KR20150098432A - 웨이퍼 캐리어 - Google Patents

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KR20150098432A
KR20150098432A KR1020140019707A KR20140019707A KR20150098432A KR 20150098432 A KR20150098432 A KR 20150098432A KR 1020140019707 A KR1020140019707 A KR 1020140019707A KR 20140019707 A KR20140019707 A KR 20140019707A KR 20150098432 A KR20150098432 A KR 20150098432A
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손민혁
윤주형
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서울바이오시스 주식회사
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Abstract

화학기상증착(MOCVD) 장치에서 이용되는 웨이퍼 캐리어가 개시된다. 상기 웨이퍼 캐리어는, 서셉터, 서셉터의 내부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 제1 내부 웨이퍼 포켓; 및 서셉터의 외부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 제1 외부 웨이퍼 포켓 및 제2 외부 웨이퍼 포켓을 포함하고, 상기 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부는, 상기 서셉터의 중심부와 상기 제1 외부 웨이퍼 포켓의 중심부를 잇는 선 및 상기 서셉터의 중심부와 상기 제2 외부 웨이퍼 포켓의 중심부를 잇는 선에 의해 정의되는 부채꼴 영역 내에 위치하며, 상기 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제1 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제2 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리와 다르다. 본 발명에 따르면, 웨이퍼 포켓의 위치에 따라 성장된 반도체층의 특성 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

웨이퍼 캐리어{WAFER CARRIER}
본 발명은 화학기상증착(MOCVD) 장치에서 사용되는 웨이퍼 캐리어에 관한 것으로, 상세하게는, 웨이퍼 캐리어 상에 배치되는 기판들 상에 성장되는 반도체층의 특성을 위치에 관계없이 균일하게 할 수 있는 구조를 갖는 웨이퍼 캐리어에 관한 것이다.
일반적으로, 질화물 반도체층은 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, GaN 기판 등 상에 화학기상증착(MOCVD) 장치를 이용하여 성장된다. 질화물 반도체층을 성장시키기 위하여, 상기 기판들과 같은 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어에 배치하고, 상기 웨이퍼 캐리어를 고온 가열이 가능한 챔버 내에 위치시킨다. 이후, 상기 챔버 내에 성장시키고자 하는 질화물 반도체물질의 소스 가스를 주입하여, 상기 웨이퍼 상에 질화물 반도체층을 성장시킨다. 이와 같은 화학기상증착 장치가 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0042225호 등에 개시되어 있다.
상기 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0042225호 등에 개시된 종래의 화학기상증착 장치에 있어서, 웨이퍼 캐리어는 서셉터 상면에 일정 크기 및 일정 간격으로 형성된 홈들을 갖는다. 상기 홈들은 웨이퍼 포켓으로 지칭되며, 상기 웨이퍼 포켓들에 웨이퍼가 배치되어 있다. 상기 서셉터의 상면에 배치되는 웨이퍼 포켓들은, 상기 웨이퍼 포켓 내에 위치되는 웨이퍼의 크기에 따라 다양하게 변경된다. 예를 들어, 웨이퍼는 2 내지 8인치의 직경을 가질 수 있고, 상기 웨이퍼의 직경에 따라 서셉터 상에 웨이퍼 포켓들이 배치되는 형태가 결정된다.
예를 들어, 도 1은 4인치 웨이퍼들을 로딩시킬 수 있는 종래의 웨이퍼 캐리어(50)를 도시한다. 상기 웨이퍼 캐리어(50)는 서셉터(51), 서셉터(51) 상면에 형성된 복수의 웨이퍼 포켓(61, 63)을 포함한다. 이때, 복수의 웨이퍼 포켓(61, 63)은 일정한 패턴으로 서셉터(51) 상에 배치되며, 총 14개의 웨이퍼 포켓(61, 63)들이 배치된다. 도시된 바와 같이, 서셉터(51)는 그 상면에 표식되는 가상의 내부 동심원(53)과 외부 동심원(55)을 포함하고, 4개의 웨이퍼 포켓들(61)의 중심은 내부 동심원(53)을 따라 배치되고, 10개의 웨이퍼 포켓들(63)의 중심은 외부 동심원(55)을 따라 배치된다. 나아가, 내부 동심원(53)은 제1 내부 동심원(53a)과 제2 내부 동심원(53b)을 포함할 수 있고, 제1 내부 동심원(53a)의 직경은 제2 내부 동심원(53b)의 직경보다 작다. 이때, 도시된 바와 같이, 두 개의 웨이퍼 포켓들(61)의 중심은 제1 내부 동심원(53a) 상에 위치하고, 나머지 두 개의 웨이퍼 포켓들(61)은 제2 내부 동심원(53b) 상에 위치한다.
그런데, 질화물 반도체를 성장시킬 때, 웨이퍼 캐리어의 회전과 소스 가스의 유입 및 배출 과정에서 상기 소스 가스의 흐름에 교류(turbulence)가 발생한다. 이에 따라, 내부 동심원(53)을 따라 배치된 포켓들(61)의 일부분(R3) 및 외부 동심원(51)을 따라 배치된 포켓들(63)의 일부분(R1, R2) 상에 성장된 반도체층들에 성장 불량이 발생한다. 이러한 성장 불량이 발생된 반도체층 부분을 가공하여 제조된 발광소자 등은 다른 부분에서 제조된 발광소자와 비교하여 발광 파장에서 차이가 발생한다.
이와 같이, 종래의 웨이퍼 캐리어를 이용하여 발광소자를 제조하는 경우, 하나의 웨이퍼 캐리어에서 제조된 발광소자들 간의 편차가 발생하여 공정 신뢰도가 저하된다. 이러한 의도된 발광 파장과는 다른 발광 파장을 갖는 발광소자들은 불량으로 처리되어, 1회의 공정을 통해 제조되는 복수의 발광소자들의 수율이 감소되며, 이는 곧 공정 비용의 증가를 야기시킨다.
이에 따라, 웨이퍼 캐리어에 포함된 모든 웨이퍼 포켓들에서 성장되는 반도체층들의 특성을 균일하게 할 수 있는 웨이퍼 캐리어의 구조가 요구된다.
KR 10-2011-0042225 A
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 하나의 웨이퍼 캐리어 상에서 복수의 웨이퍼 상에 성장되는 반도체층이 위치에 따라 성장 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 캐리어를 제공하는 것이다.
화학기상증착(MOCVD) 장치에서 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 캐리어에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어는, 중심부를 갖는 원형으로 형성되며, 상기 중심부를 중심으로 가상으로 표식되는 내부 동심원 및 외부 동심원을 포함하는 서셉터; 상기 내부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 제1 내부 웨이퍼 포켓; 및 상기 외부 동심원을 따라 배치된 중심부를 가지며, 상기 제1 내부 웨이퍼 포켓에 인접하여 배치되는 제1 외부 웨이퍼 포켓 및 제2 외부 웨이퍼 포켓을 포함하고, 상기 웨이퍼 포켓들은 원형을 갖고, 상기 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부는, 상기 서셉터의 중심부와 상기 제1 외부 웨이퍼 포켓의 중심부를 잇는 선 및 상기 서셉터의 중심부와 상기 제2 외부 웨이퍼 포켓의 중심부를 잇는 선에 의해 정의되는 부채꼴 영역 내에 위치하며, 상기 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제1 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제2 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리와 다르다.
상기 제2 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 제1 외부 웨이퍼 포켓으로부터 시계 방향으로 이동한 위치에 배치될 수 있으며, 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제1 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제2 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리보다 작을 수 있다.
상기 웨이퍼 포켓들은 서로 이격될 수 있으며, 상기 웨이퍼 포켓들 간의 이격 간격은 0 초과 5mm 이하일 수 있다.
상기 웨이퍼 캐리어는, 상기 내부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓; 및 상기 외부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 제3 내지 제10 외부 웨이퍼 포켓을 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 포켓들은 약 100.8mm 미만 및 100.0mm이상의 직경을 가질 수 있다.
상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 각각에 대해, 2개의 외부 웨이퍼 포켓들이 인접하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 각각에 있어서, 상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 중 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 하나의 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 또 다른 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는 서로 다를 수 있다.
나아가, 상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 중 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 하나의 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 또 다른 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리보다 작을 수 있고, 상기 또 다른 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로부터 시계 방향으로 회전한 위치에 배치될 수 있다.
이와 달리, 상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 중 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 하나의 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 또 다른 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리보다 작을 수 있고, 상기 또 다른 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로부터 반시계 방향으로 회전한 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 내부 동심원은 제1 내부 동심원 및 상기 제1 내부 동심원보다 큰 직경을 갖는 제2 내부 동심원을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제3 내부 웨이퍼 포켓의 중심은 상기 제1 내부 동심원을 따라 위치하고, 상기 제2 및 제4 내부 웨이퍼 포켓의 중심은 상기 제2 내부 동심원을 따라 위치할 수 있다.
화학기상증착(MOCVD) 장치에서 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 캐리어에 있어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어는, 중심부를 갖는 원형으로 형성되며, 상기 중심부를 중심으로 가상으로 표식되는 내부 동심원 및 외부 동심원을 포함하는 서셉터; 상기 내부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 복수의 내부 웨이퍼 포켓; 및 상기 외부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 복수의 외부 웨이퍼 포켓을 포함하고, 상기 웨이퍼 포켓들은 원형을 갖고, 상기 복수의 내부 웨이퍼 포켓 중 어느 한 내부 웨이퍼 포켓과, 상기 복수의 외부 웨이퍼 포켓 중 두 개의 외부 웨이퍼 포켓은 인접하여 위치하고, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓중 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로 중심부까지의 거리는, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓 중 또 다른 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로 중심부까지의 거리는 서로 다르다.
상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓중 또 다른 하나의 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓 중 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로부터 시계 방향으로 회전한 위치에 배치될 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓중 또 다른 하나의 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓 중 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로부터 반시계 방향으로 회전한 위치에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 웨이퍼 캐리어를 이용하여 화학기상증착 방법으로 반도체층 성장시키는 경우, 웨이퍼 포켓의 위치에 따라 반도체층의 특성이 상이해지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 웨이퍼 캐리어 상에 성장된 반도체로부터 제조된 반도체 소자의 특성을 균일하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 웨이퍼 캐리어를 이용하는 경우 공정 수율을 증가시킬 수 있고, 제조된 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 캐리어를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 종래의 웨이퍼 캐리어를 본 발명의 웨이퍼 캐리어와 비교하여 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어를 설명하기 위한 평면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
먼저, 도면을 참조하여 종래의 웨이퍼 캐리어의 구조에 관하여 설명한다. 도 2는 종래의 웨이퍼 캐리어를 본 발명의 웨이퍼 캐리어와 비교하여 설명하기 위한 평면도이다. 도 2에 도시된 종래의 웨이퍼 캐리어의 구조는 도 1의 웨이퍼 캐리어와 동일하며, 따라서, 동일한 문제점을 갖는다.
도 2를 참조하면, 종래의 웨이퍼 캐리어(50)는 서셉터(51), 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4), 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)을 포함한다.
서셉터(51)는 그 상면이 원형인 디스크 형태를 가질 수 있다. 또한, 서셉터(51) 상면에는 가상의 표식으로서, 중심부(51a), 내부 동심원(53), 및 외부 동심원(55)을 가질 수 있다. 내부 동심원(53)과 외부 동심원(55)은 동일한 중심부(51a)를 공유한다.
내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)은 서셉터(51)의 상면에 배치되며, 서셉터(51)의 표면으로부터 일부가 함입된 홈부 형태로 형성될 수 있다. 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)은 그 상면이 원형일 수 있고, 각각의 내부 웨이퍼 포켓(I1 내지 I4)의 중심부(I1a 내지 I4a)는 내부 동심원(53)을 따라 위치한다.
또한, 내부 동심원(53)은 제1 내부 동심원(53a)과 제2 내부 동심원(53b)을 포함할 수 있고, 제1 내부 동심원(53a)의 직경은 제2 내부 동심원(53b)의 직경보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 내부 동심원(53a)은 제2 내부 동심원(53b)의 내부에 위치할 수 있다. 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)의 중심은 제1 내부 동심원(53a) 또는 제2 내부 동심원(53b) 상에 위치할 수 있고, 예를 들어, 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)과 제3 내부 웨이퍼 포켓(I3)의 중심은 제1 내부 동심원(53a) 상에 위치할 수 있고, 제2 내부 웨이퍼 포켓(I2)과 제4 내부 웨이퍼 포켓(I4)의 중심은 제2 내부 동심원(53b) 상에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 및 제3 내부 웨이퍼 포켓(I1, I3)의 중심 간의 거리는 제1 내부 동심원(53a)의 직경에 대응하고, 제2 및 제4 내부 웨이퍼 포켓(I2, I4)의 중심 간의 거리는 제2 내부 동심원(53b)의 직경에 대응한다.
외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)은 서셉터(51)의 상면에 배치되며, 서셉터(51)의 표면으로부터 일부가 함입된 홈부 형태로 형성될 수 있다. 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)은 그 상면이 원형일 수 있고, 각각의 외부 웨이퍼 포켓(O1 내지 O10)의 중심부(O1a 내지 O10a)는 외부 동심원(55)을 따라 위치한다. 다만, 도 2에서는, 도시의 편의를 위하여 제3 외부 웨이퍼 포켓(O3) 내지 제7 외부 웨이퍼 포켓(O7)의 도면 부호는 도시하지 않았으며, 각각의 외부 웨이퍼 포켓들은 제1 외부 웨이퍼 포켓(O1)으로부터 시계방향으로 제1 내지 제10 외부 웨이퍼 포켓으로 정의된다.
또한, 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)과 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10) 각각은 서로 이격되어 배치된다.
내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)과 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)은 각각 4인치 직경의 웨이퍼를 로딩할 수 있다. 이에 따라, 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)과 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)의 직경은 약 100.8mm일 수 있다.
한편, 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)과 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)은 일정한 패턴을 갖도록 서셉터(51) 상에 위치한다. 이하, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 제4 내부 웨이퍼 포켓(I4)의 중심부(I4a)는, 제8 외부 웨이퍼 포켓(O8)의 중심부(O8a), 제9 외부 웨이퍼 포켓(O9)의 중심부(O9a) 및 서셉터(51)의 중심부(51a)를 잇는 부채꼴 형태의 영역(l1 및 l2로 정의되는 영역) 내에 위치한다. 또한, 제4 내부 웨이퍼 포켓(I4)의 중심부(I4a)로부터 제8 외부 웨이퍼 포켓(O8)의 중심부(O8a)까지의 거리는, 제4 내부 웨이퍼 포켓(I4)의 중심부(I4a)로부터 제9 외부 웨이퍼 포켓(O9)의 중심부(O9a)까지의 거리와 동일하다.
상기 제4 내부 웨이퍼 포켓(I4), 제8 외부 웨이퍼 포켓(O8), 및 제9 외부 웨이퍼 포켓(O9)의 형태 및 배치는, 제2 내부 웨이퍼 포켓(I2), 제3 외부 웨이퍼 포켓(O3), 및 제4 외부 웨이퍼 포켓(O4)에 대해서도 동일하게 적용된다. 즉, 도시된 바와 같이, I4, O8, 및 O9는 서셉터(51)의 중심부(51a)를 기준으로 I2, O3, 및 O4와 점대칭 구조를 갖는다.
제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)의 중심부(I1a)는, 제10 외부 웨이퍼 포켓(O10)의 중심부(O10a), 제2 외부 웨이퍼 포켓(O2)의 중심부(O2a) 및 서셉터(51)의 중심부(51a)를 잇는 부채꼴 형태의 영역(l3 및 l5로 정의되는 영역) 내에 위치한다. 또한, 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)의 중심부(I1a)로부터 제10 외부 웨이퍼 포켓(O10)의 중심부(O10a)까지의 거리는, 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)의 중심부(I1a)로부터 제2 외부 웨이퍼 포켓(O2)의 중심부(O2a)까지의 거리와 동일하다. 나아가, 서셉터(51)의 중심부(51a), 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)의 중심부(I1a), 및 제1 외부 웨이퍼 포켓(O1)의 중심부(O1a)는 동일한 선(l4) 상에 위치한다.
상기 제1 내부 웨이퍼 포켓(14), 제10 외부 웨이퍼 포켓(O10), 제1 외부 웨이퍼 포켓(O1), 및 제2 외부 웨이퍼 포켓(O2)의 형태 및 배치는, 제3 내부 웨이퍼 포켓(I3), 제5 외부 웨이퍼 포켓(O5), 제6 외부 웨이퍼 포켓(O6), 및 제7 외부 웨이퍼 포켓(O7)에 대해서도 동일하게 적용된다. 즉, 도시된 바와 같이, I1, O10, O1 및 O2는 서셉터(51)의 중심부(51a)를 기준으로 I3, O5 내지 O7과 점대칭 구조를 갖는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 캐리어를 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명의 웨이퍼 캐리어(100)는 서셉터(110), 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4), 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)을 포함한다.
서셉터(110)는 그 상면이 원형인 디스크 형태를 가질 수 있다. 또한, 서셉터(110)는 그 상면에 가상의 표식으로서, 중심부(110a), 내부 동심원(111), 및 외부 동심원(113)을 가질 수 있다. 내부 동심원(111)과 외부 동심원(113)은 동일한 중심부(110a)를 공유한다. 또한, 내부 동심원(111)은 제1 내부 동심원(111a) 및 제2 내부 동심원(111b)을 포함할 수 있다. 제1 내부 동심원(111a)의 직경은 제2 내부 동심원(111b)의 직경보다 작을 수 있고, 이에 따라, 제1 내부 동심원(111a)은 제2 내부 동심원(111b)의 내부에 위치할 수 있다.
서셉터(110)는 그라파이트를 포함하는 물질로 형성될 수 있으며, 나아가, 서셉터(110)는 그 표면에 얇게 코팅된 실리콘 카바이드를 더 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 웨이퍼 캐리어(100)는 하나 이상의 내부 웨이퍼 포켓을 포함할 수 있으며, 본 실시예에 있어서, 웨이퍼 캐리어(100)는 4개의 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)을 포함한다. 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)은 서셉터(110)의 상면에 배치되며, 서셉터(110)의 표면으로부터 일부가 함입된 홈부 형태로 형성될 수 있다. 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)은 그 상면이 원형일 수 있다.
하나 이상의 내부 웨이퍼 포켓의 중심부는 내부 동심원(111)을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(100)가 4개의 내부 웨이퍼 포켓(I1 내지 I4)을 포함하는 경우, 각각의 중심부(I1a 내지 I4a)는 내부 동심원(111)을 따라 위치할 수 있다. 또한, 제1 및 제3 내부 웨이퍼 포켓(I1, I3) 각각의 중심부(I1a, I3a)는 제1 내부 동심원(111a) 상에 위치할 수 있고, 제2 및 제4 내부 웨이퍼 포켓(I2, I4) 각각의 중심부(I2a, I4a)는 제2 내부 동심원(111b) 상에 위치할 수 있다. 따라서 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부(I1a)와 제3 내부 웨이퍼 포켓의 중심부(I3a) 간의 거리는, 제2 내부 웨이퍼 포켓의 중심부(I2a)와 제4 내부 웨이퍼 포켓의 중심부(I4a) 간의 거리보다 작을 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 캐리어(100)는 두 개 이상의 외부 웨이퍼 포켓을 포함할 수 있으며, 본 실시예에 있어서, 웨이퍼 캐리어(100)는 10개의 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)을 포함할 수 있다. 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)은 서셉터(110)의 상면에 배치되며, 서셉터(110)의 표면으로부터 일부가 함입된 홈부 형태로 형성될 수 있다. 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)은 그 상면이 원형일 수 있고, 각각의 외부 웨이퍼 포켓(O1 내지 O10)의 중심부(O1a 내지 O10a)는 외부 동심원(113)을 따라 위치한다.
한편, 도 3에서는, 도시의 편의를 위하여 제3 외부 웨이퍼 포켓(O3) 내지 제8 외부 웨이퍼 포켓(O8)의 도면 부호는 도시하지 않았으며, 각각의 외부 웨이퍼 포켓들은 제1 외부 웨이퍼 포켓(O1)으로부터 시계방향으로 제1 내지 제10 외부 웨이퍼 포켓으로 정의된다.
또한, 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)과 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10) 각각은 서로 이격되어 배치된다. 이때, 웨이퍼들의 최소 이격거리는 약 4mm일 수 있다.
내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)과 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)은 각각 4인치 직경의 웨이퍼를 로딩할 수 있다. 이에 따라, 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)과 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)의 직경은 약 100.8mm 미만 및 100.0mm이상일 수 있다.
한편, 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)과 외부 웨이퍼 포켓들(O1 내지 O10)은 일정한 패턴을 갖도록 서셉터(51) 상에 위치할 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
웨이퍼 캐리어(100)는 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1), 및 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)에 인접하는 제10 외부 웨이퍼 포켓(O10)과 제1 외부 웨이퍼 포켓(O1)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)의 중심부(I1a)는, 제1 외부 웨이퍼 포켓(O1)의 중심부(O1a), 제10 외부 웨이퍼 포켓(O10)의 중심부(O10a), 및 서셉터(110)의 중심부(110a)를 잇는 부채꼴 형태의 영역(L1 및 L2로 정의되는 영역) 내에 위치할 수 있다. 또한, 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)의 중심부(I1a)로부터 제1 외부 웨이퍼 포켓(O1)의 중심부(O1a)까지의 거리(D2)는, 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)의 중심부(I1a)로부터 제10 외부 웨이퍼 포켓(O10)의 중심부(O10a)까지의 거리(D1)와 다르다. 특히, D1은 D2보다 작을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 웨이퍼 포켓의 직경이 종래의 경우보다 작을 수 있으며, 이에 따라, 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1)이 제10 외부 웨이퍼 포켓(O10)에 더 가깝게 변경될 수 있다. 즉, 본 발명의 웨이퍼 캐리어(100)는 종래의 웨이퍼 캐리어(50) 구조에서 내부 웨이퍼 포켓들(I1 내지 I4)이 내부 동심원(111)을 따라 소정 각도로 회전된 형태를 가질 수 있다.
이와 같이 웨이퍼 포켓들의 배치를 변경함으로써, 종래에 일부 웨이퍼 포켓에서 부분적으로 반도체층의 성장 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 하나의 내부 웨이퍼 포켓과 인접하는 2개의 외부 웨이퍼 포켓의 이격거리를 서로 다르게 함으로써, 웨이퍼 포켓들이 서로 인접하는 부분에서 발생하는 반도체층의 성장 불량을 방지할 수 있다.
상기 제1 내부 웨이퍼 포켓(I1), 제10 외부 웨이퍼 포켓(O10), 및 제 1 외부 웨이퍼 포켓(O1)의 형태 및 배치는, 다른 내부 웨이퍼 포켓(I2 내지 I4)들과 각각의 내부 웨이퍼 포켓에 인접하는 외부 웨이퍼 포켓들과의 형태 및 배치관계에도 동일하게 적용될 수 있다.
구체적으로, 도시된 바와 같이, 제2 내부 웨이퍼 포켓(I2), 제2 및 제3 외부 웨이퍼 포켓(O2, O3)과의 배치관계, 제3 내부 웨이퍼 포켓(I3), 제5 및 제6 외부 웨이퍼 포켓(O5, O6)과의 배치관계, 및 제4 내부 웨이퍼 포켓(I4), 제7 및 제8 외부 웨이퍼 포켓(O7, O8)과의 배치관계에도 상술한 웨이퍼 포켓들의 배치관계가 적용될 수 있다.
이에 따라, 웨이퍼 캐리어 전체에 대해서 웨이퍼 포켓들이 서로 인접하는 부분에서 발생하는 반도체층의 성장 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 성장된 반도체층으로부터 제조되는 반도체 소자의 불량률을 감소시킬 수 있어서, 공정 수율을 증가시킬 수 있다. 또한, 성장된 반도체층으로부터 발광소자를 제조하는 경우, 제조된 발광 소자들 간에 발광 파장에 편차가 발생하는 것을 최소화할 수 있어서, 공정의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명은 4인치 웨이퍼를 로딩할 수 있는 14개의 웨이퍼 포켓을 갖는 웨이퍼 캐리어에 대해서 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 크기의 웨이퍼를 로딩할 수 있는 웨이퍼 캐리어에 대해서도 본 발명은 적용될 수 있다.
이상, 상술한 다양한 실시예들 및 특징들에 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.

Claims (13)

  1. 화학기상증착(MOCVD) 장치에서 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 캐리어에 있어서,
    중심부를 갖는 원형으로 형성되며, 상기 중심부를 중심으로 가상으로 표식되는 내부 동심원 및 외부 동심원을 포함하는 서셉터;
    상기 내부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 제1 내부 웨이퍼 포켓; 및
    상기 외부 동심원을 따라 배치된 중심부를 가지며, 상기 제1 내부 웨이퍼 포켓에 인접하여 배치되는 제1 외부 웨이퍼 포켓 및 제2 외부 웨이퍼 포켓을 포함하고,
    상기 웨이퍼 포켓들은 원형을 갖고,
    상기 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부는, 상기 서셉터의 중심부와 상기 제1 외부 웨이퍼 포켓의 중심부를 잇는 선 및 상기 서셉터의 중심부와 상기 제2 외부 웨이퍼 포켓의 중심부를 잇는 선에 의해 정의되는 부채꼴 영역 내에 위치하며,
    상기 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제1 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제2 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리와 다른 웨이퍼 캐리어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 제1 외부 웨이퍼 포켓으로부터 시계 방향으로 이동한 위치에 배치되며,
    제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제1 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 제1 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 제2 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리보다 작은 웨이퍼 캐리어.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이퍼 포켓들은 서로 이격되며, 상기 웨이퍼 포켓들 간의 이격 간격은 0 초과 5mm 이하인 웨이퍼 캐리어.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓; 및
    상기 외부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 제3 내지 제10 외부 웨이퍼 포켓을 더 포함하는 웨이퍼 캐리어.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 웨이퍼 포켓들은 약 100.8mm 미만 및 100.3mm이상의 직경을 갖는 웨이퍼 캐리어.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 각각에 대해, 2개의 외부 웨이퍼 포켓들이 인접하여 배치되는 웨이퍼 캐리어.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 각각에 있어서,
    상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 중 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 하나의 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 또 다른 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는 서로 다른 웨이퍼 캐리어.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 중 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 하나의 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 또 다른 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리보다 작고,
    상기 또 다른 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로부터 시계 방향으로 회전한 위치에 배치된 웨이퍼 캐리어.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 내지 제4 내부 웨이퍼 포켓 중 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 하나의 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리는, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 인접하는 또 다른 외부 웨이퍼 포켓의 중심부까지의 거리보다 작고,
    상기 또 다른 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로부터 반시계 방향으로 회전한 위치에 배치된 웨이퍼 캐리어.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 내부 동심원은 제1 내부 동심원 및 상기 제1 내부 동심원보다 큰 직경을 갖는 제2 내부 동심원을 포함하고,
    상기 제1 및 제3 내부 웨이퍼 포켓의 중심은 상기 제1 내부 동심원을 따라 위치하고, 상기 제2 및 제4 내부 웨이퍼 포켓의 중심은 상기 제2 내부 동심원을 따라 위치하는 웨이퍼 캐리어.
  11. 화학기상증착(MOCVD) 장치에서 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 캐리어에 있어서,
    중심부를 갖는 원형으로 형성되며, 상기 중심부를 중심으로 가상으로 표식되는 내부 동심원 및 외부 동심원을 포함하는 서셉터;
    상기 내부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 복수의 내부 웨이퍼 포켓; 및
    상기 외부 동심원을 따라 배치된 중심부를 갖는 복수의 외부 웨이퍼 포켓을 포함하고,
    상기 웨이퍼 포켓들은 원형을 갖고,
    상기 복수의 내부 웨이퍼 포켓 중 어느 한 내부 웨이퍼 포켓과, 상기 복수의 외부 웨이퍼 포켓 중 두 개의 외부 웨이퍼 포켓은 인접하여 위치하고,
    상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓중 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로 중심부까지의 거리는, 상기 어느 한 내부 웨이퍼 포켓의 중심부로부터 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓 중 또 다른 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로 중심부까지의 거리는 서로 다른 웨이퍼 캐리어.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓중 또 다른 하나의 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓 중 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로부터 시계 방향으로 회전한 위치에 배치되는 웨이퍼 캐리어.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓중 또 다른 하나의 외부 웨이퍼 포켓은, 상기 두 개의 외부 웨이퍼 포켓 중 하나의 외부 웨이퍼 포켓으로부터 반시계 방향으로 회전한 위치에 배치되는 웨이퍼 캐리어.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109797377A (zh) * 2017-11-16 2019-05-24 錼创显示科技股份有限公司 晶圆载盘以及金属有机化学气相沉积设备

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