KR20080068592A - 고온 미세 입자 알루미늄 히터 - Google Patents

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Abstract

고온 기판 처리 시스템용 가열된 알루미늄 기판 지지대 및 이의 제작을 위한 방법이 개시되어 있다. 일 실시예에서, 가열된 알루미늄 기판 지지대는 알루미늄 기판 지지대는 알루미늄 바디, 이 바디에 결합된 굴대 및 이 바디에 배치된 가열 요소를 포함할 수 있다. 이 바디는 약 250μm 미만의 평균 입도를 갖는다. 일 실시예에서, 굴대는 바디 접합부에 대해 완전히 침투된 랩 용접부로 되어 있고, 이에 의해 기판 지지대의 이용 수명을 증가시킨다.

Description

고온 미세 입자 알루미늄 히터 {HIGH TEMPERATURE FINE GRAIN ALUMINUM HEATER}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 고온 반도체 처리 시스템용에 적절한 알루미늄 기판 지지대에 관한 것이다.
직접 회로는 단일 칩 상에 수 백만개의 트랜지스터, 커패시터, 및 레지스터(resistor)를 포함할 수 있는 복합 기구로 발전해왔다. 칩 설계의 발전은 더 빠른 회로 및 더 큰 회로 밀도를 계속하여 요구하고 있고, 이는 매우 정밀한 제작 공정을 요구한다. 자주 이용되는 일 제작 공정은 화학 기상 증착(CVD)이다.
화학 기상 증착은 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 박막을 증착하도록 일반적으로 이용된다. 화학 기상 증착은 진공 챔버로 전구체 가스를 유입함에 의해 일반적으로 수행된다. 전구체 가스는 챔버의 상부 근처에 위치한 샤워헤드를 통해서 일반적으로 배향된다. 전구체 가스는 가열된 기판 지지대 상에 위치한 기판의 표면 상에서 물질층을 형성하도록 반응한다. 정화 가스는 지지대의 홀을 통해 기판 의 에지로 향하고 이에 의해 기판이 지지대에 기판을 부착시키거나 떨어지게 하는 기판 에지에서의 증착을 막는다. 이 반응 동안 만들어진 휘발성 부산물은 배출 시스템을 통해 챔버로부터 펌프된다.
화학 기상 증착 공정을 이용하여 기판 상에 자주 형성되는 일 물질은 텅스텐이다. 텅스텐을 형성하는데 이용될 수 있는 전구체 가스는 텅스텐 헥사플루오르화물(WF6) 및 실란이다. 실란 및 텅스텐 헥사플루오르화물이 혼합하기 때문에, 일정한 "스트레이(stray)" 텅스텐(즉, 기판 상에 증착되지 않는 텅스텐)이 샤워헤드 및 다른 챔버 구성요소 상에 증착된다. 스트레이 텅스텐 필름은 샤워헤드 상에 쌓이고 챔버에서 오염 소스가 될 수 있다. 그 결과, 스트레이 텅스텐은 샤워헤드의 홀을 막히게 할 수 있고, 이는 이를 통한 전구체 가스의 소통을 촉진시키며, 이는 샤워헤드는 제거되고 세정되며 또는 교체되는 것을 필요로 한다.
샤워헤드의 일상적인 유지 보수 사이에 시간의 간격을 연장하기 위해, 플루오르계 화학 물질은 스트레이 텅스텐 필름을 세정하는데(즉, 에칭하는데) 일반적으로 이용된다. 또한, 플루오르계 화학물질은 일반적으로 알루미늄으로 만들어진 가열된 지지대 상에서 알루미늄 플루오르화물(AlFx) 층을 형성하도록 반응한다. 제어되고 균일한 상태에 존재한다면, 알루미늄 플루오르화물(AlFx) 층은 가열된 지지대 위에 보호성 코팅 및 도움 층(sacrificial layer)을 제공한다. 그러나, 알루미늄 플루오르화물(AlFx) 성장이 가열된 지지대의 서로 다른 구역 사이에서 임의적 또는 과도하게 된다면, AlFx 층은 존재하는 결함(ridden defect)이 될 수 있거나 및/또는 조각 및 입자를 생성하는 개시 사이트에서 선택적으로 형성할 수 있으며, 따라서 유해하게 입자 생성 및 오염 소스가 된다.
많은 종래의 알루미늄 기판 지지대는 단조 또는 캐스팅된 것이다. 단조 공정은 제어하기 어렵고 이와 같이 단조된 기판 지지대는 광범위한 입자 크기와 같이 광범위한 물질 성질을 일반적으로 나타낸다. 또한, 캐스팅 공정도 제어의 어려움을 나타낼 수 있고, 이는 광범위한 입자 크기와 같이 광범위한 물질 성질을 초래할 수 있다. 발명자는 큰 입자 크기를 나타내는 단조되고 캐스트된 기판 지지대가 열등한 알루미늄 플루오르화물(AlFx) 성능을 가진다는 것, 즉 알루미늄 플루오르화물(AlFx)이 대량의 결함, 높은 입자 생성 및 결과적인 짧은 이용 수명을 갖는다는 것을 발견하였다. 따라서, 부착된 알루미늄 플루오르화물(AlFx) 필름의 성능을 향상하는 유리한 입자 크기 분포를 갖는 가열된 알루미늄 기판 지지대를 만드는 것이 이익일 것이다.
또한, 기판 지지대의 굴대 접합부 및 히터 바디는 고온에서 이러한 히터의 이용을 가능하게 하도록 구성되어야만 한다. 기판 지지대가 400℃를 넘어 480℃에 이르는 범위의 처리 온도에서 이용될 수 있기 때문에, 이는 권장되는 알루미늄 작동 온도에서 초과하여서도 이용된다. 용접 크래킹은 진공 누수 문제와 함께 부착된 알루미늄 플루오르화물(AlFx) 필름의 파손을 촉진시킬 수 있다.
따라서, 화학 기상 증착 공정에 이용되기 적절한 향상된 가열된 지지대가 이 기술 분야에서 필요하다.
고온 기판 처리 시스템용 가열된 알루미늄 기판 지지대(aluminum heated substrate support) 및 이를 제작하기 위한 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 가열된 알루미늄 기판 지지대는 알루미늄 바디, 이 바디에 매입된 가열 요소 및 이 바디에 결합된 굴대를 포함할 수 있다. 알루미늄 바디는 약 250μm 미만의 평균 입도를 갖는다. 굴대는 완전히 침투된 랩 용접 접합부를 이용하여 바디의 바닥부에 결합된다.
다른 실시예에서, 가열된 알루미늄 기판 지지대는 매입된 가열 요소를 갖는 캐스트 알루미늄 바디를 포함할 수 있다. 이 캐스트 알루미늄 바디는 약 250μm 미만의 평균 입도를 만드는 입자 인핸서를 포함한다. 일정한 실시예에서, 입자 인핸서는 티타늄(Ti)이다. 일 실시예에서 입자 인핸서의 약 0.03 내지 약 0.1 중량 퍼센트가 약 250μm 미만의 평균 입도를 만드는데 이용된다. 굴대는 완전히 침투된 랩 용접 접합부를 이용하여 바디의 바닥부에 결합될 수 있다.
다른 실시예에서, 가열된 알루미늄 기판 지지대는 약 250μm 미만의 평균 입도를 갖는 압연된 가공 플레이트 스톡으로부터 제작된 알루미늄 바디를 포함할 수 있다. 이 바디는 그 안에 배치된 기계적으로 임베디드된(embedded) 가열 요소를 갖는다.
도 1은 반도체 처리 시스템(미도시)에서 고온용에 적절한 가열된 알루미늄 기판 지지대(100)의 일 실시예를 도시한다. 본 발명을 이용하도록 이루어질 수 있는 하나의 적절한 반도체 처리 시스템은 미국 캘리포니아 산타 클라라에 위치한 어플라이드 머티어리얼스사로부터 구입 가능한 CENTURA® CVD 처리 시스템이다. 본 발명의 가열된 알루미늄 기판 지지대(100)는 다른 제조자로부터 구입 가능한 것을 포함하여 다른 처리 시스템에서도 이용될 수 있다.
가열된 알루미늄 기판 지지대(100)는 디스크 형상의 바디(102), 굴대(104) 및 가열 요소(106)를 포함한다. 굴대(104)는 바디(102)에 결합된 제 1 단부(132) 및 대향하는 제 2 단부(134)를 가진 일반적인 관형 부재이다. 굴대(104)는 바디(102)의 바닥면(112)에 굴대(104)를 결합하기 위한 제 1 단부(132)에 배치된 장착 플랜지(136)를 포함하고, 이는 이하에서 추가적으로 설명된다. 또한, 굴대(104)는 상부 메인 샤프트(138) 및 하부 메인 샤프트(140)를 포함한다. 상부 메인 샤프트(138)는 하부 메인 샤프트(140) 보다 그 지름이 더 크다. 하부 메인 샤프트(140)는 환형 리브(142)를 포함하고, 이 리브는 대략적으로 상부 메인 샤프트(138)의 지름까지 외부로 연장한다.
두 세라믹 히터 관(130)은 이 굴대(104) 내에 배치된다. 튜브(130)는 제 2 단부(134)에 인접하여 배치된 굴대(104)의 내부 플랜지(144)에 결합된다. 전도성 로드(146)가 각각의 관(130)을 통해 배치되고 개별적인 히터 리드(108)에 결합된다. 커넥터 핀(148)은 납땜되거나 또는 다른 방법으로는 전도성 로드(146)에 결합된다. 핀(148)은 관(130)을 넘어 연장하고 이에 의해 가열 요소(106)의 커 플링 파워(coupling power)를 촉진시킨다.
또한, 안내 관(150)은 굴대(104)를 통해 제공되고 이에 의해 바디(102)에서 센서(미도시)의 배치를 촉진시킨다. 도 1에서 도시된 실시예에서, 관(150)은 바디(102)의 바닥면(112)에 형성된 막다른 홀(blind hole, 152)로 연장한다.
바디(102)는 알루미늄으로 제작되고 약 250μm 미만의 평균 입도(average grain size)를 갖는다. 약 250μm 미만의 평균 입도는, 바디(102)를 포함하는 알루미늄 내에서 불순물의 더욱 균일한 분산을 보장한다. 바디(102)의 입도는 입자 경계(grain boundary) 표면적을 증가시킴에 의해 그리고 입자 경계에 놓이는 불순물에 의해 발생되는 점결함(point defects)의 크기를 제한함에 의해 불순물의 더욱 균일한 분산을 보장한다. 따라서, 바디(102)는 더욱 적고 더욱 분산된 점 결함을 가질 것이고, 이에 따라 종래의 지지물에 비해 알루미늄 플루오르화물 AlFx 필름 결함에 대한 더욱 적고 더욱 분산된 개시점(initation point)을 가지며, 이에 의해 감소된 입자 생성 및 증가된 지지 서비스 수명을 초래한다. 작은 입도의 기대되지 않은 이익은, 바디(102)의 일정한 실시예를 포함하는 애노딕 코팅(anodic coating)의 향상된 품질, 반복성 및 일관성이다. 애노딕 코팅의 향상된 품질 및 균일성은 향상된 히터 성능을 제공한다.
이 바디(102)는 약 250μm 미만의 평균 입도를 갖고, 이는 다수의 방법으로 얻어질 수 있으며, 이러한 방법의 일례는 이하에서 설명된다. 약 250μm 미만의 평균 입도는 본 발명으로부터 이익을 얻는 다른 방법들로도 얻어질 수 있다고 기대된다. 바디(102)가 단조되는 경우의 실시예에서, 이 단조물들(forgings)은 입도에 의해 등급이 매겨질 수 있고, 이에 의해 약 250μm 미만의 평균 입도를 갖는 바디 만이 알루미늄 기판 지지물(100)로의 추가적인 제작을 위해 선택된다.
일 실시예에서, 바디(102)는 약 250μm 미만의 평균 입도의 수율을 나타내는 방식으로 캐스트된다. 바디(102)는 거의 순수한 알루미늄으로 캐스트될 수 있고, 이 알루미늄은 원하는 입도를 얻기 위해 첨가된 입자 인핸서(grain enhancer)의 적절한 양을 갖는다. 일정한 실시예에서, 입자 인핸서는 티타늄(Ti)이다. 일 실시예에서, 티타늄(Ti)과 같은 입자 인핸서의 약 0.03 내지 0.1 중량퍼센트가 약 250μm 미만의 평균 입도를 만드는데 이용될 수 있다.
가열 요소(106)는 바디(102)에 매립되거나(embedded) 또는 다른 방법으로 결합되도록 배치된다. 가열 요소(106)는 저항성 히터, 열 전달 유체를 순환시키기 위한 도관 또는 다른 적절한 열 생성기일 수 있다. 일 실시예에서, 가열 요소(106)는 약 480℃의 온도로 바디(102)의 온도를 상승시킬 수 있다.
일 실시예에서, 가열 요소(106)는 저항성 히터이고, 이 히터는 바디(102)의 바닥면(112)으로부터 연장하는 리드(108)를 갖는다. 리드(108)는 굴대(104)에 의해 경계가 정해진 영역에서 바디(102)를 빠져나가고 굴대(104)를 통해 경로를 가지며 이에 의해 히터에 전력을 공급하기 위한 전력 소스에 대한 가열 요소(106)의 결합을 촉진시킨다.
도 1에서 도시된 실시예에서, 가열 요소(106)는 바디(102)의 중앙에 위치하는데, 즉 바닥면(112) 및 바디(102)의 대향하는 상부면(114)으로부터 거의 동일한 거리에 있다. 가열 요소(106)는 다른 배향으로 위치할 수 있다.
도 2에서 도시된 바디(102)의 단면도를 참고하면, 가열 요소(106)는 일반적으로 리프트 핀 홀(204)의 방사상으로 외부로 경로를 갖는 이중 루프(202)의 형태로 일반적으로 배열된다. 가열 요소(106)의 중심점(206)은 두 인접한 리프트 핀 홀(204)로부터 거의 동일한 거리에 일반적으로 위치한다. 가열 요소(106)는 다른 방식으로 바디(102)에 배치되거나 또는 그루브 내에 매립되어 그 위치에 캐스트될 수 있다.
도 3은 그루브(304) 내에 매립된 가열 요소(106)를 갖는 바디(302)의 부분 단면도를 도시한다. 바디(302)는 상기에서 설명된 바디(102)와 거의 유사하다. 그루브(304)는 캐스팅, 단조 또는 다른 바디 형성 공정 동안 바디(302)에 형성될 수 있다. 대안적으로, 바디(302)의 블랭크(blank)가 제작된 이후 그루브(304)가 바디(302)에 기계가공되거나 다른 방법으로 형성될 수 있다.
도 3에서 도시된 실시예에서, 바디(302)는 6061- T651 가공된 도구 플레이트(wrought tooling plate)와 같은 냉간 가공된(cold-worked) 알루미늄 스톡 플레이트로 제작되고, 그 안에 기계가공된 그루브(304)를 갖는다. 가열 요소(106)는 예를 들어 6061- T651 가공된 도구 플레이트에 의해 그루브(304)에 배치되고, 그 안에 기계 가공된 그루브(304)를 갖는다. 그루브(304)는 그 안에 가열 요소(106)를 수용할 수 있는 크기를 가지고, 일 실시예에서 그루브(304)는 가열 요소(106)가 그루브(304) 내로 프레스 핏(press-fit) 되거나 또는 밀착 핏(closely fit) 되도록 크기를 가질 수 있다.
캡(306)은 그 안에 가열 요소(106)를 붙잡도록 그루브를 폐쇄한다. 캡(306) 은 어떠한 적절한 기술을 이용하여 바디(302)에 용접될 수 있고, 이에 의해 전자 비임 용접과 같이 바디(302) 및 캡(306) 사이에 누수-방지 접합부를 만든다. 캡(306) 및 그루브(304) 기하 구조는 전자 비임 용접이 캡(306) 아래의 바디 물질로 완전히 침투하는 것을 가능하게 하고 이에 의해 용접의 수직 방향에 수직한 방향으로 응력 적용점을 변경시키며, 이로써 누수 가능성을 크게 감소시킨다.
또한, 굴대(104)에 대한 바디(302) 사이의 용접부가 도 3에서 도시된다. 도 1에서 도시된 바디(102) 및 굴대(104)는 유사하게 결합된다. 바디(302)는 굴대(104)의 제 1 단부(132)에 형성된 장착 플랜지(136)를 수용하도록 구성된다.
장착 플랜지(136)는 굴대(104)의 상부 메인 샤프트(138)로부터 외부 플랜지 벽(314)으로 외부로 나팔꽃 형태로 벌어지도록(flare) 각진 벽(312)을 포함한다. 외부 플랜지 벽(314)은 일반적으로 원형 형태이고, 각진 벽(312)에 대향하여 플랜지 벽(314)의 단부로부터 방사상 외부로 연장하는 립(lip, 316)을 포함한다. 이 립(316)은 리세스(308)의 측벽(310)으로 밀착 핏 및/또는 프레스 핏 되는 치수를 갖는다. 랩 접합부(lap joint)로서 여기서 도시된 용접부(322)는 굴대(104)의 플랜지 벽(314) 및 리세스(308)의 측벽(310) 사이에 형성된 갭을 채운다. 용접부(322)의 노출 단부는 용접 이후 기계가공되지 않는다. 또한, 용접부(322)는 립(316)을 통해 굴대(104) 및 바디 리세스(308)의 바닥부(318)로 완전히 침투하고(점선 320에 의해 도시됨), 이는 굴대(104)의 제 1 단부(132)의 평면을 따라 용접부(322)의 측부에 용접부(322)의 응력 적용점(324)이 위치하는 결과를 나타낸다. 따라서, 립(316)은 굴대(104)에 균일한 물질로 된 용접 루트(weld root)를 형 성하도록 도와주는 받침대(sacrificial backing)가 되고, 따라서 기판 지지대(302)의 기대 수명을 짧아지게 할 수 있는 크랙 팁의 형성을 제거한다. 용접부(322)의 측부에 대한 응력 적용점(324)의 위치는 용접부(322)의 수명 사이클을 크게 증가시킨다. 본 발명의 기판 지지대는 400℃를 초과하고 480℃에 이르는 온도를 갖는 응용에서 이용될수 있기 때문에, 응력 적용점 및 용접부(322)의 평면 사이에서 이 경우에 약 90˚인 각 오프셋에 의해 파손(failure)에 대한 용접부(322)의 저항은 종래의 버트(butt) 접합된 설계를 뛰어넘는 실질적인 향상을 제공한다.
도 1로 돌아가면, 기판 지지대(100)의 바디(102)는 바디(102)의 상부면(114)의 중앙에 형성된 막다른 홀(160)을 일반적으로 포함한다. 이 홀(160)은 세라믹 커버 플레이트(미도시)를 위치시키기 위해 이용되고 그 위에서 기판이 처리 동안 놓일 것이다. 이는 세라믹 커버 플레이트 및 바디(102) 사이의 좋은 열적 접촉을 보장하고, 상부면(114)은 예를 들어 46μin 내지 62μin RMS의 거칠기를 갖는다.
도 4는 도 2의 절단 라인 4-4를 따라 절단된 기판 지지대(100)의 부분적인 단면도이고, 이에 의해 바디(102)의 리프트 핀 홀(204)에 배치된 리프트 핀 안내부(402)를 도시한다. 안내부(402)는 하단부(408) 근처에 형성된 쇼울더(406)를 갖는 관형 세라믹 바디(404)를 갖는다. 쇼울더(406)는 리프트 핀 홀(204)에 형성된 레지(410)와 반대를 향한다. 바디(102)의 바닥면(112)에 형성된 환형 탭(412)은 안내부(402)의 하단부(408)에 대해 방사상으로 안으로 프레스되고 이에 의해 리프트 핀 홀(204) 내에서 안내부(402)를 고정시킨다. 안내부(402)의 상부면(414)은 바디(102)의 상부면(114)으로부터 일반적으로 리세스된다. 리프트 핀 홀(204)과 동심적으로 있는 카운터 보어(416)는, 표면(114) 아래로 리세스 될 때 리프트 핀의 말단부(미도시)를 수용하도록 바디(102)의 상부면(114)에 제공된다.
상기에서 설명된 미세 입자 기판 지지대는 종래의 큰 입자 지지대와 비교할 때 연장된 이용 수명 및 뛰어난 알루미늄 플루오르화물 필름 성능을 나타내고, 이는 특히 권장된 알루미늄 작동 온도를 초과하는 400℃를 넘어 480℃에 이르는 범위의 처리 온도에서 그러하다. 예를 들면, 약 500μm의 평균 입도를 갖는 기판 지지대는 약 21,000 웨이퍼 처리 사이클 이후 상당량의 알루미늄 플루오르화물 필름 결함(그리고 결과적으로 수용 불가능한 입자 생성)을 나타내고, 약 180μm의 평균 입도를 갖는 기판 지지대는 약 335,000 웨이퍼 처리 사이클 이후 거의 알루미늄 플루오르화물 필름 결함을 나타내지 않는다.
도 5는 가열된 기판 지지대를 제작하는 방법(500)의 일 실시예의 순서도이다. 이 방법(500)은 약 250μm의 평균 입도를 갖는 알루미늄 바디를 성형하는 단계(502)로 시작한다.
일 실시예에서, 성형 단계(502)는 입자 인핸서로 바디를 캐스팅하는 단계를 포함할 수 있다. 티타늄 또는 다른 적절한 입자 인핸서가 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 약 0.03 내지 0.1 중량 퍼센트의 티타늄 입자 인핸서가 이용된다.
다른 실시예에서, 성형 단계(502)는 추가적인 제작을 위해 선택되는 약 250μm의 평균 입도를 갖는 바디 만이 선택되도록 알루미늄 바디의 등급을 매기는 단계를 포함할 수 있다. 이 바디는 단조, 캐스팅 또는 다른 방법으로 제작될 수 있 다. 일 실시예에서 성형 바디는 압연 알루미늄 플레이트(rolled aluminum plate)이다.
성형 단계는 가열 요소가 바디에 설치되는 것을 포함한다. 바디가 캐스트되는 실시예에서, 가열 요소는 플레이트에 캐스트된다. 바디가 캐스트되거나, 단조되거나 또는 압연 알루미늄 플레이트인 다른 실시예에서, 가열 요소는 바디에 형성된 그루브에 배치된다. 이 그루브는 전자 비임 용접 또는 다른 적절한 방법을 이용하여 캡될(capped) 수 있다.
단계(504)에서, 굴대는 바디에 용접된다. 일 실시예에서, 굴대는 굴대 및 바디에 완전히 침투하는 랩 접합부를 이용하여 바디에 결합되고, 이에 의해 용접에 대한 응력 적용점은 용접의 수직 방향에 거의 수직하다.
선택적인 단계(506)에서, 바디 및/또는 굴대 및/또는 이의 선택된 표면은 조직화될(textured) 수 있다. 일 실시예에서, 바디의 상부면은 조직화된다.
선택적인 단계(508)에서, 바디의 선택된 부분은 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 바디는 애노드화되고, 굴대는 마스크되며 이에 의해 알루미늄이 거의 없는 표면(bare aluminum surface)를 남긴다. 다른 실시예에서, 바디 및 굴대는 알루미늄 플루오르화물(AlFx)로 시즌된다(seasoned).
따라서, 가열된 알루미늄 기판 지지대 및 이를 제작하기 위한 방법이 제공되었고, 이는 고온 처리 환경에서 기판의 향상된 처리를 가능하게 한다. 기판 지지 바디의 미세 입자 구조는 입자 경계에 있는 불순물에 의해 야기되는 점결함의 크기를 제한하고 입자 경계 표면적을 증가시킴에 의해 불순물의 더욱 균일한 분산을 보 장하고, 이에 의해 알루미늄 플루오르화물 파손 또는 입자 생성이 개시될 수 있는 더 적은 디피트 포인트(defeat point)를 초래한다. 또한, 미세 입자 바디는 뛰어난 애노딕 코팅 및 강건한 히터 성능을 나타내고, 이는 기판 지지대에 대해 유리하게 반복 가능한 기판 지지대이다. 따라서, 미세 입자 구조화된 기판 지지대는 종래의 설계보다 우수한 알루미늄 플루오르화물 필름 성능을 제공하고 이에 따라 연장된 이용 수명을 제공한다. 또한, 본 발명의 바디 및 굴대 사이의 향상된 용접 접합부는 종래 설계보다 용접부 파손의 가능성을 감소시키고, 이에 의해 본 발명의 기판 지지대의 이용 수명을 추가적으로 연장한다.
이전의 내용은 본 발명의 일 실시예에 관한 것이고, 본 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예가 이의 기본 범위로부터 벗어나지 아니한 채 고안될 수 있고, 그 범위는 이하의 청구항에 의해 결정된다.
본 발명의 상기 언급된 특징들이 얻어지고 자세히 이해될 수 있는 방식으로, 상기에서 간략하게 요약된 본 발명의 더욱 특별한 설명은 첨부된 도면에서 도시된 이의 실시예를 참고로 하여 얻어질 수 있다.
도 1은 고온 처리 환경용에 적절한 가열된 기판 지지대의 일 실시예의 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 가열된 기판 지지대의 수평 단면도이다.
도 3은 고온 처리 환경용에 적절한 가열된 기판 지지대의 다른 실시예의 수직 부분 단면도이다.
도 4는 도 2의 절단 라인 4-4를 따라 취해진 가열된 기판 지지대의 부분 단면도이다.
도 5는 가열된 기판 지지대를 제조하는 방법(500)의 일 실시예의 흐름도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 오직 전형적인 실시예만을 도시하고, 따라서 그 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 본 발명에 대해 다른 동등하게 유효한 실시예도 허용할 수 있다. 또한, 일 실시예의 특징은 추가적인 인용 없이 다른 실시예에서도 유리하게 이용될 수 있다.
* 도면 부호의 설명
100 기판 지지대 102 디스크 형상의 바디 104 굴대
106 가열 요소 108 리드 112 바닥면
114 상부면 130 터브 132 제 1 단부
134 제 2 단부 136 장착 플랜지 138 상부 메인 샤프트
140 하부 메인 샤프트 142 환형 리브 144 내부 플랜지
146 전도성 로드 148 커넥터 핀 150 관
152 막다른 홀 202 이중 루프 204 리프트 핀 홀
206 중심점 302 바디 304 그루브
306 캡 308 리세스 310 측벽
312 각진 벽 314 플랜지 벽 316 립
318 바닥 320 점선 322 용접부
324 응력 포인트 402 리프트 핀 안내부 404 세라믹 바디
406 쇼울더 408 하단부 410 레지
412 탭 414 상부면 416 카운터 보어
500 방법 502, 504, 506, 508 단계

Claims (18)

  1. 반도체 처리 시스템용 기판 지지대로서,
    약 250μm 미만의 평균 입도(average grain size)를 갖는 알루미늄 바디;
    상기 바디에 매입된(embedded) 가열 요소; 및
    완전히 침투한 랩 용접 접합부(fully penetrated lap weld joint)에 의해 상기 바디의 바닥부에 결합된 굴대를 포함하는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 요소가 상기 굴대 안으로 연장하는 리드(lead)를 추가로 포함하는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디를 통해 형성된 리프트 핀 홀에 배치되는 세라믹 안내부를 추가로 포함하는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디가 입자 인핸서(grain enhancer)를 추가로 포함하는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디가 티타늄 입자 인핸서를 추가로 포함하는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디가 약 0.03 내지 약 0.1 중량 퍼센트의 티타늄 입자 인핸서를 추가로 포함하는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디가 캐스트되거나 또는 단조되는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  8. 반도체 처리 시스템용 기판 지지대로서,
    약 250μm 미만의 평균 입도를 갖는 압연된(rolled) 알루미늄 바디; 및
    상기 바디에 배치된 가열 요소를 포함하는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 바디가 내부에 기계가공된 그루브를 갖는 6061- T651 가공된 도구 플레이트(wrought tooling plate)를 추가로 포함하고,
    상기 가열 요소가 상기 그루브에 배치되는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  10. 제 8 항에 있어서,
    완전히 침투한 랩 용접 접합부에 의해 상기 바디의 바닥부에 결합된 굴대를 추가로 포함하는,
    반도체 처리 시스템용 기판 지지대.
  11. 고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법으로서,
    약 250μm 미만의 평균 입도를 가지며 중앙의 막다른 홀(center blind hole)을 갖는 상부면 및 대향 바닥면을 갖는 알루미늄 바디를 선택하는 단계; 및
    상기 바디의 바닥면에 형성된 리세스로 관형 굴대를 랩 용접하는 단계를 포함하고,
    상기 굴대의 립(lip)은 용접 루트를 형성하도록 도와주는 받침대(sacrificial backing)를 형성하고, 상기 바디에 배치된 가열 요소의 리드는 상기 관으로 연장하는,
    고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택하는 단계가,
    약 250μm보다 큰 평균 입도를 갖는 바디를 포함한 다수의 단조된 바디로부터 약 250μm 미만의 평균 입도를 갖는 단조된 바디를 선택하는 단계를 추가로 포함하는,
    고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 바디를 캐스팅하는 단계를 추가로 포함하는,
    고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 캐스팅하는 단계가,
    입자 인핸서를 함유한 알루미늄 물질로부터 상기 바디를 캐스팅하는 단계를 추가로 포함하는,
    고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 캐스팅하는 단계가,
    티타늄 입자 인핸서를 함유한 알루미늄 물질로부터 상기 바디를 캐스팅하는 단계를 추가로 포함하는,
    고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 캐스팅하는 단계가,
    약 0.03 내지 약 0.1 중량 퍼센트의 티타늄 입자 인핸서를 함유한 알루미늄 물질로부터 상기 바디를 캐스팅하는 단계를 추가로 포함하는,
    고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 바디를 형성하기 위해 압연된 알루미늄 플레이트에서 상기 가열 요소를 수용하도록 구성된 그루브를 형성하는 단계를 추가로 포함하는,
    고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 바디를 형성하기 위해 6061- T651 가공된 도구 플레이트에 상기 가열 요소를 수용하도록 구성된 그루브를 형성하는 단계를 추가로 포함하는,
    고온 기판 처리 환경용 기판 지지대를 제작하기 위한 방법.
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