KR20170044009A - 열 화학 기상 퇴적 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

열 화학 기상 퇴적(thermal chemical vapor deposition; CVD) 시스템은 하단 체임버, 상부 체임버, 워크피스 지지부, 히터, 및 적어도 하나의 차폐 플레이트를 포함한다. 상부 체임버는 하단 체임버 위에 존재한다. 상부 체임버 및 하단 체임버는 그 사이에 체임버 공간을 규정한다. 워크피스 지지부는 체임버 공간 내의 워크피스를 지지하도록 구성된다. 히터는 열을 워크피스에 인가하도록 구성된다. 차폐 플레이트는 열로부터 하단 체임버를 적어도 부분적으로 차폐시키도록 구성된다.

Description

열 화학 기상 퇴적 시스템 및 그 동작 방법{THERMAL CHEMICAL VAPOR DEPOSITION SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF}
우선권 주장 및 상호 참조
이 출원은 2015년 10월 14일에 출원된 미국 가특허출원 제62/241,629호에 대한 우선권을 청구하며, 상기 가특허출원은 여기에 참조 인용되었다.
본 발명은 열 화학 기상 퇴적 시스템 및 그 동작 방법에 대한 것이다.
화학적 기상 퇴적(Chemical vapor deposition; CVD)은, 막을 생성하기 위해 반도체 제조 산업에서 채용된 화학적 프로세스이다. 일반적으로, 웨이퍼는, 퇴적막을 생성하도록 웨이퍼 상에서 반응하고 그리고/또는 분해되는, 하나 이상의 휘발성 전구체에 노출된다. 실제에서는, 막 균일성이 막 퇴적의 품질에 영향을 준다.
열 화학 기상 퇴적(thermal chemical vapor deposition; CVD) 시스템은 하단 체임버, 상부 체임버, 워크피스 지지부, 히터, 및 적어도 하나의 차폐 플레이트를 포함한다. 상부 체임버는 하단 체임버 위에 존재한다. 상부 체임버 및 하단 체임버는 그 사이에 체임버 공간을 규정한다. 워크피스 지지부는 체임버 공간 내의 워크피스를 지지하도록 구성된다. 히터는 열을 워크피스에 인가하도록 구성된다. 차폐 플레이트는 열로부터 하단 체임버를 적어도 부분적으로 차폐시키도록 구성된다.
본 발명 개시의 양상은 첨부한 도면과 함께 읽을 때 하기의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준적 관행에 따라, 다양한 특징부들은 실제 크기 대로 도시되지 않는 것을 주목해야 한다. 사실상, 다양한 특징부들의 치수는 논의의 명확성을 위해 임의로 증가되거나 감소될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 열 화학 기상 퇴적(thermal chemical vapor deposition; CVD) 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 차폐 플레이트의 평면도이다.
도 3은 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 차폐 플레이트의 탐구도(explored view)이다.
도 4 내지 6은 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 차폐 플레이트의 평면도이다.
하기의 개시는 제공되는 청구 대상의 상이한 특징부들을 구현하기 위한 다수의 상이한 실시예들 또는 예시들을 제공한다. 컴포넌트들 및 장치들의 특정 예시는 본 발명을 단순화시키기 위해 이하에서 설명된다. 물론, 이것들은 단지 예시이고, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들면, 이하의 설명에서 제2 특징부 위에 또는 제2 특징부 상에 제1 특징부의 형성은, 제1 및 제2 특징부들이 직접 접촉해서 형성되는 실시예를 포함하고, 추가적인 특징부가 제1 및 제2 특징부 사이에 형성될 수 있어서 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉될 수 없는 실시예를 또한 포함할 수 있다. 또한, 본 발명 개시는 다양한 예시들에서 참조 번호들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이 반복은 간략함과 명료함을 위한 것이고, 논의되는 다양한 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 본질적으로 지시하지는 않는다.
여기서 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하는 목적을 위한 것이고, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기서 사용되는 바와 같이, 단수형들, "하나의"와 "그"는, 문맥이 명백히 달리 지시하지 않는 한 복수 형태들을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때 용어들 "포함한다", 및/또는 "포함하는", 또는 "가지다" 및/또는 "갖는"은, 명시된 특징부(feature), 영역, 정수, 동작, 요소, 및/또는 컴포넌트의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 영역, 정수, 동작, 요소, 컴포넌트, 및/또는 이것들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, "밑에", "아래에", "더 낮은", "위에", "상부에" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들은 도면들에서 예증되는 바와 같이 하나의 요소 또는 특징부와 다른 요소(들) 또는 특징부(들)간의 관계를 설명하도록 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 이용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은 도면들에서 묘사된 방위에 추가적으로, 사용 또는 동작 중인 장치의 상이한 방위들을 포괄하도록 의도된다. 장치는 이와는 다르게 지향될(90도 또는 다른 방위로 회전됨) 수 있고, 본 명세서에서 이용되는 공간적으로 상대적인 설명자는 이에 따라 마찬가지로 해석될 수 있다.
다르게 규정되지 않는 한, 여기에서 사용하는 모든 용어들(기술적 및 과학적 용어들을 포함함)은, 본 발명의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용된 사전에서 정의되는 것들과 같은 용어들은, 관련 기술 및 본 개시의 문맥에서와 의미와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는다면 이상적이거나 지나치게 공식적인 의미로 해석되지 않을 것이라는 것이 또한 이해될 것이다.
도 1을 참조한다. 도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 열 화학 기상 퇴적(thermal chemical vapor deposition; CVD) 시스템(100)의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)은 하단 체임버(100), 상부 체임버(120), 워크피스 지지부(130), 히터(140), 및 적어도 하나의 차폐 플레이트(150)를 포함한다. 상부 체임버(120)는 하단 체임버(100) 위에 존재한다. 상부 체임버(120)와 하단 체임버(110)는 프로세싱 체임버(115)를 형성하고, 그 사이에 체임버 공간(S)을 규정한다. 워크피스 지지부(130)는 프로세싱 체임버(115)의 체임버 공간(S) 내의 워크피스(P)를 지지하도록 구성된다. 히터(140)는 열을 워크피스(P)에 인가하도록 구성된다. 차폐 플레이트(150)는 열로부터 하단 체임버(110)를 적어도 부분적으로 차폐시키도록 구성된다.
보다 구체적으로, 하단 체임버(110)는 체임버 공간(S)을 향하는 상부 표면(111)을 가진다. 상세하게, 프로세싱 체임버(115)는 하단 벽(116)을 가지고, 상부 표면(111)은 하단 벽(116) 상에 배치된다. 또한, 상부 표면(111)은 열에 대해 비대칭 반사를 가진다. 일부 실시예에서, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)은 또한 적어도 하나의 기계 부품(160)을 포함한다. 기계 부품(160)은 하단 체임버(110) 상에 존재한다. 기계 부품(160)과 하단 체임버(110)의 조합은, 체임버 공간(S)을 향하는 상부 표면(111)을 가진다. 하단 체임버(110) 상의 기계 부품(160)의 존재는, 상부 표면(111)의 열에 대해 비대칭 반사율을 야기한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 히터(140)는 워크피스 지지부(130)와 차폐 플레이트(150) 사이에 배치된다. 일부 실시예에서, 차폐 플레이트(150)는 하단 체임버(110)의 상부 표면(111)과 적어도 부분적으로 중첩된다. 보다 구체적으로, 차폐 플레이트(150)는 기계 부품(160)과 적어도 부분적으로 중첩된다. 일부 실시예에서, 차폐 플레이트(150)는 반사기이고, 워크피스 지지부(130)를 향하는 반사 표면(151)을 가지며, 반사 표면(151)은 열에 대해 반사율을 가진다. 반사기로서의 차폐 플레이트(150)는 히터(140)와, 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116) 사이에 존재한다. 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 동작 동안에, 워크피스(P)로부터 떨어져 있는 히터(140)로부터 방출된 열이 워크피스(P)쪽으로 반사될 것이다. 이 방식으로, 워크피스(P)로부터 떨어져 있는 히터(140)로부터 방출된 열이, 균일한 방식으로 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)에 의해 워크피스(P)쪽으로 반사될 수 있어서, 워크피스(P)와, 따라서 워크피스(P)가 내부에 배치되는 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포를 용이하게 한다. 그러므로, 워크피스(P)와 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포로 인해, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 성능이 향상된다.
기술적으로 말하면, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)이 열에 대해 하나의 반사율을 갖도록, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)이 특정 정도로, 즉, 제1 레벨의 폴리싱으로 폴리싱된다. 다른 말로 하면, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)은 제1 레벨의 폴리싱을 갖도록 폴리싱된다. 제1 레벨의 폴리싱을 가지면, 워크피스(P)로부터 떨어져 있는 히터(140)로부터 방출된 열은 균일한 방식으로 워크피스(P)쪽으로 반사될 수 있다.
도 2를 참조한다. 도 2는 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 차폐 플레이트(150)의 평면도이다. 일부 실시예에서, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)은 적어도 두 개의 반사 영역들을 가진다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)은, 적어도 하나의 제1 반사 영역(151a)과 적어도 하나의 제2 반사 영역(151b)을 가진다. 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)은 열에 대해 상이한 반사율들을 가진다.
일부 다른 실시예에서, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)이 제각각의 상이한 크기들과 상이한 반사율들을 가지는 플레이트들의 적층에 의해 형성될 수 있어서, 제3 반사 영역, 제4 반사 영역, 및 제5 반사 영역 등이 실제 상황들에 따라 노출되게 된다.
반면에, 위에서 언급된 바와 같이, 예를 들면, 반사 표면(151)은 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)과 같은, 적어도 두 개의 반사 영역들, 또는 복수의 반사 영역들을 가진다. 반사 영역들 각각은 열에 대해 반사율을 가진다. 일부 실시예에서, 반사 영역들 각각의 열에 대한 반사율은 대응하는 반사 영역의 폴리싱의 레벨에 의해 결정된다. 위에서 언급된 바와 같이, 제1 반사 영역(151a)은 제1 레벨의 폴리싱을 가진다. 유사하게, 제2 반사 영역(151b)은 제2 레벨의 폴리싱을 가진다. 이것은 제1 반사 영역(151a)이 제1 레벨의 폴리싱에 대응하는 반사율을 가지는 반면에, 제2 반사 영역(151b)은 제2 레벨의 폴리싱에 대응하는 반사율을 갖는 것을 의미한다. 실질적으로 말하면, 제2 레벨의 폴리싱은 제1 레벨의 폴리싱과는 다르다.
또한, 일부 실시예에서, 반사 영역들 각각의 폴리싱 레벨은, 대응하는 반사 영역의 거칠기의 정도에 의해 결정된다. 다른 말로 하면, 반사 영역들 각각의 거칠기는, 대응하는 반사 영역에 의해 워크피스(P)쪽으로 반사될, 히터(140)로부터의 열의 양을 결정된다. 일부 실시예에서, 반사 영역들은 상이한 거칠기를 가진다. 다른 말로 하면, 적어도 두 개의 거칠기들이 다르다. 이것은, 반사 영역들 중 적어도 두 개의 반사 영역들의 거칠기들이 달라서, 열에 대한 반사율들 중 적어도 두 개의 반사율들이 다르다는 것을 의미한다. 보다 구체적으로, 위에서 언급된 바와 같이, 제1 반사 영역(151a)이 제1 레벨의 폴리싱을 가지는 반면에, 제2 반사 영역(151b)은 제2 레벨의 폴리싱을 가지며, 제2 레벨의 폴리싱은 제1 레벨의 폴리싱과는 다르다.
또한, 실제적 응용에서, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151) 상의 반사 영역들의 할당은 실제적 상황들에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 워크피스(P)의 일부분이 워크피스(P)의 다른 부분보다 낮은 온도를 갖는 것이 검출되면, 반사 영역(151a)과 같이, 더 높은 반사율을 갖는 반사 영역이 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분에 대응되게 배치되도록 설계될 수 있다. 이런 방식으로, 히터(140)로부터의 열의 더 많은 양이 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분쪽으로 반사될 수 있다. 한편, 반사 영역(151b)과 같이 더 낮은 반사율을 갖는 반사 영역은, 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 다른 부분에 대응되게 배치된다. 이런 방식으로, 히터(140)로부터의 열의 더 적은 양이 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분쪽으로 반사될 수 있다. 결과적으로, 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분과 상대적으로 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 다른 부분간의 온도 차이가 감소된다. 따라서, 워크피스(P)와, 따라서 워크피스(P)가 내부에 배치되는 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포가 용이하게 될 수 있다. 결과적으로, 워크피스(P)와 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포로 인해, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 성능이 향상된다.
명확성을 위해, 제1 레벨의 폴리싱은 더 높은 반사율에 대응하는 반면에, 제2 레벨의 폴리싱은 상대적으로 더 낮은 반사율에 대응한다. 워크피스(P)의 일부분이 워크피스(P)의 다른 부분보다 낮은 온도를 갖는 것이 검출되면, 제1 반사 영역(151a)이 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분에 대응되게 배치되도록 반사 표면(151)이 설계될 수 있다. 반면에, 제2 반사 영역(151b)은, 상대적으로 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분에 대응되게 배치된다. 결과적으로, 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분과 상대적으로 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 다른 부분간의 온도 차이가 감소된다. 따라서, 워크피스(P)와, 따라서 워크피스(P)가 내부에 배치되는 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포가 용이하게 될 수 있다. 결과적으로, 워크피스(P)와 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포로 인해, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 성능이 향상된다.
일부 실시예에서, 반사 영역들 각각의 열에 대한 반사율은 대응하는 반사 영역의 물질의 속성에 의해 결정된다. 보다 구체적으로, 반사 영역들 각각은 물질을 포함하고, 이 물질은 대응 반사 영역의 열에 대한 반사율을 결정한다. 일부 실시예에서, 서브-반사기(sub-reflector)들로서의 반사 영역들은 상이한 물질들로 제조된다. 다른 말로 하면, 물질들 중 적어도 두 개의 물질들이 달라서, 열에 대한 반사율들 중 적어도 두 개의 반사율들이 다르다. 보다 구체적으로, 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)은 상이한 물질들을 포함하여, 제1 반사 영역(151a)의 열에 대한 반사율이 제2 반사 영역(151b)의 열에 대한 반사율과 상이하게 된다.
다시, 위에서 언급된 바와 같이, 반사 표면(151) 상의 반사 영역들의 할당은 실제적 상황들에 따라 결정될 수 있다. 명확성을 위해, 제1 반사 영역(151a)에 포함된 물질은 열에 대한 더 높은 반사율에 대응하는 반면에, 제2 영역(151b)에 의해 포함된 물질은 열에 대한 비교적 더 낮은 반사율에 대응한다. 워크피스(P)의 일부분이 워크피스(P)의 다른 부분보다 낮은 온도를 갖는 것이 검출되면, 제1 반사 영역(151a)이 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분에 대응되게 배치되도록 반사 표면(151)이 설계될 수 있다. 반면에, 제2 반사 영역(151b)은, 상대적으로 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분에 대응되게 배치된다. 결과적으로, 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분과 상대적으로 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 다른 부분간의 온도 차이가 감소된다. 따라서, 워크피스(P)와, 따라서 워크피스(P)가 내부에 배치되는 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포가 용이하게 될 수 있다. 결과적으로, 워크피스(P)와 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포로 인해, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 성능이 향상된다.
일부 실시예에서, 제1 반사 영역들(151a)에 의해 포함된 물질은 금속일 수 있다. 반면에, 제2 반사 영역들(151b)에 의해 포함된 물질은 세라믹일 수 있다. 상대적으로 말하면, 금속은 세라믹보다 열에 대해 더 높은 반사율을 가진다. 이것은, 열의 더 많은 양이 금속에 의해 워크피스(P)쪽으로 반사될 것이고, 열의 상대적으로 더 적은 양이 세라믹에 의해 워크피스(P)쪽으로 반사될 것이라는 것을 의미한다. 보다 구체적으로, 일부 다른 실시예에서, 반사 표면(151)의 반사 영역에 의해 포함될 물질은, 예를 들면, 알루미늄, 알루미늄 합금, 알루미늄 산화물(Al2O3)과 같은 세라믹, 실리콘 탄화물(SiC), 수정, 실리콘 탄화물로 코팅된 탄소 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(테프론) 등일 수 있다. 반면에, 반사 표면(151)의 반사 영역에 의해 포함될 상이한 물질들에 대해서는, 코팅, 블라스팅, 절단 및/또는 상이한 레벨들의 거칠기를 달성하기 위한 접근법과 같은, 표면 처리들의 상이한 절차들이 대응되게 채용된다. 또한, 표면 처리의 경우에, 니켈의 화학적 코팅, 알루미늄 산화물의 코팅과 같은 양극 처리, 이트륨 산화물(Y2O3)의 코팅, 이트륨 불화물(YF3)의 코팅, 실리콘 탄화물의 코팅, 폴리테트라플루오로에틸렌의 코팅, 및 다양한 유형의 코팅이 실제 조건에 따라 채용될 수 있다.
도 3을 참조한다. 도 3은 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 차폐 플레이트(150)의 탐구도이다. 실제 응용에서, 도 2에 도시된 바와 같은 단일 피스(piece)로서의 차폐 플레이트(150)와는 달리, 차폐 플레이트(150)는 복수의 보조(subsidiary) 플레이트들의 적층에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 차폐 플레이트(150)는 보조 플레이트(1501), 보조 플레이트(1502), 및 보조 플레이트(1503)에 의해 형성된다. 보조 플레이트(1501), 보조 플레이트(1502), 및 보조 플레이트(1503)는 서로 상이한 반사율들을 가진다. 또한, 보조 플레이트(1501)는 보조 플레이트(1502)의 표면보다 작은 표면을 가지는 반면에, 보조 플레이트(1502)는 보조 플레이트(1503)의 표면보다 작은 표면을 가진다. 보조 플레이트(1501)가 보조 플레이트(1502) 상에 적층될 때, 보조 플레이트(1501)에 의해 중첩되지 않는 보조 플레이트(1502)의 부분은 제2 반사 영역(151b)이 되도록 노출된다. 또한, 보조 플레이트(1502)가 보조 플레이트(1503) 상에 적층될 때, 보조 플레이트(1502)에 의해 중첩되지 않는 보조 플레이트(1503)의 부분은 제2 반사 영역(151a)이 되도록 노출된다. 또한, 보조 플레이트(1501)의 표면은 제3 반사 영역(151c)일 수 있다.
도 4를 참조한다. 도 4는 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 차폐 플레이트(150)의 평면도이다. 일부 실시예들에서, 차폐 플레이트(150)는 복수의 반사 섹션들(153)을 포함한다. 반사 섹션(153)은 서브-반사기이다. 서브-반사기로서의 반사 섹션(153)은 분리가능하게 서로 연결된다. 실제에서, 반사 섹션들(153) 중 적어도 하나는 섹터, 다각형, 고리 섹션(ring section), 또는 이것들의 조합의 형태를 가진다. 또한, 반사 섹션들(153)의 할당은 반사 영역들의 할당과 독립적이다. 이것은, 적어도 하나의 반사 영역이 반사 섹션들(153)의 각각의 피스 상에 할당될 수 있다는 것을 의미한다. 다른 말로 하면, 서브-반사기로서 적어도 하나의 반사 섹션(153)은 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)을 가진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 섹터의 형태를 가진 반사 섹션(153)이 서로로부터 분리된다.
열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 동작 동안에, 반사 섹션(153)은, 상이한 반사 영역들을 갖는 반사 표면(151)을 형성하도록 분리가능하게 연결된다. 이런 방식으로, 반사 섹션들(153)의 모든 단일 피스가 실제 상황에 따라 대체될 수 있다. 예를 들면, 워크피스(P)의 일부분이 워크피스(P)의 다른 부분보다 낮은 온도를 갖는다고 검출되면, 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분에 대응되게 위치한 반사 섹션(153)이, 열에 대해 더 높은 반사율을 갖는 반사 영역을 갖는 반사 섹션(153)을 위해 대체될 수 있어서, 히터(140)로부터 열의 더 많은 분량이 더 낮은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분쪽으로 반사될 것이다. 반면에, 워크피스(P)의 일부분이 워크피스(P)의 다른 부분보다 높은 온도를 갖는다고 검출되면, 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분에 대응되게 위치한 반사 섹션(153)이, 열에 대해 더 낮은 반사율을 갖는 반사 영역을 갖는 반사 섹션(153)을 위해 대체될 수 있어서, 히터(140)로부터 열의 더 적은 분량이 더 높은 온도를 갖는 워크피스(P)의 부분쪽으로 반사될 것이다. 따라서, 워크피스(P)와, 따라서 워크피스(P)가 내부에 배치되는 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포가 용이하게 될 수 있다. 결과적으로, 워크피스(P)와 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포로 인해, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 성능이 향상된다.
차폐 플레이트(150)에 대한 반사율이, 실제 상황에 따라 열에 대해 적절한 반사율을 갖는 반사 섹션들(153) 중 임의의 반사 섹션을 대체시킴으로써 간단하게 조정될 수 있으므로, 워크피스(P)의 온도 분포와, 따라서 체임버 공간(S)이 편리하게 제어된다. 결과적으로, 워크피스(P)와 체임버 공간(S)의 균일한 온도 분포로 인해, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 성능이 간단하고 편리한 방식으로 향상된다.
또한, 워크피스(P)의 불균일한 온도 분포가 존재한다는 것이 검출되는 경우에, 차폐 플레이트(150) 전체를 대체하는 대신에, 관련된 반사 섹션(153)의 대체는 워크피스(P)와, 따라서 워크피스(P)가 내부에 배치되는 체임버 공간의 균일한 온도 분포를 달성하는 것을 이미 도울 수 있다. 그러므로, 차폐 플레이트(150)의 열에 대한 반사율의 조정을 위해 수반되는 시간과 비용이 효과적으로 감소될 수 있다. 다른 말로 하면, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 효율이 대응되게 증가된다.
예를 들면, 일부 실시예에서, 반사 섹션들(153) 중 적어도 하나는 제1 반사 영역(151a)을 갖는 반면에, 반사 섹션들(153) 중 적어도 다른 하나는 제2 반사 영역(151b)을 가진다. 이 방식으로, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)은, 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b) 모두를 가진다. 이것은, 워크피스(P)의 불균일한 온도 분포가 존재한다는 것이 검출되는 경우에, 워크피스(P)와, 따라서 워크피스(P)가 내부에 배치되는 체임버 공간의 균일한 온도 분포를 달성하도록, 관련 반사 섹션(153)이 위에서 언급된 바와 같이 적절하게 대체될 수 있다는 것을 의미한다.
일부 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 실제 상황에 따라, 반사 섹션들(153) 중 적어도 하나는 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b) 모두를 가진다. 이 방식으로, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151) 상의 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)의 할당은, 보다 유연하여 보다 정밀한 방식으로 실제 상황을 충족시킬 수 있다.
도 5를 참조한다. 도 5는 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 차폐 플레이트(150)의 평면도이다. 다시, 도 5에 도시된 바와 같이, 차폐 플레이트(150)는 복수의 반사 섹션들(153)을 포함한다. 실제 상황에 따라, 반사 섹션들(153) 각각은 다각형 형상일 수 있다. 유사하게, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 동작 동안에, 반사 섹션(153)은, 상이한 반사 영역들을 갖는 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)을 형성하도록 분리가능하게 연결된다.
유사하게, 위에서 언급된 바와 같이, 반사 영역은 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)을 포함하며, 여기서 제1 반사 영역(151a)이 제1 레벨의 폴리싱을 갖는 반면에, 제2 반사 영역(151b)은 제2 레벨의 폴리싱을 갖는다. 다각형의 반사 섹션들(153) 각각은 적어도 하나의 제1 반사 영역(151a) 및/또는 적어도 하나의 제2 반사 영역(151b)을 가질 수 있다. 이 방식으로, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151) 상의 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)의 할당은, 보다 유연하여 보다 정밀한 방식으로 실제 상황을 충족시킬 수 있다.
도 6을 참조한다. 도 6은 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 차폐 플레이트(150)의 평면도이다. 다시, 도 6에 도시된 바와 같이, 차폐 플레이트(150)는 복수의 반사 섹션들(153)을 포함한다. 실제 상황에 따라, 반사 섹션들(153) 각각은 고리 섹션의 형상일 수 있다. 유사하게, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 동작 동안에, 반사 섹션(153)은, 상이한 반사 영역들을 갖는 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151)을 형성하도록 분리가능하게 연결된다.
유사하게, 위에서 언급된 바와 같이, 반사 영역은 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)을 포함하며, 여기서 제1 반사 영역(151a)이 제1 레벨의 폴리싱을 갖는 반면에, 제2 반사 영역(151b)은 제2 레벨의 폴리싱을 갖는다. 고리 섹션의 형상의 반사 섹션들(153) 각각은 적어도 하나의 제1 반사 영역(151a) 및/또는 적어도 하나의 제2 반사 영역(151b)을 가질 수 있다. 이 방식으로, 차폐 플레이트(150)의 반사 표면(151) 상의 제1 반사 영역(151a)과 제2 반사 영역(151b)의 할당은, 보다 유연하여 보다 정밀한 방식으로 실제 상황을 충족시킬 수 있다.
구조적으로 말하면, 도 1 내지 3, 5, 6에 도시된 바와 같이, 차폐 플레이트(150)는 그 내부에 개구(154)를 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)은 또한 적어도 하나의 리프트 핀(lift pin)(170)을 더 포함한다. 리프트 핀(170)은 적어도 차폐 플레이트(150)의 개구(154)를 통해 워크피스 지지부(130)와 또한, 하단 벽(116)에 연결된다. 따라서, 워크피스 지지부(130)는 워크피스(P)와 차폐 플레이트(150) 사이에 배치될 수 있다.
실제적으로 말하면, 화학적 기상 퇴적은, 막을 생성하기 위해 반도체 제조 산업에서 채용된 화학적 프로세스이다. 일반적으로, 기판은, 퇴적막을 생성하도록 기판 상에서 반응하고 그리고/또는 분해되는, 하나 이상의 휘발성 전구체에 노출된다. 일부 실시예에서, 위에서 언급된 바와 같은 워크피스(P)는 기판이다. 위에서 언급된 바와 같은 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)을 참조해서, 본 개시의 실시예는 또한, 기판을 처리하기 위한 방법을 제공한다. 본 방법은, 하기의 단계들을 포함한다(달리 지정되지 않으면, 이하에서 언급되는 바와 같은 단계들 및 서브-단계들의 순서는 모두 실제 상황에 따라 조정되거나, 심지어는 동시에 실행되거나, 부분적으로 동시에 실행될 수 있다는 것이 인식된다).
(1) 프로세싱 체임버(115) 내에서 상기 기판에 열을 인가하는 단계로서, 이 단계 동안에 상기 열의 적어도 일부분이 상기 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)을 향해 전달되는 것인, 상기 인가 단계.
(2) 상기 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)쪽으로 전달되는 상기 열의 상기 부분으로부터 상기 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)을 적어도 부분적으로 차폐시키는 단계.
보다 구체적으로, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 동작 동안에, 히터(140)로부터 열의 적어도 일부가 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)쪽으로 전달된다. 하지만, 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)이 적어도 부분적으로 차폐되기 때문에, 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)은 히터(140)로부터 열을 수용하지 않는다. 따라서, 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)은 히터(140)로부터의 열을 반사시키지 않는다.
프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)이 히터(140)로부터 열을 수용하지 않는 것에 추가해서, 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)을 적어도 부분적으로 차폐시키는 단계(2)는 하기의 서브-단계를 더 포함한다:
(2.1) 상기 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)쪽으로 전달되는 상기 열의 상기 부분을 적어도 부분적으로 반사시키는 단계.
보다 구체적으로, 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)쪽으로 히터(140)로부터의 열의 부분은, 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)에 도달하는 대신에 기판쪽으로 반사된다. 따라서, 프로세싱 체임버(115) 내의 온도와, 따라서, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 동작의 효율이 유지된다. 또한, 기판의 균일한 온도 분포와, 기판이 내부에 배치되는 프로세싱 체임버(115)의 균일한 온도 분포를 용이하게 하도록, 프로세싱 체임버(115)의 하단 벽(116)쪽으로 전달되는 열의 상기 부분은, 비균일하게 반사하는 표면(151)에 의해 적어도 부분적으로 반사된다.
비균일하게 반사하는 표면(151)이 열을 비균일하게 반사하므로, 이 비균일성은 실제 상황에 때라 조정될 수 있어서, 위에서 언급한 바와 같이, 기판에 반사되는 열이 기판의 균일한 온도 분포와, 따라서, 기판이 내부에 배치되는 프로세싱 체임버(115)의 균일한 온도 분포를 야기할 수 있다. 그러므로, 기판의 균일한 온도 분포와 프로세싱 체임버(115)의 균일한 온도 분포로 인해, 열 화학 기상 퇴적 시스템(100)의 성능이 향상된다.
본 개시의 다양한 실시예에 따라, 열 화학 기상 퇴적 시스템의 동작 동안에, 워크피스로부터 떨어져 있는 히터로부터 방출된 열이 워크피스쪽으로 반사될 것이다. 이 방식으로, 워크피스로부터 떨어져 있는 히터로부터 방출된 열이, 균일한 방식으로 차폐 플레이트의 반사 표면에 의해 워크피스쪽으로 반사될 수 있어서, 워크피스와, 따라서 워크피스가 내부에 배치되는 체임버 공간의 균일한 온도 분포를 용이하게 한다. 그러므로, 워크피스와 체임버 공간의 균일한 온도 분포로 인해, 열 화학 기상 퇴적 시스템의 성능이 향상된다.
본 개시의 다양한 실시예에 따라, 열 화학 기상 퇴적 시스템은 하단 체임버, 상부 체임버, 워크피스 지지부, 히터, 및 적어도 하나의 차폐 플레이트를 포함한다. 상부 체임버는 하단 체임버 위에 존재하며, 상부 체임버 및 하단 체임버는 그 사이에 체임버 공간을 규정한다. 워크피스 지지부는 체임버 공간 내의 워크피스를 지지하도록 구성된다. 히터는 열을 워크피스에 인가하도록 구성된다. 차폐 플레이트는 열로부터 하단 체임버를 적어도 부분적으로 차폐시키도록 구성된다.
본 개시의 다양한 실시예에 따라, 열 화학 기상 퇴적 시스템은 프로세싱 체임버, 워크피스 지지부, 히터, 및 적어도 반사기를 포함한다. 프로세싱 체임버는 하단 벽을 갖는다. 워크피스 지지부는 프로세싱 체임버 내의 워크피스를 지지하도록 구성된다. 히터는 열을 워크피스에 인가하도록 구성된다. 반사기는 히터와, 프로세싱 체임버의 하단 벽 사이에 존재한다. 반사기는 워크피스를 향하는 반사 표면을 가지며, 반사 표면은 열에 대해 적어도 하나의 반사율을 가진다.
본 개시의 다양한 실시예에 따라, 열 화학 기상 퇴적 시스템을 동작시키기 위한 방법은, 프로세싱 체임버 내에서 워크피스에 열을 인가하는 단계로서, 이 단계 동안에 상기 열의 적어도 일부분이 상기 프로세싱 체임버의 하단 벽쪽으로 전달되는 것인, 상기 인가 단계와, 프로세싱 체임버의 하단 벽쪽으로 전달되는 상기 열의 상기 부분으로부터 프로세싱 체임버의 하단 벽을 적어도 부분적으로 차폐시키는 단계를 포함한다.
전술된 설명은, 당업자가 본 발명 개시의 양상을 더 잘 이해할 수 있도록 다수의 실시예의 특징을 서술한다. 당업자는, 자신이 본 명세서에서 소개된 실시예의 동일한 목적을 수행하고 그리고/또는 동일한 이점을 달성하기 위한 다른 프로세스와 구조체를 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 발명 개시를 쉽게 이용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 당업자는, 이러한 등가의 구성이 본 발명 개시의 정신과 범위를 이탈하지 않고, 자신이 본 발명 개시의 정신과 범위를 이탈하지 않고 본 명세서의 다양한 변화, 대체, 및 교체를 할 수 있다는 것을 또한 인식해야 한다.

Claims (10)

  1. 열 화학 기상 퇴적(thermal chemical vapor deposition; CVD) 시스템에 있어서,
    하단 체임버;
    상기 하단 체임버 위에 존재하는 상부 체임버로서, 상기 상부 체임버 및 상기 하단 체임부는 그 사이에 체임버 공간을 규정하는 것인, 상기 상부 체임버;
    상기 체임버 공간 내의 워크피스를 지지하도록 구성된 워크피스 지지부;
    열을 상기 워크피스에 인가하도록 구성된 히터; 및
    상기 열로부터 상기 하단 체임버를 적어도 부분적으로 차폐시키도록 구성된 적어도 하나의 차폐 플레이트
    를 포함하는, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하단 체임버는 상기 체임버 공간을 향해 있는 상부 표면을 가지며, 상기 상부 표면은 상기 열에 대해 비대칭 반사율을 갖는 것인, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차폐 플레이트는 상기 하단 체임버의 상부 표면과 적어도 부분적으로 중첩되는 것인, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하단 체임버 상에 존재하는 적어도 하나의 기계 부품을 더 포함하고, 상기 기계 부품과 상기 하단 체임버의 조합은, 상기 체임버 공간을 향해 있는 상부 표면을 가지며, 상기 상부 표면은 상기 열에 대해 비대칭 반사율을 갖는 것인, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차폐 플레이트는 상기 기계 부품과 적어도 부분적으로 중첩되는 것인, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 플레이트는 상기 워크피스 지지부를 향해 있는 반사 표면을 가지고, 상기 반사 표면은 적어도 두 개의 반사 영역들을 가지며, 하기의 특징들,
    i) 상기 반사 영역들이 상기 열에 대해 상이한 반사율들을 가지는 특징,
    ii) 상기 반사 영역들이 상이한 거칠기를 가지는 특징, 또는
    iii) 상기 반사 영역들이 상이한 물질들로 제조되는 특징
    중 적어도 하나의 특징이 만족되는 것인, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 플레이트는 서로 분리 가능하게 연결된 복수의 반사 섹션들을 포함하는 것인, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 플레이트는 그 내부에 개구를 가지며,
    상기 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템은,
    적어도 상기 차폐 플레이트의 개구를 통해 상기 워크피스 지지부에 연결된 적어도 하나의 리프트 핀(lift pin)을 더 포함하는 것인, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  9. 열 화학 기상 퇴적(thermal chemical vapor deposition; CVD) 시스템에 있어서,
    하단 벽을 갖는 프로세싱 체임버;
    상기 프로세싱 체임버 내의 워크피스를 지지하도록 구성된 워크피스 지지부;
    열을 상기 워크피스에 인가하도록 구성된 히터; 및
    상기 히터와, 상기 프로세싱 체임버의 하단 벽 사이에 존재하는 적어도 하나의 반사기
    를 포함하고,
    상기 반사기는 상기 워크피스를 향하는 반사 표면을 가지며, 상기 반사 표면은 상기 열에 대해 적어도 하나의 반사율을 갖는 것인, 열 화학 기상 퇴적(CVD) 시스템.
  10. 기판을 프로세싱하기 위한 방법에 있어서,
    프로세싱 체임버 내에서 상기 기판에 열을 인가하는 단계로서, 이 단계 동안에 적어도 상기 열의 일부분이 상기 프로세싱 체임버의 하단 벽을 향해 전달되는 것인, 상기 인가 단계; 및
    상기 프로세싱 체임버의 하단 벽쪽으로 전달되는 상기 열의 상기 일부분으로부터 상기 프로세싱 체임버의 하단 벽을 적어도 부분적으로 차폐시키는 단계
    를 포함하는, 기판을 프로세싱하기 위한 방법.
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