KR102434948B1 - 에피택시 챔버용 상부 콘 - Google Patents

에피택시 챔버용 상부 콘 Download PDF

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Abstract

고 성장 레이트 에피택시 챔버와 같은 챔버에서 돔 위의 공기 유동을 제어하기 위해 상부 콘을 갖는 에피택셜 증착 챔버가 본원에서 설명된다. 상부 콘은, 챔버에서 둘 또는 그 초과의 갭들에 의해 분리된 제 1 및 제 2 컴포넌트들을 갖고, 각각의 컴포넌트는, 제 1 오목 내측 표면, 제 1 볼록 외측 표면, 및 제 1 오목 내측 표면의 고정된 곡률 반경을 갖는 부분적인 원통 영역, 및 부분적인 원통 영역으로부터 연장되는 부분적인 원뿔 영역을 가지며, 부분적인 원뿔 영역은, 제 2 오목 내측 표면, 제 2 볼록 외측 표면, 및 제 2 오목 내측 표면의 변하는 곡률 반경을 갖고, 제 2 오목 내측 표면은, 부분적인 원통 영역으로부터, 고정된 곡률 반경 미만인 제 2 곡률 반경으로 연장된다.

Description

에피택시 챔버용 상부 콘{UPPER CONE FOR EPITAXY CHAMBER}
[0001] 본 개시물은 일반적으로, 반도체 프로세싱을 위한 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시물은, 에피택시 챔버에서 공기 유동을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.
[0002] 에피택시는, 반도체 디바이스들을 위한 균일한 전기적 특성들을 갖는 고품질 재료들을 제조하기 위해, 반도체 프로세싱에서 일반적으로 사용되는 프로세스이다. 전형적인 에피택시 챔버에서, 프로세스 가스들은, 기판 상에 필름을 형성하기 위해, 기판에 걸쳐, 기판에 대해 평행한 방향으로 유동한다. 프로세스 가스들은 전형적으로, 챔버의 한쪽 측으로부터 다른 측으로 유동하며, 이 다른 측에서 배기 가스들이 제거된다.
[0003] 에피택시 챔버의 상부 돔(dome) 상의 증착을 제어하도록 공기 유동을 제어하기 위한 콘(30)의 종래의 구현예는, 이하에서 도 2와의 비교를 위해, 도 1 (종래 기술)에 도시된다. 도 1에 도시된 콘(30)은 원통 형상 부분 및 테이퍼진(tapered) 하부 부분(31)을 갖는다. 하부 부분은, 공기 유동을 제어하고 더 균일한 기판 온도를 생성하기 위해 테이퍼진다. 단일 슬릿(slit)(32)은 콘(30)의 정상부로부터 콘(30)의 바닥부로 연장된다. 에피택시 챔버에 위치될 때, 콘(30)은 상부 돔 위에 포지셔닝되고, 콘(30)의 단일 슬릿(32)은, 콘(30)의 단일 슬릿(32)을 통한 적외선 파장들의 통과를 허용하기 위해 고온계 아래에 위치된다.
[0004] 도 1의 화살표들은, 공기가 콘(30)의 정상부에 진입할 때 콘(30)을 통하는 공기 유동을 예시한다. 공기가 콘(30)을 통해 아래로 이동하여 콘(30)의 바닥부로 빠져나가는 동안, 콘(30) 내로 도입되는 공기의 일부는 단일 슬릿(32)을 통해 콘(30)의 측으로 빠져나간다.
[0005] 콘(30)을 사용할 때 상부 돔 상에 형성되는 증착물들(deposits)은, 프로세싱 동안 챔버의 성능에 영향을 미친다. 예컨대, 상부 돔 상의 임의의 코팅은, 광 조사(light irradiation)가 프로세싱 동안 기판의 일부분에 도달하는 것을 차단하여, 기판 상에 형성되는 필름의 균일성을 손상시킬 수 있다. 상부 돔 상의 코팅들은 또한, 기판의 표면에 걸친 슬립 전위들(slip dislocations)을 야기할 수 있다. 코팅들은, 프로세싱 동안 상부 돔이 불-균일한 온도들을 갖는 경우에, 상부 돔 상에 형성될 수 있다. 코팅들은 종종, 챔버의 배기 측에서 상부 돔 상의 매우 높은 그리고 낮은 온도들의 지역들에 형성된다.
[0006] 따라서, 고 성장 레이트 에피택시 챔버에서 프로세싱 동안 기판 위의 상부 돔 상에 형성되는 코팅들을 감소시키거나 제거할 기술들에 대한 필요가 존재한다.
[0007] 고 성장 레이트 에피택시 프로세싱 챔버(100)와 같은 에피택시 챔버에서 사용하기 위한 다중-슬릿 상부 콘(70)이 도 2에 도시되고 본원에서 설명된다. 일 구현예에서, 다중-슬릿 상부 콘(70)은, 길이(L1)를 갖는 에지(49)를 갖는 제 1 오목 내측 표면(51) 및 제 1 볼록 외측 표면(52)을 갖는 부분적인 원통 영역, 및 길이(L1)보다 작은 길이(L2)를 갖는 에지(53)로 테이퍼지는 부분적인 원뿔 영역(58)을 갖는 본체 컴포넌트(46)를 갖는다.
[0008] 도 3에서 단면으로 도시된 또다른 구현예에서, 다중-슬릿 상부 콘(70)은, 다중-슬릿 상부 콘(70)의 제 1 및 제 2 본체 컴포넌트들(45, 46)을 지지하면서 동일한 폭(W)을 가질 수 있는 2개의 슬릿들(71)(도 2 참고; 도 3의 단면도에서는 오직 하나의 슬릿만이 도시됨)을 유지하는 환형 플레이트(177)를 포함한다.
[0009] 추가적인 구현예에서, 다중-슬릿 상부 콘(70)을 통하는 개선된 공기 유동을 갖는 에피택셜 성장 프로세싱 챔버(100)는, 프로세스 가스들에 대한 유입구 포트(154)와 배출구 포트(157) 사이에 포지셔닝되고 다중-슬릿 상부 콘(70) 아래에서 센터링된(centered) 서셉터(103)를 포함한다. 상부 돔(121)은, 상부 돔(121) 아래의 임의의 프로세스 가스들을, 상부 돔(121) 위의 다중-슬릿 상부 콘(70)을 통해 순환하는 공기로부터 분리시킨다.
[0010] 본 개시물의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시물의 보다 구체적인 설명이 구현예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시물의 단지 전형적인 구현예들을 도시하는 것이므로 본 개시물의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시물이, 다른 균등하게 유효한 구현예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0011] 도 1 (종래 기술)은, 종래 구현예에 따른 콘(30)의 사시도이고;
[0012] 도 2는, 일 구현예에 따른, 본 개시물의 다중-슬릿 상부 콘(70)의 사시도이며; 그리고
[0013] 도 3은, 일 구현예에 따른, 다중-슬릿 상부 콘(70)을 갖는 에피택시 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도이다.
[0014] 도 2는, 일 구현예에 따른, 본 개시물의 다중-슬릿 상부 콘(70)을 예시한다. 다중-슬릿 상부 콘(70)은 도 1의 콘(30)과 유사하게 성형되지만, 다중-슬릿 상부 콘(70)은 하나 초과의 슬릿(71)을 가지며, 따라서 다중-슬릿 상부 콘(70)은 적어도 제 1 본체 컴포넌트(45) 및 제 2 본체 컴포넌트(46)를 포함한다. 도 2에서, 본체 컴포넌트들(45 및 46)은, 일 구현예에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 본체 컴포넌트들이 에피택시 프로세싱 챔버(100) 내에 어떻게 포지셔닝될 지에 따라서 포지셔닝된다. 그러나, 본 개시물은 이러한 구현예에 제한되지 않으며, 다중-슬릿 상부 콘(70)은 둘 초과의 슬릿들(71)을 가질 수 있고, 둘 초과의 본체 컴포넌트들을 제공할 수 있으며, 본체 컴포넌트들은 비(non)-원통형일 수 있다.
[0015] 도 2의 다중-슬릿 상부 콘(70)의 각각의 본체 컴포넌트(45, 46)는, 오목 내측 표면(50, 51) 및 볼록 외측 표면(48, 52)을 갖는 부분적인 원통 영역을 갖는다. 각각의 표면(50, 51, 48, 52)은, 제 1 또는 제 2 바닥부 에지들(56, 53)을 향하여 내측으로 테이퍼지는 부분적인 원뿔 영역(57, 58)에 인접한다(abut). 이러한 테이퍼짐 때문에, 도 2에 도시된 각각의 본체 컴포넌트들(45, 46)의 경우, 바닥부 에지들(56, 53)의 반경 및 길이(L2)는, 정상부 에지들(59, 49)의 반경 및 길이(L1)보다 더 작다. 예컨대, 일 구현예에서, 각각의 정상부 에지(59, 49)의 길이(L1)는, 각각의 바닥부 에지(56, 53)의 길이(L2)의 2배이다.
[0016] 도 2에 도시된 구현예에서, 제 1 본체 컴포넌트(45)의 정상부 에지(59)의 반경 및 길이(L1)는, 제 2 본체 컴포넌트(46)의 정상부 에지(49)의 반경 및 길이(L1)와 동일하다. 일 구현예에서, 제 1 본체 컴포넌트(45)의 바닥부 에지(56)의 반경 및 길이(L2)는, 제 2 본체 컴포넌트(46)의 바닥부 에지(53)의 반경 및 길이(L2)와 동일하다. 추가적으로, 도 2에 도시된 구현예에서, 모든 슬릿들(71)은 동일한 폭(W)을 가질 수 있고, 폭(W)은 슬릿의 길이를 따라 일정하다. 그러나, 본 개시물은 부가적인 본체 컴포넌트들 및 부가적인 슬릿들을 배제하지 않는다.
[0017] 도 2에 도시된 구현예에서, 제 1 본체 컴포넌트(45)는 제 1 측 단부(81) 및 제 2 측 단부(83)를 갖고, 제 2 본체 컴포넌트(46)는 제 1 측 단부(82) 및 제 2 측 단부(84)를 갖는다. 제 1 본체 컴포넌트(45)의 제 1 측 단부(81)는, 제 1 본체 컴포넌트(45)의 제 1 측 단부(81)와 제 2 본체 컴포넌트(46)의 제 1 측 단부(82) 사이에 갭을 형성하는 슬릿(71)의 폭(W)만큼, 제 2 본체 컴포넌트(46)의 제 1 측 단부(82)로부터 이격된다. 부가적으로, 제 1 본체 컴포넌트(45)의 제 2 측 단부(83)는, 제 1 본체 컴포넌트(45)의 제 2 측 단부(83)와 제 2 본체 컴포넌트(46)의 제 2 측 단부(84) 사이에 갭을 형성하는 슬릿(71)의 폭(W)만큼, 제 2 본체 컴포넌트(46)의 제 2 측 단부(84)로부터 이격된다. 일 구현예에서, 슬릿들(71)의 폭(W)은 20mm 내지 25mm이다. 그러나, 하나 또는 그 초과의 슬릿들(71)의 폭(W)은, 도 3에 도시된 바와 같이 프로세싱 챔버(100)에서 상부 돔(121)과 고온계(167) 사이의 적외선 파장들의 통과를 위해 필요한 폭에 기초하여 선택될 수 있고, 그리고/또는 하나 또는 그 초과의 슬릿들(71)의 폭(W)은, 도 3과 관련하여 본원에서 논의되는 바와 같이, 상부 돔(121)의 온도에 영향을 주도록 선택될 수 있다.
[0018] 다중-슬릿 상부 콘(70)의 본체 컴포넌트들(45, 46)은 립(lip; 55, 47)을 가질 수 있다. 각각의 립(55, 47)은, 각각의 본체 컴포넌트(45, 46)가, 도 3에 도시된 바와 같이, 에피택시 프로세싱 챔버(100)의 챔버 본체(173) 내에 로케이팅된 환형 플레이트(177)에 의해 지지되는 것을 허용한다. 도 2에서 추가적으로 도시된 바와 같이, 각각의 립(55, 47)은, 각각의 본체 컴포넌트(45, 46)가 에피택시 프로세싱 챔버(100) 내의 환형 플레이트(177)에 체결될 수 있도록, 홀들(85)을 가질 수 있다. 그러나, 본 개시물은, 도 2에 도시된 구현예에 제한되지 않으며, 콘은 다른 부착 수단에 의해 에피택시 프로세싱 챔버(100)에 고정될 수 있다.
[0019] 도 3은, 일 구현예에 따른 에피택시 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 에피택시 프로세싱 챔버(100)는, 챔버 본체(173)의 투명 상부 돔(121) 아래에 반응 챔버(102)를 갖는다. 에피택셜 필름은, 반응 챔버(102) 내에서의 프로세싱 동안 기판(S) 상에서 성장한다. 반응 챔버(102)는 서셉터(103)를 포함하고, 서셉터(103) 상에 기판(S)이 장착된다. 환형 플레이트(177)는, 상부 돔(121) 위에서 내부 컴포넌트들을 지지한다. 도 3에 도시된 구현예는, 기판(S)과 상부 돔(121) 사이의 거리(H)가 10mm 또는 그 초과일 수 있는 고 성장 레이트 에피택시 프로세싱 챔버이다.
[0020] 서셉터(103)는, 상부 측으로부터 볼 때 원형 형상을 갖는 플레이트-형 부재이고, 기판(S)보다 살짝 더 큰 면적을 갖는다. 서셉터(103)는 다공성(porous) 또는 비(non)-다공성일 수 있으며, 서셉터 지지부(106)에 의해 지지된다. 서셉터(103)는, 서셉터(103) 상의 열점들(hotspots)의 온도를 제어하는 것을 돕기 위해, 내부에 하나 또는 그 초과의 홀들(179)을 가질 수 있다. 또다른 구현예에서, 서셉터(103)는 내부에 홀들을 가지지 않을 수 있다. 서셉터(103)는, 필름이 기판(S) 상에 형성되는 필름-형성 포지션(P1)으로부터, 기판(S)이 에피택시 프로세싱 챔버(100) 내외로 이송되는 기판-운반 포지션(P2)으로 이동한다. 서셉터 지지부(106)는 회전하도록 구성될 수 있으며, 이에 의해, 필름-형성 포지션(P1)에 있는 동안 서셉터(103) 및 기판(S)은 서셉터 지지부(106)의 축을 중심으로 회전한다.
[0021] 이러한 구현예에 따른 프로세싱 챔버(100)는 냉벽(cold wall) 유형의 에피택셜 성장 프로세싱 챔버이다. 상부 돔(121)은, 상부 돔(121) 위에 로케이팅된 램프들(168)로부터 열을 받음으로써 반응 챔버(102)의 내부를 가열하도록 구성된다. 다중-슬릿 상부 콘(70)은 상부 돔(121) 위에 그리고 복수의 램프들(168) 사이에 로케이팅된다. 일 구현예에서, 상부 돔(121)은 석영으로 만들어질 수 있다. 일 구현예에서, 다중-슬릿 상부 콘(70)은 알루미늄으로 구성될 수 있고, 금 도금된 표면을 더 포함할 수 있다.
[0022] 기판 프로세싱 동안, 반응물 가스(reactant gas)가 챔버 본체(173)의 유입구 포트(154)를 통해 도입된다. 이러한 구현예에서, 제 1 소스 가스 및 제 2 소스 가스가 유입구 포트(154)를 통해 도입된다. 제 2 소스 가스는 또한, 캐리어 가스로서 역할을 한다. 셋 또는 그 초과의 유형들의 가스들의 혼합물(mixture)이 반응물 가스로서 사용될 수 있다. 반응물 가스가 유입구 포트(154)를 통해 도입될 때, 반응물 가스는 반응물 가스 공급 경로(141)를 따라 유동하고, 수평 방향으로 기판(S)의 상부 표면(104) 위를 유동하며, 그런 다음에, 반응물 가스가 배출구 포트(157)에서 에피택시 프로세싱 챔버(100)를 빠져나갈 때까지, 가스 배출 경로(142)를 따라 유동한다. 가스 유입구 포트(154)는 에피택시 프로세싱 챔버(100)에서 가스 배출구 포트(157)와 대면하고, 반응 챔버(102)의 중앙은 가스 유입구 포트(154)와 가스 배출구 포트(157) 사이에 로케이팅된다.
[0023] 퍼지 가스는 에피택시 챔버 바닥부 부분(161)의 중앙을 통해 하부 챔버(164) 내로 도입된다. 퍼지 가스는, 챔버 본체(173)에 형성된 퍼지 홀(144)을 통해 하부 챔버(164)를 빠져나간다. 퍼지 홀(144)은 가스 배출 경로(142)와 연통하며(communicate), 따라서, 반응물 가스 및 퍼지 가스 양자 모두는 가스 배출 경로(142)를 통해 배출된다.
[0024] 에피택시 프로세싱 챔버(100)의 정상부의 정상부 플레이트(166)는 적어도 2개의 고온계들(165, 167)을 홀딩한다. 제 1 고온계(165)는 중공 튜브(170)를 통해 기판(S)의 온도를 측정하고, 다중-슬릿 상부 콘(70)의 중앙 위에 로케이팅된다. 제 2 고온계(167)는 상부 돔(121)의 온도를 측정한다. 제 2 고온계(167)는 다중-슬릿 상부 콘(70)의 하나의 슬릿(71) 위에 로케이팅되며, 이에 의해, 적외선 파장들은 상부 돔(121)으로부터, 다중-슬릿 상부 콘(70)의 슬릿(71)을 통해, 고온계(167)까지 전달될 수 있다.
[0025] 공기 소스(도시되지 않음)는 챔버 본체(173)의 제 1 개구부들(172)을 통해 찬 공기(cool air)를 도입한다. 공기는, 도 3에 도시된 바와 같이 공기가 공기 경로(175)를 따라 이동하도록, 챔버 본체(173)를 통해 지향된다. 공기는 다중-슬릿 상부 콘(70)의 정상부에 진입하고, 다중-슬릿 상부 콘(70)을 통해 하방으로 이동하며, 중앙 개구부(105)를 통해 하방으로 이동하면서 다중-슬릿 상부 콘(70)을 빠져나가고, 그런 다음에, 중앙 개구부(105) 아래에서, 그리고 기판(S)의 상부 표면(104) 위에 로케이팅된 상부 돔(121) 위에서 수평으로 이동한다. 그런 다음에, 공기는 제 2 개구부들(174)을 통해 챔버 본체(173)를 빠져나간다.
[0026] 다중-슬릿 상부 콘(70)을 통한 공기 유동은, 다중-슬릿 상부 콘(70) 내의 방해 플레이트(171)에 의해 추가적으로 제어된다. 방해 플레이트(171)는, 정상부 플레이트(166)로부터 다중-슬릿 상부 콘(70)의 중앙 내에 현수된(suspended) 중공 튜브(170)에 의해 지지된다. 방해 플레이트(171)는, 공기 경로(175)를 따라서 다중-슬릿 상부 콘(70)을 통하는 공기 유동을 방해하며, 방해 플레이트(171) 주위의 공기를 지향시켜서, 공기가 다중-슬릿 상부 콘(70)의 내측 벽들을 따르도록 강제하고, 그리고 또한, 부가적인 공기가 슬릿들(71)의 폭(W)을 통해 밖으로 나가도록 강제한다. 슬릿들(71)의 폭(W)을 증가시키거나 감소시킴으로써, 슬릿들(71)의 폭(W)에 의해 제공되는 갭들을 통과하는 공기의 양, 그리고 또한, 다중-슬릿 상부 콘(70)의 바닥부 에지들(56, 53)을 지나서 나가는 공기 경로(175)를 따르는 공기의 양을 추가적으로 제어할 것이다.
[0027] 에피택시 프로세싱 챔버(100)의 이러한 구현예에 따른 에피택셜 성장 장치를 사용하는 필름 형성 방법이 이하에서 설명된다.
[0028] 첫째로, 서셉터(103)는 기판-운반 포지션(P2)으로 이동되고, 기판(S)은 챔버 본체(173)의 기판 운반 포트로부터 에피택시 프로세싱 챔버(100) 내로 이송되며, 서셉터(103)는 필름-형성 포지션(P1)으로 이동된다. 예컨대, 일 구현예에서, 200mm 직경을 갖는 실리콘 기판이 기판(S)으로서 사용된다. 그런 다음에, 기판(S)은 대기(standby) 온도(예컨대, 800°C)로부터 성장 온도(예컨대, 1100°C)로 가열된다. 퍼지 가스(예컨대, 수소)가 하부 챔버(164) 내로 도입된다. 반응물 가스(예컨대, 제 1 소스 가스로서 트리클로로실란(trichlorosilane) 및 제 2 소스 가스로서 수소)는, 반응물 가스 유입구 포트(154)로부터의 반응물 가스 공급 경로(141)를 따라 반응 챔버(102) 내로 도입된다. 반응물 가스는 기판(S)의 상부 표면(104) 상에 경계(boundary) 층을 형성하고, 경계 층에서 반응이 일어난다. 따라서, 실리콘 필름이 기판(S) 상에 형성된다. 반응물 가스는, 반응 챔버(102)와 연통하는 가스 배출 경로(142)를 따라 배출된다. 퍼지 가스는 퍼지 홀(144)을 통해 가스 배출 경로(142)로 배출된다. 에피택셜 성장이 완료된 이후, 온도는 대기 온도로 감소되고, 기판(S)은 에피택시 프로세싱 챔버(100) 밖으로 이송된다.
[0029] 일 구현예에서, 다중-슬릿 상부 콘(70)이, 도 3에 도시된 바와 같은 에피택시 프로세싱 챔버(100) 내에, 도 2에 도시된 바와 같이 위치될 때, 본체 컴포넌트들(45, 46)은 개구부(105)의 중앙을 통하는 수직 축에 대해 측방향으로(laterally) 이격되며, 수직 축은 또한, 에피택시 프로세싱 챔버(100)에서의 프로세싱 동안 기판(S)의 중앙 및 상부 돔(121)의 중앙을 통해 이어진다. 이러한 구현예에서, 슬릿들(71)은 180도 떨어져서 이격된다.
[0030] 프로세싱 동안 도 3에 도시된 공기 경로(175)를 따라 찬 공기가 에피택시 프로세싱 챔버(100)를 통해 송풍될 때, 상부 돔(121)의 표면의 나머지 부분과 비교하여, 더 적은 찬 공기가, 슬릿들(71) 바로 아래에 로케이팅된 상부 돔(121)의 상부 표면(104)에 도달할 것인데, 이는, 슬릿들(71) 근처에서 다중-슬릿 상부 콘(70)의 정상부 내로 유동하는 공기의 적어도 일부가, 다중-슬릿 상부 콘(70) 아래의 상부 돔(121) 상으로 하방으로 유동하기 보다는, 다중-슬릿 상부 콘(70)의 측으로 빠져나갈 것이기 때문이다. 이로써, 프로세싱 동안 낮은 온도 지역인 것으로 알려진 상부 돔(121)의 상부 표면(104)의 지역 위에, 슬릿들(71) 중 적어도 하나를 위치시키는 것은, 더 적은 찬 공기가, 이러한 낮은 온도 지역 상으로 하방으로 유동하게 할 것이고, 따라서, 낮은 온도 지역의 온도를 증가시킬 것이다.
[0031] 추가적으로, 상부 돔(121) 상의 하나 또는 그 초과의 낮은 온도 지역들 위에 하나 또는 그 초과의 슬릿들(71)을 전략적으로 위치시키는 것과 함께, 공기 경로(175)를 따른 찬 공기 유동의 속도를 증가시킴으로써, 찬 공기의 증가된 속도는, 상부 돔(121)의 하나 또는 그 초과의 높은 온도 지역들(슬릿들(71)에 의해 제공된 갭들 아래에 로케이팅되지 않음) 상으로 직접 송풍되는 찬 공기의 증가된 속도/규모를 초래할 것이고, 따라서, 높은 온도 지역(들)의 온도를 감소시킬 것이다. 높은 온도 지역(들)의 온도의 이러한 감소는, 하나 또는 그 초과의 낮은 온도 지역(들)의 온도를 또한 감소시키는 것 없이 일어날 것인데, 이는, 낮은 온도 지역(들) 위에서 다중-슬릿 상부 콘(70) 내로 송풍되는 찬 공기가, 낮은 온도 지역(들) 위에 로케이팅된 슬릿(71)에 의해 제공되는 갭들을 통해 콘(70)의 측으로 탈출하여, 낮은 온도 지역(들) 상으로 직접 송풍되는 찬 공기의 감소된 속도/규모를 초래할 것이기 때문이며, 이는, 낮은 온도 지역(들)의 온도를 증가시킬 것이다. 그러므로, 하나 또는 그 초과의 슬릿들(71)을 상부 돔(121)의 하나 또는 그 초과의 낮은 온도 지역(들) 위에 위치시키는 것에 의해, 그리고 에피택시 프로세싱 챔버(100)의 공기 경로(175)를 따른 찬 공기 유동의 속도를 증가시키는 것에 의해, 낮은 온도 지역(들)의 온도는 프로세싱 동안 증가할 것이고, 높은 온도 지역(들)의 온도는 프로세싱 동안 감소할 것이며, 상부 돔(121)의 표면에 걸친 온도는 더 균일해질 것이다. 슬릿들(71) 아래의 상부 돔(121)의 낮은 온도 지역들은 대안적으로, 슬릿들(71)의 폭(W)을 증가시키거나 감소시키고 더 많은 또는 더 적은 찬 공기가 낮은 온도 지역(들) 상에 직접 송풍되도록 허용하는 것에 의해, 제어될 수 있다.
[0032] 예컨대, 일 구현예에서, 상부 돔(121) 아래의 온도는, 상부 돔(121)의 배기 단부에서 증착이 일어나는 것을 방지하기 위해, 섭씨 485 내지 515도로 제어되어야 한다. 이로써, 상부 돔(121)의 배기 단부 상의 낮은 온도 지역(섭씨 485도 아래), 및 상부 돔(121)의 배기 단부 상의 높은 온도(섭씨 515도 위)는 증착될 위험이 있을 것이다. 다중-슬릿 상부 콘(70)은, 슬릿(71)이 상부 돔(121)의 배기 단부에서의 낮은 온도 지역 위에 위치되도록, 전략적으로 위치될 수 있다. 다중-슬릿 상부 콘(70)은 또한, 슬릿(71)이 상부 돔(121)의 배기 단부에서의 높은 온도 지역 위에 위치되지 않도록, 전략적으로 위치될 수 있다. 그런 다음에, 찬 공기 유동 속도는 종래의 공기 유동 속도 위로 증가될 수 있다. 예컨대, 일 구현예에서, 종래 기술의 콘(30)을 사용하는 프로세싱 동안 적용되는 종래의 공기 유동 속도는 9m/s 내지 12m/s의 범위이며, 본원에서 설명되는 다중-슬릿 상부 콘(70)을 사용할 때, 공기 유동 속도는 13m/s 내지 14.5m/s의 범위로 증가된다. 슬릿(71)의 위치 설정은, 상부 돔(121) 상의 낮은 온도 지역의 온도가 증가되게 할 것이다. 찬 공기 유동 속도의 증가는, 상부 돔(121) 상의 높은 온도 지역의 온도가 감소되게 할 것이다. 이로써, 높은 온도 지역 상에서 그리고 낮은 온도 지역 상에서 증착이 발생할 가능성은 감소된다.
[0033] 전술한 내용은 본 개시물의 구현예들에 관한 것이지만, 본 개시물의 다른 그리고 추가적인 구현예들이, 본 개시물의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 본 개시물의 범위는 이하의 청구항들에 의해서 결정된다.

Claims (15)

  1. 프로세싱 챔버로서,
    상기 프로세싱 챔버의 제 1 측 상에 로케이팅된 가스 도입 포트와 상기 프로세싱 챔버의 제 2 측 상에 로케이팅된 가스 배기 포트 사이에 포지셔닝된 서셉터(susceptor);
    상기 서셉터 위에 있는, 상기 프로세싱 챔버의 돔(dome); 및
    상기 돔 위에 있는, 상기 프로세싱 챔버의 플레이트(plate);를 포함하고,
    상기 플레이트는 중앙 개구부를 가지며, 그리고 둘 또는 그 초과의 갭들에 의해 상기 중앙 개구부 내에서 측방향으로(laterally) 분리된 적어도 2개의 컴포넌트들을 지지하고,
    각각의 컴포넌트는,
    오목 내측 표면 및 볼록 외측 표면을 갖는 상부 영역; 및
    상기 상부 영역으로부터 내측으로 테이퍼지는 하부 영역;을 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 컴포넌트의 상기 상부 영역은 고정된 곡률 반경을 가지며, 각각의 컴포넌트의 상기 하부 영역은 변하는 곡률 반경을 갖는,
    프로세싱 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    각각의 컴포넌트의 상기 상부 영역은, 상기 플레이트와 접촉하는 립(lip)을 갖는,
    프로세싱 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트의 상기 중앙 개구부 위에 있는, 2개의 고온계들을 지지하는 챔버 덮개를 더 포함하고, 적어도 하나의 고온계는, 상기 챔버 덮개 상에서, 상기 둘 또는 그 초과의 갭들 중 적어도 하나 위쪽에 포지셔닝되는,
    프로세싱 챔버.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버의 상기 플레이트는 환형 플레이트이고,
    각각의 컴포넌트는,
    제 1 오목 내측 표면, 제 1 볼록 외측 표면, 및 상기 제 1 오목 내측 표면의 고정된 곡률 반경을 갖는 부분적인 원통 영역; 및
    제 2 오목 내측 표면, 제 2 볼록 외측 표면, 및 상기 제 2 오목 내측 표면의 변하는 곡률 반경을 갖는 부분적인 원뿔 영역을 가지며, 상기 제 2 오목 내측 표면은, 상기 부분적인 원통 영역으로부터, 상기 고정된 곡률 반경 미만의 제 2 곡률 반경으로 연장되는,
    프로세싱 챔버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 1 컴포넌트의 상기 부분적인 원통 영역은 상기 환형 플레이트와 접촉하는 립을 가지며, 제 2 컴포넌트의 상기 부분적인 원통 영역은 상기 환형 플레이트와 접촉하는 립을 갖는,
    프로세싱 챔버.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 환형 플레이트의 상기 중앙 개구부 위에 있는, 2개의 고온계들을 지지하는 챔버 덮개를 더 포함하고, 적어도 하나의 고온계는, 상기 챔버 덮개 상에서, 상기 둘 또는 그 초과의 갭들 중 적어도 하나 위쪽에 포지셔닝되는,
    프로세싱 챔버.
  8. 에피택시 챔버에서 사용하기 위한 콘(cone)으로서,
    상기 콘은 내부를 통하는 공기 유동을 제어하고,
    상기 콘은 환형 플레이트를 포함하고,
    상기 환형 플레이트는 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트를 지지하며,
    상기 제 1 컴포넌트는,
    제 1 오목 내측 표면, 제 1 볼록 외측 표면, 상기 제 1 오목 내측 표면의 고정된 곡률 반경, 및 상기 제 1 볼록 외측 표면으로부터 외측으로 연장되는 립을 갖는 부분적인 원통 영역; 및
    제 2 오목 내측 표면, 제 2 볼록 외측 표면, 및 상기 제 2 오목 내측 표면의 변하는 곡률 반경을 갖는 부분적인 원뿔 영역 ― 상기 제 2 오목 내측 표면은, 상기 부분적인 원통 영역으로부터, 상기 고정된 곡률 반경 미만의 제 2 곡률 반경으로 연장됨 ―;을 갖고, 그리고,
    상기 제 2 컴포넌트는,
    제 1 오목 내측 표면, 제 1 볼록 외측 표면, 상기 제 1 볼록 외측 표면으로부터 외측으로 연장되는 립, 및 상기 제 1 오목 내측 표면의 고정된 곡률 반경을 갖는 부분적인 원통 영역; 및
    제 2 오목 내측 표면, 제 2 볼록 외측 표면, 및 상기 제 2 오목 내측 표면의 변하는 곡률 반경을 갖는 부분적인 원뿔 영역 ― 상기 제 2 오목 내측 표면은, 상기 부분적인 원통 영역으로부터, 상기 고정된 곡률 반경 미만의 제 2 곡률 반경으로 연장됨 ―;을 갖는,
    에피택시 챔버에서 사용하기 위한 콘.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 컴포넌트와 상기 제 2 컴포넌트는 동일한,
    에피택시 챔버에서 사용하기 위한 콘.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 컴포넌트 및 상기 제 2 컴포넌트는 알루미늄으로 만들어진,
    에피택시 챔버에서 사용하기 위한 콘.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 알루미늄 상에 금 도금을 더 포함하는,
    에피택시 챔버에서 사용하기 위한 콘.
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