KR20240005939A - 금속 매트릭스 복합재를 갖는 고온 서셉터 - Google Patents

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Abstract

기판 지지 조립체는 프로세싱 챔버 내에 기판을 지지하도록 구성된 금속 매트릭스 복합재(MMC) 서셉터 본체를 포함한다. MMC 서셉터 본체는 열 전달 유체를 수용하도록 구성된 하나 이상의 채널들을 형성한다. 열 전달 유체는 프로세싱 챔버의 아이들 상태 동안에 기판을 가열하도록 작동 가능하다. 열 전달 유체는 프로세싱 챔버의 활성 상태 동안에 기판을 냉각시키도록 작동 가능하다.

Description

금속 매트릭스 복합재를 갖는 고온 서셉터
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 서셉터(susceptor)들, 예컨대 기판 프로세싱 시스템(substrate processing system)과 연관하여 사용되는 서셉터들에 관한 것이며, 특히 고온 응용들에 사용되는 서셉터들에 관한 것이다.
[0002] 기판 프로세싱 및 다른 전자기기 프로세싱에서, 프로세싱 챔버(processing chamber)들은 기판 프로세싱 동작들을 수행하는 데 사용된다. 결함들을 회피하기 위해 프로세싱 챔버들 내의 기판들의 온도들이 제어되어야 한다.
[0003] 하기는 본 개시내용의 일부 양상들에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위한 본 개시내용의 단순화된 요약이다. 본 요약은 본 개시내용에 대한 광범위한 개요인 것은 아니다. 본 요약은 본 개시내용의 핵심 또는 중요 요소를 식별하는 것으로도, 본 개시내용의 특정 구현예들의 임의의 범위 또는 청구범위의 임의의 범위를 기술하는 것으로도 의도되지 않는다. 본 요약의 유일한 목적은 이후에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서문으로서 간략한 형태로 본 개시내용의 일부 개념들을 제시하는 것이다.
[0004] 본 개시내용의 일 양상에서, 기판 지지 조립체는 프로세싱 챔버에서 기판을 지지하도록 구성된 금속 매트릭스 복합재(MMC) 서셉터 본체를 포함한다. MMC 서셉터 본체는 열 전달 유체를 수용하도록 구성된 하나 이상의 채널들을 형성한다. 열 전달 유체는 프로세싱 챔버의 아이들 상태 동안에 기판을 가열하도록 작동 가능하다. 열 전달 유체는 프로세싱 챔버의 활성 상태 동안에 기판을 냉각시키도록 작동 가능하다.
[0005] 본 개시내용의 다른 양상에서, 시스템은 프로세싱 챔버에서 기판을 지지하도록 구성된 금속 매트릭스 복합재(MMC) 서셉터 본체를 포함한다. MMC 서셉터 본체는 하나 이상의 채널들을 형성한다. 이 시스템은 열 전달 유체의 온도를 조정하도록 구성된 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들을 더 포함한다. 이 시스템은 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들 및 유량 조정 디바이스에 결합된 제어기를 더 포함한다. 프로세싱 챔버가 아이들 상태에 있다고 결정하는 것에 응답하여, 제어기는, 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들 중 적어도 하나를 통해, 기판을 약 300 내지 약 400 ℃의 제1 온도로 가열하기 위해 하나 이상의 채널들을 통해 유동하는 열 전달 유체의 제1 온도 조정을 유발한다. 프로세싱 챔버가 활성 상태에 있다고 결정하는 것에 응답하여, 제어기는, 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들 중 하나 이상을 통해, 기판을 약 300 내지 약 400 ℃의 제2 온도로 냉각시키기 위해 하나 이상의 채널들을 통해 유동하는 열 전달 유체의 제2 온도 조정을 유발한다.
[0006] 본 개시내용의 다른 양상에서, 방법은 열 전달 유체가 금속 매트릭스 복합재(MMC) 서셉터 본체에 의해 형성된 하나 이상의 채널들을 통해 유동하게 하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 프로세싱 챔버가 아이들 상태에 있는 것에 응답하여, MMC 서셉터 본체 상에 배치된 기판을 약 300 내지 약 400 ℃의 제1 온도로 가열하기 위해 하나 이상의 채널들을 통해 유동하는 열 전달 유체의 제1 온도 조정을 유발하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은, 프로세싱 챔버가 활성 상태에 있는 것에 응답하여, MMC 서셉터 본체 상에 배치된 기판을 약 300 내지 약 400 ℃의 제2 온도로 냉각시키기 위해 하나 이상의 채널들을 통해 유동하는 열 전달 유체의 제2 온도 조정을 유발하는 단계를 더 포함한다.
[0007] 본 개시내용은, 유사한 참조 번호들이 유사한 요소들을 나타내는 첨부 도면의 도면들에서, 제한이 아니라 예로서 예시되어 있다. 본 개시내용에서의 "실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 상이한 언급들은 반드시 동일한 실시예일 필요는 없으며, 그러한 언급들은 적어도 하나를 의미한다는 것에 주목해야 한다.
[0008] 도 1은 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체를 예시한다.
[0009] 도 2a 내지 도 2c는 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체의 서셉터 본체의 플레이트의 도면들을 예시한다.
[0010] 도 3a 내지 도 3c는 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체의 가스 분배 플레이트의 도면들을 예시한다.
[0011] 도 4a 내지 도 4c는 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체의 일부들의 도면들을 예시한다.
[0012] 도 5는 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체를 사용하는 방법을 예시한다.
[0013] 본원에 설명된 실시예들은 금속 매트릭스 복합체(metal matrix composite; MMC)를 갖는 고온 서셉터에 관한 것이다.
[0014] 기판 프로세싱 시스템들은 기판들을 프로세싱하는 데 사용된다. 기판은 로봇(예를 들어, 이송 챔버 로봇(transfer chamber robot))을 통해 프로세싱 챔버 내로 이송된다. 프로세싱 챔버는 밀봉되고, 기판 프로세싱 동작들(예를 들어, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD), 원자층 증착(atomic layer deposition; ALD), 플라즈마 강화 CVD(PECVD), 플라즈마 강화 ALD(PEALD), 에칭(etch) 등)이 기판 상에 수행된다. 기판 프로세싱 동작들 이전, 도중 및 이후에 기판의 온도들이 제어되어야 한다. 기판의 온도를 제어하는 데 실패하면, 기판 결함들, 기판 성능 불일치, 수율 감소 등이 야기된다.
[0015] 일부 기존 시스템들에서, 기판을 가열하기 위해 서셉터에 전기 저항 히터(electric resistive heater)가 사용된다. 전기 저항 히터는 기판 프로세싱 동작들 동안에 기판 결함들을 야기할 수 있는 과잉 열을 기판으로부터 제거하지 못한다.
[0016] 본원에 개시된 구성요소들, 시스템들 및 방법들은 MMC를 갖는 고온 서셉터를 제공한다.
[0017] 기판 지지 조립체는 프로세싱 챔버에서 기판을 지지하도록 구성된 MMC 서셉터 본체를 포함한다. MMC 서셉터 본체는 열 전달 유체를 수용하도록 구성된 채널(channel)들을 형성한다. 일부 실시예들에서, MMC 서셉터 본체는 제1 플레이트(plate) 및 제2 플레이트를 포함한다. 제1 플레이트의 하부면은 채널들을 형성하고, 제2 플레이트의 상부면은 제1 플레이트의 하부면의 일부에 접합된다. 일부 실시예들에서, MMC 서셉터 본체(예를 들어, 고온 서셉터, 높은 열전도성 재료 MMC로 제조된 서셉터) 및 열 전달 유체(예를 들어, 고온 열 전달 유체)는 약 300 내지 약 400 ℃의 온도로 가열되도록 작동 가능하다.
[0018] 채널들 내의 열 전달 유체는 프로세싱 챔버의 아이들 상태(idle state)(예를 들어, 기판 프로세싱 동작들을 수행하지 않음) 동안에 MMC 서셉터 본체 상에 배치된 기판을 (예를 들어, 약 350 ℃까지) 가열하도록 작동 가능하다. 채널 내의 열 전달 유체는 프로세싱 챔버의 활성 상태(active state)(예를 들어, 기판 프로세싱 동작들을 수행함) 동안에 MMC 서셉터 본체 상에 배치된 기판을 (예를 들어, 약 350 ℃까지) 냉각하도록 작동 가능하다. 열 전달 유체는 기판 프로세싱 동작들에 의해 기판에 제공되는 과잉 열(예를 들어 기판을 약 350 ℃ 초과의 온도로 가열함)을 제거할 수 있다.
[0019] 일부 실시예들에서, 코팅(coating)(예를 들어, 하나 이상의 유전체 재료, 유전체 재료들의 혼합물, 알루미나 등)이 MMC 서셉터 본체 상에 제공된다. 코팅과 MMC 서셉터 본체는 유사한 열팽창 계수를 갖는다.
[0020] 본원에 개시된 구성요소들, 시스템들 및 방법들은 기존의 해결책에 비해 이점들을 갖는다. 본 개시내용의 기판 지지 조립체는 보다 낮은 온도에서 사용되도록 구성된 기존의 해결책들에 비해 높은 온도들(예를 들어, 약 300 내지 약 400 ℃)에서 사용되도록 구성된다. 본 개시내용의 열 전달 유체는, 기판을 고온으로 가열하지 않고 기판 프로세싱 동작들 동안에 기판을 해당 온도로 유지(예를 들어, 냉각)하지 않는 기존의 해결책들에 비해, 기판을 고온(예를 들어, 약 300 내지 약 400 ℃)으로 가열하고 기판 프로세싱 동작들 동안에 기판을 고온으로 유지(예를 들어, 기판을 실질적으로 동일한 온도로 냉각)하도록 작동 가능하다. 본 개시내용의 기판 지지 조립체는 기존의 해결책들에 비해 기판 온도를 보다 정밀하게 제어할 수 있다((예를 들어, 기판 프로세싱 동작들 이전, 도중 및 이후에 10 ℃ 이내에서, 기판 온도 균일성 및 기판 온도 제어를 향상시킴). 본 개시내용의 기판 지지 조립체는 기존의 해결책들에 비해 기판 결함들이 더 적고, 기판 성능이 더 일관되며, 수율이 증가되는 등을 할 수 있다.
[0021] 도 1은 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체(100)를 예시한다. 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)는 정전 척(electrostatic chuck), 진공 척(vacuum chuck), 서셉터, 및/또는 워크피스 지지면(workpiece support surface) 등 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)는 (예를 들어, MMC 서셉터 본체(110)와 안전한 접촉, 균일한 접촉 등을 이루기 위해) MMC 서셉터 본체(110)의 상부면에 기판을 척킹(고정)한다. 기판은 웨이퍼(wafer), 반도체, 유리, 유리 기판, 전자 디바이스, 유리 디바이스, 및/또는 디스플레이 디바이스(display device) 등을 지칭할 수 있다.
[0022] 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)는 플라즈마 처리 챔버(plasma treatment chamber), 어닐링 챔버(annealing chamber), 물리 기상 증착(physical vapor deposition; PVD) 챔버, 화학 기상 증착(CVD) 챔버, 이온 주입 챔버, 에칭 챔버, 증착 챔버(예를 들어, 원자층 증착(ALD) 챔버, 화학 기상 증착(CVD) 챔버, 물리 기상 증착(PVD) 챔버, 및/또는 PEALD, PECVD, PEPVD 등과 같은 이들의 플라즈마 강화(PE) 버전들), 어닐 챔버(anneal chamber) 등과 같은 프로세싱 챔버에 배치된다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 챔버는 기판에 대량의 열을 제공하기 위해 고온(예를 들어, 350 ℃ 초과)을 갖는 고밀도 플라즈마(HDP) 소스(high density plasma (HDP) source)를 갖는다. 통상적으로, 대량의 열은 기판 온도를 상승시켜서 기판에 문제를 유발한다(예를 들어, 유리 상의 디바이스에 문제를 유발함). 기판 온도를 정밀하게 제어하기 위해, MMC 서셉터 본체(110) 및 열 전달 유체(예를 들어, 고온 열 전달 유체)를 포함하는 기판 지지 조립체(100)는 플라즈마 소스로부터 대량의 열을 제거하고(예를 들어, 기판을 실질적으로 일정한 온도로 유지함) 기판의 설정 온도를 유지하는 데 사용된다.
[0023] 기판 지지 조립체(100)는 MMC 서셉터 본체(110)를 포함한다. 기판 지지 조립체(100)는 서셉터 본체(110)를 포함하는 서셉터(예를 들어, 정전 척(ESC 또는 E-척) 서셉터)를 포함할 수 있다. MMC 서셉터 본체(110)는 열 전달 유체를 수용하기 위한 채널들(112)(예를 들어, 가열 및/또는 냉각 채널들)을 형성한다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 합성 유기 열 전달 매체이다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 폐쇄 강제 순환 열 전달 시스템에서 액상으로 사용하도록 작동 가능하다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 압력 하에서 유지되면서 작업 범위(예를 들어, 약 -5 내지 약 400 ℃)에 걸쳐 사용되도록 작동 가능하다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 대기압에서 약 350 내지 약 400 ℃ 초과의 비등점 범위를 갖는다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 벽들 상에 증착물들을 남기지 않도록 작동 가능하다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 약 20 ℃에서 액체의 투명한 외관을 갖는다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 약 10 ppm 미만의 염소를 갖는다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 약 20 ℃에서 약 1.0 내지 약 1.1(약 1.04 내지 약 1.05) g/㎜의 밀도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 약 20 ℃에서 약 42 내지 약 52 ㎟/초의 점도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 흑연, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 플루오로엘라스토머들과 융화성이 있다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 약 350 내지 약 400 ℃로 가열되도록 작동 가능하다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 약 300 내지 약 400 ℃의 온도로 가열되도록 작동 가능하다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 기판 프로세싱 동안에 MMC 서셉터 본체를 약 10 ℃ 범위 이내로 유지하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)(예를 들어, MMC 서셉터 본체(110))는 전기 저항 히터를 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)(예를 들어, MMC 서셉터 본체(110))는 기판의 온도를 제어하기 위해 열 전달 유체에 부가하여 하나 이상의 전기 저항 히터들을 포함한다.
[0024] 일부 실시예들에서, 기판은 기판 지지 조립체(100) 상에(예를 들어, MMC 서셉터 본체(110)에) 배치(예를 들어, 고정, 정전기적으로 고정)된다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 챔버가 아이들 상태(예를 들어, 기판 프로세싱 동작을 수행하지 않음)에 있는 것에 응답하여, 기판 지지 조립체(100)는 기판 온도를 사전결정된 온도(예를 들어, 약 200 내지 약 350 ℃의 사전결정된 온도)의 ±10 ℃ 이내에서 유지하고, 프로세싱 챔버가 활성 상태(예를 들어, 기판 프로세싱 동작 수행, 무선 주파수(RF) 켜기, 플라즈마 프로세싱 등)에 있는 것에 응답하여, 기판 지지 조립체(100)는 기판을 사전결정된 온도의 ±10 ℃ 이내에서 유지한다. 기판 지지 조립체(100)는 기판 프로세싱 동작들 동안에 플라즈마 소스로부터 열(예를 들어, 기판으로부터 열)을 방출하도록 구성된다.
[0025] 일부 실시예들에서, MMC 서셉터 본체(110)는 상부 플레이트(upper plate)(114) 및 하부 플레이트(lower plate)(116)(예를 들어, 서로 접합됨)를 포함한다. 일부 예들에서, 채널들(112)은 상부 플레이트(114)의 하부면에 의해 형성되고, 하부 플레이트(116)의 상부면(예를 들어, 평면형 상부면)은 상부 플레이트(114) 하부면의 적어도 일부에 고정(예를 들어, 접합, 체결(fastened), 용접 등)된다. 일부 예들에서, 채널들(112)은 하부 플레이트(116)의 상부면에 의해 형성되고, 상부 플레이트(114)의 하부면(예를 들어, 평면형 하부면)은 하부 플레이트(116)의 상부면의 적어도 일부에 고정(예를 들어, 접합, 체결, 용접 등)된다. 일부 예들에서, 채널들(112)은 상부 플레이트(114)의 하부면 및 하부 플레이트(116)의 상부면에 의해 형성된다.
[0026] MMC 서셉터 본체(110)의 적어도 일부(예를 들어, 상부 플레이트(114), 하부 플레이트)는 MMC 재료로 제조된다. 일부 실시예들에서, 상부 플레이트(114) 및 하부 플레이트(116)는 MMC 재료를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상부 플레이트(114) 및 하부 플레이트(116)는 MMC 재료로 제조된다. 일부 실시예들에서, MMC 재료(예를 들어, 서셉터 본체(110), 상부 플레이트(114), 하부 플레이트(116) 등)는 금속 매트릭스 및 세라믹으로 제조된다. 금속 매트릭스는 알루미늄 매트릭스, 마그네슘 매트릭스, 티타늄 매트릭스, 코발트 매트릭스, 코발트-니켈 합금 매트릭스 중 하나 이상일 수 있다. 세라믹은 탄화규소, 탄소 섬유, 붕소 필라멘트(boron filament), 알루미나 등 중 하나 이상일 수 있다. 세라믹은 입자, 섬유, 및/또는 필라멘트 등일 수 있다. 일부 실시예들에서, MMC 서셉터 본체(110)는 약 70 체적%의 세라믹 및 약 30 체적%의 금속이다. 일부 실시예들에서, MMC 서셉터 본체(110)는 적어도 약 40 체적%의 세라믹(예를 들어, 적어도 약 50 체적%의 세라믹 입자들)이다. 일부 실시예들에서, MMC 서셉터 본체(110)는 강화 재료(예를 들어, 세라믹 입자들)를 금속 매트릭스에 분산시킴으로써 제조된다. 일부 실시예들에서, 강화 재료는 금속 매트릭스와의 화학 반응을 방지하기 위해 코팅된다(예를 들어, 니켈 또는 붕화티타늄으로 코팅된 탄소 섬유들). 금속 매트릭스는 강화 재료가 매립된 모놀리식 재료(monolithic material)일 수 있다.
[0027] 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)는 MMC 기판 본체(110)(예를 들어, 상부 플레이트(114)의 상부면) 상에 코팅(118)(예를 들어, 플라즈마 스프레이 코팅(plasma-spray coating), e-척 층, 알루미나, 하나 이상의 유전체 재료들 등)을 포함한다. 코팅(118)은 MMC 기판 본체(110)의 상부면(예를 들어, 상부 플레이트(114)의 상부면)일 수 있다. 코팅(118)은 기판 프로세싱 동작들로부터 MMC 기판 본체(110)를 보호할 수 있다. 코팅(118)은 제1 열팽창 계수를 가질 수 있고, 기판 본체는 제1 열팽창 계수와 실질적으로 동일한 제2 열팽창 계수를 가질 수 있다.
[0028] 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)는 가스 분배 플레이트(gas distribution plate)(120)(예를 들어, 헬륨 분배 플레이트)를 포함한다. 가스 분배 플레이트(120)는 MMC 서셉터 본체(110)(예를 들어, 하부 플레이트(116))에 고정된다(예를 들어, 나사들, 볼트들 등과 같은 파스너(fastener)들을 통해 체결됨). 가스 분배 플레이트(120)는 채널들(122)을 포함한다. 가스(예를 들어, 헬륨, 아르곤 등)는 채널들(122)을 통해 유동한다. MMC 기판 본체(110)의 구멍들(119)(예를 들어, 코팅(118)의 구멍들(119A), 상부 플레이트(114)의 구멍들(119B) 및 하부 플레이트(116)의 구멍들(119C))은 채널들(122)의 하나 이상의 부분들과 정렬된다. 가스는 채널들(122) 및 구멍들(119)을 통해 MMC 서셉터 본체(110) 위의 위치(예를 들어, 기판 아래의 위치)로 유동한다. 가스 분배 플레이트(120)는 구멍들(119)을 통해 기판 아래의 상이한 위치들에 가스를 실질적으로 균등하게 분배할 수 있다. 기판 지지 조립체(100)는 기판을 MMC 서셉터 본체(110)에 고정하기 위해 전압을 사용하는 정전 척일 수 있다. 채널들(112) 및 구멍들(119)을 통해 유동하는 가스에 의해 제공되는 압력은 기판을 MMC 서셉터 본체(110)에 고정하는 정전 척의 전압에 의해 제공되는 압력보다 낮을 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 분배 플레이트(120)의 적어도 일부는 기판 프로세싱 동안에 부식을 방지하기 위해 코팅(예를 들어, 플라즈마 스프레이 코팅, 알루미나, 하나 이상의 유전체 재료들 등)을 포함한다.
[0029] 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)는 서셉터 샤프트(susceptor shaft)(130)를 포함한다. 서셉터 샤프트(130)는 가스 분배 플레이트(120) 아래에 배치된다. 일부 실시예들에서, 서셉터 샤프트(130)의 적어도 일부는 기판 프로세싱 동안에 부식을 방지하기 위해 코팅(예를 들어, 플라즈마 스프레이 코팅, 알루미나, 하나 이상의 유전체 재료들 등)을 포함한다.
[0030] 열 전달 유체는 서셉터 샤프트(130)의 공급 채널(132)을 통해 MMC 서셉터 본체(110)의 채널들(112)로, 그리고 MMC 서셉터 본체(110)의 채널들(112)로부터 서셉터 샤프트(130)의 복귀 채널(134)로 유동하도록 구성된다. 열 전달 유체는 공급 채널(132), 채널들(112) 및 복귀 채널(134)을 통해 약 50 내지 약 150 리터/분(liter per minute)으로 유동할 수 있다. 열 전달 유체는 약 300 내지 약 400 ℃의 온도에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 공급 채널(132) 및 복귀 채널(134)은 서셉터 샤프트(130)에 의해 형성된다. 일부 실시예들에서, 공급 튜브(supply tube)는 공급 채널(132)을 형성하고, 복귀 튜브(return tube)는 복귀 채널(134)을 형성한다. 공급 및 복귀 튜브들은 서셉터 샤프트(130)의 내부 용적부(interior volume)를 통해 라우팅(routing)된다.
[0031] 일부 실시예들에서, 기판 지지 조립체(100)는 매니폴드(manifold)(138)(예를 들어, 고온 열 전달 유체 매니폴드)를 포함한다. 열 전달 유체는 열 전달 유체 공급부(예를 들어, 열 전달 유체 소스, 펌프(pump), 밸브(valve) 등)로부터 공급 채널(132), 매니폴드(138)의 제1 채널, 채널들(112), 매니폴드(138)의 제2 채널 및 복귀 채널(134)을 통해 유동할 수 있다. 복귀 채널(134)로부터의 열 전달 유체는 프로세싱(예를 들어, 가열, 냉각, 필터링, 유량 증대, 펌핑 등)되어 공급 채널(132)에 제공될 수 있다. 매니폴드(138)는 MMC 서셉터 본체(110)(예를 들어, 하부 플레이트(116))에 고정(예를 들어, 체결, 접합 등)될 수 있다. 일부 실시예들에서, 매니폴드는 하부 플레이트(116), 가스 분배 플레이트(120), 및/또는 서셉터 샤프트(130) 중 하나 이상에 고정된다.
[0032] 가스(예를 들어, 헬륨, 아르곤 등)는 서셉터 샤프트(130)의 가스 채널(136)을 통해 가스 분배 플레이트(120)의 채널들(122)로, 그리고 서셉터 본체(110)의 구멍들(119)을 통해 기판 아래의 위치들로 유동하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 가스 채널(136)은 서셉터 샤프트(130)에 의해 형성된다. 일부 실시예들에서, 가스 튜브는 가스 채널(136)을 형성한다. 가스 튜브는 서셉터 샤프트(130)의 내부 용적부를 통해 라우팅된다.
[0033] 일부 실시예들에서, 공급 채널(132) 및 복귀 채널(134)은 각각 약 0.5 내지 1.5 인치(예를 들어, 약 1 인치)의 내경을 갖고, 가스 채널(136)은 약 0.2 내지 약 0.3 인치(예를 들어, 약 0.25 인치)의 내경을 갖는다.
[0034] 프로세싱 챔버는 프로세싱 챔버 내의 온도를 상승시키는 기판 프로세싱 동작들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 기판 지지 조립체(100)는 MMC 서셉터 본체(110)를 실온보다 높고 기판 프로세싱 동작들의 온도보다 낮은 온도로 가열할 수 있다. 일부 예들에서, 기판 프로세싱 동작들은 MMC 서셉터 본체(110)의 온도보다 높은 온도에서 이루어진다. 예를 들어, 기판 프로세싱 동작들은 350 ℃ 초과에서 이루어질 수 있으며, 열 전달 유체는 MMC 서셉터 본체(110)를 약 350 ℃로 가열할 수 있다. 채널들(112) 내의 열 전달 유체는 프로세싱 챔버의 아이들 상태(예를 들어, 기판 프로세싱 동작들을 수행하지 않음) 동안에 약 300 내지 약 400 ℃(예를 들어, 약 350 ℃)의 온도로 기판을 가열하도록 작동 가능할 수 있다. 채널들(112) 내의 열 전달 유체는 프로세싱 챔버의 활성 상태(예를 들어, 기판 프로세싱 동작들을 수행함) 동안에 약 300 내지 약 400 ℃(예를 들어, 약 350 ℃)의 온도로 기판을 냉각시키도록 작동 가능할 수 있다.
[0035] 일부 실시예들에서, 열 전달 유체는 (예를 들어, 기판 프로세싱 동작 동안에) 기판을 냉각시키기 위해 보다 낮은 온도(예를 들어, 약 300 내지 340 ℃)에 있고, 열 전달 유체는 (예를 들어, 프로세싱 챔버의 아이들 상태 동안에) 기판을 가열하기 위해 보다 높은 온도(예를 들어, 약 350 내지 400 ℃)에 있다.
[0036] 일부 실시예들에서, 제어기(109)는 기판 지지 조립체(100), 프로세싱 챔버, 로봇, 및/또는 기판 프로세싱 시스템의 다양한 양상들을 제어한다. 제어기(109)는 퍼스널 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 프로그램가능 로직 제어기(programmable logic controller; PLC), 마이크로컨트롤러 등과 같은 컴퓨팅 디바이스이고, 그리고/또는 이를 포함한다. 제어기(109)는 일부 실시예들에서 마이크로프로세서, 중앙 프로세싱 유닛 등과 같은 범용 프로세싱 디바이스들인 하나 이상의 프로세싱 디바이스들을 포함한다. 보다 구체적으로는, 일부 실시예들에서, 프로세싱 디바이스는 복잡 명령 집합 컴퓨팅(complex instruction set computing; CISC) 마이크로프로세서, 축소 명령 집합 컴퓨팅(reduced instruction set computing; RISC) 마이크로프로세서, 초장 명령어(very long instruction word; VLIW) 마이크로프로세서, 또는 다른 명령 집합들을 구현하는 프로세서, 또는 명령 집합들의 조합을 구현하는 프로세서들이다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 디바이스는 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP), 네트워크 프로세서 등과 같은 하나 이상의 특수 목적 프로세싱 디바이스들이다. 일부 실시예들에서, 제어기(109)는 데이터 저장 디바이스(예를 들어, 하나 이상의 디스크 드라이브들 및/또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)들), 메인 메모리, 정적 메모리, 네트워크 인터페이스, 및/또는 다른 구성요소들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제어기(109)는 본원에 설명된 방법들 또는 프로세스들 중 임의의 하나 이상을 수행하기 위한 명령들을 실행한다. 명령들은 (명령들의 실행 동안에) 메인 메모리, 정적 메모리, 보조 스토리지 및/또는 프로세싱 디바이스 중 하나 이상을 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된다. 일부 실시예들에서, 제어기(109)는 기판 지지 조립체(100)의 하나 이상의 파라미터들(예를 들어, 온도, 압력, 유량, 전압 등)을 제어하는 데 사용된다. 제어기(109)는 기판 지지 조립체(100)와 연관된 하나 이상의 센서들로부터 센서 데이터를 수신한다.
[0037] 일부 실시예들에서, 하나 이상의 센서(sensor)들이 제어기(109)에 센서 데이터를 제공한다. 센서는 열전대 센서(thermocouple sensor), 열 센서, 온도 센서, 압력 센서, 유량 센서, 및/또는 전압 센서 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
[0038] 일부 실시예들에서, 제어기(109)는 센서(예를 들어, 열전대, 열 센서, 온도 센서)로부터 기판의 온도(예를 들어, MMC 서셉터 본체(110)의 온도)와 연관된 센서 데이터를 수신한다. 기판의 온도가 제1 임계 온도를 충족하는 것(예를 들어, 약 350 ℃보다 높음)에 응답하여, 제어기(109)는 기판을 냉각하기 위해 열 전달 유체가 보다 낮은 온도(예를 들어, 300 내지 340 ℃)로 채널들(112)을 통해 유동하게 한다. 온도가 제2 임계 온도를 충족하는 것(예를 들어, 약 350 ℃ 미만임)에 응답하여, 제어기(109)는 기판을 가열하기 위해 열 전달 유체가 보다 높은 온도(예를 들어, 350 내지 400 ℃)로 채널들(112)을 통해 유동하게 한다.
[0039] 일부 실시예들에서, 제어기(109)는 센서(예를 들어, 압력 센서, 유량 센서 등)로부터 가스 분배 플레이트(120)와 연관된 가스의 압력과 연관된 센서 데이터를 수신한다. 일부 실시예들에서, 센서 데이터는 가스 입구(예를 들어, 가스 채널(136))와 연관되어 있다. 일부 실시예들에서, 센서 데이터는 채널들(122)과 연관되어 있다. 일부 실시예들에서, 센서 데이터는 MMC 서셉터 본체(110) 상에 배치된 기판 아래의 위치와 연관되어 있다. 제어기(109)는 가스가 임계 압력 값에 있도록 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(109)는 기판을 MMC 서셉터 본체(110)에 고정하는 정전 척킹력(electrostatic chucking force)과 연관된 전압 데이터를 수신한다. 일부 실시예들에서, 가스의 임계 압력 값은 전압 데이터(예를 들어, 정전기 척킹력)에 기초하여 결정된다.
[0040] 일부 실시예들에서, 시스템은 기판 지지 조립체(100), 제어기(109), 하나 이상의 센서들, 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들(예를 들어, 유체 히터, 유체 냉각기 등), 및 하나 이상의 유량 조정 디바이스들(예를 들어, 펌프, 밸브, 재순환 펌프 등)을 포함한다. 기판 프로세싱 장비가 작동되는 것(예를 들어, 켜지는 것, 제어기(109)에 의해 작동되는 것)에 응답하여, 제어기(109)는 제1 유량 조정 디바이스(예를 들어, 펌프, 재순환 펌프 등)로 하여금 열 전달 유체가 공급 채널(132), 채널들(112) 및 복귀 채널(134)을 통해 유동하게 하도록 한다. 제어기(109)는 추가로 유체 온도 조정 디바이스가 열 전달 유체의 온도 조정을 유발하게 한다(예를 들어, 히터가 재순환 열 전달 유체를 약 300 내지 약 400 ℃가 되도록 가열하게 함). 제어기(109)는 유량 조정 디바이스(예를 들어, 밸브, 펌프)로 하여금 가스(예를 들어, 헬륨)가 가스 채널(136), 채널들(122) 및 구멍들(119)을 통해 기판 지지 조립체(100)의 상부면(예를 들어, 기판 아래)으로 유동하게 하도록 한다. 제어기(109)는 프로세싱 챔버가 제1 임계 온도를 충족한다고(예를 들어, 아이들 상태에 있고, 350 ℃ 미만임)를 결정하고 유체 온도 조정 디바이스(예를 들어, 히터)가 열 전달 유체의 온도를 (예를 들어, 약 350 내지 약 400 ℃로) 조정하여 기판을 약 350 ℃로 가열하게 한다. 제어기(109)는 프로세싱 챔버가 제2 임계 온도를 충족한다고(예를 들어, 활성 상태에 있고, 350 ℃ 초과임)를 결정하고, 유체 온도 조정 디바이스(예를 들어, 냉각기, 응축기 등)가 열 전달 유체의 온도를 (예를 들어, 약 300 내지 약 350 ℃로) 조정하여 기판을 약 350 ℃로 냉각하게 한다. 제어기(109)는 아이들 상태들 동안에 기판을 가열하고 활성 상태들 동안에 기판을 냉각시키기 위해 열 전달 유체의 온도를 제어함으로써 기판의 온도를 제어한다. 제어기(109)는 기판의 온도가 ±10 ℃ 이내(예를 들어, 약 340 내지 약 360 ℃)에 있도록 제어할 수 있다.
[0041] 도 2a 내지 도 2c는 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체(200)(예를 들어, 도 1의 기판 지지 조립체(100))의 MMC 서셉터 본체(210)(예를 들어, 도 1의 MMC 서셉터 본체(110))의 플레이트(예를 들어, 도 1의 상부 플레이트(114))의 도면들을 예시한다. 도 2a는 평면도이고, 도 2b는 측면도이며, 도 2c는 저면도이다. 다른 도면들의 특징부들과 비교하여 유사한 참조 번호들을 갖는 특징부들은 동일하거나 유사한 구조 및/또는 기능을 포함할 수 있다.
[0042] MMC 서셉터 본체(210)는 MMC 서셉터 본체(220)의 상부면 상에 코팅(218)(예를 들어, 도 1의 코팅(118))을 포함한다. 가스(예를 들어, 헬륨)를 위한 구멍들(219)(예를 들어, 도 1의 구멍들(119))은 코팅(218)(예를 들어, 구멍들(219A)) 및 MMC 서셉터 본체(예를 들어, 상부 플레이트(214)의 구멍들(219B))에 의해 형성된다. MMC 서셉터 본체(210)의 상부 플레이트(214)의 하부면은 MMC 서셉터 본체(210) 및 MMC 서셉터 본체(210) 상에 배치된 기판을 가열하기 위해 열 전달 유체를 수용하기 위한 채널들(212)(예를 들어, 도 1의 채널들(112))을 형성한다.
[0043] 도 3a 내지 도 3c는 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체(300)(예를 들어, 도 1의 기판 지지 조립체(100))의 가스 분배 플레이트(320)(예를 들어, 도 1의 가스 분배 플레이트(120))의 도면들을 예시한다. 도 3a는 평면도이고, 도 3b는 측면도이며, 도 3c는 저면도이다. 다른 도면들의 특징부들과 비교하여 유사한 참조 번호들을 갖는 특징부들은 동일하거나 유사한 구조 및/또는 기능을 포함할 수 있다.
[0044] 가스 분배 플레이트(320)의 상부면은 가스(예를 들어, 헬륨, 아르곤 등)를 수용하기 위한 채널들(322)을 형성할 수 있고, 가스 분배 플레이트(320)는 채널들(322)의 상부면을 제공하기 위해 플레이트(예를 들어, 도 1의 MMC 서셉터 본체(110)의 하부 플레이트(116))에 고정(예를 들어, 체결)될 수 있다. 하나 이상의 어댑터(adaptor)들(324)(예를 들어, 가스 배관 입구들)은 채널(322)을 가스 입구 구멍들(326)을 통해 서셉터 샤프트(예를 들어, 도 1의 서셉터 샤프트(130))의 가스 채널(예를 들어, 도 1의 가스 채널(136))에 결합하도록 구성될 수 있다. 채널들(322)은 기판 아래의 위치에 가스를 제공하기 위해 MMC 서셉터 본체의 구멍들(예를 들어, 도 1의 구멍들(119), 도 2a 및 도 2c의 구멍들(219))과 정렬된다.
[0045] 도 4a 내지 도 4c는 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체(400)(예를 들어, 도 1의 기판 지지 조립체(100))의 일부들의 도면들을 예시한다. 도 4a는 서셉터 샤프트(430)(예를 들어, 도 1의 서셉터 샤프트(130))의 측면도이고, 도 4b는 서셉터 샤프트(430)의 저면도이며, 도 4c는 서셉터 샤프트(430)가 없는 기판 지지 조립체(410)(예를 들어, 도 1의 기판 지지 조립체(100))의 측면도이다. 다른 도면들의 특징부들과 비교하여 유사한 참조 번호들을 갖는 특징부들은 동일하거나 유사한 구조 및/또는 기능을 포함할 수 있다.
[0046] 서셉터 샤프트(130)는 세장형 하부 부분 및 플랜지형 상부 부분을 포함한다. 플랜지형 상부 부분은 가스 분배 플레이트(420)(예를 들어, 도 1의 가스 분배 플레이트(120), 도 3a 내지 도 3c의 가스 분배 플레이트(320) 등)에 고정(예를 들어, 체결)되도록 구성된다.
[0047] 공급 채널(432)(예를 들어, 도 1의 공급 채널(132)), 복귀 채널(434)(예를 들어, 도 1의 복귀 채널(134)) 및 가스 채널(436)(예를 들어, 도 1의 가스 채널(436))이 서셉터 샤프트(130)에 배치된다. 일부 실시예들에서, 공급 채널(432), 복귀 채널(434) 및 가스 채널(436)은 서셉터 샤프트(430)를 통해 라우팅되는 튜브들에 의해 형성된다.
[0048] 도 5는 특정 실시예들에 따른 기판 지지 조립체를 사용하는 방법을 예시한다. 일부 실시예들에서, 방법(500)의 동작들 중 하나 이상은 제어기(예를 들어, 도 1의 제어기(109))에 의해 수행된다. 특정 시퀀스 또는 순서로 도시되어 있지만, 달리 명시되지 않는 한, 프로세스들의 순서는 변경될 수 있다. 따라서, 예시된 실시예들은 단지 예들로서만 이해되어야 하며, 예시된 프로세스들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 일부 프로세스들이 병행하여 수행될 수 있다. 추가적으로, 하나 이상의 프로세스들이 다양한 실시예들에서 생략될 수 있다. 따라서, 모든 실시예에서 모든 프로세스들이 요구되는 것은 아니다.
[0049] 도 5의 방법(500)을 참조하면, 블록(502)에서, MMC 서셉터 본체를 가열하기 위해 열 전달 유체가 MMC 서셉터 본체에 의해 형성된 채널들을 통해 유동하게 된다. 제어기는 유체 온도 조정 디바이스(예를 들어, 히터)가 열 전달 유체를 약 300 내지 약 400 ℃(예를 들어, 약 350 ℃)의 온도로 가열하게 할 수 있으며, 제어기는, 유량 조정 디바이스(예를 들어, 펌프, 재순환 펌프 및/또는 밸브)를 통해, 열 전달 유체가 MMC 서셉터 본체를 통해 (예를 들어, 약 50 내지 150 리터/분으로) 유동하게 하여 MMC 서셉터 본체를 약 300 내지 400 ℃(예를 들어, 약 350 ℃)의 온도로 가열하게 한다. MMC 서셉터 본체는 기판이 MMC 서셉터 본체 상에 배치되기 전에 약 300 내지 약 400 ℃(예를 들어, 약 350 ℃)의 온도로 (예를 들어, 열 전달 유체를 통해) 가열될 수 있다. 기판이 MMC 서셉터 본체 상에 배치되는 것에 응답하여, 기판은 (예를 들어, MMC 서셉터 본체로부터의 열 전도를 통해) 약 300 내지 약 400 ℃(예를 들어, 약 350 ℃)의 온도로 가열된다.
[0050] 블록(504)에서, 서셉터 샤프트의 가스 채널, 가스 분배 플레이트의 채널들, 및 MMC 서셉터 본체의 구멍들을 통해 기판 아래의 위치로 가스(예를 들어, 헬륨, 아르곤 등)가 유동하게 된다. 제어기는 유량 조정 디바이스(예를 들어, 펌프, 밸브 등)를 통해 가스 유동을 제공할 수 있다. 가스는 기판의 하부면 상에 압력을 제공한다. 일부 실시예들에서, 기판의 둘레 부분은 MMC 서셉터 본체에 실질적으로 밀봉되어, 가스가 기판 아래에 실질적으로 봉입되게 한다. 제어기는 센서 데이터(예를 들어, 압력 센서 데이터, 유량 데이터 등)를 기반으로 가스 유동을 제공할 수 있다. 제어기는 기판 아래의 가스 압력이 MMC 서셉터 본체의 척킹 압력(예를 들어, 정전 척킹 압력)보다 낮아지게 할 수 있다.
[0051] 블록(506)에서, 프로세싱 챔버는 아이들 상태에 있는 것으로 결정된다. 일부 실시예들에서, 제어기는 기판 및/또는 MMC 서셉터 본체의 온도와 연관된 센서 데이터를 수신한다. 온도가 제1 임계 온도(예를 들어, 약 350 ℃ 이하)를 충족한다고 결정하는 것에 응답하여, 제어기는 프로세싱 챔버가 아이들 상태(예를 들어, 기판 프로세싱 동작들을 수행하지 않음)에 있다고 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기는 프로세싱 챔버가 기판 프로세싱 동작들을 수행하고 있지 않다는 것을 나타내는 데이터를 수신한다. 일부 실시예들에서, 제어기는 프로세싱 챔버를 제어한다.
[0052] 블록(508)에서, 프로세싱 챔버가 아이들 상태에 있는 것에 응답하여, 기판을 가열하기 위해 열 전달 유체가 MMC 서셉터 본체에 의해 형성된 채널들을 통해 유동하게 된다. 제어기는, 유체 온도 조정 디바이스(예를 들어, 히터)를 통해, 기판을 가열하기 위해 MMC 서셉터 본체의 채널들을 통해 유동하는 열 전달 유체의 제1 온도 조정을 유발할 수 있다. 아이들 상태 동안에, 열 전달 유체는 실온보다 기판 프로세싱 동작 온도에 더 가까운 온도(예를 들어, 약 350 ℃)로 기판을 가열 및 유지하기 위해 기판 프로세싱 동작 온도(예를 들어, 약 350 내지 400 ℃)보다 낮은 온도(예를 들어, 약 350 ℃)에 있다.
[0053] 블록(510)에서, 프로세싱 챔버는 활성 상태에 있는 것으로 결정된다. 제어기는 기판 및/또는 MMC 서셉터 본체의 온도와 연관된 센서 데이터에 기초하여 프로세싱 챔버가 활성 상태에 있다고 결정할 수 있다. 제어기는 프로세싱 챔버가 기판 프로세싱 동작을 수행하고 있음을 나타내는 데이터를 수신할 수 있다. 제어기는 프로세싱 챔버가 기판 프로세싱 동작을 수행할 시기를 나타내는 스케줄(schedule)을 가질 수 있다. 제어기는 프로세싱 챔버가 기판 프로세싱 동작을 수행하게 할 수 있다.
[0054] 블록(512)에서, 프로세싱 챔버가 활성 상태에 있는 것에 응답하여, 기판을 냉각시키기 위해 열 전달 유체가 MMC 서셉터 본체에 의해 형성된 채널들을 통해 유동하게 된다. 제어기는, 유체 온도 조정 디바이스(예를 들어, 냉각기, 응축기)를 통해, 기판을 냉각시키기 위해 MMC 서셉터 본체의 채널들을 통해 유동하는 열 전달 유체의 제2 온도 조정을 유발할 수 있다. 제어기는 블록(508)보다 낮은 온도(예를 들어, 약 300 내지 약 350 ℃)의 열 전달 유체가 MMC 서셉터 본체를 통해 유동하게 할 수 있다. 열 전달 유체는 MMC 서셉터 본체 상의 기판의 아이들 온도(예를 들어, 약 350 ℃)의 임계 온도(예를 들어, ±10 ℃) 이내로 기판(그리고 예를 들어 MMC 서셉터 본체)을 유지하기 위해 기판 프로세싱 동작으로부터 추가 열을 흡수할 수 있다.
[0055] 일부 실시예들에서, 방법(500)의 동작들 각각은 프로세싱 챔버에서 밀봉된 환경을 유지하면서 수행된다. 일부 실시예들에서, 열 전달 유체, MMC 서셉터 본체 및/또는 기판의 사전결정된 온도는 기판 프로세싱 동작들의 온도에 기초하여 조정된다. 일부 실시예들에서, 대응하는 기판 프로세싱 동작과 연관된 열 전달 유체, MMC 서셉터 본체 및/또는 기판의 각각의 사전결정된 온도에 대해, 열 전달 유체, MMC 서셉터 본체 및/또는 기판의 온도는 대응하는 기판 프로세싱 동작 이전, 도중 및 이후에 임계 온도(예를 들어, ±10 ℃) 이내로 유지된다.
[0056] 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, "유발하는", "결정하는", "가열하는", "냉각하는", "유동하는", "수신하는", "전송하는", "생성하는" 등과 같은 용어들은 컴퓨터 시스템 레지스터들 및 메모리들 내에서 물리적(전자) 양들로 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리들 및 레지스터들, 또는 다른 그러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 디바이스들 내에서 물리적 양들로 유사하게 표현된 다른 데이터로 조작 및 변환하는 컴퓨터 시스템들에 의해 수행되거나 구현되는 행동들 및 프로세스들을 지칭한다. 또한, 본원에 사용된 바와 같이, 용어들 "제1", "제2", "제3", "제4" 등은 상이한 요소들을 구별하기 위한 라벨들을 의미하며, 그들의 수치 지정에 따른 순서적 의미를 갖지 않는다.
[0057] 본원에 설명된 예들은 또한 본원에 설명된 방법들을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 이러한 장치는 본원에 설명된 방법들을 수행하도록 특수하게 구성되거나, 컴퓨터 시스템에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 프로그래밍된 범용 컴퓨터 시스템을 포함한다. 일부 실시예들에서, 그러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 유형의 저장 매체에 저장된다.
[0058] 본원에 설명된 방법들 및 예시적인 예들은 본질적으로 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 장치와 관련이 없다. 다양한 범용 시스템들이 본원에 설명된 교시들에 따라 사용될 수 있거나, 보다 전문화된 장치가 본원에 설명된 방법들 및/또는 이들 방법들의 개별적인 기능들, 루틴들, 서브루틴들 또는 작동들의 각각을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 다양한 시스템들에 대한 구조의 예들은 상기의 설명에 기술되어 있다.
[0059] 이전의 설명은 본 개시내용의 몇몇 실시예들의 양호한 이해를 제공하기 위해 특정 시스템들, 구성요소들, 방법들 등의 예들과 같은 다수의 특정 세부사항들을 기재한다. 그러나, 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들이 이러한 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예시들에서, 잘-알려진 구성요소들 또는 방법들은 본 개시내용을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 상세히 설명되지 않거나 간단한 블록 다이어그램 포맷으로 제시된다. 따라서, 기재된 특정 세부사항들은 단지 예시일 뿐이다. 특정한 구현들은 이러한 예시적인 세부사항들과 다를 수 있으며, 여전히 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.
[0060] 본원에 사용된 바와 같은 용어들 "위에", "아래에", "사이에", "상에 배치되는", "지지하다" 및 "상에"는 다른 층들 또는 구성요소들에 대한 하나의 재료 층 또는 구성요소의 상대적인 포지션을 지칭한다. 예를 들어, 다른 층 상에, 위에 또는 아래에 배치된 하나의 층은 다른 층과 직접 접촉할 수 있거나 하나 이상의 개재 층들을 가질 수 있다. 또한, 2 개의 층들 사이에 배치된 하나의 층은 2 개의 층들과 직접 접촉할 수 있거나, 하나 이상의 개재 층들을 가질 수 있다. 유사하게, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 2 개의 특징부들 사이에 배치된 하나의 특징부는 인접한 특징부들과 직접 접촉할 수 있거나, 하나 이상의 개재 층들을 가질 수 있다.
[0061] 본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는, 실시예와 관련하여 설명된 특정한 피처, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 장소들에서의 어구 "일 실시예" 또는 "실시예"의 출현들 모두는 반드시 동일한 실시예를 지칭할 필요는 없다. 부가적으로, 용어 "또는"은 배타적인 "또는" 보다는 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. 용어 "약" 또는 "대략"이 본 명세서에서 사용될 때, 이는 제시된 공칭 값이 ±10% 내에서 정확하다는 것을 의미하도록 의도된다.
[0062] 본 명세서의 방법들의 동작들이 특정한 순서로 도시되고 설명되지만, 각각의 방법의 동작들의 순서는, 특정한 동작들이 역순으로 수행되어, 특정한 동작들이 다른 동작들과 적어도 부분적으로 동시에 수행되도록 변경될 수 있다. 다른 실시예에서, 별개의 동작들의 명령들 또는 하위-동작들은 간헐적이고 그리고/또는 교번적인 방식으로 이루어진다.
[0063] 위의 설명은 제한이 아니라 예시적인 것으로 의도된다는 것을 이해한다. 위의 설명을 판독 및 이해할 시에, 많은 다른 실시예들이 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시내용의 범위는, 첨부된 청구항들이 권리를 가지는 등가물들의 전체 범위와 함께 그러한 청구범위들을 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 기판 지지 조립체로서,
    프로세싱 챔버(processing chamber) 내에 기판을 지지하도록 구성된 금속 매트릭스 복합재(metal matrix composite; MMC) 서셉터 본체(susceptor body)를 포함하며, 상기 MMC 서셉터 본체는 열 전달 유체를 수용하도록 구성된 하나 이상의 채널(channel)들을 형성하고, 상기 열 전달 유체는 상기 프로세싱 챔버의 아이들 상태(idle state) 동안에 상기 기판을 가열하도록 작동 가능하고, 상기 열 전달 유체는 상기 프로세싱 챔버의 활성 상태(active state) 동안에 상기 기판을 냉각시키도록 작동 가능한,
    기판 지지 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 열 전달 유체는 상기 프로세싱 챔버의 아이들 상태 동안에 약 300 내지 약 400 ℃의 제1 온도로 상기 기판을 가열하도록 작동 가능하고, 상기 열 전달 유체는 상기 프로세싱 챔버의 활성 상태 동안에 약 300 내지 약 400 ℃의 제2 온도로 상기 기판을 냉각시키도록 작동 가능한,
    기판 지지 조립체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 MMC 서셉터 본체 상에 배치된 코팅(coating)을 더 포함하며, 상기 코팅은 상기 MMC 서셉터 본체의 제2 열팽창 계수와 유사한 제1 열팽창 계수를 갖는,
    기판 지지 조립체.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 MMC 서셉터 본체 아래에 배치된 가스 분배 플레이트(gas distribution plate)를 더 포함하며, 상기 가스 분배 플레이트는 복수의 채널들을 형성하고, 가스는 상기 가스 분배 플레이트의 하나 이상의 채널들을 통해, 상기 MMC 서셉터 본체의 구멍들을 통해 상기 MMC 서셉터 본체에 의해 지지된 상기 기판 아래의 위치로 유동하도록 작동 가능한,
    기판 지지 조립체.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 MMC 서셉터 본체는 제1 플레이트(plate) 및 제2 플레이트를 포함하고, 상기 제1 플레이트의 하부면은 상기 하나 이상의 채널들을 형성하고, 상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트의 하부면의 적어도 일부에 접합되며, 상기 가스 분배 플레이트의 상부면은 상기 복수의 채널들을 형성하고, 상기 가스 분배 플레이트의 상부면의 적어도 일부는 상기 제2 플레이트에 체결되는(fastened),
    기판 지지 조립체.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 서셉터 샤프트(susceptor shaft)를 더 포함하며, 상기 열 전달 유체는 상기 서셉터 샤프트의 공급 채널(supply channel)을 통해 상기 MMC 서셉터 본체로, 그리고 상기 MMC 서셉터 본체로부터 상기 서셉터 샤프트의 복귀 채널(return channel)을 통해 유동하도록 작동 가능하고, 가스는 상기 서셉터 샤프트의 가스 채널을 통해 상기 가스 분배 플레이트로, 그리고 상기 가스 분배 플레이트에 형성된 복수의 채널들 및 상기 MMC 서셉터 본체의 구멍들을 통해 상기 MMC 서셉터 본체에 의해 지지된 상기 기판 아래의 위치로 유동하도록 작동 가능한,
    기판 지지 조립체.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 기판 프로세싱 동안에 부식을 방지하기 위해 상기 가스 분배 플레이트의 적어도 일부 및 상기 서셉터 샤프트의 적어도 일부 상에 플라즈마 스프레이 코팅(plasma spray coating)을 더 포함하는,
    기판 지지 조립체.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 공급 채널은 제1 튜브(tube)에 의해 형성되고, 상기 복귀 채널은 제2 튜브에 의해 형성되며, 상기 제1 튜브 및 상기 제2 튜브는 상기 서셉터 샤프트에 배치되는,
    기판 지지 조립체.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 지지 조립체는 정전 척(electrostatic chuck)인,
    기판 지지 조립체.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 열 전달 유체는 상기 아이들 상태 동안에 상기 기판을 가열하기 위해 제3 온도에 있고, 상기 열 전달 유체는 상기 활성 상태 동안에 상기 기판을 냉각시키기 위해 제4 온도에 있으며, 상기 제4 온도는 상기 제3 온도보다 낮은,
    기판 지지 조립체.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 열 전달 유체는 상기 MMC 서셉터 본체의 하나 이상의 채널들을 통해 약 50 내지 약 150 리터/분(liter per minute)으로 유동하도록 작동 가능한,
    기판 지지 조립체.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 열 전달 유체는 약 350 내지 약 400 ℃로 가열되도록 작동 가능한 합성 유기 열 전달 매체인,
    기판 지지 조립체.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 열 전달 유체는 상기 프로세싱 챔버의 아이들 상태 및 상기 프로세싱 챔버의 활성 상태 동안에 약 10℃ 범위 이내에서 상기 기판을 유지하도록 작동 가능한,
    기판 지지 조립체.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 MMC 서셉터 본체는 금속 매트릭스 및 세라믹 입자들을 포함하는 금속 매트릭스 복합재를 포함하는,
    기판 지지 조립체.
  15. 시스템으로서,
    프로세싱 챔버 내에 기판을 지지하도록 구성된 금속 매트릭스 복합재(MMC) 서셉터 본체 ―상기 MMC 서셉터 본체는 하나 이상의 채널들을 형성함―;
    상기 열 전달 유체의 온도를 조정하도록 구성된 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들; 및
    상기 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들 및 유량 조정 디바이스에 결합된 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는,
    상기 프로세싱 챔버가 아이들 상태에 있다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들 중 적어도 하나를 통해, 상기 기판을 약 300 내지 약 400 ℃의 제1 온도로 가열하기 위해 상기 하나 이상의 채널들을 통해 유동하는 상기 열 전달 유체의 제1 온도 조정을 유발하고;
    상기 프로세싱 챔버가 활성 상태에 있다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 하나 이상의 유체 온도 조정 디바이스들 중 하나 이상을 통해, 상기 기판을 약 300 내지 약 400 ℃의 제2 온도로 냉각시키기 위해 상기 하나 이상의 채널들을 통해 유동하는 상기 열 전달 유체의 제2 온도 조정을 유발하는,
    시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버가 상기 아이들 상태에 있다고 결정하기 위해, 상기 제어기는,
    센서(sensor)로부터 센서 데이터를 수신하고, 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 기판과 연관된 제3 온도가 제1 임계 온도를 충족한다고 결정하는 것; 또는
    상기 프로세싱 챔버가 기판 프로세싱 동작을 수행하고 있지 않음을 나타내는 정보를 수신하는 것 중 하나 이상을 수행하는,
    시스템.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버가 상기 활성 상태에 있다고 결정하기 위해, 상기 제어기는,
    센서로부터 센서 데이터를 수신하고, 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 기판과 연관된 제4 온도가 제2 임계 온도를 충족한다고 결정하는 것; 또는
    상기 프로세싱 챔버가 기판 프로세싱 동작을 수행하고 있음을 나타내는 정보를 수신하는 것 중 하나 이상을 수행하는,
    시스템
  18. 제15 항에 있어서,
    유량 조정 디바이스를 더 포함하며, 상기 제어기는 추가로, 상기 유량 조정 디바이스를 통해, 상기 유체가 상기 MMC 서셉터 본체에 의해 형성된 상기 하나 이상의 채널들을 통해 유동하게 하는,
    시스템.
  19. 열 전달 유체가 금속 매트릭스 복합재(MMC) 서셉터 본체에 의해 형성된 하나 이상의 채널들을 통해 유동하게 하는 단계;
    프로세싱 챔버가 아이들 상태에 있는 것에 응답하여, 상기 MMC 서셉터 본체 상에 배치된 기판을 약 300 내지 약 400 ℃의 제1 온도로 가열하기 위해 상기 하나 이상의 채널들을 통해 유동하는 상기 열 전달 유체의 제1 온도 조정을 유발하는 단계; 및
    상기 프로세싱 챔버가 활성 상태에 있는 것에 응답하여, 상기 MMC 서셉터 본체 상에 배치된 상기 기판을 약 300 내지 약 400 ℃의 제2 온도로 냉각시키기 위해 상기 하나 이상의 채널들을 통해 유동하는 상기 열 전달 유체의 제2 온도 조정을 유발하는 단계를 포함하는,
    방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    가스가 서셉터 샤프트의 가스 채널, 가스 분배 플레이트의 복수의 채널들 및 상기 MMC 서셉터 본체의 구멍들을 통해 상기 기판 아래의 위치로 유동하게 하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
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