KR20210122475A - 서셉터 및 이를 포함하는 웨이퍼의 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예는 웨이퍼의 중앙 영역과 마주보는 베이스부;상기 베이스부를 둘러싸고, 상기 웨이퍼의 가장 자리 영역과 마주보는 경사부; 및 상기 경사부를 둘러싸는 테두리부를 포함하고, 상기 테두리부의 내측벽은 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 가변이고, 상기 베이스부에는 제1 내지 제3 관통홀이 형성되고, 상기 제1 관통홀은 상기 베이스부의 중심과 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 최대인 테두리부의 내측벽의 사이에 형성되고, 상기 제2 관통홀 및 제3 관통홀은 상기 베이스부의 중심과 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 최저인 테두리부의 내측벽의 사이와 인접하여 형성되는 서셉터를 제공한다.

Description

서셉터 및 이를 포함하는 웨이퍼의 제조 장치{SUSCEPTOR AND APPARATUR FOR MANUFACTURING WAFER INCLUDING THE SAME}
실시예는 서셉터 및 이를 포함하는 웨이퍼의 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 상에 에피택셜층을 증착시키는 공정에서 웨이퍼를 지지하는 서셉터 및 이를 포함하는 웨이퍼의 제조 장치에 관한 것이다.
통상적인 실리콘 웨이퍼는, 단결정(Ingot)을 만들기 위한 단결정 성장 공정과, 단결정을 절삭(Slicing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 절삭공정과, 상기 절삭으로 인하여 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하는 연삭(Lapping) 공정과, 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼를 경면화하고 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정 공정을 통하여 제조된다.
그리고, 제조된 웨이퍼의 전면에 에피택셜층(epitaxial layer)를 성장시키는 박막 증착이 진행되는데, 예를 들면 기상증착법이 사용될 수 있다. 기상증착법은 증착시키려는 물질이 기체상태에서 고체상태로 웨이퍼에 증착될 때에 변화에 따라 물리적 증착(Physical Vapor Deposition: PVD)과 화학적 증착(Chemical Vapor Deposition: CVD)으로 나뉘어진다.
여기서, CVD는 증착 시에 화학적 변화를 거치는 방법으로써, 넓은 면적에 빠른 속도로 박막이나 나노구조를 증착시킬 수 있으며, 일반적으로 많이 사용된다. 이때, 서셉터 위에 웨이퍼를 배치하고, 가스를 공급하여 웨이퍼의 전면에 에피택셜층이 증착된다.
그러나, 종래의 서셉터를 사용한 웨이퍼의 에피택셜층 증착은 다음과 같은 문제점이 있다.
실리콘으로 이루어진 웨이퍼는 결정 방위에 따라 에피택셜층의 성장 속도에서 차이를 나타낼 수 있는데, 특히, 웨이퍼의 각 부분에서 결정 방위 <100> 및 <110> 에 따라서 성장된 에피택셜층의 두께가 상이하여 평탄도의 열위가 발생할 수 있다.
즉, 서셉터를 관통하여 웨이퍼의 배면과 접촉하는 리프트 핀이 웨이퍼의 결정 방위 <100>면의 부분과 접촉할 때, 해당 웨이퍼의 부분에 스크래치 등의 결함이 발생하여 이후에 성장되는 에피택셜층의 품질 열위로 이어질 수 있다.
상술한 원인 등으로 인하여 웨이퍼의 각 부분에서 결함의 발생 빈도가 서로 다른데, 이를 정확히 파악할 필요가 있다.
또한, 성장 챔버 내의 온도 분포에 따라서, 웨이퍼 상에 성장되는 에피택셜층의 두께 프로파일이 다른데, 이를 제어할 필요가 있다.
실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리프트 핀에 의하여 배면이 접촉되며 인상되고 서셉터에 의하여 지지되며 웨이퍼 상에서 성장되는 에피택셜층의 품질을 향상시키고자 한다.
실시예는 웨이퍼의 중앙 영역과 마주보는 베이스부;상기 베이스부를 둘러싸고, 상기 웨이퍼의 가장 자리 영역과 마주보는 경사부; 및 상기 경사부를 둘러싸는 테두리부를 포함하고, 상기 테두리부의 내측벽은 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 가변이고, 상기 베이스부에는 제1 내지 제3 관통홀이 형성되고, 상기 제1 관통홀은 상기 베이스부의 중심과 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 최대인 테두리부의 내측벽의 사이에 형성되고, 상기 제2 관통홀 및 제3 관통홀은 상기 베이스부의 중심과 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 최소인 테두리부의 내측벽의 사이와 인접하여 형성되는 서셉터를 제공한다.
테두리부의 내측벽은 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 최소인 제11 지점 내지 제14 지점 및 상기 베이스부의 중심으로부터의 거리가 최대인 제21 지점 내지 제24 지점을 포함하고, 상기 제1 관통홀은 상기 베이스부의 중심과 제23 지점의 사이에 형성되고, 상기 제2 관통홀과 제3 관통홀은 각각 상기 베이스부의 중심과 제11 지점 및 제12 지점의 사이와 인접하여 형성될 수 있다.
제13 지점은 웨이퍼의 노치 방향이 배치되는 방향일 수 있다.
제1 관통홀은 웨이퍼의 <100> 결정 방위 부분과 마주볼 수 있다.
제2관통홀 및 제3 관통홀은 웨이퍼의 <110> 결정 방위 부분의 인접 영역과 마주볼 수 있다.
다른 실시예는 상술한 서셉터; 상기 서셉터의 제1 관통홀 내지 제3 관통홀에 각각 삽입되고, 상하 방향으로 승강되어 웨이퍼의 배면을 지지하는 제1 내지 제3 리프트 핀; 상기 서셉터와 제1 내지 제2 리프트 핀의 상부와 하부에 각각 구비되어 에피택셜층의 성장 공간을 형성하는 상부 돔과 하부 돔; 및 상기 상부 돔의 위에 구비되는 촬상 유닛을 포함하고, 상기 상부 돔에는 복수 개의 창(window)가 형성되고, 상기 카메라는 상기 복수 개의 창을 통하여 상기 서셉터 위의 웨이퍼의 복수 개의 영역을 촬영하는 웨이퍼의 제조 장치를 제공한다.
복수 개의 영역은, 상기 제1 관통홀 내지 제3 관통홀 위에 배치된 웨이퍼의 영역들일 수 있다.
또 다른 실시예는 상술한 서셉터; 상기 서셉터의 제1 관통홀 내지 제3 관통홀에 각각 삽입되고, 상하 방향으로 승강되어 웨이퍼의 배면을 지지하는 제1 내지 제3 리프트 핀; 상기 서셉터와 제1 내지 제2 리프트 핀의 상부와 하부에 각각 구비되어 에피택셜층의 성장 공간을 형성하는 상부 돔과 하부 돔; 및 상기 서셉터의 상부와 하부에 각각 배치되는 복수의 제1 램프들 및 제2 램프들을 포함하고, 상기 복수 개의 제1 램프들의 개수와 상기 복수 개의 제2 램프들의 개수의 비는 32대 44인 웨이퍼의 제조 장치를 제공한다.
제1 램프들 중 중앙 영역의 제1-1 램프들과 가장 자리 영역의 제1-2 램프들의 개수의 비는 20대 12일 수 있다.
제2 램프들 중 중앙 영역의 제2-1 램프들과 가장 자리 영역의 제2-2 램프들의 개수의 비는 12대 32일 수 있다.
제1-1 램프들은 최대 출력의 48% 내지 65%의 출력으로 발광할 수 있다.
제2-1 램프들은 최대 출력의 14% 내지 22%의 출력으로 발광할 수 있다.
복수의 제2 램프들은 최대 출력의 64% 내지 90%의 출력으로 발광할 수 있다.
실시예에 따른 서셉터 및 이를 포함하는 웨이퍼의 제조 장치는, 웨이퍼의 배면(backside)에서 서셉터 1개의 관통홀과 인접하는 영역이 <100> 결정 방위이고 2개의 관통홀과 인접하는 영역이 <110> 결정 방위를 나타내어, 종래의 웨이퍼에 비하여 변형이 적게 발생하여 성장되는 에피택셜층의 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 서셉터와 웨이퍼 및 리프트 핀을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 서셉터의 평면도이고,
도 4는 도 2의 평면도이고,
도 5는 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 5에서 촬상 장치로 촬영되는 웨이퍼의 영역들을 나타낸 도면이고,
도 7a와 도 7b는 종래의 제조 장치와 본 발명에 따른 제조 장치를 사용하여 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성장시킬 때의 효과를 비교한 도면이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
실리콘 웨이퍼는 쵸크랄스키법 등으로 성장된 실리콘 단결정 잉곳의 외주면을 가공하는 연삭 공정, 단결정 실리콘 잉곳(ingot)을 웨이퍼 형태로 얇게 절단하는 슬라이싱 공정, 원하는 웨이퍼의 두께로 연마하면서 평탄도를 개선하는 래핑 공정(lapping), 웨이퍼 내부의 손상(damage)층 제거를 위한 식각 공정(etching), 표면 경면화 및 평탄도를 향상시키기 위한 폴리싱 공정(polishing)을 진행한 후, 웨이퍼 표면의 오염물질을 제거하기 위하여 후술하는 세정 공정(cleaning)과 산화막 형성 공정 및 급속 열처리(Rapid thermal process) 공정 등을 통하여 마련할 수 있다.
이러한 방법으로 성장된 폴리시드 웨이퍼의 표면에 또 다른 단결정막인 에피택셜층을 성장시켜서 에피택셜 웨이퍼를 제조하는데, 에피택셜 웨이퍼는 폴리시드 웨이퍼보다 표면 결함이 적고, 불순물의 농도나 종류의 제어가 가능한 특성을 가질 수 있다. 그리고, 에피택셜층은 순도가 높고 결정 특성이 우수하여 고집적화되고 있는 반도체 장치의 수율 및 소자 특성 향상에 유리한 장점을 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치를 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 1을 참조하여 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치를 설명한다.
본 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치는 공정 챔버의 내부에 배치된 서셉터(200)에 웨이퍼(wafer)가 배치되어 에피택셜층(epitaxial layer)이 성장될 수 있고, 공정 챔버의 상부와 하부에 각각 제1 램프들(500)과 제2 램프들(600)이 배치될 수 있다. 또한, 공정 챔버의 상부와 하부에는 각각 온도계(400a, 400b)가 구비될 수 있고, 온도계(400a, 400b)는 파이로미터일 수 있다.
서셉터(200)는 중심축으로 작용하는 메인 샤프트(210)와, 상기 메인 샤프트(210)로부터 연장되어 웨이퍼의 에지 방향으로 뻗는 3개의 지지 샤프트(220a, 220b, 220c), 및 상기 3개의 지지 샤프트(220a, 220b, 220c)의 끝단에 배치되어 웨이퍼를 지지하는 제1 내지 제3 리프트 핀(240a, 240b, 240c)을 포함할 수 있다.
공정 챔버는, 서셉터(200)와 제1 내지 제3 리프트 핀(240a, 240b, 240c)을의 상부와 하부에 각각 구비되어 에피택셜층의 성장 공간을 형성하는 상부 돔(100)과 하부 돔(150)을 포함할 수 있다. 또한, 공정 챔버에는 웨이퍼(wafer)의 표면에 에피텍셜(epitaxial)층과 같은 막을 형성하기 위해 가스 유입구(in) 및 가스 배출구(out)가 형성될 수 있다.
웨이퍼 위에 에피택셜층을 성장시키기 위해 필요한 수소 같은 캐리어(carrier) 가스 및/또는 SiHCl3 또는 SiH2Cl2 같은 실란 등의 원료 가스(또는, 반응 가스)가 가스 유입구(in)를 통해 유입되어 웨이퍼에 에피택셜층이 형성될 수 있고, 에피택셜층의 형성 후에 잔존 가스는 가스 배출구(out)를 통해 배출될 수 있다. 도시된 바와 같이, 가스 유입구(in)와 가스 배출구(out)는 서로 대향하여 형성될 수 있다.
그리고, 가스 유입구(in)와 가스 배출구(out) 사이에 서셉터(200)가 구비되어, 서셉터(200)의 윗면과 거의 동일한 높이에 가스 유입구(in)와 가스 배출구(out)가 위치하므로 가스 유입구(in)를 통해 유입된 원료 가스가 웨이퍼의 표면을 따라 상태로 흐를 수 있다.
서셉터(200)의 상부와 하부에 각각 배치된 제1 램프(500) 및 제2 램프(600)로부터 서셉터(200)의 상부 영역과 하부 영역에 빛을 방출하는데, 제1,2 램프(500, 600)에서 방출된 복사열이 웨이퍼 방향으로 전달된다.
이때, 서셉터(200)의 상부 영역 구비된 제1 램프(500) 중 중앙 영역에 구비된 것을 제1-1 램프(500a)라 하고, 가장 자리 영역에 구비된 것을 제1-2 램프(500b)라고 구분할 수 있으며, 하부 영역 구비된 제2 램프(600) 중 중앙 영역에 구비된 것을 제2-1 램프(600a)라 하고, 가장 자리 영역에 구비된 것을 제2-2 램프(600b)라고 구분할 수 있다.
제1-1 램프(500a)와 제1-2 램프(50b) 및 제2-1 램프(600a) 및 제2-2 램프(600b)에서 방출되는 빛의 출력을 서로 다르게 설정할 수 있으며, 이러한 설정을 통하여 웨이퍼의 상부의 중앙 영역과 가장 자리 영역 및 하부 영역의 중앙 영역과 가장 자리 영역에 공급되는 빛의 세기 및 특정 부위에 전달되는 복사열의 크기를 조절할 수 있다.
도 2는 도 1의 서셉터와 웨이퍼 및 리프트 핀을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 서셉터의 평면도이고, 도 4는 도 2의 평면도이다. 이하에서 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 서셉터를 설명한다.
서셉터(200)는 웨이퍼(wafer)의 배면(back side)의 중앙 영역과 마주보는 베이스부(a)와, 베이스부(a)를 둘러싸고 웨이퍼의 가장 자리 영역과 마주보고 웨이퍼의 가장 자리 영역을 지지하며, 수평 방향 내지 베이스부(a)에 대하여 경사를 가지는 경사부(b), 및 경사부(b)를 둘러싸는 테두리부(c)를 포함한다.
베이스부(a)와 경사부(b)는 단차를 이루어서 경사부(b)의 내측벽(d)이 형성될 수 있고, 경사부(b)와 테두리부(c)도 단차를 이루어서 테두리부(c)의 내측벽(e)이 형성될 수 있다.
베이스부(a)에는 복수의 관통홀, 예를 들면 제1 내지 제3 관통홀이 형성될 수 있는데, 관통 홀을 통하여 리프트 핀(240a~240c)이 삽입되어 웨이퍼의 배면을 지지할 수 있다.
서셉터(200)의 평면은 원형일 수 있는데, 테두리부(c)의 가장 자리의 반경이 서셉터(200)의 반경일 수 있다. 그리고, 테두리부(c)의 가장 자리와, 경사부(b)의 가장 자리 및 베이스부(a)의 가장 자리는 동일한 중심(center)를 가지는 동심원을 이룰 수 있다.
본 실시예(200)에 따른 서셉터(200)는, 테두리부(c)의 내측벽(e)은 베이스부(a)의 중심으로부터 거리가 가변일 수 있다. 따라서, 테두리부(c)의 반경 방향으로의 폭과 경사부(b)의 반경 방향으로의 폭이 일정하지 않을 수 있다.
상세하게 설명하면 다음과 같다.
테두리부(c)의 내측벽(e)은 베이스부(a)의 중심으로부터 거리가 최소인 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14) 및 상기 베이스부(a)의 중심으로부터의 거리가 최대인 제21 지점 내지 제24 지점(P21~P24)을 포함할 수 있다.
또한, 웨이퍼(wafer)가 서셉터(200a)의 베이스부(a) 위에 배치될 때, 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14)에서 웨이퍼의 가장 자리와 테두리부(c)의 내측벽(e) 사이의 거리(d11~d14)는 동일할 수 있으며, 제21 지점 내지 제24 지점(P21~P24)에서 웨이퍼의 가장 자리와 테두리부(c)의 내측벽(e) 사이의 거리(d21~d24)는 동일할 수 있다.
예를 들면, d11=d12=d13=d14<d21=d22=d23=d24일 수 있다. 그리고, 상기의 d21=d22=d23=d24은 상기의 d11=d12=d13=d14의 1.5배 내지 3.5배일 수 있다.
그리고, 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14)에서, 웨이퍼의 가장 자리와 테두리부(c)의 내측벽(e)의 이격 거리(d11~d14)는, 0.8 내지 1.3 밀리미터일 수 있다.
그리고, 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14)은 베이스부(a)의 중심(center)으로부터 동일한 간격의 각도 상에 각각 배치될 수 있다. 그리고, 제21 지점 내지 제24 지점(P21~P24)도 베이스부(a)의 중심(center)으로부터 동일한 간격의 각도 상에 각각 배치될 수 있다.
그리고, 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14) 중 적어도 하나와, 제21 지점 내지 제24 지점(P21~P24) 중 적어도 하나가 서로 교대로 배치될 수 있다. 즉, 도 4에서, 제11 지점(P11)으로부터 시계 방향으로 제21 지점(P21), 제12 지점(P21), 제22 지점(P22), 제13 지점(P13), 제23 지점(P23), 제14 지점(P14), 및 제24 지점(P24)이 차례로 배치될 수 있다. 그리고, 상술한 8개의 지점들(P11~P24) 사이의 각도들(θ1~θ8)은 서로 동일할 수 있으며, 모두 45도(°)일 수 있다.
그리고, 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14)에서 테두리부(c)의 내측벽(e)은 곡률이 불연속점을 이루어, 테두리부(c)의 내측벽(e)은 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14)에서 뾰족한 형상을 나타낼 수 있다.
상기의 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14)을 제외한 다른 영역에서, 테두리부(c)의 내측벽(e)은 곡률을 가지는 매끄러운 형상일 수 있다. 예를 들면, 상기의 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14)을 제외한 다른 영역에서, 테두리부(c)의 내측벽(e)은 곡률이 일정할 수 있다.
베이스부(a)는 제1 관통홀 내지 제3 관통홀이 형성될 수 있다. 제1 관통홀은 베이스부(a)의 중심(center)과 베이스부(a)의 중심으로부터의 거리가 최대인 테두리부의 내측벽의 지점, 예를 들어 제32 지점(P32)과의 사이에 형성될 수 있다. 그리고, 제2 관통홀 및 제3 관통홀은 각각 베이스부(a)의 중심과 베이스부(a)의 중심으로부터의 거리가 최소인 테두리부의 내측벽의 지점들, 예를 들어 제11 지점(P11) 및 제21 지점(P21)과의 사이와 인접하여 형성될 수 있다.
이때, 제1 관통홀 내지 제3 관통홀은 베이스부(a)의 중심(center)에 대하여 서로 동일한 각도(θ12=θ23=θ31=120°)를 이루며 형성되고 있다. 따라서, 제2 관통홀 및 제3 관통홀은 각각 베이스부(a)의 중심과 베이스부(a)의 중심으로부터의 거리가 최소인 테두리부의 내측벽의 지점들, 예를 들어 제11 지점(P11) 및 제21 지점(P21)과의 사이(도 3에서 점선으로 표시된 지점)에 정확히 일치하지는 않고 그 지점과 인접하여 형성될 수 있다.
도 4는 서셉터 위에 웨이퍼가 배치된 상태를 도시하고 있다.
도 4에서, 제11 지점 내지 제14 지점(P11~P14)에 웨이퍼의 <110> 결정 방위 부분이 마주보고 배치될 수 있고, 제21 지점 내지 제24 지점(P21~P24)에 웨이퍼의 <100> 결정 방위 부분이 마주보고 배치될 수 있다. 그리고, 제13 지점(P13)과 마주보는 웨이퍼의 <110> 결정 방위 부분이 웨이퍼의 노치 부분일 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 관통홀은 웨이퍼의 <100> 결정 방위 부분 또는 인접 영역과 마주보고 하부에 배치될 수 있고, 제2관통홀 및 제3 관통홀은 웨이퍼의 <110> 결정 방위 부분 또는 인접 영역과 마주보고 하부에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 서셉터 위에 웨이퍼를 배치하고 에피택셜층을 증착할 경우, 제2 관통홀과 제3 관통홀을 통과하는 리프트 핀과 접촉하는 웨이퍼의 배면은 <100> 결정 방위 부분과 인접한 영역일 수 있고, 제1 관통홀을 통과하는 리프트 핀과 접촉하는 웨이퍼의 배면은 <110> 결정 방위 부분과 인접한 영역일 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 <100> 결정 방위 부분과 접촉하는 리프트 핀의 개수가 종래보다 줄어들어서, 해당 웨이퍼의 부분에 스크래치 등의 결함이 발생하는 것을 줄일 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에서 촬상 장치로 촬영되는 웨이퍼의 영역들을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치는 도 1의 실시예와 동일하나, 상부 돔(100)에 복수 개, 예를 들면 5개의 창(window)이 형성되고, 상부 돔(100)의 위에 촬상 유닛(700), 예를 들면 카메라가 구비될 수 있다.
촬상 유닛(700)은 복수 개의 창를 통하여 서셉터 위에서 에피택셜층이 성장 중인 웨이퍼의 복수 개의 영역(P1~P5)을 각각 촬영할 수 있다.
이때, 촬영된 웨이퍼의 영역들을 상태, 구체적으로는 웨이퍼의 휨을 측정하여 웨이퍼의 결함 발생 여부를 확인할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면 촬상 유닛(700)이 촬영하는 복수 개의 영역들(P1~P5)은 상술한 제1 관통홀 내지 제3 관통홀 위에 배치된 웨이퍼의 영역들일 수도 있다.
본 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치는, 성장 중인 웨이퍼의 각 영역들을 촬영하여, 각 영역에서 특히 웨이퍼의 휨과 핀 데미지(pin damage)에 의한 결함이 발생하는 영역을 파악할 수 있고, 이를 반영하여 웨이퍼의 제조 장치 내에서 서셉터의 구조 등을 변경할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼의 제조 장치는, 상술한 실시예들와 동일하나 제1,2 램프들의 개수 및/또는 각 램프들에 공급되는 출력이 상이할 수 있다. 이때, 하나의 램프들의 최대 출력은 모두 동일하게 설정될 수 있다.
웨이퍼 상에 에피택셜층을 성장시킬 때, 제1 램프들(500)과 제2 램프들(600)을 각각 제1 출력과 제2 출력으로 온(on)할 수 있다.
이때, 제1 램프들(500)과 제2 램프들(600)는 개수가 서로 다를 수 있으며, 예를 들면 제1 램프들(500)과 제2 램프들(600)의 개수의 비는 예를 들면 32대 44일 수 있다.
그리고, 제1 램프들(500) 중에서 중앙 영역의 제1-1 램프들(500a)과 가장 자리 영역의 제1-2 램프들(500b)의 개수는 서로 다를 수 있으며, 예를 들면 중앙 영역의 제1-1 램프들(500a)과 가장 자리 영역의 제1-2 램프들(500b)의 개수의 비는 20대 12일 수 있다.
그리고,제2 램프들(600) 중에서 중앙 영역의 제2-1 램프들(600a)과 가장 자리 영역의 제2-2 램프들(600b)의 개수는 서로 다를 수 있으며, 예를 들면 중앙 영역의 제2-1 램프들(600a)과 가장 자리 영역의 제2-2 램프들(600b)의 개수의 비는 12대 32일 수 있다.
또한, 각각의 램프들은 최대 출력 대비 기설정된 출력으로 발광할 수 있다. 예를 들면, 제1-1 램프들(500a)은 최대 출력의 48% 내지 65%의 출력으로 발광할 수 있고, 제2-1 램프들(600a)은 최대 출력의 14% 내지 22%의 출력으로 발광할 수 있으며, 제2 램프들(600)은 최대 출력의 64% 내지 90%의 출력으로 발광할 수 있다.
즉, 웨이퍼의 표면에 에피택셜층을 성장시킬 때, 공정 챔버 내의 온도나 캐리어 가스 또는 반응 가스 등의 다른 조건을 동일하게 하되, 웨이퍼의 상부 영역으로 방출되는 복사열과 하부 영역으로 공급되는 복사열을 달리하고 또한 상부/하부 영역에서도 중앙 영역과 가장 자리 영역으로 공급되는 복사열을 달리하여, 각각의 조건에서 웨이퍼의 표면에 에피택셜층을 성장시킨다.
본 실시예에서 제1 램프가 32개이고 제2 램프가 44개일 때, 모든 각각의 램프들의 출력이 동일하다면, 전체 램프의 출력 중에서 제2 램프의 출력은 약 58% 정도일 수 있다. 이때, 에피택셜층이 성장되는 웨이퍼의 상부 영역의 온도가 하부 영역의 온도보다 높을 수 있으므로, 하부 영역에 배치된 제2 램프들의 출력의 합을 더 크게 할 수 있고, 이후에 공정 챔버 내의 전 영역의 온도가 고르게 유지될 수 있다.
도 7a와 도 7b는 종래의 제조 장치와 본 발명에 따른 제조 장치를 사용하여 웨이퍼 상에 에피택셜층을 성장시킬 때의 효과를 비교한 도면이다.
종래의 도 7a의 웨이퍼의 배면(backside)에서 서셉터 2개의 관통홀(1,2)과 인접하는 영역이 <100> 결정 방위이고 1개의 관통홀(3)과 인접하는 영역이 <110> 결정 방위를 나타낼 수 있다. 이때, 웨이퍼는 <100> 결정 방위의 변형이 <110> 결정 방위의 변형보다 크다. 그리고, 도 7b의 본 발명에서는 웨이퍼의 배면(backside)에서 서셉터 1개의 관통홀(3)과 인접하는 영역이 <100> 결정 방위이고 2개의 관통홀(1,2)과 인접하는 영역이 <110> 결정 방위를 나타낼 수 있다. 따라서, 도 7a의 종래의 웨이퍼에 비하여 변형이 적게 발생하여 성장되는 에피택셜층의 품질이 향상될 수 있다.
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 상부 돔 150:하부 돔
200: 서셉터 210: 메인 샤프트
220a~220c: 지지 샤프트 240a~240c: 리프트 핀
400a, 400b: 온도계 500: 제1 램프
600: 제2 램프 700: 촬상 장치
1000: 웨이퍼 제조장치 a: 베이스부
b: 경사부 c: 테두리부
d, e: 내측벽

Claims (13)

  1. 웨이퍼의 중앙 영역과 마주보는 베이스부;
    상기 베이스부를 둘러싸고, 상기 웨이퍼의 가장 자리 영역과 마주보는 경사부; 및
    상기 경사부를 둘러싸는 테두리부를 포함하고, 상기 테두리부의 내측벽은 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 가변이고,
    상기 베이스부에는 제1 내지 제3 관통홀이 형성되고, 상기 제1 관통홀은 상기 베이스부의 중심과 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 최대인 테두리부의 내측벽의 사이에 형성되고, 상기 제2 관통홀 및 제3 관통홀은 상기 베이스부의 중심과 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 최소인 테두리부의 내측벽의 사이와 인접하여 형성되는 서셉터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 테두리부의 내측벽은 상기 베이스부의 중심으로부터 거리가 최소인 제11 지점 내지 제14 지점 및 상기 베이스부의 중심으로부터의 거리가 최대인 제21 지점 내지 제24 지점을 포함하고,
    상기 제1 관통홀은 상기 베이스부의 중심과 제23 지점의 사이에 형성되고, 상기 제2 관통홀과 제3 관통홀은 각각 상기 베이스부의 중심과 제11 지점 및 제12 지점의 사이와 인접하여 형성되는 서셉터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제13 지점은 웨이퍼의 노치 방향이 배치되는 방향인 서셉터.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 관통홀은 웨이퍼의 <100> 결정 방위 부분과 마주보는 서셉터.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2관통홀 및 제3 관통홀은 웨이퍼의 <110> 결정 방위 부분의 인접 영역과 마주보는 서셉터.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 서셉터;
    상기 서셉터의 제1 관통홀 내지 제3 관통홀에 각각 삽입되고, 상하 방향으로 승강되어 웨이퍼의 배면을 지지하는 제1 내지 제3 리프트 핀;
    상기 서셉터와 제1 내지 제2 리프트 핀의 상부와 하부에 각각 구비되어 에피택셜층의 성장 공간을 형성하는 상부 돔과 하부 돔; 및
    상기 상부 돔의 위에 구비되는 촬상 유닛을 포함하고,
    상기 상부 돔에는 복수 개의 창(window)가 형성되고, 상기 카메라는 상기 복수 개의 창을 통하여 상기 서셉터 위의 웨이퍼의 복수 개의 영역을 촬영하는 웨이퍼의 제조 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 영역은, 상기 제1 관통홀 내지 제3 관통홀 위에 배치된 웨이퍼의 영역들인 웨이퍼의 제조 장치.
  8. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 서셉터;
    상기 서셉터의 제1 관통홀 내지 제3 관통홀에 각각 삽입되고, 상하 방향으로 승강되어 웨이퍼의 배면을 지지하는 제1 내지 제3 리프트 핀;
    상기 서셉터와 제1 내지 제2 리프트 핀의 상부와 하부에 각각 구비되어 에피택셜층의 성장 공간을 형성하는 상부 돔과 하부 돔; 및
    상기 서셉터의 상부와 하부에 각각 배치되는 복수의 제1 램프들 및 제2 램프들을 포함하고,
    상기 복수 개의 제1 램프들의 개수와 상기 복수 개의 제2 램프들의 개수의 비는 32대 44인 웨이퍼의 제조 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 램프들 중 중앙 영역의 제1-1 램프들과 가장 자리 영역의 제1-2 램프들의 개수의 비는 20대 12인 웨이퍼의 제조 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 램프들 중 중앙 영역의 제2-1 램프들과 가장 자리 영역의 제2-2 램프들의 개수의 비는 12대 32인 웨이퍼의 제조 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1-1 램프들은 최대 출력의 48% 내지 65%의 출력으로 발광하는 웨이퍼의 제조 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2-1 램프들은 최대 출력의 14% 내지 22%의 출력으로 발광하는 웨이퍼의 제조 장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 램프들은 최대 출력의 64% 내지 90%의 출력으로 발광하는 웨이퍼의 제조 장치.
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