KR20120038287A - 서셉터 - Google Patents

서셉터 Download PDF

Info

Publication number
KR20120038287A
KR20120038287A KR1020100099966A KR20100099966A KR20120038287A KR 20120038287 A KR20120038287 A KR 20120038287A KR 1020100099966 A KR1020100099966 A KR 1020100099966A KR 20100099966 A KR20100099966 A KR 20100099966A KR 20120038287 A KR20120038287 A KR 20120038287A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
susceptor
curved portion
edge
seating
Prior art date
Application number
KR1020100099966A
Other languages
English (en)
Inventor
이철규
김종국
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100099966A priority Critical patent/KR20120038287A/ko
Publication of KR20120038287A publication Critical patent/KR20120038287A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Abstract

실시예에 따른 서셉터는 수납되는 웨이퍼의 온도 분포를 균일하게 하며, 이를 통해 웨이퍼의 변형과 휨을 최소화하고, 웨이퍼에 증착되는 박막의 품질을 향상시킨다.

Description

서셉터{Susceptor}
실시예는 서셉터에 관한 것이다.
반도체, 및 질화물 발광소자를 제조하는데 이용되는 유기 금속 화학증착 장치(Metal Organic Chemical Vapor Deposition : MOCVD)는 화학 반응을 이용하여 웨이퍼에 금속 산화막을 형성하는 박막 형성 장치로서, 진공으로 이루어진 챔버(Chamber) 내에서 가열된 기판에 증기압이 높은 금속의 유기 화합물 증기를 보내어 그 금속의 막을 기판에 성장시키도록 한다.
MOCVD 장비에서 웨이퍼에 박막을 형성할 때, 웨이퍼는 서셉터(Susceptor)에 수용된 상태로 RF 코일에서 생성된 열에 의해 가열된다. RF 코일에서 생성된 열이 서셉터에 수용된 웨이퍼에 가해질 때, 기판의 테두리는 서셉터와 접촉한 상태로 가열되므로 웨이퍼의 테두리가 중심부에 비해 더 가열되어 웨이퍼의 온도 균일도가 틀어지며, 웨이퍼에는 휨(Bowing)이 발생할 수 있다.
웨이퍼에 휨이 발생할 때, 웨이퍼에 성장되는 박막 또한, 균일하게 성장되지 않게 되므로 웨이퍼에 생성되는 질화물 반도체의 품질이 저하될 수 있다.
더욱이, 웨이퍼의 직경이 커질수록 웨이퍼의 중심부와 테두리의 온도차에 따른 휨 현상이 가속화되며, 6인치급 이상의 대구경 웨이퍼에서 휨 현상이 더욱 두드러지고 있다.
이에, 대구경 웨이퍼에서 휨 현상을 최소화하는 서셉터가 요구되고 있으며, 휨 현상을 최소화하는 서셉터 구조와 그 치수가 중요 이슈로 대두되고 있다.
실시예는 대구경 웨이퍼의 휨 현상을 최소화하는 구조, 및 치수를 갖춘 서셉터를 제공한다.
실시예에 따른 서셉터는, 웨이퍼를 지지하기 위한 포켓부를 포함하는 서셉터에 있어서, 상기 포켓부는, 상기 웨이퍼와 대면하는 위치에서 상기 웨이퍼의 형상을 따라 형성되며, 상기 웨이퍼를 지지하는 안착부, 및 상기 웨이퍼의 테두리에서 중심으로 향하는 방향을 따라 함몰되는 만곡부를 포함하며, 상기 만곡부의 바닥면은, 상기 웨이퍼와 마주보는 면과 40㎛ ? 60㎛의 거리를 이룬다.
여기서, 상기 만곡부는, 상기 안착부에서 상기 만곡부의 바닥면을 향해 1도 내지 6도의 경사면을 가질 수 있다.
여기서, 상기 만곡부는, 중심부의 일 영역이 평면일 수 있다.
실시예에 따른 서셉터는 웨이퍼의 온도 균일도를 향상시키며, 웨이퍼의 휨을 최소화할 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 서셉터의 단면을 개념적으로 도시한다.
도 2는 제1실시예의 만곡부의 다른 예에 따른 단면도를 개념적으로 도시한다.
도 3은 제2실시예에 따른 서셉터의 단면을 개념적으로 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 서셉터에 수납되는 웨이퍼의 온도 분포와 통상의 서셉터에 수납되는 웨이퍼의 온도 균일도에 대한 시험 결과를 나타낸다.
실시예에 대한 설명에서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴이나 타 구조물의 "위(on)"에, "아래(under)"에, 상측(upper)에, 또는 하측(lower)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)", "아래(under)", 상측(upper), 및 하측(lower)은 "직접(directly)" 또는 "다른 층, 또는 구조물을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 각 층, 또는 구조물들간의 위치관계에 대한 설명은 본 명세서, 또는 본 명세서에 첨부되는 도면을 참조하도록 한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 제1실시예에 따른 서셉터의 단면을 개념적으로 도시한다.
도 1을 참조하면, 제1실시예에 따른 서셉터의 포켓부(50)는 웨이퍼(10)를 수용하기 위한 안착부(51), 및 안착부(51)와 단차를 이루며, 안착부(51)의 하측으로 함몰되는 만곡부(52)를 구비한다.
안착부(51)는 웨이퍼(10)를 수납하기 위해, 웨이퍼(10)의 직경(DM1)에 비해 더 큰 직경(DM2)으로 형성되며, 웨이퍼(10)의 테두리와 1㎜ ? 1.5㎜ 이격되는 위치에 격벽(51a)을 구비한다. 격벽(51a)은 웨이퍼(10)가 안착부(51)에서 이탈되지 않도록 하며, 웨이퍼(10)가 안착부(51)에 수납될 때, 웨이퍼(10) 보다 더 높게 형성됨이 바람직하다. 예컨대 격벽(51a)은 안착부(51)의 지지면(51b)에서 상측으로 1.8㎜ ? 2㎜ 정도의 높이로 형성될 수 있다.
한편, 안착부(51)가 웨이퍼(10)의 테두리와 1㎜ ? 1.5㎜ 이격되는 위치에 격벽을 형성함에 따라, 포켓부(50)가 가열될 때, 가열된 안착부(51)가 웨이퍼(10)로 직접 열을 전달하지 않도록 할 수 있다.
안착부(51)와 웨이퍼(10)가 접촉 상태일 경우, 안착부(51)가 RF 코일(미도시)에 의해 가열되면 그 열을 웨이퍼(10)로 전달하여 웨이퍼(10)의 측면 영역의 온도를 상승시키는 경향이 있다. 본 실시예에서, 격벽(51a)이 웨이퍼(10)와 이격되어 열을 전달하지 않도록 하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)를 지지하는 지지면(51b)의 폭(d2)은 1.1㎜ ? 1.5㎜으로 형성되도록 함으로써 웨이퍼(10)와 최소한만 접촉하도록 하고 있다.
만곡부(52)는 안착부(51)에서 웨이퍼(10)의 테두리 방향에서 중심 방향으로 향할수록 완만한 각도로 경사를 이루면서 하측으로 함몰 형성된다. 만곡부(52)는 MOCVD 장비에서 웨이퍼(10)가 하측으로 휨 현상이 발생하더라도 웨이퍼(10)에 열이 고루 전달될 수 있도록 중심부가 주변부에 비해 더 함몰되는 형태를 갖는다. 이러한 구조에 의해 만곡부(52)는 웨이퍼의 온도 균일도를 향상시키면서 웨이퍼에 성장되는 박막의 균일도를 향상시킬 수 있다.
만곡부(52)는 중심부와 웨이퍼(10) 사이의 거리(d1)가 가장 큰 값을 이루고, 주변부와 웨이퍼(10) 사이의 거리가 가장 작은 값을 갖는다. 예컨대, 만곡부(52)의 중심부와 웨이퍼 사이의 거리(d1)는 40㎛ ? 60㎛일 수 있으며, 주변부와 웨이퍼(10) 사이의 거리는 이보다 5㎛ ? 10㎛ 정도 작은 값을 가질 수 있다. 만곡부(52)는 웨이퍼가 6인치 웨이퍼일 때, 지지면(51b)에서 중심부로 향하는 각도가 2도 내지 6도로 경사지게 할 수 있으며, 중심부와 주변부가 각각 웨이퍼(10)와 이루는 거리에 차이를 둘 수 있다. 제1실시예에서, 만곡부(52)는 2도 내지 6도의 기울기에 따른 곡률반경을 가지는 곡면을 형성하므로 평면을 형성하지 않으나, 중심부의 온도 균일도를 향상시키기 위해 중심부에 대해 평면을 형성할 수도 있다. 이는 도 2의 중심부(A)를 참조하도록 한다.
도 3은 제2실시예에 따른 서셉터의 단면을 개념적으로 도시한다.
도 3을 참조하면, 제2실시예에 따른 서셉터의 포켓부(60)는 웨이퍼(20)를 수용하기 위한 안착부(61), 및 안착부(61)와 단차를 이루며, 안착부(61)의 하측으로 함몰되는 만곡부(62)를 구비한다.
안착부(61)는 웨이퍼(20)를 수납하며, 웨이퍼(20)의 테두리와 1㎜ ? 1.5㎜ 이격되는 위치에 격벽(61a)을 구비한다. 격벽(61a)은 웨이퍼(20)가 안착부(61)에서 이탈되지 않도록 하며, 웨이퍼(20)가 안착부(61)에 수납될 때, 웨이퍼(20)와 동일한 높이를 이루거나, 또는 웨이퍼(20)보다 더 높이 형성될 수 있다.
안착부(61)와 만곡부(62) 사이에는 홈(61c)이 형성될 수 있다. 홈(61c)은 지지면(61b)과 만곡부(62)의 면에 단차를 주어 포켓부(60)가 가열될 때, 웨이퍼(20)의 테두리에 가해지는 열을 최소화할 수 있다. 홈(61c)은 지지면(61b)과 50㎛ ? 70㎛ 단차(d2)를 두고 형성될 수 있으며, 홈(61c)에서 만곡부(62)의 중심부를 향해 1도 내지 6도의 각도로 만곡부(62)의 면이 형성될 수 있다.
홈(61c)이 지지면(61b)과 이루는 단차에 의해 격벽(61a) 방향에서 지지면(61b)에 수납되는 웨이퍼(20)의 테두리에 가해지는 열이 감소될 수 있다. 또한, 지지면(61b)과 만곡부(62)가 이웃하는 영역에서 웨이퍼(20)의 테두리로 가해지는 열 또한 단차의 높이만큼 감소될 수 있다.
한편, 지지면(61b)의 폭은 웨이퍼(20)와의 접촉면적을 최소화하기 위해 최소한으로 제한될 필요가 있다. 본 실시예에서, 지지면(61b)의 폭(d1)은 1.1㎜ ? 1.5㎜ 범위에서 결정될 수 있으며, 웨이퍼(20)를 안착부(61)에 수납할 수 있는 한도 내에서 이 수치는 더 감소될 수도 있다.
도 4는 실시예에 따른 서셉터에 수납되는 웨이퍼의 온도 분포와 통상의 서셉터에 수납되는 웨이퍼의 온도 균일도에 대한 시험 결과를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 도시된 시험 결과는 포토루미네선스(Photoluminescence) 와 같은 측정 장치를 이용하여 측정된 것으로, 웨이퍼에 자극광을 가하고, 자극광에 대한 방출광의 파장을 이용하여 온도 균일도를 측정한 일 예를 도시한다.
도 4의 (a)는 통상의 서셉터에 수납된 웨이퍼의 온도 균일도를 도시한다. 도 4의 (a)에서, 웨이퍼는 테두리 측 온도가 높고 중심부의 온도가 낮게 측정되고 있다. 이는 웨이퍼의 테두리 방향에서 전달되는 열이 웨이퍼의 중심부에 비해 테두리 영역의 온도를 더 상승시키는데 따른다. 이와 같은 열 분포에서, 웨이퍼의 중심부가 아래 방향으로 휘는 휨 현상이 심화될 수 있으며, 휨 현상이 발생한 웨이퍼에 박막을 형성 시, 박막의 균일도와 품질은 저하될 수 있다.
다음으로, 도 4의 (b)는 실시예에 따른 서섭테어 수납된 웨이퍼의 온도 균일도를 도시한다.
도 4의 (b)를 참조하면, 웨이퍼의 중심부 온도가 도 4의 (a)에 나타난 것에 비해 상승 되었음을 볼 수 있으며, 동심원의 형태를 가지면서 균일한 온도분포를 가지는 것을 볼 수 있다. 도 4의 (b)에서 중심부와 주변부의 온도가 동일하지는 않으나 균일하게 변해가는 것을 볼 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
50 : 포켓부 51 : 안착부
51a : 격벽 51b : 지지면
52 : 만곡부

Claims (7)

  1. 웨이퍼를 지지하기 위한 포켓부를 포함하는 서셉터에 있어서,
    상기 포켓부는,
    상기 웨이퍼와 대면하는 위치에서 상기 웨이퍼의 형상을 따라 형성되며, 상기 웨이퍼를 지지하는 안착부; 및
    상기 웨이퍼의 테두리에서 중심으로 향하는 방향을 따라 함몰되는 만곡부;를 포함하며,
    상기 만곡부의 바닥면은,
    상기 웨이퍼와 마주보는 면과 40㎛ ? 60㎛의 거리를 이루는 서셉터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 만곡부는,
    상기 안착부에서 상기 만곡부의 바닥면을 향해 1도 내지 6도의 경사면을 갖는 서셉터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는,
    지름이 상기 웨이퍼의 지름보다 크게 형성되며,
    상기 안착부의 테두리는,
    상기 웨이퍼의 테두리와 충돌하지 않도록 상기 웨이퍼의 테두리와 1㎜ ? 1.5㎜ 이격되는 서셉터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는,
    상기 웨이퍼가 상기 포켓부에서 이탈되지 않도록 격벽을 구비하며,
    상기 격벽은,
    상기 웨이퍼가 상기 포켓부에 수납될 때, 상기 웨이퍼의 장착 높이보다 더 높게 형성되는 서셉터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 격벽은,
    상기 안착부에서 1.8㎜ ? 2㎜ 의 높이로 형성되는 서셉터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는,
    6" 웨이퍼를 수납하는 서셉터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 만곡부는,
    중심부의 일 영역이 평면인 서셉터.
KR1020100099966A 2010-10-13 2010-10-13 서셉터 KR20120038287A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100099966A KR20120038287A (ko) 2010-10-13 2010-10-13 서셉터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100099966A KR20120038287A (ko) 2010-10-13 2010-10-13 서셉터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120038287A true KR20120038287A (ko) 2012-04-23

Family

ID=46139120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100099966A KR20120038287A (ko) 2010-10-13 2010-10-13 서셉터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120038287A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140076342A (ko) * 2012-12-12 2014-06-20 엘지이노텍 주식회사 화학 기상 증착 장치용 서셉터 및 이를 구비한 화학 기상 증착 장치
KR101483210B1 (ko) * 2013-09-17 2015-01-15 한국생산기술연구원 온도균일도가 향상된 서셉터
KR20150093495A (ko) * 2014-02-07 2015-08-18 엘지이노텍 주식회사 반도체 제조 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140076342A (ko) * 2012-12-12 2014-06-20 엘지이노텍 주식회사 화학 기상 증착 장치용 서셉터 및 이를 구비한 화학 기상 증착 장치
KR101483210B1 (ko) * 2013-09-17 2015-01-15 한국생산기술연구원 온도균일도가 향상된 서셉터
KR20150093495A (ko) * 2014-02-07 2015-08-18 엘지이노텍 주식회사 반도체 제조 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI793137B (zh) 基板支撐裝置
US9487862B2 (en) Semiconductor growing apparatus
KR20230023702A (ko) 착탈형 기판 트레이 및 어셈블리 그리고 이를 포함하는 반응기
JP5243465B2 (ja) プラズマ処理装置
TW201335414A (zh) 石墨盤、具有上述石墨盤的反應腔室和對基底的加熱方法
TW201624605A (zh) 晶圓托盤
JP2013153171A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5301965B2 (ja) 気相成長装置
JP2018037537A (ja) 気相成長装置
KR20120038287A (ko) 서셉터
JP2003318116A (ja) サセプタおよび半導体ウェーハの製造方法
JP7183628B2 (ja) トレイ、半導体基板の製造方法、半導体装置の製造方法および半導体製造装置
WO2021120189A1 (zh) 一种晶圆承载盘及化学气相淀积设备
WO2012172920A1 (ja) 基板支持装置及び気相成長装置
WO2020068299A1 (en) Gas distribution assemblies and operation thereof
US20150034010A1 (en) Susceptor and apparatus including the same
JP2010278196A (ja) 基板保持治具
CN113950541A (zh) 在晶片的正面上沉积外延层的方法和实施该方法的装置
KR20090011345A (ko) 서셉터 및 이를 구비한 반도체 제조장치
JP2012156196A (ja) サセプタ装置および気相成長装置
US11104996B2 (en) Heating stage and apparatus having the same
US11225715B2 (en) Showerhead, semiconductor manufacturing apparatus including the same, and semiconductor manufacturing method
KR102622605B1 (ko) 서셉터 및 반도체 제조장치
WO2022099544A1 (zh) 一种石墨盘
US20220349057A1 (en) Semiconductor wafer carrier structure and metal-organic chemical vapor deposition equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application