KR20090062892A - 에피택셜 웨이퍼 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

에피택셜층의 성장 과정에서 오토도핑 현상을 방지하는 에피택셜 웨이퍼(epitaxial wafer) 제조 장치가 개시된다. 오토도핑 현상을 방지하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터는, 상기 서셉터의 외관을 형성하는 플레이트와 상기 플레이트 표면에 구비되고, 상기 웨이퍼의 일부를 상기 플레이트와 이격되도록 지지하는 복수의 지지부를 포함한다. 특히, 상기 지지부는 상기 웨이퍼와 점 접촉 또는 선 접촉되어 상기 웨이퍼와 상기 지지부가 접촉되지 않는 부분을 통해서는 가스의 유동이 자유롭게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 웨이퍼의 배면과 에지부로 인해 에피택셜층에 오토도핑 현상이 발생하는 것을 방지하여 에피택셜층의 비저항이 일정하게 제어된다. 또한, 웨이퍼 배면의 할로우(halo) 현상을 억제한다.
에픽택셜, 서셉터, 오토도핑(auto-doping)

Description

에피택셜 웨이퍼 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING EPITAXIAL WAFER}
본 발명은 에피택셜 웨이퍼 제조 장치에 관한 것으로서, 에피택셜 웨이퍼의 제조 과정에서 오토도핑 현상을 방지하고, 배면 할로우(backside halo) 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 서셉터의 구조를 개선한 에피택셜 웨이퍼 제조 장치에 관한 것이다.
오늘날 반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)는 다결정의 실리콘을 원재료로 하여 만들어진 결정 실리콘 박판을 말한다.
실리콘 웨이퍼는 처리 방법에 따라 폴리시드 웨이퍼(polished wafer), 에피택셜 웨이퍼(epitaxial wafer), SOI 웨이퍼(silicon on insulator wafer), 디퓨즈드 웨이퍼(diffused wafer) 및 하이 웨이퍼(HI wafer) 등으로 구분된다.
이 중에서 에피택셜 웨이퍼는 기존의 실리콘 웨이퍼 표면에 또 다른 단결정층(에피택셜층)을 성장시킨 웨이퍼를 말하며, 기존의 실리콘 웨이퍼보다 표면 결함이 적고, 불순물의 농도나 종류의 제어가 가능한 특성을 갖는 웨이퍼이다. 상기 에피택셜층은 순도가 높고 결정 특성이 우수하여 고집적화되고 있는 반도체 장치의 수율 및 소자 특성 향상에 유리한 장점을 갖는다.
에피택셜 웨이퍼는 기본적으로 화학 기상 증착 (chemical vapor deposition, CVD)을 이용하는데, 고온에서 실리콘 웨이퍼의 표면으로 실리콘을 포함하는 소스가스를 제공함으로써 실리콘 에피택셜층을 성장시킨다.
기존의 에피택셜 웨이퍼의 제조 장치는 실리콘 웨이퍼를 수용하여 에피택셜 공정이 수행되는 프로세스 챔버와 상기 프로세스 챔버로 상기 웨이퍼를 이송하는 트랜스퍼 챔버 및 로드락 챔버로 이루어진다.
한편, 최근 웨이퍼의 직경이 대형화됨에 따라 웨이퍼의 에지 부분까지 균일하게 에피택셜층을 형성하는 것이 어려워지면서, 이를 해결하기 위한 많은 노력들이 시도되고 있다. 특히, 300㎜ 이상의 대구경 웨이퍼에서 상기 웨이퍼의 에지 끝까지 에피택셜층을 균일하게 형성하기 위해서는 상기 프로세스 챔버 내의 유체 유동과 서셉터의 형태가 중요한 변수가 된다.
기존의 에피택셜 웨이퍼는 1019 ~1021 원자/㎤ 의 고농도 도편트를 도핑한 저저항률의 실리콘 단결정 기판 상에 1014 ~ 1017 원자/㎤ 의 저농도 도펀트를 도핑한 고저항률의 실리콘 에피택셜층이 성장된다. 이 경우, 상기 실리콘 단결정 기판의 배면으로부터 상기 실리콘 단결정 기판 내에 도핑된 도펀트가 챔버 내로 방출되어 상기 실리콘 에피택셜층에 도핑되는 현상인 오토도핑(auto-doping) 현상이 발생하게 된다.
특히, 종래의 서셉터는 상기 웨이퍼의 에지부가 모두 상기 서셉터에 접촉된 상태로 지지되므로 상기 웨이퍼의 배면으로는 가스의 유입이 불가능하여, 상기 웨 이퍼의 배면이나 에지부로부터의 오토도핑 현상을 제어하기가 어려운 문제점이 있다.
또한, 최근 웨이퍼의 대구경화 및 D/R 축소 추세에 따라 배면을 경면으로 형성한 에피택셜 웨이퍼에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이를 위해서는, 저저항률의 기판 자체로부터 오토도핑을 제어해야 하며, 에피택셜층 성장 과정에서 배면의 할로우(backside halo) 현상을 제어해야 한다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에피택셜 웨이퍼의 오토도핑 현상을 방지하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 배면의 할로우 현상이 없는 에피택셜 웨이퍼를 제조하는 제조 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 오토도핑 현상을 방지하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터는, 상기 서셉터의 외관을 형성하는 플레이트와 상기 플레이트 표면에 구비되고, 상기 웨이퍼의 일부를 상기 플레이트와 이격되도록 지지하는 복수의 지지부를 포함한다. 특히, 상기 지지부는 상기 웨이퍼와 점 접촉 또는 선 접촉되어 상기 웨이퍼와 상기 지지부가 접촉되지 않는 부분을 통해서는 가스의 유동이 자유롭게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
실시예에서, 상기 지지부는 상기 웨이퍼와 선접촉되도록 경사면이 형성된다. 그리고, 상기 지지부는 상기 웨이퍼와의 접촉 면적을 최소화하고 상기 웨이퍼를 안정적으로 지지할 수 있도록 상기 경사면이 상기 웨이퍼의 중심을 향해 하향 경사지도록 형성된다.
실시예에서, 상기 지지부는 상기 웨이퍼와 접촉 면적을 최소화하고 상기 웨이퍼를 안정적으로 지지할 수 있도록, 상기 웨이퍼와 점접촉되도록 돌출 형성된다.
실시예에서, 상기 지지부는 상기 웨이퍼의 에지부의 일부를 지지하도록 배치된다. 예를 들어, 상기 지지부는 상기 웨이퍼의 외주연부에 대응되는 원주 상에 3 개의 지지부가 구비되어, 상기 웨이퍼를 3점 지지한다. 즉, 상기 지지부는 120° 간격으로 배치된다.
실시예에서, 상기 지지부는 상기 플레이트와 단차지게 형성되고, 상기 지지부의 최저 높이가 1 내지 3 ㎜이다.
본 발명에 따르면, 첫째, 웨이퍼의 배면이나 에지부에서 방출된 도펀트가 상기 웨이퍼의 배면의 가스유동과 더불어 배기구로 이동하게 되므로, 상기 도펀트가 상기 웨이퍼 표면의 에피택셜층으로 유입되어 오토도핑 현상이 발생하는 것을 방지한다.
둘째, 웨이퍼의 배면으로 수소가스가 유입됨으로써 상기 수소가스에 의해 상기 웨이퍼의 배면이 충분하게 가열되어 상기 배면의 할로우(backside halo) 현상을 효과적으로 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택셜 웨이퍼 제조 장치를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2는 도 1의 완드 유닛을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 1의 프로세스 챔버를 설명하기 위한 측면도이다. 도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터를 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 웨이퍼 제조 장치는 에피택시 성장(Epitaxial Growth)을 위한 장치뿐만 아니라, 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD), 저압화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LPCVD), 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)과 같은 증착 장치에도 적용이 가능할 것이다.
이하에서는, 상기 웨이퍼 제조 장치의 일 예로서 에피택셜(epitaxial) 웨이퍼 제조 장치와 제조 방법을 예로 들어 설명한다.
도면을 참조하면, 웨이퍼 제조 장치는 로드락 챔버(load-lock chamber)(10), 핸들링 챔버(handling chamber)(20) 및 프로세스 챔버(process chamber)(50)를 포함한다. 그리고, 웨이퍼(1)의 로딩 및 언로딩을 위한 완드 유닛(wand unit)(30)이 구비된다.
예를 들어, 상기 웨이퍼(1)는 반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼이다.
상기 로드락 챔버(10)는 웨이퍼 제조 장치로 상기 웨이퍼(1)를 유입 및 반출 시킨다.
여기서, 웨이퍼 제조 공정은 진공 상태에서 수행될 수 있다. 이를 위해 상기 웨이퍼 제조 장치 내부는 진공 상태가 유지되는데, 상기 웨이퍼(1)의 출입시 상기 웨이퍼 제조 장치의 진공이 파괴될 수 있다. 따라서, 상기 로드락 챔버(10)는 상기 웨이퍼 제조 장치의 진공을 파괴하지 않고 상기 웨이퍼(1)의 출입시키기 위한 완충영역을 형성한다.
그러나, 상기 웨이퍼 제조 공정이 진공 상태가 아닌 상압(atmospheric pressure)에서 수행되는 경우, 상기 로드락 챔버(10)는 진공이 형성되지 않을 수 있다.
상기 로드락 챔버(10)는 내부로 상기 웨이퍼(1)의 출입이 가능하도록 전면이 개방되게 형성되고, 상기 개방된 면에는 상기 로드락 챔버(10)를 선택적으로 개폐하는 도어(11)가 구비된다. 그리고, 상기 웨이퍼(1)는 다수의 웨이퍼(1)를 수용하여 이송 가능한 유닛에 의해 상기 로드락 챔버(10)로 투입된다. 예를 들어, 상기 하여 유닛은 카세트 또는 FOUP(front opening unified pod)(3)이다. 그리고, 상기 로드락 챔버(10) 하부에는 상기 FOUP(3)에서 웨이퍼(1)를 추출 및 수납하기 위해 상기 FOUP(3)를 승강시키는 승강유닛(12)이 구비된다.
예를 들어, 상기 웨이퍼 제조 장치에는 2개의 로드락 챔버(10)가 구비될 수 있다. 즉, 하나의 로드락 챔버(10)는 웨이퍼 제조 공정이 수행되기 전의 웨이퍼(1)를 투입하고, 공정이 수행되기 전까지 대기시키는 역할을 하고, 다른 하나의 로드락 챔버(10)는 웨이퍼 제조 공정이 완료된 웨이퍼(1)를 반출하는 역할을 한다.
상기 핸들링 챔버(20)는 상기 로드락 챔버(10)와 상기 프로세스 챔버(50) 사이에서 상기 웨이퍼(1)를 이송한다. 여기서, 상기 핸들링 챔버(20) 내부는 소정의 진공이 제공된다. 특히, 상기 핸들링 챔버(20) 내부는 상기 프로세스 챔버(50)와 유사한 정도의 진공이 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 핸들링 챔버(20)의 온도는 상온과 유사한 온도인 20 내지 25℃ 정도가 유지된다.
상기 핸들링 챔버(20) 내부에는 상기 웨이퍼(1)를 파지하여 상기 로드락 챔버(10)와 상기 프로세스 챔버(50) 사이에서 이송하는 핸들링 로봇(21)이 구비된다. 상기 핸들링 로봇(21)은 직선이동 또는 회전이동이 가능한 통상의 로봇암(robot arm) 또는 핸들러(handler) 등이 사용될 수 있으며, 상기 핸들링 로봇(21)의 방식 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 핸들링 챔버(20)와 상기 프로세스 챔버(50) 사이에는 게이트 밸브(40)가 구비된다. 상기 게이트 밸브(40)는 상기 핸들링 챔버(20)와 상기 프로세스 챔버(50)의 공간을 분리시키는 역할을 한다. 즉, 상기 게이트 밸브(40)는 상기 웨이퍼 제조 공정 동안 상기 프로세스 챔버(50)를 격리시키기 위해 상기 프로세스 챔버(50)의 입구를 선택적으로 폐쇄하고, 상기 웨이퍼(1)의 출입이 가능하도록 상기 프로세스 챔버(50)를 개방한다.
상기 완드 유닛(30)은 상기 프로세스 챔버(50)의 입구에 구비되어, 상기 핸들링 로봇(21)으로부터 전달받은 상기 웨이퍼(1)를 상기 프로세스 챔버(50)에 로딩하거나, 상기 프로세스 챔버(50)로부터 상기 웨이퍼(1)를 상기 핸들링 로봇(21)으로 언로딩한다.
상세하게는, 상기 완드 유닛(30)은 베르누이(Bernoulli) 원리를 이용하여 상기 웨이퍼(1)를 비접촉 상태로 파지하고 이송하는 장치이다. 상세하게는, 상기 완드 유닛(30)은 하부로 질소가스를 분사하여 국부적인 진공을 형성하고, 이와 같이 형성된 진공에 의하여 상기 웨이퍼(1)를 상부에서 비접촉 상태로 파지하고 이송하는 장치이다.
도 2를 참조하면, 상기 완드 유닛(30)은 완드 플레이트(31), 분사노즐(32), 필터(33) 및 가스공급부(35)를 포함한다.
상기 완드 플레이트(31)는 상기 웨이퍼(1)의 상부로 배치되어 하부로 소정의 차폐가스를 분사함으로써 상기 웨이퍼(1)를 파지한다. 상기 완드 플레이트(31)는 상기 웨이퍼(1)를 안정적으로 파지할 수 있도록 상기 웨이퍼(1)에 대응되는 크기를 가지며, 상기 차폐가스를 분사하기 위한 분사노즐(32)이 구비된다.
상기 분사노즐(32)은 상기 완드 플레이트(31)를 따라 분포되며, 하부에 위치한 상기 웨이퍼(1)를 향해 상기 차폐가스의 분사가 가능하도록 형성된다.
상기 차폐가스는 비활성 가스를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 질소 가스(N2)를 사용한다.
즉, 상기 차폐가스는 상기 완드 플레이트(31) 하부에 부압(負壓)을 형성하여 상기 웨이퍼(1)를 파지할 수 있도록 한다. 또한, 상기 차폐가스는 상기 프로세스 챔버(50) 입구에 분사되어 상기 웨이퍼 제조 공정 동안 상기 소스가스의 불필요한 분산을 차단함으로써 최종 형성되는 에피택셜층이 균일하고 안정적으로 형성될 수 있도록 한다.
상기 필터(33)는 상기 완드 플레이트(31)의 일단부에 구비되어, 상기 분사노즐(32)로 상기 차폐가스를 제공하는 역할을 한다.
상기 가스공급부(35)는 상기 분사노즐(32)로 차폐가스를 제공하여 상기 웨이퍼(1)의 선택적으로 파지하고, 상기 완드 플레이트(31)와 상기 웨이퍼(1) 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 분사노즐(32)로 공급되는 차폐가스의 압력을 조절하는 역할을 한다.
상기 프로세스 챔버(50)는 상기 웨이퍼(1)를 수용하여, 상기 웨이퍼(1)의 표면에 소정 물질의 단결정층(이하, 에피택셜층)을 성장시키는 에피택셜 공정이 수행된다.
상세하게는, 도 3을 참조하면, 상기 프로세스 챔버(50)는 상기 웨이퍼(1)가 수용되어 에피택셜 공정이 수행되는 반응공간(51)과, 서셉터(53) 및 히터(55)를 포함한다.
상기 반응공간(51)은 상기 웨이퍼(1)가 수용되어 소정 분위기에서 에피택셜 공정이 수행된다. 상기 반응공간(51)에서는 상기 웨이퍼(1)가 투입되어 소정의 공정온도로 상기 웨이퍼(1)가 가열되고, 수소가스와 더불어 실리콘을 포함하는 소스가스를 제공함으로써 상기 웨이퍼(1) 상에 실리콘 에피택셜층을 성장시킨다.
예를 들어, 상기 소스가스는 사염화규소(SiCl4), 삼염화실란(SiHCl3, Trichlorosilane, TCS) 또는 이염화실란(SiH2Cl2, Dichlorosilane) 또는 실란(SiH4) 등을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 삼염화실란을 소스가스로 하여 에피택셜층을 성장시키기 위한 공정온도는 1100 내지 1200℃이다. 한편, 상기 삼염화실 란 이외에 이염화실란이나 실란 등을 소스가스로 하여 에피택셜층을 성장시킬 때는 상기한 공정온도보다 낮은 온도에서 에피택셜층이 성장된다.
본 실시예에서는 이와 같은 에피택셜층 성장 공정의 일 예로서 삼염화실란을 소스가스로 이용하는 에피택셜층 성장 공정에 대해 설명하기로 한다. 그러나, 삼염화실란 이외의 다른 소스가스를 이용하여 에피택셜층을 성장시킬 때는 온도 조건이 달라지는 것으로 본 실시예의 다른 효과는 동일하게 작용할 수 있다.
상기 에피택셜층 성장 과정을 살펴보면, 상기 웨이퍼(1)가 소정의 로딩 온도에서 상기 프로세스 챔버(50)로 투입된다. 예를 들어, 상기 웨이퍼(1)는 약 700℃에서 상기 서셉터(53)에 안착된다.
다음으로, 1100 내지 1200 ℃로 가열하여 수소를 이용하여 상기 웨이퍼(1)를 열처리함으로써, 상기 웨이퍼(1) 표면에 형성된 자연산화막(native oxide), 불순물을 제거하고, 일정한 DZ(denuded zone)을 형성하는 베이크(bake) 공정이 수행된다.
다음으로, 상기 베이크 공정이 완료되면 1100 내지 1150 ℃로 가열하여 소스가스를 제공함으로써, 상기 웨이퍼(1) 표면에 소정 두께의 에피택셜층을 성장시킨다.
상기 히터(55)는 상기 반응공간(51) 내에 구비되어 상기 서셉터(53) 및 상기 웨이퍼(1)를 상기 공정온도까지 가열한다.
상기 서셉터(53)는 상기 반응공간(51) 내에 구비되어 에피택셜 공정 동안 상기 웨이퍼(1)를 고정시킨다.
이하, 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터(53)를 설 명한다.
상세하게는, 상기 서셉터(53)는 상기 서셉터(53)의 외관을 형성하는 플레이트(151)와 상기 플레이트(151) 상에 구비되어 상기 웨이퍼(1)가 안착되는 지지부(152)를 포함한다.
특히, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)가 상기 플레이트(151)와 소정 간격 이격되도록 상기 플레이트(151) 상에서 소정 높이로 돌출 형성된다. 그리고, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)와 상기 플레이트(151) 사이의 간격으로 수소 가스가 유입 가능하도록 상기 웨이퍼(1)의 일부만을 지지한다.
예를 들어, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)의 에지부를 지지할 수 있도록 상기 웨이퍼(1)의 에지부에 대응되는 위치에 복수의 지지부(152)가 돌출 형성된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)의 에지부에 대응되는 원주 상을 따라 3개의 지지부가 배치된다. 여기서, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)를 최소의 접촉으로 안정적으로 지지할 수 있도록 적어도 3 지점 이상에서 접촉된다.
그리고, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)와의 접촉 면적을 최소화하면서 상기 웨이퍼(1)를 안정적으로 지지할 수 있도록, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)의 중심 방향을 향해 기울어지도록 형성된 경사면을 갖는다. 또한, 상기 지지부(152)는 소정 길이의 경사면이 형성되고, 상기 지지부(152)의 최소 높이가 상기 플레이트(151)와 소정 높이 단차지게 형성된다. 예를 들어, 상기 지지부(152) 의 최소 높이는 상기 플레이트(151)로부터 1 내지 3㎜ 돌출되도록 형성된다.
그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)와 점접촉 또는 선접촉되고, 상기 웨이퍼(1)의 일부를 지지하는 실질적으로 다양한 형태와 배치를 가질 수 있다.
즉, 상기 지지부(152)의 위치 역시 상기 웨이퍼(1)의 에지부에 한정되는 것은 아니며, 상기 웨이퍼(1)를 상기 플레이트(151)로부터 이격시키고, 상기 웨이퍼(1)와 상기 플레이트(151) 사이로 수소 가스의 유입이 가능하도록 하는 실질적으로 다양한 위치에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 지지부(152)는 상기 플레이트(151) 상에서 상기 웨이퍼(1)를 3점 지지할 수 있도록 삼각형 형태로 배치되고, 상기 웨이퍼(1)와 점접촉되도록 첨단부를 갖도록 돌출 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지부(152)는 상기 웨이퍼(1)의 배면에서 임의의 위치에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 지지부(152)에 의해 지지되지 않는 나머지 부분을 통해 상기 웨이퍼(1)의 배면으로 수소 가스가 유입됨으로써, 상기 수소 가스에 의해 상기 웨이퍼(1)가 균일하게 가열되므로, 에피택셜층 성장이 완료된 후 상기 웨이퍼(1) 배면에 할로우(backside halo) 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼(1)의 배면으로 수소 가스를 유동시킴으로써, 상기 수소 가스가 상기 에피택셜층 성장 과정에서 상기 웨이퍼(1)의 배면이나 에지부로부터 방출된 도펀트를 상기 프로세스 챔버(50)에 구비된 배기부로 이송하여 배출시킴으 로써, 도펀트로 인해 상기 에피택셜층에 오토도핑 현상이 발생하는 것을 방지한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터(53)를 이용하여 제조된 에피택셜 웨이퍼의 오토도핑 정도를 판단하기 위한 그래프로서, 에피택셜층의 비저항을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6에서 ‘실시예’는 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터(53)를 이용하여 제조된 에피택셜 웨이퍼이고, ‘비교예’는 종래 기술에 따른 서셉터를 이용하여 제조된 에피택셜 웨이퍼이다.
우선, 종래의 서셉터와 본 실시예에 의한 서셉터의 오토도핑 제어 능력을 평가하기에 앞서서, 챔버의 오염에 의한 오토도핑의 정도를 파악하기 위해 인트린직 테스트(intrinsic test)를 실시하였다. 여기서, 인트린직 테스트는 저농도의 도펀트를 도핑한 고저항률 실리콘 단결정 기판에 도펀트를 주입하지 않은 상태로 에피택셜층을 성장시킨다.
이와 같이 제조된 에피택셜 웨이퍼에서 에피택셜층의 비저항을 측정함으로써, 챔버 오염에 의한 오토도핑의 영향을 평가할 수 있다. 즉, 종래의 서셉터와 본 실시예에 의한 서셉터를 이용하여 상기와 같이 인트린직 테스트를 통해 챔버 오염에 의한 오토도핑의 영향을 배제한다.
다음으로, 종래의 서셉터와 본 실시예에 따른 서셉터의 오토도핑 영향을 평가하기 위해서, 상기 각 서셉터에 배면이 경면 처리된 단결정 실리콘 기판을 로딩하여 에피택셜층을 성장시킨다. 여기서, 상기 기판은 고농도 도펀트가 도핑된 저 저항률의 기판으로서, 에피택셜층을 성장시키고, 상기 에피택셜층의 비저항을 측정한다.
즉, 비교예와 실시예는 서셉터를 제외하고는 동일한 조건에서 에피택셜층을 성장시킨다. 도 6을 참조하면, 실시예가 비교예에 비해 에피택셜층의 비저항이 큰 것을 알 수 있다. 여기서, 오토도핑 현상이 발생하면 에피택셜층에 원하지 않는 도핑이 발생하므로 에피택셜층의 비저항 값이 저하된다. 따라서, 실시예가 비교예에 비해 에피택셜층의 비저항이 크고, 이는 오토도핑을 억제하는 효과가 우수함을 알 수 있다.
또한, 배면이 경면 처리된 단결정 실리콘 기판을 이용하여 에피택셜 웨이퍼를 제조하였을 때, 배면의 할로우(backside halo) 현상이 없는 웨이퍼를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택셜 웨이퍼 제조 장치를 설명하기 위한 사시도;
도 2는 도 1의 완드 유닛을 설명하기 위한 평면도;
도 3은 도 1의 프로세스 챔버를 설명하기 위한 측면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터를 설명하기 위한 평면도;
도 5는 도 4의 서셉터의 단면도;
도 6은 도 4의 서셉터와 종래기술에 따른 서셉터를 이용하여 제조된 에피택셜 웨이퍼의 에피택셜층의 비저항을 각각 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 웨이퍼 3: FOUP
10: 로드락 챔버 11: 도어
12: 승강유닛 20: 핸들링 챔버
21: 핸들링 로봇 30: 완드 유닛
31: 완드 플레이트 32: 분사노즐
33: 필터 35: 가스공급부
40: 게이트 밸브 50: 프로세스 챔버
51: 반응공간 53: 서셉터
55: 히터 151: 플레이트
152: 지지부

Claims (7)

  1. 플레이트;
    상기 플레이트 표면에 구비되고, 상기 웨이퍼의 일부를 상기 플레이트와 이격되도록 지지하는 복수의 지지부;
    를 포함하고,
    상기 지지부는 상기 웨이퍼와 점 접촉 또는 선 접촉되어 지지하는 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 웨이퍼와 선접촉되도록 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 웨이퍼와 점접촉되도록 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 웨이퍼의 에지부의 일부를 지지하는 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 웨이퍼의 외주연부에 대응되는 원주 상에 3 개의 지지부가 구비된 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지부는 120° 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 플레이트와 단차지게 형성되고, 상기 지지부의 최저 높이가 1 내지 3 ㎜인 것을 특징으로 하는 에피택셜 웨이퍼 제조 장치용 서셉터.
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