KR20180069991A - Separable wafer susceptor and semiconductor process chamber apparatus including the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a detachable wafer susceptor structure, and semiconductor process chamber equipment having the same, a way to proceed a semiconductor process. The present invention comprises: a heater coupled to a wafer support plate on which a wafer is mounted; a cooling block unit; and a plate lifter for raising or lowering the wafer support plate.

Description

분리형 웨이퍼 서셉터 및 이를 포함하는 반도체 공정 챔버 장비{Separable wafer susceptor and semiconductor process chamber apparatus including the same}≪ Desc / Clms Page number 1 > Separate wafer susceptor and semiconductor process chamber equipment comprising same

본 출원은 반도체 공정 장비에 관한 것으로, 특히, 분리형 웨이퍼 서셉터(separable wafer susceptor) 및 이를 포함하는 반도체 공정 챔버 장비(process chamber apparatus)에 관한 것이다. The present invention relates to semiconductor processing equipment, and more particularly, to a separable wafer susceptor and a semiconductor process chamber apparatus including the same.

반도체 공정은 챔버(chamber) 내에 웨이퍼(wafer) 또는 기판을 장착하고, 웨이퍼에 특정 온도를 인가하여 식각(etching) 등의 공정이 수행되는 방식으로 진행되고 있다. 하나의 공정 챔버 내에서 서로 다른 조건, 특히, 웨이퍼(wafer)의 온도 조건을 달리하기 위해서는, 공정 챔버 내에 장착된 웨이퍼를 히팅(heating)하고 쿨링(cooling)하는 과정을 매우 효율적으로 진행하는 것이 요구되고 있다. 그럼에도 불구하고, 하나의 공정 챔버 내에서 서로 다른 온도 조건들을 인가할 때, 웨이퍼를 히팅하거나 또는 쿨링하는 데 상당한 시간의 소요가 요구되고 이에 따라 생산성이 낮아질 수 있다. In the semiconductor process, a wafer or a substrate is mounted in a chamber, and a process such as etching is performed by applying a specific temperature to the wafer. In order to differentiate different conditions in a single process chamber, in particular, a temperature condition of a wafer, it is necessary to perform a process of heating and cooling the wafer mounted in the process chamber very efficiently . Nonetheless, when applying different temperature conditions in one process chamber, a considerable amount of time is required to heat or cool the wafer, which may result in lower productivity.

이에 따라 공정 챔버 장비는 서로 다른 공정 온도 조건이 인가될 수 있는 2개 또는 그 이상의 공정 챔버들을 함께 구비하고, 이들 공정 챔버들 사이에 웨이퍼들을 이동시켜 서로 다른 온도 조건의 공정들을 순차적으로 진행하도록 구비되고 있다. 예컨대, 네이티브 옥사이드(native oxide)를 제거하는 제거하는 공정은, 상대적으로 낮은 온도 조건에서 수행되어야 하는 에칭(etching) 공정과 보다 높은 온도 조건에서 수행되어야 하는 후속 어닐링(annealing) 공정으로 구성될 수 있다. 에칭 공정과 어닐링 공정이 서로 분리된 공정 챔버들에서 각각 수행되도록 공정 챔버 장비가 구성되고 있다. 그런데, 이와 같이 분리된 공정 챔버들을 구비한 공정 챔버 장비에서의 공정은 웨이퍼를 이동시키는 동작에 상당한 시간이 소요될 수 있다. Accordingly, the process chamber equipment is provided with two or more process chambers to which different process temperature conditions can be applied, and moves the wafers between these process chambers to sequentially process the processes with different temperature conditions . For example, the process of removing native oxide may consist of an etching process, which should be performed at relatively low temperature conditions, and a subsequent annealing process, which should be performed at higher temperature conditions . The process chamber equipment is configured so that the etching process and the annealing process are respectively performed in separate process chambers. However, the process in the process chamber equipment with such separated process chambers may take a considerable amount of time to move the wafer.

본 출원은 웨이퍼의 온도를 상대적으로 낮은 저온 상태와 상대적으로 높은 고온 상태로 보다 빠르게 전환시킬 수 있는 분리형 웨이퍼 서셉터를 제시하고자 한다. The present application seeks to provide a detachable wafer susceptor that can more quickly convert the temperature of a wafer to a relatively low temperature state and a relatively high temperature state.

본 출원은 웨이퍼의 온도를 상대적으로 낮은 저온 상태와 상대적으로 높은 고온 상태로 보다 빠르게 전환시킬 수 있는 분리형 웨이퍼 서셉터를 포함하는 반도체 공정 챔버 장비를 제시하고자 한다. The present application seeks to provide semiconductor processing chamber equipment that includes a separate wafer susceptor that is capable of converting the temperature of the wafer to a relatively low temperature state and a relatively high temperature state more quickly.

본 출원의 일 관점은, 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 지지 플레이트(plate); 상기 웨이퍼 지지 플레이트에 결합된 히팅부(heater); 상기 웨이퍼 지지 플레이트와 마주보도록 배치된 쿨링블록(cooling block)부; 및 상기 쿨링블록부에 대해서 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 상승시키거나 하강시키는 플레이트 리프터(plate lifter)를 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터(wafer susceptor) 구조를 제시할 수 있다. One aspect of the present application includes a wafer support plate on which a wafer is placed; A heater coupled to the wafer support plate; A cooling block disposed opposite the wafer support plate; And a plate lifter for raising or lowering the wafer support plate with respect to the cooling block portion. The wafer susceptor structure shown in FIG.

본 출원의 다른 일 관점은, 공정 챔버 하우징(chamber housing); 및 상기 챔버 하우징 내에 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터(wafer susceptor)를 포함하고, 상기 웨이퍼 서셉터는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 지지 플레이트(plate); 상기 웨이퍼 지지 플레이트에 결합된 히팅부(heater); 상기 웨이퍼 지지 플레이트와 마주보도록 배치된 쿨링블록(cooling block)부; 및 상기 쿨링블록부에 대해서 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 상승시키거나 하강시키는 플레이트 리프터(plate lifter)를 포함하는 반도체 공정 챔버 장비를 제시할 수 있다. Another aspect of the present application includes a process chamber housing; And a wafer susceptor disposed within the chamber housing, the wafer susceptor comprising: a wafer support plate on which the wafer is seated; A heater coupled to the wafer support plate; A cooling block disposed opposite the wafer support plate; And a plate lifter for raising or lowering the wafer support plate relative to the cooling block.

본 출원의 다른 일 관점은, 공정 챔버 하우징(chamber housing) 내에 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터(wafer susceptor)의 히팅부(heater)가 결합된 웨이퍼 지지 플레이트(plate)를 플레이트 리프터(plate lifter)를 이용하여 하강하여 쿨링블록(cooling block)부와 접촉시키는 단계; 상기 웨이퍼 지지 플레이트 상에 웨이퍼를 안착시키는 단계; 상기 웨이퍼에 상기 쿨링블록부를 이용하여 상대적으로 낮은 제1온도 범위로 쿨링하며 상기 웨이퍼에 제1공정을 수행하는 단계; 상기 플레이트 리프터를 이용하여 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 상기 쿨링블록부로부터 분리하여 상승시키는 단계; 상기 히팅부를 이용하여 상기 웨이퍼를 상대적으로 높은 제2온도 범위로 가열하며 상기 웨이퍼에 제2공정을 수행하는 단계; 및 상기 플레이트 리프터를 이용하여 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 하강시켜 상기 쿨링블록부에 접촉시켜 상기 웨이퍼를 쿨링하는 단계를 포함하는 반도체 공정 진행 방법을 제시할 수 있다. In another aspect of the present application, a wafer support plate coupled with a heater of a separate wafer susceptor disposed in a process chamber housing is mounted on a plate lifter And lowering the cooling block to make contact with the cooling block; Placing a wafer on the wafer support plate; Cooling the wafer to a relatively low first temperature range using the cooling block and performing a first process on the wafer; Separating and lifting the wafer support plate from the cooling block portion using the plate lifter; Heating the wafer to a relatively high second temperature range using the heating unit and performing a second process on the wafer; And lowering the wafer support plate using the plate lifter to contact the cooling block to cool the wafer.

본 출원의 실시예들에 따르면, 웨이퍼의 온도를 상대적으로 낮은 저온 상태와 상대적으로 높은 고온 상태로 또는 반대로 고온 상태에서 저온 상태로 보다 빠르게 전환시킬 수 있는 분리형 웨이퍼 서셉터를 제시할 수 있다. According to the embodiments of the present application, it is possible to provide a detachable wafer susceptor capable of quickly switching the temperature of the wafer from a relatively low temperature state to a relatively high temperature state, or vice versa, from a high temperature state to a low temperature state.

본 출원의 실시예들에 따르면, 웨이퍼의 온도를 상대적으로 낮은 저온 상태와 상대적으로 높은 고온 상태로 또는 반대로 고온 상태에서 저온 상태로 보다 빠르게 전환시킬 수 있는 분리형 웨이퍼 서셉터를 포함하는 반도체 공정 챔버 장비를 제시할 수 있다. According to embodiments of the present application, semiconductor process chamber equipment including a detachable wafer susceptor that can more quickly convert the temperature of the wafer from a relatively low temperature state to a relatively high temperature state, or vice versa, from a high temperature state to a low temperature state, .

도 1은 일 예에 따른 반도체 공정 챔버 장비를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 반도체 공정 챔버 장비에 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터(separable wafer susceptor)의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 분리형 웨이퍼 서셉터의 웨이퍼 지지 플레이트(wafer support plate)를 확대 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 분리형 웨이퍼 서셉터의 표면 형태(type)들을 보여주는 도면들이다.
도 6은 도 1의 반도체 공정 챔버 장비에 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터의 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7 내지 도 9는 도 2의 분리형 웨이퍼 서셉터의 동작을 보여주는 도면들이다.
도 10은 도 1의 반도체 공정 챔버 장비를 이용한 반도체 공정 진행 방법을 보여주는 공정 흐름도(process flow chart)이다. 1 is a diagram illustrating semiconductor process chamber equipment in accordance with an example.
Figure 2 is an illustration of an example of a separable wafer susceptor disposed in the semiconductor process chamber equipment of Figure 1;
Figure 3 is an enlarged view of a wafer support plate of the detachable wafer susceptor of Figure 2;
Figures 4 and 5 are views showing the surface types of the detachable wafer susceptor of Figure 2;
6 is a diagram illustrating another example of a detachable wafer susceptor disposed in the semiconductor processing chamber equipment of FIG.
FIGS. 7 to 9 are views showing the operation of the detachable wafer susceptor of FIG. 2. FIG.
FIG. 10 is a process flow chart illustrating a method of semiconductor processing using semiconductor processing chamber equipment of FIG. 1; FIG.

본 출원의 예의 기재에서 사용하는 용어들은 제시된 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 기술 분야에서의 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 사용된 용어의 의미는 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우 정의된 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석될 수 있다. 본 출원의 예의 기재에서 "제1" 및 "제2", "상부(top)"및 "하부(bottom or lower)"와 같은 기재는 부재를 구분하기 위한 것이며, 부재 자체를 한정하거나 특정한 순서를 의미하는 것으로 사용된 것은 아니다.The terms used in describing the example of the present application are selected in consideration of the functions in the illustrated embodiments, and the meaning of the terms may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator in the technical field, and so on. The meaning of the term used is in accordance with the defined definition when specifically defined in this specification and can be interpreted in a sense generally recognized by those skilled in the art without specific definition. In the description of the examples of the present application, a substrate such as "first" and "second", "top" and "bottom" It is not meant to be used to mean.

명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다. Like reference characters throughout the specification may refer to the same elements. The same reference numerals or similar reference numerals can be described with reference to other drawings, even if they are not mentioned or described in the drawings. Further, even if the reference numerals are not shown, they can be described with reference to other drawings.

도 1은 일 예에 따른 반도체 공정 챔버 장비 구조(A)를 보여주는 단면도이다. 도 2는 도 1의 반도체 공정 챔버 장비에 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터 구조(B)를 보여주는 단면도이다. 도 3은 도 2의 분리형 웨이퍼 서셉터 구조(B)의 웨이퍼 지지 플레이트(100)를 확대 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5는 도 2의 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 표면 형태(type)들을 보여주는 도면들이다. 도 6은 도 1의 반도체 공정 챔버 장비에 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터 구조(B)의 다른 일 예를 보여주는 도면이다. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor process chamber equipment structure (A) according to an example. Figure 2 is a cross-sectional view showing a detachable wafer susceptor structure (B) disposed in the semiconductor process chamber equipment of Figure 1; FIG. 3 is an enlarged view of the wafer support plate 100 of the detachable wafer susceptor structure B of FIG. Figs. 4 and 5 are views showing the surface types of the wafer support plate 100 of Fig. 6 is a diagram showing another example of a detachable wafer susceptor structure (B) disposed in the semiconductor processing chamber equipment of FIG.

도 1을 참조하면, 일 예에 따른 반도체 공정 챔버 장비의 구조(A)는, 웨이퍼(7)에 반도체 공정, 예컨대 에칭(etching) 공정이나 어닐링(annealing) 공증 등을 수행할 공정 챔버 하우징(process chamber housing: 3)을 구비하도록 구성될 수 있다. 공정 챔버 장비 구조(A)는 공정 챔버 하우징(3) 내에 웨이퍼 서셉터의 구조(wafer susceptor assembly: B)를 구비할 수 있다. 웨이퍼 서셉터 구조(B)는 공정 챔버 하우징(3)의 바닥 부분(bottom par: 3B)에 조립될 수 있다. Referring to FIG. 1, a structure A of a semiconductor processing chamber apparatus according to an exemplary embodiment includes a process chamber housing (not shown) for performing a semiconductor process, such as an etching process or an annealing process, and a chamber housing (3). The process chamber apparatus structure A may include a wafer susceptor assembly B in the process chamber housing 3. [ The wafer susceptor structure B can be assembled to the bottom portion 3B of the process chamber housing 3. [

웨이퍼 서셉터 구조(B) 상측으로 대향되는 공정 챔버 하우징(3)의 천정 부분에는 웨이퍼 공정에 사용될 공정 가스 등을 분배하기 위한 가스 주입 리드부(gas injection lid: 2)가 구비될 수 있다. 가스 주입 리드부(2)는 샤워 헤드(shower head)나 또는 가스를 주입하기 위한 인젝터(injector) 형태로 구비될 수 있다. 가스 주입 리드부(2) 상에는 공정 챔버 하우징(3) 내부(3-1)에 주입된 공정 가스를 플라즈마(plasma) 상태로 여기시키기 위한 플라즈마 소스(plasma source: 1)가 배치될 수 있다. 플라즈마 소스(1)는 본 출원인과 동일한 출원인에 의해 출원된 한국 등록특허 10-1308687 호(2013년 9월 9일자 등록/ 균일한 플라즈마 밀도를 위한 플라즈마 소스 및 이를 이용한 플라즈마 챔버)에서 제시된 바와 같은 플라즈마 소스 코일 형태로 구성될 수 있다. 도 1에서 플라즈마 소스(1)가 가스 주입 리드부(2) 상에 배치된 구조를 예시하지만, 이와 같이 직접적인 플라즈마(direct plasma) 여기 방식이 아닌 리모트 플라즈마(remote plasma)가 공정 챔버 하우징 내부(3-1)에 공급되는 방식으로 공정 챔버 장비가 구성될 수도 있다. A gas injection lid 2 for distributing a process gas or the like to be used in a wafer process may be provided on a ceiling portion of the process chamber housing 3 facing the upper side of the wafer susceptor structure B. The gas injection lead portion 2 may be provided in the form of a shower head or an injector for injecting gas. A plasma source 1 for exciting the process gas injected into the process chamber housing 3 3-1 into a plasma state may be disposed on the gas injection lead 2. The plasma source 1 is a plasma source as disclosed in Korean Patent No. 10-1308687 (Registered September 9, 2013, Plasma Source for Uniform Plasma Density and Plasma Chamber Using the same) filed by the same applicant as the present applicant And may be configured in the form of a source coil. 1 illustrates a structure in which the plasma source 1 is disposed on the gas injection lead 2, a remote plasma, not a direct plasma excitation method, is formed inside the process chamber housing 3 -1. ≪ / RTI >

도 1과 함께 도 2를 참조하면, 웨이퍼 서셉터 구조(B)는 웨이퍼 지지 플레이트(wafer support plate: 100)의 블록(block)과 쿨링블록부(cooling block: 200)가 상호 간에 접촉된 상태로부터 서로 이격되어 분리될 수 있는 분리형 웨이퍼 서셉터로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, the wafer susceptor structure B includes a wafer support plate 100 and a cooling block 200 that are in contact with each other And a separable wafer susceptor which can be separated from each other and separated from each other.

도 2를 참조하면, 웨이퍼(7)가 안착되는 웨이퍼 지지 플레이트(100)는 정전척(ESC: ElectroStatic Chuck) 구조로 구성될 수 있다. 정전척 구조로 구성되는 웨이퍼 지지 플레이트(100)는 유전층 또는 세라믹(ceramic)층(106)을 웨이퍼(7)가 안착되는 표면(101TS)을 제공하는 층으로 구비할 수 있다. 세라믹층(106)은 웨이퍼(7)를 잡는 정전기력을 제공하는 전극부(ESC electrode: 102)를 직류 전극(DC electrode)으로 내장할 수 있다. 전극부(102)는 세라믹층(106) 내에서 다른 부재들 보다 더 표면(101TS)에 가까운 최상층에 위치할 수 있다. 전극부(102)는 모노 폴라(mono polar) 형태 또는 바이 폴라(bi polar) 형태로 구비될 수 있다. 세라믹층(106)은 플레이트 바디부(plate body: 101)에 결합되어 지지될 수 있다. 플레이트 바디부(101)는 세라믹층(106)을 지지하는 베이스(base)층으로 알루미늄(Al)과 같은 금속층으로 이루어질 수 있다. 세라믹층(106)은 플레이트 바디부(101) 상에 코팅(coating)되거나 또는 신터링(sintering)되어 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the wafer support plate 100 on which the wafer 7 is mounted may be formed of an electrostatic chuck (ESC) structure. The wafer support plate 100 constructed of an electrostatic chuck structure may include a dielectric layer or a ceramic layer 106 as a layer providing a surface 101TS on which the wafer 7 is mounted. The ceramic layer 106 may embed ESC electrode 102, which provides electrostatic force for holding wafer 7, as a DC electrode. The electrode portion 102 may be located on the uppermost layer in the ceramic layer 106 closer to the surface 101TS than other members. The electrode unit 102 may be provided in a mono polar or bi polar form. The ceramic layer 106 may be coupled to and supported by a plate body 101. The plate body portion 101 is a base layer for supporting the ceramic layer 106 and may be formed of a metal layer such as aluminum (Al). The ceramic layer 106 may be formed on the plate body portion 101 by coating or sintering.

웨이퍼 지지 플레이트(100)에는 히팅부(heater: 도 2의 103)가 결합될 수 있다. 히팅부(103)는 웨이퍼 지지 플레이트(100)를 가열함으로써, 안착된 웨이퍼(7)를 가열하여 웨이퍼(7)의 온도 분포를 웨이퍼 공정 또는 반도체 공정에서 요구되는 일정 온도 범위로 유도하는 역할을 할 수 있다. 히팅부(103)는 웨이퍼 지지 플레이트(100) 전체에 걸쳐 하나의 히팅 존(heating zone)을 구현하도록 구비될 수 있다. 또는, 히팅부(103)는 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 국부적인 영역들 마다 서로 독립적인 국부적 히팅 존(heating zone)들이 다수 개가 구현되도록, 다수 개의 상호 독립적으로 동작하도록 분리된 히팅 엘리먼트(heating element)들 또는 히팅 패턴(heating pattern)들이 조합(assembly)되어 구비될 수 있다. 히팅부(103)는 알루미늄 질화물(AlN) 또는 세라믹 발열체와 같은 발열체와 발열체를 보호하는 알루미늄(Al) 또는 인코넬(inconel) 등을 내열층을 포함하도록 구비될 수 있다. A heater (103 in FIG. 2) may be coupled to the wafer support plate 100. The heating unit 103 heats the wafer 7 placed on the wafer support plate 100 by heating the wafer support plate 100 to induce the temperature distribution of the wafer 7 to a predetermined temperature range required in a wafer process or a semiconductor process . The heating unit 103 may be provided to implement a heating zone over the entire wafer support plate 100. Alternatively, the heating unit 103 may include a heating element (not shown) such that a plurality of local heating zones independent of each other are localized in the wafer support plate 100, ) Or heating patterns may be assembled. The heating unit 103 may include a heating element such as aluminum nitride (AlN) or a ceramic heating element and a heat resistant layer such as aluminum (Al) or inconel which protects the heating element.

히팅부(103)는 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 내장될 수 있다. 예컨대, 히팅부(103)는 세라믹층(106) 내에 내장되도록 전극부(102) 아래측에 배치될 수 있다. 경우에 따라, 히팅부(103)는 세라믹층(106)과 플레이트 바디부(101) 사이 계면에 위치하도록 배치될 수 있다. 플레이트 바디부(101), 히팅부(103), 세라믹층(106)이 결합된 후, 측면을 덮는 또 다른 세라믹층(도시되지 않음)을 더 코팅하여 측면 접합부의 미세 부분이 노출되지 않도록 할 수도 있다. The heating portion 103 may be embedded in the wafer support plate 100. For example, the heating portion 103 may be disposed below the electrode portion 102 so as to be embedded in the ceramic layer 106. In some cases, the heating portion 103 may be disposed at an interface between the ceramic layer 106 and the plate body portion 101. After the plate body portion 101, the heating portion 103, and the ceramic layer 106 are combined, another ceramic layer (not shown) that covers the sides may be further coated to prevent the microparts of the side joints from being exposed have.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 웨이퍼(7)의 반도체 공정 또는 웨이퍼 공정이 수행될 상면(7TS)에 반대되는 바닥면인 하면(7BS)에 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 상면(100TS)이 접촉하도록, 웨이퍼(7)가 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 안착될 수 있다. 안착된 웨이퍼(7)의 하면(7BS)에 쿨링(cooling)을 위한 냉매(coolant) 가스, 예컨대, 헬륨(He)을 공급할 헬륨 공급 홀(hole: 108)들이 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 상면(100TS), 즉, 세라믹층(106)의 상면(100TS)에 다수 개 배치될 수 있다. 2 and 3, the upper surface 100TS of the wafer support plate 100 is fixed to the lower surface 7BS which is the bottom surface opposite to the upper surface 7TS on which the semiconductor process or wafer process of the wafer 7 is to be performed The wafer 7 can be seated on the wafer support plate 100 to be brought into contact. Helium supply holes 108 for supplying a coolant gas for cooling, for example, helium (He), to the upper surface (upper surface) of the wafer support plate 100 are formed on the lower surface 7BS of the mounted wafer 7 100TS, that is, on the upper surface 100TS of the ceramic layer 106. [

예컨대, 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 상면(100TS)은 도 4에 제시된 바와 같이 엠보싱(embossing: 100E)들이 다수 개 분포된 상면(100TS-1)으로 구비될 수 있다. 엠보싱(100E)들이 분포된 상면(100TS-1)에 헬륨 공급 홀(108-1)들이 서로 이격되어 분포되도록 배치될 수 있다. 또는, 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 상면(100TS)은 도 5에 제시된 바와 같이 그루브(groove) 형태의 표면 채널(surface channel: 100C)들이 다수 개 분포된 상면(100TS-2)으로 구비될 수 있다. 표면 채널(100C)들이 분포된 상면(100TS-2)에 헬륨 공급 홀(108-2)들이 서로 이격되어 분포되도록 배치될 수 있다.For example, the upper surface 100TS of the wafer support plate 100 may be provided with an upper surface 100TS-1 having a plurality of embossings 100E distributed as shown in FIG. The helium supply holes 108-1 may be arranged so that the helium supply holes 108-1 are spaced apart from each other on the distributed top surface 100TS-1 of the embossings 100E. Alternatively, the upper surface 100TS of the wafer support plate 100 may be provided with a top surface 100TS-2 having a plurality of groove-shaped surface channels 100C as shown in FIG. 5 . The helium supply holes 108-2 may be distributed so as to be distributed to each other on the top surface 100TS-2 in which the surface channels 100C are distributed.

도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 웨이퍼 지지 플레이트(100)는 헬륨 공급 홀(도 3의 108)에 연결되어 헬륨이 공급되는 유로인 헬륨 채널들(helium channels: 104, 105)들을 구비할 수 있다. 헬륨 채널들(104, 105)은 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 세라믹층(106) 내에 내장되어 위치하도록 구비될 수 있다. 경우에 따라, 도 6에 제시된 바와 같이, 헬륨 채널들(104-1, 105-1)은 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 플레이트 바디부(101) 내에 내장되어 위치하도록 구비되고, 세라믹층(106) 내로 연장되어 헬륨 공급 홀(도 7의 108)에 연결되도록 구비될 수 있다. 도 3에 제시된 바와 같이, 헬륨 채널들(도 3의 104, 105)은 헬륨 공급(helium in)을 위한 제1헬륨 채널(104)과 헬륨 회수(helium out)를 위한 제2헬륨 채널(105)이 서로 다른 층위(level)에 위치하도록 구비할 수 있다. 제1헬륨 채널(104)에는 헬륨 공급을 위한 제1헬륨 공급 라인(He feeding tube line: 112-1)이 연결되고, 제2헬륨 채널(105)에는 헬륨 회수를 위한 제2헬륨 공급 라인(112-2)이 연결될 수 있다. 제1 및 제2헬륨 공급 라인들(112-1, 112-2)을 포함하는 헬륨 공급 라인(112)이 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 플레이트 바디부(101)의 센터 영역(center region) 부분에 접속되도록 결합될 수 있다. Referring again to FIGS. 2 and 3, the wafer support plate 100 may have helium channels 104 and 105, which are connected to helium supply holes (108 in FIG. 3) have. The helium channels 104 and 105 may be provided to be embedded and positioned within the ceramic layer 106 of the wafer support plate 100. 6, the helium channels 104-1 and 105-1 are provided to be embedded and positioned within the plate body portion 101 of the wafer support plate 100, and the ceramic layer 106, So as to be connected to a helium supply hole (108 in Fig. 7). 3, helium channels 104 and 105 in FIG. 3 include a first helium channel 104 for helium in and a second helium channel 105 for helium out, Can be provided at different levels. The first helium channel 104 is connected to a first helium supply line 112-1 for supplying helium and the second helium channel 105 is connected to a second helium supply line 112 -2) can be connected. The helium supply line 112 including the first and second helium supply lines 112-1 and 112-2 is disposed in the center region of the plate body portion 101 of the wafer support plate 100 To be connected.

도 2 및 도 1을 다시 참조하면, 전극부(102)에 ESC 전압으로 직류 전압을 제공하여 정전기력을 유도하는 직류 전원 라인(DC power line: 110)이, 헬륨 공급 라인(112)과 나란히 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 접속되어 전극부(102)에 결합될 수 있다. 히팅부(103)에 히팅 전원을 제공하는 히팅 전원 라인(heating power line: 109)이, 헬륨 공급 라인(112)과 나란히 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 접속되어 전극부(102)에 결합될 수 있다. Referring to FIG. 2 and FIG. 1 again, a DC power line 110 for providing a direct current voltage with an ESC voltage to the electrode unit 102 to induce an electrostatic force is supported by the wafer support And may be connected to the plate portion 100 and coupled to the electrode portion 102. A heating power line 109 for providing heating power to the heating unit 103 may be connected to the electrode unit 102 by being connected to the wafer supporting plate 100 side by side with the helium supply line 112 .

히팅 전원 라인(109), 헬륨 공급 라인(112), 직류 전원 라인(110)들의 묶음은, 도 1에 제시된 바와 같이, 공정 챔버 하우징의 바닥부(3B)에 설치된 쿨링블럭부(200)를 지지하는 서셉터 바닥 지지부(susceptor bottom supporting assembly: 310)를 통과하고, 쿨링블럭부(200)의 센터 영역 부분을 관통하는 센터 관통홀(393) 부분을 통과하여, 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 접속될 수 있다. 서셉터 바닥 지지부(310)는 공정 챕버 하우징의 바닥부(3B)에 체결되도록 배치된 서셉터 마운트 플레인부(susceptor mount plane: 309)에 체결되어 지지되고, 내부에 히팅 전원 라인(109), 헬륨 공급 라인(112), 직류 전원 라인(110)들의 묶음들이 지날 수 있는 내부 공간 또는 관통홀을 가지는 실린더(cylinder) 형상으로 구비될 수 있다. 서셉터 마운트 플레인부(309)는 지지면으로 구비되고, 공정 챔버 하우징 바닥부(3B)의 외벽에 체결된 무빙 어셈블리(moving assembly: 300)에 체결되어 지지될 수 있다. 도 1에 제시된 바와 같이, 서셉터 바닥 지지부(310)가 삽입되는 인근 공간 영역(3-2) 퍼지 가스(pussy gas)로 아르곤 가스(Ar gas)를 주입하는 퍼지 가스 공급 라인(117)이 서셉터 바닥 지지부(310)에 설치될 수 있다. 퍼지 가스는 히팅부(103)에 의한 가열과 쿨링블록부(200)에 의한 냉각이 반복되며, 서셉터 바닥 지지부(310)가 도입되는 인근 공간 영역(3-2)에 습기 발생을 방지하기 위해서 제공될 수 있다. A bundle of heating power supply line 109, helium supply line 112 and DC power supply lines 110 supports the cooling block portion 200 provided at the bottom portion 3B of the process chamber housing, Through the center through hole 393 passing through the center region of the cooling block 200 and connected to the wafer support plate 100 through the susceptor bottom supporting assembly 310, . The susceptor bottom support 310 is fastened to and supported by a susceptor mount plane 309 arranged to be fastened to the bottom 3B of the process chamber housing and includes a heating power supply line 109, The supply line 112 and the DC power supply line 110 may be provided in a cylinder shape having an internal space or a through hole through which bundles of the DC power supply lines 110 can pass. The susceptor mount plane portion 309 is provided as a support surface and can be fastened to and supported on a moving assembly 300 fastened to the outer wall of the process chamber housing bottom portion 3B. As shown in FIG. 1, a purge gas supply line 117 for injecting argon gas into a pussy gas in a neighboring space region 3-2 where the susceptor bottom support 310 is inserted And may be installed in the susceptor floor support 310. The purge gas is repeatedly heated by the heating unit 103 and cooled by the cooling block unit 200. In order to prevent moisture from being generated in the neighboring space region 3-2 into which the susceptor bottom support unit 310 is introduced Can be provided.

도 2에 제시된 바와 같이, 쿨링블럭부(200)의 센터 영역 부분을 관통하는 센터 관통홀(393) 부분을 통과하여 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 접속되는 히팅 전원 라인(109), 헬륨 공급 라인(112), 직류 전원 라인(110)들의 묶음들이, 공정 챔버 하우징(3) 내부(3-1)와 격리되도록, 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 쿨링블록부(200) 사이에 체결되는 벨로우즈(bellow: 107)가 더 구비될 수 있다. 벨로우즈(107)는 쿨링블록부(200)의 센터 영역 부분을 관통하도록 설치되고, 내부의 빈 공간(391) 또는 관통홀을 히팅 전원 라인(109), 헬륨 공급 라인(112), 직류 전원 라인(110)들의 묶음들이 지나도록 배치될 수 있다. 벨로우즈(107)에 의해서, 히팅 전원 라인(109), 헬륨 공급 라인(112), 직류 전원 라인(110)들의 묶음들은, 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 쿨링블록부(200) 사이의 이격 공간(392)과 격리될 수 있고, 벨로우즈(107)의 설치에 의해서 공정 챔버 하우징(도 1의 3) 내부 공간(도 1의 3-1)에 대한 진공 실링(vacuum sealing)이 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 상승 및 하강 동작에서 불구하고 확보될 수 있다. A heating power supply line 109, a helium supply line (not shown) connected to the wafer support plate 100 through the center through hole 393 passing through the center area of the cooling block 200, 112 and the blanks fastened between the wafer support plate 100 and the cooling block 200 so that the bundles of the DC power supply lines 110 are isolated from the process chamber housing 3 interior 3-1. 107 may be further provided. The bellows 107 is provided so as to pass through the center area of the cooling block 200 and the inner space 391 or the through hole is connected to the heating power supply line 109, the helium supply line 112, 110 may be disposed past the bundles. Bundles of the heating power supply line 109, the helium supply line 112 and the DC power supply lines 110 are separated by the bellows 107 from the spacing space 392 between the wafer support plate 100 and the cooling block 200 And the vacuum sealing of the inner space (3-1 in FIG. 1) of the process chamber housing (3 in FIG. 1) by the installation of the bellows 107 can be prevented from being generated in the wafer support plate 100 Can be ensured even in the ascending and descending operations.

도 1을 다시 참조하면, 쿨링블록부(200)는 서셉터 바닥 지지부(310)에 의해 지지되도록 공정 챔버 하우징(3) 내부에 설치되고, 쿨링블록부(200)의 측면에 서셉터 라이너(susceptor liner: 5)가 세워져 설치될 수 있다. 서셉터 라이너(5)는 쿨링블록부(200)와 공정 챔버 하우징(3)의 바닥부(3B) 사이 공간을 공정 챔버 하우징(3) 내부 공간(3-1)으로부터 차단하여 보호하도록 설치될 수 있다. 서셉터 라이너(5) 상단에는 에지 링(edge ring: 6)이 설치될 수 있다. 쿨링블록부(200)는 웨이퍼 지지 플레이트(100) 및 안착되는 웨이퍼(7)를 쿨링(cooling)하는 부재로 설치되며, 내부에 냉각 유로(coolant path: 201)를 내장할 수 있다. 냉각 유로(201)에는 냉매 공급 튜브(coolant feeding tube: 114)가 연결되어 냉매를 유통시킬 수 있다. 1, the cooling block 200 is installed inside the process chamber housing 3 to be supported by the susceptor bottom support 310, and a susceptor (not shown) is provided on the side of the cooling block 200, liner: 5) can be installed upright. The susceptor liner 5 may be installed to shield the space between the cooling block portion 200 and the bottom portion 3B of the process chamber housing 3 from the inner space 3-1 of the process chamber housing 3 have. An edge ring 6 may be provided on the top of the susceptor liner 5. The cooling block unit 200 is installed as a member for cooling the wafer support plate 100 and the wafer 7 to be mounted thereon and can incorporate a coolant path 201 therein. A coolant feeding tube (114) is connected to the cooling channel (201) to allow the coolant to flow.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 하면(100BS)은 쿨링블록부(200)의 상면(200S)과 마주보도록, 웨이퍼 지지 플레이트(100)가 쿨링블록부(200)와 분리되어 설치될 수 있다. 쿨링블록부(200)에 대해서 웨이퍼 지지 플레이트(100)를 상승시키거나 하강시키는 플레이트 리프터(plate lifter)가 리프팅 샤프트(lifting shaft: 301)를 포함하여 구비될 수 있다. 리프팅 샤프트(301)는 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 하면(100BS)에 일 단부가 체결되어 웨이퍼 지지 플레이트(100)를 지지하도록 구비될 수 있다. 1 and 2, the lower surface 100BS of the wafer support plate 100 is fixed to the cooling block unit 200 so that the wafer support plate 100 faces the upper surface 200S of the cooling block unit 200, As shown in FIG. A plate lifter for lifting or lowering the wafer support plate 100 with respect to the cooling block 200 may be provided including a lifting shaft 301. The lifting shaft 301 may be provided to support the wafer support plate 100 by being fastened at one end to the lower surface 100BS of the wafer support plate 100. [

리프팅 샤프트(301)는 상호 이격되어 삼각형을 이루도록 3개가 배치되거나 또는 사각형을 이루도록 4개가 배치될 수 있다. 리프팅 샤프트(301)는 쿨링블록부(200)를 관통하여 쿨링블록부(200)에 대해 슬라이딩(sliding)되며 상승 또는 하강 동작하도록 구비될 수 있다. 리프팅 샤프트(301)의 타단부에는 샤프트 지지 링(support ring: 302)이 구비되어, 3개 또는 4개의 리프팅 샤프트(301)들이 함께 상승 또는 하강되도록 지지할 수 있다. 샤프트 지지 링(302)은 쿨링블록부(200)를 사이에 두고 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 마주보도록 쿨링블록부(200) 아래에, 즉, 쿨링블록부(200)와 공정 챔버 하우징 바닥부(3B) 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. Three lifting shafts 301 may be arranged so as to be spaced apart from each other to form a triangle, or four such lifting shafts 301 may be arranged to form a quadrangle. The lifting shaft 301 is slidable with respect to the cooling block 200 through the cooling block 200 and may be provided to move up or down. A shaft support ring 302 is provided at the other end of the lifting shaft 301 so that three or four lifting shafts 301 can be raised or lowered together. The shaft support ring 302 is disposed below the cooling block 200 so as to face the wafer support plate 100 with the cooling block 200 interposed therebetween, that is, the cooling block 200 and the process chamber housing bottom 3B. ≪ / RTI >

도 1을 참조하면, 샤프트 지지 링(302)에 샤프트 지지 링 구동 샤프트(306)에 의해 연결되어 샤프트 지지 링(302)을 상승 및 하강시키는 샤프트 리프팅 구동부(305)가 구비될 수 있다. 샤프트 리프팅 구동부(305)는 무빙 어셈블리(300)에 체결되어 지지되고, 제1에어 실린더(air cylinder)를 포함하여 구비될 수 있다. 샤프트 리프팅 구동부(305)는 정밀한 간격 조절 및 상승 하강 동작 조절이 가능한 서보 모터(serbo motor)를 포함하여 구비될 수 있다. Referring to FIG. 1, a shaft lifting drive unit 305 connected to the shaft support ring 302 by a shaft support ring drive shaft 306 to raise and lower the shaft support ring 302 may be provided. The shaft lifting drive unit 305 is coupled to and supported by the moving assembly 300 and may include a first air cylinder. The shaft lifting drive unit 305 may include a serbo motor capable of precisely controlling the gap and adjusting the rising and falling motions.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 웨이퍼 지지 플레이트(100) 및 쿨링블록부(200)를 관통하여 구비되고, 안착된 웨이퍼(7)를 들어올리거나 웨이퍼(7)가 안착될 때 초기 접촉하도록 상승하는 리프팅 핀(lifting pin: 303)들을 더 구비할 수 있다. 3개 또는 4개가 쌍으로 구비된 리프팅 핀(303)들에 체결되어 리프팅 핀(303)들을 동시에 상승 또는 하강시키는 핀 지지 링(304)가 더 구비될 수 있다. 핀 지지 링(304)은 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 마주보도록 쿨링블록부(200) 아래에, 즉, 쿨링블록부(200)와 공정 챔버 하우징 바닥부(3B) 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 together, the wafer support plate 100 and the cooling block portion 200 are provided to extend through the wafer 7 to lift up the mounted wafer 7 or to make initial contact when the wafer 7 is seated. The lifting pins 303 may be provided. And a pin support ring 304 fastened to the lifting pins 303 having three or four pairs to lift or lower the lifting pins 303 at the same time. The pin support ring 304 may be positioned below the cooling block portion 200 to face the wafer support plate 100, i.e., between the cooling block portion 200 and the process chamber housing bottom portion 3B .

핀 지지 링(304)에 핀 지지 링 구동 샤프트(308)에 의해 연결되어 샤프트 지지 링(304)을 상승 및 하강시키는 핀 리프팅 구동부(307)가 구비될 수 있다. 핀 리프팅 구동부(307)는 무빙 어셈블리(300)에 체결되어 지지되고, 제2에어 실린더(air cylinder)를 포함하여 구비될 수 있다. A pin lifting drive unit 307 connected to the pin support ring 304 by a pin support ring drive shaft 308 to raise and lower the shaft support ring 304 may be provided. The pin lifting drive 307 is coupled to and supported by the moving assembly 300 and may include a second air cylinder.

도 2를 참조하면, 리프팅 핀(303)은 리프팅 샤프트(301)와 동축으로 구비될 수 있다. 리프팅 샤프트(301)는 내부에 중공 형상의 관통홀(301-1)을 가지는 실린더 형상으로 구비될 수 있고, 리프팅 핀(303)은 리프팅 샤프트(301)의 관통홀(301-1) 내에 삽입되어 상하로 슬라이딩될 수 있도록 구비될 수 있다. 리프팅 핀(303)과 리프팅 샤프트(301) 사이의 아크(arc) 발생을 방지하기 위해서, 리프팅 샤프트(301)의 관통홀(301-1) 내벽에 핀 관통 절연체(pin through insulator: 113)가 절연을 위한 층으로 구비될 수 있다. 핀 관통 절연체(113)는 세라믹 부싱(ceramic busing)으로 장착될 수 있다. Referring to FIG. 2, the lifting pin 303 may be provided coaxially with the lifting shaft 301. The lifting shaft 301 may be provided in a cylindrical shape having a hollow through hole 301-1 therein and the lifting pin 303 is inserted into the through hole 301-1 of the lifting shaft 301 And can be slid up and down. A pin through insulator 113 is inserted into the inner wall of the through hole 301-1 of the lifting shaft 301 so as to prevent an arc from occurring between the lifting pin 303 and the lifting shaft 301, As shown in FIG. The fin-through insulator 113 may be mounted with a ceramic busing.

도 7 내지 도 9는 분리형 웨이퍼 서셉터 구조의 동작을 보여주는 도면들이다.Figs. 7 to 9 are views showing the operation of the detachable wafer susceptor structure.

도 7을 참조하면, 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 쿨링블록부(200)가 접촉하도록 웨이퍼 지지 플레이트(100)가 리프팅 샤프트(301)에 의해 하강될 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(100)가 쿨링블록부(200)와 접촉된 상태로 하강되므로, 쿨링블록부(200)에 의한 쿨링 효과가 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 직접적으로 전달되어 안착된 웨이퍼(7)를 효과적으로 쿨링시킬 수 있다. 예컨대, 웨이퍼(7) 및 웨이퍼 지지 플레이트(100)를 적어도 2℃/sec 이상의 쿨링 속도록 냉각시키는 것이 가능하다. Referring to FIG. 7, the wafer support plate 100 may be lowered by the lifting shaft 301 so that the wafer support plate 100 and the cooling block 200 contact each other. The cooling effect of the cooling block unit 200 is directly transmitted to the wafer support plate 100 and the wafer 7 mounted on the wafer support plate 100 is transferred to the wafer support plate 100, And can be effectively cooled. For example, it is possible to cool the wafer 7 and the wafer support plate 100 to a cooling rate of at least 2 캜 / sec.

도 8을 참조하면, 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 쿨링블록부(200)가 이격되도록 웨이퍼 지지 플레이트(100)가 리프팅 샤프트(301)에 의해 상승될 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(100)가 쿨링블록부(200)와 이격되어, 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 쿨링블록부(200) 사이가 일정 간격, 예컨대, 대략 5mm 정도의 간격으로 이격된 상태로 유지될 수 있다. 웨이퍼 지지 플레이트(100)가 쿨링블록부(200)와 이격된 상태이므로, 쿨링블록부(200)에 의한 쿨링 효과가 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 직접적으로 전달되지 못한다. 따라서, 웨이퍼 지지 플레이트(100) 내에 내장된 히팅부(도 2의 103)에 의한 가열 효과가 보다 우세하게 웨이퍼 지지 플레이트(100)에 효과를 미칠 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 지지 플레이트(100) 및 안착된 웨이퍼(7)를 보다 빠른 속도로 가열하는 것이 가능하다. 예컨대, 적어도 대략 2.5℃/sec 이상의 램프 업(ramp up)속도로 웨이퍼(7) 또는 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 온도를 상승시키는 것이 가능하다. Referring to FIG. 8, the wafer support plate 100 may be lifted by the lifting shaft 301 such that the wafer support plate 100 and the cooling block 200 are separated from each other. The wafer support plate 100 may be spaced apart from the cooling block 200 so that the wafer support plate 100 and the cooling block 200 are maintained at a predetermined spacing, have. The cooling effect by the cooling block 200 can not be directly transmitted to the wafer support plate 100 because the wafer support plate 100 is spaced apart from the cooling block 200. [ Therefore, the heating effect by the heating portion (103 in FIG. 2) built in the wafer supporting plate 100 can have an effect on the wafer supporting plate 100 more dominantly. Accordingly, it is possible to heat the wafer support plate 100 and the mounted wafer 7 at a higher speed. For example, it is possible to raise the temperature of the wafer 7 or the wafer support plate 100 at a ramp-up rate of at least about 2.5 DEG C / sec or more.

이와 같이, 분리형 웨이퍼 서셉터 구조는 웨이퍼(7) 또는 웨이퍼 지지 플레이트(100)의 온도 상태를 서로 다른 온도 상태로 실질적으로 급격하게 전환시키는 것이 가능하다. 따라서, 분리형 웨이퍼 서셉터 구조(도 1의 B)를 구비한 공정 챔버 장비(도 1의 A)는 하나의 동일한 공정 챔버 하우징(도 1의 3) 내에서 진공 단절없이 웨이퍼(7)의 온도를 저온, 예컨대, 10℃ 내지 60℃의 온도 범위와 상대적인 고온, 예컨대, 80℃ 내지 300℃의 온도 범위로 빠르게 변환하는 것이 요구되는 공정을 수행하는 것이 가능하다. As such, the detachable wafer susceptor structure is capable of substantially sharply switching the temperature state of the wafer 7 or the wafer support plate 100 to different temperature states. 1) with a separate wafer susceptor structure (FIG. 1B) is capable of reducing the temperature of the wafer 7 without vacuum interruption within one and the same process chamber housing (3 of FIG. 1) It is possible to perform a process which requires a rapid conversion to a low temperature, for example, a temperature range of 10 to 60 DEG C and a relatively high temperature, for example, a temperature range of 80 to 300 DEG C.

도 9를 참조하면, 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 쿨링블록부(200)가 이격되도록 웨이퍼 지지 플레이트(100)가 리프팅 샤프트(301)에 의해 상승된 상태에서, 리프팅 핀(303)을 상승시켜 웨이퍼(7)를 웨이퍼 지지 플레이트(100)로부터 이격되도록 상승시킬 수 있다. 9, in a state in which the wafer supporting plate 100 is lifted by the lifting shaft 301 such that the wafer supporting plate 100 and the cooling block 200 are separated from each other, the lifting pin 303 is lifted, (7) can be lifted away from the wafer support plate (100).

도 10은 도 1의 반도체 공정 챔버 장비(도 1의 A)를 이용한 반도체 공정 진행 방법을 보여주는 공정 흐름도(process flow chart)이다. FIG. 10 is a process flow chart showing a semiconductor process progression method using the semiconductor process chamber equipment of FIG. 1 (FIG. 1A).

도 10을 참조하면, 반도체 공정 챔버 장비(도 1의 A)의 공정 챔버 하우징(3) 내에 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터 구조(도 1의 B)에서, 히팅부(도 2의 103)가 결합된 웨이퍼 지지 플레이트(도 1의 100)를 플레이트 리프터의 리프팅 샤프트(도 2의 301)을 이용하여 하강하여 쿨링블록(도 1의 200)부와, 도 7에 제시된 바와 같이, 접촉시킬 수 있다(도 10의 1001). Referring to FIG. 10, in the detachable wafer susceptor structure (B in FIG. 1) disposed in the process chamber housing 3 of the semiconductor processing chamber equipment (FIG. 1A), the heating portion The wafer support plate (100 in FIG. 1) can be lowered using the lifting shaft (301 in FIG. 2) of the plate lifter and brought into contact with the cooling block (200 in FIG. 1) 10, 1001).

웨이퍼 지지 플레이트(도 1의 100) 상에 웨이퍼(도 1의 7)를 안착시킬 수 있다(도 10의 1002). 리프팅 핀(도 2의 303)을 상승시키고, 리프팅 핀(303)에 웨이퍼(7)가 접촉되도록 한 후, 리프팅 핀(303)을 하강시켜 웨이퍼(7)가 웨이퍼 지지 플레이트(100) 표면에 안착되도록 할 수 있다. The wafer (7 in Fig. 1) can be placed on the wafer support plate (100 in Fig. 1) (1002 in Fig. 10). The lifting pin 303 is lifted so that the wafer 7 contacts the lifting pin 303 and then the lifting pin 303 is lowered to place the wafer 7 on the surface of the wafer support plate 100 .

쿨링블록부(도 1의 200)를 이용하여 상대적으로 낮은 제1온도 범위, 예컨대, 10℃ 내지 60℃의 온도 범위로 쿨링하고, 웨이퍼(7)에 제1공정을 수행할 수 있다(도 10의 1003). 웨이퍼(7)는 ESC 전극부(도 2의 102)에 의해 척킹(chucking)된 상태로 유지될 수 있다. 제1공정은 10℃ 내지 60℃의 상대적으로 낮은 공정 온도를 요구하는 공정, 예컨대, 네이티브 산화물(native oxide)을 에칭(etching)하는 공정일 수 있다. 제1공정은 낮은 온도를 요구하는 다른 반도체 공정일 수도 있다. The first process can be performed on the wafer 7 by using the cooling block (200 in FIG. 1) to cool the wafer 7 to a relatively low first temperature range, for example, 10 to 60 degrees Celsius 1003). The wafer 7 can be kept chucked by the ESC electrode portion 102 (Fig. 2). The first process may be a process that requires a relatively low process temperature of 10 ° C to 60 ° C, for example, a process of etching a native oxide. The first process may be another semiconductor process requiring a low temperature.

플레이트 리프터의 리프팅 샤프트(301)를 이용하여 웨이퍼 지지 플레이트(100)를 쿨링블록부(200)로부터 분리하여, 도 8에 제시된 바와 같이, 상승시킬 수 있다(도 10의 1004). 히팅부(도 2의 103)를 이용하여 웨이퍼(7)를 상대적으로 높은 제2온도 범위, 예컨대, 80℃ 내지 300℃의 온도 범위로 상대적으로 빠른 속도로 가열하고, 웨이퍼(7)에 제2공정을 수행할 수 있다(도 10의 1005). 제2공정은 80℃ 내지 300℃의 상대적으로 높은 공정 온도를 요구하는 공정, 예컨대, 어닐링(annealing) 공정일 수 있다. 제2공정은 높은 온도를 요구하는 다른 반도체 공정일 수도 있다. The lifting shaft 301 of the plate lifter can be used to separate the wafer support plate 100 from the cooling block 200 and raise it as shown in Figure 8 (1004 in Figure 10). The wafer 7 is heated at a relatively high second temperature range, for example, a temperature range of 80 DEG C to 300 DEG C at a relatively high speed using the heating portion (103 in FIG. 2) (1005 in Fig. 10). The second process may be a process requiring a relatively high process temperature, e.g., 80 < 0 > C to 300 < 0 > C, such as an annealing process. The second process may be another semiconductor process requiring high temperature.

플레이트 리프터의 리프팅 샤프트(301)를 이용하여 웨이퍼 지지 플레이트(100)를 하강시켜, 쿨링블록부(200)에 접촉시키고 웨이퍼(7)를 다시 상온으로 상대적으로 빠른 속도로 쿨링할 수 있다(도 10의 1006). The wafer support plate 100 can be lowered by using the lifting shaft 301 of the plate lifter so that the wafer support plate 100 can be brought into contact with the cooling block 200 and the wafer 7 can be cooled again at a relatively high speed at a relatively high temperature 1006).

분리형 웨이퍼 서셉터 구조(도 1의 B)를 이용한 반도체 공정은, 웨이퍼(7)를 홀딩(holding)하고 가열하는 웨이퍼 지지 플레이트(100)와 냉각 쿨링을 위한 쿨링블록부(200)를 임의로 분리할 수 있어, 웨이퍼(7) 표면의 온도를 보다 균일하게 유지하며 웨이퍼(7) 온도를 고온으로 빠르게 가열하거나 또는 저온으로 빠르게 냉각시킬 수 있다. 따라서, 하나의 공정 챔버 장비(도 1의 A)에서 웨이퍼(7)의 냉각과 가열을 안정적으로 진행할 수 있어, 생산성 향상 및 설비 구성 비용을 절감할 수 있다. The semiconductor process using the detachable wafer susceptor structure (B in FIG. 1) is a process in which the wafer support plate 100 for holding and heating the wafer 7 and the cooling block unit 200 for cooling cooling are arbitrarily separated So that the temperature of the surface of the wafer 7 can be more uniformly maintained, and the temperature of the wafer 7 can be rapidly heated to a high temperature or cooled rapidly to a low temperature. Therefore, the cooling and heating of the wafer 7 can be performed stably in one process chamber equipment (A in FIG. 1), thereby improving the productivity and reducing the cost of equipment construction.

공정 챔버 장비(도 1의 A)는 반도체 공정 중 리플로우(reflow) 공정과 같이 온도 프로파일(temperature profile)을 미세하게 조절하며 가열 단계와 냉각 단계를 하나의 챔버 내에서 수행하여야 하는 반도체 공정에 적용될 수 있다. The process chamber equipment (FIG. 1, A) is applied to a semiconductor process in which the temperature profile is finely adjusted, such as a reflow process during semiconductor processing, and the heating and cooling steps are performed in a single chamber .

분리형 웨이퍼 서셉터 구조(B)의 웨이퍼 지지 플레이트(100)는 ESC 척 구조에 적용될 수 있지만, 단순히 히팅부(103) 만을 구비한 히터블록 구조로 구성될 수도 있다. The wafer support plate 100 of the detachable wafer susceptor structure B may be applied to the ESC chuck structure, but may also be configured as a heater block structure having only the heating portion 103. [

상술한 바와 같이 본 출원의 실시 형태들을 도면들을 예시하며 설명하지만, 이는 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 설명하기 위한 것이며, 세밀하게 제시된 형상으로 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 한정하고자 한 것은 아니다. 본 출원에서 제시한 기술적 사상이 반영되는 한 다양한 다른 변형예들이 가능할 것이다.Although the embodiments of the present application as described above illustrate and describe the drawings, it is intended to illustrate what is being suggested in the present application and is not intended to limit what is presented in the present application in a detailed form. Various other modifications will be possible as long as the technical ideas presented in this application are reflected.

100: 웨이퍼 지지 플레이트,
103: 히팅부,
200: 쿨링블록부,
301, 리프팅 샤프트. 100: wafer support plate,
103: Heating part,
200: Cooling block part,
301, lifting shaft.

Claims (29)

웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 지지 플레이트(plate);
상기 웨이퍼 지지 플레이트에 결합된 히팅부(heater);
상기 웨이퍼 지지 플레이트와 마주보도록 배치된 쿨링블록(cooling block)부; 및
상기 쿨링블록부에 대해서 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 상승시키거나 하강시키는 플레이트 리프터(plate lifter)를 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터(wafer susceptor). A wafer support plate on which the wafer is seated;
A heater coupled to the wafer support plate;
A cooling block disposed opposite the wafer support plate; And
And a plate lifter for raising or lowering the wafer support plate relative to the cooling block portion. 제1항에 있어서,
상기 플레이트 리프터는
상기 쿨링블록부를 관통하여 상승 또는 하강 동작하고 상기 웨이퍼 지지 플레이트의 하면에 일단이 체결된 리프팅 샤프트(lifting shaft)를 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. The method according to claim 1,
The plate lifter
And a lifting shaft having one end coupled to the lower surface of the wafer support plate, the lifting shaft moving up and down through the cooling block portion. 제2항에 있어서,
상기 리프팅 샤프트는
다수 개가 상기 쿨링블록부를 각각 관통하도록 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터. 3. The method of claim 2,
The lifting shaft
Wherein a plurality of the cooling susceptors are arranged to pass through the cooling block portions, respectively. 제2항에 있어서,
상기 쿨링블록부를 사이에 두고
상기 웨이퍼 지지 플레이트와 마주보도록 상기 쿨링블록부 아래에 배치되고
상기 리프팅 샤프트에 타단부가 체결되어 상기 리프팅 샤프트를 상승 또는 하강시키는 샤프트 지지 링(support ring)을 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 3. The method of claim 2,
The cooling block is interposed
And is disposed below the cooling block portion to face the wafer support plate
Further comprising a shaft support ring coupled to the lifting shaft at the other end to raise or lower the lifting shaft. 제4항에 있어서,
상기 샤프트 지지 링에 연결되어
상기 샤프트 지지 링을 상승 및 하강시키는 샤프트 리프팅 구동부를 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 5. The method of claim 4,
Connected to the shaft support ring
Further comprising a shaft lifting drive for lifting and lowering the shaft support ring. 제5항에 있어서,
상기 샤프트 리프팅 구동부는
상기 제1에어 실린더(air cylinder) 또는 서보 모터(serbo motor)를 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 6. The method of claim 5,
The shaft lifting drive
Said first air cylinder or said serbo motor. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI > 제5항에 있어서,
상기 샤프트 리프팅 구동부는
상기 웨이퍼 지지 플레이트의 하면이 상기 쿨링블록부의 상면에 접촉하도록 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 하강시키거나
또는 상기 웨이퍼 지지 플레이트의 하면이 상기 쿨링블록부의 상면으로부터 5mm 이내로 이격되도록 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 상승시키는 구동력을 제공하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 6. The method of claim 5,
The shaft lifting drive
The wafer support plate is lowered so that the lower surface of the wafer support plate contacts the upper surface of the cooling block portion
Or the lower surface of the wafer support plate is spaced within 5 mm from the upper surface of the cooling block portion. 제2항에 있어서,
상기 리프팅 샤프트(lifting shaft)는 중공 형상의 관통홀을 가지고,
상기 관통홀에 삽입되고 상기 웨이퍼 지지 플레이트(plate)를 관통하여 상기 웨이퍼를 들어올리는 리프팅 핀(lifting pin)를 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 3. The method of claim 2,
The lifting shaft has a hollow through-hole,
And a lifting pin inserted into the through hole and lifting the wafer through the wafer support plate. 제8항에 있어서,
상기 리프팅 샤프트(lifting shaft)의 상기 관통홀 내벽에
상기 리프팅 핀(lifting pin)과의 절연을 위한 핀 관통 절연체(pin through insulator)를 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 9. The method of claim 8,
The lifting shaft has a through-hole inner wall
Further comprising a pin through insulator for insulation from the lifting pin. ≪ Desc / Clms Page number 19 > 제8항에 있어서,
상기 쿨링블록부를 사이에 두고
상기 웨이퍼 지지 플레이트와 마주보도록 상기 쿨링블록부 아래에 배치되고
상기 리프팅 핀에 체결되어 상기 리프팅 핀을 상승 또는 하강시키는 핀 지지 링(support ring)을 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 9. The method of claim 8,
The cooling block is interposed
And is disposed below the cooling block portion to face the wafer support plate
And a pin support ring coupled to the lifting pin to raise or lower the lifting pin. 제10항에 있어서,
상기 핀 지지 링에 연결되어
상기 핀 지지 링을 상승 및 하강시키는 제2에어 실린더(air cylinder)를 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 11. The method of claim 10,
Connected to said pin support ring
Further comprising a second air cylinder for raising and lowering the pin support ring. 제1항에 있어서,
상기 쿨링블록부를 관통하여
상기 웨이퍼 지지 플레이트와 상기 쿨링블록부 사이에 체결되는 벨로우즈(bellow)를 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. The method according to claim 1,
Through the cooling block portion
Further comprising a bellow fastened between the wafer support plate and the cooling block portion. 제12항에 있어서,
상기 벨로우즈를 통해
상기 히팅부에 연결되는 히팅 전원 라인(heating power line)을 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 13. The method of claim 12,
Through the bellows
And a heating power line connected to the heating unit. 제12항에 있어서,
상기 웨이퍼 지지 플레이트는
헬륨 채널(He channel)들을 더 포함하고,
상기 벨로우즈를 통해 상기 헬륨 채널에 연결되는 헬륨 공급 라인(He feeding line)을 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 13. The method of claim 12,
The wafer support plate
Helium channels (He channels)
And a helium supply line (He feeding line) connected to the helium channel through the bellows. 제14항에 있어서,
상기 웨이퍼 지지 플레이트는
상기 헬륨 채널(He channel)들이 내장된 세라믹(ceramic)층; 및
상기 세라믹층을 지지하는 플레이트 바디(body)부를 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 15. The method of claim 14,
The wafer support plate
A ceramic layer in which the helium channels are embedded; And
And a plate body for supporting the ceramic layer. 제14항에 있어서,
상기 웨이퍼 지지 플레이트는
상기 웨이퍼에 대향되는 세라믹층; 및
상기 세라믹층을 지지하고 상기 헬륨 채널들이 내장된 플레이트 바디(body)부를 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 15. The method of claim 14,
The wafer support plate
A ceramic layer opposed to the wafer; And
And a plate body supporting the ceramic layer and having the helium channels embedded therein. 제14항에 있어서,
상기 세라믹층은
상기 웨이퍼에 대향되는 표면에 상기 헬륨 채널들에 연결된 홀(hole)들 및 표면 채널들을 가지는 분리형 웨이퍼 서셉터. 15. The method of claim 14,
The ceramic layer
And holes and surface channels connected to the helium channels on a surface facing the wafer. 제14항에 있어서,
상기 세라믹층은
상기 웨이퍼에 대향되는 표면에 상기 헬륨 채널들에 연결된 홀(hole)들 및 표면 엠보싱(embossing)을 가지는 분리형 웨이퍼 서셉터. 15. The method of claim 14,
The ceramic layer
Wherein the wafer susceptor has holes and surface embossing connected to the helium channels on a surface facing the wafer. 제12항에 있어서,
상기 웨이퍼 지지 플레이트는
상기 웨이퍼를 잡는 정전기력을 제공하는 전극부(ESC electrode)를 내장한 세라믹층; 및
상기 세라믹층을 지지하는 플레이트 바디(body)부를 포함하는 포함하고,
상기 벨로우즈를 통해 상기 전극부에 연결되는 직류 전원 라인(DC power line)을 더 포함하는 분리형 웨이퍼 서셉터. 13. The method of claim 12,
The wafer support plate
A ceramic layer having an electrode part (ESC electrode) for providing an electrostatic force for holding the wafer; And
And a plate body for supporting the ceramic layer,
And a DC power line connected to the electrode unit through the bellows. 제19항에 있어서,
상기 히팅부는
상기 전극부 아래에 상기 세라믹층 내에 내장된 분리형 웨이퍼 서셉터.20. The method of claim 19,
The heating unit
And a separating type wafer susceptor embedded in the ceramic layer below the electrode part. 제19항에 있어서,
상기 히팅부는
상기 전극부 아래에 상기 세라믹층과 상기 플레이트 바디부 사이에 위치하는 분리형 웨이퍼 서셉터.20. The method of claim 19,
The heating unit
Wherein the electrode is positioned between the ceramic layer and the plate body below the electrode. 제19항에 있어서,
상기 히팅부는
상기 전극부 아래에 위치하고 서로 독립적인 다수의 히팅 존(heating zone)들을 제공하는 분리형 웨이퍼 서셉터.20. The method of claim 19,
The heating unit
And a plurality of heating zones located below the electrode unit and independent of each other. 제1항에 있어서,
상기 쿨링블록부는
내부에 냉각 유로(coolant path)를 내장한 분리형 웨이퍼 서셉터.The method according to claim 1,
The cooling block
Detachable wafer susceptor with built-in coolant path. 공정 챔버 하우징(chamber housing); 및
상기 챔버 하우징 내에 배치된 분리형 웨이퍼 서셉터(wafer susceptor)를 포함하고,
상기 웨이퍼 서셉터는
웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 지지 플레이트(plate);
상기 웨이퍼 지지 플레이트에 결합된 히팅부(heater);
상기 웨이퍼 지지 플레이트와 마주보도록 배치된 쿨링블록(cooling block)부; 및
상기 쿨링블록부에 대해서 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 상승시키거나 하강시키는 플레이트 리프터(plate lifter)를 포함하는 반도체 공정 챔버 장비. A process chamber housing; And
And a wafer susceptor disposed within the chamber housing,
The wafer susceptor
A wafer support plate on which the wafer is seated;
A heater coupled to the wafer support plate;
A cooling block disposed opposite the wafer support plate; And
And a plate lifter for raising or lowering the wafer support plate relative to the cooling block portion. 제24항에 있어서,
상기 공정 챔버 하우징 상단에 배치된 가스 주입 리드(gas injection lid)부; 및
상기 가스 주입 리드부 상에 배치된 플라즈마 소스(plasma source);를 더 포함하는 반도체 공정 챔버 장비. 25. The method of claim 24,
A gas injection lid disposed at the top of the process chamber housing; And
And a plasma source disposed on the gas injection lead portion. 제25항에 있어서,
상기 쿨링블록부의 측면에 배치되어 상기 쿨링블록부와 상기 공정 챔버 하우징의 바닥 부분 사이를 차단하여 보호하는 서셉터 라이너(susceptor liner); 및
상기 서셉터 라이너 상측에 배치된 에지 링(edge ring)을 더 포함하는 반도체 공정 챔버 장비. 26. The method of claim 25,
A susceptor liner disposed on a side surface of the cooling block portion to block and protect the cooling block portion and a bottom portion of the process chamber housing; And
Further comprising an edge ring disposed above the susceptor liner. 공정 챔버 하우징(chamber housing) 내에 배치된
분리형 웨이퍼 서셉터(wafer susceptor)의 히팅부(heater)가 결합된 웨이퍼 지지 플레이트(plate)를 플레이트 리프터(plate lifter)를 이용하여 하강하여 쿨링블록(cooling block)부와 접촉시키는 단계;
상기 웨이퍼 지지 플레이트 상에 웨이퍼를 안착시키는 단계;
상기 웨이퍼에 상기 쿨링블록부를 이용하여 상대적으로 낮은 제1온도 범위로 쿨링하며 상기 웨이퍼에 제1공정을 수행하는 단계;
상기 플레이트 리프터를 이용하여 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 상기 쿨링블록부로부터 분리하여 상승시키는 단계;
상기 히팅부를 이용하여 상기 웨이퍼를 상대적으로 높은 제2온도 범위로 가열하며 상기 웨이퍼에 제2공정을 수행하는 단계; 및
상기 플레이트 리프터를 이용하여 상기 웨이퍼 지지 플레이트를 하강시켜 상기 쿨링블록부에 접촉시켜 상기 웨이퍼를 쿨링하는 단계를 포함하는 반도체 공정 진행 방법. A process chamber is disposed within a chamber housing
Contacting a wafer support plate coupled with a heater of a wafer susceptor to a cooling block by lowering the wafer support plate using a plate lifter;
Placing a wafer on the wafer support plate;
Cooling the wafer to a relatively low first temperature range using the cooling block and performing a first process on the wafer;
Separating and lifting the wafer support plate from the cooling block portion using the plate lifter;
Heating the wafer to a relatively high second temperature range using the heating unit and performing a second process on the wafer; And
And lowering the wafer support plate using the plate lifter to contact the cooling block to cool the wafer. 제27항에 있어서,
상기 제1공정은
상기 제1온도 범위를 10℃ 내지 60℃로 유지하며 상기 웨이퍼를 에칭(etching)하는 단계를 포함하는 반도체 공정 진행 방법. 28. The method of claim 27,
The first step
And etching the wafer while maintaining the first temperature range between 10 캜 and 60 캜. 제27항에 있어서,
상기 제2공정은
상기 제2온도 범위를 80℃ 내지 300℃로 유지하며 상기 웨이퍼를 어닐링(annealing)하는 단계를 포함하는 반도체 공정 진행 방법. 28. The method of claim 27,
The second step
And annealing the wafer while maintaining the second temperature range between 80 캜 and 300 캜.
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