KR20180122023A - 서셉터 지지부 - Google Patents

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KR20180122023A
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KR1020187030870A
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리차드 오. 콜린스
에롤 안토니오 씨. 산체스
데이비드 케이. 칼슨
메흐메트 투그룰 사미르
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본원에 설명되는 실시예들은 일반적으로, 증착 프로세스에서 서셉터를 지지하기 위한 서셉터 지지부에 관한 것이다. 서셉터 지지부는 샤프트, 샤프트에 결합된 제1 주 표면을 갖는 판, 및 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 지지 요소를 포함한다. 판은, 판 아래에 배치된 복수의 에너지 공급원들로부터의 방사선 에너지에 대해 광학적으로 투명한 재료로 만들어질 수 있다. 판은, 처리 동안 서셉터를 지지하기 위해 열적으로 그리고 기계적으로 안정적이기에 충분히 크고 방사선 투과 손실을 최소화하기에 충분히 작은 두께를 가질 수 있다. 판의 두께는 약 2 mm 내지 약 20 mm 범위일 수 있다.

Description

서셉터 지지부
반도체 처리를 위한 장치가 본원에 개시된다. 더 구체적으로, 본원에 개시되는 실시예들은, 증착 프로세스에서 서셉터를 지지하기 위한 서셉터 지지부에 관한 것이다.
집적 회로들의 제조에서, 증착 프로세스들, 예컨대, 화학 기상 증착(CVD) 또는 에피택시 프로세스들이 반도체 기판들 상에 다양한 재료들의 막들을 증착시키는 데에 사용된다. 에피택시는 반도체 기판들 상에 매우 얇은 재료 층들을 형성하기 위해 반도체 처리에서 광범위하게 사용되는 프로세스이다. 이러한 층들은 흔히 반도체 디바이스의 가장 작은 피처들 중 일부를 한정하며, 이들은 결정질 재료들의 전기적 특성들이 요구되는 경우에 고품질의 결정 구조를 가질 수 있다. 증착 전구체는 보통, 기판이 배치되는 프로세스 챔버에 제공되며, 기판은 특정 특성들을 갖는 재료 층의 성장에 유리한 온도로 가열된다.
통상적으로, 기판은 서셉터 상에 배치되고, 서셉터는 샤프트로부터 연장되는 3개 이상의 암들에 의해 지지된다. 복수의 에너지 공급원들, 예컨대, 램프들이, 기판의 후면을 가열하기 위해 기판 아래에 배치될 수 있다. 서셉터는 전형적으로, 에너지 공급원들로부터의 방사선에서의 임의의 불균일성들을 분산시키는 데에 사용된다. 에너지 공급원들로부터의 방사선은 서셉터 지지 암들에 의해 차단되어, 서셉터에 의해 적절하게 제거될 수 없는 불균일성들을 야기함으로써, 기판의 불균일 가열을 초래한다.
그러므로, 서셉터를 지지하기 위한 개선된 장치가 필요하다.
본원에 개시되는 실시예들은, 증착 프로세스에서 서셉터를 지지하기 위한 서셉터 지지부에 관한 것이다. 일 실시예에서, 장치는 샤프트, 및 샤프트에 결합된 제1 주 표면을 갖는 판을 포함한다. 판은 석영, 용융 석영, 알루미나, 사파이어, 또는 이트리아를 포함하고, 판은 약 2 mm 내지 약 20 mm 범위의 두께를 갖는다. 장치는, 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 지지 요소를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 장치는 샤프트, 및 샤프트에 결합된 제1 주 표면을 갖는 판을 포함한다. 판은 석영, 용융 석영, 알루미나, 사파이어, 또는 이트리아를 포함한다. 장치는, 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 지지 요소를 더 포함하고, 지지 요소는 약 30 mm 내지 약 60 mm 범위의 높이를 갖는다.
다른 실시예에서, 프로세스 챔버는 제1 인클로저 부재, 제2 인클로저 부재, 및 서셉터 지지부를 포함한다. 서셉터 지지부의 적어도 일부는 제1 인클로저 부재와 제2 인클로저 부재 사이에 배치된다. 서셉터 지지부는 샤프트, 및 샤프트에 결합된 제1 주 표면을 갖는 판을 포함한다. 판은 석영, 용융 석영, 알루미나, 사파이어, 또는 이트리아를 포함하고, 판은 약 2 mm 내지 약 20 mm 범위의 두께를 갖는다. 장치는, 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 지지 요소를 더 포함한다. 프로세스 챔버는, 제2 인클로저 부재를 향하여 배치된 복수의 에너지 공급원들을 더 포함한다.
위에서 언급된 본 개시내용의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 실시예들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 본 개시내용은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 개시내용의 전형적인 실시예들만을 예시하며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점에 주목해야 한다.
도 1은, 본원에 설명되는 일 실시예에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 횡단면도이다.
도 2a는, 본원에 설명되는 일 실시예에 따른 서셉터 지지부의 사시도이다.
도 2b는, 도 2a의 서셉터 지지부의 개략적인 횡단면도이다.
도 2c는, 본원에 설명되는 일 실시예에 따른 지지 요소의 개략적인 횡단면도이다.
도 2d는, 본원에 설명되는 일 실시예에 따른 지지 요소의 개략적인 횡단면도이다.
도 2e는, 본원에 설명되는 일 실시예에 따른 지지 요소의 개략적인 횡단면도이다.
도 3a는, 본원에 설명되는 다른 실시예에 따른 서셉터 지지부의 사시도이다.
도 3b는, 본원에 설명되는 다른 실시예에 따른 서셉터 지지부의 사시도이다.
도 4a는, 본원에 설명되는 다른 실시예에 따른 서셉터 지지부의 사시도이다.
도 4b는, 본원에 설명되는 다른 실시예에 따른 서셉터 지지부의 사시도이다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에 공통인 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 부가적으로, 일 실시예의 요소들은 유리하게, 본원에 설명되는 다른 실시예들에서의 활용을 위해 적응될 수 있다.
본원에 설명되는 실시예들은 일반적으로, 증착 프로세스에서 서셉터를 지지하기 위한 서셉터 지지부에 관한 것이다. 서셉터 지지부는 샤프트, 샤프트에 결합된 제1 주 표면을 갖는 판, 및 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 지지 요소를 포함한다. 판은, 판 아래에 배치된 복수의 에너지 공급원들로부터의 방사선 에너지에 대해 광학적으로 투명한 재료로 만들어질 수 있다. 판은, 처리 동안 서셉터를 지지하기 위해 열적으로 그리고 기계적으로 안정적이기에 충분히 크고 방사선 투과 손실을 최소화하기에 충분히 작은 두께를 가질 수 있다. 판의 두께는 약 2 mm 내지 약 20 mm 범위일 수 있다. 지지 요소는 판 상에 배치될 수 있거나 판과 일체형으로 형성될 수 있고, 기판 처리 직경 밖의, 판 상의 하나 이상의 위치에 제공될 수 있는데, 기판 처리 직경은 일반적으로, 처리 동안 서셉터 상에 배치되는 기판에 의해 덮이는 판의 직경이다.
도 1은, 일 실시예에 따른 프로세스 챔버(100)의 개략적인 횡단면도이다. 프로세스 챔버(100)는 기판(108)의 증착 표면(116) 상에의 재료의 증착을 포함하여, 하나 이상의 기판을 처리하는 데에 사용될 수 있다. 프로세스 챔버(100)는, 다른 구성요소들 중에서도, 프로세스 챔버(100) 내에 배치된 기판(108)의 후면(104)을 가열하기 위한 복수의 에너지 공급원들(102)을 포함한다. 복수의 에너지 공급원들(102)은 복수의 가열 램프들일 수 있다. 기판(108)은, 서셉터 지지부(150)에 의해 지지되는 서셉터(105)에 의해 지지될 수 있다. 서셉터(105)는 탄화규소 또는 탄화규소 코팅을 갖는 흑연으로 만들어질 수 있다. 서셉터 지지부(150)는 샤프트(170), 샤프트(170)에 결합된 판(172), 및 판(172)으로부터 연장되는 지지 요소(174)를 포함한다. 샤프트(170)는 판의 제1 주 표면(171)의 중심에 결합되고, 지지 요소(174)는, 제1 주 표면(171) 반대쪽인, 판의 제2 주 표면(173)으로부터 연장된다. 판(172)은 디스크일 수 있고, 판(172) 아래에 배치된 복수의 에너지 공급원들(102)로부터의 방사선 에너지에 대해 광학적으로 투명한 재료로 만들어진다. 광학적으로 투명하다는 것은 재료가 방사선 에너지의 대부분을 투과시키고, 반사 및/또는 흡수는 거의 되지 않는다는 것을 의미한다. 일 실시예에서, 판은 석영, 예컨대, 용융 석영으로 만들어진다. 다른 실시예들에서, 판(172)은 알루미나, 사파이어, 또는 이트리아로 만들어진다.
판(172)은, 처리 동안 서셉터를 지지하기 위해 열적으로 그리고 기계적으로 안정적이기에 충분히 크고 방사선 투과 손실을 최소화하기에 충분히 작은 두께를 가질 수 있다. 판의 두께는 약 2 mm 내지 약 20 mm, 예컨대, 약 4 mm 내지 약 8 mm 범위일 수 있다. 지지 요소(174)는, 판(172) 상에, 판(172)의 기판 처리 직경 밖의 하나 이상의 위치에 제공될 수 있는데, 기판 처리 직경은 일반적으로, 처리 동안 서셉터(105) 상에 배치되는 기판(108)에 의해 덮이는 판(172)의 직경이다. 다시 말해서, 지지 요소(174)는 기판(108) 바로 아래에 위치되지 않는다. 일 실시예에서, 기판(108)은 약 300 mm의 직경을 가지며, 지지 요소(174)는 판(172) 상에, 300 mm 초과의 직경, 예컨대, 약 310 mm 내지 약 360 mm의 직경에 위치된다. 판(172)은 서셉터(105)의 직경과 유사하거나 더 큰 직경을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 판(172)은 약 370 mm의 직경을 갖는다. 통상적인 서셉터 지지부들과 비교하여, 판(172)은 방사선 에너지가 통과하기에 균일한 매체를 제공한다. 부가적으로, 지지 요소(174)는 기판(108) 바로 아래에 위치되지 않으며, 따라서, 지지 요소(174)는 복수의 에너지 공급원들(102)로부터 기판(108)의 후면(104)으로의 방사선 에너지를 차단하지 않는다. 서셉터(105)와 판(172) 사이의 거리(D)는 기판(108)의 더 균일한 가열을 제공할 수 있다. 거리(D)는 약 10 mm 내지 약 60 mm, 예컨대, 약 30 mm 내지 약 60 mm 범위, 예를 들어 약 40 mm일 수 있다.
서셉터 지지부(150)의 적어도 일부는 프로세스 챔버(100) 내에, 제1 인클로저 부재(128)와 제2 인클로저 부재(114) 사이에 위치된다. 기판(108)은 적재 포트(103)를 통해 프로세스 챔버(100) 내로 운반되어 서셉터(105) 상에 위치될 수 있다. 서셉터(105) 및 판(172)은, 처리 위치에 위치되어 있는 동안, 프로세스 챔버(100)의 내부 체적을 (기판(108)과 제1 인클로저 부재(128) 사이의) 프로세스 가스 영역(156)과 (판(172)과 제2 인클로저 부재(114) 사이의) 퍼지 가스 영역(158)으로 분할한다. 서셉터 지지부(150)는, 프로세스 챔버(100) 내에서의 열 및 프로세스 가스 유동의 공간적 비정상들의 영향을 최소화하고, 따라서, 기판(108)의 균일한 처리를 용이하게 하기 위해서, 처리 동안 서셉터 지지부의 중심 축을 중심으로 회전될 수 있다. 서셉터 지지부(150)는, 적재 및 하적 동안, 그리고 일부 경우들에서는 기판(108)의 처리 동안, 서셉터(105)를 축 방향(134)으로 이동시킨다.
일반적으로, 제1 인클로저 부재(128) 및 제2 인클로저 부재(114)는 석영과 같은 광학적으로 투명한 재료로 형성된다. 제1 인클로저 부재(128) 및 제2 인클로저 부재(114)는 열 메모리를 최소화하기 위해 얇고, 전형적으로, 약 3 mm 내지 약 10 mm, 예를 들어 약 4 mm의 두께를 갖는다. 제1 인클로저 부재(128)는, 냉각 가스와 같은 열 제어 유체를 유입구(126)를 통해 열 제어 공간(136) 내로 도입하고 열 제어 유체를 배출구(130)를 통해 빼냄으로써 열 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 열 제어 공간(136)을 통해 순환하는 냉각 유체는 제1 인클로저 부재(128)의 내측 표면 상의 증착을 감소시킬 수 있다. 제2 인클로저 부재(114)는 프로세스 챔버(100) 내부의 진공 조건을 견디기 위해 원뿔 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제2 인클로저 부재(114)는 복수의 에너지 공급원들(102)로부터의 방사선 에너지에 대해 광학적으로 투명한 석영으로 만들어진다.
기판(108)으로부터 방사되는 방사선을 다시 기판(108) 상으로 반사시키기 위해, 반사기(122)가 제1 인클로저 부재(128) 외부에 선택적으로 배치될 수 있다. 반사된 방사선으로 인해, 방사선이 반사되지 않았다면 프로세스 챔버(100)를 빠져나갔을 수 있는 열을 포함함으로써 가열 효율이 개선될 것이다. 반사기(122)는 금속, 예컨대, 알루미늄, 황동 또는 스테인리스 강으로 만들어질 수 있다.
복수의 에너지 공급원들(102)은 기판(108)을 섭씨 약 200 도 내지 섭씨 약 1400 도, 예컨대, 섭씨 약 300 도 내지 섭씨 약 1350 도 범위 내의 온도로 가열시키도록 적응될 수 있다. 복수의 에너지 공급원들(102)은 격실형 하우징(145) 내에 위치될 수 있다. 각각의 에너지 공급원(102)은 관(143) 내부에 배치될 수 있다. 고온계들일 수 있는 복수의 열 복사 센서들(140)이, 기판(108)의 열 방출들을 측정하기 위해 하우징(145) 내에 배치될 수 있다. 센서들(140)은 전형적으로, 처리 동안 기판(108)의 상이한 위치들을 관찰하는 것을 용이하게 하기 위해 하우징(145)에서 상이한 위치들에 배치된다. 기판(108)의 상이한 위치들로부터의 열 복사를 감지하는 것은, 온도 비정상들 또는 불균일성들이 존재하는지 여부를 결정하기 위해, 기판(108)의 상이한 위치들에서의 열 에너지 양, 예를 들어 온도를 비교하는 것을 용이하게 한다. 그러한 불균일성들은 막 형성에서의, 예컨대 두께 및 조성에서의 불균일성들을 초래할 수 있다. 전형적으로, 적어도 2개의 센서들(140)이 사용되지만, 2개보다 많은 센서들이 사용될 수 있다. 상이한 실시예들은 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 이상의 센서들(140)을 사용할 수 있다.
제1 인클로저 부재(128)의 열 상태를 모니터링하기 위해, 또는 센서들(140)과 반대되는 관점에서 기판(108)의 열 상태를 모니터링하기 위해, 반사기(122)에 열 센서(118)가 배치될 수 있다. 그러한 모니터링은, 예를 들어, 센서들(140)로부터 수신된 데이터에 오류가 존재하는지 여부를 결정하기 위해, 센서들(140)로부터 수신된 데이터에 비교하는 데에 유용할 수 있다. 일부 경우들에서 열 센서(118)는, 1개보다 많은 개별 센서를 특징으로 하는, 센서들의 조립체일 수 있다. 따라서, 프로세스 챔버(100)는 기판의 제1 측으로부터 방출된 방사선을 수신하도록 배치된 하나 이상의 센서들, 및 제1 측에 반대되는 기판의 제2 측으로부터의 방사선을 수신하도록 배치된 하나 이상의 센서들을 특징으로 할 수 있다.
제어기(160)는 센서들(140)로부터 데이터를 수신하고, 그 데이터에 기초하여, 각각의 에너지 공급원(102) 또는 에너지 공급원들(102)의 개별 군들에 전달되는 전력을 개별적으로 조정한다. 제어기(160)는, 다양한 에너지 공급원들(102)에 독립적으로 전력을 공급하는 전력 공급부(162)를 포함할 수 있다. 제어기(160)는 특정 온도 프로파일로 구성될 수 있으며, 센서들(140)로부터 수신된 데이터를 비교하는 것에 기초하여, 제어기(160)는, 관측된 열 데이터를 특정 온도 프로파일에 일치시키기 위해, 에너지 공급원들(102)에 대한 전력을 조정한다.
도 2a는, 일 실시예에 따른 서셉터 지지부(200)의 사시도이다. 서셉터 지지부(200)는, 도 1의 프로세스 챔버(100)에서, 서셉터 지지부(150) 대신에 사용될 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 서셉터 지지부(200)는 샤프트(170), 샤프트(170)에 결합된 판(172), 및 판(172)으로부터 연장되는 복수의 지지 요소들(203)을 포함한다. 일 실시예에서, 지지 요소들(203)은 복수의 원통형 기둥들이고, 기둥들은 판(172) 상에서 기판 처리 직경 밖에 위치된다. 복수의 리프트 핀들이 관통하는 것을 허용하기 위해, 복수의 관통 홀들(201)이 판(172)에 형성될 수 있다. 복수의 리프트 핀들이 관통하는 것을 허용하기 위해, 대응하는 관통 홀들이 서셉터(105)에 형성될 수 있다.
지지 요소들(203)은 임의의 적합한 재료, 예컨대, 석영, 용융 석영들, 탄화규소, 질화규소, 탄화규소 코팅된 흑연, 유리질 탄소 코팅된 흑연, 질화규소 코팅된 흑연, 유리질 탄소, 흑연, 탄화규소 코팅된 석영, 또는 유리질 탄소 코팅된 석영으로 만들어질 수 있다. 지지 요소들(203) 각각은, 약 4 mm 내지 약 60 mm, 예컨대, 약 30 mm 내지 약 60 mm 범위의 높이를 가질 수 있고, 약 5 mm 내지 약 15 mm 범위, 예컨대, 약 10 mm의 직경(220)을 가질 수 있다. 서셉터(105)(도 1)는 지지 요소들(203)에 의해 직접 지지될 수 있거나, 지지 요소들(203) 내에 또는 상에 배치된 핀들 또는 캡들에 의해 지지될 수 있다. 일 실시예에서, 판(172)은 용융 석영으로 만들어지고, 지지 요소들(203)은 용융 석영으로 만들어지며, 핀들은 고체 탄화규소로 만들어진다.
샤프트(170)는 제1 부분(202), 제2 부분(204), 스페이서(206), 및 커넥터(208)를 포함할 수 있다. 제1 부분(202) 및 제2 부분(204)은 용융 석영으로 만들어질 수 있고, 스페이서(206)는 불투명 석영으로 만들어질 수 있다.
도 2b는, 도 2a의 서셉터 지지부(200)의 개략적인 횡단면도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 지지 요소들(203)은 판(172)에 융합될 수 있다. 각각의 지지 요소(203)는 핀을 지지 요소 내에 배치하기 위한 개구부(210)를 포함할 수 있고, 서셉터(105)는 개구부들(210)에 배치된 핀들에 의해 지지될 수 있다. 각각의 지지 요소(203)는 점감 형상을 갖는 부분(212) 및 벽(213)을 포함할 수 있다. 점감 부분(212)은 벽(213)에 연결될 수 있고, 평평한 최상부 표면(222)을 가질 수 있다. 부분(212)은, 서셉터(105)를 고정시키기 위해, 서셉터(105)의 후면 상에 형성된 대응하는 함몰부와 맞물릴 수 있다. 서셉터(105)를 지지 요소(203)에 고정시키기 위해 다른 적합한 방법들이 사용될 수 있다.
부분(212)의 점감 형상은 선형 점감부, 구획형 점감부, 또는 만곡형 점감부를 가질 수 있다. 예를 들어, 점감 형상은 원뿔형일 수 있고, 점감 부분은 지지 요소(203)의 중심 축(215)을 향해 지지 요소(203)의 벽(213)과 일정한 각도를 형성할 수 있으며, 이 각도는 약 1˚ 내지 약 30˚, 예컨대 약 15˚이다. 다른 예로서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 점감 형상은, 만곡형 부분(224)이 벽(213)과 만나는 곳에서 벽(213)과 실질적으로 접하고, 지지 요소(203)의 중심 축(215)을 향하여 만곡되는 만곡형 부분(224)일 수 있다. 따라서, 만곡형 부분(224)은 지지 요소(203)의 둥근 단부일 수 있거나, 만곡형 부분(224)은, 도 2c에 도시된 바와 같이, 평평한 최상부 표면(222)을 갖는, 위에서 설명된 바와 같은 만곡형 점감부를 가질 수 있다.
점감 부분은 단일 곡률 반경 또는 다수의 곡률 반경들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 부분(212)은, 도 2d에 도시된 바와 같이, 만곡형 연결 부분(226)에서 평평한 최상부 표면(222)과 만나는 직선 점감 형상을 갖는다. 평평한 최상부 표면(222)은 지지 요소(203)의 직경(220)보다 작은, 예를 들어, 지지 요소(203)의 직경(220)의 약 30% 내지 약 80%인 직경(228)을 가질 수 있다. 연결 부분(226)은 평평한 최상부 표면(222)의 직경(228)보다 작은, 예를 들어, 평평한 최상부 표면(222)의 직경의 약 5% 내지 약 20%인 곡률 반경을 가질 수 있다. 위에서 설명된 바와 같은 만곡형 연결 부분(226)이 또한, 만곡형 부분(224)(도 2c)을 평평한 최상부 표면(222)에 연결하는 데에 사용될 수 있다는 점을 주목해야 한다. 만곡형 연결 부분(226)은 또한, 부분(212)을 만곡형 또는 직선 점감부와, 만곡형 최상부 부분과, 즉, 평평하지 않은 최상부 부분과 연결하는 데에 사용될 수 있다.
다른 점감 형상들도 사용될 수 있다. 예를 들어, 점감 형상은, 일부 실시예들에서, 단부 부분, 예컨대, 탄화규소 선단부를 지지 요소(203)에 부착시키기 위한 나사산 가공부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 부분(212)은, 도 2e에 도시된 바와 같이, 지지 요소(203)에 형성된 단(234)으로부터 융기될 수 있다. 단(234)은, 지지 요소(203)의 직경(220)의 1% 내지 25%, 예를 들어, 약 5%인 측방향 치수(230)를 가질 수 있다. 단(234)은, 측방향 치수(230)에 대해 실질적으로 수직인 부분(232)을 포함할 수 있고, 부분(232)은 최상부 표면(222)에 연결될 수 있다. 측방향 치수(230)는 도 2e에서 벽(213)에 실질적으로 수직인 것으로 도시되지만, 다른 실시예들에서, 측방향 치수(230)는 벽(213)과 수직이 아닐 수 있다. 다른 실시예에서, 전체 지지 요소(203)는, 지지 요소(203)가, 서셉터(105)와 맞물리기 위한 임의의 원하는 단부 특징들을 갖고, 지지 요소(203)의 단부의 실질적으로 근처에 판(172)을 연결하는 형상의 원뿔형 또는 절두원뿔형일 수 있다. 최종적으로, 위에서 주목된 바와 같이, 점감부는 구획될 수 있다. 일례에서, 부분(212)은, 부분(212)이 선형 윤곽으로 점감되지만, 일정하지 않은 각도를 벽(213)과 형성하도록, 벽(213)과 제1 각도를 형성하는 윤곽을 갖는 절두원뿔 형상을 갖는 제1 부분, 및 제1 부분과 제2 각도를 형성하는 윤곽을 갖는 절두원뿔 형상을 갖는 제2 부분을 가질 수 있다. 구획된 점감부의 경우, 임의의 개수의 구획부들이 사용될 수 있다.
도 3a는, 본원에 설명되는 다른 실시예에 따른 서셉터 지지부(300)의 사시도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 서셉터 지지부(300)는 샤프트(170), 제1 주 표면(171)에서 샤프트(170)에 결합된 판(172), 및 판(172)의 제2 주 표면(173)으로부터 연장되는 지지 요소(302)를 포함한다. 지지 요소(302)는 중공형 원통일 수 있고, 기판(108)(도 1)의 직경보다 더 큰 내경(304)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 기판(108)은 약 300 mm의 직경을 가지며, 지지 요소(302)는 300 mm 초과, 예컨대, 약 310 mm 내지 약 360 mm의 내경(304)을 갖는다. 판(172)은 서셉터(105)의 직경과 유사하거나 더 큰 직경(306)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 판(172)은 약 370 mm의 직경(306)을 갖는다. 서셉터(105)는 지지 요소(302)에 의해 지지될 수 있다. 대안적으로, 기판(108)이 지지 요소(302)에 의해 직접 지지될 수 있다. 지지 요소(302)는 판(172)에 용접되거나 융합되어 판(172)과 일체형으로 형성될 수 있거나, 지지 요소(302)를 고정시키기 위해 판(172)에 형성된 홈에 배치될 수 있다. 지지 요소(302)는 임의의 적합한 재료, 예컨대, 석영, 용융 석영, 탄화규소, 질화규소, 탄화규소 코팅된 흑연, 유리질 탄소 코팅된 흑연, 질화규소 코팅된 흑연, 유리질 탄소, 흑연, 탄화규소 코팅된 석영, 또는 유리질 탄소 코팅된 석영으로 만들어질 수 있다. 지지 요소(302)는, 약 30 mm 내지 약 60 mm인 거리(D)(도 1)를 갖기 위해 약 30 mm 내지 약 60 mm 범위의 높이를 가질 수 있다.
지지 요소(302)는 약 2 mm 내지 약 50 mm 범위인 두께(308)를 가질 수 있다. 두께는 일정할 수 있거나, 높이, 방위 또는 둘 모두에 따라 변할 수 있다. 일 실시예에서, 지지 요소(302)의 방사상 횡단면은 직사각 형상을 갖고, 다른 실시예에서, 지지 요소(302)의 방사상 횡단면은 사다리꼴 형상을 갖는다. 방사상 횡단면은 일정할 수 있거나, 방위에 따라 변할 수 있다.
도 3b는, 본원에 설명되는 다른 실시예에 따른 서셉터 지지부(320)의 사시도이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 서셉터 지지부(320)는 샤프트(170), 제1 주 표면(171)에서 샤프트(170)에 결합된 판(172), 및 판(172)의 제2 주 표면(173)으로부터 연장되는 복수의 지지 요소들(322)을 포함한다. 복수의 지지 요소들(322) 각각은, 판(172)의 곡률을 따르는 곡률을 가질 수 있다. 다시 말해서, 각각의 지지 요소(322)는 판(172)의 두께 표면(328)에 대해 실질적으로 평행한 외측 표면(326)을 가질 수 있다. 복수의 지지 요소들(322)의 외측 표면들(326)의 길이들은 동일하거나 상이할 수 있다. 인접한 지지 요소들(322)은 공간(324)에 의해 분리될 수 있고, 공간들(324)은 동일한 치수 또는 상이한 치수들을 가질 수 있다. 지지 요소들(322)의 개수는 2 내지 10개, 예컨대, 3 내지 6개 범위일 수 있다.
지지 요소들(322)은 임의의 적합한 재료, 예컨대, 석영, 용융 석영들, 탄화규소, 질화규소, 탄화규소 코팅된 흑연, 유리질 탄소 코팅된 흑연, 질화규소 코팅된 흑연, 유리질 탄소, 흑연, 탄화규소 코팅된 석영, 또는 유리질 탄소 코팅된 석영으로 만들어질 수 있다. 지지 요소들(322) 각각은, 약 30 mm 내지 약 60 mm인 거리(D)(도 1)를 갖기 위해 약 30 mm 내지 약 60 mm 범위의 높이를 가질 수 있다. 복수의 지지 요소들(322)은 판(172) 상에서 기판 처리 직경 밖에 위치된다.
도 4a는, 본원에 설명되는 다른 실시예에 따른 서셉터 지지부(400)의 사시도이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 서셉터 지지부(400)는 샤프트(170), 제1 주 표면(171)에서 샤프트(170)에 결합된 판(172), 제2 주 표면(173)으로부터 연장되는 복수의 지지 요소들(203), 및 제2 주 표면(173)으로부터 연장되는 지지 요소(302)를 포함한다. 서셉터(105)는 지지 요소들(203)에 의해 지지될 수 있고, 지지 요소(302)는 지지 요소들(203)로부터 오는 방사선 에너지를 차폐하는 데에 사용된다. 결과적으로, 기판(108)이 수용하는 방사선 에너지는, 지지 요소(302)에 의해 둘러싸인, 판(172)의 일부를 통과하는 방사선 에너지이다. 지지 요소(302)는 기판(108)의 직경보다 더 큰 직경을 가질 수 있고, 지지 요소들(203)은 판(172) 상에서 지지 요소(302) 외부에 배치된다. 각각의 지지 요소(203)와 지지 요소(302) 사이의 거리는 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위일 수 있다. 서셉터(105)가 지지 요소들(203)에 의해 직접 지지되는 경우에, 지지 요소(302)의 높이는 각각의 지지 요소(203)의 높이보다 낮을 수 있다. 서셉터(105)가 지지 요소들(203)에 배치된 핀들에 의해 지지되는 경우에, 지지 요소(302)의 높이는 각각의 지지 요소(203)의 높이보다 높을 수 있다.
도 4b는, 본원에 설명되는 다른 실시예에 따른 서셉터 지지부(410)의 사시도이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 서셉터 지지부(410)는 샤프트(170), 제1 주 표면(171)에서 샤프트(170)에 결합된 판(172), 제2 주 표면(173)으로부터 연장되는 복수의 지지 요소들(203), 및 제2 주 표면(173)으로부터 연장되는 복수의 지지 요소들(322)을 포함한다. 서셉터(105)는 지지 요소들(203)에 의해 지지될 수 있고, 지지 요소들(322)은 지지 요소들(203)로부터 오는 방사선 에너지를 차폐하는 데에 사용된다. 결과적으로, 기판(108)이 수용하는 방사선 에너지는, 지지 요소들(322)에 의해 둘러싸인, 판(172)의 일부를 통과하는 방사선 에너지이다. 지지 요소들(322)은, 지지 요소들(203)로부터의 방사선 에너지를 차단하기 위해, 지지 요소들(203)에 인접하여 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 3개의 지지 요소들(203) 및 지지 요소들(203)에 인접하여 위치된 3개의 지지 요소들(322)이 존재한다. 각각의 지지 요소(203)와, 대응하는 지지 요소(322) 사이의 거리는 약 1 mm 내지 약 10 mm 범위일 수 있다. 서셉터(105)가 지지 요소들(203)에 의해 직접 지지되는 경우에, 각각의 지지 요소(322)의 높이는 각각의 지지 요소(203)의 높이보다 낮을 수 있다. 서셉터(105)가 지지 요소들(203)에 배치된 핀들에 의해 지지되는 경우에, 각각의 지지 요소(322)의 높이는 각각의 지지 요소(203)의 높이보다 높을 수 있다.
전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 이의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 본 개시내용의 다른 실시예들 및 추가 실시예들이 고안될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 장치로서,
    샤프트;
    상기 샤프트에 결합된 제1 주 표면을 갖는 판 ― 상기 판은 석영, 용융 석영, 알루미나, 사파이어, 또는 이트리아를 포함하고, 판은 약 2 mm 내지 약 20 mm 범위의 두께를 가짐 ―; 및
    상기 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 지지 요소를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판은 약 4 mm 내지 약 8 mm 범위의 두께를 갖는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지 요소는 중공형 원통을 포함하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지 요소는 복수의 원통형 기둥들을 포함하는, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 원통형 기둥들의 원통형 기둥은 벽 및 상기 벽에 연결된 점감 부분을 포함하는, 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 점감 부분은 선형 점감부를 포함하는, 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 점감 부분은 만곡형 점감부를 포함하는, 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 중공형 원통을 더 포함하고, 상기 복수의 원통형 기둥들은 상기 중공형 원통 외부에 위치되는, 장치.
  9. 장치로서,
    샤프트;
    상기 샤프트에 결합된 제1 주 표면을 갖는 판 ― 상기 판은 석영, 용융 석영, 알루미나, 사파이어, 또는 이트리아를 포함함 ―; 및
    상기 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 지지 요소를 포함하고, 상기 지지 요소는 약 10 mm 내지 약 60 mm 범위의 높이를 갖는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지 요소는 복수의 원통형 기둥들을 포함하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 원통형 기둥들의 원통형 기둥은 벽 및 상기 벽에 연결된 점감 부분을 포함하는, 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 점감 부분은 선형 점감부를 포함하는, 장치.
  13. 프로세스 챔버로서,
    제1 인클로저 부재;
    제2 인클로저 부재;
    서셉터 지지부 ― 상기 서셉터 지지부의 적어도 일부는 상기 제1 인클로저 부재와 상기 제2 인클로저 부재 사이에 배치되고, 상기 서셉터 지지부는:
    샤프트;
    상기 샤프트에 결합된 제1 주 표면을 갖는 판 ― 상기 판은 석영, 용융 석영, 알루미나, 사파이어, 또는 이트리아를 포함하고, 판은 약 2 mm 내지 약 20 mm 범위의 두께를 가짐 ―; 및
    상기 판의 제2 주 표면으로부터 연장되는 지지 요소를 포함함 ―; 및
    상기 제2 인클로저 부재를 향하여 배치된 복수의 에너지 공급원들을 포함하는, 프로세스 챔버.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서셉터 지지부 상에 배치된 서셉터를 더 포함하고, 상기 서셉터와 상기 서셉터 지지부 사이의 거리는 약 10 mm 내지 약 60 mm 범위인, 프로세스 챔버.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 지지 요소는 복수의 원통형 기둥들을 포함하는, 프로세스 챔버.
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