KR102425455B1 - 기판 이송 메커니즘들 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에서, 기판 지지체 어셈블리는 기판을 지지하기 위한 서셉터, 및 서셉터에 결합된 지지 이송 메커니즘을 포함하고, 지지 이송 메커니즘은 기판의 주변 에지를 지지하기 위한 표면을 갖고, 지지 이송 메커니즘은 서셉터의 상측 표면에 대해 이동가능하다.

Description

기판 이송 메커니즘들
본 명세서에 개시된 실시예들은 일반적으로 반도체 기판과 같은 기판을 처리 챔버 내로 또는 처리 챔버 밖으로 이송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
기판 상의 전자 디바이스들의 제조에서, 반도체 기판과 같은 기판들은 다수의 열 프로세스에 종속된다. 열 프로세스들은 재료가 퇴적되거나 제거되는 전용 처리 챔버 내에서 전형적으로 수행된다. 그러한 프로세스들은 에피택셜 퇴적, 화학적 기상 증착(CVD), 플라즈마 증강된 화학적 기상 증착(PECVD), 에칭, 어닐링, 및 그와 유사한 것을 포함한다.
기판들은 전형적으로 로봇식 디바이스에 의해 처리 챔버 내의 기판 지지체 상에 배치된 리프트 핀들 상으로 이송된다. 리프트 핀들은 전형적으로 기판과 최소한으로 접촉하면서 불연속적인 위치들에서 기판의 후면(퇴적물을 수용하지 않는 면)에 접촉한다. 그러나, 리프트 핀들이 기판의 후면과 최소한의 접촉을 제공하긴 하지만, 때로는 리프트 핀(들)과 기판 사이에서 마찰이 경험된다. 마찰은 기판의 후면 상에 스크래치를 생성하거나 그렇지 않으면 마크를 형성할 수 있다. 심각성에 따라, 스크래치 또는 마크는 기판 상에 형성되고 있는 하나 이상의 전자 디바이스의 작동성에 영향을 줄 수 있다. 전자 디바이스들의 스크래치는 기판의 수율 감소를 야기한다.
따라서, 기판의 스크래치를 최소화하거나 제거하는 개선된 기판 이송 메커니즘이 필요하다.
일 실시예에서, 기판 지지체 어셈블리는 기판을 지지하기 위한 서셉터, 및 서셉터에 결합된 지지 이송 메커니즘(supporting transfer mechanism)을 포함하고, 지지 이송 메커니즘은 기판의 주변 에지를 지지하기 위한 표면을 갖고, 지지 이송 메커니즘은 서셉터의 상측 표면에 대해 이동가능하다.
다른 실시예에서, 기판 지지체 어셈블리는 서셉터, 및 기판을 지지하기 위한 표면을 갖는 지지 이송 메커니즘을 포함하고, 지지 이송 메커니즘은 서셉터의 상측 표면에 대해 이동가능하고, 서셉터 내에 형성된 리세스 내에 포개지도록(nest) 적응된다.
다른 실시예에서, 기판 지지체 어셈블리는 기판을 지지하기 위한 서셉터 - 서셉터는 리세스된 표면, 및 리세스된 표면으로부터 연장된 하나 이상의 인덱싱 피쳐를 가짐 -, 및 서셉터에 결합된 지지 이송 메커니즘을 포함하고, 지지 이송 메커니즘은 기판의 주변 에지를 지지하기 위한 표면을 갖고, 지지 이송 메커니즘은 서셉터의 상측 표면에 대해 이동가능하다. 지지 이송 메커니즘은 디스크 형상 바디, 디스크 형상 바디로부터 연장되는 환형 부분들, 및 서셉터의 인덱싱 피쳐들 중 하나를 수용하기 위해 환형 부분 내에 형성되는 포켓을 포함한다.
위에서 언급된 본 개시내용의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 그들 중 일부는 첨부 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 본 개시내용은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 개시내용의 전형적인 실시예들만을 도시하며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 처리 챔버의 부분 단면도이다.
도 2a는 도 1의 처리 챔버에서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리의 일 실시예의 부분 등축도이다.
도 2b는 도 2a의 기판 지지체 어셈블리의 등축도이다.
도 2c는 도 2b의 선 2C-2C를 따른 서셉터 및 링의 단면도이다.
도 3a는 도 1의 처리 챔버에서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리의 다른 실시예의 부분 등축도이다.
도 3b는 도 3a의 기판 지지체 어셈블리의 등축도이다.
도 3c는 도 3b의 라인 3C-3C를 따른 서셉터 및 분리가능한 지지체 평판의 단면도이다.
도 4a 내지 도 5b는 도 1의 처리 챔버에서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리의 다른 실시예의 다양한 도면들이다.
도 6a는 도 1의 처리 챔버에서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리의 일 실시예의 부분 등축도이다.
도 6b는 도 6a의 기판 지지체 어셈블리의 등축도이다.
도 6c는 도 6b의 리프트 핀들 중 하나와 서셉터의 확대도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1의 처리 챔버에서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리의 다른 실시예의 부분 등축도이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에 공통인 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 이용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가 언급 없이도 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있을 것으로 예상된다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 일반적으로 반도체 기판과 같은 기판을 처리 챔버 내로 또는 처리 챔버 밖으로 이송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 리프트 핀들과 기판 사이의 접촉을 최소화하거나 제거하는, 서셉터 및 지지 이송 메커니즘을 갖는 기판 지지체 어셈블리가 개시된다. 리프트 핀들과 기판 사이의 감소된 접촉은 기판 상의 스크래치들을 감소시키고, 이것은 입자들을 최소화하고 수율을 개선할 수 있다.
다양한 처리 챔버들이 본 명세서에 설명된 실시예들을 포함하도록 수정될 수 있다. 일 실시예에서, 대기(atmospheric) 화학적 기상 증착(CVD) 챔버들은 본 명세서에 설명된 실시예들을 포함한다. CVD 챔버의 일례는 캘리포니아 주 산타클라라의 Applied Materials, Inc.로부터 입수가능한 대기 CVD 시스템들을 위한 에피택셜(EPI) CENTURA® 시스템이다. CENTURA® 시스템은 광범위하게 다양한 웨이퍼 크기들을 수용하는 단일 웨이퍼 다중 챔버 모듈러 설계(single wafer, multi-chamber, modular design)를 이용하는 완전 자동화 반도체 제조 시스템이다. CVD 챔버에 더하여, 다수의 챔버는 예비세정 챔버, 웨이퍼 배향기 챔버(wafer orienter chamber), 냉각 챔버, 및 독립적으로 동작되는 로드록 챔버(independently operated loadlock chamber)를 포함할 수 있다. 도 1에 개략적으로 도시되고 본 명세서에 제시되는 CVD 챔버는 일 실시예이며, 모든 가능한 실시예들의 제한으로 의도된 것이 아니다. 다른 제조사들로부터의 챔버들을 포함하여, 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 다른 대기 또는 대기 근처(near atmospheric) CVD 챔버들이 이용될 수 있음이 예상된다.
도 1은 일 실시예에 따른 처리 챔버(100)의 부분 단면도이다. 처리 챔버(100)는 챔버 바디(102), 지원 시스템(104), 및 챔버 제어기(106)를 포함한다. 챔버 바디(102)는 상측 부분(112) 및 하측 부분(114)을 포함한다. 상측 부분(112)은 챔버 바디(102) 내에서 천장(ceiling)(116)과 기판(125)의 상측 표면 사이의 영역을 포함한다. 하측 부분(114)은 챔버 바디(102) 내에서 돔(130)과 기판(125)의 최하부 사이의 영역을 포함한다. 퇴적 프로세스들은 일반적으로 상측 부분(112) 내에서 기판(125)의 상측 표면 상에서 발생한다.
상측 라이너(118)는 상측 부분(112) 내에 배치되고, 챔버 컴포넌트들 상의 원하지 않는 퇴적을 방지하기 위해 이용된다. 상측 라이너(118)는 상측 부분(112) 내에서 링(123)에 인접하여 위치된다. 처리 챔버(100)는 램프들(135)과 같은 복수의 열원을 포함하고, 그 열원들은 처리 챔버(100) 내에 위치된 컴포넌트들에 열 에너지를 제공하도록 적응된다. 예를 들어, 램프들(135)은 기판(125) 및 링(123)에 열 에너지를 제공하도록 적응될 수 있다. 돔(130) 및 천장(116)은 석영과 같은 광학적으로 투명한 재료로 형성되어, 열 복사의 통행을 용이하게 할 수 있다.
챔버 바디(102)는 또한 내부에 형성된 유입구(120) 및 배기 포트(122)를 포함한다. 유입구(120)는 프로세스 가스(150)를 챔버 바디(102)의 상측 부분(112) 내로 제공하도록 적응될 수 있는 한편, 배기 포트(122)는 프로세스 가스(150)를 상측 부분(112)으로부터 배기 시스템(160) 내로 배기시키도록 적응될 수 있다. 그러한 방식으로, 프로세스 가스(150)는 기판(125)의 상측 표면에 평행하게 유동될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(125) 상으로의 프로세스 가스(150)의 열 분해는 기판(125) 상에 에피택셜 층을 형성하고, 이것은 램프들(135)에 의해 용이해진다.
기판 지지체 어셈블리(132)는 챔버 바디(102)의 하측 부분(114) 내에 위치된다. 기판 지지체 어셈블리(132)는 기판(125)을 지지하는 것으로 도시된 서셉터(131)는 물론, 처리 위치 내의 링(123)을 포함한다. 기판 지지체 어셈블리(132)는 복수의 지지 핀(121) 및 복수의 리프트 핀(133)을 포함한다. 리프트 핀들(133)은 지지체 암들(arms)(134)에 의해 수직으로 작동가능하고, 일 실시예에서는 기판(125)을 (도시된 것과 같은) 처리 위치로부터 기판 이송 위치로 리프트하기 위해 서셉터(131)의 최하부에 접촉하도록 적응된다. 기판 이송 위치는 로봇식 디바이스[예를 들어, 로봇 암 또는 엔트 이펙터(end effector)]가 밀봉가능한 개구(138)를 통해 삽입되어 서셉터(131)[또는 기판 지지체 어셈블리(132)의 다른 부분들]에 접근할 수 있는 위치이다. 후속하는 도면들에 설명되는 다른 실시예들에서, 기판 지지체 어셈블리(132)는 로봇 블레이드로의 또는 로봇 블레이드로부터의 기판(125)의 이송을 다르게 제공할 수 있다. 기판(125)의 이송의 다른 실시예들은 리프트 핀들(133) 또는 지지 핀들(121)과 기판(125) 사이의 접촉 없이 달성된다. 기판 지지체 어셈블리(132)의 컴포넌트들은 카본 섬유, 석영, 실리콘 카바이드, 실리콘 카바이드로 코팅된 흑연, 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 기판 지지체 어셈블리(132)는 지지 핀들(121)의 이동을 리프트 핀들(133)의 이동과 별도로 허용하는 샤프트 어셈블리(136)를 포함할 수 있거나 그러한 샤프트 어셈블리에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 샤프트 어셈블리는 길이 축에 대하여 회전하도록 적응된다. 일부 실시예들에서, 기판 지지체 어셈블리(132)는 서셉터(131) 및 링(123)[또는 아래에 설명되는 것과 같은 다른 지지 이송 메커니즘(들)]을 포함하는 서셉터 어셈블리(137)는 물론, 지지체 암들(134)의 부분들, 지지 핀들(121) 및/또는 리프트 핀들(133)을 포함한다.
링(123)은 챔버 바디(102)에 결합되는 하부 라이너(140)에 인접하여 배치될 수 있다. 링(123)은 챔버 바디(102)의 내부 용적 주위에 배치될 수 있고, 기판(125)이 처리 위치에 있는 동안 기판(125)을 둘러싼다(circumscribe). 링(123) 및 서셉터(131)는 탄소 섬유, 실리콘 카바이드, 석영, 또는 실리콘 카바이드로 코팅된 흑연과 같은 열 안정성 재료로 형성될 수 있다. 링(123)은 서셉터(131)와 결합하여, 상측 부분(112)의 처리 용적을 분리시킬 수 있다. 기판(125)이 링(123)에 인접하여 위치될 때, 링(123)은 상측 부분(112)을 관통하도록 지향된 가스 유동(directed gas flow)을 제공할 수 있다.
지원 시스템들(104)은 처리 챔버(100) 내에서 에피택셜 막들의 성장 및 기판 지지체 어셈블리(132)의 작동과 같은 미리 결정된 프로세스들을 실행하고 모니터링하기 위해 이용되는 컴포넌트들을 포함한다. 일 실시예에서, 지원 시스템들(104)은 가스 패널들, 가스 분배 도관들, 전력 공급부들, 및 프로세스 제어 기기들 중 하나 이상을 포함한다. 챔버 제어기(106)는 지원 시스템들(104)에 결합되고, 처리 챔버(100) 및 지원 시스템들(104)을 제어하도록 적응된다. 일 실시예에서, 챔버 제어기(106)는 중앙 처리 유닛(CPU), 메모리, 및 지원 회로들을 포함한다. 챔버 제어기(106) 내에 있는 명령어들은 처리 챔버(100)의 동작을 제어하도록 실행될 수 있다. 처리 챔버(100)는 내부에서 하나 이상의 막 형성 또는 퇴적 프로세스들을 수행하도록 적응된다. 예를 들어, 실리콘 카바이드 에피택셜 성장 프로세스가 처리 챔버(100) 내에서 수행될 수 있다. 다른 프로세스들이 처리 챔버(100) 내에서 수행될 수 있음이 예상된다.
도 2a는 도 1의 처리 챔버(100)에서 기판 지지체 어셈블리(132)로서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리(200)의 일 실시예의 부분 등축도이다. 기판 지지체 어셈블리(200)는 서셉터 어셈블리(137)를 포함하고, 서셉터 어셈블리는 지지 이송 메커니즘으로서 링(123) 및 서셉터(131)를 포함한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 서셉터(131)는 링(123)의 직경과 실질적으로 일치하는 크기를 갖는다. 링(123)에 의해 에지에서 지지되는 기판(125)이 부분적으로 도시되어 있다. 기판 지지체 어셈블리(200)는 또한 도 1에 설명된 지지 핀들(121)일 수 있는 리프트 핀들(205)(본 도면에는 단 하나만이 도시되어 있음)을 포함한다. 기판 이송 위치에 있는 기판 지지체 어셈블리(200)가 도시되는데, 그러한 기판 이송 위치에서, 링(123)은 서셉터(131)로부터 멀리 이격된다.
샤프트 어셈블리(136)(도 1에 도시됨)가 작동될 때, 리프트 핀들(205)은 서셉터(131) 내의 개구들(210)(본 도면에는 단 하나만이 도시되어 있음)을 통해 연장되고, 리프트 지점들(215)(점선들로 도시됨)에서 링(123)의 밑면에 접촉한다. 링(123)은 처리 및 이송 동안 기판(125)의 주변 에지를 지지하는 내측 에지 영역(220) 및 상측 표면(202)을 포함한다. 리프트 핀들(205)은 서셉터(131)로부터 특정 거리만큼 링(123)을 상승시키도록 작동되고, 그에 의해, 도 2a에 도시된 바와 같이, 로봇식 디바이스(225)가 기판(125)과 서셉터(131) 사이에 삽입될 수 있게 된다. 링(123)은 제1 갭(230A), 및 제1 갭(230A)에 대향하는 제2 갭(230B)을 포함한다. 제1 갭(230A) 및 제2 갭(230B) 각각은 로봇식 디바이스(225)의 일부분을 수용하는 크기를 갖고, 로봇식 디바이스(225)가 기판(125) 아래에 위치되는 것을 허용한다. 일부 실시예들에서, 제1 갭(230A)은 링(123)을 제1 세그먼트(232A) 및 제2 세그먼트(232B)로 분리하는 관통 슬롯(through-slot)이다. 다른 실시예들에서, 제2 갭(230B)은 제1 세그먼트(232A)와 제2 세그먼트(232B) 사이의 연결 부분(235)을 갖는 부분적 슬롯일 수 있다.
서셉터(131)는 또한 링(123)이 서셉터(131)에 수용되거나 서셉터와 포개어질 수 있는 상승된 부분(242)에 인접한 리세스된 표면(240)을 포함할 수 있다. 상승된 부분(242)은 제1 갭(230A)의 치수들(즉, 길이 및/또는 폭)을 따라 크기가 정해질 수 있고, 리세스된 표면(240)은 링(123)의 두께에 따른 깊이로 리세스될 수 있다. 일부 실시예들에서, 서셉터(131) 및 링(123)이 처리 위치에 있을 때, 링(123)의 상측 표면은 서셉터(131)의 상승된 부분(242)의 상측 표면과 동일 평면에 있다(도 2b에 도시됨). 상승된 부분(242)은 또한 리세스된 표면(240)의 직경보다 큰 직경을 포함할 수 있다. 서셉터(131)는 또한 서셉터(131)의 표면으로부터[리세스된 표면(240)으로부터] 연장되는 하나 이상의 인덱싱 피쳐(245)를 포함할 수 있다. 인덱싱 피쳐들(245)은 원뿔대의 형상일 수 있고, 링(123) 및 서셉터(131)가 서로 근접해 있을 때(즉, 처리 위치에서) 링(123)을 정렬하기 위해 이용된다.
도 2b는 서셉터(131) 및 링(123)이 서로에 근접해 있는 경우의 도 2a의 기판 지지체 어셈블리(200)의 등축도이다. 서셉터(131)는 링(123)의 내측 에지 영역(220)에 인접한 위치로부터 서셉터(131)의 중심까지 (방사상으로) 안쪽으로 점진적으로 만곡되는 오목한 표면(250)을 포함할 수 있다.
도 2c는 도 2b의 선 2C-2C를 따른 서셉터(131) 및 링(123)의 단면도이다. 서셉터(131)의 리세스된 표면(240)으로부터 연장되는 인덱싱 피쳐(245)가 도시되어 있다. 인덱싱 피쳐(245)는 링(123) 내에 형성된 포켓(255) 내에 수용될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시되고 설명된 실시예에서는, 기판(125)이 링(123)에 의해 기판의 에지들에서만 접촉되고 지지되므로, 리프트 핀들(205)과의 접촉을 방지한다.
도 3a는 도 1의 처리 챔버(100)에서 기판 지지체 어셈블리(132)로서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리(300)의 다른 실시예의 부분 등축도이다. 기판 지지체 어셈블리(300)는 서셉터 어셈블리(137)를 포함하고, 서셉터 어셈블리는 지지 이송 메커니즘으로서 서셉터(131)는 물론, 분리가능한 지지체 평판(305)을 포함한다. 분리가능한 지지체 평판(305)에 의해 지지되는 기판(125)이 부분적으로 도시되어 있고, 여기서 로봇식 디바이스(225)의 엔드 이펙터들(310)은 기판(125)의 이송을 용이하게 하기 위해 기판(125)의 에지에 접촉할 수 있다. 분리가능한 지지체 평판(305)은 탄소 섬유, 실리콘 카바이드, 석영, 또는 실리콘 카바이드로 코팅된 흑연과 같은 열 안정성 재료로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 리프트 핀들[도 1에 설명된 리프트 핀들(133) 또는 지지 핀들(121)일 수 있음(본 도면에는 도시되지 않음)]은 샤프트 어셈블리(136)(도 1에 도시됨)가 작동될 때 리프트 지점들(215)(점선들로 도시됨)에서 분리가능한 지지체 평판(305)의 후면에 접촉한다. 리프트 핀들은 기판(125)과 리프트 핀들 사이의 접촉 없이, 기판(125)을 상승 또는 하강시키는 서셉터(131)에 대해 분리가능한 지지체 평판(305)을 상승 또는 하강시킨다. 도 3a에 도시된 위치에서, 분리가능한 지지체 평판(305)은 엔트 이펙터들(310)이 기판(125)과 서셉터(131) 사이를 통과할 수 있는 지점으로 이동할 수 있고, 기판(125)은 리프트 핀들의 이동에 기초하여 분리가능한 지지체 평판(305)으로부터 제거되거나 분리가능한 지지체 평판(305) 상에 놓일 수 있다.
본 실시예에 따른 서셉터(131)는 2개의 리세스된 표면(240)을 포함하고, 거기에서, 분리가능한 지지체 평판(305)은 서셉터(131)에 수용되거나 서셉터와 포개어질 수 있다. 분리가능한 지지체 평판(305)은 디스크 형상 바디(320)로부터 연장되는 환형 부분들(315)을 포함한다. 리세스된 표면들(240)은 서로 대향하고 있고, 각각의 환형 부분(315)을 수용하는 크기를 갖는다. 서셉터(131)는 또한 분리가능한 지지체 평판(305)과 인터페이스하는 하나 이상의 인덱싱 피쳐(245)를 포함한다.
처리 위치(도 3b에 도시됨)에서, 환형 부분들(315)의 상측 표면(325) 및 서셉터(131)의 상측 표면(330)은 동일 평면을 이룬다. 추가로, 분리가능한 지지체 평판(305) 및 서셉터(131) 둘 다는 각각 내측 에지 영역(330A 및 330B)을 포함한다. 내측 에지 영역들(330A 및 330B)은 처리 동안 기판(125)의 주변 에지를 지지한다.
도 3b는 서셉터(131) 및 분리가능한 지지체 평판(305)이 서로 근접해 있는 도 3a의 기판 지지체 어셈블리(300)의 등축도이다. 분리가능한 지지체 평판(305)은 분리가능한 지지체 평판(305)의 내측 에지 영역(330A 및 330B)에 인접한 위치로부터 분리가능한 지지체 평판(305)의 중심까지 (방사상으로) 안쪽으로 점진적으로 만곡하는 오목한 표면(335)을 포함할 수 있다.
도 3c는 도 3b의 라인 3C-3C를 따른 서셉터(131) 및 분리가능한 지지체 평판(305)의 단면도이다. 서셉터(131)의 리세스된 표면(240)으로부터 연장되는 인덱싱 피쳐(245)가 도시되어 있다. 인덱싱 피쳐(245)는 서셉터(131) 내에 형성된 포켓(340) 내에 수용될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시되고 설명된 실시예에서는, 기판(125)이 이송 동안 분리가능한 지지체 평판(305)에 의해 기판의 에지들에서만 접촉되고 지지되므로 리프트 핀들과의 접촉을 방지할 수 있다.
도 4a 내지 도 5b는 도 1의 처리 챔버(100)에서 기판 지지체 어셈블리(132)로서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리(400)의 다른 실시예의 다양한 도면들이다. 도 4a는 기판 지지체 어셈블리(400)의 등축 상부도이고, 도 4b는 도 4a의 기판 지지체 어셈블리(400)의 등축 하부도이다. 기판 지지체 어셈블리(400)는 서셉터 어셈블리(137)를 포함하고, 서셉터 어셈블리는 서셉터(131), 및 서셉터(131)로부터 선택적으로 분리가능한 듀얼 링 세그먼트들(405)을 포함한다. 링 세그먼트들(405)은 본 실시예에서 지지 이송 메커니즘이다. 도 4a 및 도 4b의 기판 지지체 어셈블리(400)의 위치는 처리 위치이고, 이송 위치는 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다. 기판 지지체 어셈블리(400)를 더 명확하게 보여주기 위해, 기판은 도시되지 않는다.
서셉터 어셈블리(137)는 또한 샤프트 어셈블리(136)의 제1 샤프트(420A)에 결합된 복수의 제1 지지체 암(410)을 포함한다. 복수의 제1 암(410) 각각은 링 세그먼트들(405)에 결합된다. 서셉터 어셈블리(137)는 또한 샤프트 어셈블리(136)의 제2 샤프트(420B)에 결합된 복수의 제2 지지체 암(415)을 포함한다. 제2 지지체 암들(415)은 서셉터(131)에 결합된다. 제1 샤프트(420A) 및 제2 샤프트(420B) 중 적어도 하나는 서로에 독립적으로 이동할 수 있다.
처리 위치에서, 링 세그먼트들(405)의 상측 표면(425) 및 서셉터(131)의 상측 표면(430)은 동일 평면을 이룬다. 추가로, 링 세그먼트들(405) 및 서셉터(131) 둘 다는 각각 내측 에지 영역(435A 및 435B)을 포함한다. 내측 에지 영역들(435A 및 435B)은 처리 및 이송 프로세스들 동안 기판(125)의 주변 에지를 지지한다.
일부 실시예들에서, 서셉터(131)는 서셉터(131) 및 링 세그먼트들(405) 각각의 내측 에지 영역(435A 및 435B)에 인접한 위치로부터 서셉터(131)의 중심까지 (방사상으로) 안쪽으로 점진적으로 만곡되는 오목한 표면(440)을 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 이송 위치에 있는 도 4a 및 도 4b의 기판 지지체 어셈블리(400)를 도시한다. 도 5a는 기판 지지체 어셈블리(400)의 등축 상부도이고, 도 5b는 도 5a의 기판 지지체 어셈블리(400)의 등축 하부도이다. 링 세그먼트들(405)에 의해 지지되는 기판(125)이 도 5a에 부분적으로 도시되어 있다.
동작의 일례에서, 제1 샤프트(420A)는 Z 방향으로 이동할 수 있는 한편, 제2 샤프트(420B)는 고정형이며, 이에 의해 링 세그먼트들(405)이 서셉터(131)의 평면으로부터 멀리 이격되게 한다. 동작의 다른 예에서, 제2 샤프트(420B)는 Z 방향으로 이동할 수 있는 한편, 제1 샤프트(420A)는 고정형이며, 이에 의해 서셉터(131)가 링 세그먼트들(405)의 평면으로부터 멀리 이격되게 한다. 다른 예들에서, 제1 샤프트(420A) 및 제2 샤프트(420B) 둘 다가 링 세그먼트들(405)을 서셉터(131)로부터 이격시키기 위해 Z 방향을 따라 반대 방향들로 이동할 수 있다. 어느 경우에서든, 링 세그먼트들(405)의 내측 에지 영역들(435A)에 의해 주변부 상에서 지지되는 기판(125)은 서셉터(131)로부터 멀리 리프트된다. 링 세그먼트들(405)은 서셉터(131)로부터 멀리 이격될 수 있고, 그에 의해 로봇식 디바이스(225)는 기판(125)의 하측 표면과 서셉터(131)의 상측 표면 사이를 통과할 수 있다. 기판(125)은 제1 샤프트(420A) 및 제2 샤프트(420B) 중 하나 또는 둘 다의 이동에 기초하여 링 세그먼트들(405)로부터 제거되거나 링 세그먼트들(405) 상에 놓일 수 있고, 이것은 링 세그먼트들(405)과 서셉터(131)의 상대적 이동을 초래한다.
도 6a는 도 1의 처리 챔버(100)에서 기판 지지체 어셈블리(132)로서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리(600)의 일 실시예의 부분 등축도이다. 기판 지지체 어셈블리(600)는 서셉터 어셈블리(137)를 포함하고, 서셉터 어셈블리는 지지 이송 메커니즘으로서 복수의 리프트 핀(605) 및 서셉터(131)를 포함한다. 리프트 핀들(605) 각각은 서셉터(131) 내에 형성된 개구들(610) 내에 배치된다. 리프트 핀들(605) 각각은 처리 및 이송 프로세스들 동안 기판(125)의 주변 에지를 지지하는 것을 용이하게 하는 플레어 헤드(flared head)(615)를 포함할 수 있다. 플레어 헤드(615)는 또한 개구들(610)의 직경보다 큰 크기를 갖고, 그에 의해, 플레어 헤드(615)는 개구들(610) 내에 리프트 핀들(605)을 보유하게 된다. 따라서, 기판 지지체 어셈블리(600)가 처리 위치(도 6b에 도시됨)에 있을 때, 리프트 핀들(605)은 서셉터(131)에 의해 매달려 있을 수 있다. 일 실시예에서, 리프트 핀들(605)은 도시된 바와 같이 부동성(free-floating)이지만, 다른 실시예들에서, 리프트 핀들(605)은 도 1에 도시된 지지 핀들(121) 또는 리프트 핀들(133)과 같이, 리프트 암들에 결합될 수 있다. 리프트 핀들(605)은 개구들(610) 내에 이동가능하게 배치된 샤프트(612)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 샤프트(612)는 리프트 핀들(605)이 샤프트의 길이 축에 대해 회전하는 것을 방지하는, 슬롯 또는 키, 또는 다각형 형상일 수 있는 인덱싱 피쳐(617)를 포함한다. 서셉터(131)의 개구들(610)은 인덱싱 피쳐(617)와 인터페이스하는 슬롯(618)을 포함할 수 있다.
도 6b는 처리 위치에 있는 리프트 핀들(605) 및 서셉터(131)를 보여주는 도 6a의 기판 지지체 어셈블리(600)의 등축도이다. 서셉터(131)는 처리 동안 기판(도시되지 않음)의 주변 에지를 지지하는 내측 에지 영역(620)을 포함할 수 있다. 서셉터(131)는 서셉터(131)의 내측 에지 영역(620)에 인접한 위치로부터 서셉터(131)의 중심까지 (방사상으로) 안쪽으로 점진적으로 만곡되는 오목한 표면(625)을 포함할 수 있다.
도 6c는 도 6b의 리프트 핀들(605) 중 하나와 서셉터(131)의 확대도이다. 일 실시예에서, 리프트 핀(605)의 플레어 헤드(615)는 서셉터(131)의 내측 에지 영역(620)의 경사 또는 윤곽과 일치하는 제1 경사 표면(sloped surface)(630)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 리프트 핀(605)의 플레어 헤드(615)는 서셉터(131)의 오목한 표면(625)의 윤곽과 일치하는 제2 경사 표면(635)을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 리프트 핀들(605)의 플레어 헤드(615)는 평탄하거나 평평하다. 일부 실시예들에서, 리프트 핀(605)의 플레어 헤드(615)는 플레어 헤드(615)의 상측 표면(645)으로부터 제1 경사 표면(630)으로 전이하는 스텝 또는 숄더(640)를 포함한다. 상측 표면(645)은 서셉터(131)의 상측 표면(650)과 동일 평면을 이룰 수 있다. 상측 표면(650)은 평면일 수 있다. 일부 실시예들에서, 서셉터(131)는 또한 숄더(640)와 일치하는 스텝 또는 숄더(655)를 포함한다.
도 7a 및 도 7b는 도 1의 처리 챔버(100)에서 기판 지지체 어셈블리(132)로서 이용될 수 있는 기판 지지체 어셈블리(700)의 다른 실시예의 부분 등축도이다. 기판 지지체 어셈블리(700)는 서셉터 어셈블리(137)를 포함하고, 서셉터 어셈블리는 지지 이송 메커니즘으로서 서셉터(131)는 물론, 분리가능한 지지체 평판(705)을 포함한다. 도 7a에 도시된 기판 지지체 어셈블리(700)는 이송 위치에 있는 한편, 도 7b에 도시된 기판 지지체 어셈블리(700)는 처리 위치에 있다.
본 실시예에서, 서셉터(131)는 주변 에지(710), 및 주변 에지(710)에 의해 둘러싸이는 리세스된 부분(715)을 포함한다. 리세스된 부분(715)은 분리가능한 지지체 평판(705)을 수용하는 크기를 가질 수 있고, 그에 의해 분리가능한 지지체 평판(705)은 처리 위치에서 서셉터(131)와 포개지게 된다. 기판 지지체 어셈블리(700)는 또한 분리가능한 지지체 평판(705)과 서셉터(131)의 정렬을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 인덱싱 피쳐(720)를 포함한다. 인덱싱 피쳐들(720)은 분리가능한 지지체 평판(705) 내에 형성된 슬롯(725), 및 서셉터(131) 상에 형성된 숄더(730)를 포함한다. 숄더(730)는 서셉터(131)의 주변 에지(710)로부터 방사상으로 안쪽으로 연장될 수 있고, 슬롯(725)은 분리가능한 지지체 평판(705)의 외측 에지(735)로부터 방사상으로 안쪽으로 연장될 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 인덱싱 피쳐들(720)은 처리 위치에서 분리가능한 지지체 평판(705)과 서셉터(131)의 정렬을 용이하게 한다. 기판 지지체 어셈블리(700)의 더 많은 세부사항을 보여주기 위해, 기판은 도 7b에 도시되지 않는다.
분리가능한 지지체 평판(705)은 리프트 지점들(740)에서 분리가능한 지지체 평판(705)의 후면에 접촉하는 리프트 핀들(도시되지 않음)을 이용하여 서셉터(131)로부터 이격된다. 리프트 핀들은 도 1에 도시된 리프트 핀들(133)일 수 있고, 서셉터(131) 내의 개구들(도시되지 않음)을 관통하여 배치되어 분리가능한 지지체 평판(705)의 후면과 접촉할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 그 위에 기판(125)을 갖는 분리가능한 지지체 평판(705)은 서셉터(131)로부터, 로봇식 디바이스(225)가 분리가능한 지지체 평판(705)의 하측 표면과 서셉터(131)의 상측 표면 사이를 통과할 수 있는 위치까지 멀리 이격될 수 있다. 다음으로, 기판(125) 및 분리가능한 지지체 평판(705)은 리프트 핀들 상으로 이송될 수 있거나 리프트 핀들에서 멀리 이송될 수 있다.
분리가능한 지지체 평판(705)은 기판 처리 툴 또는 처리 시스템을 통해 기판(125)을 이송하는 기판 캐리어로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 분리가능한 지지체 평판(705)은 기판(125)을 로드록 챔버(도시되지 않음)로부터 도 1에 도시된 처리 챔버(100)와 같은 처리 챔버들의 안으로 및 그러한 처리 챔버들의 밖으로, 그리고 다시 로드록 챔버 내로 이송할 수 있다. 분리가능한 지지체 평판(705)은 FOUP(front opening universal pod)(도시되지 않음)와 분리가능한 지지체 평판(705) 사이에서의 기판(125)의 이송을 제공하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 분리가능한 평판(705)과 FOUP 사이에서의 기판의 이송을 위한 로봇식 디바이스는 기판의 에지에 접촉할 수 있다. 이러한 경우에서, 분리가능한 지지체 평판(705)은 분리가능한 지지체 평판(705)의 외측 에지(735) 상에 또는 외측 에지 부근에 컷아웃 영역들을 포함할 수 있다. 일례에서, 이러한 목적을 위해 슬롯들(725)이 이용될 수 있다. 분리가능한 지지체 평판(705)은 탄소 섬유, 실리콘 카바이드, 석영, 또는 실리콘 카바이드로 코팅된 흑연과 같은 열 안정성 재료로 형성될 수 있다.
분리가능한 지지체 평판(705)은 처리 동안 기판(125)의 주변 에지를 지지하는 내측 에지 영역(745)을 포함할 수 있다. 분리가능한 지지체 평판(705)은 분리가능한 지지체 평판(705)의 내측 에지 영역(745)에 인접한 위치로부터 분리가능한 지지체 평판(705)의 중심까지 (방사상으로) 안쪽으로 점진적으로 만곡하는 오목한 표면(750)을 포함할 수 있다.
상술한 것은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 추가의 실시예들은 그것의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 만들어질 수 있으며, 그것의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 기판 지지체 어셈블리로서,
    기판을 지지하기 위한 서셉터 - 상기 서셉터는 하나 이상의 리지(ridge)를 갖는 리세스된 표면을 가짐 -; 및
    상기 서셉터에 결합된 지지 이송 메커니즘
    을 포함하고, 상기 지지 이송 메커니즘은 상기 기판의 주변 에지를 지지하기 위한 표면을 갖고, 상기 지지 이송 메커니즘은 상기 서셉터의 상측 표면에 대해 이동가능하고, 상기 지지 이송 메커니즘은,
    디스크 형상 바디;
    상기 디스크 형상 바디의 경계로부터 연장되는 환형 부분들; 및
    상기 리세스된 표면의 상기 하나 이상의 리지 중 하나를 수용하기 위해 상기 환형 부분들 중 하나 이상에 형성되는 포켓
    을 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지 이송 메커니즘은 링을 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지 이송 메커니즘은 복수의 링 세그먼트를 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  4. 기판 지지체 어셈블리로서,
    기판을 지지하기 위한 서셉터 - 상기 서셉터는 리세스된 표면, 및 상기 리세스된 표면으로부터 연장된 하나 이상의 인덱싱 피쳐를 가짐 -; 및
    상기 서셉터에 결합된 지지 이송 메커니즘
    을 포함하고,
    상기 지지 이송 메커니즘은 상기 기판의 주변 에지를 지지하기 위한 표면을 갖고, 상기 지지 이송 메커니즘은 상기 서셉터의 상측 표면에 대해 이동가능하고,
    상기 지지 이송 메커니즘은,
    디스크 형상 바디;
    상기 디스크 형상 바디로부터 연장되는 환형 부분들;
    상기 서셉터의 상기 하나 이상의 인덱싱 피쳐들 중 적어도 하나를 수용하기 위해 상기 환형 부분들 중 하나 이상에 형성되는 포켓; 및
    상기 서셉터 내에 형성된 개구들 내에 이동가능하게 배치된 복수의 리프트 핀을 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서, 상기 리프트 핀들 각각은 샤프트 상에 배치된 플레어 헤드(flared head)를 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  6. 제2항에 있어서, 상기 링은 제1 갭을 갖는, 기판 지지체 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 링은 상기 제1 갭에 대향하는 제2 갭을 갖는, 기판 지지체 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서, 상기 서셉터는 상기 링을 수용하는 크기의 리세스된 부분(recessed portion)을 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  9. 제3항에 있어서, 상기 서셉터는 상기 링의 세그먼트들을 수용하는 크기의 리세스된 부분을 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 서셉터를 지지하기 위한 복수의 리프트 핀을 더 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수의 리프트 핀의 방사상으로 바깥쪽으로 배치된 복수의 지지 핀을 더 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 리프트 핀들 각각은 상기 복수의 지지 핀들에 대해 독립적으로 이동가능한, 기판 지지체 어셈블리.
  13. 제11항에 있어서, 상기 지지 핀들 각각은 샤프트 상에 배치된 플레어 헤드를 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서, 상기 플레어 헤드는 경사진 표면을 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서, 상기 디스크 형상 바디는 분리가능한 지지체 평판을 포함하는, 기판 지지체 어셈블리.
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