KR20020026480A - 반도체 제조 장치에서의 웨이퍼 지지 장치 - Google Patents

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KR20020026480A
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요지 다카기
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조셉 제이. 스위니
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Abstract

본 발명의 웨이퍼 지지 장치는, 상부 및 하부의 각각에 열원을 갖는 반도체 제조 장치의 처리 챔버내에 설치되는 웨이퍼 지지 본체와, 그 상면의 지지 영역의 외측으로부터 내측으로 연장하며, 경사진 상면을 갖는 리프트부와, 리프트부를 지지하는 원호형상의 리프트 링과, 상단부가 리프트 링에 접속되고, 웨이퍼 지지 본체의 관통공을 통해 상하 운동되는 리프트 핀을 구비하며, 리프트 핀의 하강시에 관통공이 리프트 링에 의해 덮여져 실질적으로 폐쇄되는 것을 특징으로 한다. 이로써, 관통공에 기인한 온도 분포의 불균일이 해소된다.

Description

반도체 제조 장치에서의 웨이퍼 지지 장치 {WAFER SUPPORTING DEVICE OF SEMICONDUCTOR MANUFACTURING DEVICE}
반도체 제조 장치에는, 실리콘 웨이퍼를 한 장씩 처리하는 개별식이라 불리우는 것이 있다. 이 개별식 반도체 제조 장치에서는, 통상적으로, 한 장의 웨이퍼만을 수평으로 지지하는 웨이퍼 지지 장치가 처리 챔버내에 설치되어 있다.
일반적인 웨이퍼 지지 장치는, 웨이퍼가 놓여지는 웨이퍼 지지 본체, 소위 서셉터로 이루어지는 것이 기본적인 구성이다. 또한, 웨이퍼 지지 장치에는, 웨이퍼를 서셉터에 대해 상하 운동시키기 위한 리프트 기구가 설치되어 있다. 종래의 일반적인 리프트 기구는, 서셉터를 관통하여 연장하는 복수 개의 리프트 핀을 갖고 있으며, 이들 리프트 핀의 상단에 웨이퍼를 올려놓고, 리프트 핀을 상하 운동시킴으로써, 웨이퍼를 승강시킬 수 있게 되어 있다. 이와 같은 리프트 기구에 의해, 반송 로봇의 블레이드에 놓여져 운반되어온 웨이퍼를 서셉터상으로 이동시키거나, 혹은 반대로, 웨이퍼를 서셉터로부터 반송 로봇으로 인도하는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같은 종래의 웨이퍼 지지 장치에서는, 웨이퍼를 지지하고 있을 때, 리프트 핀이 서셉터의 상면보다도 하방의 위치에 놓여진다. 따라서, 웨이퍼를 서셉터로부터 들어올리기 위해 리프트 핀을 상승시키면, 리프트 핀의 상단이 웨이퍼의 이면에 닿아, 그 부분에 상처가 나게 되는 경우가 있다. 웨이퍼 이면의 상처는 이후의 프로세스에서 악영향을 미칠 우려가 있다.
또한, 웨이퍼의 상하 운동시에, 단지 리프트 핀의 상단에서만 웨이퍼의 이면을 지지하도록 되어 있기 때문에, 웨이퍼의 위치가 어긋나기 쉽고, 서셉터상으로 내렸을 때, 서셉터의 지지 영역으로부터 불거져 나올 가능성이 있었다.
그런데, 반도체 제조 장치의 하나인 에피택셜 성장 장치에서는, 열원이 서셉터의 상방 및 하방에 배치되어 있어, 서셉터 상의 웨이퍼를 소정 온도로 가열할 수 있게 하고 있다. 이 경우, 서셉터의 표면 전체의 온도 분포가 균일해지는 것이 바람직하나, 리프트 핀을 통과시키기 위한 관통공이 형성되어 있기 때문에, 서셉터 표면의 온도 분포가 불균일해지는 경향이 있었다.
상술한 문제점들을 해소하기 위해, 본 발명자는 여러 가지로 검토한 결과, 웨이퍼를 지지하기 위한 지지 영역을 상면에 갖는 웨이퍼 지지 본체와, 이 웨이퍼 지지 본체의 지지 영역의 외측으로부터 지지 영역의 내측으로 연장되며, 내측을 향해 하방으로 경사진 경사면을 상면에 가지며, 또한, 웨이퍼 지지 본체의 상면보다도 하측의 위치와 상측의 위치 사이에서 상하 운동 가능하게 되어 있는 복수의 리프트부를 구비한 웨이퍼 지지 장치를 창안하였다. 그 구성을 구체적으로 도시하면, 도 8 및 도 9와 같다.
도 8 및 도 9에서, 부호 1은 웨이퍼(W)를 지지하는 웨이퍼 지지 본체인 서셉터이며, 부호 2는 웨이퍼 지지 영역이다. 또한, 부호 3은 리프트부이다. 이 리프트부(3)는 리프트 핀(4)의 구성 부분으로서 형성되어 있다.
리프트부(3)의 위치 및 그 상면이 경사져 있음으로하여, 리프트부(3)는 웨이퍼(W)의 이면에 접하는 일이 없고, 웨이퍼(W)의 외측 원주 하측 가장자리에만 접한다. 따라서, 웨이퍼 이면에 상처가 나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 리프트부(3)의 상면은, 외측으로 갈수록 높게 되어 있기 때문에, 수평 방향의 위치가 어긋나는 것도 억제할 수 있다.
그러나, 에피택셜 성장 장치 등과 같은 열처리 장치에서는, 리프트부(3) 내지 리프트 핀(4)은 서셉터(1)와 일체화되고, 서셉터(1)와 함께 회전가능하도록 해두는 것이 바람직한데, 상기와 같은 구성에서는, 서셉터(1)가 온도 변화에 의해 팽창 또는 수축하기 때문에, 리프트 핀(4)을 서셉터(1)에 매달아 지지시키는 등의 방법으로 일체화할 수가 없다. 즉, 서셉터(1)의 열팽창·열수축에 의해 리프트 핀(4), 나아가서는 리프트부(3)의 위치가 크게 어긋난 경우, 리프트부(3)가 웨이퍼(W)의 외측 원주 하측 가장자리를 지지할 수 없게 될 가능성이 있다. 이 때문에, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 리프트 핀(4)을 관통시키는 관통공(5)을 비교적 크게 하고, 리프트 핀(4)은 상하 운동 가능한 리프트 아암(6)의 선단에 접속하는 구성을 채용할 수밖에 없다. 그 결과, 관통공(5)과 리프트 핀(4)과의 사이에 틈새가 형성된다. 이것이 웨이퍼 지지 영역(2)의 온도 분포를 불균일하게 하는 원인이 되는 것으로 생각된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 웨이퍼 이면에 상처가 나거나 웨이퍼의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있는 리프트 기구를 갖는 웨이퍼 지지 장치로서, 적어도 웨이퍼를 지지하는 지지 영역에서의 온도 분포를 균일하게 할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 반도체 제조 장치에서의 웨이퍼 지지 장치에 관한 것이며, 특히, 웨이퍼 지지 장치에 설치되어 있는, 웨이퍼를 상하 운동시키기 위한 수단에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼 지지 장치가 적용 가능한 에피택셜 성장 장치를 개략적으로 도시한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 웨이퍼 지지 장치의 평면도이다.
도 3A는 웨이퍼를 서셉터상에서 지지한 상태를 도시한, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 3B는 웨이퍼를 서셉터상으로부터 들어올린 상태를 도시한, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 3B의 Ⅳ-Ⅳ선에 따라 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 2의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.
도 7A는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 웨이퍼 지지 장치를 도시한 도면으로서, 웨이퍼를 서셉터상에 지지한 상태를 도시한 단면도이다.
도 7B는 웨이퍼를 서셉터로부터 들어올린 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 창안 과정에서 얻어진 구성을 도시한 단면도이다.
도 9는 도 8의 구성을 부분적으로 도시한 평면도이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 상부 및 하부의 각각에 열원을 갖는 반도체 제조 장치의 처리 챔버내에 설치되고, 웨이퍼를 지지하기 위한 지지 영역을 상면에 갖는 웨이퍼 지지 본체와, 웨이퍼 지지 본체의 지지 영역의 외측으로부터 지지 영역의 내측으로 연장되며, 내측을 향해 하방으로 경사진 경사면을 상면에 가지며, 또한 웨이퍼 지지 본체의 상면보다도 하측의 위치와 상측의 위치 사이에서 상하 운동 가능하게 되어 있는 복수의 리프트부와, 지지 영역의 외측에 배치된 원호 형상의 리프트 링이며, 상기 리프트 링의 내측 원주 가장자리에 리프트부가 일체적으로 형성되어 있는 상기 리프트 링과, 상단부가 리프트 링에 접속되고, 웨이퍼 지지 본체에 형성된 관통공을 통해 상하 운동되는 리프트 핀을 구비하며, 리프트 핀의 하강시에 관통공이 리프트 링에 의해 덮여져 실질적으로 폐쇄되도록 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이에 따라, 관통공과 리프트 핀과의 사이의 틈새에 의한 온도 분포의 불균일이라는 문제는 해소된다.
또한, 리프트 핀이 리프트 링에 의해 구속되어 있기 때문에, 리프트 링과 웨이퍼 지지 본체와의 사이의 열팽창 차이에 의해 리프트 핀이 관통공의 내벽면에 강하게 접촉할 우려가 있으므로, 관통공은, 웨이퍼 지지 본체의 직경 방향으로 연장되는 긴 구멍으로 형성하는 것이 효과적이다.
또한, 리프트 링에, 리프트부에 인접한 위치에 고리 부재를 상하 운동 가능하게 배치하고, 리프트 링을 들어올린 상태로 한 경우, 고리 부재가 리프트 링으로부터 분리되어 더욱 들어올려지도록 하는 것이 효과적이다. 이러한 구성에서는, 리프트부에 의해 지지된 웨이퍼의 수평 방향의 이동을, 웨이퍼보다 높은 위치에 배치되는 고리 부재에 의해 저지하는 것이 가능해진다.
또한, 리프트부 상면의, 지지 영역의 둘레 방향에 따른 단면 형상은, 상방으로 볼록하게 만곡된 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 리프트부와 웨이퍼와의 접촉은 점접촉이 된다.
본 발명의 상기 목적 및 기타의 특징이나 이점은, 첨부 도면을 참조하면서 이하의 상세한 설명을 읽어봄으로써, 당업자에게는 명확히 이해될 것이다.
이후, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해, 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명에 관한 웨이퍼 지지 장치를 설치할 수 있는 반도체 제조 장치로서의 에피택셜 성장 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 에피택셜 성장 장치(10)는, 실리콘 웨이퍼(도 1에서는 도시가 생략됨)를 1장씩 처리하는 개별식이며, 석영 유리로 구성된 처리 챔버(12)를 구비하며, 이 처리 챔버(12)내에 웨이퍼 지지 장치(14)가 배치되어 있다. 처리 챔버(12)의 측부에는 처리 가스의 도입구(16)가 형성되고, 이에 대향하는 위치에는 배기구(18)가 형성되어 있다. 또한, 처리 챔버(12)의 상측 영역 및 하측 영역에는, 각각 복수 개의 할로겐 램프(20)가 방사상으로 배치되어 있다.
상기의 구성을 갖는 에피택셜 성장 장치(10)에 있어서, 웨이퍼 지지장치(14)에 의해 웨이퍼를 지지한 다음, 할로겐 램프(20)를 점등하여 웨이퍼를 가열함과 동시에, 배기구(18)로부터 배기를 행하면서 트리클로로실란(SiHCl3) 가스나 디클로로실란(SiH2Cl2) 가스 등을 처리 가스로서 도입구(16)로부터 도입하면, 소정의 온도로 가열된 웨이퍼의 표면을 따라 처리 가스가 층류 상태로 흘러, 웨이퍼상에 실리콘의 단결정이 에피택셜 성장한다.
이와 같은 에피택셜 장치(10)에 있어서의, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 지지 장치(14)는, 도 2∼도 6에 도시한 바와 같은 웨이퍼 지지 본체인 서셉터(22)를 구비하고 있다. 서셉터(22)는, 탄화실리콘으로 피복된 흑연 재료로 이루어진 원반형상의 것으로서, 처리 챔버(12)의 하부에 세워 설치된 석영 유리제의 지지축(24)에 의해, 이면측으로부터 3군데에서 수평으로 지지되어 있다. 서셉터(22)의 상면에는, 원형의 오목부(26)가 형성되어 있다. 이 오목부(26)는 웨이퍼(W)를 수용하여 지지하는 수용 영역이 된다. 오목부(26)의 바닥면의 외측 원주 부분에는, 중심측을 향해 하방으로 경사진 경사면(28)이 형성되어 있다. 따라서, 웨이퍼(W)를 서셉터(22)의 오목부(26)내의 소정 위치에 배치하면, 오목부(26) 외측 원주의 경사면(28)에 웨이퍼(W)의 외측 원주 하측 가장자리(모서리부)가 접한 상태에서 웨이퍼(W)가 지지된다(도 3A 참조). 이렇게 지지된 상태에서, 웨이퍼(W)의 상면과, 오목부(26)보다 외측에 있는 서셉터 외측 원주 부분의 상면은, 거의 동일한 면이 된다. 이것은, 도입구(16)로부터 도입된 처리 가스가 층류 상태를 유지하며 흐르게 되기 때문이다.
서셉터(22)의 외측 원주 부분에는, 거의 원호 형상(C형)인 홈(30)이 서셉터(22)와 동심으로 형성되어 있다. 이 홈(30)의 원호 각은, 약 250도가 되는 것이 바람직하다. 홈(30)내에는 홈(3O)과 거의 동일한 형상의 원호형 내지는 C형의 리프트 링(32)이 배치된다.
리프트 링(32)을 홈(30)내에 수용한 상태에서는, 상기와 동일한 이유에서, 리프트 링(32)의 상면과 서셉터(22)의 외측 원주 부분의 상면은 동일한 평면이 되도록 사이즈가 결정되어 있다. 리프트 링(32)의 내측 원주 가장자리에는 3개의 리프트부(36)가 일체적으로 돌출 설치되어 있다. 3개의 리프트부(36)는 약 120도의 간격으로 설치되는 것이 바람직하다. 각 리프트부(36)는 내측(서셉터(22)의 중심측)을 향해 연장되고, 그 선단은 오목부(26)의 내측 영역에까지 달해 있다. 리프트부(36)에 대응하는 서셉터(22)의 부분에는, 리프트부(36)과 거의 동일한 형상의 노치(38)가 형성되어 있어, 리프트 링(32)을 홈(30)내에 수용할 때 장해가 되지 않도록 하고 있다.
리프트부(36)의 상면은 리프트 링(32)의 상면보다 한 단 아래에 있으며, 리프트 링(32)을 홈(30)내에 수용한 상태에서, 오목부(26)의 바닥면, 적어도 외측 원주 부분의 경사면(28)보다도 하측에 위치한다. 따라서, 서셉터(22)상에서 웨이퍼(W)를 지지할 때에는, 웨이퍼(W)가 리프트부(36)에 접하지 않는다. 또한, 리프트부(36)의 상면은, 서셉터(22)의 중심을 향해 하방으로 경사져 있다. 또한, 도 6으로부터 알 수 있듯이, 리프트부(36)의 상면은, 서셉터(22)의 둘레 방향에서 상방으로 볼록한 만곡면으로 되어 있다.
본 실시예에 관련된 리프트 기구(34)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 서셉터 지지축(24)의 주축(24a)을 둘러싸듯이 배치된 상하 운동 가능한 리프트 튜브(40)와, 이 리프트 튜브(40)를 상하 운동시키는 구동 장치(42)와, 리프트 튜브(40)로부터 방사상으로 연장되는 3개의 리프트 아암(44)과, 서셉터(22)의 홈(30)의 바닥면으로부터 관통 형성된 관통공(46)을 지나 매달린 채로 지지되어 있는 리프트 핀(48)을 구비하고 있다. 이와 같은 구성에서, 구동 장치(42)를 제어하여 리프트 튜브(40) 및 리프트 아암(44)을 상승시키면, 리프트 아암(44)의 선단부에서 리프트 핀(48)이 밀려올라가고, 그 결과, 리프트 링(32)이 상승하게 되어 있다. 리프트 핀(48)이 매달려 지지되는 것은, 그 상단부에 형성된 플랜지(49)에 의해 이루어진다.
또한, 서셉터(22)의 관통공(46)은, 도 2, 도 3A 및 도 3B로부터 알 수 있듯이, 리프트 링(32)에 의해 덮여지고, 리프트 핀(48)이 하강하여 리프트 링(32)이 홈(30)에 수용되어 있을 때, 관통공(46)이 리프트 링(32)에 의해 실질적으로 폐쇄되도록, 관통공(46) 및 리프트 링(32)의 위치 및 사이즈가 결정되어 있다.
또한, 서셉터(22)는 프로세스 실행시에, 처리 가스가 웨이퍼(W)에 균등하게 접하도록 수평방향으로 회전된다. 이 때문에, 서셉터(22)를 지지하고 있는 서셉터 지지축(24)이 회전구동하게 되어 있는데, 리프트 핀(48)은, 서셉터 지지축(24)의 방사상으로 연장되는 지지 아암(24b)에 설치된 관통공을 통과하므로, 서셉터 지지축(24) 및 서셉터(22)와 일체적으로 회전된다. 이 때문에, 리프트 아암(44)의 선단부에는, 서셉터 지지축(24)의 주축(24a)을 둘러싸는 링 플레이트(45)가 부착되어, 리프트 핀(48)이 회전 방향의 어느 위치에 있더라도, 리프트 핀(48)을 밀어올릴 수 있게 하는 것이 바람직하다.
또한, 리프트 핀(48)의 상단부는, 리프트 링(32)의 하면에 형성된 오목부에 끼워져 있어, 그 움직임이 리프트 링(32)에 의해 구속되어 있다.
이와 같이 리프트 핀(48)은, 리프트 아암(44)과 리프트 링(32)에 의해 구속되어 있고, 서셉터(22)와 리프트 아암 및 리프트 링(32)과의 사이에 열팽창 차이가 있기 때문에, 관통공(46)의 내부 직경이 리프트 핀(48)의 외부 직경과 동등하면, 에피택셜 성장 프로세스시에 리프트 핀(48)의 측면이 관통공(46)의 내측면에 강하게 접촉할 우려가 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 그와 같은 사태가 발생하지 않도록, 도 4에 명확히 도시한 바와 같이, 관통공(46)이 서셉터(22)의 직경 방향으로 연장되는 긴 구멍으로 형성되어 있다. 관통공(46)의 긴 지름에 대해서는, 적당히 결정할 수 있으나, 프로세스 실행시에 처리 가스가 관통공(46)을 통해 상방으로부터 하방으로 흐르지 않도록, 리프트 핀(48)의 플랜지(49)에 의해 폐쇄되도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성의 웨이퍼 지지 장치(14)에 웨이퍼(W)를 지지시키는 경우, 우선, 반송 로봇을 조작하여, 반송 로봇의 블레이드(50)에 놓여진 웨이퍼(W)를 서셉터(22)의 오목부(26)의 수직 상방 위치에 배치한다. 그런 다음, 리프트 기구(34)의 구동 장치(42)를 제어하여 리프트 링(32)을 상승시킨다. 이 때, 반송 로봇의 블레이드(50)는 리프트 링(32)의 개방 부분에 위치해 있기 때문에(도 2 참조), 리프트 링(32)의 상승을 방해하지 않는다. 리프트 링(32)이 블레이드(50)보다 높은위치까지 상승하면, 웨이퍼(W)는 블레이드(50)로부터 리프트 링(32)의 리프트부(36)로 옮겨가서, 3군데에서 지지된다(도 3B 참조). 리프트부(36)의 상면은, 상술한 바와 같이, 내측을 향해 하방으로 경사져 있기 때문에, 리프트부(36)가 접하는 부분은 웨이퍼(W)의 외측 원주 하측 가장자리뿐이다. 이 리프트부(36)의 경사는, 웨이퍼(W)의 수평 방향의 이동을 억제하는 기능도 한다. 또한, 각 리프트부(36)의 상면은 볼록하게 만곡되어 있기 때문에, 한 군데에서만 웨이퍼(W)에 접촉한다. 또한, 리프트부(36)와 리프트 링(32)과의 사이에는 단차가 형성되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 위치가 어긋나는 것은 이것에 의해서도 방지되나, 어떠한 원인으로 인해 웨이퍼(W)가 단차를 넘어서는 경우가 있을 수 있으므로, 도 3A 및 도 3B에서 부호 52로 도시한 돌기를 설치해 두는 것이 바람직하다.
웨이퍼(W)가 리프트 링(32)의 리프트부(36)에 의해 지지되었다면, 반송 로봇의 블레이드(50)를 서셉터(22)의 상방으로부터 처리 챔버(12)의 외부로 이동시켜, 리프트 링(32)을 하강시킨다. 리프트 링(32)이 홈(30)내로 완전히 하강되면, 도 3A에 도시한 바와 같이, 리프트부(36)는 서셉터(22)의 오목부(26)의 경사면(28)보다도 하방에 위치하므로, 웨이퍼(W)는 오목부(26)의 경사면(28)에서 지지되게 된다. 그 후, 상술한 에피택셜 성장 프로세스가 실행되게 된다.
이 때, 관통공(46)과 리프트 핀(48)과의 사이에는 틈새가 형성되어 있는데, 전술한 바와 같이 이 틈새는 리프트 링(32)에 의해 덮여져 폐쇄된다. 또한, 본 실시예에서는, 리프트 핀(48)의 플랜지(49)에 의해서도 폐쇄된다. 이 때문에, 처리 챔버(12)의 하부에 배치된 열원인 할로겐 램프(20)로부터의 적외선이 상기 틈새를통해 서셉터(22)의 상면측에 도달하지 않게 되고, 이에 따라 오목부(지지 영역; 26)의 온도 분포의 균일화에 기여하게 된다. 온도 분포의 균일화는, 에피택셜 성장면의 내부의 균일화에 공헌하는 것이다.
웨이퍼(W)를 서셉터(22)로부터 들어올려, 반송 로봇의 블레이드(50)로 이동시키는 경우는, 상기와 반대의 순서로 리프트 기구(34) 및 반송 로봇을 조작하면 된다는 것은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 7A 및 도 7B는, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 웨이퍼 지지 장치(114)를 도시한 것이다. 이 제 2 실시예에 있어서, 제 1 실시예와 동일하거나 또는 그에 상응하는 부분에는 동일한 부호를 사용하며, 그 상세한 설명은 생략한다. 제 2 실시예의 웨이퍼 지지 장치(114)에서의 리프트 기구(134)는, C형 리프트 링(132)상에 3개의 고리부재(133)를 구비하고 있다. 고리 부재(133)가 위치하는 리프트 링(132)의 부위에는, 고리 부재(133)가 놓여지는 오목부가 형성되어 있으며, 고리부재(133)가 이 오목부에 끼워진 상태(도 7A 참조)에서는, 제 1 실시예의 리프트 링(32)와 실질적으로 동일한 형상을 이룬다. 또한, 고리 부재(133)는 리프트부(36)와 인접한 위치에 배치되어 있다. 따라서, 고리 부재(133)는, 리프트부(36)의 수와 동일한 3개이다.
리프트 링(132)에는, 리프트 핀(48)의 상단이 접하는 위치에 관통공(60)이 형성되어 있다. 이 관통공(60)은, 리프트 핀(48)의 상단부에 형성된 플랜지부(62)를 수용하는데, 리프트 핀(48)에 의해 들어올려질 수 있도록, 그 상단부에는 내측을 향한 플랜지(64)가 형성되어 있다.
한편, 고리 부재(133)에는, 대응하는 위치에 스폿 페이싱 구멍(66)이 형성되어 있다. 이 스폿 페이싱 구멍(66)의 내부 직경은, 리프트 핀(48)의 상단의 외부 직경과 실질적으로 동일하다. 또한, 스폿 페이싱 구멍(66)을 둘러싸는 하면 부분에는 원통형상 돌기(68)가 형성되어 있다. 이 원통형상 돌기(68)는, 고리 부재(133)를 리프트 링(132)에 겹쳤을 때, 리프트 링(133)의 관통공(60)에 끼워지도록 되어 있다.
이와 같은 구성에서, 리프트 핀(48)을 내린 상태에서는, 도 7A에 도시한 바와 같이, 고리 부재(133)는 리프트 링(132)에 서로 겹쳐져, 도 3A와 실질적으로 동일한 상태가 된다. 즉, 관통공(46)은 리프트 링(132)에 의해 덮여져 폐쇄된 상태가 된다.
리프트 핀(48)을 상승시키면, 고리 부재(133)의 원통형상 돌기(68)가 리프트 핀(48)의 플랜지부(62)에 의해 먼저 밀어올려진다. 이에 따라, 고리 부재(133)만이 상승하여, 리프트 링(132)으로부터 분리된다. 이 상태에서는, 리프트 부재(36)의 상면과 고리 부재(133)의 상면 사이의 단차가 더욱 커져, 웨이퍼(W)의 수평 방향의 이동을 방지하는 효과가 증대한다. 따라서, 도 3A 및 도 3B에 도시한 바와 같은 돌기(52)를 설치할 필요가 없어진다. 또한, 리프트 핀을 상승시키면, 리프트 핀(48)의 플랜지부(62)가 관통공(60)의 플랜지(64)의 하면에 접하여, 고리 부재(133)와 리프트 링(132)이 일체적으로 상승한다. 기타의 작용은 제 1 실시예와 동일하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 예를 들면, 상기 실시예의 반도체 제조 장치는 에피택셜 성장 장치이나, 다른 열처리를 행하는 것, 예컨대 열 CVD장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 웨이퍼를 서셉터 등의 웨이퍼 지지 본체에 지지시키거나, 혹은 그 반대로 웨이퍼 지지 본체로부터 들어올리는 경우, 웨이퍼는 그 외측 원주 하측 가장자리에 의해서만 지지된 상태에서 상하 운동되므로, 웨이퍼의 이면에 상처가 나는 일이 없다. 또한, 본 발명의 웨이퍼 지지 장치라 하더라도, 웨이퍼의 외측 원주 하측 가장자리에 상처가 날 가능성이 있기는 하지만, 이 부분에서의 상처는 특별히 문제가 될만한 것이 아니다.
또한, 리프트 핀을 통과시키기 위한 관통공이 리프트 링에 의해 폐쇄되므로, 관통공에 기인하는 웨이퍼 지지 영역의 온도 분포에 대한 악영향을 감소시킬 수 있게 되어, 양호한 프로세스 결과가 얻어지게 되므로, 반도체 디바이스의 수율 및 성능 향상에 기여할 수 있다.

Claims (8)

  1. 상부 및 하부의 각각에 열원을 갖는 반도체 제조 장치의 처리 챔버내에 설치되고, 웨이퍼를 지지하기 위한 지지 영역을 상면에 갖는 웨이퍼 지지 본체와,
    상기 웨이퍼 지지 본체의 상기 지지 영역의 외측으로부터 상기 지지 영역의 내측으로 연장되며, 내측을 향해 하방으로 경사진 경사면을 상면에 가지며, 상기 웨이퍼 지지 본체의 상기 상면보다도 하측의 위치와 상측의 위치 사이에서 상하 운동 가능하게 되어 있는 복수의 리프트부와,
    상기 지지 영역의 외측에 배치된 원호 형상을 가지며, 내측 원주 가장자리에 상기 리프트부가 일체적으로 형성되어 있는 상기 리프트 링과,
    상단부가 상기 리프트 링에 접속되고, 상기 웨이퍼 지지 본체에 형성된 관통공을 통해 상하 운동되는 리프트 핀을 구비하며,
    상기 리프트 핀의 하강시에 상기 관통공이 상기 리프트 링에 의해 덮여져 실질적으로 폐쇄되도록 되어 있는 웨이퍼 지지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 리프트 핀의 하측에 배치된, 상기 리프트 핀을 상하 운동시키기 위한 구동 수단을 더 포함하는 웨이퍼 지지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 리프트 핀과 상기 구동 수단이 분리 가능하게 되어 있는 웨이퍼 지지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 관통공이 웨이퍼 지지 본체의 직경 방향으로 연장되는 긴 구멍으로 형성되어 있는 웨이퍼 지지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 리프트 링은 상기 리프트부에 인접한 위치에 상하 운동 가능하게 배치된 고리 부재를 가지고 있으며, 상기 리프트 링을 들어올린 상태로 하였을 경우, 상기 고리 부재가 상기 리프트 링으로부터 분리되어 더욱 들어올려지도록 되어 있는 웨이퍼 지지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 리프트부 상면의, 상기 지지 영역의 둘레 방향을 따른 단면 형상이 상방으로 볼록하게 만곡되어 있는 웨이퍼 지지 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 지지 본체가 회전 가능한 웨이퍼 지지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 반도체 제조 장치가 에피택셜 성장 장치인 웨이퍼 지지 장치.
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