KR20150041753A - 공정 챔버 내에서 서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

공정 챔버 내에서 서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보정 몸체와 관련이 있고, 또한 반응기 하우징(1)의 공정 챔버(2) 내에 회전 가능하도록 배치된 서셉터(3)의 회전 위치를 상기 반응기 하우징(1)과 관련하여 결정하기 위한 장치 및 방법과 관련이 있으며, 이때 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
― 보정 몸체(13)를 서셉터(3)에 대한 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 상기 서셉터(3) 상의 지점에 위치 설정하는 단계;
― 그리퍼(20)를 위치 설정 장치(22)를 이용하여 제거 위치로 위치 설정하고/위치 설정하거나 상기 제거 위치에서 적어도 반응기 하우징(1)에 대한 상기 그리퍼(20)의 회전 상태(γ)를 저장하는 단계;
― 그리퍼(20)의 회전 상태를 변경하지 않고 상기 그리퍼(20)를 이용하여 보정 몸체(13)를 수용하는 단계;
― 보정 몸체(30)를 지지하는 그리퍼(20)를 위치 결정 지점으로 변위시키는 단계;
― 보정 몸체(13)의 회전 위치 검출 구조물(14, 14')을 사용하여 그리퍼(20)에 대한 상기 보정 몸체(13)의 상대적인 회전 위치(β)를 검출하는 단계;
― 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 상대적인 회전 위치(β)로부터 제거 위치에서 그리퍼(20)의 회전 상태(γ)를 고려하여 서셉터(3)의 회전 위치(α)를 결정하는 단계.

Description

공정 챔버 내에서 서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD OF DETERMINING ROTATING POSITION OF SUSCEPTOR IN A PROCESS CHAMBER}
본 발명은 반응기 하우징의 공정 챔버 내에 회전 가능하도록 배치된 서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치와 관련이 있다.
미국 특허 출원서 US 2012/0075460 A1호는 반응기 하우징 내에서 서셉터의 회전 상태가 광학적으로 검출될 수 있는 방법 및 장치를 기술한다. 상기 목적을 위해, 서셉터 및 하우징은 광학적 마킹(optical marking) 및 이미징 장치(imaging device)를 갖는다. 상기 이미징 장치에 의해 생성된 이미지를 참조하여 상기 마킹들 상호간의 상대적 위치가 결정될 수 있다.
미국 특허 출원서 US 6,327,517 B1호는 그리퍼 아암(gripper arm) 상에 놓인 기판의 회전 상태를 검출하기 위한 방법을 기술한다. 상기 목적을 위해, 광 배리어 장치를 이용하여 그리퍼 지점 및 기판 중점의 위치 벡터가 검출된다.
미국 특허 출원서 US 2003/0223057 A1호는 기판 형태를 갖고 수신 장치와 무선으로 통신하는 센서를 기술한다. 공간상의 고정된 지점에 대한 자체 위치를 검출하기 위해, 상기 센서는 광학적 수단을 구비한다.
독일 특허 출원서 DE 10 2010 017 082 A1호는 반도체 기판상에 반도체 층들을 증착하기 위한 장치를 공지한다. 상기 장치는 반응기 하우징 및 상기 반응기 하우징 내에 회전 가능하도록 배치된 서셉터를 포함한다. 상기 서셉터 상에는 이 서셉터의 중심을 둘러싸는 원호 라인 상에 배치된 다수의 기판 홀더가 존재하고, 상기 기판 홀더들은 상기 반응기 하우징의 공정 챔버 내에서 코팅될 수 있는 하나 이상의 기판을 지지한다. 그리퍼에 의해 기판 홀더로부터 상승된 기판의 중점을 결정하기 위해서는 광 배리어 장치가 사용된다. 상기 그리퍼가 상기 기판을 광 배리어 장치를 통해 이동시킴으로써 상기 서셉터 가장자리의 공간상의 지점들이 검출될 수 있다. 상기 공간상의 지점들을 참조하여 상기 그리퍼 상의 기준점에 대한 기판의 상대적 변위(offset)가 검출될 수 있다.
추가로 그리퍼 장치를 이용한 기판의 핸들링은 미국 특허 출원서 US 6,510,365 B1호에 공지되어 있다.
미국 특허 출원서 US 5,644,400호는 광선을 이용하여 기판의 상대적인 위치가 검출될 수 있는 방법을 기술한다.
미국 특허 출원서 US 2012/0116586 A1호는 일 방법예를 기술하는데, 상기 방법으로 로봇 아암(robot arm)은 기판을 서셉터로부터 상승시키기 위해 상기 기판의 올바른 위치로 이동하는 것을 학습한다.
마찬가지로 미국 특허 출원서 US 2011/0125325호도 일 방법예를 기술하는데, 상기 방법으로 그리퍼 아암의 위치 설정이 학습될 수 있으며, 이때 이미징 공정이 사용된다.
미국 특허 출원서 US 8,039,366호는 광학적 마킹을 사용하는 조정 공정을 기술한다.
미국 특허 출원서 US 4,819,167호는 다수의 광 배리어로 이루어진 광 배리어 장치가 기술하며, 상기 광 배리어 장치에 의해 웨이퍼의 외측 에지의 상대적 위치가 검출될 수 있다.
미국 특허 출원서 US 8,255,082 B1호는 일 방법예를 기술하는데, 상기 방법으로 그리퍼 아암의 적재- 및 하적 위치로의 이동이 광학적 위치 검출 수단의 사용하에 학습될 수 있다.
본 발명의 과제는, 시동(initial start-up)시 또는 유지 작업 후에 반응기 하우징의 공정 챔버 내에 회전 가능하도록 배치된 서셉터의 상대적인 회전 위치가 상기 반응기 하우징과 관련하여 결정될 수 있는 간단한 보정 방법을 제시하는 것이다.
본 발명의 과제는 또한, 간단한 보정을 가능하게 하는 적합한 보조 수단을 제시하는 것이다.
본 발명에 따라 공정 챔버 내에 회전 가능하도록 배치된 서셉터의 회전 위치를 결정하기 위하여 보정 몸체가 사용되며, 상기 보정 몸체는 서셉터에 대한 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 상기 서셉터 상의 지점에 위치 설정될 수 있고, 상기 보정 몸체는 보정 몸체를 지지하는 그리퍼에 대하여 상기 보정 몸체의 회전 위치를 검출하기 위해 위치 결정 수단에 의해 검출 가능한 회전 위치 검출 구조물을 갖는다. 본 발명에 따른 방법은 다음의 단계들로 이루어진다:
― 보정 몸체를 서셉터에 대한 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 상기 서셉터 상의 지점에 위치 설정하는 단계;
― 그리퍼를 위치 설정 장치를 이용하여 그리퍼를 사전 설정된 제거 위치로 위치 설정하고/위치 설정하거나 상기 제거 위치에서 적어도 반응기 하우징에 대한 상기 그리퍼의 회전 상태를 저장하는 단계;
― 그리퍼의 회전 상태를 변경하지 않고 이 그리퍼를 이용하여 보정 몸체를 수용하는 단계;
― 보정 몸체를 지지하는 그리퍼를 위치 결정 지점으로 변위시키는 단계;
― 보정 몸체의 회전 위치 검출 구조물을 사용하여 그리퍼에 대한 상기 보정 몸체의 상대적인 회전 위치를 검출하는 단계;
― 그리퍼에 대한 보정 몸체의 상대적인 회전 위치로부터 제거 위치에서 그리퍼의 회전 상태를 고려하여 상기 서셉터의 회전 위치를 결정하는 단계;
본 발명의 바람직한 개선 예들은 다음의 특징들을 갖는다: 보정 몸체의 회전 위치 검출 구조물은 직선으로 진행하는 에지일 수 있다. 상기 에지는 보정 몸체의 광 투과성 슬롯에 의해 형성될 수 있다. 상기 슬롯으로는 보정 몸체의 중점을 가로지르는 직선을 통해 진행하는 길이 방향 슬롯을 고려할 수 있다. 2개의 슬롯이 제공될 수 있다. 상기 2개의 슬롯은 서로 동일 평면에 있을 수 있다. 서로 평행하게 진행하는 슬롯의 2개의 외측 에지는 각각 회전 위치 검출에 기여할 수 있다. 회전 위치 검출은 바람직하게 광학 장치, 예를 들어 하나 이상의 광 배리어를 이용하여 이루어진다. 이미징 공정도 사용될 수 있다. 상기 이미징 공정의 경우, 보정 몸체를 지지하는 그리퍼를 위치 결정 지점에서 보여주는 이미지가 생성된다. 보정 몸체는 원형의 둘레 에지를 가질 수 있다. 따라서 상기 보정 몸체는 원형의 수평 단면을 가질 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 형성 예에서는 보정 몸체가 예를 들어 그리퍼에 의해, 경우에 따라서 수동으로 제어된 그리퍼에 의해 기판 또는 기판 홀더 대신에, 상기 기판 또는 기판 홀더를 위한 서셉터의 지지부에 위치 설정된다. 보정 몸체가 기판 홀더 대신에 서셉터 상의 지지부에 위치 설정되어야 한다면, 상기 기판 홀더는 사전에 상기 서셉터의 지지부로부터 제거된다. 보정 몸체는 피팅 소자(fitting element)를 구비할 수 있고, 상기 피팅 소자에 의해 보정 몸체는 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 서셉터 상의 지점에 위치 설정될 수 있다. 상기 피팅 소자는 대향하는 대응 피팅 소자와 상호작용한다. 가장 단순한 경우에 피팅 소자는 리세스 내로 맞물리는 2개의 돌출부를 형성할 수 있다. 대향 피팅 소자들은 어댑터 부분에 의해 형성될 수 있다. 상기 어댑터 부분은 사전 설정된 회전 위치 상태로 사전 설정된 서셉터 상의 지점에 위치 설정될 수 있다. 상기 목적을 위해, 바람직하게 기판 홀더가 이 기판 홀더에 할당된 서셉터의 포켓으로부터 제거된다. 빈 포켓 내로 어댑터 부분이 삽입된다. 상기 어댑터 부분은 센터링 장치를 포함할 수 있고, 상기 센터링 장치에 의해 어댑터 부분은 포켓 내에서 중심에 배치될 수 있다. 그 밖에, 상기 어댑터 부분은 서셉터의 대향 오리엔테이션 수단과 상호작용하는 오리엔테이션 수단(orientation means)을 구비할 수 있다. 예를 들어 어댑터 부분으로부터 오리엔테이션 러그(orientation lug)가 방사 방향으로 돌출할 수 있는데, 상기 오리엔테이션 러그는 서셉터에 고정 배치된 오리엔테이션 소자 상에 설치 가능하다. 상기 오리엔테이션 소자를 이용하여 서셉터에 대한 어댑터 부분의 상대적인 회전 위치가 결정된다. 위치 결정 수단은 보정 몸체의 공간상의 적어도 3개의 지점을 검출하는 기능을 한다. 상기 목적을 위해 그리퍼 아암은, 보정 몸체가 직선 이동 방향으로 또는 사전 설정된 곡선 이동 방향으로도 광 배리어 어레인지먼트를 통과하도록 만들 수 있다. 광 배리어가 보정 몸체 윤곽선의 외측 에지 또는 슬롯의 외측 에지에 의해 중단되면, 그리퍼의 실제 회전 위치 및 공간상의 실제 지점이 검출된다. 상기 목적을 위해, 변위 센서 및 회전각 센서가 사용된다. 상기 회전각 센서는 그리퍼 아암의 회전각을 검출할 수 있고, 상기 변위 센서는 그리퍼의 측 방향 이동을 검출할 수 있다. 그런 다음 상기 위치 데이터로부터 그리퍼 상의 기준선 및 기준점에 대한 공간상의 지점들의 위치가 검출될 수 있다. 이 경우, 상기 공간상의 지점들의 위치로부터 그리퍼에 대한 보정 몸체의 상대적인 회전 위치가 검출된다. 제거 위치에서 그리퍼가 반응기 하우징에 대한 사전 설정된 회전 상태를 취하면, 위치 결정시 반응기 하우징에 대한 그리퍼의 절대 회전 상태(absolute rotation state)를 알 수 있게 된다. 이와 관련해서 대안적으로 반응기 하우징에 대한 그리퍼의 절대 회전 상태는 서셉터로부터 보정 몸체의 제거시 저장될 수도 있다. 즉, 상기 회전 상태를 나타내는 값이 저장된다. 서셉터의 회전 위치를 검출하기 위하여 상기 회전 상태 값은 그리퍼에 대한 보정 몸체의 상대적인 회전 위치와 연관성을 갖게 된다. 그럼으로써, 서셉터의 회전 위치가 검출될 수 있다. 가장 간단한 경우에, 반응기 하우징의 기준선에 대한 그리퍼 아암 기준선의 절대 회전 상태가 저장된다. 그런 다음 서셉터의 회전 위치를 검출하기 위해 상기 절대 회전 상태는 그리퍼의 고정 기준선에 대한 보정 몸체의 회전 위치로부터 도출된다.
본 발명에 따른 장치 또는 본 발명에 따른 방법에 의해서 그리퍼 제어의 학습이 간단하게 이루어질 수 있다. 반응기 또는 서셉터에서의 시동 이전 또는 유지 작업 이후에 서셉터는 실제로 공지되지 않은 회전 상태를 취한다. 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치에 의해 서셉터의 회전 위치는 반응기 하우징의 고정 기준선의 방향과 관련하여 결정될 수 있다. 상기 목적을 위해, 서셉터의 포켓 내에 삽입된 기판 홀더가 이 포켓으로부터 제거된다. 상기 포켓은 실제로 원통형의 윤곽선을 갖는다. 에지 커버 아래에는 오리엔테이션 핀이 있을 수 있다. 작동 상태에서 상기 오리엔테이션 핀은 상기 에지 커버에 의해 덮인다. 전술된 어댑터 부분은 기판 홀더 대신에 서셉터의 포켓 내로 삽입된다. 이 경우, 포켓 바닥의 센터링 돌출부 또는 포켓 바닥 상에 놓인 지지 플레이트가 어댑터 부분의 센터링 리세스 내로 맞물린다. 그 밖의 원판 형태의 어댑터 부분으로부터 측면으로 돌출하는 오리엔테이션 러그는 오리엔테이션 핀 상에 설치됨으로써, 결과적으로 상기 어댑터 부분은 서셉터에 대한 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 상기 서셉터 상의 지점에 위치 설정된다. 포켓으로부터 제거된 기판 홀더가 대략 포켓의 깊이에 상응하는 두께를 갖는 반면, 어댑터 부분은 현저히 더 두껍게 형성됨으로써, 결과적으로 어댑터 부분의 상부면이 포켓으로부터 돌출한다. 그런 다음 상기 어댑터 부분 상에는 바람직하게 원판 형태인 보정 몸체가 설치된다. 이 경우, 위치 설정 소자들, 바람직하게 2개의 위치 설정 핀이 각각 하나의 위치 설정 개구 내로 맞물림으로써, 결과적으로 보정 몸체도 서셉터에 대한 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 상기 서셉터 상의 지점에 위치 설정된다. 그런 다음 위치 설정 장치를 이용하여 그리퍼가 제거 위치로 이동된다. 그리퍼의 제거 위치로의 이동은 위치 설정 장치의 위치 설정 드라이브를 수동으로 구동 제어함으로써 이루어질 수 있다. 그리퍼의 2개의 아암은 서셉터의 상부면에 대해 상승된 위치에 있는 보정 몸체의 외측 에지 아래로 이동된다. 상기 보정 몸체의 직경은 기판의 직경보다 클 수 있다. 그리퍼는 제거 위치에서 사전 설정된 회전 상태를 취할 수 있다. 이와 관련하여 대안적으로는 제거 위치에서 반응기 하우징에 대한 그리퍼의 회전 상태가 저장될 수도 있는데, 그 이유는 이에 대한 값이 추후에 사용되기 때문이다. 그리퍼의 2개의 아암을 단지 상승함으로써 그리퍼의 회전 상태의 변경 없이 보정 몸체가 이 그리퍼에 의해 수용된다. 후속하여 상기 보정 몸체는 그리퍼에 의해 반응기 하우징의 적재- 및 하적 개구를 통해 위치 결정 지점으로 이동된다. 상기 위치 결정 지점에는 광학적 센서 소자들을 구비한 위치 결정 수단이 있다. 상기 광학적 센서 소자들은 광 배리어를 형성할 수 있다. 상기 광학적 센서 소자들은 광 그리드(light grid)를 형성할 수도 있다. 그러나 상기 광학적 센서 소자들은 CCD-카메라를 형성할 수도 있는데, 상기 CCD-카메라에 의해서 그리퍼 및 그리퍼에 의해 지지되는 보정 몸체의 이미지가 기록된다. 가장 간단한 방식으로 그리퍼에 대한 보정 몸체의 상대적인 회전 위치의 검출은 독일 특허 출원서 DE 10 2010 017 082 A1호에 기본적으로 기술되는 바와 같은 방법에 의해 이루어진다. 보정 몸체는 그리퍼에 의해 1개 또는 2개의 광 배리어를 가질 수 있는 광 배리어 도어를 통과하여 변위 된다. 이 경우, 상기 보정 몸체의 공간상의 적어도 3개 지점이 그리퍼와 관련하여 검출된다. 상기 검출은 보정 몸체의 회전 위치 검출 구조물을 사용하여 이루어지며, 상기 회전 위치 검출 구조물로는 직선으로 진행하는 예컨대 윈도우의 에지가 고려될 수 있다. 연산 장치는 그리퍼 아암의 기준선에 대한 보정 몸체의 상대적인 회전 위치 및 그리퍼 상의 기준점에 대한 보정 몸체의 중점의 상대적인 변위를 결정한다. 가장 간단한 경우에 보정 몸체는 그리퍼의 상대적 회전 동작 없이 제거 위치에서 위치 결정 지점까지 변위 된다. 광 배리어 도어를 통과하는 그리퍼의 이동시에도 바람직하게 그리퍼의 회전 상태가 변경되지 않는다. 그 밖에 그리퍼의 기준선이 반응기 하우징의 기준선과 일치하면, 상기 그리퍼의 기준선에 대한 보정 몸체의 회전 위치의 각도는 상기 반응기 하우징의 기준선과 연관된 서셉터의 회전 위치의 각도와 같다. 이 경우 서셉터를 제로 위치에 제공하기 위해, 상기 서셉터는 반응기 하우징에 대한 상응하는 회전각을 중심으로 회전된다. 제거 위치에서 그리퍼의 회전 상태가 저장되면, 서셉터의 회전 위치를 반응기 하우징과 관련하여 검출하기 위해 상기 그리퍼의 회전 위치 값은 그리퍼에 대한 보정 몸체의 상대적인 회전 위치와 연관성을 갖게 된다.
본 발명의 실시 예들은 다음에서 첨부된 도면들을 참고하여 설명된다.
도 1은 반응기 하우징 커버가 제거되어 있음으로써, 서셉터(3)의 상부면이 가시적인 반응기 하우징(1)으로서, 이때 반응기 하우징(1)의 적재- 및 하적 개구 바로 앞에 배치된 리세스(23) 내에 기판(6)을 지지하는 기판 홀더(5)가 놓인 상기 반응기 하우징의 평면도이고,
도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 단면도이며,
도 3은 도 1을 확대한 도면으로서, 이때 기판(6) 및 기판 홀더(5)는 포켓 및 커버 소자(8)로부터 제거된 평면도이고,
도 4는 도 3의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도이며,
도 5는 어댑터 부분(12)을 리세스(23) 내로 삽입한 이후의 도 3에 따른 평면도이고,
도 6은 도 5의 선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 단면도이며,
도 7은 보정 몸체(13)를 어댑터 부분(12) 상에 설치한 이후의 도 5에 따른 평면도이고,
도 8은 도 7의 선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절단한 단면도이며,
도 9는 적재- 및 하적 개구(7)를 통과하는 그리퍼(20)를 갖는 반응기 하우징으로서, 이때 그리퍼의 아암(21)은 보정 몸체(13)를 아래에서 파지하는 도 1에 따른 상기 반응기 하우징의 평면도이고,
도 10은 도 9의 선 Ⅹ-Ⅹ을 따라 절단한 단면도이며,
도 11은 그리퍼(20)의 기준선(C)에 대한 보정 몸체(13)의 회전각(β)의 결정을 명확하게 보여주는 개략도이고, 그리고
도 12는 그리퍼(20)의 기준선(C)에 대한 보정 몸체(13)의 회전 위치(β)를 결정하기 위한 일 변형 예이다.
도면들은 CVD-반응기의 반응기 하우징(1)을 보여준다. 상기 반응기 하우징 내로 도시되지 않은 가스 도관이 연결되고, 상기 가스 도관에 의해 가스 형태의 출발 물질이 반응기 하우징(1)의 공정 챔버(2) 내로 제공될 수 있다. 상기 공정 챔버(2) 내에 배치된 서셉터(3)는 다수의 기판(6)을 지지하고 아래쪽에서 공정 온도로 가열될 수 있다. 기판(6)의 표면상에 층을 증착하기 위해 상기 공정 온도에서 공정 챔버(2) 내에 제공된 가스 형태의 출발 물질이 증류된다.
각각 하나의 기판(6)이 서셉터(3)의 포켓 형태의 리세스(23) 내에 삽입된 기판 홀더(5) 상에 놓인다. 서셉터(3)의 회전 중심(D)의 둘레에는 원형 배열로 배치된 총 8개의 리세스(23)가 제공되어 있다.
도시되지 않은 드라이브 수단에 의해 서셉터(3)의 회전 중심(D)이 회전 구동될 수 있다. 서셉터(3)는 층 증착 공정 동안에 회전된다. 그러나 상기 서셉터는 적재 및 하적을 위해 회전되기도 하는데, 이때 단계적으로 기판(6)이 지지되어 있는 지지부가 각각 적재- 및 하적 개구(7)의 바로 앞에 있는 적재- 및 하적 위치로 이동된다. 각각의 리세스(23) 내에는 상기 기판(6)을 지지하는 기판 홀더(5)가 삽입된다. 실시 예에서는 기판 홀더(5)가 센터링 핀(9)에 의해 리세스(23) 바닥에 대하여 센터링 되는 지지 플레이트(4) 상에 놓인다. 리세스(23) 바닥의 개구들로부터 상기 지지 플레이트(4)를 상승하여 회전 공정으로 설정하는 보조 가스가 유동한다. 그럼으로써, 지지 플레이트(4) 상에 놓인 기판 홀더(5) 및 기판 홀더(5) 상에 놓인 기판(6)은 증착 공정 동안에 센터링 핀(9)의 축을 중심으로 회전한다. 상기 기판 홀더(5)는 하부면에 센터링 리세스를 갖는데, 상기 센터링 리세스 내로 지지 플레이트(4)의 센터링 돌출부(10)가 맞물린다.
도 1은 서셉터(3)가 반응기 하우징(1)에 대하여 회전됨으로써, 결과적으로 서셉터(3)의 중심(D), 즉 회전축(D)을 통해 진행하는 기준선(B)이 반응기 하우징에 고정되어 있고 마찬가지로 상기 회전축(D)을 통해 진행하는 기준선(A)에 대하여 회전각(α)만큼 변위 되는 유지 작업 이후의 상기 서셉터(3)를 보여준다. 서셉터(3)는 상기 회전각(α)이 상대적으로 작은 회전 위치에 제공된다. 최적의 경우, 서셉터(3)는 회전각(α)이 영(zero)인 제로 위치에 제공되는데, 상기 제로 위치에서 기판은 최적의 경우 자체 지지부로부터 제거될 수 있다. 그러나 유지 작업 이후 또는 시동 이전에 회전각(α)은 한계 값을 갖는다.
본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법에 의해 상기 회전 위치(α)가 결정되어야 한다.
상기 목적을 위해, 우선 기판 홀더(5) 및 커버 소자(8)가 서셉터(3)로부터 제거된다. 상기 상황은 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
그런 다음 지지 플레이트(4) 상에, 즉 리세스(23) 내로 실제로 원판 형태의 어댑터 부분(12)이 삽입된다. 상기 어댑터 부분(12)은 하부면에 센터링 리세스(11)를 갖고, 상기 센터링 리세스 내로 센터링 돌출부(10)가 맞물린다. 어댑터 부분(12)의 가장자리로부터 포크형(fork shaped) 개구를 갖는 오리엔테이션 러그(24)가 돌출하고, 상기 개구는 오리엔테이션 핀(25) 상에 설치된다. 그럼으로써, 리세스(23) 내로 삽입된 어댑터 부분(12)은 서셉터(13)에 대한 사전 설정된 각도 상태를 사전 설정된 상기 서셉터(3) 상의 지점에서 얻는다.
어댑터 부분(12)의 재료 두께는 기판 홀더(5)의 재료 두께보다 두껍기 때문에, 이로써 상기 어댑터 부분(12)의 상부면은 서셉터(3)의 상부면에 대해 상승되어 있다. 상기 어댑터 부분(12)의 상부면으로부터 2개의 위치 설정 핀(18)이 돌출한다. 상기 위치 설정 핀들은 기준선(B) 내에 놓인다.
도 7 및 도 8에 명료하게 나타나 있는 다음 방법 단계에서는 상기 어댑터 부분(12)의 상부면 상에 보정 몸체(13)가 설치된다. 상기 보정 몸체(13)로는 원형 윤곽선을 갖고 2개의 위치 설정 개구(19)를 갖는 평면 디스크가 고려된다. 어댑터 부분(12) 또는 센터링 핀(9)에 보정 몸체(13)가 동축으로 할당되면서 위치 설정 핀(18)들이 위치 설정 개구(19)들 내로 맞물림으로써, 결과적으로 상기 보정 몸체(13)는 서셉터(3)에 대한 사전 설정된 각도 상태를 사전 설정된 상기 서셉터(3) 상의 지점에서 갖게 된다.
보정 몸체(13)는 회전 위치 검출 구조물(14, 14')들을 갖는다. 상기 회전 위치 검출 구조물(14, 14')들로는 직경 라인(E) 상에서 진행하는 2개의 길이 방향 슬롯이 고려된다. 보정 몸체(13)의 중심을 통해 진행하는 상기 직경 라인(E)은 위치 설정 개구(19)들의 위치에 의해 규정된 직경 라인의 직각으로 진행한다. 따라서 상기 직경 라인(E)은 기준선(B)에 대해 횡 방향으로 진행한다.
2개의 윈도우(14, 14')는 각각 직경 라인(E)에 대해 평행하게 진행하는 외측 에지(15, 16 또는 15', 16')들을 갖는다. 보정 몸체(13)는 원호 라인 상에서 상기 보정 몸체의 중심을 둘러싸며 진행하는 둘레 에지(17)를 갖는다.
도 9 및 도 10은 위치 설정 드라이브에 의해 구동 제어 가능하고 2개의 아암(21)을 갖는 그리퍼(20)를 보여준다. 상기 그리퍼(20)에 의해 정상 작동시 코팅된 기판(6) 또는 기판 홀더(5) 혹은 기판(6)과 기판 홀더(5)를 동시에 지지하는 지지 플레이트(4)는 리세스(23) 내로 삽입되거나 리세스(23)로부터 제거된다.
회전 위치(α)를 결정하기 위해 그리퍼(20)는 경우에 따라 수동으로 적재- 및 하적 개구(7)를 통해 공정 챔버(2) 내로 이동됨으로써, 결과적으로 그리퍼 아암(21)은 리세스(23)의 가장자리 위로 돌출하는 보정 몸체(13)를 아래에서 파지한다. 도 9 및 도 10에 도시된 상기 제거 위치에서 그리퍼(20)의 측 방향 위치 및 그리퍼 아암(21)의 각도 상태가 저장된다. 추후에 회전 위치를 연산하여 검출하기 위해 반응기 하우징(1)의 기준선(A)의 방향에 대한 그리퍼(20)의 기준선(C)의 위치가 저장된다. 실시 예에서 기준선(C)은 2개의 그리퍼 아암(21)의 연장 방향에 대해 횡 방향으로 진행한다. 반응기 하우징(1)의 기준선(A)에 대한 그리퍼(20)의 기준선(C)의 회전 상태는 도 9에서 부호 γ로 표시되어 있다. 가장 간단한 경우 γ의 값은 90°에 달한다.
이 경우, 회전 상태(γ)의 변경 없이 그리퍼(20)가 상승함으로써, 결과적으로 그리퍼 아암(21)은 보정 몸체(13)의 하부면을 아래에서 파지한다. 이처럼 상기 보정 몸체(13)는 어댑터 부분(12)으로부터 분리되고 그리퍼(20) 상에 지지되어 적재- 및 하적 개구(7)를 통해 공정 챔버(2)로부터 외부로, 위치 결정 지점 쪽으로 이동된다.
보정 몸체의 위치 결정은 예를 들어 도 11에 도시된 방식으로 이루어진다. 그리퍼 아암(21) 상에 놓인 보정 몸체(13)는 위치 설정 드라이브에 의해 직선 이동 경로(G)를 따라 이동 방향(W)으로 변위 된다.
이때 2개의 광 배리어(L1 및 L2)가 제공되고, 상기 광 배리어들은 보정 몸체(13)의 변위 시 지점(P1 및 P2)들이 상기 광 배리어(L1, L2)들의 위치에 도달하면 중단된다. 그리퍼의 각각의 회전 상태 및 공간상의 지점은 회전각 센서 또는 변위 센서를 통해 검출된다. 상기 그리퍼의 위치들로부터 기준점(R) 및 기준선(E)에 대해 상대적으로 공간상의 지점(P1 및 P2)들이 결정될 수 있다. 공간상의 2개의 추가 지점(P3 및 P4)은 광 배리어가 슬롯(14, 14')의 에지(15, 15')들을 통과하면 결정된다. 공간상의 추가 지점(P5 및 P6)은 에지(16, 16')들이 재차 광 배리어(L1, L2)들을 중단하면 결정된다. 마지막으로 공간상의 2개의 추가 지점(P7 및 P8)은 둘레 에지(17)가 2개의 광 배리어(L1, L2)를 통과하면 결정된다.
상기 공간상의 지점(P1 내지 P8)들로부터 기준점(R)에 대한 보정 몸체(13)의 중심의 변위 또는 그리퍼(20)의 기준선(C)에 대한 직경 라인(E)의 회전 위치(β)가 검출될 수 있다.
직경 평면이 기준선(B)에 대해 횡 방향으로 진행하고, 그리고 기준선(C)은 가장 간단한 경우 기준선(A)에 대해 횡 방향으로 진행하기 때문에, 특정 회전 위치(β)는 회전 위치(α)와 동일하며, 이때 회전 위치(α)는 서셉터(3)가 반응기 하우징(1)에 대한 제로 위치를 취하기 위해서 회전되어야 하는 각도이다.
더 큰 회전 위치(α)의 경우, 제거 위치에서 그리퍼를 제거함으로써, 각(γ)이 더 이상 90°를 취하지 않고 기준선(C)은 더 이상 기준선(A)에 대해 횡 방향으로 진행하지 않도록 해야한다. 그런 다음 상기 변위 각은 회전 위치(β)의 검출시 고려되어야 한다. 또한, 회전 위치(β)의 검출시 그리퍼(20) 각각의 회전 위치 변경이 고려되어야 하는데, 상기 회전 위치 변경은 제거 위치와 위치 결정 지점 사이에서의 그리퍼의 변위 시 이루어진다.
도 12는 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 회전 위치(β)를 검출하기 위한 변형 예를 보여준다. 상기 방법의 경우 그리드 형태로 배치된 다수의 광학 센서가 사용된다. 센서 필드(27)를 통해 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 상대적 위치가 검출된다. 이 경우에도 상기 데이터가 제어 장치(26)로 공급되어 이 제어 장치는 데이터로부터 회전 위치(β)를 연산한다.
공지된 모든 특징들은 (그 자체로) 발명에 있어서 중요하다. 따라서 본 출원서의 공개 내용에는 관련된/첨부된 우선권 서류(예비 출원서의 사본)의 공개 내용도 전체적으로 포함되는데, 그 목적에는 상기 서류의 특징들을 본 출원서의 청구범위 내에 함께 수용하기 위함도 있다. 종속 청구항들은 임의로 종속된 텍스트 내에, 특히 상기 청구항들을 기초로 부분 출원을 실시하기 위하여 선행 기술의 독립적이고 진보적인 개선 예들을 특징적으로 보여준다.
1 반응기 하우징 24 오리엔테이션 러그
2 공정 챔버 25 오리엔테이션 핀
3 서셉터 26 제어 장치
4 지지 플레이트 27 센서 필드
5 기판 홀더 A, B, C, D 기준선
6 기판 E 직경 라인
7 적재-하적 개구 G 이동 경로
8 커버 L1, L2 광 배리어
9 센터링 핀 P1-P8 공간상의 지점
10 센터링 돌출부 R 기준점
11 센터링 리세스 W 이동 방향
12 어댑터 부분 α, β 회전 위치
13 보정 몸체 γ 회전 상태
14, 14' 회전 위치 검출 구조물/슬롯
15, 15' 외측 에지
16, 16' 외측 에지
17 둘레 에지
18 위치 설정 핀
19 위치 설정 개구
20 그리퍼
21 그리퍼 아암
22 위치 설정 장치
23 리세스

Claims (14)

  1. 그리퍼(20) 및 위치 결정 수단(21, 22)들을 이용하여 반응기 하우징(1)의 공정 챔버(2) 내에 회전 가능하도록 배치된 서셉터(3)의 회전 위치(α)를 상기 반응기 하우징(1)과 관련하여 결정하기 위한 장치에 있어서,
    서셉터(3)에 대한 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 상기 서셉터(3) 상의 지점에 위치 설정 가능하고, 보정 몸체(13)를 지지하는 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 회전 위치(β)를 검출하기 위해 위치 결정 수단(21, 22)에 의해 검출 가능한 회전 위치 검출 구조물(14, 14')을 구비한 상기 보정 몸체(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    보정 몸체(13)의 회전 위치 검출 구조물(14, 14')은 특히 상기 보정 몸체(13)의 광 투과성 슬롯(14, 14')에 의해 형성된, 직선으로 진행하는 에지(16, 16', 15, 15')인 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    보정 몸체(13)는 원형의 둘레 에지(17)를 갖고 기판(6) 또는 기판 홀더(5) 대신에, 상기 기판(6) 또는 기판 홀더(5)를 위한 서셉터(3)의 지지점에 위치 설정 가능한 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    보정 몸체(13)는 피팅 소자(fitting element)(19)를 구비하고, 상기 피팅 소자에 의해 상기 보정 몸체(13)는 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 서셉터(3) 상의 지점에 위치 설정 가능하며, 이때 상기 피팅 소자(19)는 특히 대응하는 대향 피팅 소자(18)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    대향 피팅 소자(18)는 어댑터 부분(12)에 의해 형성되었고, 이때 상기 어댑터 부분(12)은 기판 홀더(15) 대신에, 서셉터(3)의 리세스(23) 내로 삽입 가능하며, 이 경우 특히 상기 어댑터 부분(12)이 센터링 장치(10, 11)에 의해 센터링 위치에 고정되고 오리엔테이션 수단(orientation means)(24, 25)에 의해 사전 설정된 회전 위치에 고정되도록 제공되는 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    어댑터 부분(12)은 실제로 원형의 윤곽선 및 상기 윤곽선으로부터 돌출하는 오리엔테이션 러그(orientation lug)(24)를 갖고, 상기 오리엔테이션 러그는 상기 어댑터 부분(12)의 회전 위치 결정을 위해 서셉터에 고정 배치된 오리엔테이션 소자(25)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    보정 몸체(13)는 특히 방사 방향으로 연장되는 하나 이상의 길이 방향 슬롯(14, 14')을 갖는 원형 판인 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    위치 결정 수단(21, 22)은 그리퍼(20)의 이동 경로 내에 놓인 특히 하나, 바람직하게는 2개의 광 배리어(L1, L2)를 통해 보정 몸체(13)의 공간상의 적어도 3개 지점(P1 내지 P8)의 위치를 결정하기 위한 광학 측정 장치를 구비하고, 상기 광 배리어들의 광선은 그리퍼(20)의 이동 평면에 대해 수직으로 정렬된 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    광 배리어(L1, L2)의 개시시 변위 센서 및 회전각 센서에 의해 검출된 그리퍼(20)의 위치 데이터를 저장하고, 상기 위치 데이터로부터 그리퍼(20)의 기준선(C) 및 기준점(R)에 대한 공간상의 지점(P1 내지 P8)의 위치들을 연산하고, 상기 공간상의 지점의 위치들로부터 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 상대적인 회전 위치(β)를 연산하며, 그리고 서셉터(3)의 회전 위치(α)를 검출하기 위해 이와 같이 검출된 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 상대적인 회전 위치(β)가 제거 위치에서 반응기 하우징(1)에 대한 그리퍼(20)의 저장된 회전 상태(γ)의 값과 연관성을 갖도록 하는 연산 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    서셉터(3)는 검출된 회전 위치(α)의 값만큼 제로 위치로 회전되는 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 장치.
  11. 반응기 하우징(1)의 공정 챔버(2) 내에 회전 가능하도록 배치된 서셉터(3)의 회전 위치를 상기 반응기 하우징(1)과 관련하여 결정하기 위한 방법에 있어서, 다음의 단계들:
    ― 보정 몸체(13)를 서셉터(3)에 대한 사전 설정된 각도 상태로 사전 설정된 상기 서셉터(3) 상의 지점에 위치 설정하는 단계;
    ― 그리퍼(20)를 위치 설정 장치(22)를 이용하여 제거 위치로 위치 설정하고/위치 설정하거나 상기 제거 위치에서 적어도 반응기 하우징(1)에 대한 상기 그리퍼(20)의 회전 상태(γ)를 저장하는 단계;
    ― 그리퍼(20)의 회전 상태를 변경하지 않고 상기 그리퍼(20)를 이용하여 보정 몸체(13)를 수용하는 단계;
    ― 보정 몸체(30)를 지지하는 그리퍼(20)를 위치 결정 지점으로 변위시키는 단계;
    ― 보정 몸체(13)의 회전 위치 검출 구조물(14, 14')을 사용하여 그리퍼(20)에 대한 상기 보정 몸체(13)의 상대적인 회전 위치(β)를 검출하는 단계;
    ― 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 상대적인 회전 위치(β)로부터 제거 위치에서 그리퍼(20)의 회전 상태(γ)를 고려하여 서셉터(3)의 회전 위치(α)를 결정하는 단계를 포함하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    보정 몸체(13)는 원형의 둘레 에지(17)를 갖고 기판(6) 또는 기판 홀더(5) 대신에, 상기 기판(6) 또는 기판 홀더(5)를 위한 서셉터(3)의 지지부에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    위치 결정 수단(21, 22)은 광학 측정 장치를 이용하고, 상기 광학 측정 장치에 의해서 그리퍼(20)의 이동 경로 내에 놓인 특히 하나, 바람직하게는 2개의 광 배리어(L1, L2)를 통해 보정 몸체(13)의 공간상의 적어도 3개 지점(P1 내지 P8)의 위치가 결정되고, 상기 광 배리어들의 광선은 그리퍼(20)의 이동 평면에 대해 수직으로 정렬된 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 방법.
  14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    연산 장치를 통해서, 광 배리어(L1, L2)의 개시시 변위 센서 및 회전각 센서에 의해 검출된 그리퍼(20)의 위치 데이터가 저장되고, 상기 위치 데이터로부터 그리퍼(20)의 기준선(C) 및 기준점(R)에 대한 공간상의 지점(P1 내지 P8)의 위치들이 연산 되며, 상기 공간상의 지점의 위치들로부터 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 상대적인 회전 위치(β)가 연산 되고, 그리고 서셉터(3)의 회전 위치(α)를 검출하기 위해 이와 같이 검출된 그리퍼(20)에 대한 보정 몸체(13)의 상대적인 회전 위치(β)는 제거 위치에서 반응기 하우징(1)에 대한 그리퍼(20)의 저장된 회전 상태(γ)의 값과 연관성을 갖게 되는 것을 특징으로 하는,
    서셉터의 회전 위치를 결정하기 위한 방법.
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