KR20230005250A - 반도체 물질로 제조된 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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토마스 스테트너
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코르비니안 리히테네거
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Abstract

반도체 물질로 제조된 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 방법 및 장치. 방법은, 상기 기판 웨이퍼가 서셉터 상에 안착되고 상기 서셉터가 지지 샤프트의 암에 의해 홀딩되도록 하는 성막 디바이스 내에서의 상기 기판 웨이퍼와 상기 서셉터의 배열; 상기 서셉터를 둘러싸는 예열 링의 위치에 관한 상기 서셉터의 위치에 대하여 상기 서셉터의 오정렬이 존재하는지 여부를 모니터링하는 단계; 상기 예열 링의 위치에 관한 상기 지지 샤프트의 위치에 대하여 상기 지지 샤프트의 오정렬이 존재하는지 여부를 모니터링하는 단계; 상기 오정렬들 중 적어도 하나가 존재하는 경우, 각각의 오정렬의 제거; 및 상기 기판 웨이퍼 상에서의 상기 에피택셜층의 성막을 포함한다.

Description

반도체 물질로 제조된 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 방법 및 장치
본 발명의 주제는 반도체 물질로 제조된 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 방법, 및 이 방법을 수행하기 위한 장치이다.
선행 기술 / 문제점
에피택셜층을 갖는 반도체 웨이퍼들은 이러한 방법의 산물이며 전자 산업에서 특히 까다로운 응용들을 위해 필요하다. 따라서, 에피택셜층에서의 도펀트들의 분포의 균일성 및 그 두께의 균일성과 관련하여 에피택셜층에 대한 요건들은 특히 어렵다. 따라서 엄격한 요건을 충족시키는 에피택셜층을 갖는 반도체 웨이퍼들이 높은 수율로 생산될 수 있도록 하는 생산 조건을 창출하려는 강력한 동기가 있다.
반도체 웨이퍼 기판 상의 에피택셜층의 성막은 일반적으로 기판 웨이퍼를 수용할 수 있는 성막 디바이스에서 화학적 기상 성막(chemical vapor deposition; CVD)을 사용하여 수행된다. 에피택셜층의 성막 동안, 기판 웨이퍼는 지지 샤프트의 지지 암에 의해 홀딩되고 지지 샤프트에 의해 회전되는 서셉터(susceptor) 상에 위치하며, 성막 가스가 기판 웨이퍼의 개방된 윗면, 즉 전면 위로 지향된다. 성막 디바이스는 또한 일반적으로 간극만큼 분리된 채로, 서셉터 주위에 배열된 예열 링을 갖는다. 상부 및 하부 돔은 반응 챔버를 규정하고, 이 반응 챔버 내에서 에피택셜층은 기판 웨이퍼 상에 성막된다. 필요한 성막 온도를 제공하기 위해 램프들의 뱅크들로부터의 방사열이 돔들속으로 조사(irradiated)된다. 이러한 특성들을 갖는 성막 디바이스들은 상업적으로 입수가능하다. 또한, 예를 들어, US2018 0 282 900 A1에서 기술된 바와 같이, 기판 웨이퍼를 성막 디바이스 내로 로딩하고 이를 그곳의 서셉터 상에 배치하거나, 또는 기판 웨이퍼가 그 위에 놓인 서셉터를 성막 디바이스 내로 로딩하는 것이 제공될 수 있다.
서셉터의 위치에 관한 기판 웨이퍼의 오정렬이 수율에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 것은 오랫동안 알려져 왔다. 일반적으로, 기판 웨이퍼와 서셉터의 원주선들이 동심원들을 형성하도록, 기판 웨이퍼는 서셉터의 중앙에 위치되어야 한다.
JP2017-69 414 A는 카메라 시스템을 사용하여 서셉터 상의 기판 웨이퍼의 위치를 모니터링하고, 필요한 경우, 서셉터 지지 샤프트를 수평으로 이동시켜서 기판 웨이퍼를 서셉터의 중앙에 위치시키는 방법을 설명한다.
US2009 0 314 205 A1은 다른 기능들 중에서도, 예열 링의 위치를 모니터링할 수 있는 관찰 시스템의 세부사항을 다룬다.
US2016 0 125 589 A1은 오정렬을 검출하는 데 사용될 수 있는 방법을 설명한다.
본 발명의 발명자들은 수율의 손실들이 입자들의 존재로 인해, 에피택셜층의 불균일한 두께로 인해, 및 에피택셜층에서의 불균일한 도펀트 분포로 인해 발생할 수 있음을 발견하였는데, 이것들은 서셉터의 위치에 관한 기판 웨이퍼 위치에 대한 기판 웨이퍼의 오정렬에 기인될 수 없다.
본 발명의 목적은 이러한 수율의 손실의 원인을 표시하고 이러한 손실을 개선할 수 있는 방법을 보여주는 것이다.
본 발명의 목적은 반도체 물질의 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하는 방법에 의해 달성되며, 이는,
기판 웨이퍼가 서셉터 상에 놓이고 서셉터가 지지 샤프트의 암에 의해 홀딩되도록 하는 성막 디바이스에서의 기판 플레이트 및 서셉터의 배열;
서셉터를 둘러싸는 예열 링의 위치에 관한 서셉터의 위치에 대하여 서셉터의 오정렬이 존재하는지 여부를 모니터링하는 단계;
예열 링의 위치에 관한 지지 샤프트의 위치에 대하여 지지 샤프트의 오정렬이 존재하는지 여부를 모니터링하는 단계;
오정렬들 중 적어도 하나가 존재하는 경우, 각각의 오정렬의 제거; 및
기판 웨이퍼 상에서의 에피택셜층의 성막을 포함한다.
본 발명의 목적은 추가적으로, 반도체 물질로 제조된 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 장치에 의해 달성되며, 장치는,
서셉터, 예열 링, 서셉터 지지 암을 갖는 지지 샤프트, 서셉터와 예열 링 사이의 간극의 섹션의 폭과 카메라 시스템으로부터 서셉터까지의 거리를 모니터링하는 카메라 시스템, 예열 링의 위치에 관한 서셉터의 위치에 대한 서셉터의 오정렬 및/또는 예열 링의 위치에 관한 지지 샤프트의 위치에 대한 지지 샤프트의 오정렬의 존재를 결정하기 위한 이미지 프로세싱 디바이스, 서셉터 지지 샤프트를 이동시키고 틸팅시키기 위한 구동 유닛, 및 오정렬의 경우 신호를 생성하기 위한 제어 디바이스를 포함하며, 신호는 구동 유닛으로 하여금 기존의 오정렬을 수정하는 방식으로 이동시키게 한다.
본 발명자들은 언급된 수율 손실이 예열 링의 위치에 관한 서셉터의 위치에 대한 및/또는 그의 지지 샤프트의 위치에 대한 오정렬들의 존재에 기인될 수 있음을 발견했다. 예열 링과 서셉터 사이에는 일반적으로 예열 링의 내주부를 따라 동일한 폭을 갖는 간극이 제공된다. 예열 링과 서셉터는 서로 동심으로 배열되고 서셉터는 수평으로 배열된다. 지지 샤프트는 예열 링의 중심을 통과하는 수직축을 따라 정렬된다.
따라서 서셉터가 지지 샤프트의 지지 암 상에서 예열 링에 대해 편심적으로 위치하거나, 또는 서셉터가 지지 샤프트의 지지 암 상에서 수평 평면을 벗어나 틸팅된 경우, 서셉터의 오정렬이 존재한다. 예열 링의 위치에 관한 지지 샤프트의 오정렬은, 지지 샤프트가 수직이되 예열 링의 중심을 통과하는 수직축을 따라 정렬되지 않은 경우에, 또는 지지 샤프트가 예열 링의 중심을 통과하는 수직축을 벗어나 틸팅되어 있기 때문에, 존재한다.
서셉터가 예열 링에 닿으면, 불순물로서 작용하는 입자가 생성되어, 에피택셜층을 갖는 반도체 웨이퍼를 의도된 목적으로 사용할 수 없게 만든다. 예열 링과 서셉터 사이의 간극의 폭이 위의 오정렬들 중 하나로 인해 예열 링의 내주부를 따라 변하는 경우에도 수율의 손실이 발생할 수 있다. 그러면, 서셉터의 하측을 따라 지향되는 퍼지 가스에 의해 간극의 상이한 지점들에서 공정 가스가 다양한 정도로 희석될 가능성이 있으며, 그 결과 에피택셜층의 두께와 에피택셜층 내의 도펀트의 분포가 기판 웨이퍼의 원주 방향을 따라 변할 수 있다.
위에서 언급된 오정렬들은 성막 디바이스의 냉각 상태에서 이미 존재할 수 있거나 또는 성막 디바이스를 동작 온도로 가열하는 과정 동안에만 발생할 수 있으며, 가능하게는, 냉각 상태로 냉각하는 공정에서, 예를 들어, 실온으로 냉각 시 다시 사라질 수 있다.
따라서 오정렬들 중 적어도 하나가 존재하는지 여부를 모니터링하고 필요한 경우 오정렬을 수정하는 것이 제안된다. 이를 위해, 원칙적으로, 성막 디바이스는 주위 온도로 냉각될 수 있고 각각의 오정렬이 제거될 수 있다.
이것이 가능한 경우들에서는, 성막 디바이스가 폐쇄된 상태에서 지지 샤프트를 이동시킴으로써 수행되는 것이 바람직하다. 다른 경우들에서, 성막 디바이스는 개방되고 오정렬의 원인이 수정된다. 예를 들어, 서셉터가 지지 샤프트의 지지 암 상에서 수평으로 위치하지만 예열 링에 대해 편심적으로 위치하기 때문에, 또는 서셉터가 지지 샤프트의 지지 암 상에서 예열 링과 동심으로 위치하지만, 수평 위치를 벗어나 틸팅되어 있기 때문에, 서셉터가 오정렬되면, 성막 디바이스는 개방되고, 서셉터는 융기되어 지지 샤프트의 지지 암 상에 의도된 대로 배치된다.
지지 샤프트를 이동시켜서 오정렬을 수정하는 것이 가능한 경우에는, 성막 디바이스가 폐쇄된 상태로 유지되고, 주위 온도로의 성막 디바이스의 냉각은 불필요하다. 성막 디바이스의 반응 챔버가 이미 고온 상태(이 경우는 적어도 450℃ 이상의 온도)인 경우, 지지 샤프트의 오정렬이 발생할 때, 오정렬은 성막 디바이스를 450℃의 명시된 온도 아래로 냉각시키지 않고서, 특히 바람직하게는 성막 디바이스에서 얻어진 온도를 낮추지 않고서 수정되는 것이 바람직하다. 지지 샤프트의 오정렬은, 오정렬의 원인이 지지 샤프트가 수직이되 예열 링의 중심을 통과하는 수직축을 따라 정렬되지 않거나, 또는 지지 샤프트가 예열 링의 중심을 통과하는 수직축을 벗어나 틸팅되어 있기 때문인 경우, 지지 샤프트를 이동시킴으로써 수정될 수 있다.
예열 링의 위치에 관한 서셉터와 지지 샤프트의 위치에 대한 서셉터와 지지 샤프트의 정렬은 방사상으로, 바람직하게는 기판 웨이퍼의 원주의 섹션과 예열 링의 내주부의 섹션을 둘러싸는 적어도 하나의 영역 위에서 연장되는, 이미지 발췌를 캡처하는 카메라 시스템에 의해 관찰된다. 이 이미지 발췌는 또한 서셉터와 예열 링 사이의 간극의 섹션을 포함한다. 카메라 시스템에 의해 기록된 이미지 발췌는 바람직하게는 12°보다 작지 않은 방위각 폭을 갖는다. 섹션들의 위치들은 바람직하게는 서셉터의 윗면까지의 카메라 시스템의 거리, 또는 이 거리의 변화와 더불어, 특징적인 콘스라스트 차이들로부터 이미지 프로세싱 디바이스에 의해 식별된다. 적절한 경우, 예를 들어, 성막 디바이스가 냉각 상태에 있는 동안 반응 챔버를 조명하기 위해 하나 이상의 LED 램프를 포함하는 조명 시스템이 제공될 수 있다. 지지 샤프트의 회전 동안, 이미지 발췌가 기록되고 고정된 간격들로 평가된다. 서로에 대한 상기 위치들의 시간적 변화들 및 상기 거리의 시간적 변동들로부터, 이미지 프로세싱 디바이스는 서셉터 및/또는 지지 샤프트의 전술된 오정렬들이 존재하는지 여부를 결정한다. 결정의 결과에 기초하여, 제어 디바이스는 지지 샤프트를 이동시켜서 기존의 오정렬을 제거할 목적으로, 지지 샤프트를 변위시키고 틸팅시키도록 구동 유닛을 동작하게끔 설정하기 위한 제어 신호들을 생성한다.
예를 들어, 이미지 프로세싱 디바이스는 US2016 0 125 589 A1에서 설명된 알고리즘을 사용하거나, 또는 바람직하게는 가장자리 검출을 위해 Sobel 연산자를 사용하는 이미지 프로세싱을 수행할 수 있다.
카메라 시스템은 서로 90°의 방위각 거리로 2개의 이미지 발췌를 기록하는 적어도 하나의 카메라, 또는 바람직하게는 적어도 2개의 카메라를 포함한다. 비교 목적을 위해 이미지 프로세싱 디바이스에 의한 평가로부터의 데이터를 저장하는 것이 유리하며, 이러한 데이터는 성막 디바이스가 냉각 상태에 있고 위에서 언급된 오정렬들 중 어느 것도 존재하지 않을 때 획득된다. 특히, 지지 샤프트와 서셉터가 의도된 대로 배열되었을 때, 서셉터와 예열 링 사이의 간극의 폭에 대한 각각의 이미지 발췌를 평가하고, 간극의 폭을 저장하는 것이 유리하다.
성막 디바이스의 하부 돔과 구동 유닛은 바람직하게는 벨로우즈를 통해 연결되어, 주위 대기가 지지 샤프트에 도달하지 않고서 필요할 때 정지형 하부 돔에 관한 지지 샤프트의 변위 및/또는 틸팅 운동이 개시될 수 있도록 한다.
진동을 약화시키기 위해, 소위 "베이스 링"의 외부에 지지 암의 상단을 부착하여 상부 돔과 하부 돔을 분리시키고, 지지 샤프트를 변위 및 틸팅시키기 위해 이 지지 암의 하단을 구동 디바이스 상에 장착하는 것이 바람직하다.
서셉터의 지지 샤프트를 변위 및 틸팅시키기 위한 구동 디바이스는 지지 샤프트를 x방향으로 그리고 y방향으로 변위시킬 수 있고 지지 샤프트를 x방향에 평행한 회전축에 대해 그리고 y방향에 평행한 회전축에 대해 틸팅시키기 위해 적어도 필요한 수의 액츄에이터들을 포함한다. 따라서, 예를 들어 4개의 액츄에이터가 제공되며, 각각의 액츄에이터는 운동들 중 하나를 유발시킨다. 액츄에이터는 바람직하게는 압전 액츄에이팅 요소이다.
성막 디바이스가 가열된 상태에 있을 때 오정렬이 발생하는 경우, 바람직하게는 성막 디바이스가 가열되고 폐쇄될 때 또한 지지 샤프트를 이동시킴으로써 상술한 오정렬들이 수정된다.
지지 샤프트가 실제로 의도된 대로 수직으로 정렬되지만, 예열 링의 중심을 관통하는 수직축을 따라 정렬되지 않은 경우, 그리고 서셉터가 의도된 대로 지지 암 상에 위치하는 경우, 서셉터가 지지 샤프트를 중심으로 회전할 때, 카메라 시스템의 이미지 발췌에서의 간극의 폭이 저장된 예상 폭과 상이하다는 것, 또는 카메라 시스템이 90°의 방위각 거리로 배열된 두 대의 카메라들을 포함하는 경우, 관찰된 간극의 폭이 상이하다는 것이 관찰될 것이다. 이 경우에서, 예열 링의 위치에 관한 지지 샤프트의 위치에 대하여 지지 샤프트의 오정렬이 존재한다. 이는, 예열 링의 중심을 관통하는 수직축을 따른 위치로 지지 샤프트를 수평으로 변위시킴으로써 수정된다.
지지 샤프트가 예열 링의 중심을 관통하는 수직축을 따라 의도된 대로 정렬되고 서셉터가 실제로 예열 링의 위치에 관해 동심원으로 위치하되 지지 암 상에서 수평을 벗어나 틸팅된 경우, 지지 샤프트를 중심으로 한 서셉터의 회전 동안, 카메라의 이미지 발췌에서 카메라 시스템으로부터 서셉터까지의 거리가 관찰 과정에서 사인파식으로 변하는 것이 관찰될 것이다. 서셉터의 이러한 오정렬은 서셉터를 의도된 위치로 복원시킴으로써 수정된다.
서셉터가 실제로 의도된 대로 지지 암 상에 위치하되, 지지 샤프트가 예열 링의 중심을 관통하는 수직축을 따른 의도된 정렬로부터 벗어나서 틸팅되면, 지지 샤프트의 오정렬이 또한 예열 링의 위치에 관한 지지 샤프트의 위치에 대해 존재한다. 이 경우, 서셉터와 예열 링 사이의 간극의 관찰된 폭은, 지지 샤프트와 서셉터가 의도된 대로 위치해 있었을 때 관찰되었고 저장되었던 간극의 폭과는 상이하다는 것이 발견된다. 지지 샤프트의 이러한 오정렬은 관찰된 간극 폭이 저장된 간극 폭에 대응하도록, 예열 링의 중심을 관통하는 수직축을 따른 의도된 위치 내로 지지 샤프트를 틸팅시킴으로써 수정된다.
예를 들어, 때때로 성막 디바이스의 냉각 상태에서는 오정렬이 존재하지 않는 경우가 있을 수 있는데, 즉, 지지 샤프트가 예열 링의 중심을 관통하는 수직축을 따라 의도된 대로 정렬되고 서셉터가 예열 링의 위치에 관해 수평으로 그리고 동심으로 지지 암 상에 위치되고, 지지 샤프트의 오정렬은 의도된 위치를 벗어나 틸팅되는 지지 샤프트에 의해 성막 디바이스의 가열 동안에만 발달한다.
본 발명은 기판 웨이퍼가 단독으로 또는 서셉터와 함께 성막 디바이스 내로 로딩되는지 여부에 관계없이 적용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은 폐쇄된 성막 디바이스에서 그리고 적어도 450℃의 동작 온도에서 적용된다.
서셉터는 평면에서 볼 때 원형 외주부를 갖고, 바람직하게는 포켓 및 배치면을 가지며, 이 면 상에서 기판 웨이퍼는 서셉터의 후면의 가장자리 영역에서 안착된다. 기판 웨이퍼는 바람직하게는 기판 웨이퍼의 후면과 포켓의 경계를 형성하는 기저부 사이에 거리를 두는 방식으로 배치면 상에 배치된다. 기판 웨이퍼의 후면으로부터 서셉터 아래의 반응 챔버 내로의 도펀트들의 수송을 용이하게 하기 위해 구멍들이 포켓의 바닥에 포함될 수 있다. 구멍 대신에, 기저부는 물질의 다공성으로 인해 도펀트들의 수송을 보장할 수 있는 섬유질 물질로 제조될 수 있다.
기판 웨이퍼는 바람직하게는, 기판 웨이퍼의 전면 상에 성막되는 에피택셜층과 마찬가지로, 단결정 실리콘으로 구성된다. 기판 웨이퍼의 직경은 바람직하게는 적어도 200mm이며, 특히 바람직하게는 적어도 300mm이다.
본 발명은 또한 바람직하게는 서셉터의 위치에 관한 기판 웨이퍼의 위치에 대한 기판 웨이퍼의 오정렬을 결정하고 수정하기 위해 당업자에게 알려진 특징들을 포함한다.
본 발명은 예시적인 실시예의 도면들을 참조하여 아래에서 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 특징들을 갖는 성막 디바이스의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2는 서셉터와 예열 링 사이의 간극의 관찰을 도시한다.
도 1에서 도시된 성막 디바이스(20)의 반응 챔버는 상부 돔(17)에 의해 상부로부터 그리고 하부 돔(18)에 의해 하부로부터 경계지어진다. 지지 샤프트(9)는 반응 챔버의 중심 내로 돌출되고, 지지 암(10)은 상단에서 상기 샤프트로부터 분기된다. 지지 암(10)은 서셉터(2)를 지지하고, 에피택셜층의 성막 동안 서셉터(2) 상에 기판 웨이퍼(1)가 안착된다. 도시된 실시예에서, 성막 디바이스(20)의 로딩 동안 리프팅 샤프트(11) 상에 기판 웨이퍼(1)를 배치시키고, 리프팅 샤프트(11)를 낮추어 서셉터 상에 이를 배치시키는 것이 제공된다. 성막 가스가 상부 돔(17)에 대면하는 기판 유리의 전면을 통해 가스 입구로부터 가스 출구로 지향되며, 이 가스 입구와 가스 출구 둘 다는 성막 디바이스의 측벽 상에 위치된다. 예열 링(3)은 성막 디바이스의 측벽과 서셉터(2) 사이에 배열된다. 또한, 아래쪽으로 향해 있는 서셉터 측면에 평행하게, 서셉터 아래로 그리고 반응 챔버속으로 지향되는 퍼지 가스를 위한 대응하는 가스 입구 및 가스 출구가 제공될 수 있다. 화살표들은 가스 스트림들의 흐름 방향을 나타낸다. 반응 챔버는 상부 및 하부 돔(17, 18)속으로 방사 에너지를 조사(irradiate)하는 램프 뱅크(19)에 의해 외부로부터 가열된다.
서셉터(2)를 둘러싸는 예열 링(3)의 위치에 관한 서셉터(2)의 위치에 대한 서셉터(2)의 의도된 배열에서, 예열 링(3)과 서셉터(2) 사이에 간극(5)이 제공되며, 그 폭은 서셉터의 외주부와 예열 링의 내주부를 따라 일정하다. 서셉터(2)의 중심을 통과하는축과 예열 링(3)의 중심을 통과하는 수직축(22)은 일치한다. 예열 링(3)의 위치에 관한 지지 샤프트(9)의 위치에 대한 지지 샤프트(9)의 의도된 배열에서, 서셉터(2)의 외주부와 예열 링의 내주부를 따른 간극(5)은 일정한 폭을 갖고, 지지 샤프트가 회전할 때 회전의 회전축과 수직축(22)은 일치한다.
서셉터(2)가 지지 암(10) 상에서 수평으로 위치하되 예열 링에 대해 편심적으로 위치하는 경우, 또는 서셉터(2)가 지지 암(10) 상에서 수평으로 위치하지 않은 경우, 즉 수직축(22)에 직교하게 정렬되지 않은 평면 내에 위치하는 경우, 서셉터(2)를 둘러싸는 예열 링(3)의 위치에 관한 서셉터(2)의 위치에 대한 서셉터(2)의 오정렬이 존재한다. 그런 다음, 첫 번째 경우에서, 서셉터(2)와 예열 링(3) 사이의 간극(5)의 관찰된 폭이 변경되고, 두 번째 경우에서 서셉터(2)로부터 카메라 시스템(7)까지의 거리가 변하며(도 2), 카메라 시스템(7)을 통해 서셉터(2)가 지지 샤프트(9)에 의해 회전될 때 간극(5)의 폭이 관찰된다.
서셉터(2)와 예열 링(3) 사이의 간극(5)의 관찰된 폭이 변한다면 지지 샤프트(9)를 둘러싸는 예열 링(3)의 위치에 관한 지지 샤프트(9)의 위치에 대한 지지 샤프트(9)의 오정렬이 존재하는데 그 이유는 지지 샤프트(9)가 수직으로 배향되지만, 예열 링(3)의 중심을 통과하는 수직축(22)을 따라 배향되지 않기 때문이다. 간극(5)의 관찰된 폭이 간극(5)의 저장된 폭과 비교하여 변경되는 경우에도 지지 샤프트(9)를 둘러싸는 예열 링(3)의 위치에 관한 지지 샤프트(9)의 위치에 대한 지지 샤프트(9)의 오정렬은 존재하는데, 그 이유는 지지 샤프트(9)가 의도된 위치를 벗어나 틸팅되어져 있기 때문에, 즉, 지지 샤프트(9)의 회전축과 수직축(22)이 서셉터(2)가 회전할 때 예열 링(3)의 중심을 통과하여 평행하게 배열되지 않는 경우이기 때문이다.
도 2에서 도시된 카메라 시스템(7)은 지지 샤프트(9)에 의한 서셉터(2)의 회전 동안 이미지 발췌(6)를 관찰하기 위한 카메라를 포함한다. 이미지 발췌(6)는 바람직하게는 기판 웨이퍼(1)의 외주부의 섹션, 서셉터(2)의 외주부의 섹션, 및 예열 링(3)의 내주부의 섹션, 및 따라서 또한 서셉터(2)와 예열 링(3) 사이의 간극(5)의 섹션을 둘러싸는 방사상으로 연장된 영역을 캡처한다. 기판 웨이퍼(1)의 후면(23)이 서셉터(2)의 기저부(24)로부터 떨어진 거리에 있도록, 기판 웨이퍼(1)는 배치면(4) 상의 서셉터(2)의 포켓에 위치된다. 이미지 발췌(6)에서 포함된 정보는 특히 간극(5)의 폭 및 카메라 시스템(7)으로부터 서셉터(2)까지의 거리와 관련하여 이미지 프로세싱 디바이스(8)에 의해 평가된다. 제어 디바이스(21)는 서셉터(2) 및/또는 지지 샤프트(9)의 오정렬이 존재하는지 여부를 체크하는 데 사용되며, 필요에 따라, 지지 샤프트(9)의 오정렬이 존재하는 경우, 이는 구동 디바이스(12)(도 1)를 지지 샤프트의 기존의 오정렬을 수정하는 동작으로 설정하는 신호를 생성한다. 서셉터의 오정렬이 존재하는 경우, 필요에 따라 성막 디바이스를 주위 온도로 가져가서 개방시키며, 오정렬을 수정한다.
구동 디바이스(12)는 지지 샤프트(9)를 변위시키거나 틸팅시킬 수 있고, 물론 동시에 둘 다를 할 수 있는 특별한 특성을 갖는다. 구동 디바이스(12)의 가능한 실시예가 도 1에서 도시되어 있다. 지지 샤프트(9)의 운동은 압전 액츄에이터와 같은 액츄에이터에 의해 트리거된다. 지지 샤프트(9)를 수평면에서 변위시키기 위해, 액추에이터(13)(x방향 변위용) 및 14(y방향 변위용)가 제공되며, 액추에이터(16)는 도 1의 뷰잉 평면으로부터 지지 샤프트(9)를 x방향에 평행한 회전축에 대해 틸팅 각도(φ)로 틸팅시키기 위해 제공되며, 액추에이터(15)는 도 1의 뷰잉 평면에서 지지 샤프트(9)를 y방향에 평행한 회전축에 대해 틸팅 각도(θ)로 틸팅시키기 위해 제공된다.
성막 디바이스(20)의 하부 돔(18)은, 지지 샤프트(9)의 운동을 가능하게 하고 이에 의해 생성된 내부 공간을 주위 대기의 유입에 대해 밀봉하기 위해 벨로우즈(25)에 의해 구동 디바이스(12)에 연결된다.
1 기판 웨이퍼
2 서셉터
3 예열 링
4 배치면
5 간극
6 이미지 발췌
7 카메라 시스템
8 이미지 프로세싱 디바이스
9 지지 샤프트
10 지지 암
11 리프팅 샤프트
12 구동 유닛
13 액추에이터(x방향)
14 액추에이터(y방향)
15 액추에이터(틸트 각도 φ)
16 액추에이터(틸트 각도 θ)
17 상부 돔
18 하부 돔
19 램프 뱅크
20 성막 디바이스
21 제어 디바이스
22 수직축
23 후면
24 기저부
25 벨로우즈

Claims (4)

  1. 반도체 물질의 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 방법에 있어서,
    상기 기판 웨이퍼가 서셉터 상에 안착되고 상기 서셉터가 지지 샤프트의 암에 의해 홀딩되도록 하는 성막 디바이스 내에서의 상기 기판 웨이퍼와 상기 서셉터의 배열;
    상기 서셉터를 둘러싸는 예열 링의 위치에 관한 상기 서셉터의 위치에 대하여 상기 서셉터의 오정렬이 존재하는지 여부를 모니터링하는 단계;
    상기 예열 링의 위치에 관한 상기 지지 샤프트의 위치에 대하여 상기 지지 샤프트의 오정렬이 존재하는지 여부를 모니터링하는 단계;
    상기 오정렬들 중 적어도 하나가 존재하는 경우, 각각의 오정렬의 제거; 및
    상기 기판 웨이퍼 상에서의 상기 에피택셜층의 성막
    을 포함하는 반도체 물질의 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 샤프트를 규정된 위치로 이동시키는 것에 의한 상기 지지 샤프트의 오정렬의 수정을 특징으로 하는 반도체 물질의 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    450℃보다 작지 않은 온도에서의 상기 지지 샤프트의 운동을 특징으로 하는 반도체 물질의 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 방법.
  4. 반도체 물질로 제조된 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 장치에 있어서,
    서셉터,
    예열 링,
    서셉터 지지 암을 갖는 지지 샤프트,
    카메라 시스템 - 상기 카메라 시스템은 상기 서셉터와 상기 예열 링 사이의 간극의 섹션의 폭 및 상기 카메라 시스템으로부터 상기 서셉터까지의 거리를 모니터링하기 위한 것임 -,
    상기 예열 링의 위치에 관한 상기 서셉터의 위치에 대한 상기 서셉터의 오정렬 및/또는 상기 예열 링의 위치에 관한 상기 지지 샤프트의 위치에 대한 상기 지지 샤프트의 오정렬의 존재를 결정하기 위한 이미지 프로세싱 디바이스,
    상기 서셉터 지지 샤프트를 이동시키고 틸팅시키기 위한 구동 유닛, 및
    오정렬의 경우 신호를 생성하기 위한 제어 디바이스
    를 포함하며,
    상기 신호는 상기 구동 디바이스로 하여금 기존의 오정렬을 수정하는 방식으로 이동시키게 하는 것인 반도체 물질로 제조된 기판 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성막하기 위한 장치.
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