KR100812044B1 - 기상반응 처리장치 - Google Patents

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가즈히사 다카오
히로시 이케다
히데키 마쯔무라
아쯔시 마스다
히로노부 우메모토
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도쿄 오카 고교 가부시키가이샤
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Abstract

반도체 웨이퍼 전면(全面)에 걸쳐 거의 균일하게 처리할 수 있고, 대구경의 반도체 웨이퍼의 처리에 적합한 기상반응 처리장치를 실현한다.
반응가스가 도입되는 처리 챔버(14)와, 처리 챔버(14) 내에 배치되는, 처리되어야 하는 기판재료(3)과, 처리 챔버(14) 내에 도입된 반응가스를 분해하는 촉매체(9)와, 촉매체(9)에 전력을 공급하는 전원장치(10)과, 촉매체(9)를 갖는 전극 구조체(15)를 구비하는 기상반응 처리장치(25)에 있어서, 전극 구조체(15)는, 서로 거의 평행하게 배열된 복수의 촉매체(9)와, 이 촉매체(9)를 사이에 두고 대향 배치되고, 촉매체(9)의 한쪽 단부(端部)를 각각 지지하는 복수의 단자를 포함하는 제1의 단자군(7)과, 촉매체(9)의 다른 쪽 단부를 각각 지지하는 복수의 단자를 포함하는 제2의 단자군(8)과, 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)을 전기적으로 절연(絶緣) 지지하는 단자대(6)을 갖도록 한다.
반도체 웨이퍼, 기상반응 처리장치, 처리 챔버, 전극 구조체

Description

기상반응 처리장치{Gas phase reaction processing device}
도 1은 본 발명의 기상반응 처리장치의 하나의 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 전극 구조체의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 기상반응 처리장치의 다른 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 촉매체의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 5는 촉매체와 전원장치의 접속 패턴을 설명하기 위한 도면(그의 1)이다.
도 6은 촉매체와 전원장치의 접속 패턴을 설명하기 위한 도면(그의 2)이다.
도 7은 촉매체와 전원장치의 접속 패턴을 설명하기 위한 도면(그의 3)이다.
부호의 설명
1…베이스 부재, 2…스테이지, 3…반도체 웨이퍼, 4…서셉터(susceptor), 5…베이스 링, 6…단자대(端子臺), 7…제1의 단자군(端子群), 8…제2의 단자군, 71~712…단자, 81~812…단자, 9(91~912)…촉매체, 10(101, 102)…전원장치, 11…캡, 12…인렛(inlet), 13…아웃렛(outlet), 14…처리 챔버, 15…전극 구조체, 151, 152…제1의 전극 구조체, 제2의 전극 구조체, 16…베이스, 19…직선부, 20…단차부(段差部), 25, 251…기상반응 처리장치
본 발명은, 촉매체를 사용하여 예를 들면 레지스트막 등을 박리할 때에 사용되는 기상반응 처리장치, 특히 대구경(大口徑)의 반도체 웨이퍼의 처리에 적합한 기상반응 처리장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 레지스트막을 박리(제거)하는 방법으로서, 방전 플라즈마에 의해 애싱 가스(ashing gas)를 여기(勵起)하여 레지스트막을 애싱하는 방법이 널리 이용되고 있다.
그러나, 이 방법으로는, 플라즈마 전계의 불균일성이나 흔들림 등에 의해 웨이퍼 상에 전계의 불균일성이 발생하여 균일한 애싱 성능을 얻는 것이 곤란하고 제품으로서의 반도체 디바이스의 수율에 악영향을 미치고 있었다. 또한, 플라즈마로부터의 발광에 의한 자외선 손상의 위험성도 있었다. 더 나아가서는, 균일한 대면적의 플라즈마 방전이 곤란하고 대구경의 반도체 웨이퍼의 처리에도 난점(難點)이 있었다.
전술한 과제를 해결하는 방법으로서, 촉매체를 사용한 박리방법이 기지이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 박리방법에서는, 코일형상의 텅스텐 와이어와 같은 촉매체를 반도체 웨이퍼의 위쪽에 배치하고, 촉매체를 고온 가열하여, 고온의 촉매체에 반응가스를 접촉시킴으로써 반응가스를 분해시키고 있다. 그리고, 분해된 반응가스를 처리해야 하는 반도체 웨이퍼에 조사하여 박리처리가 행하여지고 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특허공개 제2000-294535호 공보
그런데, 전술한 특허문헌 1에 기재된 촉매체를 사용한 박리방법에서는, 촉매체와 반응가스의 접촉면적을 크게 하는 관점으로부터 코일형상의 촉매체가 사용되고 있었다.
그러나, 코일형상의 촉매체는 자기 지지성능이 낮기 때문에, 고온시에 느슨해짐이 발생하여, 처리해야 하는 웨이퍼와 촉매체의 거리가 변화하는 결점이 있었다. 또한, 박리의 균일성에도 난점이 있어, 웨이퍼 전면(全面)을 균일하게 박리하는 것에 문제가 발생하고 있었다.
즉, 고온 가열된 코일형상의 촉매체를 사용한 박리방법에 있어서는, 고온 가열된 코일형상의 촉매체 자신이 느슨해지기 쉬워지고, 자기 지지성능이 저하되기 때문에, 웨이퍼를 균일하게 박리하기 위해서는 촉매체의 지지방법이 매우 중요하다.
전술한 점에 비추어, 본 발명의 목적은, 예를 들면 반도체 웨이퍼 전면에 걸쳐서 거의 균일하게 처리할 수 있고, 대구경의 반도체 웨이퍼의 처리에 적합한 기상반응 처리장치를 실현하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기상반응 처리장치는, 반응가스가 도입되는 처리 챔버와, 처리 챔버 내에 배치되는, 처리되어야 하는 기판재료와, 처리 챔버 내에 도입된 반응가스를 분해하는 촉매체와, 촉매체에 전력을 공급하는 전원장치와 촉매체를 갖는 전극 구조체를 구비하고, 전극 구조체는 서로 거의 평행하게 배열된 복수의 촉매체와, 이 촉매체를 사이에 두고 대향 배치되어, 촉매체의 한쪽 단부를 각각 지지하는 복수의 단자(端子)를 포함하는 제1의 단자군과, 촉매체의 다른 쪽 단부를 각각 지지하는 복수의 단자를 포함하는 제2의 단자군과, 제1 및 제2의 단자군을 전기적으로 절연 지지하는 단자대를 갖는다.
본 발명의 기상반응 처리장치에서는, 고온 가열된 촉매체 자신의 느슨해짐을 방지하여 자기 지지성능을 개선하기 위해, 촉매체를 서로 평행하게 연재(延在)하는 복수의 촉매체로 구성한다. 그리고, 각 촉매체의 한쪽 단부를 제1의 단자군에 의해 지지하고, 다른 쪽의 단부를 제2의 단자군에 의해 지지하여, 이들 제1 및 제2의 단자군을 동일한 단자대에 절연 지지한다.
이와 같이 구성함으로써, 각 촉매체의 양쪽 끝이 고정 지지되기 때문에, 각 촉매체가 고온 가열되어도 느슴해짐이 발생하는 문제를 해소할 수 있다. 더 나아가서, 각 촉매체를 고밀도로 배열할 수 있기 때문에, 촉매체를 처리해야 하는 기판재료(예를 들면 반도체 웨이퍼) 전면에 대하여 균일한 배열밀도로 배치할 수 있고, 대구경의 반도체 웨이퍼에 대해서도 처리율을 균일하게 유지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 기상반응 처리장치의 하나의 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 도 2A는 도 1의 기상반응 처리장치에 있어서 캡을 제거한 경우를 나타내는 상면도(上面圖), 도 2B는 도 2A의 정면도, 도 2C는 도 2A를 지면(紙面) 가로방향(오른쪽 방향)으로부터 본 측면도이다.
본 실시형태의 기상반응 처리장치(25)에서는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재(1)에 실부재(도시하지 않음)를 매개로 하여 스테이지(2)가 기밀(氣密)하게 장착되고, 이 스테이지(2)에 처리해야 하는 기판재료(예를 들면 반도체 웨이퍼)(3)을 지지하는 서셉터(4)가 배치되어 있다. 베이스 부재(1) 위에는, 실부재를 매개로 하여 원통형상의 베이스 링(5)가 기밀하게 장착되고, 이 베이스 링(5) 상에는, 후술하는 전극 구조체를 구성하는, 각 촉매체(9)를 지지하는 제1의 단자군(7) 및 제2의 단자군(8), 더 나아가서는, 이들 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)을 전기적으로 절연 지지하는 절연재료로부터 형성된 단자대(6)이 기밀하게 장착되어 있다. 그리고, 이 단자대(6) 상에는, 캡(11)이 기밀하게 장착되어 있다.
베이스 링(5)에는 기상반응 처리에 의해 발생한 반응가스를 배기하기 위한 아웃렛(13)이 설치되어 있고, 캡(11)에는 반응가스를 후술하는 처리 챔버 내에 도입하기 위한 인렛(12)가 설치되어 있다. 10은 각 촉매체(9)에 전력을 공급하기 위한 전원장치이다.
또한, 스테이지(2)는 승강기구(도시하지 않음)에 연결됨으로써 승강 가능하게 설정되고, 스테이지(2)의 승강동작에 의해 웨이퍼(3)의 교환이 행하여진다.
또한, 웨이퍼(3)의 표면에는 레지스트막 등의 유기막(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 유기막이 기상반응 처리에 의해 박리(제거)된다.
이와 같은 구성의 기상반응 처리장치(25)에서는, 베이스 부재(1), 스테이지(2), 베이스 링(5), 단자대(6) 및 캡(11)에 의해 처리 챔버(14)가 구성되어 있다.
그리고, 본 실시형태에 있어서는 특히, 전술한 전극 구조체(15)가, 서로 거의 평행하게 배열된 복수의 촉매체(9)(와이어 형상 또는 선형상)와, 각 촉매체(9)를 사이에 두고 대향 배치되고, 각 촉매체(9)의 한쪽(도 2A의 경우에서는 왼쪽)의 단부를 각각 지지하는 복수의 단자를 포함하는 제1의 단자군(7)과, 각 촉매체(9)의 다른 쪽 단부(도 2A의 경우에서는 오른쪽)를 각각 지지하는 복수의 단자를 포함하는 제2의 단자군(8)과, 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)을 전기적으로 절연 지지하는 단자대(6)으로부터 구성되어 있다.
단자대(6)은 원통형상의 베이스(16)을 갖고, 이 베이스에 서로 대향하는 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)이 장착되어 있다.
제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)은 각각 12개의 단자(71~712, 81~812)를 갖고, 이들의 단자(71~712, 81~812)는 절연재료로 각각 전기적으로 절연되어 있다.
제1 및 제2 단자군(7) 및 (8)은 한쪽 끝쪽이 처리 챔버(14) 내에 위치하여 각 촉매체(9)의 한쪽 끝을 각각 지지하고, 다른 쪽 끝은 처리 챔버(14)의 외부에 위치하고 있다.
각 촉매체(9)의 단부는 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)로 파지(把持)되어 있다. 그리고, 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)에 있어서, 인접하는 단자끼리가 번갈아 접속되고, 양쪽 끝의 2개의 단자(도 2A의 경우에서는 71 및 712)가 외부에 설치된 전기적 접속부재를 매개로 하여 전원장치(10)에 접속됨으로써, 12개의 촉매체(9)(91~912)가 전원장치(10)에 대하여 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 따라서, 각 촉매체(9)(91~912)에는 균일한 전류가 공급된다.
촉매체(9)로서는 예를 들면 텅스텐 와이어와 같은 고융점 금속 와이어를 사용할 수 있다. 또한 이들 이외에도, 예를 들면 백금, 몰리브덴(molybdenum)과 같은 고융점 금속의 와이어나, 텅스텐, 백금, 몰리브덴, 팔라듐, 바나듐(vanadium)과 같은 고융점 금속의 막이 형성된 선형상의 세라믹스도 사용할 수 있다.
이어서, 이러한 구성의 기상반응 처리장치(25)를 사용하여 웨이퍼(3) 상에 형성된 레지스트막의 박리를 행하는 경우, 즉, 기상반응 처리를 행하는 경우를 설명한다.
먼저 처음으로, 스테이지(2)에 연결되어 있는 도시하지 않는 승강기구를 구동하여 스테이지(2)를 하강시켜 서셉터(3) 위에 처리해야 하는 웨이퍼(3)을 올려놓는다.
이어서, 스테이지(2)를 상승시키고, 스테이지(2)를 베이스부재(1)에 대하여 기밀하게 장착한다. 이에 따라 처리 챔버(14) 내에 웨이퍼(3)이 배치된다.
이어서, 처리 챔버(14) 안을 배기하여 감압상태로 한 후에 처리를 개시한다. 그리고, 인렛(12)로부터 반응가스를 처리 챔버(14) 내에 도입함과 동시에 전원장치(10)을 작동시켜서 촉매체(9)를 저항 가열한다.
이 때, 반응가스로서는 환원성 가스로서 H2 가스를 사용한다. 또한, 전원장치(10)으로서는 정전류(定電流) 전원을 사용한다.
이에 따라, 각 촉매체(9)는 서서히 승온되고, 예를 들면 약 1800℃ 정도까지 승온된다. 처리 챔버(14) 내에 도입된 H2 가스는 촉매체(9)로부터 열에너지를 받아 분해되어 웨이퍼(3)의 표면에 조사된다. 그리고, 화학반응 및 레지스트막 표면으로의 충돌 등의 작용에 의해 레지스트막이 박리된다.
또한, 기상반응 처리과정에 있어서 발생한 반응가스는 아웃렛(13)을 매개로 하여 외부로 배기된다.
이 결과, 웨이퍼(3)으로의 손상이 저감되어 자외선 손상이 생기지 않고 웨이퍼(3)으로부터 레지스트막을 박리할 수 있다.
본 실시형태의 기상반응 처리장치(25)에 의하면, 촉매체(9)를 텅스텐의 와이어로 형성하고, 12개의 촉매체(9)(91~912)를 서로 평행하게 배치한다. 따라서, 서셉터(4) 상에 지지한 웨이퍼(3)으로부터 위쪽에 소정의 거리 T1 만큼 이간(離間)된 평면 내에 전극 구조체(15)가 형성되게 된다.
이에 따라, 웨이퍼(3)의 전표면(全表面)에 대하여 각 촉매체(9)(91~912)를 거의 균일하게 분포시킬 수 있어 처리의 균일성을 한층 높일 수 있다. 따라서, 대구경의 웨이퍼(3)을 처리하는 경우에도 웨이퍼(3)의 전면에 대하여 분해된 H2 가스를 거의 균일하게 공급할 수 있다.
더욱 중요한 것은, 각 촉매체(9)(91~912)의 양쪽 끝을 각각 지지하는 것이다. 촉매체를 사용한 박리처리의 경우, 처리 중의 촉매체(9)의 온도는 1800℃ 정도까지 가열되기 때문에, 촉매체(9)에 느슨해짐이 발생하여, 자기 지지성능이 저하되어 버린다. 그러나, 각 촉매체(9)(91~912)의 양쪽 끝을 단자(71~712, 81~812)에 의해 각각 지지함으로써, 휘어짐의 발생을 유효하게 방지할 수 있고, 상시 웨이퍼(3) 표면과 촉매체(9) 사이의 거리 T1을 일정하게 유지할 수 있다. 특히, 본 실시형태와 같이, 직선상의 각 촉매체(9)(91~912)의 양쪽 끝을 단자(71~712, 81~812)에 의해 지지함으로써, 촉매체(9)는 그의 연재방향에 최단거리로 지지되기 때문에, 처리시의 휘어짐 양을 최소로 할 수 있다.
이 결과, 처리되어야 하는 웨이퍼(3)에 대하여 촉매체(9)를 근접시킬 수 있기 때문에, 처리시의 촉매체(9)의 온도를 한층 낮은 온도로 설정할 수 있다. 더욱이, 직선상의 촉매체(9)의 배열밀도를 높게 설정할 수 있기 때문에, 분해된 H2 가스를 웨이퍼(3)에 대하여 고밀도로 공급할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 기상반응 처리장치(25)에서는, 각 촉매체(9)(91~912)를 지지하는 쪽의 단부가 처리 챔버(14)의 내부에 위치하고, 촉매체(9)를 지지하는 쪽과는 반대쪽의 단부가 처리 챔버(14)의 외부에 위치하고 있기 때문에, 각 촉매체(9)와 전원장치(10) 사이의 접속이 용이해지는 이점이 달성된다.
즉, 단자대(6)이 처리 챔버(14)의 내부 공간에 배치된 경우, 각 촉매체(9)(91~912)를 지지 및 전기적으로 접속하는 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)과 외부 전원(10) 사이의 접속에 여러 고안이 필요하다.
이에 대하여, 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)의 각 촉매체(9)(91~912)를 지지하는 쪽과는 반대쪽의 단부가 처리 챔버(14)의 외부에 위치하면, 기존의 전력 케이블을 사용하여 단자(71~712, 81~812) 사이의 접속을 행할 수 있다. 또한, 각 촉매체(9)(91~912) 사이의 전기적 접속도 여러 가지의 태양으로 설정할 수 있고, 처 리해야 하는 대상물의 특성에 따라 적절하게 설정할 수 있다.
예를 들면, 각 촉매체(9)(91~912)의 배열밀도를 높게 설정하고, 처리해야 하는 레지스트막의 특성에 따라 예를 들면 1개 간격 또는 2개 간격으로 전류를 공급하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시형태의 기상반응 처리장치(25)에서는, 각 촉매체(9) 및 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)의 단자(71~712, 81~812)를 전기적으로 직렬로 접속하고, 각 촉매체(9)가 전원장치(10)에 대하여 직렬로 배열되어 있기 때문에, 각 촉매체(9)를 흐르는 전류를 일정하게 유지할 수 있다.
이어서, 본 발명의 기상반응 처리장치의 다른 실시형태를, 도 3을 사용하여 설명한다.
도 3은, 본 발명의 기상반응 처리장치의 다른 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
본 실시형태의 기상반응 처리장치(251)에서는, 제1의 전극 구조체(151)의 연재방향과 직교하는 방향에 연재되는 제2의 전극 구조체(152)가 배치된 구성이다.
이 제2의 전극 구조체(152)는, 제1의 전극 구조체(151)의 구성과 동일하게, 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8)을 지지하는 단자대(6)에 설치한 제3 및 제4의 단자군(도시하지 않음)에 의해 지지되어 있다.
즉, 본 실시형태의 기상반응 처리장치(251)에서는, 제1의 전극 구조체(151)에 대하여 동일한 구성의 제2의 전극 구조체(152)가 다단(多段)으로 배치됨과 동시에, 제2의 전극 구조체(152)에 있어서의 촉매체(9)의 배열방향이 제1의 전극 구조 체(151)의 촉매체(9)의 배열방향에 대하여 소정의 각도(0°~90°)로 배치되어 있다.
도 3에 나타내는 경우는, 제1의 전극 구조체(151)의 위쪽에 제2의 전극 구조체(152)가 배치되고, 제2의 전극 구조체(152)의 촉매체(9)의 배열방향이 제1의 전극 구초제(151)의 촉매체(9)의 배열방향에 대하여 90°로 배치된 경우이다. 즉, 전술한 바와 같이, 제2의 전극 구조체(152)의 촉매체(9)의 배열방향은 제1의 전극 구조체(151)의 촉매체(9)의 배열방향에 대하여 직교하여 배치되어 있다.
또한, 이들 이외의 구성은 전술한 실시형태의 기상반응 처리장치(25)와 동일하기 때문에 중복 설명은 생략한다.
이와 같이, 동일 구조로서, 각각의 촉매체(9)가 서로 직교하는 2개의 전극 구조체(151, 152)가 다단으로 배치된 본 실시형태의 기상반응 처리장치(251)에 의하면, 단위 면적당 각 촉매체(9)(91~912)의 배열수를 한층 증대할 수 있는 것과 동시에, 웨이퍼(3)에 대한 레지스트막의 박리 레이트를 한층 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 기상반응 처리장치(251)에서는, 제2의 전극 구조체(152)의 촉매체(9)의 배열방향이, 제1의 전극 구조체(151)의 촉매체(9)의 배열방향에 대하여 직교하고 있는 경우를 설명하였지만, 촉매체(9)의 배열방향의 관계는 이에 한정되지 않고 여러 가지의 형태가 생각되어 진다.
전술한 실시형태의 기상반응 처리장치(25, 251)에서는, 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8) 사이에 있어서, 전장(全長)에 걸쳐 직선상으로 연재되는 와이어형상의 촉매체(9)를 사용하였지만, 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8) 사이에 있어서, 직 선부(19)와 단차부(20)으로부터 형성된 촉매체(91)을 사용하는 것도 가능하다.
구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2의 단자군(7) 및 (8) 사이에 있어서, 각 단자군(7) 및 (8)로부터 각각 소정의 거리 T2 사이에 형성된 직선부(19)와, 이들 직선부(19) 사이에 형성된 단차부(20)으로부터 촉매체(91)이 형성되어 있다.
직선부의 소정의 거리 T2는 예를 들면 0~50 ㎜의 범위 내에서 형성되고, 직선부(19)의 연장선(X)와 단차부(20)의 연장선(Y) 사이에서 형성되는 각도는 예를 들면 0~90°의 범위 내에서 형성된다. 또한, 직선부(19)와 단차부(20)의 저부(底部)의 거리 T3는 예를 들면 0~20 ㎜의 범위 내에서 형성된다.
이와 같이, 직선부(19)와 단차부(20)으로부터 형성된 촉매체(91)을 사용함으로써, 예를 들면, 도 2A에 나타낸 전장에 걸쳐 직선상으로 연재되는 촉매체(9)에 비하여, 팽창과 수축의 반복에 기인하는 촉매체(9)의 열화(劣化)에 의한 절단의 발생을 더욱 적게 할 수 있다.
또한, 전술한 각 실시형태의 기상반응 처리장치(25, 251)에서는, 전원장치(10)에 대하여 각 촉매체(9)가 직렬로 접속된 경우를 설명하였지만, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이 전원장치(10)에 대하여 각 촉매체(9)가 병렬로 접속된 구성으로 하는 것도 가능하다.
즉, 도 5에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 6개의 촉매체(9)(91~96)이 전원장치(10)에 대하여 병렬로 접속된 구성이다.
또한, 도 2 및 도 5에 나타낸 경우에서는, 촉매체(9)와 전원장치(10)의 접속 패턴(접속 구성)으로서, 하나의 전원장치(10)에 대하여 각 촉매체(9)가 직렬 또는 병렬로 접속된 경우를 설명하였지만, 웨이퍼(3)의 크기나 촉매체(9)의 개수에 따라서는, 전원장치(10)을 복수 사용함과 동시에, 각 촉매체(9)가 직렬로 접속된 패턴이나 각 촉매체(9)가 병렬로 접속된 패턴을 혼합시켜서 구성하는 것도 가능하다.
즉, 웨이퍼(3)의 사이즈가 대형화되어 온 경우, 처리 중에 있어서의 웨이퍼(3)의 중심위치와 바깥주위 위치의 사이에는 온도차가 현저해지는 것이 생각되어진다(예를 들면, 웨이퍼(3)의 중심위치에서는 온도가 높고, 바깥주위 위치에서는 온도가 낮아지고 있다). 이와 같은 경우, 도 6에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(3)의 중심위치에 대응하는 촉매체(9)(93 및 94)가 전원장치(101)에 대하여 직렬로 접속되고, 웨이퍼(3)의 바깥주위 위치에 대응하는 촉매체(9)(91 및 92, 95 및 96)이 전원장치(102)에 대하여 병렬로 접속된 구성으로 하는 것도 가능하다. 이때, 전원장치(101)에는 낮은 전압(예를 들면 50 V)을 인가(印加)하고, 전원장치(102)에는 예를 들면 높은 전압(예를 들면 100 V)을 인가함으로써, 웨이퍼(3)의 중심위치 및 바깥주위 위치의 온도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(3)의 중심위치에 대응하는 촉매체(9)(93 및 94)가 전원장치(101)에 대하여 직렬로 접속되고, 바깥주위 위치에 대응하는 각 촉매체(9)(91 및 92, 95 및 96)도 전원장치(102)에 대하여 직렬로 접속된 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 촉매체(9)와 전원장치(10)의 접속 패턴은, 도 5~도 7에 나타낸 구성 뿐만 아니라, 처리되는 웨이퍼(3)의 사이즈, 더 나아가서는 촉매체(9)의 개수나 전 원장치(10)의 개수에 따라 여러 가지의 형태가 생각되어진다.
또한, 전술한 각 실시형태의 기상반응 처리장치(25, 251)에서는, 반응가스로서, 환원성 가스(H2)를 사용하여 웨이퍼(3) 상의 레지스트막을 박리하였지만, 예를 들면 산화성 가스를 사용하여 웨이퍼(3) 상의 레지스트막을 박리하는 것도 가능하다.
이와 같이, 산화반응을 이용하여 기상반응 처리장치(25, 251)을 사용하는 경우는, 불활성 가스에 산화성 가스를 첨가한 반응가스를 사용한다. 또한, 이때에 사용되는 촉매체(9)로서는, 예를 들면, 전술한 바와 같은, 환원성 가스를 사용한 경우와 동일한 금속재료로 되는 것을 사용할 수 있다.
또한, 전술한 각 실시형태의 기상반응 처리장치(25, 251)에서는, 환원반응을 이용하여 박리처리를 행할 때의 반응가스로서 H2를 사용한 경우를 설명하였지만, 이것 이외에도, 희석가스 또는 캐리어 가스로서의 He, Ne, Ar, N2 및 이들을 혼합한 불활성 가스에 H2를 첨가한 반응가스를 사용할 수 있다.
또한, 전술한 각 실시형태의 각 기상반응 처리장치(25, 251)에서는, 전극 구조체(15)(제1의 전극 구조체(151))의 단자를 지지하는 단자대(6)이 처리 챔버(14)의 일부를 구성하였지만, 따로 처리 챔버를 설치하고, 처리 챔버의 내부에 전극 구조체(15)를 배치하는 것도 가능하다.
또한, 전술한 각 실시형태의 기상반응 처리장치(25, 251)에서는, 웨이퍼(3)의 전면을 균일하게 처리하는 예에 대해서 설명하였지만, 웨이퍼(3) 상의 특정 부 위에만 선택적으로 박리처리를 행하는 것도 가능하고, 에칭 처리장치로서 이용하는 것도 가능하다.
또한, 전술한 각 실시형태의 기상반응 처리장치(25, 251)에서는, 반도체 웨이퍼(3) 상에 형성된 레지스트막을 박리하는 것을 들어 설명하였지만, 레지스트막 뿐만 아니라 다른 종류의 막이나 층을 박리(제거)하는 경우에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 그 밖의 다른 여러 가지의 구성을 취할 수 있다.
본 발명의 기상반응 처리장치에 의하면, 촉매체의 느슨해짐의 발생을 대폭으로 경감시킬 수 있다. 또한, 처리해야하는 기판재료(예를 들면 반도체 웨이퍼) 전면에 대하여 촉매체를 균일한 배열밀도로 배치할 수 있고, 대구경의 반도체 웨이퍼에 대해서도 처리율을 균일하게 유지할 수 있다.
따라서, 고성능이고 신뢰성이 높은 기상반응 처리장치를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 반응가스가 도입되는 처리 챔버와,
    상기 처리 챔버 내에 배치되는, 처리되어야 하는 기판재료와,
    상기 처리 챔버 내에 도입된 상기 반응가스를 분해하는 촉매체와,
    상기 촉매체에 전력을 공급하는 전원장치와
    상기 촉매체를 갖는 전극 구조체를 구비하는 기상반응 처리장치에 있어서,
    상기 전극 구조체는, 서로 평행하게 배열된 복수의 촉매체와, 상기 촉매체를 사이에 두고 대향 배치되어, 상기 촉매체의 한쪽 단부를 각각 지지하는 복수의 단자를 포함하는 제1의 단자군과, 상기 촉매체의 다른 쪽 단부를 각각 지지하는 복수의 단자를 포함하는 제2의 단자군과, 상기 제1 및 제2의 단자군을 전기적으로 절연 지지하는 단자대를 갖는 것을 특징으로 하는 기상반응 처리장치.
  2. 제1항의 기상반응 처리장치에 있어서, 상기 촉매체는, 상기 기판재료의 위쪽의 동일 평면 내에 형성됨과 동시에, 상기 제1 및 제2의 단자군 사이의 전장에 걸쳐 직선상으로 연재되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기상반응 처리장치.
  3. 제1항의 기상반응 처리장치에 있어서, 상기 촉매체는, 상기 기판재료의 위쪽의 상기 제1 및 제2의 단자군 사이에 있어서, 직선상으로 연재되는 부분과 단차부분으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기상반응 처리장치.
  4. 제1항의 기상반응 처리장치에 있어서, 상기 촉매체를 지지하는 쪽의 상기 단부가 상기 처리 챔버의 내부에 위치하고, 상기 촉매체를 지지하는 쪽과는 반대쪽의 상기 단부가 상기 처리 챔버의 외부에 위치하여, 상기 처리 챔버의 외부로부터 상기 단자로의 전기적 접속이 행하여지는 것을 특징으로 하는 기상반응 처리장치.
  5. 제1항의 기상반응 처리장치에 있어서, 상기 촉매체가 상기 전원장치에 대하여 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기상반응 처리장치.
  6. 제1항의 기상반응 처리장치에 있어서, 상기 촉매체가 상기 전원장치에 대하여 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기상반응 처리장치.
  7. 제1항의 기상반응 처리장치에 있어서, 상기 전극 구조체가 상기 기판재료의 위쪽에서 다단으로 배치되고, 한쪽의 상기 전극 구조체에 있어서의 상기 촉매체의 배열방향에 대하여, 다른 쪽의 전극 구조체에 있어서의 상기 촉매체의 배열방향이 0°~90°의 각도로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 기상반응 처리장치.
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