KR101019901B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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다다시 오니시
히로시 후지이
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

동일 처리실 내에서, 기판을 급속하게 가열 또는 냉각할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공한다.
처리실(41) 내에서 기판(W)을 처리하는 장치(22)로서, 처리실(41) 내에서 기판(W)을 지지하는 지지 부재(47)와, 지지 부재(47)에 열적으로 접촉하는 제 1 온도 조절 부재(75)와, 지지 부재(47)에 대하여 열적으로 접촉 및 격리 가능한 제 2 온도 조절 부재(80)를 갖고, 제 1 온도 조절 부재(75)와 제 2 온도 조절 부재(80)는 서로 다른 온도로 온도 조절된다. 제 2 온도 조절 부재(80)를 지지 부재(47)에 대하여 열적으로 접촉 및 격리시킴으로써, 지지 부재(47)에 지지된 기판(W)을 급속하게 가열 또는 냉각하는 것이 가능하게 된다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
예컨대, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서는 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)를 수납한 처리실 내를 진공 상태에 가까운 저압 상태로 하여 다양한 처리 공정이 실행되고 있다. 이러한 저압 상태를 이용하는 처리의 일 예로서, 예를 들면 웨이퍼의 표면에 존재하는 산화막[이산화 실리콘(SiO2)]을 화학적으로 제거하는 화학적 산화물 제거 처리[COR(Chemical Oxide Removal) 처리]가 알려져 있다 (특허 문헌 1 및 2 참조). 이 COR 처리는 저압 상태에서 웨이퍼를 소정 온도로 온도 조절하면서, 불화수소 가스(HF)와 암모니아 가스(NH3)의 혼합 가스를 공급하여, 산화막을 플루오르 규산 암모늄을 주로 하는 반응 생성물로 변질시킨 후, 해당 반응 생성물을 가열하여 기화(승화)시킴으로써, 웨이퍼로부터 제거하는 것이다.
미국 특허 출원 공개 제 2004/0182417 호 명세서 미국 특허 출원 공개 제 2004/0184792 호 명세서
이러한 COR 처리를 실행하는 장치로서는 웨이퍼 표면의 산화막을 반응 생성물로 변질시키는 공정을 비교적 저온에서 실행하는 화학적 처리실과, 반응 생성물을 가열 및 승화시켜서 웨이퍼로부터 제거하는 공정을 비교적 고온에서 실행하는 열처리실을 구비하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 그러나, 이러한 화학적 처리실과 열처리실을 따로 구비한 처리 장치는 처리실의 수가 증가하기 때문에, 장치가 대형화되고 풋프린트(footprint)도 커지는 난점이 있다. 또한, 화학적 처리실과 열처리실이 따로 있으면, 양자 간에서의 반송이 필요하기 때문에, 반송 기구가 복잡하게 되고, 아울러 반송 중에 있어서의 웨이퍼의 오염이나, 웨이퍼로부터 오염 물질이 방출한다는 문제도 발생할 가능성이 있다.
본 발명은 상기 점에 비추어 이루어진 것으로서, 동일 처리실 내에서 기판을 급속하게 가열 또는 냉각할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의하면, 처리실 내에서 기판을 처리하는 장치로서, 처리실 내에서 기판을 지지하는 지지 부재와, 상기 지지 부재에 열적으로 접촉하는 제 1 온도 조절 부재와, 상기 지지 부재에 대하여 열적으로 접촉 및 격리 가능한 제 2 온도 조절 부재를 갖고, 상기 제 1 온도 조절 부재와 상기 제 2 온도 조절 부재는 서로 다른 온도로 온도 조절되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치가 제공된다.
이 기판 처리 장치는 상기 처리실 내부가 밀폐 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 또한, 상기 지지 부재의 이면이 상기 처리실의 외부에 노출되고, 상기 처리실의 외부에서 상기 제 2 온도 조절 부재가 상기 지지 부재의 이면에 대하여 열적으로 접촉 및 격리 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 또한, 상기 처리실 내를 배기하는 배기 기구를 구비하고 있어도 좋다. 아울러, 상기 처리실 내에 소정의 가스를 공급하는 가스 공급 기구를 구비하고 있어도 좋다. 또한, 상기 지지 부재의 이면이 상기 제 1 온도 조절 부재로 피복된 구성이며, 상기 제 2 온도 조절 부재가 상기 제 1 온도 조절 부재에 접촉하여도 좋다. 또한, 상기 지지 부재의 내부에 상기 제 1 온도 조절 부재가 매설된 구성이며, 상기 제 2 온도 조절 부재가 상기 지지 부재에 접촉하여도 좋다. 또한, 상기 지지 부재와 상기 제 1 온도 조절 부재의 합계의 열용량이 상기 제 2 온도 조절 부재의 열용량보다 작더라도 좋다.
또한, 본 발명에 의하면, 처리실 내에서 기판을 처리하는 방법으로서, 온도 조절 가능한 제 1 온도 조절 부재를 구비한 지지 부재에 기판을 지지하고, 제 2 온도 조절 부재를 상기 지지 부재에 열적으로 접촉시켜서 기판을 처리하는 공정과, 상기 제 2 온도 조절 부재를 상기 지지 부재로부터 열적으로 격리시켜 기판을 처리하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법이 제공된다.
아울러 본 발명에 의하면, 기판 처리 장치의 제어부에 의해 실행하는 것이 가능한 프로그램이 기록된 기록 매체로서, 상기 프로그램은 상기 제어부에 의해 실행되는 것에 의해, 상기 기판 처리 장치에 상기 기판 처리 방법을 실행시키는 것을 특징으로 하는 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 의하면, 제 2 온도 조절 부재를 지지 부재에 대하여 열적으로 접촉 및 격리시킴으로써, 지지 부재에 지지된 기판을 급속하게 가열 또는 냉각하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 동일한 처리실 내에서 기판에 대하여 저온의 처리와 고온의 처리를 실행할 수 있기 때문에, 장치가 소형화되며 기판 반송을 위한 복잡한 반송 시퀀스도 불필요하게 된다.
도 1은 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도,
도 2는 COR 처리 장치의 설명도로서, 냉각 블럭이 상승한 상태를 나타내는 도면,
도 3은 COR 처리 장치의 설명도로서, 냉각 블럭이 하강한 상태를 나타내는 도면,
도 4는 리프터 기구의 설명도,
도 5는 받침부의 상면에 대한 페이스 플레이트의 주연부의 장착 구조를 확대하여 나타내는 부분 단면도,
도 6은 페이스 플레이트의 주연부의 도 5와는 다른 장착 구조를 확대하여 나타내는 부분 단면도,
도 7은 냉각 블럭을 설명하기 위한 종단면도,
도 8은 Si층을 에칭 처리하기 전의 웨이퍼 표면 구조를 나타낸 개략 종단면도,
도 9는 Si층을 에칭 처리한 후의 웨이퍼 표면 구조를 나타낸 개략 종단면도,
도 10은 COR 처리 후의 웨이퍼의 표면의 상태를 나타낸 개략 종단면도,
도 11은 SiGe층 성막 처리 후의 웨이퍼의 표면 상태를 나타낸 개략 종단면도,
도 12는 냉각 블럭이 하면에 직접 접촉하는 구성으로 한, 페이스 플레이트의 설명도.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 기판 처리의 일 예로서, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」)(W)의 표면에 형성된 산화막[이산화 실리콘(SiO2)]을 COR 처리로 제거하는 것에 대하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능·구성을 갖는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
(처리 시스템의 전체 설명)
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 COR 처리 장치(22)를 구비한 처리 시스템(1)의 개략 구성을 나타낸 평면도이다. 이 처리 시스템(1)은 피처리 기판의 일 예인 웨이퍼(W)에 대하여 COR(Chemical Oxide Removal) 처리와 성막 처리를 실행하는 것으로 구성되어 있다. 또한, COR 처리에서는 웨이퍼(W) 표면의 자연 산화막을 반응 생성물로 변질시키는 화학 처리와, 해당 반응 생성물을 가열 및 승화시키는 열처리가 실행된다. 화학 처리에서는 할로겐 원소를 함유한 가스와 염기성 가스를 처리 가스로서 웨이퍼(W)에 공급함으로써, 웨이퍼(W) 표면의 자연 산화막과 처리 가스의 가스 분자를 화학 반응시켜서 반응 생성물이 생성된다. 할로겐 원소를 함유하는 가스란 예를 들어 불화수소 가스이고, 염기성 가스란 예를 들어 암모니아 가스이며, 이 경우 주로 플루오르 규산 암모늄을 함유한 반응 생성물이 생성된다. 열처리는 화학 처리가 실시된 후의 웨이퍼(W)를 가열하여 반응 생성물을 기화시킴으로써, 웨이퍼로부터 제거하는 PHT(Post Heat Treatment) 처리이다. 성막 처리에서는 자연 산화막이 제거된 웨이퍼(W) 표면에, 예컨대 SiGe 등이 에피택시얼 성장(epitaxial growth)에 의해 성막된다.
도 1에 도시된 처리 시스템(1)은 웨이퍼(W)를 처리 시스템(1)에 대하여 반입반출시키는 반입출부(2)와, 웨이퍼(W)에 대하여 COR 처리와 성막 처리를 실행하는 처리부(3)와, 이들 반입출부(2) 및 처리부(3)를 제어하는 제어부(4)를 구비하고 있다.
반입출부(2)는 대략 원반 형상을 이루는 웨이퍼(W)를 반송하는 제 1 웨이퍼반송 기구(11)가 내부에 마련된 반송실(12)을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 기구(11)는 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하는 2개의 반송 아암(11a, 11b)을 갖고 있다. 반송실(12)의 측방에는 웨이퍼(W)를 복수매 나란히 수용 가능한 캐리어(C)를 탑재시키는 탑재대(13)가 예컨대 3개 구비되어 있다. 각 캐리어(C)에는 예컨대, 최대 25매의 웨이퍼(W)를 등피치로 다단으로 수평하게 탑재하여 수용할 수 있게 되어 있고, 캐리어(C)의 내부는 예컨대 N2 가스 분위기로 채워져 있다. 각 캐리어(C)와 반송실(12) 사이에는 게이트 밸브(14)가 배치되어 있고, 웨이퍼(W)는 게이트 밸브(14)를 통하여 캐리어(C)와 반송실(12) 사이에서 반출입된다. 탑재대(13)의 측방에는 웨이퍼(W)를 회전시켜서 편심량을 광학적으로 구하여 위치정렬을 실행하는 오리엔터(15)와, 웨이퍼(W)상에 부착된 부착물 등의 파티클량을 측정하는 파티클 측정실(particle monitor)(16)이 마련되어 있다. 반송실(12)에는 레일(17)이 마련되어 있고, 웨이퍼 반송 기구(11)는 이 레일(17)을 따라 이동함으로써, 각 캐리어(C), 오리엔터(15) 및 파티클 측정실(16)에 근접할 수 있게 되어 있다.
반입출부(2)에서는, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(11)의 반송 아암(11a, 11b)에 의해서 수평으로 유지되고, 웨이퍼 반송 장치(11)의 구동에 의해 대략 수평면 내에서 회전 및 직진 이동, 또한 승강된다. 이에 따라, 각 캐리어(C), 오리엔터(15) 및 파티클 측정실(16)과, 후술하는 2개의 로드록실(24) 사이에서 웨이퍼(W)가 반송되도록 되어 있다.
처리부(3)의 중앙에는 대략 다각형상(예컨대, 육각형 형상)으로 형성된 공통 반송실(21)이 마련되어 있다. 이 공통 반송실(21)의 주위에는 도시의 예에서는 웨이퍼(W)에 대하여 COR 처리를 실행하는 2개의 COR 처리 장치(22), 웨이퍼(W)에 대하여 SiGe층의 성막 처리를 실행하는 4개의 에피택시얼 성장 장치(23), 진공 흡인 가능한 2개의 로드록실(24)이 배치되어 있다. 공통 반송실(21)과 각 COR 처리 장치(22)의 사이, 공통 반송실(21)과 각 에피택시얼 성장 장치(23) 사이에는 개폐 가능한 게이트 밸브(25)가 각각 마련되어 있다.
2개의 로드록실(24)은 반입출부(2)의 반송실(12)과 처리부(3)의 공통 반송실(21) 사이에 배치되어 있고, 반입출부(2)의 반송실(12)과 처리부(3)의 공통 반송실(21)은 2개의 로드록실(24)을 통하여 서로 연결되어 있다. 각 로드록실(24)과 반송실(12)의 사이 및 각 로드록실(24)과 공통 반송실(21) 사이에는 개폐 가능한 게이트 밸브(26)가 각각 구비되어 있다. 또한, 이들 2개의 로드록실(24)은, 어느 한쪽이 웨이퍼(W)를 반송실(12)로부터 반출하여 공통 반송실(21)로 반입할 때에 이용되며, 다른 쪽은 웨이퍼(W)를 공통 반송실(21)로부터 반출하여 반송실(12)로 반입할 때에 이용되어도 좋다.
공통 반송실(21)에는 웨이퍼(W)를 반송하는 제 2 웨이퍼 반송 기구(31)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(31)는 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지하는 2개의 반송 아암(31a, 31b)을 갖고 있다.
이러한 공통 반송실(21)에 있어서, 웨이퍼(W)는 반송 아암(31a, 31b)에 의해 대략 수평으로 유지되고, 웨이퍼 반송 기구(31)의 구동에 의해 대략 수평 내에서 회전 및 직진 이동, 또는 승강되는 것에 의해, 소망하는 위치로 반송된다. 그리고, 각 로드록실(24), 각 COR 처리 장치(22), 각 에피택시얼 성장 장치(23)에 대하여 각각 반송 아암(31a, 31b)이 진퇴되는 것에 의해 웨이퍼(W)가 반입출되도록 되어 있다.
(COR 처리 장치의 구조)
도 2 및 도 3은 모두 본 발명의 실시 형태에 관한 COR 처리 장치(22)의 설명도이다. 도 2는 냉각 블럭(80)이 상승한 상태를 나타내고 있다. 도 3은 냉각 블럭(80)이 하강한 상태를 나타내고 있다.
COR 처리 장치(22)는 하우징(40)을 구비하고 있고, 하우징(40)의 내부는 웨이퍼(W)를 수납하는 밀폐 구조의 처리실(처리공간)(41)로 되어 있다. 하우징(40)은 예컨대 알루마이트 처리 등의 표면 처리가 실시된 알루미늄(Al), 알루미늄 합금 등의 금속으로 구성된다. 하우징(40)의 일 측면에는 웨이퍼(W)를 처리실(41)내로 반입 및 반출시키기 위한 반입출구(42)가 마련되어 있고, 이 반입출구(42)에 상술한 게이트 밸브(25)가 마련되어 있다.
처리실(41) 내에는 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 한 상태로 탑재시키는 탑재대(45)가 마련되어 있다. 탑재대(45)는 하우징(40)의 저면에 형성된 원통 형상의 받침부(46)의 상면에, 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 부재로서의 페이스 플레이트(47)를 수평으로 장착한 구성이다. 페이스 플레이트(47)는 웨이퍼(W)보다도 약간 큰 원반 형상을 하고 있다. 또한, 페이스 플레이트(47)는 열전도성이 우수한 재질로 이루어져 있고, 예를 들면 SiC, AlN으로 이루어진다.
탑재대(45)의 상면[페이스 플레이트(47)의 상면]에는 웨이퍼(W)의 하면에 접촉되는 접촉 부재로서의 접촉 핀(48)이 복수개 윗쪽으로 향하여 돌출하도록 마련되어 있다. 접촉 핀(48)은 페이스 플레이트(47)와 동일한 재질, 혹은 세라믹, 수지 등으로 이루어진다. 웨이퍼(W)는 하면의 복수 개소를 접촉 핀(48)의 상단부에 각각 얹힌 상태로, 탑재대(45)의 상면에서 대략 수평으로 지지된다.
또한, 웨이퍼(W)의 주위에는 처리실(41) 내에 반입된 웨이퍼(W)를 탑재대(45)의 상면[페이스 플레이트(47)의 상면]에 탑재시킴과 동시에, 탑재대(45)의 상면에 탑재된 웨이퍼(W)를 탑재대(45)의 윗쪽으로 들어 올리기 위한 리프터 기구(50)가 마련되어 있다. 이 리프터 기구(50)는, 도 4 에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 외측에 배치된 대략 "C" 형상의 지지 부재(51)의 내측에 3개의 리프터 핀(52)을 설치한 구성이다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 리프터 기구(50)의 리프터 핀(52)만을 나타내고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 3개의 리프터 핀(52)은 웨이퍼(W)에 대한 지지 위치를 연결한 선이 이등변 삼각형(정삼각형을 포함한다)이 되는 위치에서 웨이퍼(W)의 주연부의 하면을 각각 지지하도록 되어 있다. 또한, 일 예로서 웨이퍼(W)에 대한 지지 위치를 연결한 선이 정삼각형이 되는 경우, 각 리프터 핀(52)끼리의 중심각(θ)은 120°가 된다. 지지 부재(51)는 하우징(40)의 저면을 관통하는 승강 로드(53)의 상단에 설치되어 있다. 승강 로드(53)의 하단에는 처리실(41)의 외부에 배치된 실린더 등의 승강 장치(55)가 브래킷(56)을 통하여 설치되어 있다. 또한, 승강 로드(53)의 주위에는 처리실(41) 내의 밀폐 상태를 유지하면서, 승강 로드(53)의 승강을 허용하기 위한 벨로우즈(57)가 장착되어 있다.
이러한 구성을 갖는 리프터 기구(50)는 승강 장치(55)의 가동에 의해, 리프터 핀(52)으로 지지한 웨이퍼(W)를 처리실(41) 내에서 승강시키는 것이 가능하다. 상술한 웨이퍼 반송 기구(31)의 반송 아암(31a, 31b)에 의해서 COR 처리 장치(22)에 웨이퍼(W)가 반입된 경우는 리프터 기구(50)의 리프터 핀(52)이 상승하여 웨이퍼(W)를 반송 아암(31a, 31b)으로부터 리프터 핀(52)으로 인도하고, 그 후 리프터 핀(52)이 하강함으로써 웨이퍼(W)가 탑재대(45)의 상면[페이스 플레이트(47)의 상면]에 탑재된다. 또한, COR 처리 장치(22)로부터 웨이퍼(W)를 반출하는 경우는 우선 리프터 핀(52)이 상승함으로써 웨이퍼(W)가 탑재대(45)의 윗쪽으로 들어 올려진다. 그 후, 상술한 웨이퍼 반송 기구(31)의 반송 아암(31a, 31b)에 의해서 리프터 핀(52)으로부터 웨이퍼(W)가 수취되어, COR 처리 장치(22)로부터 웨이퍼(W)가 반출된다.
도 5는 받침대(46)의 상면에 대한 페이스 플레이트(47)의 주연부의 장착 구조를 확대하여 나타내는 부분 단면도이다. 받침대(46)의 상면과 페이스 플레이트(47)의 주연부의 하면 사이에는, 예를 들어 VESPEL(등록상표) 등의 링 형상의 단열 부재(60)가 배치되어 있다. 또한, 페이스 플레이트(47)의 주연부의 상면에는 마찬가지로, 예를 들면 VESPEL(등록상표) 등의 링 형상의 단열 부재(61)가 배치되고, 또한 단열 부재(61)의 위로부터 고정부재(62)에 의해 압박됨으로써, 페이스 플레이트(47)가 받침부(46)의 상면에 고정되어 있다. 이와 같이, 페이스 플레이트(47)의 주연부와 받침부(46)의 상면 사이에는 상하의 단열 부재(60, 61)가 배치되어 있고, 양자 간은 단열된 상태로 되어 있다.
페이스 플레이트(47)의 주연부 하면과 단열 부재(60) 사이 및 단열 부재(60)와 받침부(46)의 상면 사이에는 O링 등의 밀봉 부재(63)가 배치되어 있다. 이 때문에, 페이스 플레이트(47)의 하방이 되는 처리실(41)의 외부에 대하여, 페이스 플레이트(47)의 상방이 되는 처리실(41)의 내부가 밀폐된 상태로 유지되어 있다. 한편, 페이스 플레이트(47)의 이면(하면)은 받침부(46)의 내측을 통하여 처리실(41)의 외부에 노출된 상태로 되어 있다.
도 6은 페이스 플레이트(47)의 주연부의 도 5와는 다른 장착 구조를 확대하여 나타낸 부분 단면도이다. 이 도 6의 장착 구조에서는, 페이스 플레이트(47)의 주연부의 하면과 받침부(46)의 상면 사이에, 링 형상의 상부 개스킷(65), 예를 들어 VESPEL(등록상표) 등의 링 형상의 단열 부재(66) 및 링 형상의 하부 개스킷(67)이 배치되어 있다. 페이스 플레이트(47)의 주연부와 상부 개스킷(65) 사이, 상부 개스킷(65)과 단열 부재(66) 사이 및 단열 부재(66)와 하부 개스킷(67)의 사이는 모두 메탈 밀봉 구조로 밀봉되어 있다. 또한, 하부 개스킷(67)과 받침부(46)의 상면 사이에는 O링 등의 밀봉 부재(68)가 배치되어 있다. 이 때문에, 페이스 플레이트(47)의 하방이 되는 처리실(41)의 외부에 대하여, 페이스 플레이트(47)의 상방이 되는 처리실(41)의 내부가 밀폐된 상태로 유지되어 있다.
또한, 페이스 플레이트(47)의 주연부의 상면에는 예를 들면 VESPEL(등록상표) 등의 링 형상의 단열 부재(70)가 배치되고, 또한 단열 부재(70)의 위로부터 고정부재(71)에 의해 압박됨으로써, 페이스 플레이트(47)가 받침부(46)의 상면에 고정되어 있다. 아울러, 이 도 6의 장착 구조에서는 페이스 플레이트(47) 상에 탑재되는 웨이퍼(W)의 주위에 포커스 링(72)을 배치하고 있다. 이 도 6의 장착 구조에 의해서도 마찬가지로 처리실(41) 내의 밀폐 상태를 유지하면서, 페이스 플레이트(47)의 주연부와 받침부(46) 상면 사이의 단열 상태를 유지할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 페이스 플레이트(47)의 이면(하면)에는 제 1 온도 조절 부재로서의 히터(75)가 밀착한 상태로 장착되어 있다. 히터(75)는 열전도성이 우수하고, 또한 통전에 의해 발열하는 재질로 이루어지며, 예를 들면 SiC로 이루어진다. 이 히터(75)를 발열시킴으로써, 페이스 플레이트(47)의 상면에 탑재시킨 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 히터(75)는 웨이퍼(W)와 거의 같은 정도의 직경을 갖는 원반 형상으로 이루어져 있고, 히터(75)의 열을 페이스 플레이트(47)를 통하여 웨이퍼(W) 전체로 전달하는 것에 의해 웨이퍼(W)의 전체를 균일하게 가열할 수 있다.
히터(75)의 하방에는 제 2 온도 조절 부재로서의 냉각 블럭(80)이 배치되어 있다. 이 냉각 블럭(80)은 페이스 플레이트(47)의 이면(하면)측, 즉 처리실(41)의 외부에 배치되어 있다. 냉각 블럭(80)은 하우징(40)의 하면에 고정된 브래킷(81)에 지지된 실린더 등의 승강 장치(82)의 가동으로 승강 가능하고, 도 2에 도시한 바와 같이 상승하여 히터(75)의 하면에 냉각 블럭(80)이 접촉한 상태[페이스 플레이트(47)에 냉각 블럭(80)이 열적으로 접촉한 상태]와, 도 3에 도시한 바와 같이 하강하여 히터(75)의 하면으로부터 냉각 블럭(80)이 격리된 상태[페이스 플레이트(47)로부터 냉각 블럭(80)이 열적으로 격리된 상태]로 전환되도록 되어 있다. 냉각 블럭(80)은 웨이퍼(W)와 거의 같은 정도의 직경을 갖는 원주 형상으로 이루어져 있고, 도 2에 도시한 바와 같이 상승한 상태에서는 냉각 블럭(80)의 상면 전체가 히터(75)의 이면에 접촉하도록 되어 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 냉각 블럭(80)의 내부에는 예를 들면 불소계 불활성 화학액(GalDen) 등의 냉매를 통과시키는 냉매 유로(85)가 마련되어 있다. 냉매 송출 배관(86) 및 냉매 배출 배관(87)을 통해 이 냉매 유로(85)에 하우징(40)의 외부로부터 냉매를 순환 공급하여 냉각함으로써, 냉각 블럭(80)을 예를 들면 약 25℃ 정도로 냉각할 수 있다. 또한, 냉매 송출 배관(86) 및 냉매 배출 배관(87)은 상기 승강 장치(82)의 가동에 의한 냉각 블럭(80)의 승강 이동에 의해 냉매의 송출이 방해되지 않도록 벨로우즈, 가요성(flexible) 튜브 등으로 구성되어 있다.
냉각 블럭(80)과 승강 장치(82) 사이에는 냉각 블럭(80)을 히터(75)의 하면에 밀착시키기 위한 쿠션 플레이트(90)가 마련되어 있다. 즉, 도 7 에 도시하는 바와 같이 냉각 블럭(80)의 하면과 쿠션 플레이트(90)의 상면 사이에는 복수의 코일 스프링(91)이 마련되어 있고, 쿠션 플레이트(90)에 대하여 냉각 블럭(80)은 임의의 방향으로 경사질 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 쿠션 플레이트(90)의 하면은 승강 장치(82)의 피스톤 로드(92)에 대하여 플로팅 조인트(93)를 통하여 접속되어 있고, 쿠션 플레이트(90) 자체도 피스톤 로드(92)에 대하여 임의의 방향으로 경사질 수 있는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 도 2 에 도시하는 바와 같이 승강 장치(82)의 가동에 의해서 냉각 블럭(80)이 상승하였을 때에는 냉각 블럭(80)의 상면이 히터(75)의 하면 전체에 밀착되도록 되어 있다. 이렇게 하여 냉각 블럭(80)을 히터(75)의 하면에 밀착시킴으로써 페이스 플레이트(47)의 상면에 탑재시킨 웨이퍼(W)를 신속히 냉각할 수 있다. 냉각 블럭(80)은 웨이퍼(W)와 거의 같은 정도의 직경을 갖는 원반 형상으로 이루어져 있고, 냉각 블럭(80)의 냉열을 히터(75) 및 페이스 플레이트(47)를 거쳐 웨이퍼(W) 전체로 전달함으로써 웨이퍼(W) 전체를 균일하게 냉각시킬 수 있다.
페이스 플레이트(47)와 히터(75)의 합계의 열용량은 냉각 블럭(80)의 열용량보다 작게 설정되어 있다. 즉, 상술한 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)는 열용량이 비교적 작은, 예컨대 박판 형상이며, 또한 모두 SiC 등의 열전도성이 우수한 재료로 이루어져 있다. 이에 대하여, 냉각 블럭(80)은 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)의 합계의 두께보다도 충분히 큰 두께를 갖는 원주 형상을 이루고 있다. 이 때문에, 도 2 에 도시하는 바와 같이, 냉각 블럭(80)이 상승하여 히터(75)의 하면에 접촉한 상태에서는 냉각 블럭(80)의 열을 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)로 전달함으로써 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)를 신속하게 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 페이스 플레이트(47)의 상면에 탑재시킨 웨이퍼(W)를 신속하게 냉각시킬 수 있다. 한편, 도 3에 도시하는 바와 같이, 냉각 블럭(80)이 하강하여 히터(75)의 하면으로부터 격리된 상태에서는 히터(75)에 통전함으로써 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)를 가열할 수 있다. 이 경우, 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)의 열용량은 비교적 작기 때문에 소정의 온도까지 신속히 가열할 수 있어서 페이스 플레이트(47)의 상면에 탑재시킨 웨이퍼(W)를 신속히 가열할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 COR 처리 장치(22)에는 처리실(41) 내에 소정의 가스를 공급하는 가스 공급 기구(100)가 마련되어 있다. 가스 공급 기구(100)는 처리실(41) 내에 할로겐 원소를 함유하는 처리 가스로서 불화수소 가스(HF)를 공급하는 HF 공급로(101), 처리실(41) 내에 염기성 가스로서 암모니아 가스(NH3)를 공급하는 NH3 공급로(102), 처리실(41) 내에 불활성 가스로서 아르곤 가스(Ar)를 공급하는 Ar 공급로(103), 처리실(41) 내에 불활성 가스로서 질소 가스(N2)를 공급하는 N2 공급로(104) 및 샤워헤드(105)를 구비하고 있다. HF 공급로(101)는 불화수소 가스의 공급원(111)에 접속되어 있다. 또한, HF 공급로(101)에는 HF 공급로(101)의 개폐 동작 및 불화수소 가스의 공급 유량의 조절이 가능한 유량 조정 밸브(112)가 개설되어 있다. NH3 공급로(102)는 암모니아 가스의 공급원(113)에 접속되어 있다. 또한, NH3 공급로(102)에는 NH3 공급로(102)의 개폐 동작 및 암모니아 가스의 공급 유량의 조절이 가능한 유량 조정 밸브(114)가 개설되어 있다. Ar 공급로(103)는 아르곤 가스의 공급원(115)에 접속되어 있다. 아울러, Ar 공급로(103)에는 Ar 공급로(103)의 개폐 동작 및 아르곤 가스의 공급 유량의 조절이 가능한 유량 조정 밸브(116)가 개설되어 있다. N2 공급로(104)는 질소 가스의 공급원(117)에 접속되어 있다. 또한, N2 공급로(104)에는 N2 공급로(104)의 개폐 동작 및 질소 가스의 공급 유량의 조절이 가능한 유량 조정 밸브(118)가 개설되어 있다. 각 공급로(101, 102, 103, 104)는 처리실(41)의 천장부에 마련된 샤워헤드(105)에 접속되어 있고, 샤워헤드(105)로부터 처리실(41) 내로 불화수소 가스, 암모니아 가스, 아르곤 가스 및 질소 가스가 확산되도록 토출된다.
또한, COR 처리 장치(22)에는 처리실(41) 내로부터 가스를 배기하기 위한 배기 기구(121)가 마련되어 있다. 배기 기구(121)는 개폐 밸브(122), 강제 배기를 실행하기 위한 배기 펌프(123)가 개설된 배기로(125)를 구비하고 있다.
(제어부)
처리 시스템(1) 및 COR 처리 장치(22)의 각 기능 요소는 처리 시스템(1) 전체의 동작을 자동 제어하는 제어부(4)에 신호라인을 통하여 접속되어 있다. 여기서 기능 요소란, 예를 들면 상술한 제 1 웨이퍼 반송 기구(11), 게이트 밸브(14, 25, 26), 제 2 웨이퍼 반송 기구(31), 리프터 기구(50), 히터(75), 승강 장치(82), 냉각 블럭(80)으로의 냉매 공급, 가스 공급 기구(100), 배기 기구(121) 등의 소정의 프로세스 조건을 실현하기 위해 동작하는 모든 요소를 의미하고 있다. 제어부(4)는 전형적으로는, 실행하는 소프트웨어에 의존하여 임의의 기능을 실현할 수 있는 범용 컴퓨터이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 제어부(4)는 CPU(중앙 연산 장치)를 구비한 연산부(4a)와, 연산부(4a)에 접속된 입출력부(4b)와, 입출력부(4b)에 삽입 장착되어 제어 소프트웨어를 저장한 기록 매체(4c)를 갖는다. 이 기록 매체(4c)에는 제어부(4)에 의해서 실행되는 것으로 처리 시스템(1)에 후술하는 소정의 기판 처리 방법을 실행하게 하는 제어 소프트웨어(프로그램)가 기록되어 있다. 제어부(4)는 해당 제어 소프트웨어를 실행함으로써, 처리 시스템(1)의 각 기능 요소를 소정의 프로세스 처리법으로 정의된 여러 프로세스 조건[예를 들어, 처리실(41)의 압력 등]이 실현되도록 제어한다.
기록 매체(4c)는 제어부(4)에 고정적으로 마련되는 것 혹은 제어부(4)에 마련된 도시하지 않는 판독 장치에 착탈 가능하게 장착되어 해당 판독 장치에 의해 판독 가능한 것이어도 좋다. 가장 전형적인 실시 형태에 있어서는 기록 매체(4c)는 처리 시스템(1)의 제조사의 서비스 맨에 의해 제어 소프트웨어가 설치된 하드 디스크 드라이브이다. 다른 실시 형태에 있어서는 기록 매체(4c)는 제어 소프트웨어가 기입된 CD-ROM 또는 DVD-ROM과 같은 이동형 디스크이다. 이러한 분리성 디스크는 제어부(4)에 마련된 도시하지 않은 광학적 독해 장치에 의해 판독된다. 또한, 기록 매체(4c)는 RAM(random access memory)또는 ROM(read only memory) 중 어느 쪽의 형식이어도 좋다. 또한, 기록 매체(4c)는 카세트식의 ROM과 같은 것이어도 좋다. 요컨대, 컴퓨터의 기술분야에서 알려져 있는 임의의 것을 기록 매체(4c)로서 이용하는 것이 가능하다. 또한, 복수의 처리 시스템(1)이 배치되는 공장에서는, 각 처리 시스템(1)의 제어부(4)를 통괄적으로 제어하는 관리 컴퓨터에 제어 소프트웨어가 저장되어 있어도 좋다. 이 경우, 각 처리 시스템(1)은 통신회선을 통하여 관리 컴퓨터에 의해 조작되어, 소정의 프로세스를 실행한다.
(웨이퍼의 처리)
다음으로, 이상과 같이 구성된 처리 시스템(1)을 사용한 웨이퍼(W)의 처리 방법의 일 예를 설명한다. 우선, 본 발명의 실시 형태에 관한 처리 방법으로 처리되는 웨이퍼(W)의 구조에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는 일 예로서 에칭 처리 후의 웨이퍼(W) 표면에 형성된 자연 산화막(156)을 COR 처리로 제거하며, 아울러 Si층(150)의 표면에 SiGe를 에피택시얼 성장시키는 경우에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 웨이퍼(W)의 구조 및 웨이퍼(W)의 처리는 어디까지나 일 예이며, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되지 않는다.
도 8은 에칭 처리 전의 웨이퍼(W)의 개략적인 단면도이며, 웨이퍼(W)의 표면(디바이스 형성면)의 일 부분을 나타내고 있다. 웨이퍼(W)는 예를 들면 대략 원반형으로 형성된 박판 형상을 하고 있는 실리콘 웨이퍼이며, 그 표면에는 웨이퍼(W)의 기재인 Si(실리콘)층(150), 층간 절연층으로서 이용되는 산화층(이산화 실리콘: SiO2, 151), 게이트 전극으로서 이용되는 Poly-Si(다결정 실리콘)층(152) 및 절연체로 이루어지는 측벽부(sidewall)로서, 예를 들어, TEOS[테트라에틸 오르소 실리케이트: Si(OC2H5)4]층(153)으로 이루어진 구조가 형성되어 있다. Si층(150)의 표면(상면)은 대략 평탄면으로 되어 있고, 산화층(151)은 Si층(150)의 표면을 덮도록 적층되어 있다. 또한, 이 산화층(151)은 예를 들면 확산로에 의해서 열 CVD 반응에 의해 성막된다. Poly-Si층(152)은 산화층(151)의 표면상에 형성되어 있고, 또한 소정의 패턴 형상을 따라 에칭되어 있다. 따라서, 산화층(151)은 일 부분이 Poly-Si층(152)으로 덮이고, 다른 일 부분은 노출된 상태로 되어 있다. TEOS층(153)은 Poly-Si층(152)의 측면을 덮도록 형성되어 있다. 도시한 예에서는, Poly-Si층(152)은 대략 각기둥 형상의 단면 형상을 갖고, 도 8에 있어서, 전방측으로부터 내측으로 향하는 방향으로 연장된 가늘고 긴 판 형상으로 형성되어 있고, TEOS층(153)은 Poly-Si층(152)의 좌우 양측 면에서 각각 전방으로부터 내측으로 향하는 방향을 따라, 또한 Poly-Si층(152)의 아래 가장자리에서 윗 가장자리까지 덮도록 마련되어 있다. 그리고, Poly-Si층(152)과 TEOS층(153)의 좌우 양측에서 산화층(151)의 표면이 노출된 상태로 되어 있다.
도 9는 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)의 상태를 나타내고 있다. 웨이퍼(W)는 도 8에 도시한 바와 같이 Si층(150)상에 산화층(151), Poly-Si층(152), TEOS층(153) 등이 형성된 후, 예를 들면 드라이 에칭이 실시된다. 이에 따라, 도 9에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 표면에서는 노출되어 있던 산화층(151) 및 그 산화층(151)으로 덮여 있던 Si층(150)의 일부가 제거된다. 즉, Poly-Si층(152)과 TEOS층(153)의 좌우 양측에 에칭으로 생긴 오목부(155)가 각각 형성된다. 오목부(155)는 산화층(151)의 표면 높이로부터 Si층(150)의 속까지 함몰하도록 형성되어, 오목부(155)의 내면에 있어서는 Si층(150)이 노출된 상태가 된다. 다만, Si층(150)은 산화되기 쉽기 때문에, 이와 같이 오목부(155)에서 노출된 Si층(150)의 표면에 대기중의 산소가 부착되면, 오목부(155)의 내면에 자연 산화막(이산화 실리콘: SiO2)(156)이 형성된 상태로 된다.
이렇게 하여, 도시하지 않은 드라이 에칭 장치 등에 의해 에칭 처리되고, 도 9에 도시한 바와 같이 오목부(155)의 내면에 자연 산화막(156)이 형성된 상태의 웨이퍼(W)가 캐리어(C) 내에 수납되어 처리 시스템(1)으로 반송된다.
처리 시스템(1)에 있어서는, 도 1에 도시하는 바와 같이 복수매의 웨이퍼(W)가 수납된 캐리어(C)가 탑재대(13) 상에 탑재되고, 웨이퍼 반송 기구(11)에 의해 캐리어(C)에서 한매의 웨이퍼(W)가 꺼내져서 로드록실(24)로 반입된다. 로드록실(24)에 웨이퍼(W)가 반입되면, 로드록실(24)이 밀폐되고 감압된다. 그 후, 로드록실(24)과 대기압에 대하여 감압된 공통 반송실(21)이 연통된다. 그리고, 웨이퍼 반송 기구(31)에 의해서 웨이퍼(W)가 로드록실(24)로부터 반출되고, 공통 반송실(21)로 반입된다.
공통 반송실(21)로 반입된 웨이퍼(W)는 우선 COR 처리 장치(22)의 처리실(41) 내로 반입된다. 웨이퍼(W)는 표면(디바이스 형성면)을 상면으로 한 상태로, 웨이퍼 반송 기구(31)의 반송 아암(31a, 31b)에 의해서 처리실(41) 내로 반입된다. 그리고, 리프터 기구(50)의 리프터 핀(52)이 상승하여 웨이퍼(W)를 수취하고, 그 후 리프터 핀(52)이 하강하여 웨이퍼(W)가 탑재대(45)의 상면[페이스 플레이트(47)의 상면]에 탑재된다. 반송 아암(31a, 31b)이 처리실(41) 내로부터 퇴출된 후, 반입출구(42)가 닫히고 처리실(41) 내가 밀폐된 상태로 된다. 또한, 이와 같이 웨이퍼(W)를 처리실(41) 내로 반입할 때는 처리실(41)의 압력은 이미 감압된 진공 상태에 가까운 압력으로 되어 있다.
그리고, 도 2에 도시하는 바와 같이 승강 장치(82)의 가동에 의해 냉각 블럭(80)을 상승시켜, 냉각 블럭(80)의 상면을 히터(75)의 하면 전체에 밀착시킨다. 이 경우, 페이스 플레이트(47)와 히터(75)의 합계의 열용량은 냉각 블럭(80)의 열용량보다도 작기 때문에 냉매 유로(85)로의 냉매의 순환 공급에 의해 미리 냉각되어 있는 냉각 블럭(80)의 냉열을 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)로 전달하는 것에 의해 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)를 신속히 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 페이스 플레이트(47)의 상면에 탑재시킨 웨이퍼(W)를 예를 들면 약 25℃ 정도로 냉각한다. 또한, 이와 같이 냉각 블럭(80)을 상승시킨 상태에서는 히터(75)의 발열은 실행하지 않아도 좋다.
그리고, 각 공급로(101, 102, 103, 104)로부터 처리실(41) 내에 각각 불화수소 가스, 암모니아 가스, 아르곤 가스 및 질소 가스를 공급하여, 웨이퍼(W) 표면의 자연 산화막(156)을 반응 생성물로 변질시키는 화학적 처리를 실행한다. 이 경우, 배기 기구(121)에 의해 처리실(41) 내를 강제 배기하여, 처리실(41) 내의 압력을 예컨대 약 0.1Torr(약 13.3Pa) 이하 정도로 감압시킨다. 이러한 저압 상태의 처리 분위기에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 존재하는 자연 산화막(156)이 불소화 수소 가스의 분자 및 암모니아 가스의 분자와 화학 반응하여 반응 생성물로 변질된다.
화학적 처리가 종료되면, 다음으로 PHT 처리(열처리)가 개시된다. 이 열처리에서는 도 3에 도시하는 바와 같이 승강 장치(82)의 가동에 의해서 냉각 블럭(80)을 하강시켜, 냉각 블럭(80)을 히터(75)의 하면으로부터 격리시킨다. 그리고, 히터(75)에 통전함으로써, 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)를 예컨대 약 100℃ 이상의 온도로 가열한다. 이 경우, 페이스 플레이트(47) 및 히터(75)의 열용량은 비교적 작기 때문에 목표 온도까지 신속히 가열할 수 있으므로, 페이스 플레이트(47)의 상면에 탑재시킨 웨이퍼(W)를 신속히 가열할 수 있다. 또한, 각 공급로(103, 104)로부터 처리실(41) 내에 각각 아르곤 가스, 질소 가스를 공급하면서 배기 기구(121)에 의해서 처리실(41) 내를 강제 배기하고, 상기 화학적 처리에 의해서 생긴 반응 생성물(156')을 가열 및 기화시켜, 오목부(155)의 내면으로부터 제거한다. 이렇게 해서 Si층(150)의 표면이 노출된다 (도 10 참조). 이와 같이, 화학적 처리 후 열처리를 실행하는 것에 의해 웨이퍼(W)를 드라이 세정할 수 있고, 자연 산화막(156)을 드라이 에칭하도록 하여 Si층(150)으로부터 제거할 수 있다.
이렇게 해서 화학적 처리 및 열처리로 이루어진 COR 처리가 종료되면, 아르곤 가스, 질소 가스의 공급이 정지되고, COR 처리 장치(22)의 반입출구(42)[게이트 밸브(25)]가 열린다. 그 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(31)에 의해서 처리실(41) 내로부터 반출되어, 에피택시얼 성장 장치(23)로 반입된다.
COR 처리에 의해서 Si층(150)의 표면이 노출된 웨이퍼(W)가 에피택시얼 성장 장치(23)에 반입되면, 다음으로 SiGe의 성막 처리가 개시된다. 성막 처리에 있어서는, 에피택시얼 성장 장치(23)로 공급되는 반응 가스와 웨이퍼(W)의 오목부(155)에서 노출한 Si층(150)이 화학 반응함으로써, 오목부(155)에 SiGe층(160)이 에피택시얼 성장된다(도 11 참조). 여기서, 상술한 COR 처리에 의해, 오목부(155)에서 노출되어 있는 Si층(150)의 표면으로부터는 자연 산화막(156)이 제거되어 있기 때문에, SiGe층(160)은 Si층(150)의 표면을 베이스로 하여 적합하게 성장한다.
이렇게 하여 양측의 오목부(155)에 SiGe층(160)이 각각 형성되면, Si층(150)에서는 SiGe층(160)에 의해서 끼워진 부분이 양측으로부터 압축 응력을 받는다. 즉, Poly-Si층(152) 및 산화층(151)의 아래쪽에서, SiGe층(160)에 의해서 끼워진 부분에, 압축 변형을 갖는 변형 Si층(150')이 형성된다.
이렇게 하여 SiGe층(160)이 형성되어 성막 처리가 종료되면, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 기구(31)에 의해서 에피택시얼 성장 장치(23)로부터 반출되어 로드록실(24)로 반입된다. 로드록실(24)에 웨이퍼(W)가 반입되어 로드록실(24)이 밀폐된 후, 로드록실(24)과 반송실(12)이 연통된다. 그리고, 웨이퍼 반송 기구(11)에 의해 웨이퍼(W)가 로드록실(24)로부터 반출되어 탑재대(13)상의 캐리어(C)로 복귀한다. 이상과 같이 하여, 처리 시스템(1)에서의 일련의 공정이 종료된다.
이러한 처리 시스템(1)에 의하면, 제 2 온도 조절 부재인 냉각 블럭(80)을 지지 부재로서의 페이스 플레이트(47)에 대하여 열적으로 접촉시킴으로써, 페이스 플레이트(47)의 상면에 탑재시킨 웨이퍼(W)를 신속히 냉각할 수 있다. 또한, 냉각 블럭(80)을 페이스 플레이트(47)로부터 격리시킨 경우는 제 1 온도 조절 부재인 히터(75)의 발열에 의해서 페이스 플레이트(47)의 상면에 탑재시킨 웨이퍼(W)를 신속히 가열할 수 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)의 신속한 열처리가 가능하게 되고, 처리 시간을 단축시켜 처리량(throughput)을 향상시킬 수 있다. 또한, 동일한 처리실(41) 내에서 웨이퍼(W)를 COR 처리할 수 있기 때문에, COR 처리 장치(22)가 소형화되며, 웨이퍼(W)의 반송을 위한 복잡한 반송 시퀀스도 불필요하게 된다.
또한, 냉각 블럭(80)은 감압된 처리실(41)의 외부에 배치되어, 페이스 플레이트(47)의 이면(하면)측에 열적으로 접촉하기 때문에, 이른바 진공 단열로 되는 것을 피할 수 있어서, 페이스 플레이트(47)를 효율적으로 냉각할 수 있다. 이 경우, 냉각 블록(80)을 쿠션 플레이트(90) 및 코일 스프링(91)을 통해 지지함으로써, 냉각 블럭(80)의 상면 전체를 히터(75)의 이면에 접촉시킬 수 있어서, 페이스 플레이트(47) 전체를 냉각하여 웨이퍼(W)를 균일하게 냉각할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종의 변경예 또는 수정예에 도달할 수 있음은 분명하고, 그들에 관해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
이상의 실시 형태에서는 페이스 플레이트(47)의 이면을 히터(75)로 피복하여, 냉각 블록(80)의 냉열이 히터(75)를 통해서 페이스 플레이트(47)에 전달되는 구성으로 하였지만, 냉각 블럭(80)을 페이스 플레이트(47)에 직접 접촉시켜도 좋다. 예를 들면, 도 12에 도시하는 바와 같이 지지 부재로서의 페이스 플레이트(47)의 이면에 홈을 마련하고, 그 홈에 제 1 온도 조절 부재로서의 히터(75)를 매설하여, 제 2 온도 조절 부재로서의 냉각 블럭(80)이 페이스 플레이트(47)의 하면에 직접 접촉하는 구성이어도 좋다. 이 경우, 히터(75)는 페이스 플레이트(47)의 예컨대 메탈라이즈드 스터드(metalized stud)나 접착제로 유지된다. 이와 같이 냉각 블럭(80)을 페이스 플레이트(47)에 직접 접촉시킴으로써, 보다 신속한 냉각이 가능하게 된다. 또한, 홈의 깊이나 폭에 따라, 히터(75)와 페이스 플레이트(47)의 접촉 면적을 크게 할 수 있어서 보다 신속한 승온을 실현할 수 있다. 또한, 페이스 플레이트(47)로의 열전달 효율을 높이기 위해서, 냉각 블럭(80)의 상면에 열전도성이 좋은 윤활유, 겔 상태 물질 등을 도포하여도 좋다. 또한, 냉각 블럭(80)의 상면에 열전도성이 좋은 시트 등을 배치하여도 좋다. 아울러, 히터(75)와 페이스 플레이트(47) 사이의 열저항을 낮추기 위해서, 접착제나 열전도재 등의 충전재를 히터(75)와 페이스 플레이트(47) 사이에 마련하여도 좋다.
또한, 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법으로서, COR 처리 장치(22)와 그 처리 방법을 예시하였지만, 본 발명은 이러한 장치 및 방법에 한정되지 않고, 다른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법, 예를 들어 기판에 대하여 예컨대 에칭 처리, CVD 처리 등을 실행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 적용할 수도 있다. 또한, 기판은 반도체 웨이퍼로 한정되지 않고, 예를 들어 LCD 기판용 유리, CD 기판, 프린트 기판, 세라믹 기판 등이어도 좋다.
제 1 온도 조절 부재 및 제 2 온도 조절 부재는, 가열 또는 냉각이 가능한 임의의 온도 조절 기구를 이용할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 처리 시스템(1)에 한하지 않고, 처리 시스템에 마련한 처리 장치의 대수 및 배치는 임의이다.
본 발명은 기판을 다른 온도로 변화시켜 처리를 실행하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 이러한 기판 처리 장치에 구비되는 기록 매체에 적용할 수 있다.
W : 웨이퍼 1 : 처리 시스템
2 : 반입출부 3 : 처리부
4 : 제어부 11 : 웨이퍼 반송 기구
21 : 공통 반송실 22 : COR 처리 장치
23 : 에피택시얼 성장(epitaxial growth) 장치
24 : 로드록실
31 : 웨이퍼 반송 기구 41 : 처리실
45 : 탑재대 47 : 페이스 플레이트
50 : 리프터 기구 75 : 히터
80 : 냉각 블록 100 : 가스 공급 기구
121 : 배기 기구

Claims (4)

  1. 처리실(41) 내의 처리공간에서 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    처리실(41) 내에서 기판을 지지하기 위한 지지부(47)와,
    기판의 온도를 제1 온도로 조절하는 제1 온도 조절 부재(75)와,
    상기 제1 온도와는 상이한 제2 온도로 기판의 온도를 조절하기 위한 제2 온도 조절 부재(80)를 갖고,
    상기 제2 온도 조절 부재(80)는 상기 처리공간으로부터 격리된 상기 지지부(47)의 이면 공간에 배치됨과 동시에, 상기 지지부(47)에 대하여 열적으로 접촉 및 이간 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    기판을 가열하는 때에는 상기 제2 온도 조절 부재(80)가 상기 지지부(47)에 대하여 이간되며, 기판을 냉각하는 동안에는 상기 제2 온도 조절 부재(80)가 상기 지지부(47)에 접촉하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 온도 조절 부재(80)는 냉매가 순환할 수 있는 냉매 유로(85)가 형성된 냉각 블록으로 구성되는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
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