서셉터 - 웨이퍼 지지, 열전달 / 세라믹 히터 - 열전달

 

 

 

 

서셉터(susceptor)는 반도체 제조 공정, 특히 에피택셜 성장 과정에서 중요한 역할을 하는 장비입니다. 주요 특징과 기능은 다음과 같습니다:

1. 웨이퍼 지지: 서셉터는 반도체 웨이퍼를 안전하게 지지하고 운반하는 역할을 합니다.
2. 열 전달: 에피택셜 공정 중 웨이퍼를 균일하게 가열하는 데 사용됩니다.
3. 재질: 일반적으로 SiC 코팅된 흑연으로 만들어져 고온에서의 안정성과 열 전도성을 제공합니다.
4. 공정 환경 조성: CVD(화학 기상 증착) 장비 내에서 가스 흐름, 온도, 압력 등의 조건을 최적화하는 데 도움을 줍니다.
5. 오염 방지: 웨이퍼와 반응 챔버 사이의 직접적인 접촉을 막아 오염을 방지합니다.
6. 가스 배기: 서셉터 설계에 따라 공정 가스의 균일한 확산과 배기를 돕는 구조(예: 배기구, 홈)가 포함될 수 있습니다.

 

서셉터는 MOCVD(유기금속 화학기상증착)와 같은 에피택셜 성장 공정에서 특히 중요하며, 생산되는 반도체 소자의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 서셉터의 설계와 재질 선택은 반도체 제조 공정의 핵심 요소 중 하나입니다.

 

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챔버 구조

 

 

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서셉터에는 일반적으로 핀이 설치되어 있습니다. 이 핀들은 중요한 역할을 수행합니다:

1. 웨이퍼 가이드:

핀은 웨이퍼를 가이드하는 역할을 합니다. 이를 통해 웨이퍼가 서셉터 위에 정확하게 위치하도록 돕습니다.

 

2. 슬라이딩 방지:

핀은 웨이퍼가 서셉터 위에서 미끄러지는 것을 방지합니다. 이는 공정 중 웨이퍼의 안정성을 유지하는 데 중요합니다.

 

3. 수직 운동:

일부 설계에서는 핀이 상하 수직 운동이 가능하도록 되어 있습니다. 이는 웨이퍼의 로딩과 언로딩을 용이하게 합니다.

 

4. 정확한 위치 조정:

핀은 웨이퍼가 서셉터 위에 정확히 위치하도록 돕습니다. 이는 균일한 열 전달과 공정의 일관성을 위해 중요합니다.

 

이러한 핀 설계는 반도체 제조 공정, 특히 에피택셜 성장이나 CVD 공정에서 웨이퍼의 안정성과 정확한 위치 조정을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 핀의 정확한 설계와 배치는 공정의 효율성과 최종 제품의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.

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서셉터가 설치된 장비는 주로 반도체 제조 공정에서 사용되며, 대표적인 장비는 다음과 같습니다:

 

1. MOCVD(금속 유기 화학 기상 증착) 장비:
이 장비는 반도체 에피택셜 층을 성장시키는 데 사용됩니다.
서셉터는 SiC 코팅 흑연으로 만들어져 있으며, 웨이퍼를 지지하고 균일하게 가열하는 역할을 합니다.
주로 GaN 박막 에피택셜 성장에 사용되며, 청색 LED 생산에 필수적입니다.

 

2. CVD(화학 기상 증착) 장비:
다양한 반도체 재료의 증착에 사용됩니다.
서셉터는 기판을 지지하고 가열하여 증착 공정의 효율성을 높입니다.

 

3. 에피택셜 성장 장비:
실리콘 기판 위에 GaAs 또는 SiC 기판 위에 SiC 에피택셜 층을 성장시키는 데 사용됩니다.
서셉터는 고온에서 안정적이고 균일한 열 전달을 보장합니다.

 

4. 식각 장비:
식각 공정에서 웨이퍼를 지지하고 가열하는 역할을 합니다.
서셉터는 웨이퍼의 정확한 위치를 유지하고, 공정 중 웨이퍼의 안정성을 보장합니다.

 

서셉터는 이러한 장비들에서 웨이퍼를 지지하고 균일하게 가열하는 중요한 역할을 하며, 공정의 정밀성과 효율성을 높이는 데 기여합니다.

 

 

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세라믹 히터 블럭은 반도체 제조 공정에서 중요한 역할을 수행합니다:

 

1. 열에너지 공급: 챔버 내의 웨이퍼에 열에너지를 균일하게 공급합니다.
2. 온도 조절: 반도체 칩 제조 과정에서 필요한 정밀한 온도 조절을 가능하게 합니다.
3. 웨이퍼 지지: 공정 중 웨이퍼를 안전하게 지지하고 운반하는 역할을 합니다.
4. 열 절연: 일부 설계에서는 가열 블록을 다른 부분과 열적으로 절연시키는 역할을 할 수 있습니다.

 

세라믹 히터 블럭은 이러한 기능들을 통해 반도체 제조 공정의 정밀성과 효율성을 향상시키며, 최종 제품의 품질에 직접

적인 영향을 미칩니다. 특히 에피택셜 성장이나 CVD(화학 기상 증착) 공정과 같은 고온 공정에서 중요한 역할을 합니다.

 

 

 

 

 

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세라믹 히터블럭은 일반적으로 챔버 내부 하단에 위치하며, 웨이퍼에 균일한 열을 공급합니다. 

이 히터블럭은 판형상 세라믹체의 내부나 한쪽 면에 저항 발열체가 설치된 구조를 가집니다.

서셉터는 히터블럭 위에 놓이며, 웨이퍼를 직접 지지하는 역할을 합니다. 

서셉터는 히터블럭으로부터 받은 열을 웨이퍼에 균일하게 전달하는 기능도 수행합니다.

이 두 부품이 함께 작용하여 반도체 제조 공정, 특히 에피택셜 성장이나 CVD 공정에서 필요한 정밀한 온도 제어와 균일한 열 분포를 가능하게 합니다.