KR101006647B1 - 성막 장치 및 성막 방법 - Google Patents

성막 장치 및 성막 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101006647B1
KR101006647B1 KR1020090023071A KR20090023071A KR101006647B1 KR 101006647 B1 KR101006647 B1 KR 101006647B1 KR 1020090023071 A KR1020090023071 A KR 1020090023071A KR 20090023071 A KR20090023071 A KR 20090023071A KR 101006647 B1 KR101006647 B1 KR 101006647B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
film
silicon wafer
susceptor
film forming
Prior art date
Application number
KR1020090023071A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090113184A (ko
Inventor
요시카즈 모리야마
히데아키 니시카와
마사요시 야지마
히로시 후루타니
신이치 미타니
미치오 니시바야시
Original Assignee
가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 filed Critical 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Priority to KR1020090023071A priority Critical patent/KR101006647B1/ko
Publication of KR20090113184A publication Critical patent/KR20090113184A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101006647B1 publication Critical patent/KR101006647B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • 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
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 기판을 안정시켜 고속 회전시킬 수 있는 성막(成膜) 장치를 제공하고, 또한 기판을 안정시켜 고속 회전시키면서 기판상에 막을 형성할 수 있는 성막 방법을 제공하는 것으로, 성막 장치(100)는 실리콘 웨이퍼(101)를 지지하는 서셉터(102)와, 서셉터(102)를 회전시키고 또한 서셉터(102)에 의해 상부가 덮여 P2영역을 형성하는 회전부(104)를 가지고, 또한 서셉터(102)에는 실리콘 웨이퍼(101)와의 접촉면(105)에 복수의 구멍(106)이 설치되어 있고, P2 영역내의 기체를 배기함으로써 실리콘 웨이퍼(101)를 서셉터(102)에 흡착시키는 것을 특징으로 한다.

Description

성막 장치 및 성막 방법{FILM FORMING APPARATUS AND FILM FORMING METHOD}
본 발명은 성막(成膜) 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.
종래부터 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor: 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터) 등의 파워 디바이스와 같이, 비교적 막두께가 두꺼운 결정막을 필요로 하는 반도체 소자의 제조에는 에피택시얼 성장 기술이 활용되고 있다.
막두께가 두꺼운 에피택시얼 웨이퍼를 높은 수율로 제조하는 데에는 균일하게 가열된 웨이퍼의 표면에 새로운 원료 가스를 차례차례 접촉시켜 성막 속도를 향상시킬 필요가 있다. 그래서, 웨이퍼를 고속으로 회전시키면서 에피택시얼 성장시키는 것이 실시되고 있다(예를 들어 일본 공개특허공보 평5-152207호 참조).
일본 공개특허공보 평5-152207호에서는 웨이퍼를 지지하는 서셉터가 서셉터 지지부에 끼워져 부착되어 있고, 서셉터 지지부에 접속되는 회전축이 회전함으로써 웨이퍼가 회전하도록 이루어져 있다. 그러나, 웨이퍼는 서셉터 상에 얹히기만 하는 구조이므로, 회전수가 높아지면 웨이퍼가 어긋날 우려가 있었다.
또한, 에피택시얼 성장을 실시할 때에는 성막실 내의 압력이 소정의 압력으로 조정된다. 그러나, 웨이퍼를 통하여 실질적으로 밀폐된 서셉터 지지부내의 압 력쪽이 높아지면 웨이퍼가 서셉터로부터 어긋날 우려도 있었다.
또한, 웨이퍼는 이면으로부터 가열되어 표면에 에피택시얼막이 형성되지만, 가열에 의해 표면측을 향하여 오목 형상으로 휘어진다. 이 때문에, 고속으로 웨이퍼를 회전시키면 서셉터로부터 웨이퍼가 어긋나기 쉬워질 우려도 있었다.
상술한 바와 같이 상술한 원인에 따라 웨이퍼가 서셉터로부터 어긋나면, 웨이퍼로의 성막을 실시할 수 없게 되고, 에피택시얼 웨이퍼의 생산 수율이 크게 저하되는 결과가 되므로, 웨이퍼를 서셉터로부터 어긋나기 어렵게 하는 것이 급선무로 되어 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 기판을 안정시켜 고속 회전할 수 있는 성막 장치를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 기판을 안정시켜 고속 회전시키면서 기판상에 막을 형성할 수 있는 성막 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 이하의 기재로부터 분명해질 것이다.
본 발명의 제 1 형태는
성막실 내에 반입되는 기판에 성막 처리를 실시하는 성막 장치에 있어서,
기판을 지지하는 지지부,
지지부를 회전시키고 또한 지지부에 의해 상부가 덮여 중공 영역을 형성하는 회전부,
중공 영역에 배치되고, 지지부를 통하여 기판을 가열하는 가열부, 및
중공 영역 내의 기체를 배기하는 배기 수단을 구비하고 있고,
지지부에는 기판과의 접촉면에 복수의 구멍이 설치되어 있고,
중공 영역 내의 기체를 배기함으로써 기판을 지지부에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제 1 형태에서는 지지부의 기판과의 접촉면이 외연부로부터 중앙부를 향하여 기울어지는 오목 형상인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 형태는
성막실 내에 얹힌 기판 상에 막을 형성하는 성막 방법에 있어서,
성막실 내에 기판을 반입하여 표면에 복수의 구멍이 설치된 지지부 상에 기판을 얹는 공정,
지지부를 통하여 기판을 회전시키면서 가열하는 공정, 및
기판이 소정의 온도에 도달한 후에, 지지부에 의해 성막실과 실질적으로 간막이된 공간의 기체를 배기함으로써 기판을 지지부에 흡착시키는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 제 2 형태에서는 소정의 온도를 성막 온도로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 형태에서는 기판을 지지부에 흡착시키는 공정에서, 공간내의 압력을 최고 성막실 내의 압력의 90%까지 감압하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 형태에 의하면 지지부의 기판과의 접촉면에 복수의 구멍을 설치하고, 중공 영역 내의 기체를 배기함으로써 기판을 지지부에 흡착시키므로, 기판을 안정시켜 고속 회전할 수 있는 성막 장치로 할 수 있다.
본 발명의 제 2 형태에 의하면 기판이 소정의 온도에 도달한 후에, 지지부에 의해 성막실과 실질적으로 분리된 공간의 기체를 배기함으로써 기판을 지지부에 흡착시키므로, 기판을 안정시켜 고속 회전시키면서 기판 상에 막을 형성할 수 있는 성막 방법이 제공된다.
도 1은 본 실시 형태에서의 매엽식(枚葉式) 성막 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 본 실시 형태에서는 기판으로서 실리콘 웨이퍼(101)를 사용한다. 단, 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라서 다른 재료로 이루어진 웨이퍼 등을 사용해도 좋다.
성막 장치(100)는 성막실로서의 챔버(103)를 가진다.
챔버(103)의 상부에는 가열된 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에 결정막을 성막하기 위한 원료 가스를 공급하는 가스 공급부(123)가 설치되어 있다. 또한, 가스 공급부(123)에는 원료 가스의 토출구멍이 다수 형성된 샤워 플레이트(124)가 접속되어 있다. 샤워 플레이트(124)를 실리콘 웨이퍼(101)의 표면과 대향하여 배치함으로써 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에 원료 가스를 공급할 수 있다.
챔버(103)의 하부에는 반응후의 원료 가스를 배기하는 가스 배기부(125)가 복수 설치되어 있다. 가스 배기부(125)는 조정 밸브(126) 및 진공 펌프(127)로 이루어진 배기 기구(128)에 접속되어 있다. 배기 기구(128)는 제어 기구(112)에 의해 제어되어 챔버(103) 내를 소정의 압력으로 조정한다.
챔버(103)의 내부에는 지지부로서의 리셉터(102)가 회전부(104) 상에 설치되어 있다.
회전부(104)는 원통부(104a)와 회전축(104b)을 가지고 있다. 회전축(104b)에는 도시하지 않는 모터에 의해 회전하고, 이에 의해 서셉터(102)가 원통부(104a)를 통하여 회전한다.
도 1에서 원통부(104a)는 상부가 개방된 구조이지만, 서셉터(102)가 설치됨으로써, 상부가 덮여 중공 영역(이하, P2영역이라고 부름)을 형성한다. 여기에서, 챔버(103) 내를 P1영역으로 하면, P2영역은 서셉터(102)에 의해 실질적으로 P1영역과 분리된 영역이 된다.
P2영역에는 서셉터(102)를 통하여 실리콘 웨이퍼(101)를 이면으로부터 가열하는 인히터(120)와 아웃히터(121)가 설치되어 있다. 가열에 의해 변화되는 실리콘 웨이퍼(101)의 표면 온도는 챔버(103) 상부에 설치된 방사 온도계(122)에 의해 계측된다. 또한, 샤워 플레이트(124)를 투명 석영제로 함으로써, 방사 온도계(122)에 의한 온도 측정이 샤워 플레이트(124)로 방해받지 않도록 할 수 있다. 계측한 온도 데이터는 도시하지 않는 제어 기구에 보내어진 후, 인히터(120) 및 아웃히터(121)의 출력 제어에 피드백된다. 이에 의해, 실리콘 웨이퍼(101)를 그 면 내에서의 온도 분포가 균일해지도록 가열할 수 있다.
회전부(104)는 챔버(103) 외부까지 연장된 회전축(104b)이 도시하지 않는 회전 기구와 접속하고 있고, 실리콘 웨피퍼(101)와 직교하는 중심선을 축으로 하여 소정의 회전수로 회전한다. 이에 의해, 서셉터(102)를 회전시킬 수 있고, 더 나아가서는 서셉터(102)에 지지된 실리콘 웨이퍼(101)를 회전시킬 수 있다.
회전부(104)에는 P2 영역 내의 기체를 배기하기 위한 배기 수단인 배기관(107)이 설치되어 있다. 배기관(107)은 회전축(104b) 내에 설치된 거의 원통 형상의 석영제의 샤프트(108)의 내부를 통과하여, 챔버(103) 외부에 설치된 조정 밸브(109)와 진공 펌프(110)로 이루어진 배기 기구(111)에 접속된다.
도 2는 서셉터(102)에 실리콘 웨이퍼(101)를 얹은 상태를 도시하는 단면도이다. 또한, 도 3은 서셉터(102)를 상방에서 본 도면이다. 또한, 도 4는 서셉터(102)의 일부 확대 단면도이다.
도 2~도 4에 도시한 바와 같이 서셉터(102)가 실리콘 웨이퍼(101)와 접촉하는 접촉면(105)에는 서셉터(102)를 관통하여 P1영역과 P2영역을 연통하는 복수의 구멍(106)이 설치되어 있다. 배기 기구(111)를 가동시키면, P2영역에 있는 기체가 배기되어 P2영역의 압력이 P1영역의 압력보다 낮아진다. 이 압력차에 의해 구멍(106)을 통하여 실리콘 웨이퍼(101)가 P2영역측에 빨아 당겨지는 결과, 서셉터(102)에 실리콘 웨이퍼(101)를 흡착시킬 수 있다. 이에 의해, 서셉터(102)가 고속 회전해도 실리콘 웨이퍼(101)를 안정시켜 지지하는 것이 가능해진다. 또한, 배기 기구(111)를 P1영역의 압력을 제어하는 제어 기구(112)에 접속함으로써, P2영역의 압력을 P1영역의 압력에 따라서 변화시킬 수 있다.
도 3에서는 접촉면(105)의 중앙부 근방에 집중하여 구멍(106)을 설치했지만, 접촉면(105)의 전체에 등간격으로 균일하게 분포하도록 설치해도 좋고, 또는 접촉면(105)의 중심으로부터 동심원 형상으로 설치해도 좋다. 구멍(106)의 직경이 너무 커지거나 구멍(106)의 수가 너무 많아지면 회전부(104)에 수용된 여러 부재에 유래하여 챔버(103)의 내부가 금속으로 오염되는 것이 염려된다. 따라서, 이점을 고려하면서 실리콘 웨이퍼(101)를 서셉터(102)에 흡착시킬 수 있도록 구멍의 크기와 수를 결정한다.
도 8은 P1영역과 P2영역의 압력차와, 실리콘 웨이퍼(101)와 서셉터(102)의 마찰력의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 또한, 이 예에서는 서셉터(102)에 설치되는 구멍(106)의 직경을 2㎜로 하고 있다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 압력차가 동일한 경우, 구멍(106)의 수가 많아질수록 마찰력은 커진다. 또한, 구멍(106)의 수가 동일한 경우, 압력차가 커질수록 마찰력도 커진다. 그리고, 그 경향(압력차의 증대에 대한 마찰력의 증대의 비율)은 구멍(106)의 수가 많아질수록 커진다. 도 9는 실리콘 웨이퍼(101)의 회전수와, 실리콘 웨이퍼(101)에 작용하는 원심력의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 회전수가 동일한 경우, 회전부(104)의 회전 중심으로부터 실리콘 웨이퍼(101)의 중 심까지의 거리가 커질수록 원심력은 커진다. 또한, 회전부(104)의 회전 중심으로부터 실리콘 웨이퍼(101)의 중심까지의 거리가 동일한 경우, 회전수가 커질수록 원심력도 커진다. 그리고, 그 경향(회전수의 증대에 대한 원심력의 증대의 비율)은 상기 중심간의 어긋남 량이 커질수록 커진다. 본 실시 형태에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 마찰력＞원심력이 되도록, P1영역과 P2영역의 압력차와 구멍(106)의 수를 설정한다.
접촉면(105)은 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 외연부로부터 중앙부를 향하여 기울어지는 오목 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이는 성막시의 가열에 의해 실리콘 웨이퍼(101)가 휘는 것을 고려한 것이다. 즉, 미리 접촉면(105)의 형상을 가열후의 실리콘 웨이퍼(101)의 형상으로 해둠으로써, 성막시에 실리콘 웨이퍼(101)가 서셉터(102)로부터 부상하여 벗어나기 쉬워지는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 8인치(직경 약 200㎜)의 실리콘 웨이퍼(101)를 사용하는 경우, 서셉터(102) 외연부의 거의 수평면(h1)으로부터 가장 깊은 중앙부(h2)까지의 거리(H)를 2㎛~30㎛로 하는 것이 좋다. 이 범위내이면 가열에 의해 휘어진 실리콘 웨이퍼(101)의 이면에 접촉면(105)의 표면 형상을 추수(追隨)시킬 수 있다.
도 3에서 거의 원형의 접촉면(105)의 직경(d1)은 얹는 실리콘 웨이퍼(101)의 직경(d2) 이상인 것이 바람직하다. d1≥d2이면, 실리콘 웨이퍼(101)의 외단부까지 접촉면(105)과 접촉시킬 수 있고, 보다 서셉터(102)로의 밀착도를 높인다.
실리콘 웨이퍼(101)의 구경을 변경하는 경우에는 이에 따라서 접촉면(105)의 깊이(H) 및 직경(d1)을 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 실시 형태의 성막 방법을 도시한 플로우차트이다. 또한, 도 6은 성막 공정의 경과 시간과 실리콘 웨이퍼(101)의 표면 온도 및 회전수의 관계를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 7은 본 실시 형태의 성막 공정에서 실리콘 웨이퍼(101)를 서셉터(102)에 흡착시키는 모습을 확대하여 도시한 단면도이다.
본 실시 형태의 성막 방법의 한 형태는 이하의 수순으로 실시된다.
우선, 도 2와 같이 서셉터(102) 상에 실리콘 웨이퍼(101)를 얹고, 회전부(104)에 부수시켜 실리콘 웨이퍼(101)를 50rpm 정도로 회전시킨다(S101).
다음에, 인히터(120) 및 아웃히터(121)에 의해 실리콘 웨이퍼(101)를 가열한다. 예를 들어, 성막 온도인 1150℃까지 서서히 가열한다(S102).
방사 온도계(122)에 의한 측정에서 실리콘 웨이퍼(101)의 온도가 1150℃에 도달한 것을 확인한 후는, 서서히 실리콘 웨이퍼(101)의 회전수를 높여간다. 그리고, 실리콘 웨이퍼(101)의 회전수가 300rpm을 초과했을 때(T1)에, 배기 기구(111)를 가동시켜 P2영역의 감압을 개시한다(S103). 그 후 가스 공급부(123)로부터 샤워 플레이트(124)를 통하여 원료 가스를 실리콘 웨이퍼(101)의 표면에 공급한다.
P2 영역이 P1영역에 대하여 감압 상태가 되면, 도 7의 화살표로 나타내는 바와 같은 아래 방향의 힘이 실리콘 웨이퍼(101)에 작용한다. 이에 의해, 실리콘 웨이퍼(101)는 서셉터(120)에 흡착된다(S104).
실리콘 웨이퍼(101)의 온도를 1150℃ 정도로 유지하면, 실리콘 웨이퍼(101) 는 이면을 볼록으로 하여 휘기 시작한다. 이 때, 서셉터(102)의 접촉면(105)을 외연부로부터 중앙부를 향하여 기울어지는 오목 형상으로 함으로써, 원활하게 실리콘 웨이퍼(101)를 서셉터(102)에 밀착시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 서셉터(102)를 900rpm 이상의 고속으로 회전시켜도 실리콘 웨이퍼(101)를 안정시켜 지지하는 것이 가능해진다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(101)가 서셉터(102)로부터 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
제어 구조(112)는 P2영역의 압력이, 최고 P1영역 압력의 90%까지 감압되도록 배기 기구(111)를 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들어, P1영역의 압력이 700Torr이었던 경우에는 P2영역의 압력은 최고 630Torr 정도까지 감압되도록 한다. 이에 의해 실리콘 웨이퍼(101)에 과도한 힘을 가하지 않고 충분한 흡착력이 얻어진다. 또한, P1영역에서의 원료 가스의 흐름이 흐트러지는 것을 최소한으로 할 수 있다.
상술한 상태에서 챔버(103) 상부에 설치된 가스 공급부(123)로부터 샤워 플레이트(124)를 통하여 차례차례 새로운 원료 가스를 실리콘 웨이퍼(101)에 공급함으로써 높은 성막 속도로 효율 좋게 에피택시얼막을 성막시킬 수 있다(S105).
이와 같이, 본 실시 형태의 성막 장치 및 성막 방법을 사용하면, 성막 속도의 향상을 위해 서셉터의 회전수를 높게 하는 경우에도 기판을 안정시켜 회전시킬 수 있으므로, 에피택시얼 웨이퍼를 높은 생산 수율로 제조할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하면서 실시 형태에 대해서 설명했다. 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 여러 가지 변경하여 실시해도 상관없다.
예를 들어, 상술한 본 발명의 실시 형태의 한 형태에서는 서셉터(102)의 회전수가 300rpm을 초과한 시점에서 P2영역의 감압을 개시하는 것으로 했다. 이는 서셉터(102)의 회전수가 300rpm 정도가 되면, 실리콘 웨이퍼(101)상에 흐르는 원료 가스가 층류 상태가 되므로, P2영역을 감압 상태로 해도 원료 가스의 흐름을 흐트러뜨리지 않기 때문이다. 그러나, 챔버(103) 내의 압력이나 온도 등의 프로세스 환경을 변경함으로써, 상기의 회전수가 아니어도 실리콘 웨이퍼(101) 상에서 원료 가스를 층류로 할 수 있는 것이면, P2영역의 감압을 실시하는 시기(時機)는 상기 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 실리콘 웨이퍼(101)에 공급되는 원료 가스의 흐름을 흐트러뜨리지 않는 시기(時機)에 P2영역의 감압을 실시하면 좋다.
본 발명의 성막 장치의 일례로서 에피택시얼 성장 장치에 대해서 설명했지만 이에 한정되는 것은 아니고, 실리콘 웨이퍼 표면에 소정의 결정막을 기상 성장시키기 위한 장치이면 상관없다. 예를 들어, 폴리실리콘막을 성장시키는 것을 목적으로 한 성막 장치여도 본 발명과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 장치의 구성이나 제어의 방법 등, 본 발명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 되는 장치의 구성이나, 제어의 방법 등을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명을 설명하기 위해 도시한 도면에서 설명을 위해 필요한 구성 이외에는 생략하고, 축척 등에 대해서도 원래 크기의 것과는 일치시키지 않고, 명 확하게 보일 수 있도록 적절하게 변경했다.
그 밖에 본 발명의 요소를 구비하고 당업자가 적절하게 설계 변경할 수 있는 모든 기상 성장 장치, 및 각 부재의 형상은 본 발명의 범위에 포함된다.
도 1은 본 실시 형태의 성막 장치의 단면도,
도 2는 본 실시 형태에서 서셉터에 웨이퍼를 얹은 상태를 도시하는 단면도,
도 3은 본 실시 형태에서 서셉터를 상방에서 본 도면,
도 4는 본 실시 형태의 서셉터의 일부 확대 단면도,
도 5는 본 실시 형태의 성막 방법을 도시하는 플로우차트,
도 6은 본 실시 형태의 성막 공정의 경과 시간과 웨이퍼의 표면 온도 및 회전수의 관계를 도시한 그래프,
도 7은 본 실시 형태에서 실리콘 웨이퍼를 서셉터에 흡착시키는 모습을 도시한 단면도,
도 8은 본 실시 형태에서 P1영역과 P2영역의 압력차와, 실리콘 웨이퍼와 서셉터의 마찰력의 관계의 일례를 도시한 도면, 및
도 9는 본 실시 형태에서 실리콘 웨이퍼의 회전수와, 실리콘 웨이퍼에 작용하는 원심력의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 성막 장치 101: 실리콘 웨이퍼
102: 서셉터 103: 챔버
104: 회전부 104a: 원통부
104b: 회전축 105: 접촉면
106: 구멍 107: 배기관
108: 샤프트 109, 126: 조정 밸브
110, 127: 진공 펌프 111, 128: 배기 기구
112: 제어 기구 120: 인히터
121: 아웃히터 122: 방사 온도계
123: 가스 공급부 124: 샤워 플레이트
125: 가스 배기부

Claims (5)

  1. 성막실 내에 반입되는 기판에 성막 처리를 실시하는 성막 장치에 있어서,
    상기 기판을 지지하는 지지부;
    상기 지지부를 회전시키고 또한 상기 지지부에 의해 상부가 덮여 중공 영역을 형성하는 회전부;
    상기 중공 영역에 배치되고, 상기 지지부를 통하여 상기 기판을 가열하는 가열부; 및
    상기 중공 영역 내의 기체를 배기하는 배기 수단을 포함하고,
    상기 지지부에는 상기 기판과의 접촉면에 복수의 구멍이 설치되어 있고,
    상기 중공 영역 내의 기체를 배기함으로써, 상기 기판을 상기 지지부에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부의 상기 기판과의 접촉면은 외연부로부터 중앙부를 향하여 기울어지는 오목 형상인 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  3. 성막실 내에 얹힌 기판상에 막을 형성하는 성막 방법에 있어서,
    상기 성막실 내에 상기 기판을 반입하여 표면에 복수의 구멍이 설치된 지지부상에 상기 기판을 얹는 공정;
    상기 지지부를 통하여 상기 기판을 회전시키면서 가열하는 공정; 및
    상기 기판이 소정의 온도에 도달한 시점에서, 상기 지지부에 의해 상기 성막실과 실질적으로 분리된 공간의 기체를 배기함으로써, 상기 기판을 상기 지지부에 흡착시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 성막 온도인 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 지지부에 흡착시키는 공정에서는 상기 공간 내의 압력을 최고 상기 성막실 내의 압력의 90%까지 감압하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
KR1020090023071A 2008-04-25 2009-03-18 성막 장치 및 성막 방법 KR101006647B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090023071A KR101006647B1 (ko) 2008-04-25 2009-03-18 성막 장치 및 성막 방법

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2008-115037 2008-04-25
JPJP-P-2009-042180 2009-02-25
KR1020090023071A KR101006647B1 (ko) 2008-04-25 2009-03-18 성막 장치 및 성막 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090113184A KR20090113184A (ko) 2009-10-29
KR101006647B1 true KR101006647B1 (ko) 2011-01-10

Family

ID=41554292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090023071A KR101006647B1 (ko) 2008-04-25 2009-03-18 성막 장치 및 성막 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101006647B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5802069B2 (ja) * 2011-06-30 2015-10-28 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長方法及び気相成長装置
JP5750328B2 (ja) * 2011-07-20 2015-07-22 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長方法及び気相成長装置
JP5794893B2 (ja) * 2011-10-31 2015-10-14 株式会社ニューフレアテクノロジー 成膜方法および成膜装置
KR102337183B1 (ko) * 2020-06-03 2021-12-09 한국전력공사 박막 태양 전지 제조 장치 및 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000096209A (ja) 1998-09-22 2000-04-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 成膜装置
JP2005169267A (ja) 2003-12-11 2005-06-30 Dainippon Printing Co Ltd 成膜装置および成膜方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000096209A (ja) 1998-09-22 2000-04-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 成膜装置
JP2005169267A (ja) 2003-12-11 2005-06-30 Dainippon Printing Co Ltd 成膜装置および成膜方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090113184A (ko) 2009-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009283904A (ja) 成膜装置および成膜方法
JP4592849B2 (ja) 半導体製造装置
TWI327339B (en) Vapor phase growing apparatus and vapor phase growing method
KR100858599B1 (ko) 기상성장장치와 지지대
JP2010129764A (ja) サセプタ、半導体製造装置および半導体製造方法
US20110120366A1 (en) Susceptor, film forming apparatus and method
KR101006647B1 (ko) 성막 장치 및 성막 방법
KR101447663B1 (ko) 성막 방법 및 성막 장치
JP2011023522A (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
JP2008198752A (ja) 気相成長装置および気相成長方法
KR20150119809A (ko) 서셉터 처리 방법 및 서셉터 처리용 플레이트
JP2007224375A (ja) 気相成長装置
JP5032828B2 (ja) 気相成長装置
JP4042618B2 (ja) エピタキシャルウエーハ製造方法
JP2007035775A (ja) 基板処理装置
KR101728072B1 (ko) 기판 처리 장치 및 이를 이용한 박막 형성 방법
JP2008066559A (ja) 半導体製造方法及び半導体製造装置
JP2009135159A (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
JP5264384B2 (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
JP6208063B2 (ja) 成膜装置、成膜方法及びリフレクタユニット
KR102678091B1 (ko) 기상 성장 장치 및 기상 성장 방법
JP2009130257A (ja) 半導体製造装置
JP5252896B2 (ja) 気相成長装置及び気相成長方法
JP2009277958A (ja) 成膜装置及び成膜方法
JP2008218877A (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法

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: 20131218

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141205

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151201

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161129

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee