KR20170102020A - 웨이퍼 내의 퇴적 계곡들을 제거하기 위한 신규한 서셉터 설계 - Google Patents

웨이퍼 내의 퇴적 계곡들을 제거하기 위한 신규한 서셉터 설계 Download PDF

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KR20170102020A
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니 오. 미오
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제프리 토빈
에롤 안토니오 씨. 산체즈
팔라무랄리 가젠드라
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 반도체 기판들의 열 처리를 위한 서셉터에 관한 것이다. 일 실시예에서, 서셉터는 제1 림; 제1 림에 결합되고 제1 림에 의해 둘러싸이는 내측 영역; 및 내측 영역 상에 형성된 하나 이상의 고리형 돌출부를 포함한다. 하나 이상의 고리형 돌출부는 기판 상에 계곡이 형성되는 위치에 대응하는 위치에서 내측 영역 상에 형성될 수 있고, 하나 이상의 고리형 돌출부는 계곡의 형성을 감소시키거나 제거하는 것을 돕는다.

Description

웨이퍼 내의 퇴적 계곡들을 제거하기 위한 신규한 서셉터 설계
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 열 프로세스 챔버에서 이용하기 위한 서셉터에 관한 것이다.
반도체 기판들은 집적 디바이스들 및 마이크로디바이스들의 제조를 포함한 매우 다양한 응용들을 위해 처리된다. 처리 동안, 기판은 프로세스 챔버 내에서 서셉터 상에 위치된다. 서셉터들은 기판의 에지들 주위에서 기판을 아래로부터 지지하면서 기판의 나머지 하부 표면과 서셉터의 상부 표면 사이에 작은 갭을 남겨두기 위해 이용되는 플래터 또는 접시 형상의 상부 표면들을 종종 갖는다. 서셉터는 중심 축에 대하여 회전가능한 지지 샤프트에 의해 지지된다. 서셉터 아래에 배치되는 복수의 가열 램프와 같은 열원에 대한 정밀한 제어는 서셉터가 매우 엄격한 허용오차 내에서 가열되는 것을 허용한다. 다음으로, 가열된 서셉터는 주로 서셉터에 의해 방출되는 복사에 의해 기판에 열을 전달할 수 있다. 기판의 온도는 기판 상에 퇴적되는 재료의 균일성에 영향을 줄 수 있다.
서셉터를 가열하는 것의 정밀한 제어에도 불구하고, 기판상의 특정 위치들에서 계곡들(valleys)(더 낮은 퇴적물)이 형성되는 것이 관찰되었다. 그러므로, 반도체 처리에서 기판들을 지지하고 가열하기 위한 개선된 서셉터가 필요하다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 열 프로세스 챔버에서 이용하기 위한 서셉터에 관한 것이다. 일 실시예에서, 서셉터는 림(rim), 림에 결합되고 림에 의해 둘러싸이는 내측 영역, 및 내측 영역 상에 형성된 하나 이상의 고리형 돌출부(annular protrusions)를 포함한다.
다른 실시예에서, 서셉터는 내측 영역, 및 내측 영역 상에 형성되는 하나 이상의 고리형 돌출부를 포함한다. 하나 이상의 고리형 돌출부 각각은 내측 반경 부분(inner radius portion), 내측 반경 부분으로부터 반경방향으로 외측으로 연장되는 외측 반경 부분(outer radius portion), 및 내측 반경 부분과 외측 반경 부분 사이의 선형 부분을 포함한다.
다른 실시예에서, 프로세스 챔버는 제1 돔, 제2 돔, 및 제1 돔과 제2 돔 사이에 배치된 베이스 링을 포함한다. 내부 영역은 제1 돔, 제2 돔, 및 베이스 링에 의해 정의된다. 프로세스 챔버는 내부 영역 내에 배치된 서셉터를 더 포함하고, 서셉터는 림, 림에 결합되고 림에 의해 둘러싸이는 내측 영역, 및 내측 영역 상에 형성된 하나 이상의 고리형 돌출부를 포함한다.
위에서 언급된 본 개시내용의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 그들 중 일부는 첨부 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 본 개시내용은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 개시내용의 전형적인 실시예들만을 도시하며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 단면도이다.
도 2a - 도 2b는 본 개시내용의 실시예들에 따라 프로세스 챔버에서 이용되는 서셉터의 사시도이다.
도 2c - 도 2d는 본 개시내용의 실시예들에 따라 프로세스 챔버에서 이용되는 서셉터 상에 배치되는 돌출부의 확대 측단면도이다.
도 3a는 본 개시내용의 실시예들에 따라 프로세스 챔버에서 이용되는 서셉터의 사시도이다.
도 3b는 본 개시내용의 실시예들에 따라 프로세스 챔버에서 이용되는 서셉터 상에 배치되는 하나 이상의 돌출부 및 원형 돌출부의 확대 측단면도이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에 공통인 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 이용되었다. 일 실시예에 개시된 구성요소들은 구체적인 언급 없이도 다른 실시예들에서 유익하게 이용될 수 있다고 예상된다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 반도체 기판들의 열 처리를 위한 서셉터에 관한 것이다. 일 실시예에서, 서셉터는 제1 림, 제1 림에 결합되고 제1 림에 의해 둘러싸이는 내측 영역, 및 내측 영역 상에 형성된 하나 이상의 고리형 돌출부를 포함한다. 하나 이상의 고리형 돌출부는 기판 상에 계곡이 형성되는 위치에 대응하는 위치에서 내측 영역 상에 형성될 수 있고, 하나 이상의 고리형 돌출부는 계곡의 형성을 감소시키거나 제거하는 것을 돕는다.
도 1은 본 개시내용의 실시예들로부터 혜택을 받을 수 있는 처리를 위한 위치에 컴포넌트들을 구비하는 프로세스 챔버(100)의 개략적 단면도를 도시한다. 에피택셜 프로세스를 위한 프로세스 챔버가 도시되고 설명되지만, 본 개시내용의 개념은 가열 소자들이 프로세스 챔버의 최상부에 제공되는지, 최하부에 제공되는지 또는 둘 다에 제공되는지에 상관없이, 예를 들어 열 어닐링, 열 클리닝, 열 화학 기상 퇴적, 열 산화 및 열 질화와 같은 프로세스들을 위해 기판을 가열하는 제어된 열 사이클(controlled thermal cycle)을 제공할 수 있는 다른 프로세스 챔버에도 적용가능함이 예상된다.
프로세스 챔버(100) 및 임의의 관련 하드웨어는 스테인레스 스틸, 석영[예를 들어, 용융된 실리카 글래스(fused silica glass)], 실리콘 카바이드(SiC), 흑연 위의 CVD 코팅된 SiC(CVD-coated SiC over graphite)(예를 들어, 30~200 미크론의 SiC), 및 이들의 조합들 및 합금들과 같은 하나 이상의 프로세스 호환가능한 재료들로 형성될 수 있다. 프로세스 챔버(100)는 기판(108)의 퇴적 표면(116) 상의 재료의 퇴적을 포함하여, 하나 이상의 기판을 처리하는 데 사용될 수 있다. 프로세스 챔버(100)는 제1 돔(128), 제2 돔(114), 및 제1 돔(128)과 제2 돔(114) 사이에 위치된 베이스 링(136)을 포함할 수 있다. 내부 영역(107)은 제1 돔(128), 제2 돔(114), 및 베이스 링(136)에 의해 형성된다. 제1 돔(128) 및 제2 돔(114)은 석영과 같은 광학적으로 투명한 재료(optically transparent material)로 구성될 수 있다. 서셉터(106)는 내부 영역(107) 내에 배치되고, 서셉터(106)는 내부 영역(107)을 프로세스 영역(156) 및 퍼지 영역(158)으로 분할한다. 기판(108)은 로딩 포트[서셉터(106)에 의해 가려져서 도시되지 않음]를 통해 프로세스 챔버(100) 내로 이동되어, 서셉터(106) 상에 위치될 수 있다. 서셉터(106)는 SiC 코팅된 흑연으로 이루어질 수 있다. 서셉터(106)는 기판(108)을 향하는 제1 표면(111), 및 제1 표면(111)에 대향하는 제2 표면(104)을 갖는다. 서셉터(106)는 중심 샤프트(132)에 의해 지지될 수 있고, 중심 샤프트는 모터(도시되지 않음)에 의해 회전될 수 있으며, 이는 결국 서셉터(106) 및 기판(108)을 회전시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 서셉터(106)는 프로세스 챔버(100) 내에서의 기판(108)의 처리를 허용하는 처리 위치에 있다. 중심 샤프트(132) 및 서셉터(106)는 액츄에이터(도시되지 않음)에 의해 하강될 수 있다. 복수의 리프트 핀(105)이 서셉터(106)를 통과한다. 서셉터(106)를 처리 위치 아래의 로딩 위치까지 하강시키면, 리프트 핀들(105)이 제2 돔(114)에 접촉하여 서셉터(106) 내의 홀들을 통과하고, 기판(108)을 서셉터(106)로부터 상승시키는 것이 허용된다. 다음에, 로봇(도시되지 않음)이 로딩 포트(도시되지 않음)를 통하여 프로세스 챔버(100)에 들어가서, 기판(108)에 맞물리고 기판을 제거한다. 로봇 또는 다른 로봇이 로딩 포트를 통해 프로세스 챔버에 들어가고, 처리되지 않은 기판을 서셉터(106) 상에 배치한다. 다음으로, 서셉터(106)는 처리되지 않은 기판을 처리를 위한 위치에 배치하기 위해 액츄에이터에 의해 처리 위치로 상승된다.
프로세스 챔버(100)는 복수의 복사 가열 램프(102)를 갖는 램프헤드 어셈블리(145)를 더 포함할 수 있다. 램프헤드 어셈블리(145)는 다른 컴포넌트들 중에서도 특히 서셉터(106)의 제2 표면(104)을 가열하고, 그에 의해 결국 기판(108)을 가열하기 위해, 내부 영역(107)의 외부에서 제2 돔(114)에 인접하여 배치될 수 있다. 하나 이상의 돌출부(113)가 제1 표면(111) 상에 배치될 수 있다. 하나 이상의 돌출부(113)는 고리형일 수 있고, 서셉터(106)와 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 원형 돌출부(115)가 제1 표면(111) 상에 배치될 수 있고, 원형 돌출부(115)는 서셉터(106)와 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 하나 이상의 돌출부(113) 및 원형 돌출부(115)는 기판(108) 상의 국소적인 온도 제어를 제공할 수 있고, 그에 따라, 기판(108)의 퇴적 표면(116) 상에 개선된 균일성을 갖는 퇴적을 제공한다.
선택적으로, 예비가열 링(167)은 서셉터(106) 주위에 배치될 수 있고, 베이스 링(136)에 결합된 라이너 어셈블리(163)에 의해 둘러싸일 수 있다. 예비가열 링(167)은 프로세스 가스들을 위한 예비 가열 구역을 제공하면서, 램프들(102)로부터의 열 및/또는 광 잡음이 기판(108)의 퇴적 표면(116)에 누설되는 것을 방지하거나 감소시킨다. 예비가열 링(167)은 화학적 기상 증착(CVD) SiC, SiC로 코팅된 소결 흑연, 성장된 SiC, 불투명한 석영, 코팅된 석영, 또는 프로세스 및 퍼지 가스들에 의한 화학적 파손에 저항성이 있는 임의의 유사한 적합한 재료로 이루어질 수 있다.
라이너 어셈블리(163)는 베이스 링(136)의 내측 둘레 내에 놓이거나(nested) 베이스 링의 내측 둘레에 의해 둘러싸이도록 크기가 정해진다. 라이너 어셈블리(163)는 처리에서 이용되는 프로세스 가스들로부터 프로세스 챔버(100)의 금속 벽들을 차폐한다. 금속 벽들은 프로세스 가스들과 반응할 수 있고, 손상될 수 있거나, 프로세스 챔버(100) 내에 오염을 도입할 수 있다. 라이너 어셈블리(163)는 단일 바디로서 도시되어 있지만, 본 개시내용의 실시예들에서, 라이너 어셈블리(163)는 하나 이상의 라이너 및 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세스 챔버(100)는 또한 프로세스 챔버(100) 내에서 그리고 기판(108)의 퇴적 표면(116) 상에서 온도를 측정하는 하나 이상의 온도 센서(118), 예컨대 광학 고온계를 포함할 수 있다. 기판(108) 및 제1 돔(128)으로부터 복사되는 적외광을 다시 프로세스 영역(156)으로 반사시키기 위해서 제1 돔(128) 외부에 반사기(122)가 선택적으로 배치될 수 있다. 반사기(122)는 클램프 링(130)을 이용하여 제1 돔(128)에 고정될 수 있다. 반사기(122)는 냉각 유체 소스(도시되지 않음)에 연결된 하나 이상의 연결 포트(126)를 가질 수 있다. 연결 포트들(126)은 냉각 유체(예를 들어, 물)가 반사기(122) 내에서 순환하는 것을 허용하기 위해 반사기 내의 하나 이상의 통로(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
프로세스 챔버(100)는 프로세스 가스 소스(172)에 연결되는 프로세스 가스 유입구(174)를 포함할 수 있다. 프로세스 가스 유입구(174)는 대체로 기판(108)의 퇴적 표면(116)을 가로질러 프로세스 가스를 지향시키도록 구성될 수 있다. 프로세스 챔버(100)는 프로세스 챔버(100)에서 프로세스 가스 유입구(174)에 반대되는 측에 위치된 프로세스 가스 배출구(178)를 또한 포함할 수 있다. 프로세스 가스 배출구(178)는 진공 펌프(180)에 결합된다.
일 실시예에서, 프로세스 챔버(100)는 베이스 링(136) 내에 형성된 퍼지 가스 유입구(164)를 포함한다. 퍼지 가스 소스(162)는 퍼지 가스 유입구(164)에 퍼지 가스를 공급한다. 프로세스 가스 유입구(174), 퍼지 가스 유입구(164) 및 프로세스 가스 배출구(178)는 예시를 목적으로 도시되어 있고, 가스 유입구들 및 배출구들의 위치, 크기, 개수 등은 기판(108) 상에서의 재료의 균일한 퇴적을 용이하게 하도록 조절될 수 있다.
도 2a - 도 2b는 다양한 실시예들에 따른 서셉터(106)의 사시도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 서셉터(106)는 림(206), 및 림(206)에 결합되고 림에 의해 둘러싸이는 내측 영역(204)을 포함하는 실질적으로 원형인 평판일 수 있다. 제1 표면(111)(도 1)은 내측 영역(204) 및 림(206) 둘 다를 포함할 수 있다. 내측 영역(204)은 오목한 프로파일을 가질 수 있고, 리세스된 포켓(212)을 형성할 수 있다. 서셉터(106)는 서셉터(106) 상에서 처리될 기판이 림(206) 내부에 딱 들어맞도록 크기가 정해질 수 있다. 따라서, 리세스된 포켓(212)은 처리 동안 기판이 미끄러져 나오는 것을 방지한다. 내측 영역(204)은 리프트 핀들(105)(도 1)의 배치에 대응하여 다수의 관통 홀(202), 예를 들어 3개의 관통 홀을 포함할 수 있다. 관통 홀들(202)은 리프트 핀들(105)이 서셉터(106)를 통과하여 기판을 서셉터(106)로부터 상승시키거나 하강시키는 것을 허용한다. 관통 홀들(202)은 둘레 방향에서 120도 간격으로 배열될 수 있다. 돌출부(113)는 내측 영역(204) 상에 배치될 수 있고, 림(206)에 의해 둘러싸일 수 있다.
도 2b는 다른 실시예에 따른 서셉터(106)의 사시도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 돌출부(250)는 도 2a에 도시된 것과 같은 연속적인 돌출부를 대신하여, 복수의 불연속 돌출부(210)를 포함할 수 있다. 돌출부(250)는 고리형일 수 있고, 본 명세서에서 이용되는 "고리형(annular)"이라는 단어는 이격될 수도 있고 이격되지 않을 수도 있는 복수의 단편에 의해 형성된 링 형상을 또한 포함하도록 정의된다. 인접한 불연속 돌출부들(210) 사이에 갭(211)이 형성될 수 있다. 불연속 돌출부들(210)은 동일할 수도 있고 동일하지 않을 수도 있다. 불연속 돌출부들(210) 및 갭들(211)의 개수, 및 각각의 불연속 돌출부(210)의 호 길이(arc length)는 기판의 퇴적 표면 상의 퇴적 프로파일에 기초할 수 있다.
도 2c는 일 실시예에 따라 서셉터(106) 상에 배치된 돌출부(113), 또는 돌출부(250)의 확대 단면도이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 돌출부(113)는 서셉터(106)의 내측 영역(204) 상에 배치된다. 돌출부(113)는 내측 부분(214), 내측 부분(214)으로부터 반경방향으로 외측으로 연장되는 외측 부분(216), 및 내측 부분(214)과 외측 부분(216) 사이의 선형 부분(218)을 포함한다. 내측 부분(214)과 외측 부분(216)은 실질적으로 평행할 수 있다. 이러한 관점에서, "평행"이라는 단어는 곡선 또는 직선인 제1 경로, 및 제2 경로를 설명하는 것으로, 여기서, 제1 경로의 모든 지점은 해당 지점에서 제1 경로에 대해 수직한 방향으로 제2 경로의 대응 지점으로부터 고정된 거리에 있다. 일 실시예에서, 돌출부(113)는 고리형 돌출부이고, 내측 부분(214)은 내측 반경 부분이고, 외측 부분(216)은 외측 반경 부분이다. 내측 부분(214)은 끝부분에서 선형 부분(218)에 접하는(tangential) 호를 갖는 만곡된 표면(213)을 포함할 수 있다. 내측 부분(214)은 밀리미터 범위의 폭 W1을 가질 수 있다. 외측 부분(216)은 끝부분에서 선형 부분(218)에 접하는 호를 갖는 만곡된 표면(215)을 포함할 수 있다. 외측 부분(216)은 밀리미터 범위의 폭 W2를 가질 수 있다. 선형 부분(218)은 선형 단면 프로파일을 갖는 선형 표면(220)을 포함할 수 있다. 선형 부분(218)은 약 0.1mm 내지 약 65mm 범위, 예컨대 약 60 mm 또는 62mm의 폭 W3를 가질 수 있다. 선형 표면(220)은 서셉터(106)의 내측 영역(204)에 실질적으로 평행하지 않을 수 있으므로, 선형 부분(218)의 두께는 변화할 수 있다. 선형 부분(218) 중 내측 부분(214)에 인접한 부분은 약 0.02mm 내지 약 0.20mm 범위의 두께 T1을 가질 수 있다. 선형 부분(218) 중 외측 부분(216)에 인접한 부분은 약 0.02mm 내지 약 0.15mm 범위의 두께 T2를 가질 수 있다.
기판(108)(도 1)의 제2 표면(104)은 평면(224)을 정의할 수 잇다. 일 실시예에서, 선형 표면(220)은 평면(224)에 실질적으로 평행할 수 있고, 평면(224)과 선형 표면(220) 사이에 거리 D1이 있을 수 있다. 거리 D1은 약 0.1mm 내지 약 0.2mm 범위, 예컨대 약 0.14mm 또는 0.135mm일 수 있다. 동작 동안, 기판(108)은 열로 인해 내측 영역(204) 쪽으로 휘어질 수 있다. 거리 D1은 기판(108)이 돌출부(113)에 접촉하지 않을만큼 충분히 큰 반면, 계곡의 형성을 최소화하거나 제거하기 위해 돌출부(113)가 기판(108) 상의 국소적인 영역의 온도를 증가시킬 수 있을만큼 충분히 작다. 기판(108) 상의 국소적인 영역의 온도는 기판(108) 상의 나머지 영역의 온도보다 최대 섭씨 7도, 예컨대 약 섭씨 4도 더 높을 수 있다. 그러한 온도 증가는 기판(108) 상의 국소적인 영역 내에 형성되는 계곡의 형성을 감소시키거나 제거한다. 돌출부(113)의 반경방향 위치는 기판(108) 상에 형성되는 계곡의 위치에 대응할 수 있다. 일 실시예에서, 서셉터(106)의 대칭 축(222)과 선형 부분(218) 중 내측 부분(214)에 인접한 부분 사이의 반경방향 거리 D2는 약 35mm 내지 약 45mm의 범위, 예컨대 약 38mm 또는 40mm이다.
도 2d는 일 실시예에 따라 서셉터(106) 상에 배치된 돌출부(113)의 확대 단면도이다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 돌출부(113)는 서셉터(106)의 내측 영역(204) 상에 배치된다. 돌출부(113)는 내측 부분(230), 내측 부분(230)으로부터 반경방향으로 외측으로 연장되는 외측 부분(232), 및 내측 부분(230)과 외측 부분(232) 사이의 선형 부분(234)을 포함한다. 내측 부분(230)과 외측 부분(232)은 실질적으로 평행할 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(113)는 고리형 돌출부이고, 내측 부분(230)은 내측 반경 부분이고, 외측 부분(232)은 외측 반경 부분이다. 내측 부분(230)은 끝부분에서 선형 부분(234)에 접하는 호를 갖는 만곡된 표면(236)을 포함할 수 있다. 내측 부분(230)은 밀리미터 범위의 폭 W4를 가질 수 있다. 외측 부분(232)은 끝부분에서 선형 부분(234)에 접하는 호를 갖는 만곡된 표면(238)을 포함할 수 있다. 외측 부분(232)은 밀리미터 범위의 폭 W5를 가질 수 있다. 선형 부분(234)은 선형 단면 프로파일을 갖는 선형 표면(240)을 포함할 수 있다. 선형 부분(234)은 약 0.1mm 내지 약 65mm 범위, 예컨대 약 60mm 또는 62mm의 폭 W6를 가질 수 있다. 선형 표면(240)은 내측 영역(204)에 실질적으로 평행할 수 있다. 선형 부분(234)은 약 0.02mm 내지 약 0.20mm 범위의 두께 T3를 가질 수 있다. 대안적으로, 선형 표면(240)은 내측 영역(204)에 실질적으로 평행하지 않을 수 있고, 선형 표면(240)의 두께는 변화한다.
선형 표면(240)이 평면(224)에 평행하지 않으므로, 평면(224)과 선형 표면(240) 사이의 거리는 변화할 수 있다. 선형 표면(240) 중 내측 부분(230)에 인접한 부분은 평면(224)으로부터 거리 D3에 있을 수 있다. 거리 D3는 약 0.1mm 내지 약 0.2mm 범위, 예컨대 0.15mm일 수 있다. 선형 표면(240) 중 외측 부분(232)에 인접한 부분은 평면(224)으로부터 거리 D4에 있을 수 있다. 거리 D4는 거리 D3보다 작을 수 있고, 약 0.1mm 내지 약 0.2mm 범위, 예컨대 0.11mm일 수 있다. 다시 한 번, 거리들 D3 및 D4는 동작 동안 기판(108)이 돌출부(113)에 접촉하지 않을만큼 충분히 큰 반면, 계곡의 형성을 최소화하거나 제거하기 위해 돌출부(113)가 기판(108) 상의 국소적인 영역의 온도를 증가시킬 수 있을만큼 충분히 작다. 미리 결정된 거리들 D3 및 D4를 갖기 위해, 선형 표면(240)은 내측 영역(204)에 실질적으로 평행하거나 평행하지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 서셉터(106)의 대칭 축(222)과 선형 부분(234) 중 내측 부분(230)에 인접한 부분 사이의 반경방향 거리 D5는 약 35mm 내지 약 45mm 범위, 예컨대 약 38mm 또는 40mm이다.
도 3a는 다양한 실시예들에 따른 서셉터(106)의 사시도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 2개의 돌출부(302, 304) 및 원형 돌출부(115)가 내측 영역(204) 상에 배치될 수 있고, 림(206)에 의해 둘러싸일 수 있다. 돌출부들(302, 304)은 고리형일 수 있다. 돌출부들(302, 304) 둘 다는 서셉터(106)의 중심에 배치될 수 있는 원형 돌출부(115)와 동심을 이룰 수 있다. 돌출부들(302, 304) 각각은 연속적 돌출부일 수 있거나 복수의 불연속 돌출부에 의해 형성될 수 있다. 하나의 돌출부는 연속적 돌출부일 수 있는 한편, 다른 돌출부는 복수의 불연속 돌출부에 의해 형성된다. 일부 실시예들에서, 2개보다 많은 돌출부가 내측 영역(204) 상에 배치된다.
도 3b는 일 실시예에 따라 서셉터(106) 상에 배치된 돌출부들(302, 304), 및 원형 돌출부(115)의 확대 단면도이다. 원형 돌출부(115)는 약 2mm 내지 약 5mm 범위의 직경을 가질 수 있고, 평면(224)으로부터 거리 D6에 있을 수 있다. 거리 D6는 약 0.25mm 내지 약 0.35mm 범위일 수 있다. 돌출부(304)는 내측 부분(306), 내측 부분(306)으로부터 반경방향으로 외측으로 연장되는 외측 부분(308), 및 내측 부분(306)과 외측 부분(308) 사이의 선형 부분(310)을 포함한다. 내측 부분(306)과 외측 부분(308)은 실질적으로 평행할 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(304)는 고리형 돌출부이고, 내측 부분(306)은 내측 반경 부분이고, 외측 부분(308)은 외측 반경 부분이다. 내측 부분(306)은 끝부분에서 선형 부분(310)에 접하는 호를 갖는 만곡된 표면(312)을 포함할 수 있다. 내측 부분(306)은 밀리미터 범위의 폭 W7을 가질 수 있다. 외측 부분(308)은 끝부분에서 선형 부분(310)에 접하는 호를 갖는 만곡된 표면(314)을 포함할 수 있다. 외측 부분(308)은 밀리미터 범위의 폭 W8을 가질 수 있다. 선형 부분(310)은 선형 단면 프로파일을 갖는 선형 표면(316)을 포함할 수 있다. 선형 부분(310)은 약 0.1mm 내지 약 5mm 범위, 예컨대 약 5mm의 폭 W9를 가질 수 있다. 선형 표면(316)은 내측 영역(204)에 실질적으로 평행할 수 있다. 선형 부분(310)은 약 0.02mm 내지 약 0.20mm 범위의 두께 T4를 가질 수 있다. 대안적으로, 선형 표면(316)은 내측 영역(204)에 실질적으로 평행하지 않을 수 있고, 선형 표면(316)의 두께는 변화한다.
선형 표면(316)이 평면(224)에 평행하지 않으므로, 평면(224)과 선형 표면(316) 사이의 거리는 변화할 수 있다. 선형 표면(316) 중 내측 부분(306)에 인접한 부분은 평면(224)으로부터의 거리 D7에 있을 수 있다. 거리 D7은 약 0.2mm 내지 약 0.3mm 범위, 예컨대 0.26mm일 수 있다. 선형 표면(316) 중 외측 부분(308)에 인접한 부분은 평면(224)으로부터 거리 D8에 있을 수 있다. 거리 D8은 거리 D7보다 작을 수 있고, 약 0.2mm 내지 약 0.3mm 범위, 예컨대 0.25mm일 수 있다. 다시 한 번, 거리들 D7 및 D8은 동작 동안 기판(108)이 돌출부(304)에 접촉하지 않을만큼 충분히 큰 반면, 계곡의 형성을 최소화하거나 제거하기 위해 돌출부(304)가 기판(108) 상의 국소적인 영역의 온도를 증가시킬 수 있을만큼 충분히 작다. 미리 결정된 거리들 D7 및 D8을 갖기 위해, 선형 표면(316)은 내측 영역(204)에 실질적으로 평행하거나 평행하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 선형 표면(316)은 평면(224)에 실질적으로 평행할 수 있고, 평면(224)과 선형 표면(316) 사이의 거리는 약 0.2mm 내지 약 0.3mm 범위일 수 있다. 일 실시예에서, 서셉터(106)의 대칭 축(222)과 선형 부분(310) 중 내측 반경 부분(306)에 인접한 부분 사이의 반경방향 거리 D10은 약 30mm 내지 약 50mm 범위, 예컨대 약 40mm 또는 45mm이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 돌출부(302)는 내측 부분(318), 내측 부분(318)으로부터 반경방향으로 외측으로 연장되는 외측 부분(320), 및 내측 부분(318)과 외측 부분(320) 사이의 선형 부분(322)을 포함한다. 내측 부분(318)과 외측 부분(320)은 실질적으로 평행할 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(302)는 고리형 돌출부이고, 내측 부분(318)은 내측 반경 부분이고, 외측 부분(320)은 외측 반경 부분이다. 내측 부분(318)은 끝부분에서 선형 부분(322)에 접하는 호를 갖는 만곡된 표면(324)을 포함할 수 있다. 내측 부분(318)은 밀리미터 범위의 폭 W10을 가질 수 있다. 외측 부분(320)은 끝부분에서 선형 부분(322)에 접하는 호를 갖는 만곡된 표면(326)을 포함할 수 있다. 외측 부분(320)은 밀리미터 범위의 폭 W11을 가질 수 있다. 선형 부분(322)은 선형 단면 프로파일을 갖는 선형 표면(328)을 포함할 수 있다. 선형 부분(322)은 약 0.1mm 내지 약 5mm 범위, 예컨대 약 5mm의 폭 W12를 가질 수 있다. 선형 표면(328)은 도 3b에 도시된 바와 같이 평면(224)에 실질적으로 평행할 수 있거나, 내측 영역(204)에 실질적으로 평행할 수 있다. 일 실시예에서, 선형 표면(328)이 서셉터(106)의 내측 영역(204)에 실질적으로 평행하지 않을 수 있으므로, 선형 부분(322)의 두께는 변화할 수 있다. 내측 부분(318)에 인접한 선형 부분(322)의 일부분은 약 0.02mm 내지 약 0.20mm 범위의 두께 T5를 가질 수 있다. 선형 부분(322) 중 외측 부분(320)에 인접한 부분은 약 0.02mm 내지 약 0.15mm 범위의 두께 T6을 가질 수 있다. 대안적으로, 선형 부분(322)은 약 0.02mm 내지 약 0.20mm 범위의 일정한 두께를 갖는다.
선형 표면(328)이 평면(224)에 실질적으로 평행할 수 있으므로, 평면(224)과 선형 표면(328) 사이의 거리 D9는 일정할 수 있다. 거리 D9는 약 0.1mm 내지 약 0.2mm 범위, 예컨대 약 0.16mm일 수 있다. 대안적으로, 선형 표면(328)이 평면(224)에 실질적으로 평행하지 않은 경우, 거리 D9는 변화한다. 다시 한 번, 거리 D9는 동작 동안 기판(108)이 돌출부(302)에 접촉하지 않을만큼 충분히 큰 반면, 계곡의 형성을 최소화하거나 제거하기 위해 돌출부(302)가 기판(108) 상의 국소적인 영역의 온도를 증가시킬 수 있을만큼 충분히 작다. 일 실시예에서, 서셉터(106)의 대칭 축(222)과 선형 부분(322) 중 내측 부분(318)에 인접한 부분 사이의 반경방향 거리 D11는 약 110mm 내지 약 130mm 범위, 예컨대 약 120mm 또는 125mm이다.
상술한 것은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 추가의 실시예들은 그것의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 만들어질 수 있으며, 그것의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 서셉터로서,
    림(rim);
    상기 림에 결합되고 상기 림에 의해 둘러싸이는 내측 영역; 및
    상기 내측 영역 상에 형성된 하나 이상의 고리형 돌출부(annular protrusions)
    를 포함하는 서셉터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내측 영역은 오목한 프로파일을 갖는, 서셉터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 고리형 돌출부는 단일의 연속적인 고리형 돌출부인, 서셉터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 고리형 돌출부는 2개의 연속적인 동심 고리형 돌출부를 포함하는, 서셉터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 고리형 돌출부는 이격되어 있는 복수의 불연속 돌출부를 포함하는, 서셉터.
  6. 제1항에 있어서, 원형 돌출부를 더 포함하는 서셉터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 고리형 돌출부 각각은 내측 반경 부분(inner radius portion), 상기 내측 반경 부분으로부터 반경방향으로 외측으로 연장되는 외측 반경 부분(outer radius portion), 및 상기 내측 반경 부분과 상기 외측 반경 부분 사이의 선형 부분을 포함하는, 서셉터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 내측 반경 부분 및 상기 외측 반경 부분은 끝부분에서 상기 선형 부분에 접하는(tangential) 호(arc)를 갖는 만곡된 표면(curved surface)을 각각 포함하는, 서셉터.
  9. 서셉터로서,
    림;
    상기 림에 결합되고 상기 림에 의해 둘러싸이는 내측 영역; 및
    상기 내측 영역 상에 형성된 하나 이상의 고리형 돌출부
    를 포함하고, 각각의 고리형 돌출부는,
    내측 반경 부분,
    상기 내측 반경 부분으로부터 반경방향으로 외측으로 연장되는 외측 반경 부분, 및
    상기 내측 반경 부분과 상기 외측 반경 부분 사이의 선형 부분
    을 포함하는, 서셉터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 고리형 돌출부는 단일의 연속적인 고리형 돌출부인, 서셉터.
  11. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 고리형 돌출부는 2개의 연속적인 동심 고리형 돌출부를 포함하는, 서셉터.
  12. 제11항에 있어서, 원형 돌출부를 더 포함하는 서셉터.
  13. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 고리형 돌출부는 이격되어 있는 복수의 불연속 돌출부를 포함하는, 서셉터.
  14. 프로세스 챔버로서,
    제1 돔;
    제2 돔;
    상기 제1 돔과 상기 제2 돔 사이에 배치된 베이스 링 - 상기 제1 돔, 상기 제2 돔, 및 상기 베이스 링에 의해 내부 영역이 정의됨 -; 및
    상기 내부 영역 내에 배치된 서셉터
    를 포함하고, 상기 서셉터는
    림,
    상기 림에 결합되고 상기 림에 의해 둘러싸이는 내측 영역, 및
    상기 내측 영역 상에 형성된 하나 이상의 고리형 돌출부
    를 포함하는, 프로세스 챔버.
  15. 제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 고리형 돌출부는 단일의 연속적인 고리형 돌출부인, 프로세스 챔버.
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