KR20140142442A

KR20140142442A - 반도체 제조 장치

Info

Publication number: KR20140142442A
Application number: KR1020130063778A
Authority: KR
Inventors: 손호민; 이조영
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-12

Abstract

실시예의 반도체 제조 장치는, 피증착체가 탑재되는 적어도 하나의 포켓 및 적어도 하나의 포켓이 탈착되는 삽입 공간을 갖는 캐리어 몸체를 포함하고, 캐리어 몸체는 적어도 하나의 포켓을 향하여 돌출되어, 포켓을 떠받는 적어도 하나의 돌출 다리를 포함하고, 적어도 하나의 포켓은 적어도 하나의 돌출 다리의 삽입을 허용하는 형상을 갖는 적어도 하나의 삽입 홈을 포함한다.

Description

반도체 제조 장치{Apparatus for manufacturing semiconductor}

실시 예는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 장치는 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법, 분자 빔 에피텍시법(MBE:Molecular Beam Epitaxy)법 또는 화학 기상 증착(CVD:Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 웨이퍼의 표면에 질화 갈륨계 반도체 발광소자, 고 전자 이동도 트랜지스터(HEMT:High Electron Mobility Transistor), 전계 효과 트랜지스터(FET:Field Effect Transistor), 레이저 다이오드 등의 소자를 성장할 수 있다.

웨이퍼 캐리어(wafer carrier)(또는, 서셉터(susceptor))는 반응 챔버 내에 배치되며, 복수 개의 포켓(pocket)을 포함할 수 있다. 포켓에는 웨이퍼가 로딩된다. 이때, 반응 챔버 내로 유입되는 소스 물질의 화학 반응에 의해 웨이퍼의 표면에 반도체 박막이나 절연막 등이 성장될 수 있다.

웨이퍼 캐리어 상에 위치한 복수의 포켓은 그 위치에 따라 서로 다른 온도로 가열된다. 또한, 각 포켓의 중심보다는 가장 자리 쪽이 더 높은 온도로 가열되기 때문에, 포켓에 장착되는 웨이퍼의 표면에 물질이 균일하게 성장되기 어려울 수 있다.

실시예는 열 균일도가 향상된 포켓을 갖는 반도체 제조 장치를 제공한다.

실시 예의 반도체 제조 장치는, 피증착체가 탑재되는 적어도 하나의 포켓; 및 상기 적어도 하나의 포켓이 탈착되는 삽입 공간을 갖는 캐리어 몸체를 포함하고, 상기 캐리어 몸체는 상기 적어도 하나의 포켓을 향하여 돌출되어, 상기 포켓을 떠받는 적어도 하나의 돌출 다리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 포켓은 상기 적어도 하나의 돌출 다리의 삽입을 허용하는 형상을 갖는 적어도 하나의 삽입 홈을 포함한다.

상기 적어도 하나의 돌출 다리의 높이는 상기 적어도 하나의 삽입 홈의 깊이보다 더 클 수 있다. 상기 돌출 다리의 높이는 2 ㎜ 내지 8 ㎜이고, 상기 삽입 홈의 깊이는 2 ㎜ 내지 5 ㎜일 수 있다.

상기 삽입 홈의 폭은 상기 돌출 다리의 폭보다 더 넓을 수 있다. 상기 돌출 다리의 폭 및 상기 삽입 홈의 폭 각각은 140 ㎜ 내지 150 ㎜일 수 있다.

상기 적어도 하나의 포켓은 상기 피증착체를 지지 가능한 형상을 갖는 상부; 및 상기 삽입 홈이 배치된 하부를 포함한다.

상기 하부는 상기 삽입 홈이 배치된 제1 포켓 세그먼트; 및 상기 제1 포켓 세그먼트에 인접한 적어도 하나의 제2 포켓 세그먼트를 포함한다. 상기 제1 포켓 세그먼트는 상기 하부의 중앙에 위치하고, 상기 적어도 하나의 제2 포켓 세그먼트는 상기 제1 포켓 세그먼트의 양측에 위치하는 제2-1 및 제2-2 포켓 세그먼트를 포함할 수 있다. 상기 캐리어 몸체는 상기 제1 포켓 세그먼트와 대향하며, 상기 돌출 다리가 배치되는 제1 캐리어 세그먼트; 및 상기 적어도 하나의 제2 포켓 세그먼트와 대향하는 적어도 하나의 제2 캐리어 세그먼트를 포함한다. 상기 적어도 하나의 제2 포켓 세그먼트와 상기 적어도 하나의 제2 캐리어 세그먼트는 서로 이격되어 열 복사 공간을 형성한다.

상기 상부는 상기 적어도 하나의 포켓이 상기 캐리어 몸체에 삽입되는 제1 방향으로 연장되는 제1 내측면; 상기 제1 내측면으로부터 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장되며, 상기 피증착체의 테두리 부분이 얹혀지는 제1 내저면; 상기 제1 내저면으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 내측면; 및 상기 제2 내측면으로부터 상기 제2 방향으로 연장되며, 상기 적어도 하나의 포켓의 바닥에 해당하는 제2 내저면을 포함한다.

상기 제1 및 제2 내저면 중 적어도 하나는 상기 피증착체를 향하여 볼록하거나 오목한 모양을 갖는다. 또한, 상기 제1 및 제2 내저면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 단차면을 갖는다.

상기 적어도 하나의 포켓은 상기 제1 및 제2 내측면의 반대측에서 상기 상부와 하부에 걸쳐 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 외측면을 포함하고, 상기 하부는 상기 제1 외측면으로부터 상기 제2 방향으로 연장되는 제1 외저면; 상기 제1 외저면으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 외측면; 상기 제2 외측면으로부터 상기 제2 방향으로 연장되는 제2 외저면; 상기 제2 외저면으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제3 외측면; 상기 제3 외측면으로부터 상기 제2 방향으로 연장되는 제3 외저면; 및 상기 제3 외저면으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제4 외측면을 더 포함하고, 상기 제2 외측면, 상기 제2 외저면 및 상기 제3 외측면은 상기 삽입 홈을 형성한다.

상기 캐리어 몸체는 상기 제1 외측면과 마주하며 상기 제1 방향으로 연장되는 제3 내측면; 상기 제1 외저면과 마주하며 상기 제3 내측면으로부터 상기 제2 방향으로 연장되는 제3 내저면; 상기 제2 외측면과 마주하며 상기 제3 내저면으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제4 내측면; 상기 제2 외저면과 마주하며 상기 제4 내측면으로부터 상기 제2 방향으로 연장되는 제4 내저면; 상기 제3 외측면과 마주하며 상기 제4 내저면으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제5 내측면; 상기 제3 외저면과 마주하며 상기 제5 내측면으로부터 상기 제2 방향으로 연장되는 제5 내저면; 및 상기 제4 외측면과 마주하며 상기 제5 내저면으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 제6 내측면을 더 포함하고, 상기 제4 내측면, 상기 제4 내저면 및 상기 제5 내측면은 상기 돌출 다리를 형성한다.

상기 제1 외측면의 높이는 4 ㎜ 내지 10 ㎜일 수 있다.

상기 제1 외측면과 상기 제3 내측면 사이의 이격 거리, 상기 제1 외저면과 상기 제3 내저면 사이의 이격 거리, 상기 제2 외측면과 상기 제4 내측면 사이의 이격 거리, 상기 제3 외측면과 상기 제5 내측면 사이의 이격 거리, 상기 제3 외저면과 상기 제5 내저면 사이의 이격 거리, 및 상기 제4 외측면과 상기 제6 내측면 사이의 이격 거리 중 적어도 하나는 0.5 ㎜ 내지 1 ㎜일 수 있다.

상기 제1 외저면 및 제3 외저면 각각의 폭은 1 ㎜ 내지 5 ㎜이고, 제3 내측면의 높이와 상기 삽입 홈에 상기 돌출 다리가 삽입된 이후의 상기 포켓의 최상단면의 높이 차는 0 ㎜ 내지 1 ㎜일 수 있다.

상기 적어도 하나의 포켓은 복수의 포켓을 포함하고, 상기 캐리어 몸체는 복수의 포켓을 분리하는 분리벽을 더 포함할 수 있다. 상기 분리벽의 폭은 2 ㎜ 내지 7 ㎜일 수 있다.

실시예에 따른 반도체 제조 장치는 캐리어 몸체에 삽입된 포켓의 최상단면이 캐리어 몸체의 최상단면보다 낮기 때문에 소스 물질이 포켓으로 안정적으로 공급될 수 있고, 포켓의 중심 부근은 주로 열 접촉 방식으로 열을 전도하고 포켓의 가장 자리는 열 복사 방식으로 열을 전도하기 때문에 캐리어 몸체로부터 포켓으로 균일하게 열이 전달되어 포켓의 열 분포가 균일해질 수 있어, 피증착체인 웨이퍼의 표면에 물질을 균일하게 성장시키는 데 기여할 수 있다.

도 1은 실시 예에 의한 반도체 제조 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 실시 예에 의한 웨이퍼 캐리어의 평면도를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시 예에 따라, 도 2a 또는 도 2b에 예시된 포켓 및 캐리어 몸체를 A-A'선을 따라 절개한 단면의 부분 분해도 및 결합 단면도를 각각 나타낸다.
도 3c 내지 도 3e는 다른 실시예에 따라, 도 2a 또는 도 2b에 예시된 포켓 및 캐리어 몸체를 A-A'선을 따라 절개한 단면의 결합 단면도를 나타낸다.
도 4a는 도 3b에 도시된 'K' 부분을 확대한 단면도를 나타낸다.
도 4b 내지 도 4e는 도 3b에 도시된 'K' 부분의 다른 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 5 (a)는 도 2a에 도시된 B-B' 선을 따라 기존의 반도체 제조 장치에서 포켓의 온도를 측정한 그래프를 나타내고, 도 5 (b)는 도 2a에 도시된 B-B' 선을 따라 실시 예의 반도체 제조 장치에서 포켓의 온도를 측정한 그래프를 나타낸다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 1은 실시 예에 의한 반도체 제조 장치(100)의 단면도를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 반도체 제조 장치(100)는 소스(source)(110), 반응 챔버(120), 웨이퍼 캐리어(wafer carrier)(또는, 서셉터(susceptor))(130), 회전축(150), 히터(heater) 등의 가열 수단(160), 슈라우드(shroud)(170) 및 포켓(300)을 포함한다.

이하 설명되는 실시 예에서 포켓(300)에 탑재되는 피증착체는 웨이퍼인 것으로 가정하여 설명하지만, 실시 예의 포켓(300)은 이에 국한되지 않고 다양한 형태의 피증착체를 탑재할 수 있다.

웨이퍼 캐리어(130)는 반응 챔버(120) 내에 배치되며, 그의 상측에 적어도 하나의 포켓(300)이 탈착 가능한 형태로 배치된다. 포켓(300)에는 웨이퍼가 로딩되며, 회전축(150)은 웨이퍼 캐리어(130)의 하부에 축 결합되어 웨이퍼 캐리어(130)를 회전시킨다.

가열 수단(160)은 웨이퍼 캐리어(130)의 하부 및 반응 챔버(120) 내부를 소정 온도로 가열한다. 웨이퍼 캐리어(130)가 가열 수단(160)에 의해 가열되면, 웨이퍼 캐리어(130)로부터 포켓(300)으로 열 전달이 이루어진다.

슈라우드(170)는 소스(110)로부터의 소스 물질 등을 반응 챔버(120)로 공급하는 역할을 한다.

전술한 구성에 의해, 반응 챔버(120) 내로 유입되는 소스 물질의 화학 반응에 의해 웨이퍼의 표면에 에피텍셜 성장(epitaxial growth)이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼의 표면에 반도체 박막이나 절연막 등이 성장될 수 있다.

웨이퍼 캐리어(130)는 카본(Carbon) 또는 알루미늄 나이트 라이드(AlN:Aluminium Nitride) 재질로 제작되며, 웨이퍼 캐리어(130)의 표면 및 포켓(300) 내에서 웨이퍼와 접촉되는 면은 실리콘 카바이드(SiC:Silicon Carbide), 카본(Carbon), 또는 알루미늄 나이트 라이드 막으로 코팅할 수 있다. 여기서, 웨이퍼 캐리어(130)의 표면에 실리콘 카바이드 또는 알루미늄 나이트라이드 막을 코팅함으로써, 불산을 이용한 화학적 세정 또는 열 세척(thermal cleaning)에 의해 카본 재질의 웨이퍼 캐리어(130)가 손상되는 것을 방지하고 특성 저하를 방지할 수 있다. 여기서, 포켓(300)은 흑연(graphite)으로 이루어질 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 실시 예에 의한 웨이퍼 캐리어(130A, 130B)의 평면도를 나타낸다. 여기서, 웨이퍼 캐리어(130A, 130B)는 도 1에 예시된 웨이퍼 캐리어(130)에 해당할 수 있다.

웨이퍼 캐리어(130A, 130B)의 캐리어 몸체(400)의 표면에는 웨이퍼 캐리어(130A, 130B)의 센터를 기준으로 도 2a에 예시된 바와 같은 동심원 형태로 1열 포켓(300) 또는 도 2b에 예시된 바와 같은 동심원 형태로 2열 포켓(300)이 탈착 가능한 형태로 배치될 수 있다. 도 1의 반도체 제조 장치(100)의 경우, 포켓(300)이 도 2b에 도시된 바와 같이 2열 포켓(300)으로 배치된 모습을 나타낸다.

실시 예는 웨이퍼 캐리어(130A, 130B) 상에 포켓(300)이 배치된 형태, 각 포켓의 평면 모양 및 포켓의 개수에 국한되지 않는다. 즉, 포켓(300)은 동심원 형태의 1열 또는 2열이 아닌 다른 모습으로 캐리어 몸체(400) 상에 배치될 수 있다. 또한, 각 포켓(300)에 탑재되는 피증착체인 웨이퍼의 크기 또는 반응 챔버(120)의 용량에 따라 1개 내지 50개의 포켓 또는 그 이상의 포켓이 웨이퍼 캐리어(130A, 130B) 상에 탈착 가능한 형태로 배치될 수 있다. 또한, 포켓(300)은 도 2a 및 도 2b에 예시된 바와 같이 원 형태를 갖거나 원 형태의 일단이 커팅된 플랫 구조를 가질 수도 있다.

또한, 도 2a 및 도 2b에 예시된 웨이퍼 캐리어(130A, 130B)는 도 1에 예시된 바와 같은 모습으로 반응 챔버(120) 내에 배치될 수 있지만 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 이하에서 설명되는 포켓(300:300A ~ 300G)과 캐리어 몸체(400:400A ~ 400D)은 도 1에 예시된 반도체 제조 장치(100)의 구조에 국한되지 않는다. 예를 들어, 포켓(300:300A ~ 300G)과 캐리어 몸체(400:400A ~ 400D)는 도 1에 예시된 반응 챔버(120)의 구조, 가열 수단(160)의 배치 위치, 소스(110)의 위치, 슈라우드(170)의 위치 및 슈라우드(170)의 존재 여부 등에 국한되지 않는다.

실시 예에 의하면, 캐리어 몸체(400)는 포켓(300)의 개수만큼의 삽입 공간을 갖고, 각 삽입 공간에 포켓(300)의 탈착을 허용하는 구조를 갖는다. 이에, 포켓(300) 역시 캐리어 몸체(400)의 삽입 공간으로 탈착 가능한 구조를 갖는다.

이하, 실시 예에 의한 포켓(300) 및 캐리어 몸체(400)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 일 실시 예에 따라, 도 2a 또는 도 2b에 예시된 포켓(300) 및 캐리어 몸체(400)를 A-A'선을 따라 절개한 단면의 부분 분해도 및 결합 단면도를 각각 나타낸다.

도 3c 내지 도 3e는 다른 실시예에 따라, 도 2a 또는 도 2b에 예시된 포켓(300) 및 캐리어 몸체(400)를 A-A'선을 따라 절개한 단면의 결합 단면도를 나타낸다.

도 3a 내지 도 3e에서, 포켓(300A ~ 300D)은 도 1 내지 도 2b에 예시된 포켓(300)에 해당하고, 캐리어 몸체(400A, 400B)는 도 2a 및 도 2b에 예시된 캐리어 몸체(400)에 해당할 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 포켓(300A)은 삽입 홈(330)을 포함하고, 캐리어 몸체(400A)는 적어도 하나의 돌출 다리(406)를 포함한다. 돌출 다리(406)는 포켓(300A)을 향하여 돌출되어 포켓(300A)을 떠받는 역할을 한다. 삽입 홈(330)은 돌출 다리(406)의 삽입을 허용하는 형상을 갖는다.

실시 예에 의한 포켓(300A)은 상부(UP:Upper Part) 및 하부(LP:Lower Part)를 포함한다.

상부(UP)는 전면에서 피증착체인 웨이퍼(500)를 지지하는 역할을 한다. 이를 위해, 상부(UP)는 웨이퍼(500)를 지지 가능한 형상을 갖는다. 예를 들어, 상부(UP)는 제1 내측면(inner side surface)(312), 제1 내저면(inner bottom surface)(314), 제2 내측면(316) 및 제2 내저면(318A)을 포함한다.

제1 내측면(312)은 포켓(300A)이 캐리어 몸체(400A)에 삽입되는 제1 방향으로 연장된다. 제1 내저면(314)은 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제1 내측면(312)으로부터 연장되며, 웨이퍼(500)의 테두리 부분(502)이 얹혀진다. 도 3a에 예시된 바와 같이 웨이퍼(500)가 화살표 방향(602)으로 포켓(300A)에 탑재될 때, 도 3b에 예시된 바와 같이 웨이퍼(500)의 테두리 부분(502)은 제1 내저면(314) 위에 얹혀지고, 웨이퍼(500)의 선단(504)과 제1 내측면(312)은 제1 이격 거리(d1)만큼 서로 이격될 수 있다. 여기서, 제1 이격 거리(d1)는 '0' 이상일 수 있다. 여기서, 제1 방향과 제2 방향이 이루는 각은 직각일 수 있다.

제2 내측면(316)은 제1 내저면(314)으로부터 제3 방향으로 연장된다. 이때, 제3 방향은 제1 방향과 동일할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

제2 내저면(318A)은 제2 내측면(316)으로부터 제4 방향으로 연장되며, 포켓(300A)의 바닥에 해당한다. 여기서, 제4 방향은 제2 방향과 동일할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

제1 및 제2 내저면(314, 318A) 중 적어도 하나는 다양한 모양을 가질 수 있다. 즉, 실시예에 의하면, 제1 및 제2 내저면(314, 318A) 중 적어도 하나는 웨이퍼(500)를 향하여 볼록하거나 오목한 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 내저면(318A)은 도 3a 및 도 3b에 예시된 바와 같이 웨이퍼(500)를 향하여 오목한 모양을 가질 수도 있다. 또는, 제2 내저면(318B)은 도 3c에 예시된 바와 같이 웨이퍼(500)를 향하여 볼록한 모양을 가질 수도 있다. 이를 제외하면, 도 3c에 예시된 포켓(300B) 및 캐리어 몸체(400A)는 도 3a 및 도 3b에 예시된 포켓(300A) 및 캐리어 몸체(400A)와 각각 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

또한, 제1 및 제2 내저면(314, 318A) 중 적어도 하나는 적어도 하나의 단차면을 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 3d에 예시된 바와 같이 제2 내저면(318C)의 가장 자리에 홈(342)이 형성될 경우, 제2 내저면(318C)의 가장 자리의 바닥면(340)은 제2 내저면(318C)의 중앙 부분과 단차를 갖는다. 이를 제외하면, 도 3d에 예시된 포켓(300C) 및 캐리어 몸체(400A)는 도 3a 및 도 3b에 예시된 포켓(300A) 및 캐리어 몸체(400A)와 각각 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

또한, 비록 도시되지는 않았지만,제1 내저면(314) 및 제2 내저면(318A, 318B, 318C) 중 적어도 하나는 변곡점을 갖고 경사진 형태를 가질 수도 있다.

이와 같이, 제1 및 제2 내저면(314, 318A ~ 318C) 중 적어도 하나의 형태를 다양하게 설계하는 이유는, 웨이퍼(500)가 성장하는 동안 예를 들면 도 1에 예시된 가열 수단(160)에 의해 가열될 때, 웨이퍼(500)의 가장 자리와 중앙 부분의 온도가 다르기 때문에, 이러한 온도를 균일하게 하기 위함이다.

한편, 도 3a 내지 도 3e를 참조하면 포켓(300A ~ 300D)의 하부(LP)는 적어도 하나의 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)이 배치된 부분으로서, 제1 포켓 세그먼트(PS1) 및 적어도 하나의 제2 포켓 세그먼트(PS21, PS22)를 포함한다.

제1 포켓 세그먼트(PS1)는 하부(LP)의 중앙에 위치하며, 적어도 하나의 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)이 배치된다. 도 3a 내지 도 3d에 예시된 바와 같이 삽입 홈(330)의 개수는 하나일 수 있지만, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 복수의 삽입 홈(330)이 제1 포켓 세그먼트(PS1)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3e에 예시된 바와 같이 제1 포켓 세그먼트(PS1)에 2개의 삽입 홈(330-1, 330-2)이 배치될 수도 있다. 이를 제외하면, 도 3e에 예시된 포켓(300D) 및 캐리어 몸체(400B)는 도 3a 및 도 3b에 예시된 포켓(300A) 및 캐리어 몸체(400A)와 각각 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

제2 포켓 세그먼트(PS21, PS22)는 포켓(300A)의 가장 자리에 위치하는 부분으로서, 제1 포켓 세그먼트(PS1)에 인접하여 배치된다.

또한, 도 3a 내지 도 3e를 참조하면, 캐리어 몸체(400A, 400B)는 제1 캐리어 세그먼트(CS1) 및 적어도 하나의 제2 캐리어 세그먼트(CS21, CS22)를 포함한다. 제1 캐리어 세그먼트(CS1)는 제1 포켓 세그먼트(PS1)와 대향하는 부분으로서, 돌출 다리(406)가 배치된다. 도 3a 내지 도 3d에 예시된 바와 같이 제1 캐리어 세그먼트(CS1)에 하나의 돌출 다리(406)가 배치될 수도 있지만 실시예는 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 도 3e에 예시된 바와 같이 제1 캐리어 세그먼트(CS1)에 복수의 돌출 다리(406-1, 406-2)가 배치될 수도 있다.

제2 캐리어 세그먼트(CS21, CS22)는 적어도 하나의 제2 포켓 세그먼트(PS21, PS22)와 대향하는 부분으로서, 제1 캐리어 세그먼트(CS1)의 양측에 위치한다.

도 3a 내지 도 3e에 예시된 바와 같이 적어도 하나의 제2 포켓 세그먼트(PS21, PS22)와 적어도 하나의 제2 캐리어 세그먼트(CS21, CS22)는 서로 이격되어 열 복사 공간(420 ~ 425)을 형성한다. 또한, 도 3e에 예시된 바와 같이 복수의 삽입 홈(330-1, 330-2)과 복수의 돌출 다리(406-1, 406-2)가 형성될 경우, 제1 포켓 세그먼트(PS1)와 제1 캐리어 세그먼트(CS1) 사이에도 열 복사 공간이 형성될 수 있다.

전술한 포켓(300A)과 캐리어 몸체(400A)에 대해 도 3a 및 도 3b를 참조하여 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.

포켓(300A)은 제1 내지 제4 외측면(321, 323, 325, 327) 및 제1 내지 제3 외저면(322, 324, 326)을 포함한다. 여기서, 제1 및 제4 외측면(321, 327)은 포켓(300A)의 상부(UP)와 하부(LP)에 걸쳐 있지만, 제1 내지 제3 외저면(322, 324, 326)과 제2 및 제3 외측면(323, 325)은 포켓(300A)의 하부(LP)에 속한다.

제1 외측면(321)은 제1 내측면(312) 및 제2 내측면(316)의 반대측에서 포켓(300A)의 상부(UP)와 하부(LP)에 걸쳐 제5 방향으로 연장된다. 여기서, 제5 방향은 제1 방향과 동일할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

제1 외저면(322)은 제1 외측면(321)으로부터 제6 방향으로 연장되고, 제2 외측면(323)은 제1 외저면(322)으로부터 제7 방향으로 연장되고, 제2 외저면(324)은 제2 외측면(323)으로부터 제8 방향으로 연장되고, 제3 외측면(325)은 제2 외저면(324)으로부터 제9 방향으로 연장되고, 제3 외저면(326)은 제3 외측면(325)으로부터 제10 방향으로 연장되고, 제4 외측면(327)은 포켓(300A)의 상부(UP)와 하부(LP)에 걸쳐 제3 외저면(326)으로부터 제11 방향으로 연장된다. 제7, 제9 및 제11 방향은 제1 방향과 동일하고, 제6, 제8 및 제10 방향은 제2 방향과 동일할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

전술한 삽입 홈(330)은 제2 외측면(323), 제2 외저면(324) 및 제3 외측면(325)을 포함한다.

또한, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 캐리어 몸체(400A)는 제3 내지 제6 외측면(412, 414, 416, 418) 및 제3 내지 제5 외저면(413, 415, 417)을 포함한다.

제3 내측면(412)은 제1 외측면(321)과 마주하며 제12 방향으로 연장되고, 제3 내저면(413)은 제1 외저면(322)과 마주하며 제3 내측면(412)으로부터 제13 방향으로 연장된다. 제4 내측면(414)은 제2 외측면(323)과 마주하며 제3 내저면(413)으로부터 제14 방향으로 연장된다. 제4 내저면(415)은 제2 외저면(324)과 마주하며 제4 내측면(414)으로부터 제15 방향으로 연장된다. 제5 내측면(416)은 제3 외측면(325)과 마주하며 제4 내저면(415)으로부터 제16 방향으로 연장된다. 제5 내저면(417)은 제3 외저면(326)과 마주하며 제5 내측면(416)으로부터 제17 방향으로 연장된다. 제6 내측면(418)은 제4 외측면(327)과 마주하며 제5 내저면(417)으로부터 제18 방향으로 연장된다. 제12, 제14, 제16 및 제18 방향은 제1 방향과 동일하고, 제13, 제15 및 제17 방향은 제2 방향과 동일할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

돌출 다리(406)는 제4 내측면(414), 제4 내저면(415) 및 제5 내측면(416)을 포함한다.

돌출 다리(406)는 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)의 하부(LP)를 향하여 돌출되어 있다. 도 3a 내지 도 3e의 경우, 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)가 캐리어 몸체(400A, 400B)와 일체형으로 이루어져 있지만, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)는 캐리어 몸체(400A, 400B)과 별개로 이루어져 체결 수단(미도시)에 의해 캐리어 몸체(400A, 400B)와 체결될 수도 있다.

도 3b를 참조하면, 제1 외측면(321)과 제3 내측면(412)은 제2 이격 거리(d2)만큼 이격되어 열 복사 공간(420)을 형성하고, 제1 외저면(322)과 제3 내저면(413)은 제3 이격 거리(d3)만큼 이격되어 열 복사 공간(421)을 형성하고, 제2 외측면(323)과 제4 내측면(414)은 제4 이격 거리(d4)만큼 이격되어 열 복사 공간(422)을 형성하고, 제3 외측면(325)과 제5 내측면(416)은 제5 이격 거리(d5)만큼 이격되어 열 복사 공간(423)을 형성하고, 제3 외저면(326)과 제5 내저면(417)은 제6 이격 거리(d6)만큼 이격되어 열 복사 공간(424)을 형성하고, 제4 외측면(327)과 제6 내측면(418)은 제7 이격 거리(d7)만큼 이격되어 열 복사 공간(425)을 형성한다.

이때, 도 3a에 예시된 포켓(300A)을 캐리어 몸체(400A) 쪽으로 화살표 방향(604)으로 가압하여, 도 3b에 도시된 바와 같이 캐리어 몸체(400A)의 삽입 공간(402, 404)에 포켓(300A)을 끼울 때, 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7)에 따라 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)으로의 열 전달량 및 열 전달의 균일성이 달라질 수 있다. 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7)에 대해 상세히 살펴보면 다음과 같다.

만일, 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7) 각각이 1 ㎜보다 클 경우 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)으로의 열 전달률이 저하될 뿐만 아니라 포켓(300A)과 캐리어 몸체(400A) 간의 유격이 커서 캐리어 몸체(400A)의 회전시에 포켓(300A)이 캐리어 몸체(400A)로부터 이탈될 수도 있다. 또한, 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7) 각각이 0.5 ㎜보다 작으면 캐리어 몸체(400A)의 회전시 포켓(300A)과 캐리어 몸체(400A) 사이의 접촉이 빈번하게 일어나 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)으로의 열 전달이 불균일해질 수 있다. 따라서, 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7) 각각은 0.5 ㎜ 내지 1 ㎜일 수 있다.

일반적으로 열 접촉 방식으로 열이 전달될 경우, 접촉이 빈번하게 일어나거나 접촉이 넓은 부분으로 많은 열이 전달되는 반면, 그렇지 않은 부분으로는 열이 적게 전달될 수 있다. 즉, 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)으로의 열 전달이 열 접촉 방식으로만 이루어질 경우, 포켓(300A)의 전체에 걸쳐 열 전달이 골고루 이루어지지 않고 불균일하게 이루어질 수 있다. 왜냐하면, 일반적으로 포켓(300A)의 가장 자리는 캐리어 몸체(400A)로부터 많은 열을 전달받지만 포켓(300A)의 중심은 캐리어 몸체(400A)로부터 열을 적게 전달받기 때문이다.

그러나, 실시예에 의하면 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)의 가장 자리로의 열 전달은 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7)에 의해 형성되는 열 복사 공간(420 ~ 425)을 통해 열 복사 방식으로 이루어지고, 포켓(300A)의 중심으로의 열 전달은 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)와 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)의 접촉에 의해 열 접촉 방식으로 이루어진다. 따라서, 포켓(300A)의 전체에 걸쳐 열 전달이 골고루 균일하게 이루어질 수 있다. 이에 대해서는 도 5 (a) 및 (b)를 참조하여 자세히 후술된다.

또한, 제2 내지 제7 이격 거리(d2)는 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있으며 실시예는 이에 국한되지 않는다.

또한, 포켓(300A)의 제1 외측면(321)의 제1 높이(h1)가 10 ㎜보다 높을 경우 삽입 공간(402, 404)이 깊게 형성되어야 하기 때문에 캐리어 몸체(400A)의 하부 두께가 얇아져서 열에 의해 캐리어 몸체(400A)의 휨이 발생할 수 있다. 또한, 제1 외측면(321)의 제1 높이(h1)가 4 ㎜보다 적으면 삽입 공간(402, 402)이 깊게 형성되지 않아 포켓(300A)이 캐리어 몸체(400A)의 삽입 공간(402, 404)에 충분히 깊게 끼워지지 않으므로, 캐리어 몸체(400A)가 회전할 때 포켓(300A)이 캐리어 몸체(400A)로부터 쉽게 이탈할 수도 있을 뿐만 아니라 소스 물질이 포켓(300A)으로 유입되기 어려울 수도 있다. 따라서, 제1 높이(h1)는 4 ㎜ 내지 10 ㎜일 수 있다.

포켓(300A)이 삽입되는 삽입 공간(402, 404)은 캐리어 몸체(400A)의 상부면에 파여진 홈 형태일 수 있다. 예를 들어, 삽입 공간(402, 404)의 최대 깊이 즉, 제3 내측면(412)의 제2 높이(h2)는 4 ㎜ 내지 10 ㎜일 수 있다.

또한, 제1 외측면(321)의 높이(h1)가 제3 내측면(412)의 제2 높이(h2)보다 더 높다면, 도 3b에 도시된 바와 같이 포켓(300A)이 캐리어 몸체(400A)의 삽입 공간(402, 404)으로 삽입된 후 소스(110)로부터 포켓(300A)의 내부로 들어가는 소스 물질의 흐름이 불안정할 수 있다. 따라서, 제3 내측면(412)의 제2 높이(h2)와 제1 외측면(321)의 제1 높이(h1)간의 높이 차(Δh=h2-h1)는 0 이상일 수 있다. 또한, 높이 차(Δh)가 1 ㎜보다 크면 소스 물질이 포켓(300A)으로 원할히 공급되지 않을 수도 있다. 따라서, 도 3b에 예시된 바와 같이 포켓(300A)이 캐리어 몸체(400A)에 삽입된 후, 제3 내측면(412)의 높이(h2)와 포켓(300A)의 최상단면(3O2)간의 높이 차(Δh)는 0 ㎜ 내지 1 ㎜일 수 있다. 이러한 높이 차(Δh)에 의해, 소스 물질은 포켓(300A)으로 안정적으로 공급될 수 있다.

한편, 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)은 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)를 수용 가능한 형태를 갖는다. 즉, 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)은 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)가 삽입되도록 포켓(300A)의 하부(UP)에 파여진 홈의 형태로 형성될 수 있다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 돌출 다리(406)가 제2 외저면(324)을 향하여 돌출될 때, 삽입 홈(330)은 돌출 다리(406)가 삽입 가능한 형상을 가질 수 있다. 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)와 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)이 서로 체결됨으로써 포켓(300A ~ 300D)은 캐리어 몸체(400A, 400B)에 결합되어 안착됨으로써, 캐리어 몸체(400A)가 회전할 때 포켓(300A)이 캐리어 몸체(400A)로부터 이탈된 가능성이 적어진다.

또한, 열 복사 공간(421, 424)을 형성하기 위해서, 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)의 제3 높이(h3)는 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)의 깊이(D)보다 더 클 수 있다. 돌출 다리(406)의 제3 높이(h3) 및 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)의 깊이(D)가 2 ㎜보다 작을 경우 포켓(300A)이 회전할 때 파손될 수도 있고 캐리어 몸체(400A, 400B)로부터 이탈할 수도 있다. 그러나, 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)의 제3 높이(h3)가 8 ㎜보다 크고 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)의 깊이(D)가 5 ㎜보다 크다면 열 복사 공간(421, 424)이 넓어져서 포켓(300A)의 중심이 열 접촉 방식보다 열을 적게 전도하는 열 복사 방식에 의해 캐리어 몸체(400A)로부터 열을 전달받음으로써, 포켓(300A)의 중심 부근의 열이 가장 자리에 비교하여 상대적으로 낮을 수 있어, 열 전달이 불균일해질 수 있다. 따라서, 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)의 제3 높이(h3)는 2 ㎜ 내지 8 ㎜일 수 있고, 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)의 깊이(D)는 2 ㎜ 내지 5 ㎜일 수 있다.

또한, 도 3a 및 도 3b를 참조하면 열 복사 공간(422, 423)을 형성하기 위해, 삽입 홈(330)의 제1 폭(W1)은 돌출 다리(406)의 제2 폭(W2)보다 더 넓을 수 있다. 만일, 제1 및 제2 폭(W1, W2) 각각이 140 ㎜보다 작다면, 포켓(300A)의 중심인 제1 포켓 세그먼트(PS1)로 열 접촉 방식에 의해 전도되는 열이 원하는 량보다 적을 수 있고 캐리어 몸체(400A)가 회전할 때 포켓(300A)이 캐리어 몸체(400A)로부터 이탈될 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 폭(W1, W2) 각각이 150 ㎜보다 크다면, 제1 포켓 세그먼트(PS1)로 열 접촉 방식에 의해 전도되는 열이 원하는 량보다 클 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 폭(W1, W2) 각각은 140 ㎜ 내지 150 ㎜일 수 있다.

이와 같이, 포켓(300A)의 하부(LP)의 전체 폭을 고려할 때, 제1 포켓 세그먼트(PS1)의 제1 폭(W1)이 결정될 경우, 제2 포켓 세그먼트(PS21, PS22)의 제3 폭(W31, W32)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 제3 폭(W31, W32) 각각은 1 ㎜ 내지 5 ㎜일 수 있다.

또한, 열 복사 공간(420)을 형성하기 위해 제2-1 캐리어 세그먼트(CS21)의 폭은 제2-1 포켓 세그먼트(PS21)의 폭보다 크고, 열 복사 공간(425)을 형성하기 위해 제2-2 캐리어 세그먼트(CS22)의 폭은 제2-2 포켓 세그먼트(PS22)의 폭보다 클 수 있다.

전술한 돌출 다리(406, 406-1, 406-2) 및 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)은 포켓(300A ~ 300D)을 캐리어 몸체(400A, 400B)에 결합시키는 결합 부재의 역할을 수행할 뿐만 아니라 이격 부재의 역할을 수행할 수도 있다. 이격 부재는 캐리어 몸체(400A, 400B)의 삽입 공간(402, 404)에 포켓(300A ~ 300D)이 삽입될 때, 포켓(300A ~ 300D)과 캐리어 몸체(400A, 400B)를 서로 소정거리인 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7)만큼 이격시키는 역할을 한다. 따라서, 이격 부재에 의해 도 3b에 예시된 바와 같이 포켓(300A)과 캐리어 몸체(400A) 사이에 열 복사 공간(420 ~ 425)이 형성된다.

만일, 열 복사 공간(420 ~ 425)이 형성되지 않을 경우 즉, 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7) 각각이 '0'인 경우, 포켓(300A)과 캐리어 몸체(400A)가 서로 직접 접촉하기 때문에 열 접촉 방식에 의해 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)으로 열이 전달되어, 포켓(300A)의 가장 자리가 중심보다 더 많은 열을 전달받음으로써, 포켓(300A) 전체의 열 분포가 불균일해질 수 있다.

그러나, 실시 예에 의하면, 이격 부재에 의해 포켓(300A)의 가장 자리에서 포켓(300A)과 캐리어 몸체(400A)를 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7)만큼 이격시켜, 서로 이격된 포켓(300A)과 캐리어 몸체(400A)가 형성하는 열 복사 공간(420 ~ 425)을 통해 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)의 가장 자리로 열이 복사되어 전달된다. 또한, 이격 부재인 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)와 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)이 서로 접하는 열 접촉 방식에 의해 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)의 중심으로 열이 전달된다. 도 3b를 참조하면, 열 복사 공간(420 ~ 425)을 통해 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)으로의 열이 전달되는 열 전달량(Q)은 다음 수학식 1과 같다.

여기서, λ는 열 복사 공간(420 ~ 425)을 채우는 매질 예를 들어 공기의 열 전도율로서 상수이며, A는 전열 면적으로서 캐리어 몸체(400A)와 대향하는 포켓(300A)의 면적을 나타내고, δ는 전열벽의 두께로서 전술한 제2 내지 제7 이격 거리(d2 ~ d7)를 나타내고, V는 전열 부피로서 열 복사 공간(420 ~ 425)의 부피를 나타낸다.

결국, 실시 예에 의하면, 열 접촉 방식만으로 열을 전도하지 않고 열 복사 방식을 병행하여 열을 전도하기 때문에, 캐리어 몸체(400A)로부터 포켓(300A)으로 균일하게 열이 전달될 수 있다.

또한, 포켓(300A)의 개수는 복수일 수 있다. 이 경우, 캐리어 몸체(400A)는 복수의 포켓을 공간적으로 서로 분리하는 분리벽(408)을 더 포함할 수 있다. 분리벽(408)은 각 포켓(300A)이 삽입되는 삽입 공간(402, 404)을 서로 분리하는 역할을 한다. 만일, 분리벽(408)의 제4 폭(W4)이 7 ㎜보다 크다면 포켓(300A)을 수용하는 캐리어 몸체(400A)의 면적이 줄어들어 포켓(300A)의 개수가 제한을 받을 수 있다. 또한, 분리벽(410)의 제4 폭(W4)이 2 ㎜보다 작다면 포켓(300A)별 온도를 정확하게 측정하기 어려울 수 있고, 포켓(300A)이 회전할 때 저항력이 작아 포켓(300A)이 파손될 수도 있다. 그러므로, 분리벽(408)의 제4 폭(W4)은 2 ㎜ 내지 7 ㎜일 수 있다.

또한, 포켓(300A ~ 300D) 각각은 측벽과 몸체로 구분될 수 있다. 여기서, 포켓(300A ~ 300D)의 측벽은 제1 내측면(312)과 제1 외측면(321) 사이를 의미한다. 제1 내측면(312)과 제1 외측면(321) 사이의 이격 거리인 제5 폭(W5)이 1 ㎜보다 작으면 포켓(300A)이 회전할 때 파손될 수도 있고, 4 ㎜보다 크면 포켓(300A)에 얹혀지는 웨이퍼(500)의 크기가 제한될 수 있다. 예를 들어, 제5 폭(W5)이 4 ㎜보다 크면, 6 인치(inch) 크기의 웨이퍼(500)는 포켓(300A)에 얹혀지기 어려울 수 있다. 따라서, 제5 폭(W5)은 1 ㎜ 내지 4 ㎜일 수 있다.

또한, 제1 내지 제5 폭(W1 ~ W5), 제1 내지 제7 이격 거리(d1 ~ d7), 깊이(D), 높이 차(Δh) 및 제1 내지 제3 높이(h1 ~ h3)는 복수의 포켓(300A)별로 동일하거나 다를 수 있다. 이는, 캐리어 몸체(400A)에 탈착되는 포켓(300A)의 위치에 따라 포켓(300A)이 받는 열이 달라지기 때문에, 웨이퍼(500)가 성장하는 동안 예를 들면 도 1에 예시된 가열 수단(160)에 의해 가열될 때, 웨이퍼(500)의 가장 자리와 중앙 부분에 가해지는 온도를 균일하게 하기 위함이다.

한편, 도 3a 내지 도 3e에 예시된 제2 포켓 세그먼트(PS21, PS22)와 제2 캐리어 세그먼트(CS21, CS22)는 다양한 형태로 대향하여 배치될 수 있다. 이때, 도 3a 내지 도 3e에 예시된 바와 같이 제2-1 포켓 세그먼트(PS21)와 제2-2 포켓 세그먼트(PS22)는 포켓(300A ~ 300D)의 중심을 기준으로 서로 대칭으로 동일한 단면 형상을 가질 수도 있지만, 실시예는 이에 국한되지 않으며 서로 비대칭으로 다른 단면 형상을 가질 수도 있다. 또한, 제2-1 캐리어 세그먼트(CS21)와 제2-2 캐리어 세그먼트(CS22)는 캐리어 몸체(400A, 400B)의 중심을 기준으로 서로 대칭으로 동일한 단면 형상을 가질 수도 있지만, 실시예는 이에 국한되지 않으며 서로 비대칭으로 다른 단면 형상을 가질 수도 있다.

도 4a는 도 3b에 도시된 'K' 부분을 확대한 단면도를 나타내고, 도 4b 내지 도 4e는 도 3b에 도시된 'K' 부분의 다른 실시예의 단면도를 나타낸다.

이하, 제2-2 포켓 세그먼트(PS22)와 제2-2 캐리어 세그먼트(CS22)의 단면 형상에 대해서만 설명하지만, 이러한 설명은 제2-1 포켓 세그먼트(PS21)와 제2-1 캐리어 세그먼트(CS21)의 단면 형상에도 동일하게 적용될 수 있다.

실시예에 의하면, 포켓(300A ~ 300D)의 제2-2 포켓 세그먼트(PS22)와 캐리어 몸체(400A, 400B)의 제2 캐리어 세그먼트(CS22)는 도 3a 내지 도 3e 및 도 4a에 예시된 바와 같이 모두 사각형 단면 형상을 가질 수 있다. 또는, 포켓(300E)의 제2-2 포켓 세그먼트(PS22)와 캐리어 몸체(400C)의 제2 캐리어 세그먼트(CS22)는 도 4b에 예시된 바와 같이 모두 반원형 단면 형상을 가질 수 있다. 또는, 포켓(300G)의 제2-2 포켓 세그먼트(PS22)와 캐리어 몸체(400D)의 제2 캐리어 세그먼트(CS22)는 도 4d에 예시된 바와 같이 모두 삼각형 단면 형상을 가질 수 있다.

다른 실시예에 의하면, 도 4c에 예시된 바와 같이, 포켓(300F)의 제2-2 포켓 세그먼트(PS22)에서 제3 외저면(326)은 요철 단면 형상을 갖는 반면, 캐리어 몸체(400A)의 제2 캐리어 세그먼트(CS22)는 사각형 단면 형상을 가질 수 있다.

또 다른 실시예에 의하면, 도 4e에 예시된 바와 같이, 포켓(300G)의 제2-2 포켓 세그먼트(PS22)에서 제3 외저면(326)은 삼각형 단면 형상을 갖는 반면, 캐리어 몸체(400A)의 제2 캐리어 세그먼트(CS22)는 사각형 단면 형상을 가질 수 있다.

전술한 바와 같이 제2 포켓 세그먼트(PS22)와 제2 캐리어 세그먼트(CS22)의 단면 형상이 달라짐에 따라 열 복사 공간(424)의 부피가 달라짐으로써, 수학식 1에 보여지는 바와 같이 열 전도량(Q)이 달라질 수 있다.

도 4a 내지 도 4e에 예시된 포켓(300A ~ 300G) 및 캐리어 몸체(400A ~ 400D)의 서로 대향하는 단면 형상은 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 실시예는 이에 국한되지 않는다.

도 5 (a)는 도 2a에 도시된 B-B' 선을 따라 기존의 반도체 제조 장치에서 포켓(300)의 온도(710)를 측정한 그래프를 나타내고, 도 5 (b)는 도 2a에 도시된 B-B' 선을 따라 실시 예의 반도체 제조 장치에서 포켓(300:300A ~ 300G)의 온도(720)를 측정한 그래프를 나타낸다. 여기서, 도 5 (b)는 제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)을 동일하게 설정하고 측정한 결과를 나타낸다.

도 5 (a)를 참조하면, 기존의 반도체 제조 장치에 의할 경우, 포켓(300)의 가장 자리(예를 들어, PS21, PS22)의 온도는 평균 온도(AT)보다 높고, 포켓(300)의 중앙(예를 들어, PS1)의 온도는 평균 온도(AT)보다 낮다. 이는, 포켓(300)의 위치와 무관하게 열 접촉 방식으로 캐리어 몸체(400)로부터 포켓(300)으로 열이 전달되기 때문이다. 즉, 포켓(300)의 중앙(PS1)보다 가장 자리(PS21, PS22)가 캐리어 몸체(400)와 더 빈번하게 접촉할 뿐만 아니라 접촉 면적이 더 넓기 때문에, 가장 자리(PS21, PS22)의 온도가 중앙(PS1)의 온도보다 더 높다.

그러나, 실시 예의 반도체 제조 장치에 의할 경우, 포켓(300A ~ 300G)의 가장 자리(예를 들어, PS21, PS22)에는 열 접촉 방식의 열 전도율보다 더 낮은 열 전도율을 갖는 열 복사 방식에 의해 캐리어 몸체(400A ~ 400D)로부터 포켓(300A ~ 300G)으로 열이 전도되므로, 도 5 (b)에 도시된 바와 같이 포켓(300A ~ 300G)의 가장 자리(PS21, PS22)의 온도는 화살표 방향(802, 804)으로 감소하여 평균 온도(AT)로 수렴할 수 있다. 그리고, 포켓(300A ~ 300G)의 중앙(PS1)에서는 돌출 다리(406, 406-1, 406-2)와 삽입 홈(330, 330-1, 330-2)의 접촉에 의해 열 접촉 방식으로 캐리어 몸체(400A ~ 400D)로부터 포켓(300A ~ 300G)으로 열이 전도되므로, 도 5 (b)에 도시된 바와 같이 포켓(300A ~ 300F)의 중앙(PS1)의 온도는 화살표 방향(806)으로 증가하여 평균 온도(AT)로 수렴할 수 있다.

도 2a에 도시된 C-C' 선을 따라 기존과 실시예 각각의 반도체 제조 장치에서 포켓의 온도를 측정할 경우에도 도 2a에 도시된 B-B' 선을 따라 온도를 측정한 결과와 동일한 결과가 나타낸다.

따라서, 실시 예의 반도체 제조 장치에서 포켓(300A ~ 300G)의 가장 자리(PS21, PS22)와 중앙(PS1)으로 균일하게 열 전달이 이루어져서 포켓(300A ~ 300G)의 가장 자리(PS21, PS22)와 중앙(PS1)에서의 열 편차가 줄어들기 때문에, 웨이퍼(500)의 표면에 물질을 균일하게 성장시키는 데 기여할 수 있다.

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.

100: 반도체 제조장치 110: 소스
120: 반응 챔버 130, 130A, 130B: 웨이퍼 캐리어
150: 회전축 160: 가열 수단
170: 슈라우드 300, 300A ~ 300G: 포켓
312: 제1 내측면 314: 제1 내저면
316: 제2 내측면 318A ~ 318C: 제2 내저면
321: 제1 외측면 322: 제1 외저면
323: 제2 외측면 324: 제2 외저면
325: 제3 외측면 326: 제3 외저면
327: 제4 외측면 330, 330-1, 330-2: 삽입 홈
340: 홈의 바닥면 342: 홈
400, 400A ~ 400D: 캐리어 몸체 402, 404: 삽입 공간
406, 406-1, 406-2: 돌출 다리 408: 분리벽
412: 제3 내측면 413: 제3 내저면
414: 제4 내측면 415: 제4 내저면
416: 제5 내측면 417: 제5 내저면
418: 제6 내측면 420 ~ 425: 열 복사 공간
500: 웨이퍼 502: 웨이퍼의 테두리 부분
504: 웨이퍼의 선단

Claims

피증착체가 탑재되는 적어도 하나의 포켓; 및
상기 적어도 하나의 포켓이 탈착되는 삽입 공간을 갖는 캐리어 몸체를 포함하고,
상기 캐리어 몸체는 상기 적어도 하나의 포켓을 향하여 돌출되어, 상기 포켓을 떠받는 적어도 하나의 돌출 다리를 포함하고,
상기 적어도 하나의 포켓은 상기 적어도 하나의 돌출 다리의 삽입을 허용하는 형상을 갖는 적어도 하나의 삽입 홈을 포함하는 반도체 제조 장치.
제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출 다리의 높이는 상기 적어도 하나의 삽입 홈의 깊이보다 더 큰 반도체 제조 장치.
제1 항에 있어서, 상기 삽입 홈의 폭은 상기 돌출 다리의 폭보다 더 넓은 반도체 제조 장치.
제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 포켓은
상기 피증착체를 지지 가능한 형상을 갖는 상부; 및
상기 삽입 홈이 배치된 하부를 포함하는 반도체 제조 장치.
제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 포켓은 복수의 포켓을 포함하고,
상기 캐리어 몸체는 복수의 포켓을 분리하는 분리벽을 더 포함하는 반도체 제조 장치.