本申請要求2015年8月13日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.10-2015-0114564和2016年6月14日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.10-2016-0073841的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用全部并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

一個或多個實施方式涉及襯底托架和包括該襯底托架的半導(dǎo)體制造設(shè)備(諸如薄膜沉積設(shè)備)。

背景技術(shù)：

近來，半導(dǎo)體電路的線寬已經(jīng)降至二十或二十多納米(nm)，因此需要在硅襯底上沉積非常薄的膜，并使得薄膜沉積工藝的條件更加嚴格。此外，有必要增加系統(tǒng)或工藝的生產(chǎn)量以實現(xiàn)商業(yè)大批量生產(chǎn)。

已經(jīng)開發(fā)了具有各種形狀和結(jié)構(gòu)的沉積反應(yīng)器以獲得高生產(chǎn)量。例如，已經(jīng)開發(fā)了能夠容納幾十個襯底的批量式反應(yīng)器和在水平方向上能夠容納至少兩個襯底的半批量式反應(yīng)器。已經(jīng)以各種方式改善了半批量式反應(yīng)器。這種半批量式反應(yīng)器的例子包括空間劃分型反應(yīng)器和多級反應(yīng)器設(shè)備。在空間劃分型反應(yīng)器的情況下，多個襯底被放在襯底托架諸如基座上，并且在襯底托架旋轉(zhuǎn)的同時在襯底上沉積薄膜。在多級反應(yīng)器設(shè)備的情況下，多個單獨的反應(yīng)器被布置在真空腔室中。

多個反應(yīng)器設(shè)備允許對單個襯底進行相對精確的工藝控制，并且能夠同時處理多個襯底。因此，最近，多級反應(yīng)器設(shè)備已經(jīng)廣泛用于制造高度集成裝置的工藝中。

然而，當(dāng)使用多級反應(yīng)器設(shè)備時發(fā)生的氣體泄漏導(dǎo)致在多級反應(yīng)器設(shè)備中執(zhí)行工藝期間的各種問題。例如，可能干擾向襯底供應(yīng)源和反應(yīng)氣體，因此可能對工藝產(chǎn)生負面影響。此外，可能發(fā)生對外腔室構(gòu)件的腐蝕和工藝設(shè)備壽命的減少。

發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)外腔室的頂蓋是引起氣體泄漏的因素之一。例如，其中布置有單獨反應(yīng)器的主體的外腔室的上部可能由于外腔室的頂蓋的重量而變形，并且這種變形可對工藝和單獨反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)有負面影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)一個或多個實施方式，可以防止或減少上述問題(諸如多級反應(yīng)器設(shè)備的外腔室的變形，其對單獨的反應(yīng)器具有負面影響)。

另外的方面將在后面的說明書部分闡述，并且其中一部分可從說明書中明白，或可以通過對提出的實施方式實踐而了解。

根據(jù)一個或多個實施方式，一種襯底托架，包括：襯底支架；和環(huán)繞所述襯底支架的臺階部，其中，所述臺階部的側(cè)面和下部中的至少一個包括凹進區(qū)域。

所述凹進區(qū)域可以被設(shè)置在所述臺階部的所述側(cè)面并可以包括延伸入所述側(cè)面中的凹槽。

所述臺階部可以包括上臺階和具有與所述上臺階的高度不同的高度的下臺階，并且所述凹槽具有比所述下臺階的寬度更大的寬度。

所述下臺階的上表面可以在與所述凹槽延伸的方向平行的方向上延伸?？蛇x地，所述下臺階的上表面可以在與所述凹槽延伸的方向不平行的方向上延伸。

所述下臺階的所述上表面可以從，所述下臺階的所述上表面從所述上臺階下降的位置，在朝向所述上臺階的上表面的延伸表面的傾斜方向上延伸。

所述凹進區(qū)域可以被設(shè)置在所述臺階部的所述下部中并可以沿所述臺階部的所述下部延伸。

所述凹進區(qū)域可以具有比所述臺階部的寬度更大的寬度。

可以在所述凹進區(qū)域的至少一部分中填充彈性材料。

根據(jù)一個或多個實施方式，一種襯底托架，被配置成與反應(yīng)器壁面密封接觸，所述襯底托架包括：襯底容置區(qū)域；和環(huán)繞所述襯底容置區(qū)域并與所述反應(yīng)器壁面密封接觸的接觸區(qū)域，其中，當(dāng)在所述面密封接觸期間向所述接觸區(qū)域施加壓力時，所述接觸區(qū)域具有彈性行為。

所述接觸區(qū)域的側(cè)面和下部中的至少一個具有凹進形狀。

根據(jù)一個或多個實施方式，一種半導(dǎo)體制造設(shè)備，包括：反應(yīng)器壁；襯底托架，被配置成與所述反應(yīng)器壁面密封接觸并與所述反應(yīng)器壁限定反應(yīng)區(qū)域；和氣體供應(yīng)單元，被配置成向所述反應(yīng)區(qū)域供應(yīng)氣體，其中，當(dāng)在所述面密封接觸期間向所述襯底托架施加壓力時，所述襯底托架具有彈性行為。

在所述面密封接觸期間，在所述襯底托架與所述反應(yīng)器壁之間可以形成空間。

所述襯底托架的至少一部分可以包括上臺階和具有與所述上臺階的高度不同的高度的下臺階，并且所述空間可以在所述面密封接觸期間在所述上臺階和所述反應(yīng)器壁之間形成。

半導(dǎo)體制造設(shè)備還可以包括環(huán)繞所述反應(yīng)器壁的外腔室，其中，通過所述外腔室產(chǎn)生在所述面密封接觸期間向所述襯底托架施加的所述壓力。

所述襯底托架可以包括延伸入所述襯底托架的側(cè)面中的凹槽。任選地，所述凹槽可以延伸入與所述反應(yīng)區(qū)域交疊的區(qū)域中。

所述襯底托架的下部可以具有臺階形狀。任選地，所述臺階形狀可以延伸入與所述反應(yīng)區(qū)域交疊的區(qū)域中。

根據(jù)一個或多個實施方式，一種半導(dǎo)體制造設(shè)備，包括：第一反應(yīng)器壁；第二反應(yīng)器壁；氣體供應(yīng)單元，被配置成向所述第一反應(yīng)器壁內(nèi)的區(qū)域和所述第二反應(yīng)器壁內(nèi)的區(qū)域供應(yīng)氣體；外腔室，其環(huán)繞所述第一反應(yīng)器壁和所述第二反應(yīng)器壁；第一襯底托架，被配置成垂直移動并與所述第一反應(yīng)器壁面密封接觸；和第二襯底托架，被配置成垂直移動并與所述第二反應(yīng)器壁面密封接觸，其中，所述第一和第二襯底托架中的至少一個包括臺階部，并且所述臺階部的側(cè)面和下部中的至少一個包括凹進區(qū)域，當(dāng)在所述面密封接觸期間通過所述反應(yīng)器壁向所述凹進區(qū)域施加壓力時具有彈性行為。

根據(jù)上述實施方式的一個或多個的襯底托架，還可以包括填充所述凹進區(qū)域的至少一部分的至少一個支撐件。

所述支撐件可以具有比所述臺階部的熱膨脹系數(shù)更低的熱膨脹系數(shù)。所述至少一個支撐件可以包括多個支撐件，并且所述支撐件可以沿所述襯底托架的圓周不對稱地布置。

附圖說明

從以下結(jié)合附圖進行的實施方式描述中，這些和/或其它方面將變得明顯并且更容易理解，其中：

圖1是示出被配置為多級反應(yīng)器設(shè)備的半導(dǎo)體制造設(shè)備的橫截面視圖；

圖2是示出被配置為多級反應(yīng)器設(shè)備的半導(dǎo)體制造設(shè)備的另一個示例的視圖；

圖3是示出被配置為多級反應(yīng)器設(shè)備的半導(dǎo)體制造設(shè)備中的氣體泄漏的視圖；

圖4是示出根據(jù)實施方式的半導(dǎo)體制造設(shè)備的示意圖；

圖5A至圖5D是示出根據(jù)實施方式的襯底托架的示意圖；

圖6是示出根據(jù)實施方式的襯底托架的橫截面示意圖；

圖7是示出根據(jù)實施方式的半導(dǎo)體制造設(shè)備的示意圖；

圖8是示出根據(jù)圖5A至圖5D中所示襯底托架的使用，通過測量外腔室的壓力增加而得到的實驗結(jié)果的圖表；

圖9是示出如何進行圖8所示實驗以測量外腔室的壓力增加的視圖；

圖10是示出根據(jù)另一實施方式的襯底托架和包括該襯底托架的半導(dǎo)體制造設(shè)備的示意圖；

圖11是示出根據(jù)另一實施方式的襯底托架和包括該襯底托架的半導(dǎo)體制造設(shè)備的示意圖；

圖12至圖19是示出根據(jù)其它實施方式的襯底托架和包括所述襯底托架的半導(dǎo)體制造設(shè)備的示意圖；和

圖20至圖25是根據(jù)其它實施方式的襯底托架的示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參考實施方式(其示例在附圖中示出)，其中，在全文中相同的附圖標記表示相同的元件。在這一點上，本發(fā)明實施方式可以具有不同的形式并且不應(yīng)視為受限于本文中所述的說明。因此，在下文中僅通過參考附圖來描述實施方式，以解釋本說明書的各方面。在本文中使用的術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列出項目當(dāng)中一個或多個的任何和所有組合。當(dāng)表述例如“…的至少一個”用在元件列表之前時，修飾整個元件列表而非修飾該列表中的單個元件。

現(xiàn)在將參考附圖描述實施方式。

然而，本發(fā)明構(gòu)思可以以很多不同的形式實現(xiàn)并且不應(yīng)視為受限于本文中提出的實施方式；相反，這些實施方式向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供對本發(fā)明構(gòu)思的清晰理解。也就是說，提供所述實施方式使得本公開將是徹底和完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達本發(fā)明構(gòu)思。

在以下說明書中，使用的術(shù)語僅用于解釋具體的實施方式而不限制本發(fā)明構(gòu)思。單數(shù)形式的術(shù)語可以包括復(fù)數(shù)形式，除非相反說明?！鞍ā钡暮x具體說明形狀、固定數(shù)量、步驟、工藝、構(gòu)件、元件和/或其組合，但并不排除其它形狀、固定數(shù)量、步驟、工藝、構(gòu)件、元件和/或其組合。在本文中使用的術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列出項目當(dāng)中的一個或多個的任何和所有組合。

將理解的是，雖然術(shù)語第一、第二等可以在本文中用于描述各種構(gòu)件、區(qū)域和/或元件，但這些構(gòu)件、區(qū)域和/或元件不應(yīng)受限于這些術(shù)語。這些術(shù)語不用于表示構(gòu)件、區(qū)域或元件的具體順序、位置關(guān)系或等級，而僅用于將一個構(gòu)件、區(qū)域或元件與另一構(gòu)件、區(qū)域或元件區(qū)分開。因此，下文中討論的第一構(gòu)件、區(qū)域或元件可被稱為第二構(gòu)件、區(qū)域或元件而不會背離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。

在下文中，將參考附圖描述實施方式。附圖中示出的形狀可以根據(jù)各種因素諸如制造方法和/或公差而不同。也就是說，實施方式不限于附圖中示出的具體形狀。應(yīng)考諸如慮制造工藝中的形狀變化等因素。

圖1是示出被配置為多級反應(yīng)器設(shè)備的半導(dǎo)體制造設(shè)備100的橫截面視圖。

參考圖1，半導(dǎo)體制造設(shè)備100可以是例如薄膜沉積設(shè)備。半導(dǎo)體制造設(shè)備100可以包括第一反應(yīng)器壁W1、第二反應(yīng)器壁W2、第一襯底托架151、第二襯底托架152、第一加熱器H1、第二加熱器H2、第一驅(qū)動單元D1、第二驅(qū)動單元D2和包括頂蓋L的外腔室C。如圖1所示，半導(dǎo)體制造設(shè)備100包括兩個反應(yīng)器壁、兩個襯底托架、兩個加熱器和兩個驅(qū)動單元。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，半導(dǎo)體制造設(shè)備100可以包括三個或更多個反應(yīng)器壁、三個或更多個襯底托架、三個或更多個加熱器和三個或更多個驅(qū)動單元。

反應(yīng)器壁(例如，第一反應(yīng)器壁W1和/或第二反應(yīng)器壁W2)可以被布置在外腔室C中以分別形成反應(yīng)區(qū)域(例如，第一反應(yīng)區(qū)域R1和/或第二反應(yīng)區(qū)域R2)。

例如，反應(yīng)器壁(例如，第一反應(yīng)器壁W1和/或第二反應(yīng)器壁W2)可以與襯底托架(例如第一襯底托架151和/或第二襯底托架152)面密封接觸以分別形成反應(yīng)區(qū)域。反應(yīng)器壁可以被固定至外腔室C。例如，第一反應(yīng)器壁W1可以被固定至外腔室C的側(cè)壁(未示出)或外腔室C的頂蓋L。

襯底托架(例如，第一襯底托架151和/或第二襯底托架152)可以被布置在外腔室C中以支撐反應(yīng)目標物(例如，半導(dǎo)體襯底)。如上所述，可以使襯底托架(例如，第一襯底托架151和/或第二襯底托架152)分別與反應(yīng)器壁(例如，第一反應(yīng)器壁W1和/或第二反應(yīng)器壁W2)面密封接觸，從而形成反應(yīng)區(qū)域(例如，第一反應(yīng)區(qū)域R1和/或第二反應(yīng)區(qū)域R2)。

襯底托架(例如，第一襯底托架151和/或第二襯底托架152)可以被放在加熱器(例如，第一加熱器H1和/或第二加熱器H2)上。加熱器可以被配置成加熱襯底托架。加熱器可以連接至驅(qū)動單元(其驅(qū)動軸可以垂直移動)。因此，放在加熱器上的襯底托架也可以垂直移動?？蛇x擇地，加熱器可以分別與襯底托架一體式形成。

多級反應(yīng)器設(shè)備可以接納襯底并進行如下所述的反應(yīng)過程。

在圖2中示出另一個多級反應(yīng)器設(shè)備。參考圖2，轉(zhuǎn)移機構(gòu)可以通過可打開的通道O被移至外腔室C中以將襯底放在多個襯底托架上。如果襯底位于襯底托架諸如基座的正上方，則襯底支撐銷210可以通過襯底托架(和加熱器)中形成的孔被抬升至銷舉起位置，然后，襯底可以被放在襯底支撐銷210上。然后，襯底支撐銷210可以下降至銷降低位置以將襯底放在襯底托架的容置區(qū)域中。

此后，可以在外腔室C中形成真空或可以將惰性氣體諸如氬(Ar)氣充入外腔室C中，并且可以使襯底托架與反應(yīng)器壁的下部接觸以形成反應(yīng)區(qū)域。例如，驅(qū)動單元可以舉起加熱器和放置在加熱器上的襯底托架，然后，可以使得襯底托架與反應(yīng)器壁表面接觸，從而形成反應(yīng)區(qū)域。此后，可以從原料供應(yīng)單元向襯底供應(yīng)原料，然后，可以進行半導(dǎo)體制造工藝(諸如，薄膜沉積工藝)。在反應(yīng)之后，剩余的材料可以通過在反應(yīng)器壁的上部或下部形成的出口(例如排放孔)被排出。

外腔室C的內(nèi)部壓力可以被設(shè)置成比反應(yīng)區(qū)域(反應(yīng)腔室)的內(nèi)部壓力低。例如，外腔室C的內(nèi)部可以充滿惰性氣體諸如氬(Ar)氣，并且通過反應(yīng)器壁和襯底托架形成的反應(yīng)區(qū)域的內(nèi)部壓力可以保持為比外腔室C的內(nèi)部壓力稍高。因此，填充在外腔室C中的惰性氣體不會滲入反應(yīng)區(qū)域(反應(yīng)腔室)中，并且工藝不會受惰性氣體的影響。

在反應(yīng)腔室中可以進行不同的工藝。例如，轉(zhuǎn)移裝置(諸如轉(zhuǎn)移臂A)可以被設(shè)置在外腔室C中(例如在外腔室C的中心區(qū)域中)。在這種情況下，如果通過使用驅(qū)動單元降低襯底托架和加熱器而打開反應(yīng)區(qū)域，則可以使用轉(zhuǎn)移裝置在反應(yīng)腔室之間轉(zhuǎn)移襯底。通過這種方式，可以對每個襯底進行各種反應(yīng)工藝。例如，如果在反應(yīng)腔室中進行各種沉積工藝，則在外腔室C中的每個襯底上可以依次形成各種薄膜。

圖3示出根據(jù)實施方式的半導(dǎo)體制造設(shè)備300中的氣體泄漏。半導(dǎo)體制造設(shè)備300可以例如是多級反應(yīng)器設(shè)備。

如果使用面密封方法在襯底托架351、352與反應(yīng)器壁W1、W2之間形成反應(yīng)區(qū)域R1和R2(即通過使襯底托架351和352與反應(yīng)器壁W1和W2接觸)，則氣體可能通過接觸區(qū)域不可避免地泄露到外腔室C中。如果這種氣體泄露加劇，則源和反應(yīng)氣體可能在工藝期間不能被足夠地供應(yīng)給襯底，因此工藝可能受到負面影響。此外，外腔室C的元件可能腐蝕并且工藝設(shè)備的壽命可能下降，從而對維修工作有負面影響。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，外腔室C的頂蓋L的重量是引起這種氣體泄漏的原因之一。參考圖3，形成反應(yīng)區(qū)域R1和R2的反應(yīng)器壁W1和W2被固定至外腔室C的頂蓋L，而頂蓋L由于其重量可能向下變形。在這種情況下，可能將反應(yīng)器壁W1和W2向下推，因此反應(yīng)器壁W1、W2與襯底托架351、352之間的接觸可能變得不穩(wěn)定。

這種不穩(wěn)定的接觸可能引起氣體從反應(yīng)區(qū)域R1和R2(即，反應(yīng)器壁W1、W2與襯底托架351、352之間的腔)泄露到外腔室C(參考圖3中的箭頭)。換言之，由于頂蓋L的變形，反應(yīng)器壁W1和W2與襯底托架351和352的接觸表面可能彼此失配，因此工藝氣體可能從反應(yīng)區(qū)域R1和R2泄露到外腔室C。

為了防止這種情況，可以在頂蓋L與外腔室C之間設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)。例如，可以在頂蓋L與外腔室C之間、在外腔室C的中心區(qū)域中放置支撐結(jié)構(gòu)(或如圖4所示，可以在外腔室C與第一和第二反應(yīng)器壁W1、W2之間、在外腔室C的中心區(qū)域中放置支撐結(jié)構(gòu)S)，從而防止頂蓋L(以及反應(yīng)器壁W1和W2)的變形。然而，這種支撐結(jié)構(gòu)可能阻擋多級反應(yīng)器設(shè)備的轉(zhuǎn)移臂(參考圖2中的附圖標記A)的移動，因此這種支撐結(jié)構(gòu)的使用受到限制。

圖5A至圖5D是示出根據(jù)實施方式的襯底托架550的示意圖。

參考圖5A至圖5D，被配置成與反應(yīng)器壁面密封接觸的襯底托架550可以包括襯底支架M和臺階部570。

襯底支架M是其中放置襯底的區(qū)域。在襯底支架M中可以形成用于襯底支撐銷(未示出)的孔H1和用于固定銷(未示出)的孔H2?？譎1和孔H2的位置可以改變。

臺階部570可以環(huán)繞襯底支架M。例如，臺階部570可以形成襯底托架550的邊緣區(qū)域。臺階部570可以形成在與反應(yīng)器壁面密封接觸的接觸區(qū)域中。臺階部570可以包括上臺階US和高度與上臺階US的高度不同的下臺階LS。

臺階部570的側(cè)面(例如，下臺階LS的側(cè)面)可以包括凹進區(qū)域590。即，凹進區(qū)域590可以形成在臺階部570的側(cè)面并且可以包括延伸入臺階部570的側(cè)面中的凹槽。凹槽可以平行于臺階部570的表面(例如，上臺階US的上表面和/或下臺階LS的上表面)延伸。

根據(jù)實施方式，臺階部570形成在與反應(yīng)器壁接觸的接觸區(qū)域中。因此，在工藝期間，反應(yīng)副產(chǎn)物或反應(yīng)副產(chǎn)物所產(chǎn)生的污染物顆粒不會朝向其上放置有襯底的襯底托架550(基座)的上表面而逆向移動。因此，可以可襯底上高質(zhì)量地形成薄膜。

此外，根據(jù)實施方式，凹進區(qū)域590形成在臺階部570的側(cè)面。因此，當(dāng)反應(yīng)器壁接觸該臺階部570并向下推該臺階部570時，凹進區(qū)域590可以起到吸收作用在襯底托架550的表面接觸區(qū)域(例如，邊緣區(qū)域)上的壓力的緩沖器的作用。因此，即使由于頂蓋L的變形而在反應(yīng)器壁與襯底托架550之間發(fā)生接觸失配，也可以防止或減少氣體泄漏。

圖6是示出根據(jù)實施方式的襯底托架650的橫截面示意圖。

參考圖6，襯底托架650可以是包括與加熱器中包括的材料相同的材料的基座。該材料可以是鋁(Al)。因此，熱量能夠以較少的損失從加熱器傳遞至基座。

基座可以包括具有的寬度比下臺階LS的寬度更大的凹槽。例如，下臺階LS的寬度和凹槽的深度(寬度)可以滿足條件A<B，其中A表示從基座的邊緣到下臺階LS從上臺階US下降的位置測量的長度，并且B表示凹槽的深度。

基座可以包括延性金屬材料，并且凹槽的深度(寬度)可以大于下臺階LS的寬度。在這種情況下，沿向下方向從外腔室(和反應(yīng)器壁)施加到基座的壓力可以被柔性地吸收。因此，可以抑制基座與反應(yīng)器壁之間細小的氣體泄漏路徑的形成。

圖7是示出根據(jù)實施方式的半導(dǎo)體制造設(shè)備700的示意圖。該實施方式的半導(dǎo)體制造設(shè)備700可以包括襯底托架，諸如前面實施方式的襯底托架550和650。因此，將省去其重復(fù)描述。

參考圖7，半導(dǎo)體制造設(shè)備700可以包括反應(yīng)器壁W、襯底托架750和氣體供應(yīng)單元SH。

可以使襯底托架750與反應(yīng)器壁W面密封接觸以形成反應(yīng)區(qū)域R。例如，襯底托架750的至少一部分可以具有第一臺階形狀，而反應(yīng)器壁W可以具有與第一臺階形狀相對應(yīng)的第二臺階形狀。當(dāng)將第一臺階形狀和第二臺階形狀彼此接觸時，可以實現(xiàn)面密封。

在如上所述實現(xiàn)面密封后，當(dāng)通過外腔室(和反應(yīng)器壁W)向襯底托架750施加壓力時，襯底托架750可具有彈性行為。為此，可以在襯底托架750的側(cè)面形成凹槽。該凹槽可以延伸至與反應(yīng)區(qū)域R交疊的區(qū)域內(nèi)。

氣體供應(yīng)單元SH可以向反應(yīng)區(qū)域R供應(yīng)氣體。例如，氣體供應(yīng)單元SH可以是被配置成在垂直于襯底的方向上供應(yīng)反應(yīng)氣體的噴頭型氣體供應(yīng)單元或被配置成在平行于襯底的方向上供應(yīng)反應(yīng)氣體的側(cè)流型氣體供應(yīng)單元。

襯底托架750的第一臺階形狀可以包括第一上臺階US1和具有的高度與第一上臺階US1的高度不同的第一下臺階LS1。此外，反應(yīng)器壁W的第二臺階形狀可以包括第二上臺階US2和具有的高度與第二上臺階US 2的高度不同的第二下臺階LS2。在這種情況下，在面密封期間，可以在第一上臺階US1和第二下臺階LS2之間(且在第一下臺階LS1和第二上臺階US2之間)形成空間。

當(dāng)襯底托架750通過驅(qū)動單元被舉起并且與反應(yīng)器壁W面密封接觸時，所述空間可以作為邊界防止第一臺階形狀的第一上臺階US1與第二臺階形狀的第二下臺階LS2交疊。

此外，當(dāng)由于頂蓋變形和/或反應(yīng)器壁W被加熱而使得反應(yīng)器壁W向下移動或變形時，所述空間可以起到允許反應(yīng)器壁W滑動的滑動空間的作用。

例如，如果頂蓋的重心在外腔室的中心處，則當(dāng)反應(yīng)器壁W向下移動或變形時，反應(yīng)器壁可以朝反應(yīng)區(qū)域R向內(nèi)彎曲。因此，當(dāng)反應(yīng)器壁W向內(nèi)彎曲時，具有彈性的襯底托架750可向下彎曲。在這種情況下，反應(yīng)器壁W可以朝向襯底托架750的臺階部(在第一下臺階LS1和第一上臺階US1之間)在所述空間中滑動。

圖8是示出根據(jù)參考圖5A至圖5D描述的襯底托架550的使用，通過測量外腔室的壓力增加而得到的實驗結(jié)果的圖表。在實驗中，在外腔室中布置四個反應(yīng)器，并且，在同時向兩個反應(yīng)器供應(yīng)氬(Ar)氣然后向另外兩個反應(yīng)器供應(yīng)氬(Ar)氣的同時，使用壓力表測量外腔室中的壓力增加。詳細而言，如圖9中所示，在同時向反應(yīng)器R1和R2供應(yīng)氬(Ar)氣的同時使用壓力表測量外腔室的壓力，然后，在同時向反應(yīng)器R3和R4供應(yīng)氬(Ar)氣的同時使用壓力表測量外腔室的壓力。

在圖8中，“A”表示當(dāng)使用相關(guān)技術(shù)中的襯底托架(即，襯底托架不包括當(dāng)在面密封期間施加壓力時賦予襯底托架彈性的凹進區(qū)域)時，在室溫下從反應(yīng)器R1、R2、R3和R4向外腔室的氣體泄漏。在這種情況下，這四個反應(yīng)器R1、R2、R3和R4具有在80mTorr/min或更大范圍內(nèi)的高漏氣率。

“B”和“C”表示當(dāng)使用本發(fā)明構(gòu)思的襯底托架(與圖5A至圖5D中示出的襯底托架相同)時，在室溫(“B”)和300℃(“C”)下從反應(yīng)器R1,R2,R3和R4向外腔室的氣體泄漏。

當(dāng)使用本發(fā)明構(gòu)思的襯底托架(與圖5A至圖5D中示出的襯底托架相同)時，與在“A”情況下的氣體泄漏率相比，所有這四個反應(yīng)器R1,R2,R3和R4都具有20mTorr/min或更小范圍內(nèi)的顯著減少的氣體泄漏率。如在“B”(室溫)和“C”(300℃)的情況下所示，不論溫度如何都能夠不變地管理氣體泄漏。

通常，頂蓋的變形隨溫度的增加而增加。然而，當(dāng)使用本發(fā)明構(gòu)思的襯底托架時，即使在如圖8中的“C”情況下的高溫下頂蓋發(fā)生變形，也能夠穩(wěn)定地進行工藝。

圖10是示出根據(jù)另一個實施方式的襯底托架1050和包括該襯底托架1050的半導(dǎo)體制造設(shè)備1000的示意圖。本實施方式的襯底托架1050可以是前述實施方式的襯底托架的變型。因此，將省去相同元件的重復(fù)描述。

參考圖10，用于提供彈性的凹進區(qū)域1090可以形成在臺階部1070的下部中，即，在襯底托架1050與加熱器H之間。凹進區(qū)域1090可以沿臺階部1070的下部延伸。凹進區(qū)域1090可以具有比臺階部1070的寬度更大的寬度。此外，凹進區(qū)域1090可以延伸入與反應(yīng)區(qū)域R交疊的區(qū)域中。

例如，襯底托架1050可以是基座，并且凹進區(qū)域1090可以具有臺階形狀。如圖5所示，該臺階形狀可以具有比從基座的邊緣至基座的上臺階的邊緣所測量的長度更大的長度(即，該臺階形狀可以與反應(yīng)區(qū)域R交疊)。因此，即使在與基座接觸的同時反應(yīng)器壁W變形，基座也可以柔性地吸收由反應(yīng)器壁W施加的壓力。

圖11是示出根據(jù)另一個實施方式的襯底托架1150和包括該襯底托架1150的半導(dǎo)體制造設(shè)備1100的示意圖。本實施方式的襯底托架1150可以是前述實施方式的襯底托架的變型。因此，將省去相同元件的重復(fù)描述。

參考圖11，與圖5A至5D中示出的襯底托架550的下臺階LS不同，下臺階LS的上表面可以與凹槽1190延伸的方向不平行。例如，下臺階LS的上表面可以沿著從下臺階LS的上表面從上臺階US下降的位置朝向上臺階US的上表面的延伸表面傾斜的傾斜方向上延伸。

可以在襯底托架1150的上臺階US的側(cè)面與反應(yīng)器壁W(以及在下臺階LS的上表面與反應(yīng)器壁W之間)之間形成空間。

如上所述，所述空間可以防止襯底托架1150與反應(yīng)器壁W碰撞并起到滑動空間的作用。例如，在如圖3所示的、其中布置有多個反應(yīng)器的外腔室中，如果頂蓋由于其重量而向下變形，則反應(yīng)器壁可以垂直下降(在與襯底托架1150或加熱器垂直的方向上)。在這種情況下，如果反應(yīng)器壁沿水平變得與襯底托架(參考圖7)，則頂蓋與反應(yīng)器壁可能變形，因此可能在反應(yīng)器壁與襯底托架之間形成氣體泄露路徑。

然而，在圖11所示的襯底托架1150的情況下，在基座邊緣部分上形成的臺階狀表面(即，下臺階LS的上表面)是傾斜的。因此，雖然反應(yīng)器壁W由于頂蓋的變形而向下移動，但反應(yīng)器壁W可以沿與襯底托架1150之間的接觸面平穩(wěn)地滑動。即，雖然外腔室(和反應(yīng)器壁)變形，但可以保持襯底托架1150與反應(yīng)器壁W之間的接觸。

圖12至圖19是示出根據(jù)其它實施方式的襯底托架和包括該襯底托架的半導(dǎo)體制造設(shè)備的示意圖。圖12至圖19的實施方式的襯底托架可以是前述實施方式的襯底托架和半導(dǎo)體制造設(shè)備的變型。因此，可以省去相同元件的重復(fù)描述。

參考圖12，具有彈性的凹進區(qū)域1290可以包括凹槽，該凹槽在與臺階部1270的表面不平行的方向上(例如，在與上臺階US的上表面和/或下臺階LS的上表面不平行的方向上)延伸入臺階部1270的側(cè)面中。例如，凹槽的上表面可以在從臺階部1270的側(cè)面朝向其上側(cè)的方向上延伸。

參考圖13，具有彈性的凹進區(qū)域1390可以在與臺階部1370的表面不平行的方向上(例如，在與上臺階US的上表面和/或下臺階LS的上表面不平行的方向上)沿臺階部1370的下部延伸。例如，凹進區(qū)域1390可以在從臺階部1370的側(cè)面朝向加熱器H的方向上延伸。

參考圖14，襯底托架1450和反應(yīng)器壁W可以不包括臺階部。即，襯底托架1450的上側(cè)可以包括襯底容納區(qū)域RA和接觸區(qū)域CA，并且，隨著反應(yīng)器壁W變得與接觸區(qū)域CA面密封接觸而向接觸區(qū)域CA施加壓力時，接觸區(qū)域CA的至少一部分可以具有彈性行為。為此，接觸區(qū)域CA的側(cè)面可以是凹進的。

參考圖15和圖16，襯底托架1550和1650和反應(yīng)器壁W分別具有傾斜的表面，因此，在傾斜表面變得彼此接觸時實現(xiàn)面密封。參考圖15，半導(dǎo)體制造設(shè)備1500的襯底托架1550和反應(yīng)器壁W可以不包括臺階部。參考圖16的半導(dǎo)體制造設(shè)備1600，襯底托架1650可以包括臺階部1670而反應(yīng)器壁W可以不包括臺階部。

接觸區(qū)域CA的下部(參考圖15)或臺階部1670(參考圖16)是凹進的，因此當(dāng)襯底托架1550和1650變得與反應(yīng)器壁W面接觸時，襯底托架1550和1650可以柔性地吸收壓力。此外，雖然反應(yīng)器壁W由于外腔室(和頂蓋)的變形而向下移動，但反應(yīng)器壁W可以在與襯底托架1550和1650的接觸表面上平穩(wěn)地滑動。

參考圖17，襯底托架1750的第一臺階形狀可以包括第一上臺階US1和具有的高度與第一上臺階US1的高度不同的第一下臺階LS1。此外，反應(yīng)器壁W的第二臺階形狀可以包括第二上臺階US2和具有的高度與第二上臺階US2的高度不同的第二下臺階LS2。在這種情況下，當(dāng)襯底托架1750與反應(yīng)器壁W面接觸時，在第一上臺階US1與第二下臺階LS2之間(和第一下臺階LS1與第二上臺階US2之間)可以形成空間。

例如，當(dāng)反應(yīng)區(qū)域R的溫度很高時，反應(yīng)器壁W的內(nèi)表面(面向反應(yīng)區(qū)域R的內(nèi)表面)的溫度可能比反應(yīng)器壁W的外表面(面向外腔室的中心區(qū)域的外表面)的溫度更高。在這種情況下，反應(yīng)器壁W的熱膨脹量在內(nèi)表面處可能比外表面處更大。因此，當(dāng)反應(yīng)器壁W向下移動或變形時，反應(yīng)器壁W可以在遠離反應(yīng)區(qū)域R的方向上彎曲。在這種情況下，當(dāng)反應(yīng)器壁W向外彎曲時，具有彈性的襯底托架1750可以向下彎曲，并且，反應(yīng)器壁W可以在減少所述空間的方向上滑動。

參考圖18，襯底托架1850的第一臺階形狀可以包括第一上臺階US1和具有的高度與第一上臺階US1的高度不同的第一下臺階LS1。此外，反應(yīng)器壁W的第二臺階形狀可以包括第二上臺階US2和具有的高度與第二上臺階US2的高度不同的第二下臺階LS2。在這種情況下，當(dāng)襯底托架1850與反應(yīng)器壁W面接觸時，在第一上臺階US1與第二下臺階LS2之間(和第一下臺階LS1與第二上臺階US2之間)可以形成空間。

圖18中示出的半導(dǎo)體制造設(shè)備1800可以針對以下兩種情況形成滑動空間：頂蓋的重心(和氣體供應(yīng)單元SH的重心)在外腔室的中心處(即，如參考圖7所述，反應(yīng)器壁W傾向于朝反應(yīng)區(qū)域R向內(nèi)彎曲的情況)的情況；和反應(yīng)區(qū)域R的溫度很高的情況(即，如參考圖17所述，反應(yīng)器壁W傾向于從反應(yīng)區(qū)域R向外彎曲的情況)。

參考圖7和圖18所述的反應(yīng)器壁W的變形以反應(yīng)器壁W鄰近外腔室中心的情況為基礎(chǔ)。

參考圖19，在相同條件下，鄰近外腔室C的外壁的反應(yīng)器壁W_外可以在與鄰近外腔室C中心的反應(yīng)器壁W_中心的彎曲方向相反的方向上彎曲(即，反應(yīng)器壁W_外和W_中心可以不對稱彎曲)。例如，如果頂蓋的重心在外腔室C的中心處，則鄰近外腔室C中心的反應(yīng)器壁W_中心可以朝反應(yīng)區(qū)域R向內(nèi)彎曲，而鄰近外腔室C的外壁的反應(yīng)器壁W_外可以從反應(yīng)區(qū)域R向外彎曲。參考圖19，襯底托架1950和包括該襯底托架1950的半導(dǎo)體制造設(shè)備1900可以形成針對上述情況(即，針對反應(yīng)器壁不對稱變形的情況)的滑動空間，從而防止氣體泄漏。

圖20至圖25是根據(jù)其它實施方式的襯底托架的示意圖。圖20至圖25的實施方式的襯底托架可以是前述實施方式的襯底托架的變型。因此，將省去相同元件的重復(fù)描述。

參考圖20，襯底托架還可以包括至少一個支撐件P。所述至少一個支撐件P可以包括多個支撐件P，并且所述支撐件P可以被放置在凹進區(qū)域590中。當(dāng)在襯底托架的側(cè)面中形成凹進區(qū)域590時，可以使用支撐件P。即，支撐件P可以填充從襯底托架的側(cè)面向內(nèi)延伸的凹槽的至少一部分。

支撐件P可以防止內(nèi)部空間(諸如襯底托架的凹進區(qū)域590)的熱變形。當(dāng)半導(dǎo)體制造設(shè)備在高溫(例如，300℃或更高)下操作時，反應(yīng)器壁W和/或襯底托架可能變形(例如由于熱膨脹)。在這種情況下，襯底托架的臺階部570可能變形，且氣體可能在反應(yīng)器壁W和臺階部570的接觸表面之間泄露。因此，通過沉積工藝形成的膜可能具有較差的厚度均勻性。

然而，根據(jù)實施方式，支撐件P被放置于在襯底托架的側(cè)面形成的凹槽中。因此，雖然在高溫工藝期間反應(yīng)器壁W和/或襯底托架變形，但臺階部570的變形可以得到抑制。即，通過在襯底托架中形成凹槽而賦予襯底托架柔性，并且在高溫工藝期間使用支撐件P抑制襯底托架的變形，從而保證寬溫度范圍內(nèi)的厚度均勻性。

支撐件可以是各種形狀。在圖20中，支撐件P具有T形使得臺階部可以在各個支撐件P的插入部和非插入部之間形成。然而，支撐件P的形狀不限于此。例如，支撐件P可以具有I形并且可以被完全可插入凹進區(qū)域590中。在另一示例中，支撐件P的插入部可以具有圓形截面形狀而不是四角形截面形狀。

此外，參考圖21，其示出襯底托架的水平截面，多個尖端可以被部分地布置在凹進區(qū)域590的末端區(qū)域作為支撐件P?？梢哉{(diào)整所述尖端的材料、厚度、寬度、數(shù)量和插入深度中的至少一種以得到上述效果(預(yù)防熱變形和預(yù)防內(nèi)部氣體泄漏)。

此外，參考圖22，其示出襯底托架的水平截面，可以設(shè)置環(huán)繞凹進區(qū)域590的圓周的外緣。與所述尖端相同，可以調(diào)整該外緣的材料、厚度、寬度、數(shù)量(即，外緣部件的數(shù)量)和插入深度中的一種以得到上述效果。

圖23示出調(diào)整尖端和/或外緣的插入深度的示例。如圖23所示，可以調(diào)整支撐件P的插入深度以便在高溫工藝期間防止襯底托架的變形和氣體泄漏同時通過凹進區(qū)域590保證襯底托架的柔性。例如，支撐件P的插入深度可以不達到反應(yīng)器壁W的下臺階的中點。在另一示例中，支撐件P的插入深度可能小于反應(yīng)器壁W的下臺階的寬度的一半。

支撐件P可以包括具有比襯底托架(特別是襯底托架的臺階部570)的熱膨脹系數(shù)更低的熱膨脹系數(shù)的材料。例如，如果襯底托架包括熱膨脹系數(shù)為24×10^-6/℃的鋁，則支撐件P可以包括具有比鋁的熱膨脹系數(shù)更低的熱膨脹系數(shù)的材料(例如，金屬材料或陶瓷材料)。由于支撐件P具有相對低的熱膨脹系數(shù)，所以在高溫工藝期間，支撐件P與反應(yīng)器壁W和/或襯底托架相比可以變形更少，因此臺階部570的變形可以通過支撐件P得以抑制。

此外，支撐件P可以沿襯底托架的圓周不對稱地布置。例如，如圖24所示，一個支撐件P可以被放置在襯底托架的一個區(qū)域(左區(qū)域)中，并且三個支撐件P可以被布置在襯底托架的其它區(qū)域(右區(qū)域)中。這個結(jié)構(gòu)可以用于其中布置有多個反應(yīng)器的腔室。例如，在高溫工藝期間，反應(yīng)器壁W在鄰近外腔室的中心區(qū)域的區(qū)域的溫度可能比在鄰近外腔室的外部區(qū)域的區(qū)域的溫度更高。在這種情況下，如果不對稱地布置支撐件P(即，如果支撐件P在鄰近外腔室的中心區(qū)域的凹進區(qū)域590的部分中比在鄰近外腔室的外部區(qū)域的凹進區(qū)域590的部分中被布置得更密集)，則可以均勻抑制凹進區(qū)域590的變形。

表述“不對稱地布置支撐件P”并不僅僅與支撐件P的數(shù)量有關(guān)。在圖24中示出的布置是與支撐件P的數(shù)量有關(guān)的非限制性布置示例。即，可以不對稱地設(shè)置支撐件P的材料、數(shù)量、厚度、寬度和插入深度中的至少一種。

根據(jù)實施方式，支撐件P可以包括與如圖25中示出的襯底托架中所包括的材料相同的材料。即，當(dāng)機械加工襯底托架時，沿襯底托架的整個圓周可以形成凹進區(qū)域590。相反，沿襯底托架的圓周可以部分地形成凹進區(qū)域590，因此未形成凹進區(qū)域590的部分可以起到支撐件P的作用。

如上所述，根據(jù)上述實施方式的一個或多個，可以減少或防止穿過反應(yīng)器壁與襯底托架之間的面密封區(qū)域的氣體泄漏。例如，雖然其中布置有多個反應(yīng)器的腔室由于腔室的上部的重量而變形，但在腔室中發(fā)生的工藝可以較少地受腔室變形的影響，因此可以有效管理多個反應(yīng)器。

此外，根據(jù)一個或多個實施方式，在室溫和甚至在使得多個反應(yīng)器的變形增加的高溫下，工藝可以較少地受多個反應(yīng)器的變形的影響。

附圖中示出的部件的形狀是用于清楚地理解實施方式的而提供的示例。即，部件的形狀可以改變。

應(yīng)理解的是，本文中描述的實施方式僅應(yīng)考慮為描述性意義而非用于限制目的。在各個實施方式內(nèi)的特征或方面的描述應(yīng)該典型地被認為可用于在其它實施方式中的其它相似的特征或方面。

雖然已經(jīng)參考附圖描述了一個或多個實施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，不背離如所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍可以在其中作出形式和細節(jié)上的各種變化。