KR20080045133A - 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터를 지지 및회전하기 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 처리챔버 내에 배치되어 서셉터(3)를 지지할 수 있는 지지부재(2); 리프팅 가스 유동을 통하여 상기 지지부재(2)를 리프팅할 수 있는 수단(4); 및 회전 가스 유동을 통하여 상기 지지부재(2)를 회전시킬 수 있는 수단(5);을 포함하는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템에 관한 것이다.

웨이퍼, 처리, 에피택셜, 반응기, 서셉터, 지지부재, 리프팅, 회전

Description

웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터를 지지 및 회전하기 위한 시스템{SYSTEM FOR SUPPORTING AND ROTATING A SUSCEPTOR INSIDE A TREATMENT CHAMBER OF A WAFER TREATING APPARATUS}

본 발명은 웨이퍼 처리 장치의 처리 챔버 내에서 서셉터를 지지하고 회전시키기 위한 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 에피택셜 반응기들(epitaxial reactors)에서 특별히 적용되며, 이러한 에피택셜 반응기들은 웨이퍼들 상에 얇고 균일한 직사각형의 물질층들을 증착시키기 위한 기계로서, 이때 웨이퍼들은 "기판들(substrates)"이라고 불린다; 그러한 기계들은 전기 부품들, 특히 집적 회로들(integrated circuits)을 생산하기 위해 사용된다.

에피택셜 증착 물질은, 예를 들어 실리콘[Si] 또는 갈륨 나이트라이드[GaN] 또는 실리콘 카바이드[SiC]일 수 있으며, 반응챔버에서 반응하는 반응 가스들로부터 제조된다.

에피택셜 증착 공정은 고온(전형적으로 800℃ 이상)에서 수행된다; 실리콘 카바이드와 같은 몇몇 물질들에 대해서는, 상기 온도는 매우 높다(전형적으로 1500℃ 이상).

상기 기판들은 반응기의 반응챔버 내에서 지지체 상에 배치된다. 어떤 반응기들에서는, 상기 지지체는 기판들의 가열에 적극적으로 참여한다. 다른 반응기들에서는, 상기 지지체는 기판들의 가열에 수동적으로 참여한다. 반응챔버 내에서 기판들을 지지하는 부재는 일반적으로 "서셉터(susceptor)"라고 불린다.

증착 공정 도중, 상기 기판은 증착층들의 균일성(uniformity) 및 규칙성(regularity)을 개선하기 위해 움직임을 유지한다; 일반적으로, 상기 서셉터는 그것의 축에 대해 회전한다.

반응기의 첫 번째 유형에서, 상기 서셉터는 항상 반응챔버 내에 머무른다; 상기 기판은 증착 공정이 개시되기 이전에 반응챔버 내로 삽입되며 증착 공정이 완료되면 반응챔버 밖으로 인출된다. 반응기의 두 번째 유형에서, 상기 서셉터는 증착 공정이 개시되기 이전에 처리될 기판들과 함께 반응챔버 내로 삽입되며 증착 공정이 완료되면 기판들과 함께 반응챔버로부터 인출된다.

이러한 두 번째 유형의 반응기들에 대해, 서셉터를 핸들링하기 위한 간단하고 신뢰성있는 시스템을 제공해야 하는 문제점이 있다.

증착 물질이 기판들뿐만 아니라 서셉테 상에도 또한 증착된다는 것에 주목하는 것이 중요하다; 서셉터 상에 증착되는 층의 두께는 증착 공정이 수행될 때마다 증가한다; 본 출원인에 의해, 서셉터 상에 축적되는 증착 물질이 서셉터 자체에서 작지만 해로운 변형들을 유발할 수 있다는 것이 관찰되었으며, 상기 변형은 특히 원반 형상(discoid shape)의 서셉터들에서 유발된다.

변형의 문제를 해결하기 위해, 축적된 물질은 주기적으로 제거될 수 있다; 이러한 제거는 예를 들어 염산(hydrochloric acid)에 의해 수행될 수 있다; 하지만, 그러한 제거는 시간이 걸린다.

본 발명의 일반적인 목적은 전술한 문제점들의 해결에 공헌하는 것이며, 특히 원반 형상의 서셉터들의 경우를 대상으로 한다.

본 발명의 제1 특수 목적은 세섭터의 변형에 의해 거의 영향이 없는, 서셉터들을 지지하고 회전시키는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 특수 목적은 거의 변형하지 않는 서셉터를 제공하는 것이다.

실리콘 카바이드를 증착하기 위한 에피택셜 반응기와 같이 매우 높은 온도에서 작동할 수 있는 처리 장치에 또한 적합한 해결책을 제공하는 것이 또한 본 발명의 목적이다.

이러한 그리고 다른 목적들은 여기에 첨부된 청구항들에 기술된 특징들을 갖는, 지지 및 회전 시스템(supporting and rotating system)과 세셉터(susceptor)에 의해 달성된다.

추가 관점에 따르면, 본 발명은 또한 상기 시스템 및/또는 상기 서셉터가 사용되는 웨이퍼들을 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 여기에 첨부된 도면들과 함께 고려되는 이하의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른, 하나의 서셉터를 갖는 제1 시스템의 연직 단면도를 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른, 하나의 서셉터를 갖는 제2 시스템의 연직 단면도를 도시한다.

도 3은 본 발명에 따른 서셉터의 부분 연직 단면도를 도시한다.

도 4는 도 2의 시스템을 지지부재 없이 도시한 평면도이다.

도 5는 도 2의 시스템의 지지부재의 배면도이다.

도 6은 도 2의 시스템을 지지부재 및 서셉터를 구비한 상태로 도시한 평면도이다.

설명과 도면들은 단지 예로써 고려되어야 하며 따라서 비제한적인 것으로 고려되어야 한다; 더욱이, 도면들은 개략적인 것이며 크기에 제한적일 필요가 없다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템을 매우 개략적으로 도시한다. 참조번호 1은, 장치의 작동 도중 즉 기판들 상에서의 증착 공정들 도중, 실질적으로 수평 위치에 배치되는 에피택셜 반응기의 반응챔버의 일 벽(wall)을 가리킨다. 이 벽(1)에는, 바닥 표면(61)을 갖는, 실질적으로 실린더형 형상의 인덴테이션(6: indentation)이 제공된다; 상기 바닥 표면(61)은, 그것의 주변 영역(61B: 특히 고리 형상)에 대해 예를 들어 1-5 mm 만큼 약간 높은, 중심 영역(61A)을 갖는다. 실질적으로 원반 형상의 지지부재(2) 및 상기 지지부재(2) 상에 배치된 실질적으로 원반 형상의 서셉터(3)가, 상기 인덴테이션(6) 내에 수용된다. 상기 인덴테이션(6)의 바닥 표면(61)에는 네 개의 파이프(4A, 4B, 5A, 5B)가 뚫려 있다; 더욱 상세하게는, 상기 파이프 들 4A 및 4B는 상기 인덴테이션(6)의 축(60)에 대하여 바람직하게는 대칭인 위치에서 상기 중심 영역(61A)에 뚫려 있으며, 상기 파이프들 5A 및 5B는 상기 인덴테이션(6)의 축(60)에 대하여 바람직하게는 대칭인 위치에서 상기 주변 영역(61B)에 뚫려 있다. 상기 파이프들 4A 및 4B는, 상기 부재(2), 상기 부재(2)에 의해 지지되는 서셉터(3) 및 상기 서셉터(3)에 의해 지지되는 몇몇 기판들을 들어올릴 수 있는, 리프팅 가스(lifting gas)의 유동을 안내하는 것을 돕는다. 상기 파이프들 5A 및 5B는, 상기 부재(2), 상기 부재(2)에 의해 지지되는 서셉터(3) 및 상기 서셉터(3)에 의해 지지되는 몇몇 기판들을 회전시킬 수 있는, 회전 가스(rotation gas)의 유동을 안내하는 것을 돕는다; 도 1에서는 식별할 수 없지만, 상기 파이프들 5A 및 5B는 상기 축(60)에 대하여 경사져 있다.

도 1의 시스템에서, 상기 부재(2)의 직경은 상기 서셉터(3)의 직경과 실질적으로 같다; 자연히, 상기 인덴테이션(6)의 직경은 상기 부재(2)의 직경과 상기 서셉터(3)의 직경보다 적절히 더 커야 하며, 그리하여 상기 부재(2) 및 상기 서셉터(3)는 상기 인덴테이션(6) 내에서 회전할 수 있다. 상기 지지부재(2)는 상부 표면(21)과 하부 표면(22)을 갖는다; 상기 서셉터(3)는 상부 표면(31)과 하부 표면(32)을 갖는다; 도 1의 예에서, 이 모든 네 개의 표면들은 실질적으로 평탄하다; 이하에서는, 이들 표면들과 관련된 참조번호들은, 중심 영역을 가리킬 때에는 문자 "A"가 붙고 주변 영역을 가리킬 때에는 문자 "B"가 붙게 될 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 다소 개략적인 하나의 시스템을 도시한다; 이러한 시스템은 도 1의 시스템과 약간 다르다; 이러한 두 시스템의 유사한 부재들은 동일한 참조번호들로 연관된다. 상기 서셉터(3)는 상기 부재(2)의 직경보다 약간 더 큰 직경을 가지며, 리프팅 가스의 유동을 위해 단일의 파이프(4)가 구비되며, 상기 파이프는 축(60) 근처에 뚫려 있으며, 인덴테이션(6)의 바닥 표면(61)은 더욱 형상화되어 있고, 상기 부재(2)의 하부 표면(22)은 적합하게 형상화되어 있으며, 상기 부재(2)의 회전을 가이드하기 위한 가이드 수단, 특히, 상기 인덴테이션(6)의 중심에 가이드핀(7)이 있다는 것을 주목해야 할 것이다.

상기 표면(61)의 중심 영역(61A)은, 예를 들어 0.5-1.5mm 만큼, 약간 높은 장벽(62)에 의해 둘러싸인다. 상기 부재(2)의 하부 표면(22)은, 그것의 중심 영역(22A)에 대해, 예를 들어 0.5-1.5mm 만큼, 약간 낮은 그것의 주변 영역(22B; 특히 고리 형상)을 갖는다; 따라서 상기 영역 22A와 상기 영역 22B 사이에서 하나의 스텝(24; 특히 원 형상)이 형성된다; 상기 고리형상 영역(22B)은, 예를 들어 1-5mm 만큼 높은, 일 장벽(23)에 의해 둘러싸인다; 상기 스텝(24)은 상기 장벽(62) 내에 존재하며, 특히 상기 스텝(24)의 직경은 상기 장벽(62)의 내측 직경보다 적절하게 더 작아서, 회전을 허용하면서 가스의 통로를 방해하지 않는다. 상기 핀(7)을 위한 시트(25: seat)는 상기 인덴테이션(6) 내에서 상기 벽(1)에 마련된다. 바람직하게는, 상기 핀(7)은 상기 벽(1) 또는 상기 부재(2) 중 어느 하나에 결합되지 않는다; 대안적으로는, 상기 핀(7)은 상기 벽(1) 또는 상기 부재(2)에 통합되거나 붙박히거나 나사결합된다. 도 2의 예는 상기 부재(2) 상에서 상기 서셉터(3)의 중심 배치를 허용할 수 있는 센터링 수단, 특히 상기 부재(2)의 상부 표면(21)의 중심에 배치된 원추형의 핀을 도시한다.

도 1의 시스템과 도 2의 시스템에서, 반응 가스들은 상기 서셉터(3)의 상부 표면(31) 상에서 흐르며, 바람직하게는 그 표면에 실질적으로 평행하게 흐른다.

도 3은, 도 1의 시스템 및 도 2의 시스템 모두에서 사용되기에 적합한, 본 발명에 따른 서셉터를 도시한다. 상기 서셉터(3)는 실질적으로 원반 형상이며 상부 표면(31), 하부 표면(32) 및 측방 림(33: rim)을 갖는다; 상기 표면 31, 상기 표면 32, 및 상기 림 33 사이의 모서리들은 라운딩되어 있다. 도 3의 특정 예에서, 상기 서셉터는 연직 방향에서 완전히 대칭적이다. 상기 표면(31) 상에 기판들을 위한 리세스들(311: recesses)이 제공된다; 상기 표면(32) 상에 기판들을 위한 리세스들(321)이 상기 리세스들(311)에 나란한 배치로 제공된다. 지지부재 상에 상기 서셉터(3)의 중심 배치(centred positioning)를 허용할 수 있는 센터링 수단이 상기 표면(31) 상에 제공되며, 특히 상기 표면(31)의 중심에 있는 원추형의 인덴테이션(312)으로 제공된다; 지지부재 상에 상기 서셉터(3)의 중심 배치(centred positioning)를 허용할 수 있는 센터링 수단이 상기 표면(32) 상에 제공되며, 특히 상기 표면(32)의 중심에 있는 원추형의 인덴테이션(322)으로 제공된다.

도 4는 상기 지지부재(2) 없이 도 2의 시스템을 도시한다. 상기 벽(1) 내에 구비되는 상기 인덴테이션(6), 중심 영역(61A)과 주변 영역(61B)으로 나뉘어지는 표면(61), 림(62), 핀(7)을 위한 시트(62), 파이프들(4, 5A, 5B)의 배출구들이 보여진다; 상기 파이프(4)는 원형 단면이며 축(60)에 실질적으로 평행하다; 상기 파이프들(5A, 5B)이 상기 축(60)에 대해 기울어 있기 때문에, 그것들의 배출구들은, 그 단면이 원형이라 하더라도, 타원 형상이다.

상기 파이프들(4, 5A, 5B)은, 리프팅 가스의 흐름 및 회전 가스의 흐름을 전달할 수 있는 동일한 유입 파이프(도면들에 도시되지 않음)의 가지들이다; 도 4에서, 상기 유입 파이프는, 상기 표면(61) 밑에 있으며 상기 도면의 배열에 대해 연직 방향으로 배치되기 때문에, 보이지 않는다; 상기 파이프들(5A, 5B)의 배출구들은 그것들의 경사짐으로 인해 상기 단일의 유입 파이프에 대해 다소 측방에 배치된다. 상기 인덴테이션(6)의 바닥 표면(61)으로, 특히 그것의 주변 영역(61B)에서, 두 개 시리즈의 일련의 홀들(64)이 개방되어 있다; 제1 시리즈(64A)는 상기 모서리(62)에 인접한 원주를 따라 균일하게 배치된다; 제2 시리즈(64B)는 상기 인덴테이션(6)의 모서리에 인접한 원주를 따라 균일하게 배치된다; 상기 홀들(64)은, 리프팅 유동의 가스 및 회전 유동의 가스가 그것들의 역할을 수행한 이후, 그 가스들을 배출하는 것을 돕는다. 상기 홀들(64)은, 적어도 상기 지지부재(2) 또는 실질적으로 적어도 상기 인덴테이션(6)에서 상기 벽(1)의 하측으로 연장되는 동일한 배출 파이프(도면들에서는 도시되지 않음)에서 종결된다; 도 2 및 도 4의 예에서 비록 보이지는 않는다 하더라도, 상기 배출 파이프는 실질적으로 상기 벽(1) 전체의 하측으로 연장된다.

상기 인덴테이션(6)의 모서리 상에 세 개의 노치(notch)들이 구비되며, 특히 전방 노치(65) 및 두 개의 후방 노치들(66)이 구비된다; 상기 노치들은 상기 서셉터(3)를 핸들링하는 로봇의 암(arm)에 장착되는 툴(tool)의 삽입부재(예를 들어 이빨 형상)를 도입하는 것을 돕는다.

도 5는 도 2의 시스템의 지지부재(2)를 하측으로부터 도시한다. 중심 영 역(22A)과 주변 영역(22B)로 나뉘어지는 하부 표면(22), 림(23), 및 핀(7)을 위한 시트(25)가 보여진다.

상기 표면(22) 상에는, 특히 그것의 주변 영역(22B)에는, 일련의 돌기(26: protuberance)들이 바퀴살처럼 균일하게 배치된다; 도 5의 예에서의 상기 돌기들(26)은 아치 형상이다. 상기 돌기들은 회전 가스의 유동을 수용하여 그것을 상기 부재(2)의 회전으로 전환하는 목적을 갖는다.

도 6은 도 4에 정확히 대응되며, 인덴테이션(6)에 도 5의 지지부재(2) 및 도 3의 서셉터(3)가 배치된다는 차이점이 있다.

상기 도면들에서의 상기 시스템은 상기 지지부재(2) 상에 배치되는 서셉터(3)를 제공한다; 에피택셜 증착 공정들이 수행되는 기판들이 상기 서셉터(3) 상에 배치된다. 처리 도중, 상기 파이프들(4) 및 상기 파이프들(5) 내로 가스가 흐르게 된다. 상기 가스는, 상기 파이프들(4)을 빠져나와서, 상기 부재(2)의 하부 표면(22)의 중심 영역(22A)에 수직으로 작용하며, 상기 부재(2)와 함께 서셉터(3) 및 기판들을 살짝 들어올린다; 그리고는 상기 가스는 상기 표면들(22, 61)의 주변 영역들(22B, 61B) 각각을 향해 측방으로 흐른다. 상기 가스는, 상기 파이프들(5)로부터 빠져나와서, 상기 부재(2)의 하부 표면(22)의 주변 영역(22B)에 비스듬하게 작용하며, 상기 부재(2)와 함께 서셉터(3) 및 기판들을 회전시킨다. 상기 파이프들(4) 및 상기 파이프들(5)로부터 나온 가스는 이후 상기 홀들(64)를 통하여 배출 파이프 내로 흐른다.

전술한 기술적 효과들을 추구하기 위해, 일 중요부가 상기 장벽(62), 상기 스텝(24), 상기 장벽(23) 및 상기 돌기들(26)에 의해 수행된다. 상기 장벽(62)은 상기 부재(2)의 하부 표면(22)의 중심 영역(22A) 아래의 압력 챔버의 일 벽을 구성한다; 상기 스텝(24)과 함께 상기 장벽(62)은 미로같은(labyrinthine) 벽을 형성한다. 상기 장벽(23)은 상기 파이프들(4, 5)로부터 나온 가스가 상기 인덴테이션(6)의 모서리를 따라서 반응챔버 내로 흐르는 것을 방지한다. 상기 돌기들(26)은, 실제적인 그리고 효과적인 방식으로, 상기 파이프들(5)로부터 나온 가스의 흐름을 상기 부재(2)의 회전으로 전환한다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 툴의 삽입부재들이 상기 노치들(65, 66) 내로 쉽게 도입될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다; 그러한 삽입부재들은 이후 쉽게 상기 서셉터(3)를 파지할 수 있으며, 이는 상기 서셉터(3)의 상기 림이 상기 지지부재(2)의 림으로부터 돌출되어 있기 때문이다. 따라서, 상기 서셉터(3)를 상기 지지부재(2) 상에 배치시키는 것 특히 상기 서셉터(3)를 상기 인덴테이션(6)에 삽입시킴으로써 배치시키는 것과, 상기 지지부재(2)로부터 상기 서셉터(3)를 제거하는 것 특히 상기 서셉터(3)를 상기 인덴테이션(6)으로부터 철수시킴으로써 제거하는 것이, 모두 쉽게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 시스템은 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터를 지지하고 회전시키는 것을 돕는다.

일반적으로, 본 발명에 따른 상기 시스템은,

- 상기 처리챔버 내에 배치되어 서셉터를 지지할 수 있는 지지부재와,

- 리프팅 가스 유동을 통해 상기 지지부재를 리프팅할 수 있는 수단과,

- 회전 가스 유동을 통해 상기 지지부재를 회전시킬 수 있는 수단을, 포함한다.

이러한 해결책에 따르면, 상기 서셉터의 회전은, 상기 반응챔버의 일 벽에 종종 적어도 하나의 큰 홀을 요구하는 복잡하고 정교한 기계적 전동장치의 사용 없이 이루어진다. 더욱이, 상기 서셉터의 회전은 그것의 형상 또는 그것의 크기들 에 의해서도 영향받지 않는데, 이는 상기 서셉터의 움직임을 유발하는 수단이 상기 서셉터 자체에 구속(restraint)을 두지 않기 때문이다. 더욱이, 상기 리프팅 수단이 상기 회전 수단과 분리되어 있기 때문에, 그 둘은 그 둘의 기술적 효과들을 최적화하는 방식으로 독립적으로 설계될 수 있다. 마지막으로, 상기 서셉터는 상기 지지부재와 지극히 독립적이기 때문에, 상기 서셉터를 핸들링하는 시스템을 설계하는 것이 더 쉬워지며, 사실상, 상기 서셉터는 핸들링에 더 잘 적응하기 위해 부분적으로 수정될 수 있다.

본 발명에 따른 시스템은 또한 처리챔버의 일 벽, 특히 처리 공정들 동안 실질적으로 수평일 수 있는 벽을 포함한다; 상기 벽은 실질적으로 실린더형 형상의 인덴테이션(indentation)을 구비한다; 이러한 경우, 상기 지지부재는 실질적으로 원반 형상이며 상기 인덴테이션 내에 삽입된다; 바람직하게는, 상기 서셉터도 또한 실질적으로 원반 형상이다. 상기 도면들의 예들, 특히 상기 벽(1), 상기 인덴테이션(6), 상기 부재(2) 및 상기 서셉터(3)가 그와 같은 경우이다.

바람직하게는, 상기 벽 내의 상기 인덴테이션은 실질적으로 상기 지지부재 및 상기 서셉터를 수용할 수 있는 깊이를 갖는다.

이러한 방식으로, 반응챔버 내에서의 반응 가스 유동들이 본 발명에 따른 시스템에 의해 영향받지 않으며, 이는 상기 서셉터가 상기 벽으로부터 돌출되지 않았기 때문이다. 상기 도면들이 그와 같은 경우이다.

개별적 공급원으로부터 제공되는 리프팅 가스 유동과 회전 가스 유동을 제공하는 것이 유리하다. 이러한 방식으로, 그러한 두 개의 기계적 효과들이 개개의 공급원을 조절함으로써 서로 독립적으로 제어될 수 있다.

도 2의 예의 경우, 상기 파이프들(4, 5A, 5B)은 단일 공급원에 연결된 동일한 유입 파이프의 가지(branching)들이다. 대안적으로, 상기 파이프(4)는 제1 공급원에 연결될 수 있으며 상기 파이프들(5A, 5B)는 함께 제2 공급원에 연결될 수 있다; 이러한 두 공급원들, 예를 들어 두 개의 유량 제어기들 [MFCs]는, 수소 또는 헬륨 또는 아르곤과 같은 가스의 동일한 탱크에 연결될 수 있다.

상기 지지부재는 회전 가스 유동을 수용하여 그것을 지지부재의 회전으로 전환하는 돌기들 및/또는 인덴테이션들을 구비할 수 있다. 도 5의 예, 특히 상기 파이프들(5A, 5B)로부터 경사진 방향으로 나오는 가스의 유동을 수용하는 상기 돌기들(26)이 그러한 경우이다; 그것은 실질적으로 상기 지지부재(2)의 하부표면(22) 상에 제조된 간단한 터빈이다.

바람직하게는, 상기 돌기들 및/또는 상기 인덴테이션들은 상기 지지부재의 하부의 주변 영역에 있다. 도 5의 예가 그러한 경우이다. 이러한 방식으로, 회전 가스 유동은 큰 값의 모멘트를 상기 지지부재로 전달하며, 이는 그것이 회전축(도면들에서 60으로 가리켜지는)으로부터 이격되며 따라서 길다란 레버 암(lever arm) 을 갖는 상기 돌기들 및/또는 인덴테이션들 상에 충돌하기 때문이다.

상기 지지부재에는 리프팅 가스 유동을 수용하여 그것을 상기 지지부재의 리프팅으로 전환할 수 있는 표면이 장착된다. 바람직하게는, 이러한 표면은 상기 지지부재의 하부의 중심 영역에 존재한다. 상기 도면들에서의 예들이 그러한 경우이다. 이러한 경우, 상기 가스의 유동이 리프팅의 목적에 매우 효율적이다.

회전 가스 유동을 수용하는 상기 지지부재 하부의 주변 영역을 리프팅 가스 유동을 수용하는 상기 지지부재 하부의 중심 영역과 분리되도록 제공하는 것이 유리하다. 상기 도면들에서의 예들이 그와 같은 경우이다. 이러한 방식으로, 그러한 두 개의 영역들을 독립적으로 형상화하고 그 두 개의 기술적 효과들을 최적화하는 것이 가능하다. 도 2 및 도 5의 예에서 그러한 형상화가 잘 식별되며, 장벽들, 스텝들, 돌기들 및 인덴테이션들이 제공된다.

본 발명에 따른 상기 시스템은 리프팅 유동 또는 회전 유동의 가스를(바람직하게는 둘 다를) 처리 장치 내로 방출하지 않을 수 있는 수단을 포함할 수 있다; 이러한 수단은 상기 지지부재 및/또는 상기 반응챔버의 상기 벽 특히 상기 인덴테이션 내에 제공될 수 있다. 도면들(도 1에서는 비록 보여지지 않지만)에서의 예들이 그와 같은 경우이다; 도 2 및 도 4의 예에서, 그러한 수단은 상기 장벽(23) 및 상기 홀들(64)로 구성된다. 이러한 방식으로, 리프팅 유동 및 회전 유동의 가스는 상기 반응챔버의 대기를 "오염"시키지 않게 된다; 따라서, 이러한 유동들의 용적(capacity) 및 속도(velocity)가 매우 자유로이 선택될 수 있다.

전술한 수단을 제조하기에 단순하나 매우 효과적인 방법은, 적어도 상기 지 지부재에서 상기 반응챔버의 일 벽 아래로 연장되며 상기 리프팅 유동 및/또는 상기 회전 유동의 가스를 배출할 수 있는 배출 파이프를 제공하는 것으로 구성된다. 도 4의 예가 그러한 경우이다. 상기 홀들(64)이 상기 배출 파이프와 연통되어 상기 인덴테이션(6)과 상기 지지부재(2) 사이의 공간에 배치된다.

상기 지지부재 상에 상기 서셉터의 중심 배치(centred positioning)를 허용할 수 있는 센터링 수단을 상기 지지부재가 포함하도록 구비하는 것이 유리하다. 이는 여러 방식으로 달성될 수 있다; 예를 들어, 상기 지지부재의 상부 표면 상에 하나 이상의 돌기들(및 상기 서셉터의 표면 상에 하나 이상의 대응하는 인덴테이션)을 제공하는 것이 가능하다 - 이것들 중 하나는 중심에 위치할 수 있다; 예를 들어, 상기 지지부재의 모서리에 배치되는 세 개 이상의 작은 이들(teeth)을 제공하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 시스템에 상기 지지부재의 회전을 가이드할 수 있는 가이드 수단 특히 중심핀을 제공하는 것이 유리하다. 도 2의 예 특히 중심핀(7)이 그러한 경우이다. 그러한 가이드 수단은 고정되지 않을 수 있다; 대안적으로 상기 반응기의 벽 또는 상기 지지부재에 통합되거나 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 시스템은, 상기 지지부재가 상기 처리챔버 내에서 유지되거나 상기 서셉터가 상기 반응챔버 내로 도입되고 철수될 수 있는 경우에 사용되기에 특히 적합하다. 사실상, 상기 서셉터는 상기 지지부재 상에 바람직하게는 간단히 배치된다.

본 발명에 따른 서셉터는 웨이퍼 처리 장치 특히 에피택셜 반응기를 위해 사 용된다.

일반적으로, 본 발명에 따른 서셉터는, 처리될 웨이퍼들을 수용하기 위한 리세스들을 포함하며, 제1 표면 및 제2 표면이 구비된 실질적인 원반 형상이다; 적어도 하나의 상기 리세스들은 상기 제1 표면 상에 구비되며 적어도 하나의 상기 리세스들은 상기 제2 표면 상에 구비된다. 그리하여, 서셉터가 상기 지지부재 상에 간단히 배치될 수 있다는 사실에 의해 앞서 정의된 상기 지지 및 회전 시스템과 함께 바람직하게 사용될 수 있는 이중-표면 서셉터에 대한 한가지 의문이 있다.

서셉터의 두 표면이, 예를 들어 선택적으로, 모두 사용된다면, 두 표면 상에 가짜 성장(spurious growth)이 일어나고 따라서 변형들이 적절하게 제한되는데, 이는 두 표면 상의 가짜 성장의 효과들이 서로 보상하기 때문이다.

더욱이, 상기 지지부재가 완전히 상기 서셉터에 의해 완전히 덮여지기 때문에, 그것은 가짜 성장들로부터 보호되며 따라서 그것의 회전은 실질적으로 가짜 성장들에 의해 영향받지 않는다.

바람직하게는, 상기 제1 표면 상의 리세스들은 제2 표면 상의 리세스들과 각각 정렬되어 배치된다. 도 3이 그러한 경우이다. 이러한 방식으로, 상기 웨이퍼들의 가열의 균일성이 극대화된다.

하지만, A) 상기 서셉터의 제1 표면 상에 예를 들어 4 인치 웨이퍼들을 위한 여러 리세스들 및 제2 표면 상에 예를 들어 6 인치 웨이퍼들을 위한 여러 리세스들이 존재하거나,

B) 상기 서셉터의 제1 표면 상에 예를 들어 4 인치 웨이퍼들을 위한 여러 리 세스들 및 제2 표면 상에 예를 들어 8 인치 웨이퍼들을 위한 단일의 리세스가 존재하도록 구비하는 것이 또한 가능하다.

상기 지지부재 상에 상기 서셉터를 중심 배치를 허용할 수 있는 센터링 수단을 포함하는 본 발명에 따른 서셉터를 제공하는 것이 유리하다.

그러한 센터링 수단을 제조하는 다양한 가능성들이 있다. 상기 서셉터는 특히 상기 디스크의 중심에 비치되는 적어도 하나의 센터링 홀을 포함할 수 있다. 상기 서셉터는, 상기 표면들 각각에, 상기 디스크의 중심에 특히 배치된 바람직하게는 실질적인 원추 형상의 적어도 하나의 센터링 인덴테이션을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 유일한 웨이퍼가 상기 서셉터의 중심에 배치되어야 하는 경우, 그러한 센터링 수단은 상기 서셉터의 중심에 배치되지 않아야 한다.

이미 지적한 바와 같이, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 특히 에피택셜 반응기의 반응챔버로부터 서셉터를 철수할 수 있고 그리고 상기 반응챔버 내로 상기 서셉터를 삽입할 수 있기 위해, 간단하고 신뢰성 있는 방식으로 상기 서셉터를 핸들링할 수 있는 것이 중요하다.

본 발명에 따른 서셉터와 사용되기에(하지만 유일하지 않게) 특히 매우 적합한 제1 해결책은, 하나 이상의 흡입컵(suction cup)들을 장착한 툴에 기초한다; 이것들은 웨이퍼들을 위한 리세스들에 의해 점유되지 않은 서셉터의 상기 표면에 달라붙어야 한다; 본 발명에 따른 서셉터의 구조의 단순성은 서셉터의 두 표면들에 대한 이것의 사용을 유용하게 한다.

본 발명에 따른 서셉터와 사용되기에(하지만 유일하지 않게) 특히 매우 적합 한 제2 해결책은, 모서리에 의해 서셉터를 파지하기 위한, 예를 들어 이빨 형상의, 삽입 부재들을 장착한 툴에 기초한다; 본 발명에 따른 시스템에서, 서셉터와 독립적인 지지부재의 존재는 이러한 해결책의 사용을 용이하게 한다.

본 발명에 따른 서셉터와 사용되기에 특히 매우 적합한 제3 해결책은, 바람직하게는 버섯 형상의, 돌출부재를 포함하는 서셉터를 제공하며, 이러한 돌출부재는, 툴에 의해 파지될 수 있고 분리가능하게 고정될 수 있으며, 서셉터의 제1 표면 또는 서셉터의 제2 표면으로부터 선택적으로 돌출하는 방식일 수 있다; 자연적으로, 따라서 그러한 돌출부재를 파지할 수 있는 툴 예를 들어 포크단부(forked end) 또는 핀서(pincer)같은 단부를 갖는 툴을 제공하는 것이 필요하다.

전술한 툴들 각각은 서셉터의 자동 핸들링을 위한 시스템을 생산하기 위해 로봇 아암의 단부에 설치될 수 있다.

앞서 기술한 바와 같이, 웨이퍼를 처리하기 위한 장치들은 또한 본 발명의 일 관점을 구성한다.

이것은, 앞서 정의된 바와 같은 지지 및 회전 시스템 또는 앞서 정의된 바와 같은 서셉터를 포함할 수 있다.

자연적으로, 바람직한 실시예의 형상에 따르면, 상기 장치는 그러한 일 시시스템 및 상기 시스템의 지지부재 상에 배치된 일 서셉터 모두를 포함한다.

전형적으로, 웨이퍼들을 처리하기 위한 장치 특히 에피택셜 반응기에는 상기 서셉터를 핸들링하기 위한 시스템이 장착된다.

예를 들어 이빨 형상의, 삽입 부재들이 장착된 툴을 사용하기 위한 설비가 만들어진다면, 상기 삽입 부재들을 쉽게 도입하여 그 모서리로 상기 서셉터를 파지하기 위해, (예를 들어 인덴테이션에) 상기 서셉터 및/또는 상기 지지부재들이 안착되는 처리챔버의 수평 벽에 노치들(또는, 더 일반적으로는, 인덴테이션들)이 장착되도록 구비하는 것이 유리하다.

Claims (25)

1. 처리챔버 내에 배치되어 서셉터(3)를 지지할 수 있는 지지부재(2);

   리프팅 가스 유동을 통하여 상기 지지부재(2)를 리프팅할 수 있는 수단(4); 및

   회전 가스 유동을 통하여 상기 지지부재(2)를 회전시킬 수 있는 수단(5);을 포함하는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 처리챔버의 일 벽(1)에는 실질적으로 실린더형 형상의 인덴테이션(6)이 마련되며,

   상기 서셉터(3)는 바람직하게는 실질적으로 원반 형상이며,

   상기 지지부재(2)는 실질적으로 원반 형상이며 상기 인덴테이션(6) 내에 삽입되는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 인덴테이션(6)은 상기 지지부재(2) 및 상기 서셉터(3)를 실질적으로 수용할 수 있는 깊이를 갖는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가스 유동들은 개별 공급원들로부터 제공되는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지부재(2)에는, 회전 가스 유동을 수용하여 그것을 상기 지지부재(2)의 회전으로 전환할 수 있는 돌기들(26) 및/또는 인덴테이션(indentation)들이 구비되는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 돌기들(6) 및 상기 인덴테이션들은, 상기 지지부재(2) 하부의 주변 영역(22B)에 있는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지부재(2)에는, 리프팅 가스 유동을 수용하여 그것을 상기 지지부재(2)의 리프팅으로 전환할 수 있는 일 표면(22A)이 구비되는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
8. 제7항에 있어서,

   상기 표면(22A)은, 상기 지지부재(2) 하부의 중심 영역에 있는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
9. 제6항 및 제8항에 있어서,

   상기 하부의 주변 영역(22B)은 상기 하부의 중심 영역(22A)과 분리된, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리프팅 유동 및 상기 회전 유동의 상기 가스를 상기 처리챔버로 배출하지 않을 수 있는 수단(23, 64)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
11. 제10항에 있어서,

    상기 지지부재(2)가 배치되는 상기 처리챔버의 일 벽(1); 및

    적어도 상기 지지부재(2)에서 상기 벽(1) 아래로 연장되어 상기 리프팅 유동 및/또는 상기 회전 유동의 상기 가스를 배출할 수 있는 배출 파이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전 을 위한 시스템.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 지지부재(2)는, 상기 지지부재(2) 상에 상기 서셉터(3)의 중심 배치를 허용할 수 있는 센터링 수단을 포함하는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 지지부재(2)의 회전을 가이드할 수 있는 가이드 수단 특히, 중심핀(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 지지부재(2)는, 상기 처리챔버 내에 유지될 수 있으며,

    상기 서셉터(3)는, 상기 반응챔버 내로 도입될 수 있으며 상기 반응챔버로부터 철수될 수 있는, 웨이퍼 처리 장치의 처리챔버 내에서 서셉터의 지지 및 회전을 위한 시스템.
15. 처리될 웨이퍼들을 수용하며, 제1 표면(31) 및 제2 표면(32)이 구비된 실질적인 디스크 형상의 리세스들;을 포함하며,

    상기 리세스들 중 적어도 하나(311)는 상기 제1 표면(31) 상에 구비되며, 상기 리세스들 중 적어도 하나(321)는 상기 제2 표면(32) 상에 구비되는, 웨이퍼 처리 장치를 위한 서셉터(3).
16. 제15항에 있어서,

    상기 제1 표면(31) 상의 상기 리세스들은 상기 제2 표면(32)상의 상기 리세스들과 각각 정렬되어 배치되는, 웨이퍼 처리 장치를 위한 서셉터.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서,

    지지부재(2) 상에 상기 서셉터(3)의 중심 배치를 허용할 수 있는 센터링 수단(312, 322)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 처리 장치를 위한 서셉터.
18. 제17항에 있어서,

    적어도 하나의 센터링 홀을 포함하는, 웨이퍼 처리 장치를 위한 서셉터.
19. 제18항에 있어서,

    상기 홀은 상기 디스크의 중심에 배치되는, 웨이퍼 처리 장치를 위한 서셉터.
20. 제17항에 있어서,

    상기 표면들(31, 32) 각각에, 바람직하게는 실질적으로 원추 형상의 적어도 하나의 센터링 인덴테이션(312, 322)을 포함하는, 웨이퍼 처리 장치를 위한 서셉터.
21. 제20항에 있어서,

    상기 인덴테이션(312, 322)은 상기 디스크의 상기 중심에 배치되는, 웨이퍼 처리 장치를 위한 서셉터.
22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

    하나의 툴에 의해 파지될 수 있고 제거가능하게 고정될 수 있으며, 상기 제1 표면(31)으로부터 또는 상기 제2 표면(32)으로부터 선택적으로 돌출되는 방식으로 마련되는 돌출부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 처리 장치를 위한 서셉터.
23. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼들을 처리하기 위한 장치.
24. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 서셉터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼들을 처리하기 위한 장치.
25. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 시스템과, 상기 시스템의 상기 지지부재 상에 배치되는 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 서셉터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼들을 처리하기 위한 장치.

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