KR100715054B1 - 진공 처리 장치 - Google Patents

진공 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100715054B1
KR100715054B1 KR1020057015823A KR20057015823A KR100715054B1 KR 100715054 B1 KR100715054 B1 KR 100715054B1 KR 1020057015823 A KR1020057015823 A KR 1020057015823A KR 20057015823 A KR20057015823 A KR 20057015823A KR 100715054 B1 KR100715054 B1 KR 100715054B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
processing
space
purge gas
unit
partition
Prior art date
Application number
KR1020057015823A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050105249A (ko
Inventor
시게루 가사이
수수무 가토
도모히토 고마츠
데츠야 사이토
스미 다나카
Original Assignee
동경 엘렉트론 주식회사
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 동경 엘렉트론 주식회사 filed Critical 동경 엘렉트론 주식회사
Publication of KR20050105249A publication Critical patent/KR20050105249A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100715054B1 publication Critical patent/KR100715054B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/683—Apparatus 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
    • H01L21/687—Apparatus 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
    • H01L21/68714—Apparatus 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
    • H01L21/68785—Apparatus 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 the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/455—Chemical 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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45519—Inert gas curtains
    • C23C16/45521—Inert gas curtains the gas, other than thermal contact gas, being introduced the rear of the substrate to flow around its periphery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/455—Chemical 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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical 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
    • C23C16/458—Chemical 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 supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명의 진공 처리 장치는, 바닥부를 갖는 진공 가능한 처리용기와, 처리용기 내에 설치되는 탑재대와, 탑재대 상의 기판을 가열하는 가열부와, 처리용기 내에 처리가스를 공급하는 처리가스공급부와, 탑재대와 처리용기의 바닥부 사이의 공간을 둘러싸서, 당해 공간을 처리용기 내의 처리공간으로부터 구획하는 구획부와, 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부와, 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내로부터 퍼지가스를 배기하는 퍼지가스배기부와, 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 조정하도록, 퍼지가스공급부 및/또는 퍼지가스배기부를 제어하는 제어부와, 처리용기의 바닥부를 관통하여, 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 삽입되고, 탑재대에 접촉하는 선단부를 갖는 온도검출부를 구비하며, 구획부는 처리용기의 바닥부와 면 접촉하는 하단부를 갖고, 제어부는 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 처리용기 내의 처리공간 내의 압력보다 높게 조정하도록 되어 있다.

Description

진공 처리 장치{VACUUM PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 진공 분위기하(감압하)에서 기판에 대해, 예컨대, 성막 처리 등을 하는 진공 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하, "웨이퍼"라고 함)에 형성된 홀(hole)이나 홈 속에 금속이나 금속 화합물을 CVD(chemical vapor deposition) 처리에 의해 매립하여 배선을 형성하는 공정이 있다. 금속 혹은 금속 화합물을 웨이퍼 상에 성막하는 장치는, 예컨대 일본특허공개 제2003-133242호(일본특허출원 제2001-384649호)에 기재되어 있다.
이 일본특허공개 제2003-133242호에 기재되어 있는 성막장치의 개략을 도 7에 도시한다. 부재번호 1은 챔버(chamber)이며, 상부측이 편평한 원통부(1a)로서 형성되는 동시에 하부측이 소 직경의 원통부(1b)로서 형성되어 있다. 원통부(1a) 내에는, 저항발열체로 이루어지는 히터(11a, 11b)가 매립된 세라믹으로 이루어지는 탑재대(12)가 설치되어 있다. 이 탑재대(12)의 이면측 중앙부에는, 세라믹으로 이루어지는 통상체(筒狀體)(13)의 상단이 접합되어 있다. 챔버(1)의 저면 중앙부에 는 개구부(14)가 형성되어 있다. 이 개구부(14)를 둘러싸도록, 상기 통상체(13)의 하단이 챔버(1)의 저면에 링형상의 수지제 밀봉부재(O 링)(15)를 거쳐 기밀하게 장착되어 있다. 따라서, 통상체(13)의 내부는 대기(大氣) 분위기이다. 이 안에, 히터(11a, 11b)에 각각 급전하기 위한 급전케이블(16a, 16b) 및 탑재대(12)의 온도를 검출하기 위한 열전대(17)가 배치되어 있다.
히터(11a)는 탑재대(12)의 중앙부에 설치되어 있다. 히터(11b)는 히터(11a)의 외측에 링형상으로 설치되어 있다. 열전대(17)의 선단은 탑재대(12)의 중앙부에 접촉하고 있으며, 해당 접촉부위의 온도를 검출한다. 이 온도에 근거하여, 예컨대 히터(11a) 및 히터(11b)로의 공급전력의 비를 일정하게 유지하면서, 히터(11a, 11b)로의 공급전력의 제어가 행해진다.
탑재대(12)의 상방에는, 웨이퍼(10)의 표면 전체에 걸쳐 높은 균일성으로 가스를 공급할 수 있도록 구성된 가스샤워헤드 등으로 불리고 있는 처리가스(18)가 설치되어 있다. 이 처리가스(18)로부터 처리가스가 공급되는 동시에, 원통부(1b)의 바닥부 부근에 마련된 도시하지 않은 배기구로부터 배기가 이루어져, 챔버(1) 내가 소정 압력의 진공 분위기로 유지된다. 처리가스는 웨이퍼(10) 표면에서 열화학 반응을 일으켜, 소정의 박막, 예컨대 W(텅스텐), WSix(텅스텐실리사이드), Ti 혹은 TiN(티탄나이트라이드) 등의 금속 혹은 금속 화합물이 웨이퍼(10) 표면에 성막된다.
통상체(13)는, 급전케이블(16a, 16b) 및 열전대(17)가 존재하는 공간을 처리 분위기측으로부터 구획(區劃)하여, 성막가스 혹은 클리닝시의 클리닝가스에 의한 이들 부재의 부식을 방지한다. 또한, 통상체(13)는, 열전대(17)에 의한 온도 검출이 높은 정밀도로 행해지는 것을 돕는다. 열전대(17)는 그 선단부와 탑재대(12)의 접촉에 의해 탑재대(12)의 온도를 검출한다. 가령 해당 접촉부위가 처리가스 분위기에 노출된다고 하면, 처리가스가 흐를 때와 흐르지 않을 때에 있어 해당 분위기의 압력이 변동하여, 접촉부위 사이에 존재하는 공간의 열전도의 크기가 변화한다. 이 때문에, 온도 제어가 불안정하게 되어 버린다. 이러한 문제를 피하기 위해서, 통상체(13) 내부는 처리가스의 분위기로부터 기밀하게 구획되어 있다. 본 예에서는, 통상체(13) 내부는 대기압으로 되어 있다.
그런데, 웨이퍼(10)의 대구경화에 따라, 어떻게 하면 면내 균일성이 높은 프로세스를 수행할 것인가가 과제 중 하나이다. 이 때문에, 탑재대(12)의 온도 제어에 관해서도 더욱 한층 높은 정밀도가 요구된다. 그러나, 상술한 장치에서는, 탑재대(12)의 중앙부의 온도만이 검출되고 있기 때문에, 예컨대 탑재대(12)의 주연 부의 온도가 외란에 의해 흐트러지더라도, 그 흐트러짐에 따르는 온도 제어를 할 수 없다.
한편, 외측의 히터(11b)가 배치되어 있는 영역에 열전대(17)를 마련하기 위해서는, 통상체(13)의 직경을 크게 할 필요가 있다. 그 경우에는, 챔버(1)의 용적이 상당히 커지게 되어, 장치가 대형화된다.
그리고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 탑재대(12)의 중앙부로부터 연장되는 소직경의 통상체(13)가 이용되더라도, 하부측의 원통부(1b)의 길이가 클 필요가 있기 때문에, 설치공간의 측면에서 그다지 이득이 아니다. (탑재대(12)의 온도가 예 컨대 500℃∼700℃ 정도이면, 이 열은 통상체(13)을 거쳐 챔버(1)의 바닥부로 전해진다. 챔버(1)의 바닥부와 통상체(13)의 하단부 사이에 개재되는 O 링(15)의 내열성은 작기 때문에, 통상체(13)의 길이는 상당히 크게 할 필요가 있다).
또한, 성막 처리가 반복하여 행해지면, 탑재대(12)에 부착되는 박막의 막두께가 두껍게 되어, 막 박리에 의한 파티클 발생에 대한 우려가 생기게 된다. 이 때문에, 챔버(1) 내는 클리닝가스에 의해 정기적으로 클리닝된다. 여기서, 성막 처리후 클리닝 개시까지 긴 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다. 즉, 클리닝시의 탑재대(12)의 온도는, 예컨대 250℃로서 성막 처리 시의 온도보다도 낮지만, 탑재대(12)의 주위는 진공 분위기이기 때문에, 탑재대(12)가 방열하여 강온(降溫)되는 데에 긴 시간이 걸리는 것이다. 또, 챔버(1) 내의 압력을 높게 하여 방열을 촉진시키면, 그 후 클리닝을 실행하기 위한 적절한 압력까지 성막장치를 진공시키는 데에 긴 시간이 걸리게 된다.
본 발명은, 이러한 배경하에서 이루어진 것으로, 그 목적은, 탑재대의 이면측으로 처리가스가 들어가는 것을 방지하여 탑재대의 온도를 검출하는 온도검출부의 부식을 방지하고, 저항발열체에 전력을 급전하는 급전로부재를 마련하는 경우에는 이 급전로부재의 부식도 방지하며, 수지제 밀봉재의 열 열화의 문제를 피하여 탑재대와 처리용기 바닥부와의 거리를 작게 할 수 있는 진공 처리 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 탑재대의 온도를 신속히 강온시켜 운전 효율을 높게 할 수 있는 진공 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 바닥부를 갖는 동시에 진공 가능한 처리용기와, 상기 처리용기 내에 설치되어, 기판이 탑재될 수 있는 탑재대와, 상기 탑재대 상에 탑재되는 기판을 가열할 수 있는 가열부와, 상기 처리용기 내에 처리가스를 공급할 수 있는 처리처리가스와, 상기 탑재대와 상기 처리용기의 바닥부 사이의 공간을 둘러싸서, 당해 공간을 상기 처리용기 내의 처리공간으로부터 구획하는 구획부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내로부터 퍼지가스를 배기하는 퍼지가스배기부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 조정하도록, 퍼지가스공급부 및 퍼지가스배기부의 적어도 한쪽을 제어하는 제어부와, 상기 처리용기의 바닥부를 관통하여, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 삽입되는 동시에, 상기 탑재대에 접촉하는 선단부를 갖는 온도검출부를 구비하며, 상기 구획부는 상기 처리용기의 바닥부와 면 접촉하는 하단부를 갖고 있고, 상기 제어부는 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을, 상기 처리용기 내의 처리공간 내의 압력보다 높게 조정하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 탑재대의 하방측의 공간이 구획부에 의해 둘러싸여, 수지제 밀봉부재를 이용하지 않고서 구획부 내의 압력을 양압(陽壓)으로 하는 것에 의해, 구획부 내로의 주위로부터의 가스 침입이 방지되고 있기 때문에, 처리가스나 클리닝가스 등에 의한 온도검출부의 부식이 방지될 수 있다. 또한, 구획부와 처리용기 바닥부 사이에 수지제 밀봉부재를 마련할 필요가 없기 때문에, 탑재대로부터의 열전도에 의한 수지제 밀봉부재의 열 열화를 염려하지 않아도 된다. 따라서, 탑재대와 처리용기 바닥부 사이의 거리를 짧게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가열부는, 상기 탑재대에 마련된 저항발열체를 갖고 있고, 상기 가열부에 전력을 공급하기 위한 급전로부재가, 상기 처리용기의 바닥부를 관통하여, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 삽입되어 있다. 이 경우, 처리가스나 클리닝가스 등에 의한 급전로부재의 부식이 방지될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 제어부는 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 승압시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 진공 처리 장치는, 상기 퍼지가스를 냉각시키는 퍼지가스냉각부를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 퍼지가스냉각부도 제어하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 바람직하게는, 상기 처리용기는 측벽부를 갖고 있고, 상기 구획부와 상기 측벽부 사이에 걸쳐, 상기 처리용기 내의 처리공간을 처리측 공간과 배기측 공간으로 분리하도록 버퍼판이 마련되며, 상기 버퍼판에는, 상기 처리측 공간과 상기 배기측 공간을 연통시키는 구멍부가 형성되어 있고, 상기 측벽부에는, 상기 배기측 공간 내로부터 처리가스를 배기할 수 있는 처리가스 배기구가 설치되어 있다.
이 경우, 상기 버퍼판에는 온도조절부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 바닥부를 갖는 동시에 진공 가능한 처리용기와, 상기 처리용기 내에 설치되어, 기판이 탑재될 수 있는 탑재대와, 상기 탑재대 상에 탑재되는 기판을 가열할 수 있는 가열부와, 상기 처리용기 내에 처리가스를 공급할 수 있는 처리가스공급부와, 상기 탑재대와 상기 처리용기 바닥부 사이의 공간을 둘러싸서, 당해 공간을 상기 처리용기 내의 처리공간으로부터 구획하는 구획부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부와, 상기 퍼지가스를 냉각하는 퍼지가스냉각부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내로부터 퍼지가스를 배기하는 퍼지가스배기부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 조정하도록, 퍼지가스공급부 및 퍼지가스배기부의 적어도 한쪽을 제어하는 제어부와, 상기 처리용기의 바닥부를 관통하여, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 삽입되는 동시에, 상기 탑재대에 접촉하는 선단부를 갖는 온도검출부를 구비하며, 상기 구획부는 상기 처리용기의 바닥부와 면 접촉하는 하단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치를 이용하여 진공 처리를 실시하는 방법으로서, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 상기 처리용기 내의 처리공간 내의 압력보다 높게 조정한 상태에서, 상기 기판에 소정의 진공 처리를 실시하는 처리 공정과, 상기 진공 처리 실시 후에, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 더 높게 승압시킨 상태로, 상기 탑재대의 온도를 강온시키는 강온 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 방법이다.
바람직하게는, 상기 방법은, 상기 강온 공정 후에, 상기 처리용기 내를 클리닝하는 클리닝 공정을 더 포함한다.
또한, 본 발명은, 바닥부를 갖는 동시에 진공 가능한 처리용기와, 상기 처리용기 내에 설치되어, 기판이 탑재될 수 있는 탑재대와, 상기 탑재대 상에 탑재되는 기판을 가열할 수 있는 가열부와, 상기 처리용기 내에 처리가스를 공급할 수 있는 처리가스공급부와, 상기 탑재대와 상기 처리용기 바닥부 사이의 공간을 둘러싸서, 당해 공간을 상기 처리용기 내의 처리공간으로부터 구획하는 구획부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내로부터 퍼지가스를 배기하는 퍼지가스배기부와, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 조정하도록, 퍼지가스공급부 및 퍼지가스배기부의 적어도 한쪽을 제어하는 제어부와, 상기 처리용기의 바닥부를 관통하여, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 삽입되는 동시에, 상기 탑재대에 접촉하는 선단부를 갖는 온도검출부를 구비하고, 상기 구획부는 상기 처리용기의 바닥부와 면 접촉하는 하단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치를 이용하여 진공 처리를 실시하는 방법으로서, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 상기 처리용기 내의 처리공간 내의 압력보다 높게 조정한 상태로, 상기 기판에 소정의 진공 처리를 실시하는 처리 공정과, 상기 진공 처리 실시 후에, 상기 퍼지가스냉각부에 의해 상기 퍼지가스를 냉각시키면서, 상기 탑재대의 온도를 강온시키는 강온 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 방법이다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 진공 처리 장치(성막장치)의 전체 구성을 나타내는 종단 측면도,
도 2는 도 1의 진공 처리 장치의 제어계를 나타내는 구성도,
도 3은 탑재대의 하방측의 공간을 구획 형성하는 구획부에 있어서의 면 접촉 부의 가스의 흐름을 나타내는 설명도,
도 4는 도 1의 진공 처리 장치에 있어서의 공정을 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 진공 처리 장치(성막장치)의 일부 구성을 나타내는 종단 측면도,
도 6은 퍼지가스냉각부의 구성예를 나타내는 개략도,
도 7은 종래의 진공 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 종단 측면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 진공 처리 장치의 일실시 형태의 전체 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태의 진공 처리 장치는, 예컨대 Ti 혹은 TiN을 성막하기 위한 성막장치로서, 원통형의 기밀한 처리용기(진공챔버)(2)를 구비하고 있다. 이 처리용기(2) 내에는 기판, 예컨대 웨이퍼(10)를 수평으로 지지하기 위한 기판 유지부인 탑재대(3)가 설치되어 있다. 이 탑재대(3)는, 웨이퍼(10)보다 사이즈가 큰 원 형상으로 형성되어 있다. 탑재대(3)의 외주연부(外周緣)에 연속하여, 하방측으로 수직으로 연장되는 원통부(4)가 설치되어 있다. 탑재대(3) 및 원통부(4)는, 예컨대 질화알루미늄(AlN) 혹은 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹에 의해 일체적으로 만들어져 있으며, 상단측이 개구되고, 하단측이 바닥이 있는 통상체를 구성하고 있다.
한편, 처리용기(2)의 저벽(21)의 내벽면에는, 원통부(4)의 구경에 대응하는 직경의 링형상의 단열체(41)가 설치되어 있다. 단열체(41)는, 예컨대 석영제이다. 이 단열체(41)는 단면 형상이 사각형이며, 상기 저벽(21)의 내벽면과 면 접촉하고 있다. 단열체(41) 위에는, 단면 형상이 역(逆) L 자형인 링형상의 누름부재(42)가 탑재되어 있다. 누름부재(42)는 단열체(41)의 상면과 면 접촉하고 있다. 상기 원통부(4)의 하단부는, 외측으로 굴곡되어 플랜지부(칼라부)(43)를 형성하고 있다. 단열체(41) 및 누름부재(42)에 의해 형성되는 내측을 향한 링형상의 홈부 내에, 상기 플랜지부(43)가 끼워맞춤(감합, 嵌合)되어 있다. 원통부(4), 단열체(41) 및 누름부재(42)는 서로 면 접촉하고 있다. 저벽(21)의 내벽면, 단열체(41), 누름부재(42) 및 원통부(4)의 서로 접촉하는 면은 연마되어 있다. 이에 따라, 서로의 면 접촉에 의해, 가능한 한 기밀성이 확보되도록 되어 있다.
따라서, 원통부(4), 단열체(41) 및 누름부재(42)에 의해, 탑재대(3)와 처리용기(2) 바닥부와의 사이의 공간 S의 주위가 둘러싸여, 당해 공간 S가 처리 분위기로부터 구획된다. 즉, 본 예에서는, 원통부(4), 단열체(41) 및 누름부재(42)가 구획부에 상당한다.
또한, 처리용기(2)의 저벽(21)에는, 상기 공간 S에 퍼지가스, 예컨대 질소가스 등의 불활성 가스를 공급하기 위한 퍼지가스공급부를 이루는 퍼지가스공급관(51)이 접속되는 동시에, 공간 S로부터 퍼지가스를 배기하기 위한 퍼지가스배기부를 이루는 퍼지가스배기관(52)이 접속되어 있다.
도 2는 도 1의 성막장치의 용력계(用力系)및 제어계를 자세히 기재한 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 퍼지가스공급관(51)에는, 밸브 V 및 유량 조정부인 매스플로우 콘트롤러(53)를 거쳐 퍼지가스공급원(54)이 접속되어 있다. 퍼지가 스배기관(52)에는, 예컨대 버터플라이 밸브 등의 압력조정부(55)(후술하는 제어부(6)와 함께 청구항 1의 제어부를 구성함)를 거쳐 진공 배기수단인 진공펌프(56)가 접속되어 있다. 또, 진공펌프(56)로서는, 예컨대 후술하는 처리용기(2) 내를 배기하기 위한 진공펌프(20)를 이용하더라도 좋다. 퍼지가스배기관(52)에 있어서의 처리용기(2)의 근방에는, 상기 공간 S의 압력을 검출하기 위한 압력검출부(57)가 설치되어 있다.
도 2 중, (6)은 제어부(전술한 압력조정부(55)와 함께 청구항 1의 제어부를 구성함)이다. 제어부(6)는, 압력검출부(57)에 의해 검출된 압력 검출값에 근거하여, 압력조정부(55)에 제어신호를 보내 공간 S의 압력을 제어하는 기능 및 유량 조정부(53)에 제어신호를 보내 퍼지가스의 유량을 조정하는 기능을 갖추고 있다. 그리고, 제어부(6)에 의한 압력 제어에 의해, 공간 S의 압력이 처리 분위기의 압력보다 높아지도록 조정된다. 또한, 탑재대(3)의 온도를 강온시킬 때에(예컨대, 처리가스에 의한 웨이퍼(10)의 성막 처리가 종료된 후, 처리용기(2) 내를 클리닝 하는 공정으로 이행할 때에), 탑재대(3)의 열을 퍼지가스를 통해 처리용기(2)의 저벽(21) 측으로 효율적으로 방열시키기 위해서, 공간 S의 압력이 승압되도록 조정된다. 탑재대(3)의 온도를 강온시킬 때 이외의 경우에 있어서는(예컨대, 성막 처리의 준비 단계에서부터 웨이퍼(10)의 연속 성막이 종료될 때까지의 사이는), 상기 공간 S의 압력은 후술한 열전대의 선단부와 탑재대(3)의 접촉부가 미소한 극간에 의해 충분한 열전도가 행해져 정밀도가 좋은 온도 검출값를 얻을 수 있는 압력, 예컨대 133Pa 내지 2660Pa로 설정된다.
탑재대(3) 내에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 가열수단, 예컨대 저항발열체로 이루어지는 히터(7)가 설치되어 있다. 본 예에서는, 히터(7)는 탑재대(3)의 중앙부에 마련된 원형 혹은 링형상의 히터(71)와, 이 히터(71)의 외측에 마련된 링형상의 히터(72)를 갖고 있다. 상기 공간 S에는, 예컨대 급전케이블 등의 2개의 급전로부재(73, 74)가, 처리용기(2)의 바닥부를 관통하여 외부로부터 삽입되어 있다. 이들 급전로부재(73, 74)의 선단부는, 각각 히터(71, 72)에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 급전로부재(73, 74)의 타단부 측의 전원부(61, 62)로부터 히터(71, 72)로 각각 전력이 공급되도록 되어 있다. 또한 상기 공간 S에는, 온도검출부, 예컨대 2개의 열전대(75, 76)가 처리용기(2)의 바닥부를 관통하여 외부로부터 삽입되어 있다. 이들 열전대(75, 76)의 선단부는, 탑재대(3)에 있어서의 히터(71, 72)의 가열영역의 하부측에 접촉(예컨대, 탑재대(3)의 하면측으로부터 돌출된 구멍부에 끼워 넣어짐)되어 있다. 제어부(6)는, 열전대(75)로부터의 온도 검출값에 근거하여, 전원부(61)에 제어신호를 보내 내측의 히터(71)의 발열량을 제어하고, 또한 열전대(76)로부터의 온도 검출값에 근거하여, 전원부(62)에 제어신호를 보내 외측의 히터(72)의 발열량을 제어하도록 되어 있다.
또, 도 1에서는 도시 편의상, 히터(71, 72)는 기재를 생략하고 있으며, 또한 급전로부재(73, 74) 및 열전대(75, 76)에 대해서는 각각 한 개만 기재하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 급전로부재(73, 74)는, 슬리브가 조합된 장착부재(77) 및 수지제의 링형상의 밀봉부재인 O 링(77a)을 이용하여, 처리용기(2)의 저벽(21)과의 사이의 기밀성을 확보하면서 해당 바닥부(21)에 지지되어 있다. 또한, 열전 대(75, 76)는, 슬리브가 조합된 장착부재(78) 및 O 링(78a)을 이용하여, 처리용기(2)의 저벽(21)과의 사이의 기밀성을 확보하면서 해당 저벽(21)에 지지되어 있다. 본 예에서는, 히터는 2 분할되어 있지만, 3 이상으로도 분할될 수 있다. 분할수에 대응하는 수의 급전로부재 및 열전대가 마련되어, 각 히터가 독립적으로 제어되도록 하여도 좋다.
또한, 탑재대(3)와 처리용기(2)의 저벽(21)과의 사이에는, 탑재대(3)로부터의 복사열을 탑재대(3)측으로 반사하도록, 상면이 예컨대 경면(鏡面)으로 마감된 반사면부를 이루는 반사판(31)이 탑재대(3)와 대향하여 설치되어 있다. 이러한 반사판(31)을 마련하면, 저벽(21)의 온도 상승을 억제할 수 있는 동시에 히터(71, 72)의 가열 효율이 향상된다. 또, 반사면부는 처리용기의 저벽의 표면을 경면으로 마감하여 형성된 것이어도 좋다.
상기 처리용기(2)의 저벽(21)의 주연부에는, 예컨대 둘레 방향으로 복수개의 배기구(22)가 형성되어 있다. 이들 배기구(22)에는, 배기관(23)을 거쳐 진공 배기 수단인 진공펌프(20)가 접속되어 있다. 이에 따라, 처리용기(2) 내부가 진공 배기되도록 되어 있다. 상기 원통부(4)의 주위에는, 둘레 방향으로 연장되어 원통부(4)와 처리용기(2)의 측벽 사이를 막도록 버퍼판(32)이 설치되어 있다. 이 버퍼판(32)에는, 처리공간으로부터의 처리가스가 웨이퍼(10)의 둘레 방향에 있어서 균일하게 배기구(22) 측으로 배기되도록, 둘레 방향으로 다수의 구멍부(33)가 뚫려 있다. 이에 따라, 원통부(4), 단열체(41), 누름부재(42) 및 처리용기(2)의 저벽(21) 사이의 면 접촉 부위가, 예컨대 열 수축에 의해 마찰되어 이물질을 발생시켰다고 하더라도, 해당 이물질이 처리공간으로 유입되는 것이 억제되어, 웨이퍼(10)의 오염이 방지될 수 있다.
버퍼판(32) 내에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 온도조절부인, 예컨대 냉매유로(34)가 설치되어 있다. 냉매공급로(35)로부터 공급되는 냉매, 예컨대 냉각수, 갈덴(아우지몬트사의 등록 상표) 등이, 냉매유로(34)를 통해 흘러 버퍼판(32)을 냉각시키고, 냉매배출로(36)로부터 배출된다. 냉매배출로(36)로부터 배출된 냉매는, 냉각유닛(37)에 의해 냉각되고, 냉매공급로(35)를 거쳐 냉매유로(34)로 순환한다. 냉각유닛(37)은, 제어부(6)로부터의 신호에 근거하여 냉매 유량 및/또는 냉매의 온도를 조정하도록 되어 있다. 냉매공급로(35) 및 냉매배출로(36)는, 도 2에서는 간략화하여 기재되어 있지만, 예컨대 처리용기(2)의 저벽을 관통하는 배관에 의해 구성된다. 또한, 버퍼판(32)의 온도조절부는, 냉매유로에 부가하여, 예컨대 저항발열체 등의 가열수단을 구비하여도 좋다. 이 경우, 보다 넓은 온도 영역에 걸쳐 버퍼판(32)의 온도가 조정될 수 있다. 버퍼판(32)의 온도는, 성막 처리의 종류에 따른 온도, 예컨대 박막이나 부산물이 부착되는 온도 이상의 온도로 조정되는 것이 바람직하다. 이 경우, 버퍼판(32)에 이들이 부착되는 것이 방지될 수 있다.
그 밖에, 도 1에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(10)의 전달을 위한 지지부재(24)는, 웨이퍼(10)의 주연부를 지지하며 승강부(25)에 의해 승강된다. 지지부재(24)는, 전달시 이외의 경우에는, 탑재대(3)에 형성된 단부(段部)(26) 내에 수납되어 있다. 처리용기(2)의 측벽에는, 웨이퍼 반송구(27)가 형성되어 있다. 웨이퍼 반송구(27)는, 게이트밸브(28)에 의해, 도시하지 않은 예비 진공실로 연통하고 있 다. 처리용기(2)의 상부에는, 탑재대(3)에 대향하도록, 가스샤워헤드로 이루어지는 가스공급부(29)가 마련되고, 복수의 가스공급관(도 1에서는 편의상 2개의 가스공급관(29a, 29b)이 기재되어 있음)으로부터 각각 공급되는 성막가스가, 각각 별개로 처리용기(2) 내에 공급되도록 되어 있다.
다음에, 상술한 실시 형태의 작용에 대하여 설명한다. 우선 히터(71, 72)에 의해, 탑재대(3)가 예컨대 400∼700℃ 정도의 범위 내의 소정 온도로 가열된다. 한편, 처리용기(2) 내부가 진공펌프(20)에 의한 단절 상태로 된다. 반송구(27)을 거쳐 기판인 웨이퍼(10)가 도시하지 않은 아암에 의해 처리용기(2) 내로 반입되고, 지지부재(24)를 거쳐 탑재대(3)상에 탑재된다. 웨이퍼(10)가 400∼700℃ 정도의 범위 내의 소정의 프로세스 온도까지 가열된 후, 처리 분위기가 예컨대 100∼1000Pa 정도의 범위 내의 소정의 압력으로 유지되면서 처리가스, 예컨대 TiCl4(사염화티탄) 및 NH3(암모니아)가 각각 소정 유량으로 가스공급부(29)로부터 처리용기(2) 내로 공급된다. 이들 처리가스는 열화학 반응을 일으켜, 박막, 예컨대 TiN이 웨이퍼(10) 상에 성막된다. 이 때, 버퍼판(32)의 표면 온도는, TiN막이나 부산물이 성막되지 않는 온도, 예컨대 170℃로 조정된다. 또한, NH3 대신에 H2(수소)가 공급되어 Ti를 성막하도록 하여도 좋다.
한편, 탑재대(3) 하방의 공간 S에는, 퍼지가스공급관(51)으로부터 퍼지가스인 예컨대 N2 가스가 공급된다. 압력조정부(55)에 의해, 공간 S의 압력은 처리 분위기의 압력보다 높은, 예컨대 1330Pa 정도로 조정된다. 따라서, 도 3에 도시하는 바와 같이 처리용기(2)의 저벽(21)과 단열체(41) 사이, 단열체(41)와 누름부재(42) 사이, 원통부(4)의 하단부와 단열체(41) 및 누름부재(42)와의 사이의 각 미소한 극간으로부터, 공간 S의 퍼지가스가 처리 분위기측으로 누설된다. 이에 따라, 처리 분위기측의 처리가스가 공간 S로 유입되는 것이 억제되어 있다.
이렇게 해서 성막 공정이 종료되면, 다음 웨이퍼(10)에 대하여 동일한 성막 공정이 행해진다. 이러한 성막 공정이 반복하여 행해져서, 적산된 총 막두께가 사전 결정된 막두께에 도달하면, 처리용기(2) 내가 클리닝된다. 도 4는 이러한 순서를 나타내는 흐름도이다. 단계 S1에서, 상기 공간 S의 압력이 소정 압력 P1로 유지되면서, 상술한 바와 같은 성막 처리가 행해진다. 성막 공정이 종료되면(단계 S2), 클리닝을 할 타이밍인지 여부가 판단된다(단계 S3). 클리닝을 할 타이밍이 아니면, 다음 웨이퍼에 대한 성막 처리가 행해진다. 클리닝을 할 타이밍이면, 탑재대(3)의 히터(71, 72)로의 전력 공급이 정지되고, 탑재대(3)가 클리닝 공정의 설정 온도, 예컨대 250℃를 향하여 강온된다. 여기서, 탑재대(3)로부터의 방열을 크게 하여 강온을 촉진시키기 위해서, 공간 S의 압력이 성막시의 압력 P1에서 압력 P2, 예컨대 2660Pa로 승압된다(단계 S4). 탑재대(3)가 설정 온도까지 강온되면, 클리닝가스, 예컨대 ClF3(3불화염소) 혹은 F2(불소) 가스+HF(불화수소) 가스가 처리용기(2) 내로 공급되어, 처리용기(2)의 내벽이나 탑재대(3)에 부착되어 있는 박막을 에칭에 의해 제거하는 클리닝 공정이 행해진다(단계 S5).
클리닝이 행해질 때에는, 공간 S의 압력은 압력 P2 그대로이어도 무방하지 만, 방열을 적게 하기 위해서 압력 P2로부터 강압되더라도 좋다. 이 경우에 있어서도, 클리닝가스가 공간 S로 들어가지 않도록, 공간 S의 압력은 처리 분위기의 압력보다도 높게 설정된다.
또, 공간 S의 압력을 처리 분위기의 압력보다 높게 설정하는 제어 방법으로서, 처리용기(2) 내에 마련된 압력센서(도시하지 않음)로부터의 신호를 제어부(6)에 입력하고, 압력센서 및 압력검출부(57)로부터의 각 검출 신호에 근거하여, 예컨대 처리용기(2) 내의 압력보다 어느 일정값만큼 높은 압력으로 되도록 공간 S의 압력을 제어하거나, 혹은, 처리용기(2)의 압력보다 일정 배수 높은 압력으로 되도록 공간 S의 압력을 제어하는 것도 가능하다.
상술한 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(10)를 탑재하는 탑재대(3)의 하방측에, 해당 탑재대(3)의 주연을 따라 하방으로 연장되는 원통부(4)(구획부)가 당해 탑재대(3)에 일체적으로 마련되는 동시에, 해당 원통부(4)의 하단의 플랜지부(43)가 단열체(41) 및 누름부재(42) 사이에 끼워맞춤되며, 그리고 처리용기(2)의 저면과 단열체(41) 사이, 단열체(41)와 누름부재(42) 사이, 원통부(4)의 하단부와 단열체(41) 및 누름부재(42) 사이가 면 접촉하여 탑재대(3)의 하방측 공간 S와 처리 분위기 사이가 어느 정도 기밀하게 밀봉되어 구획되어, 상기 공간 S의 압력이 퍼지가스에 의해 처리 분위기의 압력보다 높게 되어 있다. 이에 따라, 탑재대(3)의 이면측으로 가스가 들어가는 것이 방지, 즉 처리 분위기로부터 상기 공간 S로의 처리가스나 클리닝가스의 유입이 방지될 수 있다. 따라서, 열전대(75, 76) 및 급전로부재(73, 74)의 부식이 방지될 수 있다. 또한, 열전대(75, 76)와 탑재대(3)와의 접촉 부의 미소 공간의 열 전달을 양호하게 하여 소정의 온도 검출 정밀도를 만족할 수 있는 정도로 상기 공간 S의 압력이 설정되어 있기 때문에, 안정적인 탑재대(3)의 온도 제어가 가능하다.
또한, 상기 공간 S와 처리 분위기 사이를 기밀하게 구획하기 위해 O 링을 이용하고 있지 않기 때문에, O 링의 열 열화를 염려하지 않아도 된다. 이 때문에, 탑재대(3)와 처리용기(2)의 바닥부와의 거리를 짧게 할 수 있어, 처리용기(2)의 설치공간을 작게 할 수 있다. 그리고 탑재대(3)의 하방측 영역 전체를 포함하는 공간 S가 처리 분위기로부터 구획되어 있기 때문에, 열전대(75, 76) 및 급전로부재(73, 74)의 설치 수 및 그들의 설치 위치가 제한되지 않는다. 따라서, 탑재대(3)를 소망하는 영역으로 분할하여 섬세하고 치밀하게 제어하는 것이 가능해지며, 결과적으로 웨이퍼(10)의 온도에 대해 높은 면내 균일성을 얻을 수 있다. 또, 열전대(75, 76) 및 급전로부재(73, 74)의 각 직경은 작기 때문에, 이들을 통과하여 하방측으로 향하는 열은 적다. 따라서, 이들 각 부재와 처리용기(2)의 바닥부 사이에는, O 링을 개재시켜 기밀성을 확보할 수 있다.
또한, 성막 처리가 끝나 다음 공정을 수행하기 위해서(예컨대, 클리닝을 하기 위해서), 탑재대(3)의 온도를 강온시키는 경우에, 상기 공간 S의 압력이 높여져서 탑재대(3)의 방열을 촉진시키고 있다. 이에 따라, 탑재대(3)가 소정 온도까지 단시간에 강온될 수 있다. 따라서, 클리닝 공정을 신속하게 실시할 수 있으며, 장치의 가동율이 향상된다. 이에 반해, 탑재대(3)의 강온을 빨리 하기 위해 처리 분위기의 압력이 높아지면, 그 후의 클리닝 공정에 있어서 처리 분위기를 설정 압력 까지 내리는 데에 긴 시간이 걸린다. 즉, 공간 S를 승압시키는 것은 매우 효과적이다.
또한, 탑재대(3)의 외주를 따라 마련된 버퍼판(32)에는, 탑재대(3)로부터 처리가스를 통해 열이 전달된다. 따라서, 1장째의 웨이퍼(10)가 처리되고 있을 때의 버퍼판(32)의 온도에 비해, 그 후에 계속되는 웨이퍼(10)가 처리되고 있을 때의 버퍼판(32)의 온도 쪽이 높다. 그 때문에, 웨이퍼(10) 사이에서(면 간에), 웨이퍼(10) 표면 상에서의 가스 소비량이 서로 달라지게 되어, 가스의 농도 분포가 변화해 버릴 우려가 있다. 그러나, 버퍼판(32)이 온도조절부에 의해서 냉각되어, 각 웨이퍼(10)의 처리 중인 버퍼판(32)의 온도의 편차가 억제되는 것에 의해, 성막 처리에 대하여, 예컨대 막두께에 대해 높은 면간 균일성을 얻을 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 탑재대(3)를 강온시킬 때에, 공간 S의 압력이 높여져서 방열을 촉진시키도록 하고 있다. 그러나, 퍼지가스공급관(51)에 퍼지가스냉각부를 마련하여, 퍼지가스를 냉각함으로써 탑재대(3)의 강온을 촉진시키더라도 좋다. 도 6에, 퍼지가스냉각부의 구성예를 나타낸다. 도6에 나타난 것과 같이, 제어부(6)은 퍼지가스냉각부 내부를 흐르고 있는 냉각액의 흐름을 제어한다. 혹은, 공간 S의 승압과 퍼지가스의 냉각을 조합하더라도 좋다. 또한, 탑재대(3)를 강온시키는 경우는, 클리닝 공정에 한정하지 않고, 어떤 프로세스로부터 다른 프로세스로 이행하는 경우, 예컨대 서로 다른 막을 연속하여 성막하는 경우로서, 후반 성막 처리의 온도가 전반 성막 처리의 온도보다 낮을 경우 등이어도 무방하다.
탑재대(3)의 하방측의 공간 S를 처리 분위기로부터 구획하는 구조는, 도 1의 구성에 한정하지 않는다. 예컨대, 도 5에 도시하는 바와 같이 탑재대(3)의 하방측 공간 S를 둘러싸도록 구획부를 이루는 통 형상의 단열체(8)를 마련하고, 단열체(8)의 상단을 굴곡시켜 그 굴곡부의 상면과 탑재대(3)의 하면 사이를 면 접촉시키는 동시에 단열체(8)의 하단을 굴곡시켜 그 굴곡부의 하면과 처리용기(2)의 저벽(21)을 면 접촉시키는 것도 가능하다. 이와 같이 하면, 탑재대(3)와 저벽(21) 사이의 단열 효과를 보다 크게 할 수 있다.
또한, 단열체(8)의 하단부는, 링형상의 누름부재(81)에 의해 가압되어 있다. 누름부재(81)와 단열체(8) 사이, 및 누름부재(81)와 저벽(21) 사이는 면 접촉되어 있다. 또한, 탑재대(3)의 주연부와 버퍼판(32) 사이의 극간은, 링형상의 중간부재(82)에 의해 막혀 있다. 이 중간부재(82)와 탑재대(3) 및 버퍼판(32) 사이도 면 접촉되어 있어, 이물질이나 금속 입자가 처리 분위기에 비산(飛散)되는 것을 방지하고 있다.
이상에 있어서, 본 발명은, WF6(6불화텅스텐) 가스와 H2 가스 혹은 SiH4(모노실란) 가스를 이용하여 W를 성막하는 경우에 적용하여도 좋고, WF6 가스와 SiH2Cl2(디클로로실란 가스)를 이용하여 WSi2를 성막하는 경우에 적용하여도 좋다. 또한, 웨이퍼(10)를 가열하는 수단은 예컨대 탑재대(3)의 상방에 대향시킨 가열 램프이어도 좋다. 또 본 발명은, 에칭이나 애싱(ashing) 등의 진공 처리를 하는 장치에 대해서도 적용이 가능하다.

Claims (10)

  1. 바닥부를 갖는 동시에 진공 가능한 처리용기와,
    상기 처리용기 내에 설치되어, 기판이 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 처리용기 내에 처리가스를 공급할 수 있는 처리가스공급부와,
    상기 탑재대와 상기 처리용기의 바닥부 사이의 공간을 둘러싸서, 당해 공간을 상기 처리용기 내의 처리공간으로부터 구획하는 구획부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내로부터 퍼지가스를 배기하는 퍼지가스배기부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 조정하도록, 퍼지가스공급부 및 퍼지가스배기부의 적어도 한쪽을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 구획부는, 상기 처리용기의 바닥부와 면 접촉하는 하단부를 갖고 있으며,
    상기 제어부는, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을, 상기 처리용기 내의 처리공간 내의 압력보다 높게 조정하도록 되어 있으며,
    상기 처리용기는 측벽부를 갖고 있고,
    상기 구획부와 상기 측벽부 사이에 걸쳐, 상기 처리용기 내의 처리공간을 처리측 공간과 배기측 공간으로 분리하도록 버퍼판이 마련되며,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간내로부터 퍼지가스가 누설되는 극간부가, 상기 버퍼판에 의해 분리된 배기측 공간에 배치되고,
    상기 측벽부에는, 상기 배기측 공간 내로부터 처리가스를 배기할 수 있는 처리가스배기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재대 상에 탑재되는 기판을 가열할 수 있는 가열부를 더 구비하고,
    상기 가열부는 상기 탑재대에 마련된 저항 발열체를 갖고 있고,
    상기 가열부에 전력을 공급하기 위한 급전로부재가 상기 처리용기의 바닥부를 관통하여 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 승압시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  4. 바닥부를 갖는 동시에 진공 가능한 처리용기와,
    상기 처리용기 내에 설치되어, 기판이 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 처리용기 내에 처리가스를 공급할 수 있는 처리가스공급부와,
    상기 탑재대와 상기 처리용기의 바닥부 사이의 공간을 둘러싸서, 당해 공간을 상기 처리용기 내의 처리공간으로부터 구획하는 구획부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내로부터 퍼지가스를 배기하는 퍼지가스배기부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 조정하도록, 퍼지가스공급부 및 퍼지가스배기부의 적어도 한쪽을 제어하는 제어부와,
    상기 퍼지가스를 냉각하는 퍼지가스냉각부를 구비하고,
    상기 구획부는 상기 처리용기의 바닥부와 면 접촉하는 하단부를 갖고 있으며,
    상기 제어부는, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 상기 처리용기 내의 처리공간 내의 압력보다 높게 조정하도록 되어 있는
    것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 퍼지가스냉각부의 내부를 흐르고 있는 냉각액의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼판에는 상기 처리측 공간과 상기 배기측 공간을 연통시키는 구멍부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 버퍼판에는, 온도조절부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  8. 바닥부를 갖는 동시에 진공 가능한 처리용기와,
    상기 처리용기 내에 설치되어 기판이 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 처리용기 내에 처리가스를 공급할 수 있는 처리가스공급부와,
    상기 탑재대와 상기 처리용기의 바닥부 사이의 공간을 둘러싸서, 당해 공간을 상기 처리용기 내의 처리공간으로부터 구획하는 구획부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내로부터 퍼지가스를 배기하는 퍼지가스배기부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 조정하도록 퍼지가스공급부 및 퍼지가스배기부의 적어도 한쪽을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 구획부는, 상기 처리용기의 바닥부와 면 접촉하는 하단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치를 이용하여 진공 처리를 실시하는 방법에 있어서,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 상기 처리용기 내의 처리공간 내의 압력보다 높게 조정한 상태로, 상기 기판에 소정의 진공 처리를 실시하는 처리 공정과,
    상기 진공 처리의 실시 후에, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 더 높게 승압한 상태로 상기 탑재대의 온도를 강온시키는 강온 공정
    을 구비한 것을 특징으로 하는
    방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 강온 공정 후에, 상기 처리용기 내를 클리닝하는 클리닝 공정을 더 포함한 것을 특징으로 하는
    진공 처리 방법.
  10. 바닥부를 갖는 동시에 진공 가능한 처리용기와,
    상기 처리용기 내에 설치되어, 기판이 탑재될 수 있는 탑재대와,
    상기 탑재대상에 탑재되는 기판을 가열할 수 있는 가열부와,
    상기 처리용기 내에 처리가스를 공급할 수 있는 처리가스공급부와,
    상기 탑재대와 상기 처리용기의 바닥부 사이의 공간을 둘러싸서, 당해 공간을 상기 처리용기 내의 처리공간으로부터 구획하는 구획부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스공급부와,
    상기 퍼지가스를 냉각하는 퍼지가스냉각부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내로부터 퍼지가스를 배기하는 퍼지가스배기부와,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 조정하도록, 퍼지가스공급부 및 퍼지가스배기부의 적어도 한쪽을 제어하는 제어부와,
    상기 처리용기의 바닥부를 관통하여, 상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내에 삽입되는 동시에, 상기 탑재대에 접촉하는 선단부를 갖는 온도검출부
    를 구비하며,
    상기 구획부는, 상기 처리용기의 바닥부와 면 접촉하는 하단부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치를 이용하여 진공 처리를 실시하는 방법에 있어서,
    상기 구획부에 의해 둘러싸인 공간 내의 압력을 상기 처리용기 내의 처리공간 내의 압력보다 높게 조정한 상태로, 상기 기판에 소정의 진공 처리를 실시하는 처리 공정과,
    상기 진공 처리의 실시 후에, 상기 퍼지가스냉각부에 의해서 상기 퍼지가스를 냉각시키면서, 상기 탑재대의 온도를 강온시키는 강온 공정을 구비한 것을 특징으로 하는
    방법.
KR1020057015823A 2003-02-26 2004-02-12 진공 처리 장치 KR100715054B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00049632 2003-02-26
JP2003049632A JP4251887B2 (ja) 2003-02-26 2003-02-26 真空処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050105249A KR20050105249A (ko) 2005-11-03
KR100715054B1 true KR100715054B1 (ko) 2007-05-07

Family

ID=32923314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057015823A KR100715054B1 (ko) 2003-02-26 2004-02-12 진공 처리 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060160359A1 (ko)
JP (1) JP4251887B2 (ko)
KR (1) KR100715054B1 (ko)
CN (1) CN1742113B (ko)
WO (1) WO2004076715A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101452318B1 (ko) * 2012-06-29 2014-10-22 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0106410D0 (en) 2001-03-15 2001-05-02 Ucb Sa Labels
JP4597894B2 (ja) * 2006-03-31 2010-12-15 東京エレクトロン株式会社 基板載置台および基板処理装置
JP5105396B2 (ja) * 2006-04-12 2012-12-26 東京応化工業株式会社 加熱処理装置
JP4913695B2 (ja) * 2007-09-20 2012-04-11 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及びそれに用いる基板載置台
JP5171969B2 (ja) * 2011-01-13 2013-03-27 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP5832173B2 (ja) * 2011-07-11 2015-12-16 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置および気相成長方法
KR101804128B1 (ko) * 2011-12-26 2017-12-05 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR20130086806A (ko) * 2012-01-26 2013-08-05 삼성전자주식회사 박막 증착 장치
WO2014052388A1 (en) * 2012-09-26 2014-04-03 Applied Materials, Inc. An apparatus and method for purging gaseous compounds
JP6107327B2 (ja) * 2013-03-29 2017-04-05 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びガス供給装置並びに成膜方法
DE102013020106A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Oliver Feddersen-Clausen Reaktionskammer insbesondere für Atomic Laver Deposition
CN106367731A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 广东昭信半导体装备制造有限公司 一种氧化物化学气相沉积装置和方法
US10607817B2 (en) * 2016-11-18 2020-03-31 Applied Materials, Inc. Thermal repeatability and in-situ showerhead temperature monitoring
US20220178029A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Tokyo Electron Limited Deposition apparatus and deposition method
KR102621848B1 (ko) * 2020-12-18 2024-01-09 세메스 주식회사 지지 유닛 및 기판 처리 장치
JP7317083B2 (ja) 2021-09-01 2023-07-28 株式会社Kokusai Electric 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び基板処理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0778766A (ja) * 1993-06-24 1995-03-20 Tokyo Electron Ltd ガス処理装置
JPH07153706A (ja) * 1993-05-27 1995-06-16 Applied Materials Inc サセプタ装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5592581A (en) * 1993-07-19 1997-01-07 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Heat treatment apparatus
CN1137296A (zh) * 1993-12-17 1996-12-04 布鲁克斯自动化公司 加热或冷却晶片的设备
US5849076A (en) * 1996-07-26 1998-12-15 Memc Electronic Materials, Inc. Cooling system and method for epitaxial barrel reactor
JP4236329B2 (ja) * 1999-04-15 2009-03-11 日本碍子株式会社 プラズマ処理装置
JP2001053030A (ja) * 1999-08-11 2001-02-23 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
JP4592856B2 (ja) * 1999-12-24 2010-12-08 東京エレクトロン株式会社 バッフル板及びガス処理装置
US20040020599A1 (en) * 2000-12-27 2004-02-05 Sumi Tanaka Treating device
JP4009100B2 (ja) * 2000-12-28 2007-11-14 東京エレクトロン株式会社 基板加熱装置および基板加熱方法
EP1453083A4 (en) * 2001-12-07 2007-01-10 Tokyo Electron Ltd INSULATING FILM NITRIDING PROCESS, SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND SURFACE TREATING DEVICE AND METHOD
JP2003253449A (ja) * 2002-02-27 2003-09-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体／液晶製造装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07153706A (ja) * 1993-05-27 1995-06-16 Applied Materials Inc サセプタ装置
JPH0778766A (ja) * 1993-06-24 1995-03-20 Tokyo Electron Ltd ガス処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101452318B1 (ko) * 2012-06-29 2014-10-22 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004076715A1 (ja) 2004-09-10
KR20050105249A (ko) 2005-11-03
JP2004263209A (ja) 2004-09-24
CN1742113B (zh) 2010-05-05
JP4251887B2 (ja) 2009-04-08
CN1742113A (zh) 2006-03-01
US20060160359A1 (en) 2006-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100715054B1 (ko) 진공 처리 장치
KR100919330B1 (ko) 가스 처리 장치
JP5044931B2 (ja) ガス供給装置及び基板処理装置
US5456757A (en) Susceptor for vapor deposition
KR101004222B1 (ko) 성막 장치
KR100861564B1 (ko) 반도체 기판 지지 장치
KR101579503B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
JP4815724B2 (ja) シャワーヘッド構造及び成膜装置
JP4260404B2 (ja) 成膜装置
JP3215591B2 (ja) ガス処理装置
JP4742431B2 (ja) 熱処理装置
JPH03150365A (ja) 熱処理装置
JP4782761B2 (ja) 成膜装置
JP4157718B2 (ja) 窒化シリコン膜作製方法及び窒化シリコン膜作製装置
JPH05109654A (ja) 成膜処理装置
JP2005259902A (ja) 基板処理装置
JP3563564B2 (ja) ガス処理装置
JPH10223620A (ja) 半導体製造装置
US20140103027A1 (en) Heated substrate support ring
EP0629716B1 (en) Susceptor for vapor deposition
JP2002110571A (ja) 成膜装置および成膜方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130404

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140401

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee