KR20190016130A - 공간적 ald 프로세싱 챔버에서 증착 균일성을 증가시키기 위한 디바이스 - Google Patents

공간적 ald 프로세싱 챔버에서 증착 균일성을 증가시키기 위한 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20190016130A
KR20190016130A KR1020197003361A KR20197003361A KR20190016130A KR 20190016130 A KR20190016130 A KR 20190016130A KR 1020197003361 A KR1020197003361 A KR 1020197003361A KR 20197003361 A KR20197003361 A KR 20197003361A KR 20190016130 A KR20190016130 A KR 20190016130A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
susceptor
shield
recess
susceptor assembly
assembly
Prior art date
Application number
KR1020197003361A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102258595B1 (ko
Inventor
조셉 유도브스키
알렉산더 에스. 폴야크
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20190016130A publication Critical patent/KR20190016130A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102258595B1 publication Critical patent/KR102258595B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4585—Devices at or outside the perimeter of the substrate support, e.g. clamping rings, shrouds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45546—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus specially adapted for a substrate stack in the ALD reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12—Substrate holders or susceptors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

복수의 오목부들을 갖는 상단 표면 및 바닥 표면을 갖는 서셉터를 포함하는 서셉터 조립체들이 설명된다. 가열기가 서셉터를 가열하기 위해 서셉터 아래에 포지셔닝된다. 차폐부가 서셉터의 바닥 표면과 가열기 사이에 포지셔닝된다. 차폐부는 서셉터에 걸쳐 증착 균일성을 증가시킨다.

Description

공간적 ALD 프로세싱 챔버에서 증착 균일성을 증가시키기 위한 디바이스
[0001] 본 개시내용은 일반적으로, 박막들을 증착하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 공간적 원자 층 증착 배치(batch) 프로세싱 챔버에서 박막들을 증착하기 위한 장치에 관한 것이다.
[0002] 웨이퍼 온도 균일성은 원자 층 증착(ALD) 프로세스들에서 중요하다. 적외선 가열 시스템 위에서 이동하는 서셉터(susceptor) 상에 웨이퍼가 포지셔닝(position)되는 경우, 공간적 ALD 배치 프로세스 반응기들 내의 증착 균일성은 달성되기 어려울 수 있다. 통상적으로, 온도 균일성의 개선을 위해, 다-구역 가열이 사용된다. 그러나, 개선된 온도 균일성을 위해 사용되는 시스템들은 복잡하며, 비용은 가열 구역들의 수에 비례한다. 더욱이, 회전 서셉터들을 갖는 공간적 ALD 시스템들의 경우, 접선 방향으로 양호한 온도 분포를 달성하는 것은 매우 어렵고, 결과로, 선행 및 후행 에지 온도들이 웨이퍼 표면의 나머지와 동일하게 되는 것이 매우 어렵게 되어, 불-균일한 증착이 초래된다.
[0003] 따라서, 배치 프로세싱 챔버들에서 증착 균일성을 증가시키기 위한 장치 및 방법들이 본 기술분야에서 필요하다.
[0004] 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예들은, 상단 표면 및 바닥 표면을 갖는 서셉터를 포함하는 서셉터 조립체들에 관한 것이다. 상단 표면은 그 상단 표면에 형성된 복수의 오목부들을 갖는다. 오목부들은 프로세싱 동안 기판을 지지하도록 사이즈가 설정된다. 가열기가 서셉터를 가열하기 위해 서셉터 아래에 포지셔닝된다. 차폐부가 서셉터의 바닥 표면과 가열기 사이에 포지셔닝된다. 차폐부는 서셉터에 걸쳐 증착 균일성을 증가시킨다.
[0005] 본 개시내용의 부가적인 실시예들은, 상단 표면 및 바닥 표면을 갖는 서셉터를 포함하는 서셉터 조립체들에 관한 것이다. 상단 표면은 그 상단 표면에 형성된 복수의 오목부들을 갖는다. 오목부들은 프로세싱 동안 기판을 지지하도록 사이즈가 설정된다. 가열기가 서셉터를 가열하기 위해 서셉터 아래에 포지셔닝된다. 차폐부가 서셉터의 바닥 표면과 가열기 사이에 포지셔닝된다. 차폐부는 복수의 차폐 세그먼트(segment)들을 포함한다. 각각의 차폐 세그먼트는 오목부들 사이의 구역에 포지셔닝되고, 서셉터에 걸쳐 증착 균일성을 증가시키고, 오목부들의 형상과 유사한 형상을 갖도록 윤곽이 형성되고, 오목부의 선행 에지를 인접 오목부의 후행 에지보다 더 많이 커버(cover)한다. 각각의 차폐 세그먼트는 각각의 차폐 세그먼트를 통하는 복수의 개구들을 포함한다. 복수의 서스펜션 로드(suspension rod)들이 서셉터와 차폐부를 연결한다. 서스펜션 로드들은, 차폐 세그먼트들을 지지하고 차폐 세그먼트들과 서셉터 사이의 갭을 유지하기 위해, 차폐 세그먼트들 내의 복수의 개구들을 통과한다.
[0006] 본 개시내용의 추가적인 실시예들은, 상단 표면 및 바닥 표면을 갖는 서셉터를 포함하는 서셉터 조립체들에 관한 것이다. 상단 표면은 그 상단 표면에 형성된 복수의 오목부들을 갖는다. 오목부들은 프로세싱 동안 기판을 지지하도록 사이즈가 설정된다. 가열기가 서셉터를 가열하기 위해 서셉터 아래에 포지셔닝된다. 차폐부가 서셉터의 바닥 표면과 가열기 사이에 포지셔닝된다. 차폐부는 서셉터에 걸쳐 증착 균일성을 증가시킨다. 차폐부는, 내측 에지 및 외측 에지를 갖는 링 형상을 갖는다. 내측 에지는 외측 에지보다 서셉터의 중심에 더 근접하다. 차폐부는 내측 에지로부터 내측으로 연장되는 복수의 돌출부들을 포함하며, 각각의 돌출부는 각각의 돌출부를 통하는 개구를 갖는다. 차폐부의 내측 에지로부터 차폐부의 외측 에지까지의 거리는 오목부의 폭의 적어도 약 2/3을 커버한다. 복수의 서스펜션 로드들이 서셉터에 연결되고, 차폐부를 지지하고, 차폐부와 서셉터 사이의 갭을 유지한다. 서스펜션 로드들 각각은 차폐부 내의 개구를 통과한다.
[0007] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0008] 도 1은 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 배치 프로세싱 챔버의 단면도를 도시한다.
[0009] 도 2는 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 배치 프로세싱 챔버의 부분 사시도를 도시한다.
[0010] 도 3은 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 배치 프로세싱 챔버의 개략도를 도시한다.
[0011] 도 4는 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른, 배치 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 웨지 형상 가스 분배 조립체의 일부의 개략도를 도시한다.
[0012] 도 5는 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 배치 프로세싱 챔버의 개략도를 도시한다.
[0013] 도 6은 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 서셉터 조립체의 측면도를 도시한다.
[0014] 도 7은 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 서셉터 조립체를 도시한다.
[0015] 도 8은 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 서셉터 조립체를 도시한다.
[0016] 도 9는 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 서셉터 조립체를 도시한다.
[0017] 본 개시내용의 여러 예시적인 실시예들을 설명하기 전에, 본 개시내용이 다음의 설명에서 제시되는 구성 또는 프로세스 단계들의 세부사항들로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시내용에 대해 다른 실시예들이 이루어질 수 있고, 본 개시내용은 다양한 방식들로 실시 또는 수행될 수 있다.
[0018] 본원에서 사용되는 바와 같은 "기판"은 제작 프로세스 동안 막 프로세싱이 수행되는 임의의 기판 또는 기판 상에 형성된 재료 표면을 지칭한다. 예컨대, 프로세싱이 수행될 수 있는 기판 표면은, 애플리케이션에 따라, 재료들, 이를테면 실리콘, 실리콘 산화물, 스트레인드 실리콘(strained silicon), SOI(silicon on insulator), 탄소 도핑된 실리콘 산화물들, 비정질 실리콘, 도핑된 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소, 유리, 사파이어, 및 임의의 다른 재료들, 이를테면 금속들, 금속 질화물들, 금속 합금들, 및 다른 전도성 재료들을 포함한다. 기판들은 반도체 웨이퍼들을 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음). 기판들은 기판 표면을 폴리싱, 에칭, 환원, 산화, 수산화, 어닐링, 및/또는 베이킹하기 위해 전처리 프로세스에 노출될 수 있다. 기판 그 자체의 표면에 대해 직접적인 막 프로세싱에 부가하여, 본 개시내용에서, 개시되는 막 프로세싱 단계들 중 임의의 단계는 또한, 아래에서 더 상세히 개시되는 바와 같이, 기판 상에 형성된 하층에 대해 수행될 수 있고, "기판 표면"이라는 용어는, 문맥상 표시되는 바와 같이, 그러한 하층을 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 예컨대, 막/층 또는 부분적인 막/층이 기판 표면 상에 증착된 경우, 새롭게 증착된 막/층의 노출된 표면이 기판 표면이 된다.
[0019] 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, “전구체”, “반응물”, “반응성 가스” 등의 용어들은 기판 표면과 반응할 수 있는 임의의 가스성 종을 지칭하기 위해 상호교환가능하게 사용된다.
[0020] 본 개시내용의 일부 실시예들은 공간적 프로세싱 챔버라고 또한 지칭되는 배치 프로세싱 챔버를 사용하여 스페이서 재료를 증착하는 프로세스들에 관한 것이다. 도 1은, 인젝터들 또는 인젝터 조립체라고 또한 지칭되는 가스 분배 조립체(120) 및 서셉터 조립체(140)를 포함하는 프로세싱 챔버(100)의 단면을 도시한다. 가스 분배 조립체(120)는 프로세싱 챔버에서 사용되는 임의의 타입의 가스 전달 디바이스이다. 가스 분배 조립체(120)는 서셉터 조립체(140)를 향하는 전방 표면(121)을 포함한다. 전방 표면(121)은 서셉터 조립체(140) 쪽으로 가스들의 유동을 전달하기 위한 임의의 수의 또는 다양한 개구들을 가질 수 있다. 가스 분배 조립체(120)는 또한, 외측 에지(124)를 포함하며, 도시된 실시예들에서, 외측 에지(124)는 실질적으로 둥글다.
[0021] 사용되는 가스 분배 조립체(120)의 특정한 타입은 사용되고 있는 특정한 프로세스에 따라 변화될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 서셉터와 가스 분배 조립체 사이의 갭이 제어되는 임의의 타입의 프로세싱 시스템에 대해 사용될 수 있다. 다양한 타입들의 가스 분배 조립체들(예컨대, 샤워헤드들)이 채용될 수 있지만, 본 개시내용의 실시예들은 복수의 실질적으로 평행한 가스 채널들을 갖는 공간적 가스 분배 조립체들에 대해 특히 유용할 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, “실질적으로 평행한”이라는 용어는 가스 채널들의 연장 축(elongate axis)이 동일한 일반적인 방향으로 연장되는 것을 의미한다. 가스 채널들의 평행성에 약간의 불완전성들이 존재할 수 있다. 이원 반응에서, 복수의 실질적으로 평행한 가스 채널들은 적어도 하나의 제1 반응성 가스 A 채널, 적어도 하나의 제2 반응성 가스 B 채널, 적어도 하나의 퍼지 가스 P 채널, 및/또는 적어도 하나의 진공 V 채널을 포함할 수 있다. 제1 반응성 가스 A 채널(들), 제2 반응성 가스 B 채널(들), 및 퍼지 가스 P 채널(들)로부터 유동하는 가스들은 웨이퍼의 상단 표면 쪽으로 지향된다. 가스 유동의 일부는 웨이퍼의 표면에 걸쳐 수평으로 이동하고, 퍼지 가스 P 채널(들)을 통해 프로세스 구역 밖으로 이동한다. 가스 분배 조립체의 하나의 단부로부터 다른 단부로 이동하는 기판은 프로세스 가스들 각각에 차례로 노출될 것이고, 그에 따라, 기판 표면 상에 층이 형성될 것이다.
[0022] 일부 실시예들에서, 가스 분배 조립체(120)는 단일 인젝터 유닛으로 이루어진 강성의 고정된 바디이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 분배 조립체(120)는 복수의 개별적인 섹터들(예컨대, 인젝터 유닛들(122))로 구성된다. 설명되는 본 개시내용의 다양한 실시예들에 대해 단일 피스 바디 또는 멀티-섹터 바디가 사용될 수 있다.
[0023] 서셉터 조립체(140)는 가스 분배 조립체(120) 아래에 포지셔닝된다. 서셉터 조립체(140)는 상단 표면(141), 및 상단 표면(141) 내의 적어도 하나의 오목부(142)를 포함한다. 서셉터 조립체(140)는 또한, 바닥 표면(143) 및 에지(144)를 갖는다. 오목부(142)는 프로세싱되고 있는 기판들(60)의 형상 및 사이즈에 따라 임의의 적합한 형상 및 사이즈로 이루어질 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 오목부(142)는 웨이퍼의 바닥을 지지하기 위해 평탄한 바닥을 갖지만, 오목부의 바닥은 다양할 수 있다. 일부 실시예들에서, 오목부는 오목부의 외측 주변 에지 주위에 스텝 구역들을 가지며, 그 스텝 구역들은 웨이퍼의 외측 주변 에지를 지지하도록 사이즈가 설정된다. 스텝들에 의해 지지되는 웨이퍼의 외측 주변 에지의 양은, 예컨대, 웨이퍼의 두께 및 웨이퍼의 배면 상에 이미 존재하는 피처(feature)들의 존재에 따라 변화될 수 있다.
[0024] 일부 실시예들에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 서셉터 조립체(140)의 상단 표면(141) 내의 오목부(142)는 오목부(142)에서 지지되는 기판(60)이 서셉터(140)의 상단 표면(141)과 실질적으로 동일 평면 상에 있는 상단 표면(61)을 갖도록 사이즈가 설정된다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 동일 평면 상"이라는 용어는 웨이퍼의 상단 표면과 서셉터 조립체의 상단 표면이 ±0.2 mm 내에서 동일 평면 상에 있는 것을 의미한다. 일부 실시예들에서, 상단 표면들은 0.5 mm, ±0.4 mm, ±0.35 mm, ±0.30 mm, ±0.25 mm, ±0.20 mm, ±0.15 mm, ±0.10 mm, 또는 ±0.05 mm 내에서 동일 평면 상에 있다.
[0025] 도 1의 서셉터 조립체(140)는 서셉터 조립체(140)를 리프팅할 수 있고, 하강시킬 수 있고, 회전시킬 수 있는 지지 기둥(160)을 포함한다. 서셉터 조립체는 지지 기둥(160)의 중심 내에 가열기, 또는 가스 라인들, 또는 전기 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 지지 기둥(160)은 서셉터 조립체(140)와 가스 분배 조립체(120) 사이의 갭을 증가시키거나 또는 감소시켜서 서셉터 조립체(140)를 적절한 포지션으로 이동시키는 주된 수단일 수 있다. 서셉터 조립체(140)는 또한, 서셉터 조립체(140)와 가스 분배 조립체(120) 사이에 미리 결정된 갭(170)을 생성하기 위해 서셉터 조립체(140)에 대해 미세-조정들을 행할 수 있는 미세 튜닝 액추에이터들(162)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열기는 서셉터 조립체의 일부가 아니다. 일부 실시예들에서, 가열기는 서셉터 조립체와 별개인 컴포넌트이다. 일부 실시예들에서, 가열기는 서셉터 조립체와 별개이고, 그리고 서셉터 조립체와 가열기 사이에 고정된 거리를 유지하기 위해 서셉터 조립체와 함께 이동하도록 구성된다.
[0026] 일부 실시예들에서, 갭(170) 거리는 약 0.1 mm 내지 약 5.0 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.1 mm 내지 약 3.0 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.1 mm 내지 약 2.0 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.2 mm 내지 약 1.8 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.3 mm 내지 약 1.7 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.4 mm 내지 약 1.6 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.6 mm 내지 약 1.4 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.7 mm 내지 약 1.3 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.8 mm 내지 약 1.2 mm의 범위에 있거나, 또는 약 0.9 mm 내지 약 1.1 mm의 범위에 있거나, 또는 약 1 mm이다.
[0027] 도면들에 도시된 프로세싱 챔버(100)는 서셉터 조립체(140)가 복수의 기판들(60)을 홀딩할 수 있는 캐러셀-타입 챔버이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 분배 조립체(120)는 복수의 별개의 인젝터 유닛들(122)을 포함할 수 있으며, 각각의 인젝터 유닛(122)은, 웨이퍼가 인젝터 유닛 아래로 이동될 때, 웨이퍼 상에 막을 증착할 수 있다. 2개의 파이-형상 인젝터 유닛들(122)이 서셉터 조립체(140)의 대략적으로 대향하는 측들 상에 그리고 서셉터 조립체(140) 위에 포지셔닝된 것으로 도시된다. 이러한 수의 인젝터 유닛들(122)은 예시적인 목적들만을 위해 도시된다. 더 많은 또는 더 적은 인젝터 유닛들(122)이 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(140)의 형상과 일치하는 형상을 형성하도록 충분한 수의 파이-형상 인젝터 유닛들(122)이 존재한다. 일부 실시예들에서, 개별적인 파이-형상 인젝터 유닛들(122) 각각은 다른 인젝터 유닛들(122) 중 어느 것에도 영향을 미치지 않으면서 독립적으로 이동, 제거, 및/또는 교체될 수 있다. 예컨대, 기판들(60)을 로딩/언로딩하기 위해 로봇이 서셉터 조립체(140)와 가스 분배 조립체(120) 사이의 구역에 접근할 수 있게 하도록, 하나의 세그먼트가 상승될 수 있다.
[0028] 다수의 가스 인젝터들을 갖는 프로세싱 챔버들은 웨이퍼들이 동일한 프로세스 유동을 받도록 다수의 웨이퍼들을 동시에 프로세싱하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 프로세싱 챔버(100)는 4개의 가스 인젝터 조립체들 및 4개의 기판들(60)을 갖는다. 프로세싱의 착수 시에, 기판들(60)은 인젝터 조립체들(30) 사이에 포지셔닝될 수 있다. 45°만큼 서셉터 조립체(140)를 회전시키는 것(17)은, 가스 분배 조립체들(120) 아래에 점선 원으로 예시된 바와 같이, 가스 분배 조립체들(120) 사이에 있는 각각의 기판(60)이 막 증착을 위해 가스 분배 조립체(120)로 이동되게 할 것이다. 부가적인 45° 회전은 기판들(60)을 인젝터 조립체들(30)로부터 멀어지도록 이동시킬 것이다. 기판들(60) 및 가스 분배 조립체들(120)의 수는 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 존재하는 가스 분배 조립체들의 수와 동일한 수의 프로세싱되고 있는 웨이퍼들이 존재한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 프로세싱되고 있는 웨이퍼들의 수는 가스 분배 조립체들의 수의 정수배 또는 프랙션(fraction)이다. 예컨대, 4개의 가스 분배 조립체들이 존재하는 경우, 4x개의 프로세싱되고 있는 웨이퍼들이 존재하며, 여기에서, x는 1과 동일하거나 또는 그 초과인 정수 값이다. 예시적인 실시예에서, 가스 분배 조립체(120)는 가스 커튼들에 의해 분리된 8개의 프로세스 구역들을 포함하고, 서셉터 조립체(140)는 6개의 웨이퍼들을 홀딩할 수 있다.
[0029] 도 3에 도시된 프로세싱 챔버(100)는 단지, 하나의 가능한 구성을 표현할 뿐이며, 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 취해지지 않아야 한다. 여기에서, 프로세싱 챔버(100)는 복수의 가스 분배 조립체들(120)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 프로세싱 챔버(100) 주위에 균등하게 이격된 4개의 가스 분배 조립체들(또한, 인젝터 조립체들(30)이라고 호칭됨)이 존재한다. 도시된 프로세싱 챔버(100)가 팔각형이지만, 이는 하나의 가능한 형상일 뿐이며, 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 취해지지 않아야 한다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 도시된 가스 분배 조립체들(120)이 사다리꼴이지만, 단일 원형 컴포넌트일 수 있거나, 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 파이-형상 세그먼트들로 구성될 수 있다.
[0030] 도 3에 도시된 실시예는 로드 락 챔버(180) 또는 버퍼 스테이션과 같은 보조 챔버를 포함한다. 이 챔버(180)는, 예컨대, 기판들(또한, 기판들(60)이라고 지칭됨)이 챔버(100)에서 로딩/언로딩될 수 있게 하도록 프로세싱 챔버(100)의 측에 연결된다. 웨이퍼 로봇이 서셉터 상으로 기판을 이동시키기 위해 챔버(180)에 포지셔닝될 수 있다.
[0031] 캐러셀(예컨대, 서셉터 조립체(140))의 회전은 연속적일 수 있거나 또는 단속적(불연속적)일 수 있다. 연속적인 프로세싱에서, 웨이퍼들은 지속적으로 회전하고, 그에 따라, 웨이퍼들이 차례로 인젝터들 각각에 노출된다. 불연속적인 프로세싱에서, 웨이퍼들은 인젝터 구역으로 이동되고 정지될 수 있고, 그 후, 인젝터들 사이의 구역(84)으로 이동되고 정지될 수 있다. 예컨대, 캐러셀은 웨이퍼들이 인젝터-간 구역으로부터 인젝터를 가로질러(또는, 인젝터에 인접한 위치에서 정지함), 캐러셀이 다시 멈출 수 있는 그 다음의 인젝터-간 구역으로 이동하도록 회전할 수 있다. 인젝터들 사이에서 멈추는 것은 각각의 층 증착 사이의 부가적인 프로세싱 단계들(예컨대, 플라즈마에 대한 노출)을 위한 시간을 제공할 수 있다.
[0032] 도 4는, 인젝터 유닛(122)이라고 지칭될 수 있는, 가스 분배 조립체(220)의 섹터 또는 부분을 도시한다. 인젝터 유닛들(122)은 개별적으로 사용될 수 있거나 또는 다른 인젝터 유닛들과 조합하여 사용될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4의 인젝터 유닛(122) 4개가 단일 가스 분배 조립체(220)를 형성하도록 조합된다(4개의 인젝터 유닛들을 분리하는 라인들은 명료성을 위해 도시되지 않음). 도 4의 인젝터 유닛(122)이 퍼지 가스 포트들(155) 및 진공 포트들(145)에 부가하여 제1 반응성 가스 포트(125) 및 제2 가스 포트(135) 둘 모두를 갖지만, 인젝터 유닛(122)이 이들 컴포넌트들 전부를 필요로 하는 것은 아니다.
[0033] 도 4 및 도 5 둘 모두를 참조하면, 하나 또는 그 초과의 실시예에 따른 가스 분배 조립체(220)는 복수의 섹터들(또는 인젝터 유닛들(122))을 포함할 수 있으며, 각각의 섹터는 동일하거나 또는 상이하다. 가스 분배 조립체(220)는 프로세싱 챔버 내에 포지셔닝되고, 가스 분배 조립체(220)의 전방 표면(121)에 복수의 세장형 가스 포트들(125, 135, 145)을 포함한다. 복수의 세장형 가스 포트들(125, 135, 145, 155)은 가스 분배 조립체(220)의 내측 주변 에지(123)에 인접한 영역으로부터 외측 주변 에지(124)에 인접한 영역을 향하여 연장된다. 도시된 복수의 가스 포트들은 제1 반응성 가스 포트(125), 제2 가스 포트(135), 제1 반응성 가스 포트들 및 제2 반응성 가스 포트들 각각을 둘러싸는 진공 포트(145), 및 퍼지 가스 포트(155)를 포함한다.
[0034] 그러나, 도 4 또는 도 5에 도시된 실시예들을 참조로, 포트들이 적어도 대략 내측 주변 구역으로부터 적어도 대략 외측 주변 구역으로 연장되는 것을 언급하는 경우, 포트들은 내측 구역으로부터 외측 구역으로 단지 반경방향으로만 연장되는 것이 아니라 그 이상의 다른 방식으로 연장될 수 있다. 포트들은 진공 포트(145)가 반응성 가스 포트(125) 및 반응성 가스 포트(135)를 둘러싸는 상태로 접선방향으로 연장될 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서, 웨지 형상 반응성 가스 포트들(125, 135)은 내측 주변 구역 및 외측 주변 구역에 인접한 에지들을 포함하는 모든 에지들이 진공 포트(145)에 의해 둘러싸인다.
[0035] 도 4를 참조하면, 기판이 경로(127)를 따라 이동함에 따라, 기판 표면의 각각의 부분이 다양한 반응성 가스들에 노출된다. 경로(127)를 따르면, 기판은 퍼지 가스 포트(155), 진공 포트(145), 제1 반응성 가스 포트(125), 진공 포트(145), 퍼지 가스 포트(155), 진공 포트(145), 제2 반응성 가스 포트(135), 및 진공 포트(145)에 노출될 것이거나, 또는 이들을 "보게(see)"될 것이다. 따라서, 도 4에 도시된 경로(127)의 끝에서, 기판이 제1 반응성 가스(125) 및 제2 반응성 가스(135)에 노출되어 층이 형성되었다. 도시된 인젝터 유닛(122)은 사분원을 이루지만, 더 클 수 있거나 또는 더 작을 수 있다. 도 5에 도시된 가스 분배 조립체(220)는 연속하여 연결된, 도 4의 인젝터 유닛(122) 4개의 조합인 것으로 고려될 수 있다.
[0036] 도 4의 인젝터 유닛(122)은 반응성 가스들을 분리하는 가스 커튼(150)을 도시한다. "가스 커튼"이라는 용어는 반응성 가스들이 혼합되지 않도록 분리하는 가스 유동들 또는 진공의 임의의 조합을 설명하기 위해 사용된다. 도 4에 도시된 가스 커튼(150)은 제1 반응성 가스 포트(125) 옆의 진공 포트(145)의 부분, 중간의 퍼지 가스 포트(155), 및 제2 가스 포트(135) 옆의 진공 포트(145)의 부분을 포함한다. 가스 유동과 진공의 이러한 조합은 제1 반응성 가스와 제2 반응성 가스의 가스 상 반응들을 방지하거나 또는 최소화하기 위해 사용될 수 있다.
[0037] 도 5를 참조하면, 가스 분배 조립체(220)로부터의 가스 유동들과 진공의 조합은 복수의 프로세스 구역들(250)로의 분리를 형성한다. 프로세스 구역들은, 가스 커튼(150)이 프로세스 구역들(250) 사이에 있는 개별적인 반응성 가스 포트들(125, 135) 주위로 대략적으로 정의된다. 도 5에 도시된 실시예는 8개의 별개의 가스 커튼들(150)이 사이에 있는 8개의 별개의 프로세스 구역들(250)을 구성한다. 프로세싱 챔버는 적어도 2개의 프로세스 구역을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 또는 12개의 프로세스 구역들이 존재한다.
[0038] 프로세싱 동안, 기판은 임의의 주어진 시간에서 하나 초과의 프로세스 구역(250)에 노출될 수 있다. 그러나, 상이한 프로세스 구역들에 노출되는 부분들은 2개의 구역들을 분리하는 가스 커튼을 가질 것이다. 예컨대, 제2 가스 포트(135)를 포함하는 프로세스 구역에 기판의 선행 에지가 진입하는 경우, 기판의 중간 부분은 가스 커튼(150) 아래에 있을 것이고, 기판의 후행 에지는 제1 반응성 가스 포트(125)를 포함하는 프로세스 구역에 있을 것이다.
[0039] 예컨대 로드 락 챔버일 수 있는 팩토리 인터페이스(280)가 프로세싱 챔버(100)에 연결된 것으로 도시된다. 기판(60)은 참조용 프레임(frame of reference)을 제공하기 위해 가스 분배 조립체(220) 위에 중첩된(superimposed) 것으로 도시된다. 기판(60)은 종종, 가스 분배 플레이트(120)의 전방 표면(121) 근처에 홀딩되도록 서셉터 조립체 상에 놓일 수 있다. 기판(60)은 팩토리 인터페이스(280)를 통해 프로세싱 챔버(100) 내로 기판 지지부 또는 서셉터 조립체 상으로 로딩된다(도 3 참조). 기판(60)은, 기판이 제1 반응성 가스 포트(125) 근처에 그리고 2개의 가스 커튼들(150a, 150b) 사이에 위치되기 때문에, 프로세스 구역 내에 포지셔닝된 것으로 도시될 수 있다. 경로(127)를 따라 기판(60)을 회전시키는 것은 프로세싱 챔버(100) 주위로 반시계 방향으로 기판을 이동시킬 것이다. 따라서, 기판(60)은, 제1 프로세스 구역(250a)과 제8 프로세스 구역(250h) 사이에 있는 모든 프로세스 구역들을 포함하여 제8 프로세스 구역(250h)을 거쳐 제1 프로세스 구역(250a)에 노출될 것이다.
[0040] 본 개시내용의 실시예들은 복수의 프로세스 구역들(250a 내지 250h)을 갖는 프로세싱 챔버(100)를 포함하는 프로세싱 방법들에 관한 것이며, 각각의 프로세스 구역은 가스 커튼(150)에 의해 인접한 구역으로부터 분리된다. 예컨대, 프로세싱 챔버는 도 5에 도시된다. 프로세싱 챔버 내의 가스 커튼들 및 프로세스 구역들의 수는, 가스 유동들의 어레인지먼트에 따라, 임의의 적합한 수일 수 있다. 도 5에 도시된 실시예는 8개의 가스 커튼들(150) 및 8개의 프로세스 구역들(250a 내지 250h)을 갖는다.
[0041] 복수의 기판들(60)이 기판 지지부, 예컨대 도 1 및 도 2에 도시된 서셉터 조립체(140) 상에 포지셔닝된다. 복수의 기판들(60)은 프로세싱을 위해 프로세스 구역들 주위로 회전된다. 일반적으로, 가스 커튼들(150)은, 챔버 내로 반응성 가스가 전혀 유동하고 있지 않는 기간들을 포함하여 프로세싱 전반에 걸쳐 인게이징(engage)된다(가스 유동 및 진공이 작동됨(on)).
[0042] 따라서, 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예들은 도 5에 도시된 배치 프로세싱 챔버와 같은 배치 프로세싱 챔버를 활용하는 프로세싱 방법들에 관한 것이다. 복수의 섹션들(250)을 갖는 프로세싱 챔버 내에 기판(60)이 배치되며, 각각의 섹션은 가스 커튼(150)에 의해 인접 섹션으로부터 분리된다.
[0043] 본 개시내용의 일부 실시예들은 동적 IR 차폐부들을 포함하며, 그 동적 IR 차폐부들은 서셉터의 바닥 표면에 부착되고, 서셉터와 함께 회전되어, 관심 영역들에서 웨이퍼 아래의 영구적인 커버리지를 생성한다. 차폐부의 형상의 변화는 샤워헤드를 향하는 웨이퍼 표면 상의 국부적인 온도들을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 차폐부는 로케이팅 피처(locating feature)들을 갖는 스레디드 파스너(threaded fastener)를 통해 서셉터의 바닥으로부터 현수(suspend)된다. 차폐부와 서셉터 사이의 간격은 온도 분포에 더 영향을 미치기 위해 변화될 수 있다. 차폐부 재료들이 또한, 웨이퍼 온도 분포에 영향을 미치는 방식으로 선택될 수 있다.
[0044] 도 6을 참조하면, 본 개시내용의 하나 또는 그 초과의 실시예는 서셉터 조립체들(600)에 관한 것이다. 서셉터 조립체들(600)은 서셉터(610)를 포함하며, 그 서셉터(610)는 상단 표면(612) 및 바닥 표면(614)을 갖는다. 복수의 오목부들(642)이 서셉터(610)의 상단 표면(612)에 형성된다. 오목부들(642)은 프로세싱 동안 기판(또는 웨이퍼)을 지지하도록 사이즈가 설정된다. 도 6에 도시된 오목부(642)는 웨이퍼의 외측 에지를 지지하기 위해 외측 주변 레지(644)를 포함한다. 그러나, 당업자는 오목부(642)가 도 1에 예시된 오목부와 같이 평탄한 바닥을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 외측 주변 레지(644)는 오목부(642)에 대한 단지 하나의 가능한 구성일 뿐이다.
[0045] 가열기(620)가 서셉터(610)를 가열하기 위해 서셉터(610) 아래에 포지셔닝된다. 가열기(620)는, 서셉터(610)의 바닥 표면(614)을 가열하기 위해 적외선(IR) 복사선을 방출하는 복사 가열기들을 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 임의의 적합한 타입의 가열기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열기(620)는 서셉터 조립체(600)의 일부가 아니고, 서셉터(610)와 별개이다. 일부 실시예들에서, 가열기는 서셉터 조립체와 별개인 컴포넌트이다. 일부 실시예들에서, 가열기(620)는 적외선 가열기이다. 일부 실시예들에서, 가열기(620)는 유도 가열기가 아니다.
[0046] 서셉터(610)의 바닥 표면(614)과 가열기(620) 사이에 차폐부(630)가 포지셔닝된다. 차폐부(630)는 서셉터의 바닥 표면(614)을 향하는 상단 표면(632), 및 가열기(620)를 향하는 바닥 표면(634)을 갖는다. 차폐부(630)는 서셉터(610)의 오목부들(642)에 걸쳐 증착 균일성을 증가시킨다. 일부 실시예들에서, 차폐부(630)는 오목부들(642)에 걸쳐 그리고 기판에 걸쳐, 증착 균일성을 증가시키고, 온도 균일성을 감소시킨다.
[0047] 도 7 내지 도 9는 서셉터 조립체(600)의 실시예들을 도시한다. 이들 실시예들 각각은 서셉터(610)의 바닥 표면(614)을 바라보는 시점으로 도시된다. 오목부들(642) 및 레지(644)는 서셉터(610)의 비-가시 측 상에서 오목부들의 위치를 나타내기 위해 점선들로 도시된다. 오목부들(642)은 오목부들과 차폐부들의 상대적인 위치들을 예시하기 위해 이러한 방식으로 도시된다.
[0048] 도 7의 실시예에서, 차폐부(630)는 복수의 차폐 세그먼트들(631)을 포함한다. 각각의 세그먼트(631)는 서셉터(610)의 상단 표면 내의 오목부들(642) 사이의 구역에 포지셔닝된다. 도 7에서의 차폐 세그먼트들(631) 각각은, 서셉터(610)의 중심(161)으로부터 서셉터(610)의 외측 주변 에지(144)로 반경방향으로 연장되는 웨지-형상이다. 도시된 차폐 세그먼트들(631)은 오목부들(642)과 중첩되지 않지만, 약간의 중첩이 존재할 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 차폐부(630)는 서셉터의 바닥 표면(614)과 가열기(620) 사이의 직접적인 가시선을 차단하는 연속적인 차폐 표면을 갖지 않는다. 일부 실시예들에서, 차폐 세그먼트들은 온도 균일성을 개선하기 위해 서셉터의 국부적인 온도를 감소시키도록 포지셔닝된다.
[0049] 도 8은 2개의 상이한 타입들의 차폐 세그먼트들(631)이 있는, 본 개시내용의 다른 실시예를 도시한다. 제1 세그먼트들(661)은 오목부들(642)의 형상과 유사한 형상을 갖도록 윤곽이 형성된다. 도시된 윤곽이 형성된 구역들(662)은 그 윤곽이 형성된 구역들(662)에 인접한 오목부들(642)의 형상과 닮도록 둥글다.
[0050] 일부 실시예들에서, 차폐 세그먼트들(661)은 오목부(642)의 선행 에지(647)를 인접 오목부(642)의 후행 에지(648)보다 더 많이 커버하도록 형상화된다. 동작의 임의의 특정 이론에 의해 구속되지 않으면서, 서셉터(610)의 회전이 구역들 사이에서 프로세스 가스들을 끌어당기고, 선행 에지(647)가 더 높은 농도의 프로세스 가스들에 노출되는 것으로 여겨진다. 차폐는 선행 에지 근처에서 상대적인 온도를 감소시키는 것으로 여겨지고, 그에 따라, 증착은, 더 높은 온도로 유지되지만 더 낮은 국부적인 반응성 가스 농도를 갖는 기판의 중심 및 후행 에지와 일관되게 된다.
[0051] 도 8에 도시된 제2 타입의 차폐 세그먼트들(671)은 오목부들(642)과 정렬되어 중첩된다. 이에 대하여 사용되는 바와 같이, “중첩”이라는 용어는 오목부들과 차폐 세그먼트들의 수직 포지셔닝이 정렬되는 것을 의미한다. 당업자는 차폐 세그먼트들이 물리적으로 오목부들 위에 위치되는 것이 아님을 이해할 것이다. 차폐 세그먼트들(671)은 오목부(642)의 내측 에지(649) 내측의 구역으로부터 오목부(642)의 중심(651) 쪽으로 연장된다. 차폐 세그먼트(671)는 오목부(642)의 중심(651)보다 덜 연장될 수 있거나, 중심(651)까지 연장될 수 있거나, 또는 중심(651)을 넘어서 연장될 수 있다.
[0052] 일부 실시예들에서, 차폐 세그먼트들(671) 없이 차폐 세그먼트들(661)이 존재한다. 일부 실시예들에서, 차폐 세그먼트들(661) 없이 차폐 세그먼트들(671)이 존재한다. 일부 실시예들에서, 차폐 세그먼트(661)와 차폐 세그먼트(671) 둘 모두가 존재한다.
[0053] 도 9는 차폐부(630)가 링 형상인, 서셉터 조립체(600)의 다른 실시예를 도시한다. 링은 내측 에지(681) 및 외측 에지(682)를 갖는다. 내측 에지(681)는 외측 에지(682)보다 서셉터(610)의 중심(161)에 더 근접하다.
[0054] 일부 실시예들에서, 차폐부(630)의 내측 에지(681)는 오목부(642)의 폭의 제1 쿼터(first quarter) 내에 포지셔닝된다. 이에 대하여 사용되는 바와 같이, 오목부(642)의 폭은, 서셉터의 중심(161)에 가장 근접한 오목부의 포인트로부터 서셉터의 중심(161)으로부터 가장 먼 오목부의 포인트까지의 거리로서 정의된다. 오목부(642)의 중심은 오목부의 폭의 50%에 있다. 일부 실시예들에서, 차폐부(630)의 내측 에지(681)는 오목부의 폭의 내측 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 또는 5% 내에 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 내측 에지(681)는 서셉터의 중심에 더 근접한 오목부의 경계들 외측에 위치된다.
[0055] 일부 실시예들에서, 차폐부(630)의 외측 에지(682)는 오목부(642)의 폭의 제2 절반(second half) 내에 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 차폐부(630)의 외측 에지(682)는 오목부의 폭의 외측 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 또는 5% 내에 포지셔닝된다. 다르게 말하면, 일부 실시예들에서, 차폐부(630)의 외측 에지(682)는 오목부의 폭의 약 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 또는 95%와 동일하거나 또는 그 초과인 포인트에 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 차폐부(630)의 외측 에지(682)는 오목부의 외측 에지 외측에 위치된다.
[0056] 일부 실시예들에서, 차폐부의 내측 에지는 오목부의 폭의 제1 쿼터(< 25%) 내에 포지셔닝되며, 차폐부의 외측 에지는 오목부의 폭의 제4 쿼터(fourth quarter)(> 75%) 내에 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 차폐부의 내측 에지로부터 차폐부의 외측 에지까지의 거리는 오목부의 폭의 적어도 약 1/3, 1/2, 또는 2/3를 커버한다. 일부 실시예들에서, 차폐부의 내측 에지로부터 차폐부의 외측 에지까지의 거리는 오목부의 폭의 적어도 약 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 또는 70%를 커버한다.
[0057] 차폐부(630)는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 차폐부는, 스테인리스 강, 알루미늄 산화물, 또는 알루미늄 질화물 중 하나 또는 그 초과로 제조된다. 일부 실시예들에서, 차폐부는 유전체 재료를 포함한다. 일부 실시예들에서, 차폐부는 세라믹 재료를 포함한다.
[0058] 도 6을 다시 참조하면, 차폐부(630)는 서셉터(610)의 바닥 표면(614)으로부터 갭(G)을 형성하기 위한 거리만큼 떨어져 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 갭(G)은 약 0.25 mm 내지 약 6 mm의 범위에 있다. 일부 실시예들에서, 갭(G)은 약 0.25 mm, 0.5 mm, 0.75 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 또는 2.5 mm와 동일하거나 또는 그 초과이다. 일부 실시예들에서, 갭(G)은 약 6 mm, 5.5, mm, 5 mm, 4.5 mm, 4 mm, 또는 3.5 mm와 동일하거나 또는 그 미만이다. 일부 실시예들에서, 갭(G)은 약 1 mm 내지 약 5 mm의 범위에 있거나, 또는 약 2 mm 내지 약 4 mm의 범위에 있거나, 또는 약 2.5 mm 내지 약 3.5 mm의 범위에 있거나, 또는 약 3 mm이다.
[0059] 가열기(620)는 차폐부(630)로부터 거리(D)만큼 이격된다. 일부 실시예들에서, 가열기(620)는, 약 30 mm 내지 약 80 mm의 범위, 또는 약 4 mm 내지 약 70 mm의 범위의 거리만큼, 차폐부(630)로부터 이격된다. 일부 실시예들에서, 가열기(620)와 차폐부(630)는 약 30 mm, 40 mm, 또는 50 mm와 동일한 또는 그 초과인 거리만큼 떨어져 있다. 일부 실시예들에서, 가열기(620)는 차폐부(630)로부터 약 60 mm에 있다. 일부 실시예들에서, 가열기(620)는 서셉터(610) 또는 차폐부(630)와 별개인 컴포넌트이다.
[0060] 도 6에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(600)는 서셉터(610)에 연결된 복수의 서스펜션 로드들(695)을 포함한다. 서스펜션 로드들(695)은 차폐부(630)를 지지할 수 있고, 차폐부(630)와 서셉터(610) 사이의 갭(G)을 유지할 수 있다. 서스펜션 로드들(695)은 차폐부(630) 내의 개구(690)를 통과할 수 있다. 일부 실시예들에서, 서스펜션 로드들(695) 각각은 서스펜션 로드(695)에 차폐부(630)를 연결하기 위한 숄더 스크루(696)를 포함한다.
[0061] 제어기(680)는 중앙 프로세싱 유닛(CPU)(682), 메모리(684), 및 지원 회로들(686)을 포함한다. 중앙 프로세싱 유닛(682)은 다양한 챔버들 및 서브-프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 메모리(684)는 CPU(682)에 커플링되고, 그리고 쉽게 입수가능한 메모리, 이를테면 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 콤팩트 디스크, 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 임의의 다른 형태의 로컬 또는 원격 디지털 저장소 중 하나 또는 그 초과일 수 있다. 지원 회로들(686)은 통상적인 방식으로 CPU(682)를 지원하기 위해 CPU(682)에 커플링된다. 이들 회로들은 캐시, 전력 공급부들, 클록 회로들, 입력/출력 회로망, 서브시스템들 등을 포함할 수 있다.
[0062] 일부 실시예들에서, 제어기는 컴퓨터 코드를 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하며, 그 컴퓨터 코드는, 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로세서들의 동작에 의해 실행되는 경우, 챔버 내의 증착 프로세스들을 제어하기 위한 동작을 수행한다. 컴퓨터 코드는, 프로세서로 하여금, 특히, 가열기들(전력, 온도, 포지션), 열 차폐부들, 서셉터 조립체 회전 및 리프팅, 및/또는 가스 분배 조립체(가스 유동들을 포함함)를 제어할 수 있게 하기 위해, 프로세서에 대한 명령 세트들을 포함할 수 있다.
[0063] 일부 실시예들의 컴퓨터 프로그램 코드는 복수의 가스 타입들 각각에 대해 챔버 내의 용인가능 레벨들을 정의하는 데이터 모델들을 포함한다. 컴퓨터 프로그램 코드는 온도 제어를 위한 가열기 전력 세팅들을 결정하기 위한 모델들 또는 룩-업 테이블들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 프로그램 코드는, 온도 피드백 회로들에 기초하여 하나 또는 그 초과의 열 차폐부들의 포지션을 결정하기 위한 모델들을 포함한다.
[0064] 일부 실시예들에서, 각각의 차폐 세그먼트(631, 661, 671)는 적어도 3개의 서스펜션 로드들(695)에 의해 지지된다. 일부 실시예들에서, 각각의 차폐 세그먼트(631, 661, 671)는 서스펜션 로드가 통과할 수 있게 하기 위한 적어도 3개의 개구들(690)을 포함한다. 도 7 및 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 차폐 세그먼트들의 일부 실시예들은 3개의 개구들(690)을 갖는다.
[0065] 도 9에 도시된 바와 같이, 차폐부(630)의 일부 실시예들은 내측 에지(681)로부터 내측으로 연장되는 복수의 돌출부들(685)을 포함한다. 돌출부들(685)은 서스펜션 로드가 통과할 수 있게 하기 위한 개구(690)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 차폐부(630)는 차폐부(630) 내의 6개의 개구들(690)을 통과하는 6개의 서스펜션 로드들에 의해 지지된다.
[0066] 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 기판은 층을 형성하기 전에 그리고/또는 층을 형성한 후에 프로세싱을 받는다. 이러한 프로세싱은 동일한 챔버에서, 또는 하나 또는 그 초과의 별개의 프로세싱 챔버들에서 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 추가적인 프로세싱을 위해 제1 챔버로부터 별개의 제2 챔버로 이동된다. 기판은 제1 챔버로부터 별개의 프로세싱 챔버로 직접적으로 이동될 수 있거나, 또는 기판은 제1 챔버로부터 하나 또는 그 초과의 이송 챔버들로 이동된 후에 별개의 프로세싱 챔버로 이동될 수 있다. 따라서, 프로세싱 장치는 이송 스테이션과 연통하는 다수의 챔버들을 포함할 수 있다. 이러한 종류의 장치는 "클러스터 툴" 또는 "클러스터링된 시스템" 등이라고 지칭될 수 있다.
[0067] 일반적으로, 클러스터 툴은, 기판 중심-발견 및 배향, 어닐링, 증착, 및/또는 에칭을 포함하는 다양한 기능들을 수행하는 다수의 챔버들을 포함하는 모듈식 시스템이다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 클러스터 툴은 적어도 제1 챔버 및 중앙 이송 챔버를 포함한다. 중앙 이송 챔버는, 프로세싱 챔버들과 로드 락 챔버들 사이에서 그리고 이들 간에서 기판들을 셔틀링(shuttle)할 수 있는 로봇을 하우징할 수 있다. 이송 챔버는 전형적으로, 진공 조건에서 유지되고, 하나의 챔버로부터 다른 챔버로, 그리고/또는 클러스터 툴의 전단부에 포지셔닝된 로드 락 챔버로 기판들을 셔틀링하기 위한 중간 스테이지를 제공한다. 본 개시내용에 대해 적응될 수 있는 2개의 잘-알려진 클러스터 툴들은 Centura® 및 Endura®이며, 이들 양자 모두는 캘리포니아, 산타클라라의 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드로부터 입수가능하다. 그러나, 챔버들의 정확한 어레인지먼트 및 조합은 본원에서 설명되는 바와 같은 프로세스의 특정한 단계들을 수행하는 목적들을 위해 변경될 수 있다. 사용될 수 있는 다른 프로세싱 챔버들은, 순환 층 증착(CLD), 원자 층 증착(ALD), 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 에칭, 사전-세정, 화학 세정, 열 처리, 이를테면 RTP, 플라즈마 질화, 어닐링, 배향, 수산화, 및 다른 기판 프로세스들을 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음). 클러스터 툴 상의 챔버에서 프로세스들을 수행함으로써, 후속 막을 증착하기 전의 산화 없이도, 대기 불순물들에 의한 기판의 표면 오염이 방지될 수 있다.
[0068] 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 기판은 계속 진공 또는 "로드 락" 조건들 하에 있고, 하나의 챔버로부터 다음 챔버로 이동될 때 주변 공기에 노출되지 않는다. 그에 따라, 이송 챔버들은 진공 하에 있고, 진공 압력 아래로 "펌프 다운(pump down)"된다. 비활성 가스들이 프로세싱 챔버들 또는 이송 챔버들에 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 비활성 가스는 반응물들 중 일부 또는 전부를 제거하기 위해 퍼지 가스로서 사용된다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따르면, 퍼지 가스는, 반응물들이 증착 챔버로부터 이송 챔버로 그리고/또는 부가적인 프로세싱 챔버로 이동하는 것을 방지하기 위해, 증착 챔버의 출구에서 주입된다. 따라서, 비활성 가스의 유동은 챔버의 출구에서 커튼을 형성한다.
[0069] 기판은, 단일 기판이 로딩되고, 프로세싱되고, 다른 기판이 프로세싱되기 전에 언로딩되는 단일 기판 증착 챔버들에서 프로세싱될 수 있다. 기판은 또한, 컨베이어 시스템과 유사하게 연속적인 방식으로 프로세싱될 수 있고, 여기서, 다수의 기판이 챔버의 제1 부분 내로 개별적으로 로딩되고, 챔버를 통해 이동하고, 챔버의 제2 부분으로부터 언로딩된다. 챔버 및 연관된 컨베이어 시스템의 형상은 직진 경로 또는 휘어진 경로를 형성할 수 있다. 부가적으로, 프로세싱 챔버는, 다수의 기판들이 중심 축을 중심으로 이동되고, 캐러셀 경로의 전체에 걸쳐 증착, 에칭, 어닐링, 세정 등의 프로세스들에 노출되는 캐러셀일 수 있다.
[0070] 프로세싱 동안, 기판은 가열 또는 냉각될 수 있다. 그러한 가열 또는 냉각은, 기판 지지부의 온도를 변화시키는 것 및 가열된 또는 냉각된 가스들을 기판 표면으로 유동시키는 것을 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않는) 임의의 적합한 수단에 의해 달성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부는, 기판 온도를 전도에 의해 변화시키도록 제어될 수 있는 가열기/냉각기를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 실시예들에서, 채용되고 있는 가스들(반응성 가스들 또는 비활성 가스들)은 기판 온도를 국부적으로 변화시키도록 가열 또는 냉각된다. 일부 실시예들에서, 기판 온도를 대류에 의해 변화시키기 위해, 챔버 내에서 기판 표면 근처에 가열기/냉각기가 포지셔닝된다.
[0071] 기판은 또한, 프로세싱 동안 고정될 수 있거나 또는 회전될 수 있다. 회전하는 기판은 연속적으로 또는 불연속적인 스텝들로 회전될 수 있다. 예컨대, 기판이 전체 프로세스의 전체에 걸쳐 회전될 수 있거나, 또는 상이한 반응성 또는 퍼지 가스들에 대한 노출들 사이에서 기판이 소량 회전될 수 있다. (연속적으로 또는 스텝들로) 프로세싱 동안 기판을 회전시키는 것은, 예컨대, 가스 유동 기하형상들의 국부적인 변동성의 영향을 최소화함으로써, 더 균일한 증착 또는 에칭을 발생시키는 것을 도울 수 있다.
[0072] 원자 층 증착 타입 챔버들에서, 기판은, 공간적으로 분리된 프로세스들 또는 시간적으로 분리된 프로세스들 중 어느 하나에서, 제1 및 제2 전구체들에 노출될 수 있다. 시간적 ALD는 통상적인 프로세스이며, 여기서, 제1 전구체가 챔버 내로 유동하여 표면과 반응한다. 제1 전구체는 제2 전구체가 유동하기 전에 챔버로부터 퍼징된다. 공간적 ALD에서, 제1 및 제2 전구체들 둘 모두는 챔버로 동시에 유동되지만, 전구체들의 혼합을 방지하는, 유동들 사이의 구역이 존재하도록 공간적으로 분리된다. 공간적 ALD에서, 기판이 가스 분배 플레이트에 대하여 이동되거나, 또는 그 반대이다.
[0073] 방법들의 부분들 중 하나 또는 그 초과가 하나의 챔버에서 발생하는 실시예들에서, 프로세스는 공간적 ALD 프로세스일 수 있다. 위에서 설명된 케미스트리(chemistry)들 중 하나 또는 그 초과가 양립가능하지 않을 수 있다고 하더라도(즉, 기판 표면 상의 반응 이외의 반응 및/또는 챔버 상의 증착을 초래할 수 있다고 하더라도), 공간적 분리는 시약(reagent)들이 가스 상으로 서로 노출되지 않는 것을 보장한다. 예컨대, 시간적 ALD는 증착 챔버를 퍼징하는 것을 수반한다. 그러나, 실제로는, 부가적인 시약을 챔버 내에 유동시키기 전에, 챔버 밖으로 과도한 시약을 퍼징하는 것이 종종 가능하지 않다. 따라서, 챔버 내의 임의의 잔여 시약이 반응할 수 있다. 공간적 분리에 의해, 과도한 시약이 퍼징될 필요가 없으며, 교차-오염이 제한된다. 게다가, 챔버를 퍼징하기 위해 많은 시간이 사용될 수 있고, 그에 따라, 퍼지 단계를 제거함으로써 처리량이 증가될 수 있다.
[0074] 본 명세서의 전체에 걸친 "일 실시예", "특정한 실시예들", "하나 또는 그 초과의 실시예들", 또는 "실시예"에 대한 언급은, 그 실시예에 관하여 설명되는 특정한 피처, 구조, 재료, 또는 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서의 전체에 걸친 다양한 위치들에서의 "하나 또는 그 초과의 실시예들에서", "특정한 실시예들에서", "일 실시예에서", 또는 "실시예에서"와 같은 문구들의 출현들은 반드시 본 개시내용의 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 게다가, 특정한 피처들, 구조들, 재료들, 또는 특성들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
[0075] 본원의 개시내용이 특정한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이들 실시예들이 단지, 본 개시내용의 애플리케이션들 및 원리들을 예시할 뿐이라는 것이 이해될 것이다. 본 개시내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서, 본 개시내용의 방법 및 장치에 대해 다양한 변형들 및 변화들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 개시내용이 첨부된 청구항들 및 이들의 등가물들의 범위 내에 있는 변형들 및 변화들을 포함하도록 의도된다.

Claims (15)

  1. 서셉터(susceptor) 조립체로서,
    상단 표면 및 바닥 표면을 갖는 서셉터 ― 상기 상단 표면은 상기 상단 표면에 형성된 복수의 오목부들을 갖고, 상기 오목부들은 프로세싱 동안 기판을 지지하도록 사이즈가 설정됨 ―;
    상기 서셉터를 가열하기 위해, 상기 서셉터 아래에 포지셔닝(position)된 가열기; 및
    상기 서셉터의 바닥 표면과 상기 가열기 사이에 포지셔닝된 차폐부
    를 포함하며,
    상기 차폐부는 상기 서셉터에 걸쳐 증착 균일성을 증가시키는,
    서셉터 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차폐부는 복수의 차폐 세그먼트들을 포함하며, 각각의 세그먼트는 상기 오목부들 사이의 구역에 포지셔닝되는,
    서셉터 조립체.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 차폐 세그먼트들 각각은 상기 서셉터의 중심으로부터 반경방향으로 연장되는 웨지(wedge)-형상인,
    서셉터 조립체.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 차폐 세그먼트들 각각은 상기 오목부들의 형상과 유사한 형상을 갖도록 윤곽이 형성되는,
    서셉터 조립체.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 차폐 세그먼트들은 오목부의 선행 에지를 인접 오목부의 후행 에지보다 더 많이 커버(cover)하는,
    서셉터 조립체.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 차폐 세그먼트들 각각은 오목부와 정렬되고, 오목부의 내측 에지 내측의 구역으로부터 상기 오목부의 중심 쪽으로 연장되는,
    서셉터 조립체.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 차폐부는 내측 에지 및 외측 에지를 갖는 링 형상이며, 상기 내측 에지는 상기 외측 에지보다 상기 서셉터의 중심에 더 근접한,
    서셉터 조립체.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 내측 에지로부터 내측으로 연장되는 복수의 돌출부들을 포함하는,
    서셉터 조립체.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부들 중 적어도 일부는 서스펜션 로드(suspension rod)가 통과할 수 있게 하기 위한 개구를 포함하는,
    서셉터 조립체.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 차폐부의 내측 에지는 오목부의 폭의 제1 쿼터(first quarter) 내에 포지셔닝되는,
    서셉터 조립체.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 차폐부의 외측 에지는 오목부의 폭의 제2 절반(second half) 내에 포지셔닝되는,
    서셉터 조립체.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 차폐부의 내측 에지는 오목부의 폭의 제1 쿼터 내에 포지셔닝되며, 상기 차폐부의 외측 에지는 상기 오목부의 폭의 제4 쿼터(fourth quarter) 내에 포지셔닝되는,
    서셉터 조립체.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 차폐부의 내측 에지로부터 상기 차폐부의 외측 에지까지의 거리는 오목부의 폭의 적어도 약 2/3을 커버하는,
    서셉터 조립체.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 서셉터의 바닥 표면으로부터 약 0.25 mm 내지 약 6 mm의 범위의 갭을 형성하기 위한 거리만큼 떨어져 포지셔닝되며, 상기 가열기는 상기 차폐부로부터 약 30 mm 내지 약 80 mm의 범위 내에서 이격되는,
    서셉터 조립체.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 서셉터에 연결된 복수의 서스펜션 로드들을 더 포함하며, 상기 서스펜션 로드들은 차폐부를 지지하고, 상기 차폐부와 상기 서셉터 사이의 갭을 유지하는,
    서셉터 조립체.
KR1020197003361A 2016-07-02 2017-06-30 공간적 ald 프로세싱 챔버에서 증착 균일성을 증가시키기 위한 디바이스 KR102258595B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662357993P 2016-07-02 2016-07-02
US62/357,993 2016-07-02
PCT/US2017/040257 WO2018009443A1 (en) 2016-07-02 2017-06-30 Device to increase deposition uniformity in spatial ald processing chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190016130A true KR20190016130A (ko) 2019-02-15
KR102258595B1 KR102258595B1 (ko) 2021-05-28

Family

ID=60806588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197003361A KR102258595B1 (ko) 2016-07-02 2017-06-30 공간적 ald 프로세싱 챔버에서 증착 균일성을 증가시키기 위한 디바이스

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10494736B2 (ko)
JP (1) JP6758428B2 (ko)
KR (1) KR102258595B1 (ko)
CN (1) CN109451743B (ko)
TW (1) TWI671429B (ko)
WO (1) WO2018009443A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019104433A1 (de) * 2019-02-21 2020-08-27 Aixtron Se CVD-Reaktor mit Mitteln zur lokalen Beeinflussung der Suszeptortemperatur
JP7230679B2 (ja) * 2019-05-15 2023-03-01 住友電気工業株式会社 半導体素子の製造方法
DE102019207772A1 (de) * 2019-05-28 2020-12-03 Siltronic Ag Verfahren zum Abscheiden einer epitaktischen Schicht auf einer Vorderseite einer Halbleiterscheibe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130021755A (ko) * 2011-08-23 2013-03-06 주식회사 에스에프에이 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치
WO2016054401A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 Applied Materials, Inc. Top lamp module for carousel deposition chamber

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6074696A (en) 1994-09-16 2000-06-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Substrate processing method which utilizes a rotary member coupled to a substrate holder which holds a target substrate
JP3617860B2 (ja) 1994-09-16 2005-02-09 株式会社東芝 基板処理方法および基板処理装置
JP3207147B2 (ja) 1997-12-19 2001-09-10 日本エー・エス・エム株式会社 半導体処理用の基板保持装置
US6221166B1 (en) 2000-06-07 2001-04-24 Simplus Systems Corporation Multi-thermal zone shielding apparatus
JP2005229043A (ja) 2004-02-16 2005-08-25 Sumitomo Electric Ind Ltd ヒータユニット及び該ヒータを搭載した装置
JP3121359U (ja) 2006-02-20 2006-05-18 株式会社島津製作所 真空薄膜装置
US8274017B2 (en) 2009-12-18 2012-09-25 Applied Materials, Inc. Multifunctional heater/chiller pedestal for wide range wafer temperature control
KR101205433B1 (ko) 2010-07-28 2012-11-28 국제엘렉트릭코리아 주식회사 기판 서셉터 및 그것을 갖는 증착 장치
KR101202437B1 (ko) 2010-12-21 2012-11-16 엘아이지에이디피 주식회사 화학기상 증착장치
JP5780062B2 (ja) * 2011-08-30 2015-09-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び成膜装置
US9167625B2 (en) 2011-11-23 2015-10-20 Asm Ip Holding B.V. Radiation shielding for a substrate holder
JP6361495B2 (ja) 2014-12-22 2018-07-25 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130021755A (ko) * 2011-08-23 2013-03-06 주식회사 에스에프에이 서셉터 및 이를 구비하는 화학기상증착장치
WO2016054401A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 Applied Materials, Inc. Top lamp module for carousel deposition chamber

Also Published As

Publication number Publication date
US11085129B2 (en) 2021-08-10
JP2019521255A (ja) 2019-07-25
WO2018009443A1 (en) 2018-01-11
TWI671429B (zh) 2019-09-11
JP6758428B2 (ja) 2020-09-23
KR102258595B1 (ko) 2021-05-28
US10494736B2 (en) 2019-12-03
US20200087816A1 (en) 2020-03-19
TW201812080A (zh) 2018-04-01
US20180002830A1 (en) 2018-01-04
CN109451743B (zh) 2021-06-22
CN109451743A (zh) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10415137B2 (en) Non-metallic thermal CVD/ALD Gas Injector and Purge Systems
US9617640B2 (en) Apparatus and methods for injector to substrate gap control
US10959294B2 (en) High temperature heater for processing chamber
US11085129B2 (en) Device to increase deposition uniformity in spatial ALD processing chamber
US11530480B2 (en) Injector for batch processing and methods of use
US10655226B2 (en) Apparatus and methods to improve ALD uniformity
KR102376372B1 (ko) 공간적 ald 프로세스 챔버에서 배면 증착을 방지하기 위한 장치
US20160068958A1 (en) Lamp Heater For Atomic Layer Deposition
KR102307233B1 (ko) 금속 산화물 후처리를 위한 방법들
US11133205B2 (en) Wafer out of pocket detection
US20180130642A1 (en) Methods And Systems To Modulate Film Stress
US11798825B2 (en) In-situ wafer rotation for carousel processing chambers

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant