WO2010140766A2 - 기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치 - Google Patents

기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2010140766A2
WO2010140766A2 PCT/KR2010/002227 KR2010002227W WO2010140766A2 WO 2010140766 A2 WO2010140766 A2 WO 2010140766A2 KR 2010002227 W KR2010002227 W KR 2010002227W WO 2010140766 A2 WO2010140766 A2 WO 2010140766A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
mounting table
contact surface
contact member
contact
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/002227
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010140766A3 (ko
Inventor
이동근
자레스키세르게이
제성태
오완석
Original Assignee
주식회사 유진테크
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 주식회사 유진테크 filed Critical 주식회사 유진테크
Priority to JP2012513852A priority Critical patent/JP2012529173A/ja
Priority to US13/375,403 priority patent/US20120160419A1/en
Publication of WO2010140766A2 publication Critical patent/WO2010140766A2/ko
Publication of WO2010140766A3 publication Critical patent/WO2010140766A3/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541Heating or cooling of the substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/46Chemical 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/687Apparatus 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
    • H01L21/68714Apparatus 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
    • H01L21/68735Apparatus 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 edge profile or support profile

Definitions

  • the present invention relates to a substrate support unit and a substrate processing apparatus, and more particularly, to a substrate support unit having a non-contact surface and a substrate processing apparatus including the same.
  • the semiconductor manufacturing method using the heating element is used as a general method in the thermal chemical vapor deposition proceeded by a single wafer, in addition to the chemical vapor deposition using a plasma method.
  • front contact or partial contact is made with the upper surface of the mounting table while the substrate is placed on the upper surface of the mounting table.
  • the substrate is placed on a mounting table at room temperature, and the mounting table installed in the high temperature reaction chamber maintains a temperature higher than room temperature. Therefore, when the substrate is placed on the mounting table, the substrate is heated through heat exchange with the mounting table, thereby causing thermal expansion in the substrate.
  • substrate sliding phenomenon occurs due to the mounting table which maintains front contact or partial contact with the substrate.
  • the substrate is thermally expanded, if the portion to be thermally expanded is restricted due to the mounting table, the substrate is moved to secure the expansion space.
  • Such substrate transfer phenomenon causes a problem regarding process uniformity.
  • An object of the present invention is to provide a substrate support unit and a substrate processing apparatus including the same that can prevent the movement of the substrate.
  • Another object of the present invention is to provide a substrate support unit and a substrate processing apparatus including the same, which can secure a process uniformity for a substrate.
  • the substrate support unit includes a mounting table on which the substrate is placed; And a heating element installed in the mounting table and capable of heating the substrate placed on the mounting table, wherein the mounting table is disposed to face the center portion of the substrate and is spaced apart from the center portion of the substrate; And a contact member extending outwardly from the non-contact surface and disposed along an edge portion of the substrate placed on the mounting table to support the edge portion of the substrate.
  • the contact member may protrude from the non-contact surface.
  • the contact member may include a plurality of support members disposed along an edge of the substrate.
  • the contact member may have a ring shape disposed along an edge of the substrate.
  • the mounting table may further include a guide ring disposed outside the contact member to guide the substrate, and the guide ring may include a guide surface inclined toward the inside of the mounting table.
  • the mounting table may further include a protrusion member installed to protrude from the non-contact surface and spaced apart from the substrate to adjust a separation distance from the substrate.
  • a substrate processing apparatus includes a chamber providing a process space for a substrate; A mounting table installed in the process space and on which the substrate is placed; And a heating element installed in the mounting table and capable of heating the substrate placed on the mounting table, wherein the mounting table is disposed to face the center portion of the substrate and is spaced apart from the center portion of the substrate; And a contact member extending outwardly from the non-contact surface and disposed along an edge portion of the substrate placed on the mounting table to support the edge portion of the substrate.
  • the present invention it is possible to prevent the movement of the substrate. Moreover, the process uniformity of a board
  • substrate can be ensured.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the substrate support unit shown in FIG.
  • FIG 3 is a view showing a substrate support unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a process result using a conventional substrate support unit.
  • FIG. 5 is a view showing a process result using the substrate support unit of the present invention.
  • FIGS. 1 to 5 Embodiments of the invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described below. These embodiments are provided to explain in detail the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view showing a substrate support unit shown in FIG.
  • the substrate processing apparatus includes a chamber 10 and a substrate support unit 20 installed inside the chamber 10.
  • the chamber 10 provides an internal space that is blocked from the outside, and the process for the substrate W is performed in the internal space. Deposition and etching may be performed in the chamber, and various semiconductor manufacturing processes for the substrate W may be performed.
  • the chamber 10 has an entrance 12 formed at one side, and the substrate W enters into and out of the chamber 10 through the entrance 12.
  • the gate valve 14 is installed outside the entrance and exit 12, and the gate valve 14 opens and closes the entrance and exit 12.
  • the substrate support unit 20 is installed in the chamber 10, and supports the substrate (W) loaded through the entrance (12).
  • the substrate support unit 20 includes a mounting table and a support shaft 29, and the support shaft 29 may raise and lower the mounting table as the process proceeds.
  • the mounting table includes a contact member 22, a non-contact surface 24, and a guide ring 26.
  • the non-contact surface 24 is recessed than the upper surface of the contact member 22 and lower than the upper surface of the contact member 22, and the contact member 22 protrudes from the non-contact surface 24 so that the upper surface of the contact member 22 is It is higher than the non-contact surface 24.
  • the height difference between the upper surface of the contact member 22 and the non-contact surface 24 may be approximately 1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the non-contact surface 24 may have a shape (eg, a circle or a rectangle) that substantially matches the shape of the substrate (W, for example, a circle or a square), but may have a shape different from that of the substrate (W). have.
  • the non-contact surface 24 is located below the center portion of the substrate W placed on the mounting table.
  • the contact member 22 is disposed outside the non-contact surface 24, and the substrate W is placed on the upper surface of the contact member 22.
  • the contact member 22 supports an edge portion of the substrate W placed thereon and is disposed along the edge portion of the substrate W. As shown in FIG.
  • the edge portion may be approximately 1 mm to 30 mm in length measured along the radial direction.
  • the contact member 22 may include a plurality of support members having a ring shape or an arc shape.
  • a flow space 24a is formed between the non-contact surface 24 and the substrate (W).
  • the mounting table further includes a heating element H, which heats the substrate W placed on the contact member 22.
  • the mounting table may be a heater type including a heating element (H), it may be a susceptor (susceptor) type combined with a structure having a separate shape to the heater. That is, the mounting table described in this embodiment means a structure on which a substrate (for example, a wafer or a flat plate for a display) can be placed, and is used as a name encompassing a heater type and a susceptor type.
  • the substrate W When the substrate W is heated by the heating element H, the substrate W is thermally deformed due to thermal expansion, and sag occurs at the center of the substrate W.
  • the flow space 24a provides a space in which the center of the substrate W can move. That is, the substrate W is maintained by the contact member 22, and the center of the substrate W sags toward the non-contact surface 24 in the flow space 24a.
  • the thermal deformation (or sag) of the substrate W is limited by the mounting table, so that the substrate W is It moves from the top of the mounting table and is eccentric from the center of the mounting table.
  • the thermal deformation amount of the substrate W is proportional to the size of the substrate W, the larger the substrate W is, the larger the amount of eccentricity of the substrate W is.
  • the thermal deformation (or deflection) of the substrate W is not limited, the movement of the substrate W due to thermal deformation can be prevented.
  • the separation distance (d) between the non-contact surface 24 and the substrate (W) should be adjusted so that the thermal deformation of the substrate (W) is not limited by the non-contact surface (24), the separation distance (d) is the substrate ( It can be proportional to the thermal strain of W).
  • the mounting table further includes a guide ring 26 disposed outside the contact member 22, and the guide ring 26 has a shape generally coinciding with the shape of the substrate W. As shown in FIG.
  • the guide ring 26 has a guide surface 26a inclined inwardly toward the center of the mounting table, and the substrate W placed on the upper part of the mounting table is located at a predetermined position along the guide surface 26a of the guide ring 26. Can be seated on
  • FIG. 3 is a view showing a substrate support unit according to another embodiment of the present invention.
  • the substrate support unit 20 further includes a protruding member 28 provided on the non-contact surface 24.
  • FIG. 3 is a view showing a substrate support unit according to another embodiment of the present invention.
  • the substrate support unit 20 further includes a protruding member 28 provided on the non-contact surface 24.
  • Heat generated in the heating element H is transmitted to the non-contact surface 24 and the protruding member 28, and is transmitted to the substrate W through the convection from the non-contact surface 24 and the protruding member 28.
  • the distance d between the non-contact surface 24 and the substrate W is greater than the distance d 'between the protrusion member 28 and the substrate W, the amount of heat transfer per unit area of the protrusion member 28 is increased. Is greater than the heat transfer amount per unit area of the non-contact surface 24.
  • the substrate (W) when the substrate (W) is heated by the heating element (H), the substrate (W) maintains the state supported by the contact member 22, the center of the substrate (W) flow space It sags toward the non-contact surface 24 in 24a.
  • the separation distance d 'between the protruding member 28 and the substrate W must be adjusted so that the thermal deformation of the substrate W is not limited by the protruding member 28, and the separation distance d is the substrate W.
  • Figure 5 is a view showing a process result using a substrate support unit of the present invention.
  • the amount of eccentricity of the substrate W is about 0.05 mm to 1.80 mm, and the process uniformity of the substrate W is about 2.4. % To 6.8%.
  • the amount of eccentricity of the substrate (W) was found to be approximately 0.05mm to 0.6mm, the process of the substrate W Uniformity ranged from approximately 1.72% to 2.75%. That is, when the edge contact method is adopted, it can be seen that the eccentricity and the process uniformity are greatly improved.

Abstract

본 발명에 의하면, 기판지지유닛은 상부에 기판이 놓여지는 재치대; 그리고 상기 재치대 내에 설치되어 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판을 가열할 수 있는 발열체를 포함하되, 상기 재치대는 상기 기판의 센터부와 대향되도록 배치되어 상기 기판의 센터부로부터 이격되는 비접촉면; 그리고 상기 비접촉면으로부터 외측으로 연장되며, 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판의 에지부를 따라 배치되어 상기 기판의 에지부를 지지하는 접촉부재를 구비한다.

Description

기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치
본 발명은 기판지지유닛 및 기판처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비접촉면을 구비하는 기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치에 관한 것이다.
발열체를 이용한 반도체 제조 방법은 매엽식(single wafer)으로 진행하는 열 화학기상증착에서 일반적인 방법으로 사용되고 있으며, 이밖에도 플라즈마 방식을 이용한 화학기상증착에서도 사용되고 있다.
종래의 기판지지방식은 기판이 재치대의 상부면에 놓여진 상태에서 재치대의 상부면과 전면접촉 또는 부분접촉이 이루어진다. 기판은 상온상태에서 재치대에 놓여지며, 고온의 반응챔버 내에 설치된 재치대는 상온 이상의 고온을 유지하게 된다. 따라서, 기판이 재치대 상에 놓여지면, 기판은 재치대와 열교환을 통해 가열되며, 이로 인해 기판 내에서는 열팽창이 일어난다.
이처럼, 기판이 열팽창할 경우, 기판과 전면접촉 또는 부분접촉을 유지하고 있는 재치대로 인해 기판 이동 현상(sliding)이 발생한다. 기판이 열팽창할 때, 열팽창되는 부분이 재치대로 인해 제한을 받을 경우, 기판은 팽창공간을 확보하기 위해 이동하게 된다. 이와 같은 기판 이동 현상은 공정균일도(uniformity)에 관한 문제를 야기시킨다.
본 발명의 목적은 기판의 이동현상을 방지할 수 있는 기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기판에 대한 공정균일도를 확보할 수 있는 기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 기판지지유닛은 상부에 기판이 놓여지는 재치대; 그리고 상기 재치대 내에 설치되어 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판을 가열할 수 있는 발열체를 포함하되, 상기 재치대는 상기 기판의 센터부와 대향되도록 배치되어 상기 기판의 센터부로부터 이격되는 비접촉면; 그리고 상기 비접촉면으로부터 외측으로 연장되며, 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판의 에지부를 따라 배치되어 상기 기판의 에지부를 지지하는 접촉부재를 구비한다.
상기 접촉부재는 상기 비접촉면으로부터 돌출배치될 수 있다.
상기 접촉부재는 상기 기판의 에지부를 따라 배치된 복수의 지지부재들을 구비할 수 있다.
상기 접촉부재는 상기 기판의 에지부를 따라 배치된 링 형상일 수 있다.
상기 재치대는 상기 접촉부재의 외측에 배치되어 상기 기판을 가이드하는 가이드링을 더 포함하는 것을 더 포함하며, 상기 가이드링은 상기 재치대의 내측을 향해 경사진 안내면을 구비할 수 있다.
상기 재치대는 상기 비접촉면으로부터 돌출되도록 설치되고 상기 기판으로부터 이격되어 상기 기판과의 이격거리를 조절하는 돌출부재를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판처리장치는 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버; 상기 공정공간 내에 설치되며, 상기 기판이 상부에 놓여지는 재치대; 그리고 상기 재치대 내에 설치되어 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판을 가열할 수 있는 발열체를 포함하되, 상기 재치대는 상기 기판의 센터부와 대향되도록 배치되어 상기 기판의 센터부로부터 이격되는 비접촉면; 그리고 상기 비접촉면으로부터 외측으로 연장되며, 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판의 에지부를 따라 배치되어 상기 기판의 에지부를 지지하는 접촉부재를 구비한다.
본 발명에 의하면 기판의 이동현상을 방지할 수 있다. 또한, 기판의 공정균일도를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 기판지지유닛을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판지지유닛을 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 기판지지유닛을 이용한 공정결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 기판지지유닛을 이용한 공정결과를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시한 기판지지유닛을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판처리장치는 챔버(10) 및 챔버(10)의 내부에 설치된 기판지지유닛(20)을 포함한다. 챔버(10)는 외부로부터 차단된 내부공간을 제공하며, 기판(W)에 대한 공정은 내부공간 내에서 이루어진다. 챔버 내에서는 증착 및 에칭이 이루어질 수 있으며, 이밖에도 기판(W)에 대한 다양한 반도체 제조공정이 이루어질 수 있다.
챔버(10)는 일측에 형성된 출입구(12)를 가지며, 기판(W)은 출입구(12)를 통해 챔버(10)의 내부 및 외부로 출입한다. 출입구(12)의 외측에는 게이트 밸브(14)가 설치되며, 게이트 밸브(14)는 출입구(12)를 개폐한다.
한편, 기판지지유닛(20)은 챔버(10)의 내부에 설치되며, 출입구(12)를 통해 로딩된 기판(W)을 지지한다. 기판지지유닛(20)은 재치대와 지지축(29)을 포함하며, 지지축(29)은 공정진행에 따라 재치대를 승강할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 재치대는 접촉부재(22) 및 비접촉면(24), 그리고 가이드링(26)을 포함한다. 비접촉면(24)은 접촉부재(22)의 상부면보다 함몰되어 접촉부재(22)의 상부면보다 낮으며, 접촉부재(22)는 비접촉면(24)으로부터 돌출되어 접촉부재(22)의 상부면은 비접촉면(24)보다 높다. 접촉부재(22)의 상부면과 비접촉면(24)의 높이 차이는 대략 1㎛내지 100㎛ 일 수 있다.
비접촉면(24)은 기판(W)의 형상(예를 들어, 원형 또는 사각형)과 대체로 일치하는 형상(예를 들어, 원형 또는 사각형)을 가지나, 기판(W)의 형상과 다른 형상을 가질 수 있다. 비접촉면(24)은 재치대 상에 놓여진 기판(W)의 센터부(center portion) 하부에 위치한다.
접촉부재(22)는 비접촉면(24)의 외측에 배치되며, 기판(W)은 접촉부재(22)의 상부면에 놓여진다. 접촉부재(22)는 상부에 놓여진 기판(W)의 에지부(edge portion)를 지지하며, 기판(W)의 에지부를 따라 배치된다. 에지부는 반경방향을 따라 측정한 길이가 대략 1㎜ 내지 30㎜ 일 수 있다.
접촉부재(22)는 링 형상이거나, 원호(arc) 형상을 가진 복수의 지지부재들을 포함할 수 있다.
기판(W)이 접촉부재(22) 상에 놓여진 경우, 비접촉면(24)은 접촉부재(22)로부터 함몰형성되므로, 비접촉면(24)은 기판(W)으로부터 이격(d=이격거리)되어 배치되며, 비접촉면(24)과 기판(W) 사이에는 유동공간(24a)이 형성된다.
또한, 재치대는 발열체(H)를 더 포함하며, 발열체(H)는 접촉부재(22) 상에 놓여진 기판(W)을 가열한다. 한편, 재치대는 발열체(H)를 포함하는 히터 타입일 수 있으며, 히터에 별도의 형상을 가진 구조물이 결합된 서셉터(susceptor) 타입일 수 있다. 즉, 본 실시예에서 설명하고 있는 재치대는 기판(예를 들어, 웨이퍼 또는 디스플레이용 평판)을 올려놓을 수 있는 구조물을 의미하며, 히터 타입과 서셉터 타입을 포괄하는 명칭으로 사용된다.
기판(W)이 발열체(H)에 의해 가열될 경우, 기판(W)은 열팽창으로 인해 열변형되며, 기판(W)의 중심에서는 처짐이 발생한다. 이때, 유동공간(24a)은 기판(W)의 중심이 이동할 수 있는 공간을 제공한다. 즉, 기판(W)은 접촉부재(22)에 의해 지지된 상태를 유지하며, 기판(W)의 중심은 유동공간(24a) 내에서 비접촉면(24)을 향해 처진다.
유동공간(24a)이 제공되지 않을 경우, 즉, 기판(W)이 재치대와 전면접촉할 경우, 기판(W)의 열변형(또는 처짐)이 재치대에 의해 제한되므로, 기판(W)은 재치대의 상부에서 이동하여 재치대의 중심으로부터 편심된다. 특히, 기판(W)의 열변형량은 기판(W)의 크기에 비례하므로, 기판(W)이 대형화할수록 기판(W)의 편심량은 증가한다. 그러나, 유동공간(24a)을 제공할 경우, 기판(W)의 열변형(또는 처짐)이 제한되지 않으므로, 열변형으로 인한 기판(W)의 이동을 방지할 수 있다.
한편, 비접촉면(24)과 기판(W) 사이의 이격거리(d)는 기판(W)의 열변형이 비접촉면(24)에 의해 제한되지 않도록 조절되어야 하며, 이격거리(d)는 기판(W)의 열변형량에 비례할 수 있다.
재치대는 접촉부재(22)의 외측에 배치되는 가이드링(26)을 더 포함하며, 가이드링(26)은 기판(W)의 형상과 대체로 일치하는 형상을 가진다. 가이드링(26)은 재치대의 중심을 향해 내향경사진 안내면(26a)을 가지며, 재치대의 상부에 놓여진 기판(W)은 가이드링(26)의 안내면(26a)을 따라 재치대의 상부의 기설정된 위치에 안착될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판지지유닛을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 기판지지유닛(20)은 비접촉면(24) 상에 설치된 돌출부재(28)를 더 포함한다. 돌출부재(28)는 기판(W)으로부터 이격(d'=이격거리)되어 배치되며, 돌출부재(28)와 기판(W) 사이에는 유동공간(24a)이 형성된다.
발열체(H)에서 발생한 열은 비접촉면(24) 및 돌출부재(28)에 전달되며, 비접촉면(24) 및 돌출부재(28)로부터 대류 등을 통해 기판(W)에 전달된다. 이때, 비접촉면(24)과 기판(W)이 이루는 거리(d)는 돌출부재(28)와 기판(W)이 이루는 거리(d')보다 크므로, 돌출부재(28)의 단위면적당 열전달량은 비접촉면(24)의 단위면적당 열전달량보다 크다.
위와 같은 원리를 이용하면 발열체(H)에 의해 가열되는 기판(W) 상에서 발생하는 온도 구배(temperature gradient)를 보상할 수 있다. 즉, 발열체(H)에 의해 가열된 기판(W)의 전체 영역에서 온도가 낮은 영역에 돌출부재(28)를 형성할 경우, 해당 영역의 온도 구배를 제거할 수 있으며, 온도균일성 및 공정균일성을 확보할 수 있다.
이때, 앞서 살펴본 바와 같이, 기판(W)이 발열체(H)에 의해 가열될 경우, 기판(W)은 접촉부재(22)에 의해 지지된 상태를 유지하며, 기판(W)의 중심은 유동공간(24a) 내에서 비접촉면(24)을 향해 처진다. 돌출부재(28)와 기판(W) 사이의 이격거리(d')는 기판(W)의 열변형이 돌출부재(28)에 의해 제한되지 않도록 조절되어야 하며, 이격거리(d)는 기판(W)의 열변형량에 비례할 수 있다.
도 4는 종래의 기판지지유닛을 이용한 공정결과를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 기판지지유닛을 이용한 공정결과를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 전면접촉방식을 채택한 종래의 기판지지유닛을 사용할 경우, 기판(W)의 편심량은 대략 0.05㎜ 내지 1.80㎜로 나타났으며, 기판(W)의 공정균일도는 대략 2.4% 내지 6.8%로 나타났다.
반면에, 도 5에 도시한 바와 같이, 부분접촉방식을 채택한 도 3의 기판지지유닛을 사용할 경우, 기판(W)의 편심량은 대략 0.05㎜ 내지 0.6㎜로 나타났으며, 기판(W)의 공정균일도는 대략 1.72% 내지 2.75%로 나타났다. 즉, 에지부 접촉방식을 채택할 경우, 편심량 및 공정균일도가 크게 개선된 것을 알 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.

Claims (9)

  1. 상부에 기판이 놓여지는 재치대; 및
    상기 재치대 내에 설치되어 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판을 가열할 수 있는 발열체를 포함하되,
    상기 재치대는,
    상기 기판의 센터부와 대향되도록 배치되어 상기 기판의 센터부로부터 이격되는 비접촉면; 및
    상기 비접촉면으로부터 외측으로 연장되며, 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판의 에지부를 따라 배치되어 상기 기판의 에지부를 지지하는 접촉부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판지지유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부재는 상기 비접촉면으로부터 돌출배치되는 것을 특징으로 하는 기판지지유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부재는 상기 기판의 에지부를 따라 배치된 복수의 지지부재들을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판지지유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부재는 상기 기판의 에지부를 따라 배치된 링 형상인 것을 특징으로 하는 기판지지유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 재치대는 상기 접촉부재의 외측에 배치되어 상기 기판을 가이드하는 가이드링을 더 포함하는 것을 더 포함하며,
    상기 가이드링은 상기 재치대의 내측을 향해 경사진 안내면을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판지지유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 재치대는 상기 비접촉면으로부터 돌출되도록 설치되고 상기 기판으로부터 이격되어 상기 기판과의 이격거리를 조절하는 돌출부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판지지유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부재의 상부면과 상기 비접촉면의 높이 차이는 1㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 기판지지유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 반경방향을 따라 측정한 상기 에지부의 길이는 1㎜ 내지 30㎜인 것을 특징으로 하는 기판지지유닛.
  9. 기판에 대한 공정공간을 제공하는 챔버;
    상기 공정공간 내에 설치되며, 상기 기판이 상부에 놓여지는 재치대; 및
    상기 재치대 내에 설치되어 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판을 가열할 수 있는 발열체를 포함하되,
    상기 재치대는,
    상기 기판의 센터부와 대향되도록 배치되어 상기 기판의 센터부로부터 이격되는 비접촉면; 및
    상기 비접촉면으로부터 외측으로 연장되며, 상기 재치대 상에 놓여진 상기 기판의 에지부를 따라 배치되어 상기 기판의 에지부를 지지하는 접촉부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
PCT/KR2010/002227 2009-06-01 2010-04-12 기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치 WO2010140766A2 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012513852A JP2012529173A (ja) 2009-06-01 2010-04-12 基板支持ユニット及びそれを含む基板処理装置
US13/375,403 US20120160419A1 (en) 2009-06-01 2010-04-12 Substrate-supporting unit and substrate-processing apparatus comprising same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0048194 2009-06-01
KR1020090048194A KR20100129566A (ko) 2009-06-01 2009-06-01 기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010140766A2 true WO2010140766A2 (ko) 2010-12-09
WO2010140766A3 WO2010140766A3 (ko) 2011-03-10

Family

ID=43298267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2010/002227 WO2010140766A2 (ko) 2009-06-01 2010-04-12 기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120160419A1 (ko)
JP (1) JP2012529173A (ko)
KR (1) KR20100129566A (ko)
WO (1) WO2010140766A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150059647A1 (en) * 2012-04-12 2015-03-05 IIa Technologies Pt. Ltd. Apparatus for Growing Diamonds by Microwave Plasma Chemical Vapour Deposition Process and Substrate Stage Used Therein

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140084529A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Chae Hon KIM Wafer carrier with pocket
WO2015156530A1 (ko) * 2014-04-11 2015-10-15 주식회사 좋은기술 기판 가열 장치
WO2015156529A1 (ko) * 2014-04-11 2015-10-15 주식회사 좋은기술 기판 가열 장치
CN107109688A (zh) 2015-01-23 2017-08-29 应用材料公司 用于在晶片中消除沉积谷的新基座设计
KR102195920B1 (ko) * 2018-11-30 2020-12-29 세메스 주식회사 기판 처리 장치
US20210047730A1 (en) * 2019-08-13 2021-02-18 Applied Materials, Inc. Chamber configurations for controlled deposition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151412A (ja) * 2000-10-30 2002-05-24 Applied Materials Inc 半導体製造装置
JP2004119859A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd サセプタ、半導体ウェーハの製造装置及び製造方法
KR20090036722A (ko) * 2007-10-10 2009-04-15 주성엔지니어링(주) 기판 지지대 및 이를 구비하는 박막 증착 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11111707A (ja) * 1997-10-07 1999-04-23 Hitachi Electron Eng Co Ltd 気相成長装置
JP2000164588A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Ebara Corp 基板加熱方法及び装置
JP4203206B2 (ja) * 2000-03-24 2008-12-24 株式会社日立国際電気 基板処理装置
JP2002134484A (ja) * 2000-10-19 2002-05-10 Asm Japan Kk 半導体基板保持装置
WO2005081283A2 (en) * 2004-02-13 2005-09-01 Asm America, Inc. Substrate support system for reduced autodoping and backside deposition
US20100270004A1 (en) * 2005-05-12 2010-10-28 Landess James D Tailored profile pedestal for thermo-elastically stable cooling or heating of substrates

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151412A (ja) * 2000-10-30 2002-05-24 Applied Materials Inc 半導体製造装置
JP2004119859A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd サセプタ、半導体ウェーハの製造装置及び製造方法
KR20090036722A (ko) * 2007-10-10 2009-04-15 주성엔지니어링(주) 기판 지지대 및 이를 구비하는 박막 증착 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150059647A1 (en) * 2012-04-12 2015-03-05 IIa Technologies Pt. Ltd. Apparatus for Growing Diamonds by Microwave Plasma Chemical Vapour Deposition Process and Substrate Stage Used Therein
US10184192B2 (en) * 2012-04-12 2019-01-22 Sunset Peak International Limited Apparatus for growing diamonds by microwave plasma chemical vapour deposition process and substrate stage used therein

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010140766A3 (ko) 2011-03-10
US20120160419A1 (en) 2012-06-28
JP2012529173A (ja) 2012-11-15
KR20100129566A (ko) 2010-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010140766A2 (ko) 기판지지유닛 및 이를 포함하는 기판처리장치
KR100434487B1 (ko) 샤워 헤드 및 이를 포함하는 박막 형성 장비
TWI610396B (zh) 具有加熱器與快速溫度變化的基板支撐件
JP4786177B2 (ja) サセプタを含む処理チャンバ内で半導体基板を加熱するプロセスおよびシステム
WO2018236201A1 (ko) 기판 지지장치
WO2014168331A1 (ko) 기판처리장치
CN1294617C (zh) 包括热分布板和边缘支撑的组合装置
KR100709536B1 (ko) 가열 장치
WO2014123310A1 (en) Substrate support and substrate treating apparatus having the same
WO2013048016A2 (ko) 기판지지유닛 및 기판처리장치, 그리고 기판지지유닛을 제조하는 방법
US6007633A (en) Single-substrate-processing apparatus in semiconductor processing system
TW373233B (en) Furnace sidewall temperature control system
US5976258A (en) High temperature substrate transfer module
WO2021162447A2 (ko) 기판 처리 장치
TWI689062B (zh) 加熱基底及處理裝置
TW201944079A (zh) 熱隔絕電接觸探針及受熱台板總成
WO2011136604A2 (ko) 기판 처리 장치
US20050069309A1 (en) Heating method, heating apparatus, and production method of image display apparatus
WO2015041392A1 (ko) 히터 부재 및 그것을 갖는 기판 처리 장치
KR101977376B1 (ko) 증착 장치
WO2014104551A1 (ko) 수직형 플레이트 히터를 이용한 증착 장치
WO2012148237A2 (ko) 기판 지지용 홀더 및 이를 사용한 기판 처리 장치
CN115233191A (zh) 一种反应腔及镀膜设备
CN104934345A (zh) 一种等离子体装置
WO2017195933A1 (ko) 기판지지홀더 및 이를 사용한 기판처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10783515

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13375403

Country of ref document: US

Ref document number: 2012513852

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10783515

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2