KR20100116169A - 허브를 구비한 웨이퍼 캐리어 - Google Patents

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바딤 보구슬라브스키
알렉산더 아이. 구래리
켕 모이
에릭 에이. 아모르
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Abstract

회전 디스크 CVD 반응로용 본 발명의 웨이퍼 캐리어(30)는, 웨이퍼 캐리어의 상류 표면(34) 상에 포켓(38)과 같은 웨이퍼 유지부를 형성하는 탄화규소와 같은 세라믹으로 이루어진 유니타리 플레이트(32), 및 상기 플레이트(32)의 중앙 영역(44)에서 상기 플레이트(32)에 제거 가능하게 장착된 허브(40)를 포함한다. 상기 허브(40)는, 상기 세라믹 플레이트(32) 상에 집중 응력을 부과하지 않으면서 상기 반응로의 상기 스핀들(16)에 견고하게 연결된다. 상기 허브(40)는 상기 플레이트(32)의 세정 동안에 제거될 수 있다. 상기 웨이퍼 캐리어(30)는 또한 바람직하게 상기 플레이트(32)의 상기 중앙 영역(44)에서 상기 플레이트(32)의 상기 상류 표면(34)에 가스 흐름 촉진 부재(348, 448)를 포함한다. 상기 가스 흐름 촉진 부재(348, 448)는, 입사 가스의 흐름을 상기 상류 표면(34)을 따라, 상기 중앙 영역(44)에서 흐름 불연속성으로부터 멀리 방향을 재설정하는 것을 보조한다.

Description

허브를 구비한 웨이퍼 캐리어{WAFER CARRIER WITH HUB}
본 발명은 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.
본 출원은, 2007년 12월 12일자 출원되고, 발명의 명칭이 "허브를 가진 웨이퍼 캐리어"이며, 그 내용이 원용에 의해 본 명세서에 합체된 미국 출원 제12/001,761호의 부분 연속 출원이다.
화합물 반도체와 같은 어떤 재료는, 가스가 필요한 재료와 반응하여 필요한 재료를 공작물의 표면에 증착하도록, 공작물 가장 일반적으로는 디스형 웨이퍼의 표면을 상승된 온도에서 가스에 노출시킴으로써 형성된다. 예를 들면, 질화갈륨, 질화인듐, 비소화 갈륨, 인화인듐, 안티몬화갈륨 등과 같은 III-V족 반도체의 여러 가지 층은, 다이오드, 트랜지스터, 및 광방출 다이오드 및 반도체 레이저와 같은 광전 장치와 같은 전자 장치를 형성하기 위해, 기판상에 증착될 수 있다. II-V족 반도체는 유사한 프로세스에 의해 증착될 수 있다. 완성된 디바이스의 성질은, 프로세스 동안에 증착된 여러 가지 층의 성질의 작은 변화에 의해 심각하게 영향을 받는다. 따라서, 종래기술에서 상당한 노력이, 반응로의 개발 및 더 큰 웨이퍼 표면 또는 반응로에 유지되는 여러 개의 작은 웨이퍼의 표면 위에 균일한 증착을 달성할 수 있는 프로세싱 방법에 집중되었다.
산업에서 널리 사용되었던 반응로의 한 가지 형태는 회전 디스크 반응로이다. 그러한 반응로는 통상적으로 디스크형 웨이퍼 캐리어를 포함한다. 웨이퍼 캐리어는, 처리(treat)될 하나 이상의 웨이퍼를 유지하도록 배치되는 포켓 또는 다른 형태의 구성을 가진다. 웨이퍼를 위에 가진 캐리어는, 반응 챔버 내에 위치되고, 캐리어의 웨이퍼 지지 표면이 상류 방향을 향한 상태로 유지된다. 캐리어는, 통상적으로 분당 수백 회전의 회전 속도로, 상류 방향으로부터 하류 방향으로 연장되는 축 주위로 회전된다. 반응 가스는, 반응로의 상류 단부에 위치되는 주입 헤드로부터 캐리어 상의 웨이퍼를 향하는 하류 방향으로 향한다. 웨이퍼 캐리어는 이러한 프로세스 동안에, 필요한 상승된 온도, 가장 일반적으로는 약 350℃ 내지 약 1600℃로 유지된다. 웨이퍼 캐리어의 회전은, 노출된 웨이퍼의 모든 영역이 실질적으로 균일한 상태에 노출되어 필요한 반도체 재료의 균일한 증착을 확실하게 하기 위해 보조하는 것을 확실하게 보조한다. 특정 웨이퍼 캐리어 상의 웨이퍼가 처리될 후에, 웨이퍼 캐리어는 반응 챔버로부터 제거되고, 새로운 웨이퍼를 지지하는 새로운 웨이퍼 캐리어에 의해 교체되며, 프로세스는 새로운 웨이퍼 캐리어에 대해 반복된다.
여러 가지 회전 디스크 반응로 디자인은, 스핀들 상에 영구적으로 장착되는 "서셉터(susceptor)"라고 지칭되는 디스크형 금속 부재를 가진 스핀들을 포함한다. 처리될 웨이퍼 캐리어는 서셉터 상에 배치되고, 처리 프로세스 동안에 서셉터에 의해 유지된다. 서셉터의 하류에 배치되는 전기 저항 부재와 같은 가열 부재는 프로세스 동안에 서셉터 및 웨이퍼 캐리어를 가열한다. 더욱 최근에, 내용이 원용에 의해 본 명세서에 합체된 미국특허 제6,685,774에 기술된 바와 같이, "서셉터 없는" 반응로가 개발되었다. 서셉터 없는 반응로에서, 웨이퍼 캐리어는, 웨이퍼 캐리어가 처리를 위해 반응 챔버 내에 위치될 때, 반응로의 스핀들 상에 직접 장착된다. 하류를 향하는 웨이퍼 캐리어의 표면은 가열 부재에 직접 노출된다. 서셉터 없는 반응로 디자인은, 반응로의 가열 부재로부터 웨이퍼 캐리어로의 열전달을 상당히 향상시키고, 웨이퍼 캐리어의 모든 영역으로의 열전달의 균일성을 상당히 향상시킨다.
서셉터 없는 반응로를 위한 웨이퍼 캐리어는, 웨이퍼 캐리어가 반응 챔버 내에 위치될 때 웨이퍼 캐리어가 스핀들과 기계식으로 맞물릴 수 있게 하는 구성을 포함하여야 한다. 그러한 맞물림은 스핀들 또는 웨이퍼 캐리어를 손상시키지 않으면서 제공되어야 한다. 또한, 웨이퍼 캐리어는, 사용되는 상승된 온도에서 실질적 강도 및 강성도를 유지하며 프로세스에 사용되는 가스와 반응하지 않는 재료로 형성되어야 한다. 서셉터 없는 반응로를 위한 만족스러운 웨이퍼 캐리어가 탄화규소 코팅된 세라믹 재료와 같은 재료로 형성될 수 있지만, 더욱 추가적인 향상이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 목적은 이러한 과제를 해결하고자 하는 것이다.
본 발명의 한 가지 특징은 CVD 반응로용 웨이퍼 캐리어를 제공한다.
상기 웨이퍼 캐리어는 바람직하게, 비금속 내화 재료, 바람직하게 탄화규소와 같은 세라믹 재료로 이루어진 플레이트를 포함한다. 상기 플레이트는, 대향하고 있는 상류 표면과 하류 표면을 가지고 있으며, 중앙 영역과 주변 영역을 가지고 있다. 상기 플레이트는, 상기 주변 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면에 복수의 웨이퍼를 노출된 상태로 유지할 수 있는 웨이퍼 유지부를 가지고 있다. 본 발명의 이러한 특징에 따른 웨이퍼 캐리어는 또한, 상기 중앙 영역에서 상기 플레이트에 부착되어 있는 허브를 포함하며, 상기 허브는, 상기 플레이트를 스핀들과 기계식으로 연결하도록, 상기 CVD 반응로의 상기 스핀들과 맞물릴 수 있는 스핀들 연결부를 가지고 있다. 상기 허브의 상기 스핀들 연결부는 바람직하게 상기 스핀들과 제거 가능하게 맞물릴 수 있다. 상기 허브는 적어도 부분적으로, 상기 플레이트의 재료가 아닌 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 허브는 금속 원소를 포함할 수 있다. 상기 허브는 또한, 상기 스핀들 연결부를 형성하는 흑연과 같은 비교적 연성의 재료로 형성된 삽입체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 플레이트는 상기 중앙 영역에 개구를 포함할 수 있다. 일실시예에서, 상기 삽입체는 상기 개구 내로 끼워맞추어질 수 있다. 또한, 바람직하게 탄화규소로 형성되며 상기 중앙 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면의 일부 위에 놓여 있는 캡이 구비될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 캡은 상기 삽입체에 고정될 수 있다. 예를 들면, 상기 캡과 상기 삽입체는 각각, 서로 맞물리도록 구성된 나사산을 포함할 수 있다. 작동시에, 상기 허브는 상기 플레이트에 잠재적으로 손상을 주는 집중 하중을 부과하지 않으면서 상기 플레이트를 상기 스핀들에 기계식으로 연결한다. 바람직하게, 상기 허브는 상기 플레이트에 제거 가능하게 부착된다.
본 발명의 다른 특징은, 반응 챔버, 대체로 상류 방향으로부터 하류 방향으로 연장된 축 주위로 회전하기 위해 상기 반응 챔버 내에 장착되어 있는 스핀들, 상기 반응 챔버 내로 하나 이상의 반응 가스를 도입하기 위한 주입 헤드, 및 상기 스핀들을 둘러싸고 있는 하나 이상의 가열 부재와 같은 추가적 부재와 함께, 상술한 웨이퍼 캐리어를 포함하는 화학 기상 증착 장치를 제공한다. 상기 웨이퍼 캐리어의 상기 스핀들 연결부는, 상기 플레이트의 상기 상류 표면이 상기 주입 헤드를 향하고 상기 플레이트의 상기 하류 표면이 하나 이상의 상기 가열 부재를 향한 상태에서, 상기 웨이퍼 캐리어를 상기 스핀들 상에 장착시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 스핀들 상에 장착되었을 때, 상기 플레이트의 상기 주변 영역의 상기 하류 표면은 상기 가열 부재와 직접 대면한다. 다시 말해서, 상기 허브는 바람직하게 상기 플레이트의 상기 하류 표면의 상기 주변 영역과 상기 가열 부재 사이에서 연장되지 않는다. 따라서, 상기 허브는 상기 가열 부재와 상기 플레이트 사이의 방사 열전달에 간섭하지 않는다.
본 발명의 또 다른 특징은 웨이퍼를 처리하는 방법을 제공한다. 본 발명의 이러한 특징에 따른 방법은 바람직하게, 허브 및 상기 허브에 제거 가능하게 부착되는 플레이트를 각각 포함하는 복수의 웨이퍼 캐리어를, 각각의 상기 웨이퍼 캐리어의 상기 허브를 프로세싱 장치의 스핀들과 맞물리게 하고, 상기 플레이트 상에 지지되는 웨이퍼들을 처리(treat)하는 동안에 상기 스핀들과 상기 웨이퍼 캐리어를 회전시킴으로써, 프로세싱하는 단계, 및 상기 웨이퍼 캐리어가 프로세싱된 후에 상기 웨이퍼들을 각각의 상기 웨이퍼 캐리어로부터 제거하는 단계를 포함한다. 상기 처리는 바람직하게 화학 기상 증착 프로세스를 포함한다. 이들 단계는 바람직하게 새로운 웨이퍼를 사용하여 반복된다. 본 발명의 이러한 특징에 따른 상기 방법은 바람직하게, 상기 허브를 상기 플레이트로부터 제거하고, 상기 플레이트를 세정하며, 상기 플레이트를 동일하거나 다른 상기 허브와 재조립함으로써, 각각의 웨이퍼 캐리어를 갱신하는 추가적 단계를 포함한다. 상기 플레이트를 세정하는 상기 단계는 상기 플레이트를 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 허브는 세정 전에 상기 플레이트로부터 제거되기 때문에, 상기 플레이트를 세정하기 위해 사용되는 상기 단계는, 상기 허브를 부식시킬 처리를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 특징은 CVD 반응로용 웨이퍼 캐리어를 제공한다. 상기 웨이퍼 캐리어는 바람직하게, 대향하고 있는 상류 표면과 하류 표면을 가지고 있고, 중앙 영역과 주변 영역을 가지고 있는 플레이트를 포함한다. 상기 플레이트는, 상기 주변 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면에 복수의 웨이퍼를 노출된 상태로 유지할 수 있는 웨이퍼 유지부를 가지고 있다. 본 발명에 따른 상기 웨이퍼 캐리어는 바람직하게 또한, 상기 중앙 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면으로부터 돌출되고 있는 가스 흐름 촉진(facilitating) 부재를 포함한다. 상기 플레이트는 중앙축을 가질 수 있고, 상기 가스 흐름 촉진 부재는 바람직하게 상기 중앙축에 관한 회전면 형태의 둘레면을 가지고 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 반응 챔버, 대체로 상류 방향으로부터 하류 방향으로 연장된 축 주위로 회전하기 위해 상기 반응 챔버 내에 장착되어 있는 스핀들, 및 상기 반응 챔버 내로 하나 이상의 반응 가스를 도입하기 위한 주입 헤드와 같은 추가적 부재와 함께 상술한 웨이퍼 캐리어를 포함하는 화학 기상 증착 장치를 제공한다. 상기 웨이퍼 캐리어의 상기 스핀들 연결부는, 상기 플레이트의 상기 상류 표면이 상기 주입 헤드를 향하고 상기 가스 흐름 촉진 부재가 상기 축을 따라 놓여 있는 상태에서, 상기 웨이퍼 캐리어를 상기 스핀들 상에 장착시킬 수 있다. 상기 반응로는, 상기 하나 이상의 반응 가스를 상기 웨이퍼 캐리어와 상기 가스 흐름 촉진 부재를 향해 하류 방향을 향하게 하도록 구성된다.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 반응로 및 관련 웨이퍼 캐리어의 개략도이다.
도 2는 다른 작동 상태에 있는 시스템을 도시하는 도 1과 유사한 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 시스템에 사용되는 웨이퍼 캐리어를 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 4-4선에 따른 부분 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어의 부분 단면도이다.
도 6은 도 4와 유사하지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어의 부분 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어의 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어의 사시 단면도이다.
도 10은 도 9의 웨이퍼 캐리어의 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 사용되는 컴포넌트의 분해 사시도이다.
도 12는 도 11의 컴포넌트의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어의 부분 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 서셉터 없는(susceptorless) 반응로 시스템은 반응로 챔버(10)를 포함한다. 챔버(10)는 상류 단부에 가스 주입 헤드(12)를 가지며, 하류에 인접하여 챔버의 내부로 개방되는 배기 연결부(14)를 가진다. 반응로 챔버(10)에, 대체로 챔버의 상류로부터 하류로 향하는 방향으로 연장되는 축(18)을 가진 스핀들(16)이 장착된다. 스핀들(16)은 스핀들을 축(18) 주위로 회전시키기 위한 모터 구동 장치(20)에 연결된다. 스핀들에 적절한 진공 밀봉부(도시되지 않음)가 장착된다. 가열 장치(22)는 상류 단부에 인접하여 스핀들(16)을 둘러싸도록 챔버(10) 내에서 고정 위치에 장착된다. 예로서, 가열 장치(22)는, 하나 이상의 전기 저항 가열기, FR 에너지를 받아 FR 에너지를 열로 변환시키기에 적합한 하나 이상의 부재, 또는 기본적으로 챔버(10)의 내부를 오염시키지 않으면서 열을 방출할 수 있는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다.
챔버(10)의 내부는 로딩 록(loading lock)(26)에 의해 사전 로딩 챔버(preload chamber)(24)의 내부에 연결된다. 록(26)에, 선택적으로 챔버(10)와 챔버(24) 사이의 연통을 가능하게 하기 위해 개방되고 그러한 연통을 막기 위해 폐쇄될 수 있는 가스 밀폐 셔터가 장착된다. 사전 로딩 챔버(24)에, 웨이퍼 캐리어가 사전 로딩 챔버 내에 위치되고 사전 로딩 챔버로부터 제거될 수 있도록, 적절한 로딩 도어(도시되지 않음)가 구비된다. 또한, 사전 로딩 챔버(24)는, 챔버(10) 내의 분위기에 대응하는 분위기가 챔버(24) 내에 제공될 수 있도록, 분위기 제어 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 챔버(10)와 챔버(24)에, 챔버들 사이에서 웨이퍼 캐리어를 이동시키고, 웨이퍼 캐리어를 스핀들(16) 상에 위치시키며 웨이퍼 캐리어를 스핀들로부터 제거하기 위한 적절한 로봇 핸들링 장치(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.
상기 시스템은 하나 이상의 웨이퍼 캐리어(30)를 더 포함한다. 아래에서 상세히 설명하듯이, 각각의 웨이퍼 캐리어는, 상류면(34) 및 반대쪽에 있는 하류면(36)을 형성하는 단일 플레이트 또는 본체(32)를 포함한다. 상류면(34)에, 웨이퍼의 면이 대체로 상류로 향하도록 웨이퍼를 유지하도록 배치되는 포켓(38)과 같은 구성이 구비된다. 각각의 웨이퍼 캐리어는 또한, 본체(32)의 중앙 근처에서 노출되는 허브(40)를 포함하며, 허브(40)는 스핀들(16)의 상류 단부에 어울리도록 된다. 도 1에 도시된 로딩 위치에서, 포켓(38)에 웨이퍼를 가진 웨이퍼 캐리어(34)는 챔버(24) 내에 위치된다. 작동시에, 도 2에 도시된 증착 위치에서, 상기 웨이퍼 캐리어(30)는 반응 챔버(10) 내에 위치되고 스핀들(16)에 결합된다. 웨이퍼 캐리어가 도 2에 도시된 활성 또는 증착 위치에 있을 때, 웨이퍼 캐리어의 본체(32)는 가열 부재(22) 위에 놓인다. 이러한 상태에서, 가열 부재는 웨이퍼 캐리어를 필요한 상승된 온도로 가열하도록 작동된다. 스핀들(16)은 가열되어, 웨이퍼 캐리어와 그 위에 놓인 웨이퍼를 축(18) 주위로 회전시킨다. 반응 가스는 주입 헤드(12)로부터 하류로 통과하고, 웨이퍼 캐리어의 상류로 향한 표면을 넘어 통과하며, 웨이퍼 캐리어의 포켓 내에 위치되는 웨이퍼의 표면 위를 통과한다. 가스는 웨이퍼의 표면에서 반응하여, 웨이퍼의 표면에 필요한 재료를 형성한다. 순전히 예로서, III-V 반도체를 형성하기 위한 증착 프로세스에서, 반응 가스는 제1 및 제2 가스를 포함할 수 있다. 제1 가스는, 질소 또는 수소와 같은 캐리어 가스와 혼합된 상태로, 하나 이상의 유기금속 화합물, 가장 통상적으로는, 갈륨, 인듐 및 알루미늄 알킬로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 금속 알킬을 포함할 수 있다. 제2 가스는, 암모니아 또는 비소와 같은 V족 원소의 하나 이상의 수소화물을 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 캐리어 가스를 포함할 수 있다. 증착 뒤에, 완성된 웨이퍼를 가진 웨이퍼 캐리어는 사전 로딩 챔버(24)로 복귀되고, 새로운 웨이퍼를 가진 다른 웨이퍼 캐리어가 스핀들(16) 상에 위치된다. 웨이퍼 캐리어와는 별도의 증착 장치의 구성 및 스핀들의 관련된 어울리는 구성은, 내용이 원용에 의해 본 명세서에 포함되는 상술한 미국특허 제6,685,774에 기술된 것과 대체로 유사할 수 있다.
도 3 및 도 4에서 가장 잘 알 수 있듯이, 웨이퍼 캐리어(30)는, 웨이퍼 캐리어가 스핀들 상에 장착될 때 스핀들의 축(18)과 일치하는 중앙축(42)을 가진다. 플레이트(32)는, 하나 이상의 내화 재료, 바람직하게 하나 이상의 비금속 내화 재료로 된 플레이트이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "비금속" 재료라는 용어는, 금속의 산화물, 질화물 및 탄화물과 같이 비금속과 금속의 화합물을 포함하며, 또한 탄소 및 다른 비금속 원소 및 그들의 화합물을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 하나 이상의 재료로 "이루어진" 플레이트는, 상기 하나 이상의 재료가 플레이트의 대부분의 면적에서 플레이트의 대부분의 두께를 구성하며 플레이트의 구조 강도의 실질적인 부분에 기여하는 플레이트를 지칭하는 것으로 이해하여야 한다. 따라서, 다르게 규정되지 않는 한, 하나 이상의 비금속 재료로 이루어진 플레이트는, 다른 재료로 형성되는 소수의 층 또는 다른 소수의 구성을 포함할 수 있다. 플레이트의 재료는, 웨이퍼 프로세싱 작동 및 웨이퍼 캐리어를 세정하는 작동에서 만나는 온도 및 화학적 환경에 견딘다. 플레이트의 재료가 실질적 구조 강도를 가져야 하지만, 그것은 국부적으로 집중된 응력에 대해 매우 민감한 취성 재료일 수 있다. 아래에서 설명되듯이, 웨이퍼 캐리어의 구조는 바람직하게, 사용시에 스핀들에 의해 부과되는 고도로 국부적으로 집중되는 응력으로부터 플레이트를 보호한다. 탄화규소, 질화붕소, 탄화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 사파이어, 석영, 흑연 및 그들의 조합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 비금속 내화 재료가 바람직하다. 가장 바람직하게는, 플레이트는 단일의 비금속 내화 재료로 이루어지는 유니타리 슬랩(unitary slab)이다. 탄화 규소로 형성되는 유니타리 슬랩이 특히 바람직하다. 어떤 경우에는, 플레이트는 코팅을 포함할 수 있다. 코팅 재료는 바람직하게, 웨이퍼 캐리어의 사용 및 세정 시, 및 탄화티탄, 탄화탄탈과 같은 금속 탄화물, 산화물 또는 질화물의 코팅 시에 만나는 온도 및 화학약품에 견딘다. 그러한 코팅은 플레이트가 흑연으로부터 형성되는 경우에 특히 바람직하다.
상류 표면(34) 내의 포켓(38)을 제외하고는 상류 및 하류 표면(34, 36)이 완전히 평평한 표면으로서 도시되어 있지만, 이것은 필수적인 것은 아니다. 플레이트(32)의 두께는 넓은 범위에 걸쳐 변화될 수 있다. 그러나, 일실시예에서, 플레이트(32)는 약 300mm의 외경과 약 8mm의 두께를 가진다.
플레이트(32)는, 중앙축(42)을 포함하는 중앙 영역(44), 중앙 영역(44)을 둘러싸는 주변 영역을 가진다. 중앙 영역(44)의 경계가 도 3에서 설명의 목적으로 점선으로 도시되어 있지만, 중앙 영역과 주변 영역 사이에 눈에 띨 만한 경계가 없을 수도 있다. 웨이퍼 결합부 또는 포켓(38)이 플레이트(32)의 주변 영역에 배치된다. 플레이트(32)는, 중앙 보어(46)가 축(42)을 포함하도록, 중앙 영역에서 상류 표면(34)으로부터 하류 표면(36)으로 플레이트에 걸쳐 연장되는 중앙 보어(46)를 가진다.
허브(40)는 가장 바람직하게는 플레이트(32)의 중앙 영역에 제거 가능하게 부착된다. 허브(40)는, 플레이트(32)의 중앙 보어(46) 내에 수용되는 대체로 원통형인 부분을 가지며, 또한 중앙 보어를 직접 둘러싸는 플레이트의 상류 표면(34)의 일부 위에 놓이는 플랜지(50)를 가진 상류 허브 부재(48)를 포함한다. 허브(40)는, 중앙 보어(46) 내로 연장되는 대체로 원통형인 부분을 가지며, 또한 플레이트의 중앙 영역 내의 플레이트(32)의 하류 표면(36)의 일부 위에 놓이는 플랜지(54)를 가진 하류 허브 부재(52)를 더 포함한다. 허브 부재(48, 52)는 중앙 보어(46) 내에 약간의 틈새를 가지고 들어맞는다. 예를 들면, 허브 부재(플랜지를 제외함)의 외경은 중앙 보어(46)의 내경보다 약 25 마이크론(0.001 인치) 만큼 작을 수 있다. 허브 부재(48, 52)는 함께 유지되고, 도 4에 1개만 도시되어 있고 중앙축(42) 둘레에 이격되는 스크루(56)와 같은 고정자에 의해 서로를 향해 가압된다. 따라서, 플랜지(50, 54)는 플레이트(32)의 상류 및 하류 표면(34, 36)과 강제로 맞물린다. 허브 부재는 플레이트의 재료가 아닌 재료로 형성될 수 있다. 허브 부재(50, 52)는 바람직하게, 서비스 시에 만나는 온도에 견딜 수 있고 사용시에 부식되지 않으며 반응 챔버의 내부를 오염시키지 않을 재료로 형성된다. 예를 들면, 허브 부재는 몰리브덴, 텅스텐 및 레늄, 이들 재료의 조합, 및 이들 금속의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 허브 부재는 플레이트와 동일한 재료로 형성될 수 있다.
허브(40)는, 하류 방향(도 4에서 도면의 바닥을 향함)을 향하는 개방 단부를 가진 테이퍼진 구멍을 형성하는 삽입체(58)를 더 포함하고, 구멍은, 하류 방향으로 점진적으로 감소되는 내경을 가진다. 삽입체(58)는 바람직하게, 서비스 시에 얻어지는 온도에 견딜 수 있지만 허브 부재(48, 52)를 형성하기 위해 사용되는 재료보다 약간 연성의 재료로 형성된다. 예를 들면, 삽입체(58)는 흑연으로 형성될 수 있다. 삽입체(58)는, 하나 이상의 스크루에 의해 하류 허브 부재(52)에 고정되는 삽입체 유지 플레이트(62)에 의해 허브 부재(48, 52) 내에 유지된다.
작동 시에, 도 2 및 도 4에 도시된 증착 위치에서, 웨이퍼 캐리어(30)는 스핀들(16) 상에 장착된다. 스핀들(16)은 테이퍼진 단부(66)를 가지며, 이러한 테이퍼진 단부는 삽입체의 테이퍼진 구멍(60) 내에 수용된다. 도시된 특정 실시예에서, 테이퍼진 단부(66)의 포함되는 각도는 삽입체 내의 테이퍼진 구멍의 포함되는 각도보다 약간 작아, 스핀들은 스핀들의 말단 상류 단부에서만 삽입체(58)와 맞물리며, 하류 또는 구멍(60)의 개방 단부 근처에서 테이퍼진 단부(66) 둘레에 약간의 틈새를 가지고 들어맞는다. 작동 위치에서, 플레이트(32)의 하류 표면(36)은 반응 챔버의 가열 부재(22)와 대면한다. 허브(40), 특히 하류 허브 부재(54)는 플레이트(32)의 중앙 영역 내에만 위치되고, 주변 영역 내의 플레이트(32)의 하류 표면(36)은 허브에 의해 덮이지 않는다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 주변 영역 내의 플레이트의 하류 표면(36)은 가열 부재(22)와 직접 대면하고, 주변 영역 내의 플레이트의 하류 표면(36)과 가열 부재(22) 사이의 중실(solid) 구조가 개재되지 않는다. 따라서, 가열 부재로부터 플레이트의 주변 영역으로의 방사 열전달을 위한 직접 경로가 있다. 이것은, 가열 부재(22)와 플레이트(32) 사이의 효율적인 열전달을 촉진한다. 다시 말해서, 허브(40)는 가열 부재와 주변 영역 내의 플레이트의 하류 표면 사이에서 연장되지 않으며, 가열 부재로부터 플레이트로의 열전달에 간섭하지 않는다. 허브를 사용하면, 플레이트로부터 스핀들(16)로의 열전달이 지연된다. 따라서, 도 4에서 가장 잘 알 수 있듯이, 플레이트(32)와 허브 부재(48, 52) 사이에 물리적 간섭이 있고, 허브 부재와 삽입체(58) 사이에 추가적 간섭이 있으며, 또한 삽입체(58)와 스핀들(16) 사이에 또 다른 간섭이 있다. 이들 간섭은 모두 플레이트로부터 스핀들로의 열전달을 감소시키는 바람직한 효과를 가진다.
탄화규소 또는 높은 열 전도율을 가진 다른 재료와 같은 비금속 내화 재료로 이루어지는 중실 플레이트와 같은 중실 플레이트를 사용하면 상당한 이점이 있다. 중실 플레이트는 온도의 균일성을 촉진시킨다. 중실 탄화규소 플레이트는 양호하게 제어된 표면 형상을 가지도록 가공될 수 있다. 또한, 중실 탄화규소 플레이트는 내구성이 있고, 웨이퍼 프로세싱 동안에 플레이트에 증착된 재료를 제거하기 위해 습식 에칭과 같은 세정 프로세스 하에 놓일 수 있다. 허브는 임의의 그러한 세정 프로세스 전에 플레이트로부터 분리될 수 있다. 통상적으로, 상기 장치는 여러 개의 웨이퍼 캐리어를 포함하므로, 다른 웨이퍼 캐리어들이 세정되는 동안에 웨이퍼를 처리(treat)하기 위해 몇 개의 웨이퍼 캐리어가 이용될 수 있다. 프로세스 상태에 따라, 세정 프로세스는, 웨이퍼의 배치(batch)를 처리하기 위해 웨이퍼 캐리어를 사용하였을 때마다 수행될 수 있거나, 덜 자주 수행될 수 있다. 또한, 세정 후에, 플레이트는 새로운 웨이퍼 캐리어를 공급하기 위해 동일한 허브 또는 다른 유사한 허브와 재조립될 수 있다.
허브는 반응 챔버의 스핀들 상의 플레이트를 위해 견고한 마운팅을 제공한다. 스핀들은 플레이트와 직접 맞물리지 않기 때문에, 스핀들은 사용시에 플레이트를 균열시키는 경향이 없다. 이것은, 고체 탄화규소와 같은 취성 재료로 형성된 플레이트를 사용할 때 중요할 수 있다. 현재까지, 고체 탄화규소로부터 회전 웨이퍼 캐리어 플레이트를 구성하는 것은 가능하지 않았는데, 그것은 스핀들이 사용시에 플레이트를 균열시키는 경향이 있기 때문이다. 이러한 균열시키려는 경향은, 웨이퍼 캐리어 상에 부과되는 국부적 응력을 심각히 증가시키는 테이퍼진 스핀들에 의해 심화될 것이다. 그러나, 본 출원에 기술된 바와 같이, 허브를 사용하면, 고체 탄화규소로부터 형성되는 웨이퍼 캐리어 플레이트가 플레이트에 대한 손상의 위험이 덜 하면서 회전 디스크 반응로 내에서 사용될 수 있게 한다.
삽입체(58)의 상대적 연성 재료는, 웨이퍼 캐리어가 스핀들과 맞물릴 때, 반응 챔버의 스핀들이 손상되지 않을 것이라는 것을 보장한다. 웨이퍼 캐리어가 반복적으로 사용되면 삽입체(58)가 마모될 수 있지만, 삽입체(58)는 용이하게 제거 및 교체될 수 있다.
상술한 특징의 여러 가지 변경예 및 조합이 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시되어 있듯이, 플레이트의 중앙 보어(146) 내에서 연장되는 허브 부재(152)에, 다각형 부재의 코너를 제외하고 허브 부재와 중앙 보어(146) 사이에 비교적 큰 틈새(155)를 제공하기 위해 다각형 외면(153)이 구비될 수 있다. 이러한 배치는 플레이트(132)로부터 허브 부재(152)로의 열전달을 더욱 감소시킨다. 홈붙이 형상(fluted shape) 또는 스플라인이 형성된 형상과 같은 다른 형상이 유사하게 열전달을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 마찬가지로, 플레이트의 표면과 접촉되는 플랜지(50, 54)(도 4 참조)의 표면에, 플레이트와 허브 사이의 열전달을 감소시키고 따라서 스핀들로의 연전달을 감소시키기 위해 골 또는 홈이 형성될 수 있다.
플레이트에 중앙 보어를 구비하는 것은 필수적인 것은 아니다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트(232)에, 중앙 영역에서 상류와 하류 표면들 사이에서 연장되는 한 세트의 작은 보어(233)가 구비된다. 상류 허브 부재(248)와 하류 허브 부재(252)는 플레이트(232)의 상류 표면과 하류 표면에 구비되며, 구멍(233)을 통해 연장되는 볼트(256)에 의해 서로 연결된다. 이러한 배치에서도, 허브는 플레이트에 제거 가능하게 부착된다. 플레이트 및 허브를 참조하여 본 명세서에 사용된 바와 같이, "제거 가능하게 부착된"이라는 용어는, 허브가 플레이트 및 허브의 주요 구조 부재에 손상을 주지 않으면서 플레이트로부터 제거될 수 있다는 것을 뜻한다. 볼트 체결된 부착이 아닌 제거 가능한 부착이 사용될 수 있다. 예를 들면, 제거 가능한 부착에, 핀, 쐐기, 클립 또는 다른 기계식 고정 장치가 포함될 수 있다. 또한, 허브와 스핀들 사이의 연결은 도 4를 참조하여 상술한 바와 같은 테이퍼진 핏팅(fitting)을 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 도 6의 실시예에서, 허브는, 스핀들(106)의 단부 상의 짝을 이루는 핀(266)과 맞물리는 한 세트의 리세스를 가진 삽입체(258)를 가진다. 허브와 스핀들 사이의 임의의 다른 유형의 기계식 연결이 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 실시예에서, 상류 허브 부재는 낮은 평평한 프로파일을 가진다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 상류 허브 부재(248)는 중앙축(242) 근처에서의 가스 흐름을 용이하게 하기 위해 돔 형상을 가질 수 있다. 가스 흐름을 용이하게 하는 다른 형상이 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상류 부재(348)는, 상류 단부에서 예리한 팁(370)에 접근하는 오목 형상 둘레면(368)을 포함할 수 있다. 둘레면(368)은 바람직하게 축(342) 주위의 회전면이다. 그러한 디자인은, 입사 방향(D)으로부터 오는 반응 가스의 흐름이 웨이퍼 캐리어(330)의 상류 표면(334)을 따라, 또한 회전 웨이퍼 캐리어(330)의 중앙에서 발생되는 흐름 불연속성으로부터 멀어지도록 방향이 재설정되는 것을 보조할 수 있다. 다른 실시예에서, 상류 부재(448)는, 도 8에 도시된 둘레면(468)의 대체로 포물선 형상과 같이, 볼록 형상 둘레면(468)을 포함할 수 있다. 둘레면(468)은 바람직하게 또한 중앙축 주위의 회전면의 형상을 가진다.
웨이퍼 캐리어가 빠르게 회전하기 때문에, 웨이퍼 캐리어의 상류 표면은 빠르게 이동된다. 웨이퍼 캐리어의 빠른 이동은 가스를 중앙축(342) 주위로 회전 이동시키고, 축(342)으로부터 멀리 방사상으로 흐르게 하며, 가스가 경계층 내에서 웨이퍼 캐리어의 상류 표면을 가로질러 외향으로 흐르게 한다. 물론, 실제 실시에서, 화살표(D)에 의해 표시된 대체로 하류 흐름 형태와 경계층 내의 흐름 사이의 점진적 전이가 있다. 그러나, 경계층은, 가스가 웨이퍼 캐리어의 상류 표면에 대해 실질적으로 평행하게 흐르는 영역으로 간주할 수 있다. 통상적 작동 상태 하에서, 경계층의 두께는 약 1cm 정도이다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상류 부재의 높이(H)는 경계층보다 낮을 수 있다. 다른 실시예에서, 상류 부재의 높이(H)는 경계층보다 높을 수 있다.
다른 실시예에서, 허브 부재중 하나 이상은 개재 삽입체 없이 스핀들과 직접 맞물릴 수 있다. 또 다른 실시예에서, 삽입체는 허브 부재로서 작용할 수 있다. 예를 들면, 도 9를 참조하면, 플레이트(532)는, 상류 표면(534)으로부터 하류 표면(536)으로 플레이트(532)를 통해 연장되는 중앙 보어(546)를 가진다. 삽입체(572)는 보어(546) 내에 수용된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 삽입체(572)는, 플레이트(532)의 중앙 보어(546) 내에 수용되는 대체로 원통형인 원통형부를 가진다. 삽입체(572)는 또한, 중앙 보어(546)를 바로 둘러싸는 플레이트(532)의 하류 표면(536)과 맞물리는 플랜지(554)를 가진다. 삽입체(572)는 바람직하게 삽입체(572)와 플레이트(532) 사이의 견고한 연결을 발생시키기 위해 보어(546) 내로 끼워맞추어진다. 예를 들면, 삽입체(572)(플랜지를 제외함)의 외경은, 예를 들면 1/1000 센티미터 크기로 중앙 보어(546)의 내경보다 약간 클 수 있다. 일실시예에서, 삽입체(572)는, 보어(546)를 포함하여 플레이트(532)를 팽창시키기 위해 플레이트(532)를 예를 들면 300℃로 가열함으로써 보어(546) 내로 삽입될 수 있다. 삽입체(572)는 플레이트(532)의 재료가 아닌 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게, 삽입체(572)는, 서비스 시에 만나는 온도에 견딜 수 있고, 사용시에 부식되지 않으며 반응 챔버의 내부를 오염시키지 않을 재료로 형성된다. 상승된 온도에서도 삽입체(572)가 보어(546) 내에 고정된 상태로 유지될 수 있도록, 삽입체(572)가 플레이트(532)의 열팽창 계수 이상의 열팽창 계수를 가지는 것이 바람직하다. 삽입체(572)는 또한 바람직하게, 웨이퍼 캐리어가 스핀들과 맞물릴 때 반응 챔버의 스핀들이 손상되지 않도록, 비교적 연성이다. 바람직한 실시예에서, 삽입체(572)는 흑연으로 형성될 수 있다. 삽입체(572)가 웨이퍼 캐리어의 반복된 사용에 따라 마모될 수 있지만, 삽입체(572)는 용이하게 제거 및 교체될 수 있다.
중앙 보어(546)를 직접 둘러싸는 영역에서 부분적으로 플레이트(532)의 상류 표면(534) 위에 놓이는 플랜지(577)를 가진 중실 평면 상부(576)를 가진 캡(574)이 포함될 수 있다. 캡(574)은, 상부(576)로부터 하향 돌출되는 부분(578)을 포함한다. 부분(578)은 중앙 보어(546) 내에 수용된다. 삽입체(572)와 마찬가지로, 캡(574)의 돌출부(578) 역시 바람직하게 보어(546) 내로 끼워맞추어진다. 캡(574)은 바람직하게, 반응 챔버 내로 주입된 부식성 가스와 삽입체 재료가 접촉하는 것을 방지한다. 캡(574)은 또한 바람직하게, 보어(546)에 의해 발생되는 가스 흐름의 붕괴의 일부를 상류 표면(534)에 걸쳐 균일하게 한다. 예를 들면, 캡(574)은 도 6 내지 도 8을 참조하여 상술한 상류 표면을 가질 수 있다. 바람직하게, 캡(574)은, 서비스 시에 만나는 온도에 견딜 수 있고, 사용시에 부식되지 않으며 반응 챔버의 내부를 오염시키지 않을 재료로 형성된다. 바람직한 실시예에서, 캡(574)은 탄화규소로 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 캡과 삽입체는 서로 고정될 수 있다. 예를 들면, 도 11 및 도 12를 참조하면, 삽입체(672)의 대체로 원통형인 원통형부는, 캡(674)의 돌출부(678) 상의 나사산부(682)와 나사 결합되도록 구성되는 나사산부(680)를 가질 수 있다. 캡(674)의 돌출부(678)는, 삽입체(672)의 일부를 수용하도록 구성되는 개방 내부(684)를 가진다. 따라서 삽입체(672)는, 삽입체(672)를 하류측으로부터 중앙 보어 내로 삽입하고, 캡(674)을 상류측으로부터 보어 내로 삽입함으로써, 웨이퍼 캐리어 플레이트에 고정될 수 있어, 삽입체(672)와 캡(674)은 서로 나사 결합될 수 있다. 캡(674)을 삽입체(672)에 점진적으로 나사결합시킴으로써, 삽입체(672)는 캡(674)의 개방 내부 내로 더욱 수용될 것이고, 그것은 삽입체(672)의 플랜지(654)를 캡(674)의 플랜지(677)에 접근하게 할 것이다. 캡(674)을 삽입체(672)에 계속 나사결합시키면, 플랜지(654, 677)는 웨이퍼 캐리어 플레이트의 상류 및 하류 표면과 강제로 결합되어, 삽입체(672)와 캡(674)을 웨이퍼 캐리어 플레이트에 고정시킬 것이다. 따라서, 이러한 실시예에서, 삽입체와 캡은 웨이퍼 캐리어 플레이트의 중앙 보어 내로 끼워맞추어질 필요가 없다. 또한, 캡과 삽입체는 서로 나사 고정될 필요가 없다. 캡을 삽입체에 고정시키는 다른 형태가 사용될 수 있다. 예를 들면, 캡과 삽입체는 도 6에 도시된 것과 유사한 방식으로 서로 볼트 체결될 수 있다. 그러한 실시예에서, 작은 보어가 삽입체 또는 캡 또는 둘 모두에 구비될 수 있고, 볼트는 삽입체와 캡을 함께 연결시키기 위해 보어를 통해 연장될 수 있다. 예를 들면, 삽입체 또는 캡 내의 보어는, 볼트 상에 구비되는 나사산과 맞물리도록 구성되는 나사산을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 볼트는 삽입체와 캡을 통해 연장될 수 있고, 볼트의 나사산이 형성되는 단부에 견고하게 결합되는 너트가 구비될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 플레이트 내의 중앙 보어는 상류 표면으로부터 하류 표면으로 웨이퍼 캐리어 플레이트를 통해 완전히 연장될 필요가 없다. 예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 중앙 보어(746)는, 상류 표면(734)을 따라 보어(746) 위에 놓이는 플레이트(732)의 중앙부(786)를 남기면서, 하류 표면(736)으로부터 상류 표면(734)을 향해 플레이트(732) 내로 연장된다. 도 9 및 도 10에 도시된 실시예를 참조하여 상술한 바와 같이, 이러한 실시예의 삽입체(772)는 보어(746) 내로 끼워맞추어질 수 있다. 이러한 실시예에서 캡은 필요하지 않은데, 그것은 보어(746) 위에 놓이는 중앙부(786)가 바람직하게, 반응 챔버 내로 주입된 부식성 가스와 삽입체 재료가 접촉하는 것을 방지하기 때문이다. 중앙부(786)는 또한 플레이트(732)의 연속적 상류 표면(734)를 제공하며, 그것은 바람직하게 상류 표면(734)에 걸친 가스 흐름의 붕괴를 최소화한다.
도 9 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 삽입체는, 도 4에 도시된 실시예와 유사하게, 하류 방향으로 향하는 개방 단부를 가진 테이퍼진 구멍을 형성할 수 있다. 그러한 테이퍼진 삽입체과 관련하여, 테이퍼진 단부를 가진 스핀들이 사용될 수 있다. 일실시예에서, 스핀들의 테이퍼진 단부의 포함된 각도는 삽입체 내의 구멍의 포함된 각도보다 약간 작을 수 있어, 스핀들은 스핀들의 말단 상류 단부에서만 삽입체과 맞물리며, 구멍의 하류 단부 또는 개방 단부 근처에서 스핀들의 나사산이 형성된 단부 둘레에 약간의 틈새를 가지고 들어맞는다. 또한, 상술한 실시예의 어떤 것도 또한, 상술한 바와 같이, 가스 흐름을 용이하게 하기 위해 다양한 형상 중 하나를 가지는 상류 부재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 특정 프로파일을 가지는 상류 부재가 회전 중앙축을 따라 허브, 캡 또는 웨이퍼 캐리어 플레이트의 상류 표면에 부착되거나 상류 표면에 일체로 형성될 수 있다. 상술한 특징의 이들 및 다른 변경예 및 조합이 본 발명으로부터 이탈함이 없이 사용될 수 있기 때문에, 바람직한 실시예의 상기 설명은, 청구범위에 의해 정의되는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 설명을 위해 주어진 것으로 이해하여야 한다.
본 명세서의 본 발명이 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이들 실시예는 단지 본 발명의 원리 및 응용을 설명하는 것으로 이해하여야 한다. 따라서, 설명된 실시예에 대해 여러 가지 수정이 이루어질 수 있고, 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신 및 범위를 이탈함이 없이 다른 배치가 고안될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
10: 반응로 챔버 12: 가스 주입 헤드
22: 가열 장치 30: 웨이퍼 캐리어
34: 상류면 36: 하류면
40: 허브

Claims (42)

  1. CVD 반응로용 웨이퍼 캐리어에 있어서,
    대향하고 있는 상류 표면과 하류 표면을 가지고 있으며, 비금속 내화 재료로 이루어져 있고, 중앙 영역과 주변 영역을 가지고 있는 플레이트, 및
    상기 플레이트로부터 분리되어 형성되어 있고, 상기 중앙 영역에서 상기 플레이트에 부착되어 있는 허브
    를 포함하며,
    상기 플레이트는, 상기 주변 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면에 복수의 웨이퍼를 노출된 상태로 유지할 수 있는 웨이퍼 유지부(wafer-holding features)를 가지고 있으며,
    상기 허브는, 상기 플레이트를 스핀들과 기계식으로 연결하도록, 상기 CVD 반응로의 상기 스핀들과 맞물릴 수 있는 스핀들 연결부를 가지고 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비금속 내화 재료는, 탄화규소, 질화붕소, 탄화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 사파이어, 석영, 흑연 및 그들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 웨이퍼 캐리어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비금속 내화 재료는 본질적으로 탄화규소로 구성되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는, 완전히 상기 비금속 내화 재료로 형성되어 있는 유니타리 슬래브(unitary slab)인, 웨이퍼 캐리어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비금속 내화 재료는 탄화규소인, 웨이퍼 캐리어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는, 적어도 상기 플레이트의 상기 상류 표면에서 상기 비금속 내화 재료를 덮고 있는 코팅을 포함하는, 웨이퍼 캐리어.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코팅은, 탄화티탄 및 탄화탄탈로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 형성되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 허브는 적어도 부분적으로, 상기 플레이트의 상기 비금속 내화 재료가 아닌 하나 이상의 다른 재료로 형성되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  9. 반응 챔버,
    대체로 상류 방향으로부터 하류 방향으로 연장된 축 주위로 회전하기 위해 상기 반응 챔버 내에 장착되어 있는 스핀들,
    상기 반응 챔버 내로 하나 이상의 반응 가스를 도입하기 위한 주입 헤드,
    상기 스핀들을 둘러싸고 있는 하나 이상의 가열 부재, 및
    제1항에서 청구된 웨이퍼 캐리어
    를 포함하며,
    상기 웨이퍼 캐리어의 상기 연결부는, 상기 플레이트의 상기 상류 표면이 상기 주입 헤드를 향하고 상기 플레이트의 상기 하류 표면이 하나 이상의 상기 가열 부재를 향한 상태에서, 상기 웨이퍼 캐리어를 상기 스핀들 상에 장착시킬 수 있는,
    화학 기상 증착 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어가 상기 스핀들 상에 장착되었을 때, 상기 플레이트의 상기 주변 영역의 상기 하류 표면은 상기 가열 부재와 직접 대면하는, 화학 기상 증착 장치.
  11. (a) 허브 및 상기 허브에 제거 가능하게 부착되는 플레이트를 각각 포함하는 복수의 웨이퍼 캐리어를, 각각의 상기 웨이퍼 캐리어의 상기 허브를 프로세싱 장치의 스핀들과 맞물리게 하고, 상기 플레이트 상에 지지되는 웨이퍼들을 처리(treat)하는 동안에 상기 스핀들과 상기 웨이퍼 캐리어를 회전시킴으로써, 프로세싱하는 단계,
    (b) 상기 웨이퍼 캐리어가 프로세싱된 후에 상기 웨이퍼들을 각각의 상기 웨이퍼 캐리어로부터 제거하는 단계,
    (c) 새로운 상기 웨이퍼를 사용하여 각각의 상기 웨이퍼 캐리어로 상기 단계 (a) 및 상기 단계 (b)를 반복하는 단계, 및
    (d) 상기 허브를 상기 플레이트로부터 제거하고, 상기 플레이트를 세정하며, 상기 플레이트를 동일하거나 다른 상기 허브와 재조립함으로써, 각각의 웨이퍼 캐리어를 갱신하는 단계
    를 포함하는, 웨이퍼 프로세싱 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 플레이트를 세정하는 상기 단계는 상기 플레이트를 에칭하는 단계를 포함하는, 웨이퍼 프로세싱 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 처리하는 상기 단계는 화학 기상 증착 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는, 웨이퍼 프로세싱 방법.
  14. CVD 반응로용 웨이퍼 캐리어에 있어서,
    대향하고 있는 상류 표면과 하류 표면을 가지고 있으며, 비금속 내화 재료로 이루어져 있고, 중앙 영역과 주변 영역을 가지고 있는 플레이트를 포함하며,
    상기 플레이트는, 상기 주변 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면에 복수의 웨이퍼를 노출된 상태로 유지할 수 있는 웨이퍼 유지부를 가지고 있으며,
    상기 플레이트는, 기본적으로 탄화규소로 구성된 유니타리 슬래브인,
    웨이퍼 캐리어.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어는, 상기 플레이트를 CVD 반응로의 스핀들과 기계식으로 연결시키기 위해, 상기 CVD 반응로의 상기 스핀들과 맞물릴 수 있는 스핀들 연결부를 가지고 있는, 웨이퍼 캐리어.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스핀들 연결부는 상기 스핀들과 제거 가능하게 맞물릴 수 있는, 웨이퍼 캐리어.
  17. 제1항 또는 제16항에 있어서,
    상기 하류 표면은 하류 방향을 향하고 있고,
    상기 스핀들 연결부는, 하류 방향을 향하는 개방 단부를 가진 구멍을 가진 소켓을 포함하는,
    웨이퍼 캐리어.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 상류 표면은 상류 방향을 향하고 있고,
    상기 구멍은, 상기 구멍의 직경이 상기 상류 방향으로 점진적으로 감소되도록, 테이퍼져 있는, 웨이퍼 캐리어.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 플레이트와 별개로 형성된 허브를 더 포함하며,
    상기 허브는 상기 중앙 영역에서 상기 플레이트에 부착되어 있고,
    상기 허브는, 상기 플레이트를 CVD 반응로의 스핀들과 기계식으로 연결시키기 위해, 상기 CVD 반응로의 상기 스핀들과 맞물릴 수 있는 스핀들 연결부를 가지고 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 허브는 적어도 부분적으로, 탄화규소가 아닌 다른 재료로 형성되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  21. 제8항 또는 제20항에 있어서,
    상기 허브는 적어도 부분적으로 하나 이상의 금속으로 형성되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 하나 이상의 금속은, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄, 그들의 조합, 및 그들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 웨이퍼 캐리어.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 허브는, 적어도 부분적으로 상기 스핀들 연결부를 정의하는 삽입체를 포함하며,
    상기 삽입체는, 상기 하나 이상의 금속보다 연성의 삽입 재료로 형성되어 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 삽입 재료는 본질적으로 흑연으로 구성되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  25. 제8항 또는 제20항에 있어서,
    상기 허브는, 적어도 부분적으로 상기 스핀들 연결부를 정의하는 삽입체를 포함하며,
    상기 플레이트는 상기 중앙 영역에 개구를 포함하고,
    상기 삽입체는 상기 개구에 수용되어 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 삽입체는 상기 개구 내에 끼워맞추어져 있는, 웨이퍼 캐리어.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 삽입체는 흑연으로 형성되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 중앙 영역 내의 상기 개구는 상기 상류 표면과 상기 하류 표면 사이에서 연장되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  29. 제28항에 있어서,
    적어도 부분적으로 상기 중앙 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면의 일부 위에 놓여 있는 캡을 더 포함하는, 웨이퍼 캐리어.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 캡은 탄화규소로 형성되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 캡은 상기 삽입체에 고정되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 캡과 상기 삽입체는 각각 나사산을 포함하고,
    상기 캡의 상기 나사산은 상기 삽입체의 상기 나사산과 맞물리도록 구성되어 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  33. 제1항 또는 제19항에 있어서,
    상기 허브는 상기 플레이트에 제거 가능하게 부착되어 있는, 웨이퍼 캐리어.
  34. 제1항 또는 제19항에 있어서,
    상기 허브는 상류 허브 부재와 하류 허브 부재를 포함하며,
    상기 상류 허브 부재의 적어도 일부는 상기 중앙 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면의 일부 위에 놓여 있고,
    상기 하류 허브 부재의 적어도 일부는, 상기 플레이트의 상기 중앙 영역의 적어도 일부가 상기 상류 허브 부재와 상기 하류 허브 부재 사이에 클램핑되도록, 상기 중앙 영역에서 상기 플레이트의 상기 하류 표면의 일부 위에 놓여 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 플레이트는, 상기 중앙 영역에서 상기 상류 표면과 상기 하류 표면 사이에서 연장된 중앙 보어를 가지고 있고,
    상기 상류 허브 부재와 상기 하류 허브 부재 중 하나 이상은 상기 중앙 보어 내로 돌출되고 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  36. 제1항 또는 제14에 있어서,
    상기 플레이트는 실질적으로 원형인, 웨이퍼 캐리어.
  37. CVD 반응로용 웨이퍼 캐리어에 있어서,
    대향하고 있는 상류 표면과 하류 표면을 가지고 있고, 중앙 영역과 주변 영역을 가지고 있는 플레이트, 및
    상기 중앙 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면으로부터 돌출되고 있는 가스 흐름 촉진(facilitating) 부재
    를 포함하며,
    상기 플레이트는, 상기 주변 영역에서 상기 플레이트의 상기 상류 표면에 복수의 웨이퍼를 노출된 상태로 유지할 수 있는 웨이퍼 유지부를 가지고 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 플레이트는 중앙축을 가지고 있고,
    상기 가스 흐름 촉진 부재는 상기 중앙축에 관한 회전면 형태의 둘레면을 가지고 있는,
    웨이퍼 캐리어.
  39. 제37항에 있어서,
    상기 가스 흐름 촉진 부재는, 대체로 오목 프로파일을 가진 둘레면을 가지고 있는, 웨이퍼 캐리어.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 가스 흐름 촉진 부재는, 대체로 볼록 프로파일을 가진 둘레면을 가지고 있는, 웨이퍼 캐리어.
  41. 제37항에 있어서,
    상기 가스 흐름 촉진 부재는 1cm보다 작은 높이를 가지고 있는, 웨이퍼 캐리어.
  42. 화학 기상 증착 장치에 있어서,
    반응 챔버,
    대체로 상류 방향으로부터 하류 방향으로 연장된 축 주위로 회전하기 위해 상기 반응 챔버 내에 장착되어 있는 스핀들,
    상기 반응 챔버 내로 하나 이상의 반응 가스를 도입하기 위한 주입 헤드, 및
    제37항에서 청구된 웨이퍼 캐리어
    를 포함하며,
    상기 웨이퍼 캐리어는, 상기 플레이트의 상기 상류 표면이 상기 주입 헤드를 향하고 상기 가스 흐름 촉진 부재가 상기 축을 따라 놓여 있는 상태에서, 상기 스핀들 상에 장착될 수 있으며,
    상기 화학 기상 증착 장치는, 상기 하나 이상의 반응 가스를 상기 웨이퍼 캐리어와 상기 가스 흐름 촉진 부재를 향해 하류 방향을 향하게 하도록 구성되어 있는,
    화학 기상 증착 장치.
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