KR20060025001A - Susceptor structure - Google Patents
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Abstract
서셉터 구조체를 제공한다. 이 구조체는 웨이퍼가 로딩되는 서셉터, 상기 서셉터 내에 배치된 온도 조절 장치, 상기 서셉터를 관통하는 복수개의 웨이퍼 지지봉들 및 상기 웨이퍼 지지봉들의 상부에 배치되어 상기 웨이퍼의 하부면에 직접 접촉하는 열전쌍들을 구비한다. Provide a susceptor structure. The structure includes a susceptor into which a wafer is loaded, a thermostat disposed within the susceptor, a plurality of wafer support rods passing through the susceptor, and a thermocouple disposed on top of the wafer support rods to directly contact the bottom surface of the wafer. Equipped with.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 서셉터 구조체의 구성을 설명하기 위한 장치 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of an apparatus for explaining the structure of a susceptor structure according to the prior art.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 서셉터 구조체의 구성을 설명하기 위한 장치 단면도들이다. 2 and 3 are cross-sectional views of the apparatus for explaining the configuration of the susceptor structure according to the present invention.
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 온도 측정 장치를 갖는 서셉터 구조체에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a susceptor structure having a temperature measuring device.
반도체 장치를 형성하는 단계는 증착, 사진, 식각, 이온 주입 등의 공정 단계들을 반복적으로 수행하는 과정을 포함한다. 각 공정 단계에서 요구되는 공정 조건은 다양하며, 이러한 공정 조건을 충족시키기 위해서는 별도의 제조 장치들이 필요하다. 특히, 상기 증착 공정 및 식각 공정은 소정의 공정 가스를 소정의 온도 및 압력 조건을 갖는 공정 챔버 내부로 주입하는 과정이 필요한데, 이들 공정 가스는 대체로 맹독성이기때문에 상기 공정 챔버는 외부 대기와 완전히 차단되어야 한다.Forming the semiconductor device includes repeatedly performing process steps such as deposition, photography, etching, and ion implantation. The process conditions required for each process step vary, and separate manufacturing apparatuses are required to meet these process conditions. In particular, the deposition and etching processes require the injection of certain process gases into process chambers with predetermined temperature and pressure conditions. Since these process gases are generally highly toxic, the process chambers must be completely isolated from the outside atmosphere. do.
상기 공정 챔버의 내부에는 반도체 기판(즉, 웨이퍼)이 로딩되는 서셉터가 배치된다. 상기 서셉터는 일반적으로 상기 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 소정의 온도 조절 장치를 구비한다. A susceptor on which a semiconductor substrate (ie, a wafer) is loaded is disposed in the process chamber. The susceptor generally has a predetermined temperature control device for adjusting the temperature of the wafer.
도 1은 종래 기술에 따른, 서셉터를 구비하는 공정 챔버의 일부분을 보여주는 장치 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of an apparatus showing a portion of a process chamber with a susceptor, according to the prior art.
도 1을 참조하면, 공정 챔버(10)는 반도체 기판(11)이 로딩되는 서셉터(12) 및 상기 서셉터(12)의 상부에 배치된 수정 돔(16)을 포함한다. 상기 서셉터(12) 내에는 온도 조절 장치(13), 바람직하게는 가열 장치가 배치되어, 상기 서셉터(12) 및 상기 반도체기판(11)의 온도를 조절한다. 상기 반도체기판(11)의 아래에는 상기 서셉터(12)를 관통하여 상기 반도체기판(11)의 하부면에 접촉하는 소정의 웨이퍼 지지봉들(14)이 배치된다. 상기 웨이퍼 지지봉(14)은 상기 반도체기판(11)의 로딩 및 언로딩 공정에서, 상기 반도체기판(11)이 용이하게 이송될 수 있도록 상승 또는 하강할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
상기 반도체기판(11) 표면에서의 온도는 상기 증착 공정 또는 상기 식각 공정의 특성에 큰 영향을 미친다. 이에 따라, 상기 반도체기판(11)의 온도는 실시간으로 측정되어야 한다. 이를 위해, 상기 서셉터(12)의 내부에는 열전쌍들(15)이 배치된다. The temperature at the surface of the
상기 열전쌍(15)은 열기전력을 이용하여 온도를 측정할 수 있는 전기적 구조물로서, 서로 다른 2종의 금속선들의 일단은 접합되고 다른 일단들은 소정의 전압계에 전기적으로 연결된다. 상기 열전쌍(15)에 접하는 대상의 온도는 제베크 효과에 의해 상기 전압계에서 전위차로서 측정되어 계산될 수 있다.
The
하지만, 종래 기술에 따르면, 상기 열전쌍(15)은 상기 서셉터(12)의 내부에 배치되기 때문에, 상기 온도 조절 장치(13)에 의해 변화된 상기 반도체기판(11)의 온도를 빠르고 정확하게 측정하지 못한다. 즉, 상기 반도체기판(11)의 정확한 온도를 알기 위해서는, 서로 이격된 상기 반도체기판(11)과 상기 열전쌍(15)이 열적 평형에 도달해야 하기 때문에, 측정 시간은 증가하고 측정 결과는 부정확해진다. However, according to the related art, since the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체기판의 온도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 서셉터 구조체를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a susceptor structure that can quickly and accurately measure the temperature of a semiconductor substrate.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체기판의 온도를 빠르고 정확하게 측정하고 제어할 수 있는 서셉터 구조체를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a susceptor structure that can quickly and accurately measure and control the temperature of a semiconductor substrate.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 열전쌍들이 배치된 웨이퍼 지지봉을 구비하는 서셉터 구조체를 제공한다. 이 구조체는 웨이퍼가 로딩되는 서셉터, 상기 서셉터 내에 배치된 온도 조절 장치, 상기 서셉터를 관통하는 복수개의 웨이퍼 지지봉들 및 상기 웨이퍼 지지봉들의 상부에 배치되어 상기 웨이퍼의 하부면에 직접 접촉하는 열전쌍들을 구비한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a susceptor structure having a wafer support rod on which thermocouples are disposed. The structure includes a susceptor into which a wafer is loaded, a thermostat disposed within the susceptor, a plurality of wafer support rods passing through the susceptor, and a thermocouple disposed on top of the wafer support rods to directly contact the bottom surface of the wafer. Equipped with.
상기 열전쌍들에는 제어 장치가 전기적으로 연결될 수도 있다. 이 경우, 상기 온도 조절 장치를 이용하여 상기 서셉터 및 상기 웨이퍼의 온도를 조절할 수 있도록, 상기 제어 장치에는 상기 온도 조절 장치에 연결된다. A control device may be electrically connected to the thermocouples. In this case, the control device is connected to the temperature control device so that the temperature of the susceptor and the wafer can be adjusted using the temperature control device.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 서셉터는 알루미늄 질화물로 이루어지 고, 상기 온도 조절 장치는 흑연으로 이루어진다. According to one embodiment of the invention, the susceptor is made of aluminum nitride, the temperature control device is made of graphite.
본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 구조체는 웨이퍼가 로딩되는 서셉터, 상기 서셉터 내에 배치된 온도 조절 장치, 상기 서셉터를 관통하는 복수개의 웨이퍼 지지봉들, 상기 웨이퍼 지지봉들의 상부에 배치되어 상기 웨이퍼의 하부면에 직접 접촉하는 열전쌍들 및 상기 웨이퍼의 온도를 측정하고 조절하기 위해 상기 열전쌍들 및 상기 온도 조절 장치에 전기적으로 연결된 제어 장치를 구비한다. The susceptor structure according to another embodiment of the present invention is a susceptor loaded with a wafer, a temperature control device disposed in the susceptor, a plurality of wafer support rods penetrating the susceptor, disposed on the wafer support rods Thermocouples in direct contact with the bottom surface of the wafer and a control device electrically connected to the thermocouples and the temperature regulating device for measuring and adjusting the temperature of the wafer.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 서셉터 구조체의 구성을 설명하기 위한 장치 단면도들이다. 2 and 3 are cross-sectional views of the apparatus for explaining the configuration of the susceptor structure according to the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공정 챔버(100)는 반도체 기판(110)이 로딩되는 서셉터(120) 및 상기 서셉터(120)의 상부에 배치된 수정 돔(160)을 포함한다. 상기 서셉터(120)는 알루미늄 질화막(AlN)을 포함하는 물질들로 이루어지고, 상기 수정 돔(160)은 석영으로 이루어지는 것이 바람직하다. 2 and 3, the
상기 서셉터(120) 내에는 온도 조절 장치(130), 바람직하게는 가열 장치가 배치되어, 상기 서셉터(120) 및 상기 반도체기판(110)의 온도를 조절한다. 상기 온 도 조절 장치(130)는 흑연을 포함하는 저항성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 온도 조절 장치(130)는 소정의 제어 장치(150)에 전기적으로 연결되어, 그 동작을 제어받는다. A temperature regulating
상기 반도체기판(110)의 아래에는 상기 서셉터(120)를 관통하는 소정의 웨이퍼 지지봉들(140)이 배치된다. 상기 웨이퍼 지지봉들(140)의 동작 역시 상기 제어 장치(150)에 의해 제어된다. Below the
본 발명에 따르면, 상기 웨이퍼 지지봉(140)의 상부에는 앞서 설명한 열전쌍들(145)이 배치된다. 결과적으로, 상기 열전쌍들은(145) 상기 반도체기판(110)의 하부면에 직접 접촉한다. 상기 열전쌍들(145)에서 측정된 결과를 모니터링할 수 있도록, 상기 열전쌍들(145)에는 상기 제어 장치(150)가 연결된다. According to the present invention, the
상술한 것처럼, 상기 웨이퍼 지지봉(140)은 상기 반도체기판(110)의 로딩 및 언로딩 공정에서, 상기 반도체기판(110)이 용이하게 이송될 수 있도록 상승(도 2 참조) 또는 하강(도 3 참조)할 수 있다. 한편, 빠르고 정확한 측정을 위해서는 상기 열전쌍들(145)과 상기 반도체기판(110)은 서로 직접 접촉하는 것이 바람직하다. 하지만, 상기 웨이퍼 지지봉(140)이 하강하는 경우, 이러한 직접적인 접촉은 상기 반도체기판(110)과 상기 서셉터(120) 사이에 이견된 공간을 형성할 수 있다. 이러한 간극 형성시 발생할 수 있는 반도체기판의 파손을 방지하기 위해, 상기 웨이퍼 지지봉(140)은 상기 열전쌍(145)과 상기 반도체기판(110) 사이에 소정의 간격이 형성되도록 하강할 수도 있다. As described above, the
본 발명에 따르면, 웨이퍼 지지봉의 상부에 열전쌍이 배치된 서셉터 구조체가 제공된다. 이에 따라, 열전쌍은 반도체 웨이퍼의 하부면에 직접 접촉하여 빠르고 정확하게 웨이퍼의 온도를 측정할 수 있다. 그 결과, 공정 조건에 대한 보다 정밀하고 빠른 제어가 가능하여, 우수한 품질을 갖는 반도체 장치를 제조할 수 있다. According to the present invention, there is provided a susceptor structure in which a thermocouple is disposed on top of a wafer support rod. Accordingly, the thermocouple can directly contact the bottom surface of the semiconductor wafer to quickly and accurately measure the temperature of the wafer. As a result, more precise and quick control over the process conditions is possible, and a semiconductor device having excellent quality can be manufactured.
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Priority Applications (1)
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KR1020040073889A KR20060025001A (en) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | Susceptor structure |
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Family Applications (1)
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KR1020040073889A KR20060025001A (en) | 2004-09-15 | 2004-09-15 | Susceptor structure |
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KR (1) | KR20060025001A (en) |
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2004
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