른 적합한 재료로 이루어진 서셉터(2)에 의해 형성된다. 상기 서셉터(2) 하부에는 가열 장치(3)가 존재한다. 상기 가열 장치로는 저항 가열 장치, 적외선 가열 장치 또는 무선 주파수 가열 장치도 고려될 수 있다. 상기 공정 챔버(1)를 향하는 서셉터(2)의 상부면은 포켓(18)을 형성하고, 상기 포켓 내로는 지지 가스 흐름을 통과시키기 위해 도면에 도시되지 않은 유동 채널이 연결된다. 상기 지지 가스 흐름에 의해 가스 쿠션이 생성되고, 상기 가스 쿠션 상에는 원형 디스크 형태의 기판 캐리어 소켓(4)이 부유하여 회전하도록 지지된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 실시예들의 경우에 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면은 평평한 표면을 갖는다. 상기 평평한 표면의 가장자리 상에는, 이 가장자리 외부로 돌출하는 돌출부(11)를 가질 수 있는 운반링(6)이 놓인다. 도 1에서는 서셉터(2)의 상부면의 레벨이 운반링(6)의 상부면 및 특히 상기 운반링(6)을 링형으로 둘러싸는 돌출부(11)의 상부면의 레벨보다 낮다. 도 3 및 도 4에 도시된 변형예들에서는 방사상으로 돌출하는 돌출부(11)가 포켓(18) 내에 완전히 삽입되어 있음으로써, 결과적으로 서셉터(2)의 상부면은 운반링(6)의 상부면과 같은 높이로 뻗는다.
돌출부(11)의 방사상 내부로 운반링(6)은 홈이 제공된 링 숄더를 형성한다. 상기 링 숄더는 기판(15)의 가장자리(17)가 놓이는 지지 숄더(9)를 형성한다. 이 경우, 원형 디스크 형태의 상기 기판(15)은, 개구 벽(8)에 의해 둘러싸인 상기 운반링(6)의 링 개구(7)에 완전히 걸쳐있다. 상기 지지 숄더(9)는 기판(15)의 재료 두께 치수만큼 운반링(6)의 상부면에 대하여 더 깊게 설치됨으로써, 결과적으로 상기 기판(15)의 표면은 상기 운반링(6)의 상부면과 높이가 같게 된다.
지지 숄더(9)와, 운반링(6)이 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 가장자리 상에 놓일 때의 상기 운반링(6)의 하부면 사이에서 높이 차가 발생함으로써, 결과적으로 상부면(5)과 기판(15)의 하부면 사이에는 공동부가 형성되고, 상기 공동부는 링 개구(7)의 개구 벽(8)에 의해 측면에서 제한되어 있다. 본 발명에 따라서, 링 개구(7)의 상기 공동부를 플레이트(12)로 채운다. 상기 플레이트(12)가 상기 링 개구(7)의 중앙에 놓이기 때문에 중앙 플레이트로서 간주된다.
서셉터(2)는 가열 장치(3)에 의해 아래에서 가열된다. 상기 서셉터(2) 내로 공급된 열은 기판 캐리어 소켓(4) 내로 전달된다. 상기 열 전달은 실질적으로 열 전도이다. 공정 챔버(1) 내의 가스 압력에 따라 포켓(18) 바닥부와 기판 캐리어 소켓(4)의 하부면 사이에서의 열 전달은 열 방사이기도 하다. 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5)에서 열은 운반링(6) 내로 전달된다. 상기 열 전달은 운반링(6)의 하부면과 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 사이의 연결부를 통해 이루어진다.
플레이트(12)는 열 전달 플레이트를 형성하는데, 그 이유는 상기 플레이트에 의해서 열이 운반 캐리어 소켓(4)의 상부면에서 기판(15) 쪽으로 전달되기 때문이다. 개구 벽(8)과 플레이트(12)의 둘레 벽 사이의 간극은 최소가 됨으로써, 결과적으로 기판(15)상으로 전달된 열은 실질적으로, 플레이트(12) 및 운반링(6)을 통과하여 기판(15) 쪽으로 전달되는 열이다. 상기 기판(15)은 자체 열을 공정 챔버(1) 내의 가스에 배출하거나 자체 열을 공정 챔버 커버(31) 쪽으로 방사하는데, 상기 공정 챔버 커버는 상기 기판(15)의 온도보다 낮다.
운반링(6) 및 플레이트(12)의 열 전달 특성은, 기판(15)의 가장자리(17)와 기판(15)의 중앙 영역(16)이 대략 동일하게 가열되어, 그 결과 가장자리 영역(17)에서 기판의 표면 온도가 대체로 중앙 영역(16)에서 기판(15)의 표면 온도에 상응하도록 상호 조정되었다. 그럼으로써 횡방향, 특히 방사 방향으로의 온도 구배는 기술적으로 의미를 전혀 갖지 않는 정도로 감소된다. 열 전달 특성은 플레이트(12)에 대한 적합한 제작 재료의 선택에 의해서 설정될 수 있다. 그러나, 열 전달 특성이 플레이트(12)의 재료 두께에 의해 설정되거나, 플레이트(12)의 하부면 아래에서 추가의 열 전달 배리어로서 작용하는 홈(22)이 기판 캐리어 소켓(4) 내로 제공됨으로써 열 전달 특성이 설정되는 것도 가능하다.
기판(15)은 플레이트(12)의 상부면(13) 상에 놓일 수 있다. 그러나, 기판이 더 높게 놓이도록, 다시 말해 기판(15)의 하부면과 플레이트(12)의 상부면(13) 사이에 자유 공간이 남도록 제공될 수도 있다.
도 1 내지 도 7에 도시된 실시예들의 경우에 플레이트(12)의 둘레 벽과 링 개구(7)의 개구 벽(8) 사이의 간극은, 운반링(6)이 상승하면 상기 플레이트(12)가 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 상에 유지되도록 설계되었다. 운반 캐리어(6)를 상승시키기 위해, 도면에 도시되지 않은 그리퍼가 방사상의 링 돌출부(11)를 아래에서 파지한다. 기판(15)의 가장자리(17)가 지지 숄더(9) 상에 놓이기 때문에, 상기 기판은 함께 상승한다.
도 3 내지 도 7에 도시된 실시예들은 실질적으로, 중앙 플레이트(12)가 상이한 직경을 가짐으로써 구분된다.
그 밖에, 도 5에 도시된 실시예에 의해서는 리프트-오프-기능(lift-off-function)이 가능하다. 상기 목적을 위해서 운반링(6) 및 플레이트(12)는 기판 캐리어 소켓(4)의 평평한 상부면으로부터 돌출하는 융기부(32) 상에 놓인다. 운반링(6) 또는 플레이트(12)와 기판 캐리어 소켓(4) 사이에서 작은 간극이 형성되고, 상기 간극은 상기 운반링(6)의 상승을 수월하게 한다. 본 실시예의 경우에 융기부(32)가 구슬로 형성되었고, 상기 구슬은 블라인드 홀(blind hole) 내에, 이 구슬의 표면 섹션이 상기 블라인드 홀로부터 외부로 돌출하도록 삽입되어 있다. 상기 구슬의 직경은 상기 블라인드 홀의 깊이보다 약간 더 크다. 그러나, 도면에 도시되지 않은 변형예에서는 융기부가 기판 캐리어 소켓(4)과 재료 동일하게 형성될 수도 있다.
그 밖에, 상기 도면들은 포켓(18) 바닥부에서 기인하는 센터링 스터드(19)를 보여주는데, 상기 센터링 스터드는 기판 캐리어 소켓(4)의 개구(20)를 관통 파지하여 플레이트(12)의 팩 방식의 개구(21) 내까지 파지함으로써, 결과적으로 상기 플레이트(12)의 위치는 상기 스터드(19)에 의해서 센터링 가능하다.
도 8 및 도 9에 도시된 실시예의 경우에 플레이트(12)의 둘레 벽은 방사상으로 돌출하는 가장자리(24)를 형성하며, 상기 가장자리는 개구 벽(8)의 섹션에 의해 아래에서 파지될 수 있다. 따라서, 상기 개구 벽(8)은 방사상 내부로 향하는 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부는 방사상 외부로 향하는 플레이트(12)의 가장자리 섹션(24) 아래에 놓인다. 상기 배치 상태의 결과로, 운반링(6)의 상승시 플레이트(12)도 함께 상승하게 된다.
도 7 및 도 11에 도시된 실시예들은 아래로 향하는 링 연장부(23)를 갖는 운반링(6)을 보여준다. 상기 링 연장부는 서셉터에서 운반링(6) 쪽으로의 열 전달을 증대시킨다. 도 7, 도 10 및 도 11에 도시된 실시예들의 경우에 기판 캐리어 소켓(4)의 적어도 한 섹션이 링 개구(7) 하부에 배치된 운반링(6)의 추가적인 링 홈 내에 놓인다. 본 경우에서도 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예들의 경우에서와 같이 기판 캐리어 소켓(4)의 직경이 중앙 플레이트(12)의 직경보다 크고, 그럼으로써 운반링(6)은 적어도 방사상 내부로 놓인 링 섹션에 의해 상기 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면 상에 지지된다.
또한, 도 7, 도 10 및 도 11에 도시된 실시예들의 경우에 중앙 플레이트(12)의 가장자리 섹션(12')은 링 연장부(23)의 링 층계(29) 상에 놓임으로써, 결과적으로 상기 가장자리 섹션은 운반링(6)과 함께 기판 캐리어 소켓(4)으로부터 상승 가능하다. 이 경우, 상기 링 연장부(23)는 상기 기판 캐리어 소켓(4)의 홈이 제공된 링 층계(28) 상에 지지된다. 이때 상기 링 층계(28)는 상기 기판 캐리어 소켓(4)의 중앙 영역을 둘러싼다.
도 11에 도시된 실시예의 경우에 기판 캐리어 소켓(4)의 중앙 영역은 운반링의 링 연장부(23)에 의해서도 둘러싸인다. 본 도면에서도 플레이트(12)의 가장자리 섹션(12')이 링 층계(29) 상에 놓이고, 상기 링 층계는 지지 숄더(9) 혹은 운반링의 하부면 또는 운반링의 상부면에 대하여 평행 평면을 형성한다. 그러나, 본 도면에서 상기 가장자리 영역(12')은 단계적 차이(gradation)를 형성한다.
도 12 및 도 13은 기판(15)을 운반링(6)으로부터 분리할 수 있는 분리 장치를 보여준다. 분리 장치(25)의 베이스 플레이트로부터 상이한 길이의 수직 핀(26, 27)이 돌출한다. 상기 베이스 플레이트의 중앙을 중심으로 그룹화된 길이가 더 긴 핀(26)은 운반링(6)의 링 개구(7)를 관통하여 파지함으로써, 기판(15)을 지지하는 운반링(6)을 상기 핀(26) 상에 설치할 때, 상기 기판(15)은 상기 운반링(6)으로부터 상승한다. 상기 운반링(6)은 길이가 더 짧은, 방사상 외부에 놓인 핀(27) 상에 설치될 수 있다.
그런 다음 기판(15)은 운반되기 위해 추가적인 그리퍼에 의해서 자체 가장자리에서 파지될 수 있다.
도 12 및 도 13에 도시된 장치(25)는, 플레이트(12)가 운반링(6)과 함께 기판 캐리어 소켓(4)으로부터 상승하는 동시에 기판(15)이 어레인지먼트에서 분리되는 경우에도 적합하다. 상기 경우에 플레이트(12)는 내부 핀(26) 상에 지지된다. 그러나, 기판(15) 가장자리는 플레이트(12)의 가장자리 외부로 돌출함으로써, 결과적으로 상기 기판(15) 가장자리는 그리퍼에 의해 파지될 수 있다.
기판(15)이 아직 고온의 공정 챔버(1)로부터 분리되어야 하는 경우에, 플레이트(12)와 운반링(6)이 함께 운반되는 것이 바람직하다. 이 경우, 플레이트(12)는 프로세스 동안에 열 전달 부재의 기능뿐만 아니라 유효 열 캐퍼시터의 기능을 갖는다. 공정 챔버(1) 내에서 기판(15)의 열 처리시 열 전달이 중요하고, 운반링(6)의 링 개구(7)를 채우는 플레이트(12)가 링(6)과 동일한 열 전달을 하는 한편으로, 상기 플레이트는 웨이퍼(15)의 운반시 온도 캐퍼시터로서 열을 저장해야 하고, 그럼으로써 상기 기판(15)은 중앙 영역(16)에서 가장자리 영역(17)에서와 대체로 동일한 속도로 냉각된다. 따라서, 운반 동안에 기판의 표면상에서 또는 기판의 용적 내에서 단지 작은 횡방향 온도 구배가 형성된다.
본 발명에 따른 해결책에 의해서는 운반 동안에 기판의 온도 특성도 선행 기술에 비해서 개선되었다. 기판의 균일한 냉각이 가능한데, 그 이유는 특히 흑연으로 이루어진 기판의 플레이트에 걸쳐서 냉각이 이루어지기 때문이다. 또한, 공정 챔버 내부에서 상기 기판은 선행 기술의 경우보다 더 균일하게 가열된다. 그러면서도 플레이트(12) 외부로 돌출하는 기판(15)의 가장자리측으로 인해, 캐리어 장치로부터 기판의 분리가 수월하게 이루어진다.
디스크형 플레이트(12)는 기판 캐리어 소켓(4) 또는 운반링(6)이 이루어져 있는 것과 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 재료로는 흑연, 몰리브덴 또는 석영 혹은 다른 적합한 제작 재료가 고려된다.
전술된 실시예들은 본 특허 출원서에 의해 전체적으로 기술된 발명들을 설명하기 위해 이용되고, 상기 발명들은 적어도 후속하는 특징 조합들을 통해 선행 기술을 각각 독립적으로 개선하는데, 즉:
링 개구(7)를 플레이트(12)로 채우고, 상기 플레이트는 기판(15)과 기판 캐리어 소켓(4) 사이에 놓이며, 이 경우 플레이트(12)의 하부면(14)과 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 사이의 제 2 연결부가 제 2 열 전달 배리어를 형성하고, 이때 상기 플레이트(12)의 열 전달 특성 및 상기 제 2 열 전달 배리어는, 공정 챔버 바닥부 쪽에서 가열시 기판 중앙 영역(16)에서 기판(5)의 표면 온도가 기판 가장자리(17)의 표면 온도에 상응하도록, 상기 소켓(4) 상에 지지되고 지지 숄더(9)를 형성하는 운반링(6)의 섹션의 열 전달 특성 및 제 1 열 전달 배리어에 조정된 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
플레이트(12)의 재료 두께가 기판(15)의 하부면(14)에 대한 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면의 간격보다 약간 더 작은 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
플레이트(12)가 운반링(6)과 함께 기판 캐리어 소켓(4)으로부터 분리 가능한 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
플레이트(12)의 가장자리(24)가 운반링(6)의 개구 가장자리(8)를 약간 덮는 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
기판 캐리어 소켓(4)의 링 층계(28) 상에 놓이고 상기 기판 캐리어 소켓(4)의 중앙 영역의 층계 측면(30)을 둘러싸는, 운반링(6)의 링 연장부(23)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
플레이트(12)의 중앙 개구(21) 내로 관통하여 돌출하는 센터링 스터드(19)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
기판 캐리어 소켓(4)은 서셉터(2)의 포켓(18) 내에 삽입되어 있는 원형 디스크 형태의 몸체이고, 상기 서셉터는 가열 장치(3)에 의해 아래에서 가열 가능한 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
제 1 연결부는 운반링(6)의 하부면을 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 상에 표면 배치함으로써 형성되고, 제 2 연결부는 플레이트(12)의 하부면(14)을 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5)에 표면 배치함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
운반링(6) 및 플레이트(12)는 대체로 평평한, 기판 캐리어 소켓(4)의 표면상에 놓이는 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
기판 캐리어 소켓(4)의 상부면의 그 밖에 평평한 표면은 국부적인 융기부(32)를 포함하고, 상기 융기부는 운반링(6) 또는 플레이트(12)를 기판 캐리어 소켓(4)의 표면에 대하여 특히 0.1 내지 0.5㎜ 만큼 간격을 두도록 하는 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
운반링(6)의 외부 가장자리 영역은 단부 이펙터의 그래플러에 의해 아래에서 파지 가능한 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
전술된 청구항들의 특징부의 특징들 중 하나 이상의 특징을 갖는 것을 특징으로 하는 장치를 설명한다.
공지된 모든 특징들은(자체적으로, 또는 서로 조합된 상태로) 발명에 있어서 중요한다. 따라서, 본 특허 출원서의 공개 내용에는, 우선권 서류들의 특징들을 본 출원서의 청구 범위 내에 수용할 목적으로 상기 관련된/첨부된 우선권 서류들(예비 출원서의 사본)의 공개 내용도 전체적으로 포함된다. 종속 청구항들은 자체 특징들을 통해 선행 기술의 독립적이고 진보적인 개선예들을 특징적으로 나타내며, 그럼으로써 특히 상기 종속 청구항들을 기초로 부분 출원을 실시한다.
1 공정 챔버
2 서셉터
3 가열 장치
4 기판 캐리어 소켓
5 상부면
6 운반링
7 링 개구
8 개구 벽
9 지지 숄더
10 벽
11 돌출부
12 중앙 플레이트
12' 가장자리 섹션
13 상부면
14 하부면
15 기판
16 중앙 영역
17 가장자리 영역
18 포켓
19 스터드
20 개구
21 개구
22 홈
23 링 연장부
24 가장자리
25 분리 장치
26 핀
27 핀
28 링 층계
29 링 층계
30 측면
31 공정 챔버 커버/가스 유입구
32 융기부

Claims (11)

  1. 반도체 기판(15)의 열 처리를 위한 장치로서,
    공정 챔버(1)의 바닥부를 형성하고 가열 장치(3)에 의해서 가열 가능한 서셉터(2) 및 기판 캐리어 소켓(substrate carrier socket)(4) 상에 지지된 운반링(6)을 포함하며, 상기 서셉터는 상기 공정 챔버(1) 쪽을 향하는 상부면(5)을 갖는 상기 기판 캐리어 소켓(4)을 구비하고, 상기 운반링은 링 개구(7)에 걸쳐있는 기판(15)의 가장자리(17)를 지지하기 위해, 상기 링 개구(7)를 둘러싸는 지지 숄더(supporting shoulder)(9)를 구비하며, 이때 상기 기판(15)은 상기 기판 캐리어 소켓(4)으로부터 상기 운반링(6)을 관통하는 열 전달에 의해 가열 가능하고, 그리고 상기 운반링(6)의 하부면과 상기 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 사이의 제 1 연결부가 제 1 열 전달 배리어(heat transfer barrier)를 형성하는 상기 반도체 기판의 열처리를 위한 장치에 있어서,
    상기 링 개구(7)를 기판(15)과 기판 캐리어 소켓(4) 사이에 놓인 플레이트(12)로 채우고, 이 경우 플레이트(12)의 하부면과 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 사이의 제 2 연결부가 제 2 열 전달 배리어를 형성하며, 이때 상기 플레이트(12)의 열 전달 특성 및 상기 제 2 열 전달 배리어는, 공정 챔버 바닥부 쪽에서 가열시 기판 중앙 영역(16)에서 상기 기판(5)의 표면 온도가 기판 가장자리(17)의 표면 온도에 상응하도록, 상기 소켓(4) 상에 놓이고 지지 숄더(9)를 형성하는 상기 운반링(6)의 섹션의 열 전달 특성 및 제 1 열 전달 배리어에 조정된 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    플레이트(12)의 재료 두께가 기판(15)의 하부면(14)에 대한 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면의 간격보다 약간 더 작은 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    플레이트(12)가 운반링(6)과 함께 기판 캐리어 소켓(4)으로부터 분리 가능한 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    플레이트(12)의 가장자리(24)가 운반링(6)의 개구 가장자리(8)를 약간 덮는 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    기판 캐리어 소켓(4)의 링 층계(28) 상에 놓이고 상기 기판 캐리어 소켓(4)의 중앙 영역의 층계 측면(30)을 둘러싸는, 운반링(6)의 링 연장부(23)를 갖는 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    플레이트(12)의 중앙 개구(21) 내로 관통하여 돌출하는 센터링 스터드(centering stud)(19)를 갖는 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    기판 캐리어 소켓(4)은 서셉터(2)의 포켓(18) 내에 삽입되어 있는 원형 디스크 형태의 몸체이고, 상기 서셉터는 가열 장치(3)에 의해 아래에서 가열 가능한 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 1 연결부는 운반링(6)의 하부면을 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5) 상에 표면 배치함으로써 형성되고, 제 2 연결부는 플레이트(12)의 하부면(14)을 기판 캐리어 소켓(4)의 상부면(5)에 표면 배치함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    운반링(6) 및 플레이트(12)는 대체로 평평한, 기판 캐리어 소켓(4)의 표면상에 놓이는 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    기판 캐리어 소켓(4)의 상부면의 그 밖에 평평한 표면은 국부적인 융기부(32)를 갖고, 상기 융기부는 운반링(6) 또는 플레이트(12)를 기판 캐리어 소켓(4)의 표면에 대하여 0.1 내지 0.5㎜ 만큼 간격을 두도록 하는 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    운반링(6)의 외부 가장자리 영역은 단부 이펙터(end effector)의 그래플러(grappler)에 의해 아래에서 파지 가능한 것을 특징으로 하는,
    반도체 기판의 열처리를 위한 장치.
KR1020140091950A 2013-07-22 2014-07-21 반도체 기판의 열 처리를 위한, 특히 코팅을 제공하기 위한 장치 KR102285296B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013012082.9 2013-07-22
DE102013012082.9A DE102013012082A1 (de) 2013-07-22 2013-07-22 Vorrichtung zum thermischen Behandeln eines Halbleitersubstrates, insbesondere zum Aufbringen einer Beschichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150011328A KR20150011328A (ko) 2015-01-30
KR102285296B1 true KR102285296B1 (ko) 2021-08-02

Family

ID=52131139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140091950A KR102285296B1 (ko) 2013-07-22 2014-07-21 반도체 기판의 열 처리를 위한, 특히 코팅을 제공하기 위한 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102285296B1 (ko)
DE (1) DE102013012082A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014223301B8 (de) 2014-11-14 2016-06-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Substrathalter, Plasmareaktor und Verfahren zur Abscheidung von Diamant
JP6539929B2 (ja) * 2015-12-21 2019-07-10 昭和電工株式会社 ウェハ支持機構、化学気相成長装置およびエピタキシャルウェハの製造方法
DE102016115614A1 (de) * 2016-08-23 2018-03-01 Aixtron Se Suszeptor für einen CVD-Reaktor
KR102125512B1 (ko) * 2016-10-18 2020-06-23 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20190390336A1 (en) * 2017-01-27 2019-12-26 Aixtron Se Transport ring
DE102018107135A1 (de) 2018-03-26 2019-09-26 Aixtron Se Mit einer individuellen Kennung versehenes Bauteil einer CVD-Vorrichtung sowie Verfahren zur Übermittlung von Informationen
DE102020122198A1 (de) 2020-08-25 2022-03-03 Aixtron Se Substrathalter für einen CVD-Reaktor
CN114714268A (zh) * 2020-12-22 2022-07-08 浙江蓝晶芯微电子有限公司 一种超高频超薄石英晶片掩膜定位工装和定位方法
DE102021110305A1 (de) 2021-04-22 2022-10-27 Aixtron Se CVD-Reaktor und Verfahren zu dessen Beladung
DE102021126019A1 (de) 2021-10-07 2023-04-13 Aixtron Se CVD-Reaktor mit einem Tragring beziehungsweise Tragring für ein Substrat
CN117457559B (zh) * 2023-12-22 2024-03-15 上海谙邦半导体设备有限公司 一种晶圆搬运方法、装置、真空反应腔及工艺腔室

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100549998B1 (ko) 1997-01-23 2006-02-08 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 웨이퍼 지지 시스템

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03150365A (ja) * 1989-07-26 1991-06-26 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置
US6001183A (en) 1996-06-10 1999-12-14 Emcore Corporation Wafer carriers for epitaxial growth processes
US6217663B1 (en) 1996-06-21 2001-04-17 Kokusai Electric Co., Ltd. Substrate processing apparatus and substrate processing method
US6530994B1 (en) 1997-08-15 2003-03-11 Micro C Technologies, Inc. Platform for supporting a semiconductor substrate and method of supporting a substrate during rapid high temperature processing
WO1999023691A2 (en) * 1997-11-03 1999-05-14 Asm America, Inc. Improved low mass wafer support system
US6475336B1 (en) * 2000-10-06 2002-11-05 Lam Research Corporation Electrostatically clamped edge ring for plasma processing
DE10132448A1 (de) * 2001-07-04 2003-01-23 Aixtron Ag CVD-Vorrichtung mit differenziert temperiertem Substrathalter
DE10232731A1 (de) 2002-07-19 2004-02-05 Aixtron Ag Be- und Entladevorrichtung für eine Beschichtungseinrichtung
KR100580062B1 (ko) * 2004-02-03 2006-05-12 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 화학기상성장장치 및 막 성장방법
DE102004058521A1 (de) * 2004-12-04 2006-06-14 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von dicken Gallium-Nitrit-Schichten auf einem Saphirsubstrat und zugehörigen Substrathalter
JP2009270143A (ja) * 2008-05-02 2009-11-19 Nuflare Technology Inc サセプタ、半導体製造装置及び半導体製造方法
JP5038365B2 (ja) 2009-07-01 2012-10-03 株式会社東芝 サセプタおよび成膜装置
KR20110135631A (ko) * 2010-06-11 2011-12-19 삼성엘이디 주식회사 분리형 테두리를 구비한 새털라이트 디스크, 그를 구비한 서셉터 및 화학기상증착장치
DE102012106796A1 (de) 2012-07-26 2014-01-30 Aixtron Se Thermische Behandlungsvorrichtung mit einem auf einem Substratträgersockel aufsetzbaren Substratträgerring
DE102012111167A1 (de) 2012-11-20 2014-05-22 Aixtron Se Vorrichtung zum Ausrichten eines Wafers auf einem Waferträger

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100549998B1 (ko) 1997-01-23 2006-02-08 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 웨이퍼 지지 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150011328A (ko) 2015-01-30
DE102013012082A1 (de) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102285296B1 (ko) 반도체 기판의 열 처리를 위한, 특히 코팅을 제공하기 위한 장치
US9123759B2 (en) Susceptor, vapor phase growth apparatus, and method of manufacturing epitaxial wafer
US10793971B2 (en) Method and apparatus for producing bulk silicon carbide using a silicon carbide seed
JP3908112B2 (ja) サセプタ、エピタキシャルウェーハ製造装置及びエピタキシャルウェーハ製造方法
JP5412759B2 (ja) エピタキシャルウェーハの保持具及びそのウェーハの製造方法
US11591714B2 (en) Apparatus for producing bulk silicon carbide
US20130065403A1 (en) Wafer carrier with thermal features
US11505876B2 (en) Method for producing bulk silicon carbide
US20140360430A1 (en) Wafer carrier having thermal uniformity-enhancing features
KR100965143B1 (ko) 서셉터 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
US10793951B2 (en) Apparatus to improve substrate temperature uniformity
CN107851561B (zh) 基座及外延生长装置
KR20170054447A (ko) 기판들의 열적 프로세싱을 위한 서셉터 및 예열 링
EP2603927A1 (en) Enhanced wafer carrier
JP7107949B2 (ja) 搬送リング
JP2023501304A (ja) 基板のエッジ膜厚均一性を向上させる処理キット
JP2018518592A (ja) 高成長率のｅｐｉチャンバのための遮熱リング
US10633762B2 (en) Method for producing bulk silicon carbide by sublimation of a silicon carbide precursor prepared from silicon and carbon particles or particulate silicon carbide
CN110629199A (zh) 外延硅晶圆的制造方法
JP6878212B2 (ja) サセプタ、ｃｖｄ装置及びエピタキシャルウェハの製造方法
JP6965262B2 (ja) 負圧で圧締された基板を有するサセプタおよびエピタキシャル成長のための反応器
CN219886230U (zh) 一种衬底处理装置
CN219752493U (zh) 坩埚生长设备
CN220579386U (zh) 一种气相沉积设备
KR102113734B1 (ko) 화학 기상 증착 장치용 서셉터 및 이를 구비한 화학 기상 증착 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant