KR101066138B1 - 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메인 배기 라인 내로부터 반응 용기 내에 대한 부생성물 및 그 성분의 역류를 억제하고, 기판 상에서의 미소(微小)한 입경(粒徑)의 이물질의 발생을 억제하는 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 반응 용기와, 상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와, 상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과, 상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와, 상기 가스 공급 라인에 설치되어 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와, 상기 반응 용기 내를 배기(排氣)하는 메인 배기 라인과, 상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와, 상기 제2 밸브를 바이패스(bypass)하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과, 상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와, 상기 슬로우 배기 라인에 설치되어 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁히는 병목부(throttle part)와, 상기 메인 배기 라인에 설치되어 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와, 기판 처리시 이외의 경우에는, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하고, 상기 병목부는 오리피스(orifice)에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며, 상기 컨트롤러는, 또한, 기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 것인 기판 처리 장치이다..
불활성 가스, 반응관, 배기 라인
Description
본 발명은 기판에 박막을 성막하는 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼 등의 기판 상에 박막을 성막하기 위하여, 종래, 기판 처리 장치로서 예를 들면 종형(縱型) CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치가 사용되고 있었다. 종형 CVD 장치는, 기판을 처리하는 반응 용기와, 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 라인과, 반응 용기 내를 배기하는 메인 배기 라인을 갖고 있다.
이 종형 CVD 장치를 사용하여, 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정과, 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하면서, 메인 배기 라인에 의해 반응 용기 내를 배기하여 기판을 처리하는 공정과, 반응 용기 내로부터 처리 후의 기판을 반출하는 공정을 포함하는 기판 처리 방법이 실시되고 있었다.
여기에서, 처리 가스로서, 예를 들면, 비스터셔리부틸아미노실란[BTBAS： Bis(Tertiary-butylamino)Silane, SiH2［NH(C4H9)］2]을 기화시킨 가스 및 암모니아(NH3) 가스를 포함하는 가스 등을 사용한 경우에는, 기판 상에 질화 실리콘(Si3N4) 막이 성막된다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).
<특허 문헌 1> 일본 특허 공개 2001-230248호 공보
상술한 기판 처리 방법에 있어서는, 기판을 처리하는 공정을 실시하면, 메인 배기 라인 내에 부생성물이 퇴적하고, 퇴적된 부생성물 및 그 성분이 반응 용기 내로 역류하고, 반응 용기 내에 수용되어 있는 기판 상에 흡착하여 파티클(particle, 이물질) 발생의 원인이 된다는 문제가 있었다. 이물질이 흡착한 기판에 제조된 반도체 디바이스는, 그 성능이 손상되거나, 수명이 줄어들거나, 또는 생산 수율(yield)이 악화된다. 한편, 이물질의 발생 원인은 상기에 한정되지 않고, 메인 배기 라인 내에 있어서의 처리 가스의 기상 반응에 의해 이물질이 발생하는 경우도 있었다.
이러한 문제에 대하여, 반응 용기 내외로 기판을 반입 반출할 때, 또는 반응 용기 내를 진공 상태로부터 대기압 상태에 되돌릴 때, 메인 배기 라인을 개재하여 메인 배기 라인과 병렬로 설치된 슬로우 배기 라인에 의해 미소량(微小量)의 배기(슬로우 펌프)를 실시함으로써, 메인 배기 라인 내로부터 반응 용기 내로 부생성물 및 그 성분의 역류를 방지하는 방법도 있다.
그러나, 이러한 방법을 사용하더라도, 0.1μm 이하의 입경의 미소(微小)한 이물질은, 수백 개 발생하는 문제가 있었다. 이러한 상황 하에서, 향후 반도체 장치의 미세화(微細化)에 대응하기 위해서는 이물질의 발생을 더욱 억제하는 기술이 필요하게 되었다.
따라서, 본 발명은, 메인 배기 라인 내로부터 반응 용기 내에 대한 부생성물 및 그 성분의 역류를 억제하고, 기판 상에서의 미소한 입경의 이물질의 발생을 억제하는 것이 가능한 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 기판을 처리하는 반응 용기와, 상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와, 상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과, 상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와, 상기 가스 공급 라인에 설치되어 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와, 상기 반응 용기 내를 배기하는 메인 배기 라인과, 상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와, 상기 제2 밸브를 바이패스하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과, 상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와, 상기 슬로우 배기 라인에 설치되어 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁히는 병목부와, 상기 메인 배기 라인에 설치되어 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와, 기판 처리시 이외의 경우에는, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하고, 상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며, 상기 컨트롤러는, 또한, 기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 것인 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 기판을 처리하는 반응 용기와, 상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와, 상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과, 상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와, 상기 가스 공급 라인에 설치되어 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와, 상기 반응 용기 내를 배기하는 메인 배기 라인과, 상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와, 상기 제2 밸브를 바이패스하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과, 상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와, 상기 슬로우 배기 라인에 설치되어 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁히는 병목부와, 상기 메인 배기 라인에 설치되어 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와, 기판 처리시 이외의 경우에는, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하고, 상기 메인 배기 라인의 상기 제2 밸브보다 상류측 및 상기 슬로우 배기 라인의 상기 제3 밸브보다 상류측 중 적어도 어느 하나에는 서브 히터가 설치되어 있고, 상기 컨트롤러는, 또한, 상기 메인 배기 라인의 상기 제2 밸브보다 상류측 및 상기 슬로우 배기 라인의 상기 제3 밸브보다 상류측 중 적어도 어느 하나의 온도가 120℃ 이상 200℃ 이하가 되도록 상기 서브 히터를 제어하도록 구성되어 있는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판을 처리하는 반응 용기와, 상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와, 상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과, 상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와, 상기 가스 공급 라인에 설치되어 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와, 상기 반응 용기 내를 배기하는 메인 배기 라인과, 상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와, 상기 제2 밸브를 바이패스하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과, 상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와, 상기 슬로우 배기 라인에 설치되어 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁히는 병목부와, 상기 메인 배기 라인에 설치되어 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와, 기판 처리시 이외의 경우에는, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하고, 또한, 기판을 지지하는 지지구(支持具)와, 상기 지지구를 지지하면서 상기 반응 용기를 폐색하는 씰 캡(seal cap)과, 상기 반응 용기를 폐색하는 셔터를 더 포함하고, 상기 기판 처리시 이외의 경우란, 처리 완료된 기판을 지지한 상기 지지구를 상기 반응 용기 내로부터 인출하고, 처리 완료된 기판을 회수한 후 기판을 지지하지 않는 빈(empty) 상태의 상기 지지구를 상기 반응 용기 내에 반입하여 상기 반응 용기를 상기 씰 캡에 의해 폐색하고 있는 동안인 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판 처리 장치의 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정과, 상기 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하면서 메인 배기 라인을 개재하여 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하여 기판을 처리하는 공정과, 처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 공정과, 상기 반응 용기 내에 다음에 처리할 기판을 반입할 때까지, 상기 기판 처리 장치를 대기시키는 공정을 포함하고, 상기 기판을 처리하는 공정 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 상기 기판을 처리하는 공정에 있어서 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 메인 배기 라인에 병렬로 설치되고 가스 유로를 좁히는 병목부가 설치된 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 하고, 상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며, 또한, 상기 반응 용기 내에 공급하는 불활성 가스의 유량을, 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판 처리 장치의 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정과, 상기 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하면서 메인 배기 라인을 개재하여 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하여 기판을 처리하는 공정과, 처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 공정과, 상기 반응 용기 내에 다음에 처리할 기판을 반입할 때까지, 상기 기판 처리 장치를 대기시키는 공정을 포함하고, 상기 기판을 처리하는 공정 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 상기 기판을 처리하는 공정에 있어서 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 메인 배기 라인에 병렬로 설치되고 가스 유로를 좁히는 병목부가 설치된 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 하고, 상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며, 또한, 상기 반응 용기 내에 공급하는 불활성 가스의 유량을, 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판을 처리하는 반응 용기와, 상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와, 상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과, 상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와, 상기 가스 공급 라인에 설치되어 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와, 상기 반응 용기 내를 배기하는 메인 배기 라인과, 상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와, 상기 제2 밸브를 바이패스하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과, 상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와, 상기 슬로우 배기 라인에 설치되어 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁히는 병목부와, 상기 메인 배기 라인에 설치되어 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와, 기판 처리시 이외의 경우에는, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하고, 또한, 기판을 지지하는 지지구(支持具)와, 상기 지지구를 지지하면서 상기 반응 용기를 폐색하는 씰 캡(seal cap)과, 상기 반응 용기를 폐색하는 셔터를 더 포함하고, 상기 기판 처리시 이외의 경우란, 처리 완료된 기판을 지지한 상기 지지구를 상기 반응 용기 내로부터 인출하고, 처리 완료된 기판을 회수한 후 기판을 지지하지 않는 빈(empty) 상태의 상기 지지구를 상기 반응 용기 내에 반입하여 상기 반응 용기를 상기 씰 캡에 의해 폐색하고 있는 동안인 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판 처리 장치의 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정과, 상기 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하면서 메인 배기 라인을 개재하여 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하여 기판을 처리하는 공정과, 처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 공정과, 상기 반응 용기 내에 다음에 처리할 기판을 반입할 때까지, 상기 기판 처리 장치를 대기시키는 공정을 포함하고, 상기 기판을 처리하는 공정 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 상기 기판을 처리하는 공정에 있어서 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 메인 배기 라인에 병렬로 설치되고 가스 유로를 좁히는 병목부가 설치된 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 하고, 상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며, 또한, 상기 반응 용기 내에 공급하는 불활성 가스의 유량을, 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 하는 기판 처리 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 기판 처리 장치의 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정과, 상기 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하면서 메인 배기 라인을 개재하여 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하여 기판을 처리하는 공정과, 처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 공정과, 상기 반응 용기 내에 다음에 처리할 기판을 반입할 때까지, 상기 기판 처리 장치를 대기시키는 공정을 포함하고, 상기 기판을 처리하는 공정 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 상기 기판을 처리하는 공정에 있어서 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 메인 배기 라인에 병렬로 설치되고 가스 유로를 좁히는 병목부가 설치된 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 하고, 상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며, 또한, 상기 반응 용기 내에 공급하는 불활성 가스의 유량을, 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 메인 배기 라인 내로부터 반응 용기 내에 부생성물 및 그 성분의 역류하는 것을 억제하고, 기판 상에서의 미소한 입경의 이물질 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 반응 용기 내외에 기판을 반입 반출할 때, 또는 반응 용기 내를 진공 상태로부터 대기압 상태로 되돌릴 때, 메인 배기 라인을 개재하여 슬로우 배기 라인에 의해 미소량의 배기(슬로우 펌프)를 실시하는 방법이 있다. 그러 나, 이러한 방법을 사용하더라도, 0.1μm 이하의 입경의 미소한 이물질의 발생을 충분히 억제하는 것은 어려웠다.
그래서 발명자들은 메인 배기 라인으로부터의 부생성물 및 그 성분의 역류 메카니즘에 대하여 열심히 연구했다. 그 결과, 발명자들은 기판 처리 장치가 대기 중(idle 중)일 때, 즉, 처리 후의 기판을 반응 용기 내로부터 반출한 후, 다음에 처리할 기판을 반응 용기 내에 반입할 때까지, 부생성물 및 그 성분의 역류 등이 발생하고 있음을 밝혀냈다. 본 발명은, 발명자들이 얻은 이러한 지식을 바탕으로 이루어진 것이다.
이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치의 구성 및 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 의해 반도체 장치(device) 제조 공정의 일 공정으로서 실시되는 기판 처리 방법에 대하여 설명한다.
(1) 종형 CVD 장치의 구성
이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치의 구성예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1, 도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 종형 CVD 장치의 구성 개략도(종단면도)로서, 도 1은 기판을 지지한 보트(boat)를 수용한 반응 용기를 씰 캡에 의해 폐색한 상태를 나타내고, 도 2는 보트를 수용하지 않은 상태, 즉 보트를 인출한 상태의 반응 용기를 셔터에 의해 폐색한 상태를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 종형 CVD 장치가 갖는 가스 공급계로서의 가스 공급 라인의 구성 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 종형 CVD 장치가 갖는 메인 배기 라인 및 슬로우 배기 라인을 포함하는 가스 배기계로서의 가스 배기 라인의 구성 개략도이다.
<반응 용기>
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치는, 반입된 기판으로서의 웨이퍼(200)를 처리하는 반응 용기(210)를 포함하고 있다. 한편, 반응 용기(210)는 프로세스 튜브(203)와 매니폴드(209)를 포함하고 있다.
프로세스 튜브(203)는 내부 반응관으로서의 이너 튜브(204)와, 이너 튜브(204)의 외측에 이너 튜브(204)와 동심원 형상으로 설치된 외부 반응관으로서의 아우터 튜브(205)를 포함하고 있다. 이너 튜브(204) 및 아우터 튜브(205)는 수직으로 설치된다. 이너 튜브(204)는 예를 들면 석영(SiO2) 또는 탄화 실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구(開口)한 원통 형상으로 형성되어 있다. 이너 튜브(204)의 통 중공부(中空部)에는 처리실(201)이 형성되어 있다. 또한, 아우터 튜브(205)는 예를 들면 석영 또는 탄화 실리콘 등의 내열성 재료로 이루어지고, 내경이 이너 튜브(204)의 외경보다 크며, 상단은 폐색하고, 하단이 개구한 원통 형상으로 형성되어 있다.
매니폴드(209)는 아우터 튜브(205) 하방에 아우터 튜브(205)와 동심원 형상으로 설치된다. 매니폴드(209)는, 예를 들면 스테인리스 등으로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구한 원통 형상으로 형성되어 있다. 매니폴드(209)는 이너 튜브(204) 의 하단과 아우터 튜브(205)의 하단에 각각 계합(係合)하고, 이너 튜브(204) 및 아우터 튜브(205)를 각각 지지하도록 구성되어 있다. 한편, 매니폴드(209)와 아우터 튜브(205) 사이에는, 씰(seal) 부재로서 O링(220a)이 설치된다.
<히터 및 온도 센서>
프로세스 튜브(203)의 외측에는, 프로세스 튜브(203)와 동심원 형상으로, 처리실(201) 내를 가열하는 가열 기구로서의 히터(206)가 설치된다. 히터(206)는 원통 형상이고, 보지판(保持板)으로서의 히터 베이스(251)에 지지되어 있다. 히터 베이스(251)는 매니폴드(209)도 지지하도록 구성되어 있다.
프로세스 튜브(203) 내에는, 온도 검출기로서 온도 센서(263)가 설치된다. 히터(206)와 온도 센서(263)에는 온도 제어부(238)가 전기적으로 접속되어 있다. 온도 제어부(238)는 온도 센서(263)에 의해 검출된 온도 정보를 토대로, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록, 원하는 타이밍으로 히터(206)에 대한 통전 상태를 제어한다.
<보트(지지구)>
처리실(201) 내부는, 기판을 지지하는 지지구로서의 보트(217)를, 매니폴드(209)의 하단 개구의 하방측으로부터 반입할 수 있도록 구성된다. 보트(217)는 복수 매의 기판으로서의 웨이퍼(200)를, 수평 자세로서 서로 중심을 맞춘 상태로 정렬시키고, 다단으로 지지하도록 구성된다. 보트(217)는, 예를 들면 석영이나 탄화규소 등의 내열성 재료로 구성된다. 보트(217)의 하부에는, 원판 형상의 단열 부재로서의 단열판(216)이, 웨이퍼(200)와 마찬가지로, 수평 자세로 다단으로 복수 매 배치된다. 단열판(216)은, 예를 들면 석영이나 탄화규소 등의 내열성 재료로 구성되고, 히터(206)로부터의 열이 매니폴드(209) 측으로 전달되는 것을 억제한다.
<씰 캡 및 셔터>
매니폴드(209)의 하단 개구에는, 반응 용기(210)를 기밀(氣密)하게 폐색할 수 있는 제1 노구(爐口) 개체(蓋體)로서의 씰 캡(219)과, 제2 노구 개체로서의 셔터(260)가 탈착(脫着) 가능하게 설치된다. 씰 캡(219)은 매니폴드(209)의 하단에, 반응 용기(210)의 수직 방향 하측으로부터 당접(當接)되도록 구성된다. 씰 캡(219)은, 예를 들면 스테인리스 등의 금속으로 구성되고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 씰 캡(219)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O링(220b)이 설치된다.
씰 캡(219)의 하방[즉 처리실(201)과는 반대측]에는, 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(254)가 설치된다. 회전 기구(254)가 구비하는 회전축(255)은 씰 캡(219)을 관통하도록 설치된다. 회전축(255)의 상단부는 보트(217)에 접속되고 보트(217)를 하방으로부터 지지하고 있다. 따라서, 회전 기구(254)를 작동시킴으로써, 회전축(255)을 개재하여 보트(217)를 회전시키고, 처리실(201) 내에서 웨이퍼(200)를 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
또한, 씰 캡(219)은 프로세스 튜브(203)의 외부에 수직으로 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해, 보트(217)와 함께 수직 방향으로 승강되도록 구성된다. 따라서, 보트 엘리베이터(115)를 작동시킴으로써, 보트(217)를 처리실(201) 내외로 반입시키고, 반출시킬 수 있도록 되어 있다.
셔터(260)는 보트(217)를 반출한 후의 처리실(201)을 봉지(封止)할 수 있도록 구성된다. 즉, 셔터(260)는 히터 베이스(251)에 설치된 셔터 구동 장치(261)에 의해 승강 가능하도록, 아울러 회동(回動) 가능하도록 설치되고, 셔터 구동장치(261)에 의한 승강 및 회동 동작에 의해, 처리실(201) 내로부터 보트(217)를 반출한 후의 매니폴드(209) 하단에 당접되도록 구성된다. 셔터(260)는, 예를 들면 스테인리스 등의 금속으로 구성되고, 원반 형상으로 형성되어 있다. 셔터(260)의 상면에는, 매니폴드(209)의 하단과 당접하는 씰 부재로서의 O링(220c)이 설치된다. 도 2는 보트(217)를 반출한 후의 반응 용기(210)를 셔터(260)에 의해 봉지한 상태를 나타낸다.
회전 기구(254), 보트 엘리베이터(115) 및 셔터 구동 장치(261)에는, 구동 제어부(237)가 전기적으로 접속된다. 구동 제어부(237)는 회전 기구(254), 보트 엘리베이터(115) 및 셔터 구동장치(261)가, 원하는 타이밍으로 원하는 동작을 하도록 제어한다.
<가스 공급 라인>
매니폴드(209)의 측면부에는, 씰 캡(219)이나 셔터(260)에 의해 폐색된 반응 용기(210) 내에 처리 가스 및 불활성 가스를 공급하는 가스 공급계로서의 가스 공급 라인(230)이 설치된다.
이하에, 가스 공급 라인(230)의 구성에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 종형 CVD 장치가 갖는 가스 공급 라인의 구성 개략도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 가스 공급 라인(230)은 처리 가스로서의 BTBAS를 기화한 가스를 공급하는 BTBAS 공급 라인(230a)과, 처리 가스로서의 NH3 가스를 공급하는 NH3 가스 공급 라인(230b)을 포함한다. BTBAS 공급 라인(230a) 및 NH3 가스 공급 라인(230b)의 선단부에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 각각 노즐(270a, 270b)이 설치된다. 노즐(270a, 270b)은 매니폴드(209)의 측면부를 관통하도록 설치되고, 처리실(201) 내에 처리 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, BTBAS 공급 라인(230a) 및 NH3 가스 공급 라인(230b)에는, 각각 불활성 가스로서의 질소(N2) 가스를 공급하는 N2 가스 공급 라인(230c)이 접속된다. N2 가스 공급 라인(230c)은 BTBAS 공급 라인(230a) 및 NH3 가스 공급 라인(230b)을 개재하여, 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 한편, N2 가스도 노즐(270a, 270b)을 개재하여 처리실(201) 내에 공급된다.
이하에, BTBAS 공급 라인(230a), NH3 가스 공급 라인(230b) 및 N2 가스 공급 라인(230c)의 상세 구성에 대하여 각각 설명한다.
<BTBAS 공급 라인>
BTBAS 공급 라인(230a)에는, 상온에서 액체인 액체 원료로서의 BTBAS를 공급하는 BTBAS 공급원(50)과, BTBAS의 액체 유량을 제어하는 액체 유량 제어기로서의 액체 매스 플로우 컨트롤러(LMFC)(51)와, BTBAS를 기화시켜 처리 가스로서의 원료 가스를 발생시키는 기화기(52)가 직렬로 접속된다.
BTBAS 공급원(50)은, 내부에 액체 원료인 BTBAS를 저장할 수 있고 기밀(氣密) 구조로 구성된 원료 탱크(50a)를 구비한다 원료 탱크(50a)의 천정부에는, 압출(押出) 가스로서의 N2 가스나 He 가스를 원료 탱크(50a) 내에 공급하는 압출 가스 공급 라인(50b)과, 원료 탱크(50a)로부터 압출되는 BTBAS를 LMFC(51)에 공급하는 BTBAS 공급 라인(230a)이, 그 천정벽을 관통하도록 설치된다. 압출 가스 공급 라인(50b)의 하류측 단부(50d)는 원료 탱크(50a) 내의 상부 부근(즉 BTBAS 액체면보다 상방)에 개구부를 가지며, BTBAS 공급 라인(230a)의 상류측 단부(50e)는, 원료 탱크(50a) 내의 저부 부근(즉 BTBAS 액체면보다 하방)에 개구부를 가지고 있다. 압출 가스 공급 라인(50b)에는 압출 가스의 공급을 제어하는 개폐 밸브(50c)가 설치된다.
따라서, 개폐 밸브(50c)를 개방함으로써, 원료 탱크(50a) 내에 압출 가스가 공급되고, 원료 탱크(50a)로부터 BTBAS 공급 라인(230a)을 개재하여 LMFC(51)에 BTBAS가 압출된다. 압출된 BTBAS는 LMFC(51)에 의해 유량 제어되면서 기화기(52)에 공급된다. 기화기(52)는 BTBAS를 가열 승온(昇溫)함으로써 기화시키고, 처리 가스로서의 BTBAS를 기화한 가스(이하, BTBAS 가스라고도 함)를 발생시킨다.
기화기(52)의 하류측은 BTBAS 공급 라인(230a)에 의해, 처리실(201) 내에 연통(連通)하고 있다. BTBAS 공급 라인(230a)의 기화기(52)와 매니폴드(209) 사이에는, 개폐 밸브(53)가 설치된다. 또한, BTBAS 공급 라인(230a)의 개폐 밸브(53)보다 상류측[즉 기화기(52)와 개폐 밸브(53) 사이]은, 개폐 밸브(54)를 개재하여, 후술 하는 메인 배기 라인(231a)의 메인 배기 밸브(231b)보다 하류측과 접속되어 있다.
따라서, 개폐 밸브(53)를 개방하고, 개폐 밸브(54)를 닫음으로써, 기화기(52)에서 발생시킨 BTBAS 가스를 처리실(201) 내로 공급할 수 있다. 또한, 개폐 밸브(53)를 닫고, 개폐 밸브(54)를 개방함으로써, 처리실(201) 내에 BTBAS 가스를 공급하지 않고 메인 배기 라인(231a)을 개재하여 처리실(201)의 외부로 배기시킬 수 있다. 기화기(52)에서 BTBAS 가스를 안정적으로 발생시키기 위해서는 시간이 필요한데, 기화기(52)에 있어서의 BTBAS의 기화가 안정될 때까지는, 개폐 밸브(53)를 닫고, 개폐 밸브(54)를 개방해 두고, BTBAS의 기화가 안정된 후에 개폐 밸브(54)를 닫고, 개폐 밸브(53)를 개방하도록, 개폐 밸브(53, 54)를 전환함으로써 처리실(201) 내에 대한 처리 가스의 안정된 공급을 신속하게 수행할 수 있다.
<NH3 가스 공급 라인>
NH3 가스 공급 라인(230b)에는, 처리 가스로서의 암모니아(NH3) 가스를 공급하는 NH3 가스 공급원(60)과, NH3 가스의 가스 유량을 제어하는 유량 제어기로서의 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(61)가 직렬로 접속된다. NH3 가스 공급 라인(230b)의 NH3 가스 공급원(60)과 MFC(61) 사이에는 개폐 밸브(62)가, MFC(61)와 매니폴드(209) 사이에는 개폐 밸브(63)가, 각각 설치된다.
따라서, 개폐 밸브(62, 63)를 개방함으로써, MFC(61)에 의해 유량 제어하면서, 처리실(201) 내에 처리 가스로서의 NH3 가스를 공급할 수 있다.
<N2 가스 공급 라인>
N2 가스 공급 라인(230c)에는, 불활성 가스로서의 질소(N2) 가스를 공급하는 N2 가스 공급원(70)과, N2 가스의 가스 유량을 제어하는 유량 제어기로서의 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(71)가, 직렬로 접속되어 있다. N2 가스 공급 라인(230c)의 N2 가스 공급원(70)과 MFC(71) 사이에는, 개폐 밸브(72)가 설치된다. 또한, N2 가스 공급 라인(230c)의 MFC(71)보다 하류측은, 개폐 밸브(73a)를 개재하여, BTBAS 공급 라인(230a)의 개폐 밸브(53)보다 하류측[즉 개폐 밸브(53)와 매니폴드(209) 사이]에 접속되어 있다. 또한, N2 가스 공급 라인(230c)의 MFC(71)의 하류측은, 개폐 밸브(73b)를 개재하여, NH3 가스 공급 라인(230b)의 개폐 밸브(63)보다 하류측[즉 개폐 밸브(63)와 매니폴드(209) 사이]에도 접속되어 있다.
따라서, 개폐 밸브(53, 63)를 닫고, 처리실(201) 내에 대한 처리 가스(BTBAS 가스 및 NH3 가스)의 공급을 정지한 상태에서, 개폐 밸브(73a)를 개방함으로써, BTBAS 공급 라인(230a)으로부터 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급할 수 있다. 마찬가지로, 개폐 밸브(73b)를 개방함으로써, NH3 가스 공급 라인(230b)으로부터 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급하는 것도 가능하다. 또한, 개폐 밸브(73a, 73b)의 양쪽을 개방함으로써, BTBAS 공급 라인(230a) 및 NH3 가스 공급 라인(230b)의 양쪽으 로부터 처리실(201) 내로 N2 가스를 공급하는 것도 가능하다. 한편, N2 가스 공급 라인(230c)의 MFC(71)보다 하류측을 매니폴드(209)의 측면부에 직접 접속시킴으로써, 처리실(201) 내로 N2 가스를 직접 공급하는 것도 가능하다.
가스 공급 라인(230)의 각 구성 부품, 즉, 개폐 밸브(50c, 53, 54, 62, 63, 72, 73a, 73b), LMFC(51), MFC(61, 71), 기화기(52) 등에는, 가스 공급/유량 제어부(235)가 전기적으로 접속되어 있다. 가스 공급/유량 제어부(235)는 가스 공급 라인(230)의 각 구성 부품이, 원하는 타이밍에 원하는 동작을 하도록 제어한다.
<메인 배기 라인>
가스 공급 라인(230)의 반대측인 매니폴드(209)의 측면부에는, 처리실(201) 내를 배기하는 가스 배기계로서의 가스 배기 라인(231)을 구성하는 메인 배기 라인(231a)이 설치된다. 메인 배기 라인(231a)은 이너 튜브(204)와 아우터 튜브(205)와의 극간(隙間)에 의해 형성되는 통(筒) 형상 공간(250)의 하단부에 연통하고 있다.
도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 메인 배기 라인(231a)의 하류측[매니폴드(209)와의 접속측과 반대측]에는, APC(Auto Pressure Controller) 밸브 등으로 구성되는 압력 조정 장치로서의 메인 배기 밸브(231b) 및 진공 펌프 등의 진공 배기 장치(231d)가 직렬로 접속되어 있다. 따라서, 메인 배기 밸브(231b)를 개방하고, 진공 배기 장치(231d)를 작동시킴으로써 처리실(201) 내를 배기하는 것이 가능하다.
또한, 메인 배기 라인(231a) 중, 메인 배기 밸브(231b)의 상류 측에는, 압력 검출기로서의 압력 센서(245)와, 과가압(過加壓) 방지 라인(233a)이 설치된다. 또한, 과가압 방지 라인(233a)에는, 개폐 밸브(233b)를 개재하여, 역지(逆止) 밸브(체크 밸브)(233c)가 설치된다. 과가압 방지 라인(233a)은 메인 배기 라인(231a)으로부터 분기하도록 설치되고, 그 내경은 메인 배기 라인(231a)의 내경보다 작다.
메인 배기 밸브(231b), 진공 배기 장치(231d), 압력 조정 장치(231c), 압력 센서(245) 및 개폐 밸브(233b)에는, 배기/압력 제어부(236)가 전기적으로 접속되어 있다. 배기/압력 제어부(236)는 메인 배기 밸브(231b)의 개폐 동작을 원하는 타이밍으로 제어한다. 또한, 배기/압력 제어부(236)는 압력 센서(245)에 의해 검출(측정)한 압력 정보를 토대로, 처리실(201) 내의 압력이 원하는 압력(진공도)이 되도록, 원하는 타이밍에 메인 배기 밸브(231b)의 개방 정도를 제어한다. 또한, 배기/압력 제어부(236)는 처리실(201) 내의 압력을 대기압으로 복귀시킬 때 등에 처리실(201) 내의 압력이 대기압을 초과한 경우에, 처리실(201) 내의 과잉 가스를 역지 밸브(체크 밸브)(233c)에 의해 배출할 수 있도록, 개폐 밸브(233b)의 동작을 제어한다.
<슬로우 배기 라인>
메인 배기 라인(231a)에는 처리실(201) 내를 배기하는 가스 배기계로서의 가스 배기 라인(231)을 구성하는 슬로우 배기 라인(232a)이 메인 배기 라인(231a)으로부터 분기하도록 설치된다. 슬로우 배기 라인(232a)은 메인 배기 라인(231a)과 병렬로 설치되고, 그 내경은 메인 배기 라인(231a)의 내경보다 작다. 슬로우 배기 라인(232a)은 메인 배기 밸브(231b)를 바이패스 하도록 메인 배기 라인(231a)에 접속되어 있다. 즉, 슬로우 배기 라인(232a)은, 메인 배기 라인(231a) 중 메인 배기 밸브(231b)보다 상류측과, 메인 배기 밸브(231b)보다 하류측에 각각 접속되어 있다.
슬로우 배기 라인(232a)에는, 슬로우 배기 밸브(232b)가 설치된다. 슬로우 배기 밸브(232b)에는 배기/압력 제어부(236)가 전기적으로 접속되어 있다. 배기/압력 제어부(236)는 슬로우 배기 밸브(232b)의 개폐 동작을 원하는 타이밍으로 제어한다. 따라서, 배기/압력 제어부(236)에 의해 배기계의 각 부를 제어함으로써 메인 배기 밸브(231b)를 닫은 상태에서도, 슬로우 배기 밸브(232b)를 개방하고, 진공 배기 장치(231d)를 작동시킴으로써, 슬로우 배기 라인(232a)에 의해 처리실(201) 내를 배기할 수 있도록 구성되어 있다. 이 경우, 슬로우 배기 라인(232a)이 처리실(201) 내로부터 배기한 가스는, 메인 배기 라인(231a) 중 메인 배기 밸브(231b)보다 하류측으로 배출된다.
또한, 슬로우 배기 라인(232a)에는, 슬로우 배기 라인(232a) 내의 컨덕턴스(conductance)를 조정하는 컨덕턴스 조정부로서의 오리피스(232c)가 설치된다. 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 오리피스(232c)는 중심에 원형의 구멍(孔)(270)이 설치된 칸막이, 즉 병목부(throttle part)로서 구성되어 있다. 구멍(270)의 직경은 슬로우 배기 라인(232a)을 구성하는 배관의 내경보다 작게 되도록 구성되어 있다. 오리피스(232c)가 설치됨으로써, 슬로우 배기 라인(232a)에서 배기할 때, 오리피스(232c)보다 상류측[처리실(201)측]의 압력을 대기압으로 보지(保持)하고, 오리피 스(232c)보다 하류측[메인 배기 라인(231a)의 메인 배기 밸브(231b)보다 하류측]의 압력을 감압으로 보지할 수 있으며, 메인 배기 라인(231a) 내로부터 처리실(201) 내에 대한 이물질의 역류, 메인 배기 라인(231a) 내에 대한 반응 부생성물의 부착을 억제할 수 있다. 또한, 오리피스(232c)가 설치됨으로써, 슬로우 배기 라인(232a)에서 배기할 때의 슬로우 배기 라인(232a)으로부터의 배기량의 안정화를 꾀할 수 있음과 동시에, 진공 배기 장치(231d)에 대한 부담을 경감할 수 있다. 한편, 오리피스(232c)는 슬로우 배기 밸브(232b)보다 상류 측에 설치해도 되고, 하류 측에 설치해도 된다.
<컨트롤러>
가스 공급/유량 제어부(235), 배기/압력 제어부(236), 구동 제어부(237) 및 온도 제어부(238)는, 기판 처리 장치 전체를 제어하는 주제어부(239)에 전기적으로 접속되어 있다. 가스 공급/유량 제어부(235), 배기/압력 제어부(236), 구동 제어부(237), 온도 제어부(238) 및 주제어부(239)는, 기판 처리 장치의 컨트롤러(240)로서 구성되어 있다.
(2) 기판 처리 방법
이어서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 방법의 일례로서, 상술한 기판 처리 장치를 사용하여 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, CVD법에 의해 웨이퍼(200) 상에 박막을 형성하는 방법에 대하여 도 5를 사용하여 설명한다.
한편, 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(240)에 의해 제어된다.
<기판 반입 공정(S1)>
먼저 도 2에 나타내는 바와 같이, 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)과 보트(217)를 하강시키고, 반응 용기(210)를 셔터(260)에 의해 봉지(封止)한 상태에서 처리 대상인 복수 매의 웨이퍼(200)를, 보트(217)에 장전(wafer charge)한다. 그리고, 셔터 구동장치(261)에 의해 셔터(260)를 하강 및 회전시킴으로써 매니폴드(209)의 하단을 개구시킨다. 그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 복수 매의 웨이퍼(200)를 지지한 보트(217)를, 보트 엘리베이터(115)에 의해 상승시키고, 처리실(201) 내로 반입(boat load)한다. 그리고, 매니폴드(209)의 하단 개구부를, O링(220b)을 개재하여 씰 캡(219)에 의해 씰(seal)한다. 그 결과, 도 1에 나타내는 상태가 된다.
<압력 조정 공정 및 온도 조정 공정(S2)>
이어서, 처리실(201) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록, 진공 배기 장치(231d)를 작동시키고, 메인 배기 밸브(231b)를 닫고, 슬로우 배기 밸브(232b)를 개방함으로써, 슬로우 배기 라인(232a)에 의해 처리실(201) 내를 천천히 배기(슬로우 배기)한 후, 슬로우 배기 밸브(232b)를 닫고, 메인 배기 밸브(231b)를 개방함으로써, 메인 배기 라인(231a)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기(메인 배기)한다. 이 때, 처리실(201) 내의 압력을 압력 센서(245)로 검출(측정)하고, 그 검출(측정)한 압력 정보를 바탕으로, 메인 배기 밸브(231b)를 피드백(feedback) 제어한다.
또한, 웨이퍼(200)의 표면 온도가 원하는 온도가 되도록, 처리실(201) 내를 히터(206)에 의해 가열한다. 이 때, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록, 온도 센서(263)가 검출한 온도 정보를 토대로, 히터(206)에 대한 통전 상태를 피드백 제어한다.
압력 조정 공정 및 온도 조정 공정(S2)에 이어, 또는 이들 공정과 동시에, 회전 기구(254)를 작동시키고 보트(217)와 함께 웨이퍼(200)를 회전시킨다.
<기판 처리 공정(S3)>
이어서, 개폐 밸브(50c)를 개방하고, 원료 탱크(50a) 내에 압출 가스를 공급하여, 원료 탱크(50a)로부터 LMFC(51)로 BTBAS를 압출하고, 압출한 BTBAS를 LMFC(51)에 의해 유량 제어하면서 기화기(52)에 공급하며, 기화기(52)에서 BTBAS를 가열 승온함으로써 기화시키고 BTBAS 가스를 발생시킨다. 한편, BTBAS 가스는 압력 조정 공정 및 온도 조정 공정(S2)이 완료할 때까지 발생시켜 두는 것이 바람직하다. 그 때, 발생시킨 BTBAS 가스는, 개폐 밸브(53)를 닫고, 개폐 밸브(54)를 개방함으로써, 처리실(201) 내로 공급하지 않고, 메인 배기 라인(231a)을 개재하여 배기해 두는 것이 바람직하다.
이어서, 개폐 밸브(62, 63)를 개방하고, MFC(61)에 의해 유량 제어하면서, 조압(調壓)된 처리실(201) 내로 NH3 가스를 공급한다. 도입된 NH3 가스는, 처리실(201) 내를 상승하고, 이너 튜브(204)의 상단 개구로부터 통 형상 공간(250)으로 유출하며, 메인 배기 라인(231a)으로부터 배기된다. 한편, 이 때, 개폐 밸브(72, 73a, 73b)를 개방하고, 처리실(201) 내에 NH3 가스와 함께 N2 가스를 공급해도 무방하다.
이어서, NH3 가스의 공급을 계속한 상태에서, 개폐 밸브(54)를 닫고, 개폐 밸브(53)를 개방함으로써, 조압된 처리실(201) 내로, BTBAS 가스를 공급한다. 도입된 BTBAS 가스는, 먼저 공급된 NH3 가스와 혼합되어 처리실(201) 내를 상승하고, 이너 튜브(204) 상단 개구로부터 통 형상 공간(250)으로 유출하여, 메인 배기 라인(231a)으로부터 배기된다. 한편, 이 때, 개폐 밸브(72, 73a, 73b)를 개방하여 처리실(201) 내로 BTBAS 가스와 함께 N2 가스를 공급해도 된다.
처리실(201) 내에 도입된 NH3 가스와 BTBAS 가스와의 혼합 가스는, 처리실(201) 내를 통과할 때 웨이퍼(200)의 표면과 접촉한다. 이 때, 열 CVD 반응에 의해, 웨이퍼(200)의 표면 상에 질화 실리콘 박막이 퇴적(deposition)한다.
소정의 처리시간이 경과하여, 웨이퍼(200) 표면 상에 원하는 막두께의 질화 실리콘 박막이 형성되면, 먼저, 개폐 밸브(54)를 개방하고, 개폐 밸브(53)를 닫음으로써, BTBAS 가스의 처리실(201) 내에 대한 공급을 정지한다. 이어서, 개폐 밸브(62, 63)를 닫음으로써, NH3 가스를 처리실(201) 내로의 공급을 정지한다.
한편, 기판 처리 공정(S3)을 실시하고 있는 동안에는, 진공 배기 장치(231d)에 의한 처리실(201) 내의 진공 배기를 계속시킨 상태에서, 메인 배기 밸브(231b)에 의해 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력(처리 압력)으로 제어한다.
<대기압 복귀 공정(S4)>
이어서, 개폐 밸브(72, 73a, 73b)를 개방함으로써, 처리실(201) 내로 N2 가 스를 공급하여 처리실(201) 내를 퍼지(purge)하고, 처리실(201) 내의 분위기를 N2 가스로 치환하여 처리실(201) 내의 압력을 대기압으로 복귀시킨다.
<기판 반출 공정(S5)>
이어서, 보트 엘리베이터(115)에 의해 씰 캡(219)을 하강시켜 매니폴드(209)의 하단을 개구시킴과 동시에, 처리 완료된 웨이퍼(200)를 보지한 보트(217)를 하강시켜 처리실(201) 내로부터 반출(boat unload)한다. 이 때, 개폐 밸브(72, 73a, 73b)는 개방한 상태로 하고, 반응 용기 내에 N2 가스를 항상 흘려 두는 것이 바람직하다. 그 후, 셔터 구동장치(261)에 의해 셔터(260)를 회전 및 상승시킴으로써, 매니폴드(209)의 하단 개구부를, O링(220c)을 개재하여 셔터(260)에 의해 씰(seal)한다. 그 결과, 도 2에 나타내는 상태로 된다. 그 후, 처리실(201) 내로부터 반출한 보트(217)로부터, 처리 완료된 웨이퍼(200)를 꺼낸다(wafer discharge).
<대기 공정(S6)>
보트(217)가 인출 위치[매니폴드(209)의 하단 개구보다 하방의 HOME 위치]에 있는 동안, 매니폴드(209)의 하단 개구부는, 상술한 바와 같이 셔터(260)에 의해 봉지되고, 장치의 대기 운전(idle 운전)을 수행하는 대기 공정 중, 반응 용기는 도 2에 나타내는 상태로 유지된다.
대기 공정(S6)에 있어서는, 개폐 밸브(72, 73a, 73b)를 개방한 상태로, MFC(71)를 제어함으로써, 기판 처리 공정(S3)에서 공급하는 처리 가스의 총 유량보다 큰 유량의 N2 가스를, 처리실(201) 내로 공급한다.
한편, 기판 처리 공정에서 공급하는 처리 가스의 총 유량이란, 기판 처리 공정에 있어서 처리실(201) 내에 공급되는 각종 가스의 유량을 합계한 유량이다. 즉, NH3 가스의 유량과 BTBAS 가스의 유량을 더한 합계 유량으로, 기판 처리 공정(S3)에서 N2 가스도 동시에 공급하고 있는 경우에는, 추가로 N2 가스의 유량을 더한 합계 유량이다.
그리고, 대기 공정(S6)에 있어서는, 상술한 유량의 N2 가스를 처리실(201) 내에 공급함과 동시에, 메인 배기 밸브(231b)를 닫고, 슬로우 배기 밸브(232b)를 개방함으로써, 슬로우 배기 라인(232a)에 의해 처리실(201) 내를 배기한다. 한편, 슬로우 배기 라인(232a)에 의해 처리실(201) 내로부터 배기된 N2 가스는, 메인 배기 밸브(231b)를 바이패스하고, 메인 배기 라인(231a) 중 메인 배기 밸브(231b)보다 하류측으로 배기된다. 이 때, 슬로우 배기 라인(232a)으로부터 배기되는 N2 가스는, 슬로우 배기 라인(232a)에 설치된 오리피스(232c)를 통과함으로써, 오리피스(232c)보다 상류측[처리실(201)측]의 압력은 대기압으로 보지되고, 오리피스(232c)보다 하류측[메인 배기 라인(231a)의 메인 배기 밸브(231b)보다 하류측]의 압력은 감압으로 보지된다. 이와 같이 하여 이루어지는 퍼지를, 이하 아이들 퍼지(idle purge)라고도 한다.
그리고, 상술한 상태, 즉, 아이들 퍼지를 다음번 기판 반입 공정(S1)까지 계속한다. 즉, 보트(217)를 처리실(201) 내에 다시 반입(boat load)하기 위해, 셔터 구동장치(261)에 의해 셔터(260)를 하강 및 회전시키고, 매니폴드(209)의 하단부를 다시 개구시킬 때까지, 처리실(201) 내로 대유량인 N2를 공급한 상태에서의 슬로우 배기 라인(232a)에 의한 배기를 계속한다.
(3) 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 대기 공정(S6)에 있어서, N2 가스를 처리실(201) 내에 공급하면서, 메인 배기 밸브(231b)를 닫고, 슬로우 배기 밸브(232b)를 개방함으로써, 슬로우 배기 라인(232a)에 의해 처리실(201) 내를 배기하고 있다. 즉, 대기 공정(S6)에 있어서 메인 배기 밸브(231b)는 닫혀져 있다. 따라서, 메인 배기 라인(231a)에 있어서의 메인 배기 밸브(231b)보다 하류측으로부터 처리실(201) 내에 대한 부생성물 및 그 성분의 역류를 억제할 수 있음과 동시에, 웨이퍼(200) 상에서의 미소(微小)한 입경의 이물질 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 대기 공정(S6)에 있어서, 처리실(201) 내를 항상 대기압으로 보지한 상태에서, 기판 처리 공정(S3)에서 공급하는 처리 가스의 총 유량보다 큰 유량의 N2 가스를, 처리실(201) 내에 공급하면서 슬로우 배기 라인(232a)에 의해 처리실(201) 내를 배기하고 있다. 따라서, 가스 공급측으로부터 배기측을 향하는 대유량의 기류가 처리실(201) 내에 형성되고, 이 기류에 의해, 배기 라인으로부터 처리실(201) 내에 대한 부생성물 등의 역류를 억제할 수 있다. 이 때, 처리실(201) 내를 감압(진공)으로 하여 배기하면, 가스 유속은 빨라지지만, N2 분자 간의 거리가 멀어지고, N2 분자는 가스류 중에 성글게 존재하게 되어, N2 분자가 부생성물 등과 충돌할 확률은 비교적 낮고, 역류하려고 하는 부생성물 등을 유효하게 배출하는 것이 어렵다. 반면에, 처리실(201) 내를 대기압으로 하여 배기하면, 가스 유속은 늦어지지만, N2 분자 간의 거리가 좁아져 N2 분자는 가스류 중에 촘촘히 존재하게 되고, N2 분자가 부생성물 등과 충돌할 확률이 높아지기 때문에, 역류하려는 부생성물 등을 유효하게 배출할 수 있게 된다.
또한, 처리실(201) 내를 진공으로 하여 배기하는 경우, 처리실(201) 내를 진공으로부터 대기압으로 되돌릴 필요가 있고, 그렇기 위해서는 많은 시간을 필요로 하게 된다. 또한, 진공으로부터 대기압으로 되돌릴 때, 배기 라인으로부터 처리실(201) 내로 부생성물 등이 되돌아오기 쉽다. 반면에, 처리실(201) 내를 대기압으로 하여 배기하는 경우, 처리실(201) 내를 진공으로부터 대기압으로 되돌리지 않기 때문에, 그에 따른 시간의 손실도 없고, 배기 라인으로부터 처리실(201) 내로 부생성물 등이 되돌아오기 쉬운 상태가 발생할 우려도 없다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 슬로우 배기 라인(232a)에 컨덕턴스를 조정하는 오리피스(232c)가 삽입되어 있으므로, 대기 공정(S6)에 있어서, 처리실(201) 내에 대유량의 N2 가스를 공급하면서, 슬로우 배기 라인(232a)에 의해 처리실(201) 내를 배기할 때, 오리피스(232c)보다 상류측의 가스 유통 경로 내의 압 력을 대기압으로 보지하고, 오리피스(232c)보다 하류측의 가스 유통 경로 내의 압력을 감압할 수 있다. 즉, 오리피스(232c)보다 상류측의 가스 유통 경로 내를 대기압 퍼지한 상태로 할 수 있고, 오리피스(232c)보다 하류측의 가스 유통 경로 내를 감압 퍼지한 상태로 할 수 있다. 여기에서, 오리피스(232c)보다 상류측의 가스 유통 경로란, 슬로우 배기 라인(232a)의 오리피스(232c)보다 상류측, 메인 배기 라인(231a)의 메인 밸브(231b)보다 상류측, 처리실(201)을 말한다. 또한, 오리피스(232c)보다 하류측의 가스 유통 경로란, 슬로우 배기 라인(232a)의 오리피스(232c)보다 하류측, 메인 배기 라인(231a)의 메인 밸브(231b)보다 하류측을 말한다.
처리실(201) 내에 대유량의 N2 가스를 공급하면서, 슬로우 배기 라인(232a)으로부터 배기할 때, 오리피스(232c)보다 상류측의 가스 유통 경로 내의 압력을 대기압으로 보지함으로써, 오리피스(232c)보다 상류측의 가스 유통 경로 내에 대기압의 가스류(流)를 상시(常時) 형성할 수 있고, 상술한 바와 같이, 배기 라인으로부터 처리실(201) 내로 역류하려는 부생성물 등을 유효하게 배출할 수 있다.
또한, 처리실(201) 내에 대유량의 N2 가스를 공급하면서, 슬로우 배기 라인(232a)으로부터 배기할 때, 오리피스(232c)보다 하류측의 가스 유통 경로 내의 압력을 감압함으로써, 오리피스(232c)보다 하류측의 가스 유통 경로 내에 감압 가스류를 상시 형성할 수 있고, 오리피스(232c)보다 하류측의 가스 유통 경로 내에 대한 NH4Cl 등의 부생성물의 부착을 억제할 수 있어 부생성물의 부착에 의한 막힘을 방지할 수 있다.
이 때 오리피스(232c)보다 하류측의 가스 유통 경로 내의 압력을 대기압으로 한 경우, 용적이 큰 처리실(201) 내로부터 흐른 NH4Cl 등의 기화 가스가, 용적이 작고 온도가 낮은(예를 들면 120℃ 미만인) 가스 유통 경로인 배관 내로 흘러들어간 경우에, 배관 내에 부착하기 쉽고, 배관에 막힘이 발생하기 쉽다. 또한, 대기압에서의 배관 내의 배기는 최종적으로는 동압(同壓)에 가까운 상황의 연속이며, 배관 내에 부착한 NH4Cl 등의 브라운 운동에 의한 역류가 발생한다.
반면에, 오리피스(232c)보다 하류측의 가스 유통 경로 내의 압력을 감압으로 한 경우, 처리실(201) 내로부터 배관 내에 흐른 NH4Cl 등의 기화 가스를, 기화한 상태로 배출할 수 있고, 저온부인 배관 내에 대한 NH4Cl 등의 부착을 억제할 수 있고, 배관의 막힘을 방지할 수 있다. 또한, 배관 내로부터 처리실(201) 내에 대한 NH4Cl 등의 역류도 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시 형태에 따르면, 슬로우 배기 라인(232a)에 컨덕턴스를 조정하기 위한 오리피스(232c)가 삽입되어 있으므로, 슬로우 배기 라인(232a)으로부터의 배기량을 안정시킴과 동시에, 진공 배기 장치(231d)에 대한 부하를 경감시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 대기 공정(S6)에 있어서, 슬로우 배기 라인(232a)에 의해 처리실(201) 내로부터 배기된 N2 가스는, 메인 배기 라 인(231a) 중 메인 배기 밸브(231b)보다 하류측으로 배기된다. 즉, 대기 공정(S6)에 있어서, 메인 배기 라인(231a) 내에는 항상 N2 가스의 흐름이 형성되고, 메인 배기 라인(231a) 내는 상시 청정화(淸淨化)되게 된다. 따라서, 메인 배기 라인(231a) 내로부터 처리실(201) 내에 대한 부생성물 및 그 성분의 역류를 더욱 억제할 수 있다.
<실시예1>
이하에, 본 발명의 실시예 1을, 비교예와 함께 설명한다.
실시예 1과 비교예에서는, 상기 실시 형태에 있어서 기판 처리 방법에 의해 웨이퍼 상에 Si3N4 막을 생성했다. 처리 가스로서는 BTBAS 가스, NH3 가스를 사용하고, 성막 온도는 590~600℃, 압력은 10~100Pa, BTBAS 가스 공급 유량은 0.05~0.1slm, NH3 가스 공급 유량은 0.1~1slm로 했다. 실시예에서는, 성막 후에 아이들 퍼지를 수행하고, 비교예에서는, 성막 후에 아이들 퍼지를 수행하지 않았다. 아이들 퍼지를 수행할 때, N2 가스의 공급 유량을 15~20slm으로 했다. 한편, 슬로우 배기 라인(232a)에 설치한 오리피스(232c)의 공경(孔徑)은φ1~3mm로 했다. 먼저, 비교예의 연속 배치(batch) 처리를 4회 수행하고, 그 후, 실시예 1의 연속 배치 처리를 6회 수행하고, 각각의 배치 처리 후에, 웨이퍼 상의 파티클 수를 측정했다. 그 결과를 도 6에 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서의 처리 완료된 웨이퍼 상에서의 미소(微小) 파티클(이물질)의 발생량을 나타낸 그래프이다. 도 6의 횡축은 배치 처리 회수(Run No.)를 나타내고, No.1~4가 비교예의 연속 배치 처리, No.5~10이 실시예의 연속 배치 처리를 나타낸다. 도 6의 종축은 웨이퍼 상에서의 미소 파티클(0.08μm~)의 발생량을 나타낸다. 또한, ◆표시는 보트(217)의 상부(TOP)에, ■표시는 보트(217)의 중앙부(CENTER)에, △표시는 보트(217)의 저부(BOTTOM)에 배치된 각 웨이퍼(200) 상에서의 미소 파티클(이물질)의 발생량을 각각 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 비교예(No.1~4)에 있어서는, 첫 번째의 배치 처리(No.1)에 있어서는 미소 파티클(이물질)의 발생량이 비교적 적기는 하지만, 배치 처리를 순차적으로 실시함에 따라(No.2~4), 미소 파티클(이물질)의 발생량이 증가했다.
이에 대하여, 아이들 퍼지를 실시한 실시예(No.5~10)에 있어서는, 미소 파티클(이물질)의 발생량은, 비교예(No.1~4)에 비하여 대폭으로 감소했다.
<실시예 2>
이하에, 본 발명의 실시예 2에 대하여 설명한다.
실시예 2에서는, 상기 실시 형태에 있어서의 기판 처리 방법에 의해 웨이퍼 상에 Si3N4 막을 생성했다. 처리 가스로서는 DCS(dichlorosilane) 가스, NH3 가스를 사용하고, 성막 온도는 650~800℃, 압력은 10~500Pa, DCS 가스 공급 유량은 0.2slm, NH3 가스 공급 유량은 0.6slm로 했다. 성막 후에 아이들 퍼지를 수행하고, 그 때, N2 가스의 공급 유량을 변화시켰다. 또한, 슬로우 배기 라인(232a)에 설치한 오리피스(232c) 구멍(270)의 직경을 변화시켰다. 성막 후에 부생성물의 역확산 및 파티클의 부유 유무를 확인했다. 그 결과를 도 11에 나타낸다. 도면 중, ○은 부생성물의 역확산이 발생하지 않은 것, 파티클이 부유하지 않은 것을 나타내고, ×는 부생성물의 역확산이 발생한 것, 파티클이 부유한 것을 나타내고 있다.
도 11에서, 아이들 시에 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급하면서 오리피스(232c)가 설치된 슬로우 배기 라인(232a)를 개재하여 진공 펌프(231d)에 의해 처리실(201) 내를 배기하는 경우에, 오리피스의 직경, 즉 오리피스(232c)의 구멍(270)의 직경을φ1mm~φ3mm로 하고, N2 가스 유량을 5slm 미만으로 하면, 배기부에 부착한 NH4Cl 등의 부생성물의 역확산을 충분히 방지할 수 없음을 알았다. 또한, 이 경우에, 오리피스 직경을 φ1mm~φ3mm로 하고, N2 가스 유량을 30slm보다 크게 하면, 처리실(201) 내 저부의 파티클이 부유하는 것을 알 수 있다. 따라서, 오리피스 직경을 φ1mm~φ3mm로 한 경우, N2 가스 유량은 5slm~30slm로 하는 것이 좋다.
한편, 오리피스 직경을 φ1mm 미만으로 한 경우는, N2 가스 유량을 5slm 이상으로 하더라도, 배기부에 부착한 NH4Cl 등의 부생성물의 역확산을 충분히 방지할 수 없게 된다. 또한, 오리피스 직경을 φ3mm보다 크게 한 경우, 배기부에 부착한 NH4Cl 등의 부생성물의 역확산을 충분히 방지하기 위해서는 N2 가스 유량을 100slm 이상으로 할 필요가 생기고, 그 경우, 처리실(201) 내 저부의 파티클을 부유한다.
따라서, 배기부에 부착한 NH4Cl 등 부생성물의 역확산을 충분히 방지함과 동 시에, 처리실(201) 내 저부의 파티클이 부유하는 것을 방지하기 위해서는, 오리피스 직경을 φ1mm~φ3mm로 하고, N2 가스 유량을 5slm~30slm로 할 필요가 있다.
<다른 실시 형태>
상술한 설명에 있어서는, BTBAS 가스와, NH3 가스를 처리 가스로서 사용함으로써 Si3N4 막(BTBAS－SiN 막)을 형성하는 경우에 대해서 설명했는데, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 BTBAS 가스 대신에 DCS[Dichlorosilane(SiH2Cl2)] 가스, TCS[trichlorosilane(SiHCl3)] 가스, HCD[hexachlorodisilane(Si2Cl6)] 가스 등의 염소계 실란 가스를 사용하여 Si3N4 막을 형성하는 경우나, NH3 가스 대신에 N2H4 등의 하이드라진(hydrazine)계 가스를 사용하여 Si3N4 막을 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.
다만, BTBAS－SiN 막과, 예를 들면 DCS－SiN 막은, 화학 조성이 동일함에도 불구하고, 막 스트레스, 막 수축율 등의 성질이 크게 다르다. 도 7은, BTBAS－SiN 막, DCS－SiN 막의 막 스트레스 및 막 수축율을 비교하는 그래프로서, (a)는 각 막의 막 스트레스를 종축으로 나타내고, (b)는 각 막의 막 수축율을 종축으로 나타내고 있다.
도 7(a)에 나타내는 바와 같이 DCS－SiN 막은 막 스트레스가 1GPa 정도인데 반하여, BTBAS－SiN 막은 막 스트레스가 적어도 2GPa 정도로서, BTBAS－SiN 막의 막 스트레스는 DCS－SiN 막의 2배 정도이다. 또한, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이 DCS－SiN 막은 막 수축율이 1% 정도인데 반하여, BTBAS－SiN 막은 막 수축율이 9% 정도로서, BTBAS－SiN 막의 막 수축율은 DCS－SiN 막의 9배 정도이다.
이와 같이 BTBAS－SiN 막은 DCS－SiN 막보다, 막 스트레스, 막 수축율이 매우 크다. 이러한 관계로 양자(兩者)는 박리 방법도 다르다. 즉, DCS－SiN 막의 경우, 막두께가 10000Å(1μm) 정도 이상이 되면 막이 벗겨지고, 파티클(이물질)이 발생한다. 이에 반하여 BTBAS－SiN 막의 경우, 막두께가 10000Å(1μm)에 도달하기 훨씬 전에, 구체적으로는 막두께가 4000Å에 도달했을 때 막이 벗겨지고 파티클(이물질)이 발생한다. 즉, BTBAS－SiN 막은, DCS－SiN 막에 비하여, 매우 얇아도 막이 벗겨지는 것이 특징으로서, DCS－SiN 막에서는 신경을 쓰지 않아도 되는 레벨에서 막이 벗겨진다. 따라서, 본 발명은 BTBAS－SiN 막과 같이 벗겨지기 쉬운 막을 성막하는 경우에 있어서 특히 유효하다고 할 수 있다.
또한, BTBAS－SiN 막 이외에도, BTBAS와 NH3와 N2O를 처리 가스로서 사용하여 형성하는 SiON 막(이하, BTBAS－SiON 막이라고 약칭함)이나, BTBAS와 O2를 처리 가스로서 사용하여 형성하는 SiO2 막(이하, BTBAS－SiO 막이라고 약칭함) 등의 경우도, BTBAS－SiN 막과 동일한 경향이 있고, 이들 막을 형성하는 경우에 있어서도 본 발명은 유효하게 된다.
또한, 본 발명은 BTBAS－SiN 막이나, BTBAS－SiON 막이나, BTBAS－SiO 막 등 BTBAS를 사용하여 형성하는 막 이외의 막을 성막하는 경우에도 적용 가능하다. 예를 들면, 상술한 바와 같이, DCS－SiN 막이나 TCS－SiN 막이나 HCD－SiN 막을 형성 하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 기타, 폴리 실리콘 막이나 아모르퍼스(amorphous) 실리콘 막을 형성하는 경우나, 금속막이나 금속 산화막을 형성하는 경우 등, CVD법에 의해 성막하는 경우 전반에 걸쳐 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, CVD법에 의해 성막하는 경우에 국한하지 않고, ALD(atomic layer deposition)법에 의해 성막하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, CVD법이나 ALD법에 의한 성막에 국한하지 않고, 웨이퍼에 대하여 산화 처리나 확산 처리를 수행하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
상술한 실시 형태에 있어서는, 대기 공정(S6)에 있어서, 처리실(201) 내에 대유량의 N2 가스를 공급하면서, 오리피스(232c)가 설치된 슬로우 배기 라인(232a)으로부터 처리실(201) 내를 배기하는 예에 대하여 설명했는데, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 즉, 대기 공정(S6)뿐 아니라, 웨이퍼 차지(wafer charge) 공정, 웨이퍼 디스차지(wafer discharge) 공정, 보트 로드(boat load) 공정(S1), 보트 언로드(boat unload) 공정(S5)에 있어서도, 처리실(201) 내에 대유량의 N2 가스를 공급하면서, 오리피스(232c)가 설치된 슬로우 배기 라인(232a)으로부터 처리실(201) 내를 배기하도록 해도 된다. 이 경우에 있어서도, 상기 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 처리실(201) 내에 대유량의 N2 가스를 공급하면서, 병목부로서의 오리피스(232c)가 설치된 슬로우 배기 라인(232a)으로부터 처리실(201) 내를 배기하는 예에 대하여 설명했는데, 도 8에 나타내는 바와 같 이, 병목부로서는, 오리피스(232c) 대신에 니들 밸브(needle valve)(300)를 사용하도록 해도 된다. 병목부로서 니들 밸브(300)를 사용하는 경우, 병목부를 슬로우 배기 라인(232a)에 설치한 후에도, 병목부에 있어서의 가스 유로의 개방도 조정, 즉 유량 조정이 가능하게 되어 바람직하다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 대기 공정(S6)에 대하여, 보트(217)가 인출 위치에 있고, 매니폴드(209) 하단 개구부를 셔터(260)로 봉지한 상태에서 아이들 퍼지(idle purge)를 하는 예에 대하여 설명했으나, 도 9에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(200)를 보지하지 않은 빈 보트(217)를 처리실(201) 내에 반입하고, 매니폴드(209) 하단 개구부를 씰 캡(219)으로 봉지한 상태로 아이들 퍼지를 수행하도록 해도 된다. 구조상, 매니폴드(209)의 하단 개구부를 셔터(260)로 봉지하는 것보다, 씰 캡(219)으로 봉지한 쪽이, 봉지부(seal부)의 밀착도를 올릴 수 있어 배기측으로 흐르는 것을 확실하게 할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 처리실(201) 내에 대유량의 N2 가스를 공급하면서, 오리피스(232c)가 설치된 슬로우 배기 라인(232a)으로부터 처리실(201) 내를 배기함으로써, 배관 내로부터의 부생성물 등의 역류나 배관 내에 대한 부생성물 등의 부착을 방지하는 예에 대하여 설명했는데, 도 10에 나타내는 바와 같이, 메인 배기 라인(231a)이나 슬로우 배기 라인(232a)의 주위에 배관 히터(310)를 설치하여, 배관 내로부터의 부생성물 등의 역류나 배관 내에 대한 부생성물 등의 부착을 더욱 방지하도록 해도 된다.
도 10(a)의 경우, 배관 히터(310)는 메인 배기 라인(231a)의 메인 밸브(231b)보다 상류측 및 슬로우 배기 라인(232a)의 오리피스(232c)보다 상류측, 즉 대기압 측에 설치되고, 메인 배기 라인(231a)의 메인 밸브(231b)보다 하류측 및 슬로우 배기 라인(232a)의 오리피스(232c)보다 하류측, 즉 감압 측에는 설치되지 않는다. 이는, 배기 라인 중 대기압 퍼지가 수행되는 부분에 대해서는, 비교적 NH4Cl 등이 부착하기 쉬운데, 배기 라인 중 감압 퍼지가 수행되는 부분에 대해서는, 처리실(201) 내로부터 배관 내에 흐른 NH4Cl 등의 기화 가스를, 기화한 상태로 배출할 수 있고, 배관 히터(310)를 설치하지 않더라도 배관 내에 대한 NH4Cl 등의 부착을 억제할 수 있기 때문이다. 한편, 배관 히터(310)는 메인 배기 라인(231a) 및 슬로우 배기 라인(232a) 중 적어도 어느 하나에 설치하도록 하면 된다.
또한, 도 10(b)의 경우, 배관 히터(310)는 메인 배기 라인(231a) 및 슬로우 배기 라인(232a) 전체에 걸쳐 설치된다. 이와 같이 배기 라인 전체에 걸쳐 배관 히터(310)를 설치하도록 하면, 배관 내에 대한 NH4Cl 등의 부착을 더욱 억제할 수 있다. 이 경우에도, 배관 히터(310)는 메인 배기 라인(231a) 및 슬로우 배기 라인(232a) 중 적어도 어느 하나에 설치하도록 하면 된다.
배관 가열 히터(310)에는, 온도 제어부(238)가 전기적으로 접속된다. 온도 제어부(238)는 배관 온도가 원하는 온도, 예를 들면, 120℃ 이상이 되도록 배관 히터(310)에 대한 통전 상태를 제어한다. 배관을 120℃ 이상, 예를 들면 120~200℃로 가열함으로써, NH4Cl 등의 부생성물의 기화류를 형성할 수 있고, 배관 내에 대한 NH4Cl 등의 부생성물의 부착을 더욱 억제할 수 있다. 또한, NH4Cl 등의 기화 가스를, 기화한 상태로 배출할 수 있고, 배관 내로부터의 부생성물 등의 역류를 더욱 억제할 수 있다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 부기한다.
본 발명의 한 형태에 따르면,
기판을 처리하는 반응 용기와,
상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와,
상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과,
상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와,
상기 가스 공급 라인에 설치되고 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와,
상기 반응 용기 내를 배기하는 메인 배기 라인과,
상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와,
상기 제2 밸브를 바이패스(bypass)하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과,
상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와,
상기 슬로우 배기 라인에 설치되고 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁 히는 병목부와,
상기 메인 배기 라인에 설치되고 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와,
기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러
를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 병목부는 오리피스(orifice)에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 오리피스의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이다.
바람직하게는, 상기 컨트롤러는 기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어한다.
바람직하게는, 상기 메인 배기 라인의 상기 제2 밸브보다 상류측 및/또는 상기 슬로우 배기 라인의 상기 제3 밸브보다 상류측에는 서브 히터가 설치되고,
상기 컨트롤러는 상기 메인 배기 라인의 상기 제2 밸브보다 상류측 및/또는 상기 슬로우 배기 라인의 상기 제3 밸브보다 상류측의 온도가 120℃ 이상 200℃ 이하가 되도록 상기 서브 히터를 제어한다.
바람직하게는, 상기 병목부는 상기 컨트롤러에 의해 기판 처리시 이외의 경 우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어할 때, 상기 반응 용기 내의 압력이 대기압으로 되고, 상기 슬로우 배기 라인 내의 상기 병목부보다 하류측의 압력이 감압되도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경은, 상기 컨트롤러에 의해, 기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어할 때, 상기 반응 용기 내의 압력이 대기압으로 되고, 상기 슬로우 배기 라인 내의 상기 병목부보다 하류측의 압력이 감압되도록 하는 크기로 설정된다.
바람직하게는, 상기 병목부는 니들 밸브에 의해 구성되고, 상기 니들 밸브의 개방도는, 상기 컨트롤러에 의해 기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어할 때, 상기 반응 용기 내의 압력이 대기압으로 되고, 상기 슬로우 배기 라인 내의 상기 병목부보다 하류측의 압력이 감압이 되도록 조정된다.
바람직하게는, 상기 기판 처리시 이외의 경우는, 처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하고, 상기 반응 용기를 폐색하고 있는 동안(으로서, 상기 반응 용기 내의 클리닝 시 이외의 경우)이다.
바람직하게는, 상기 기판 처리시 이외의 경우는, 처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하고, 상기 반응 용기를 폐색하고 나서, 다음의 기판을 상기 반응 용기 내에 반입하기 위하여 상기 반응 용기를 개방할 때까지(로서, 상기 반응 용기 내의 클리닝 시 이외의 경우)이다.
바람직하게는, 기판을 지지하는 지지구와, 상기 반응 용기를 폐색하는 셔터를 포함하고, 상기 기판 처리시 이외의 경우는, 처리 후의 기판을 지지한 상기 지지구를 상기 반응 용기 내로부터 인출하고, 상기 반응 용기를 상기 셔터에 의해 폐색하고 있는 동안(으로서, 상기 반응 용기 내의 클리닝 시 이외의 경우)이다.
바람직하게는, 기판을 지지하는 지지구와, 상기 반응 용기를 폐색하는 셔터를 포함하고, 상기 기판 처리시 이외의 경우는, 처리 후의 기판을 지지한 상기 지지구를 상기 반응 용기 내로부터 인출하고, 상기 반응 용기를 상기 셔터에 의해 폐색하고, 다음에 처리하는 기판을 지지한 상기 지지구를 상기 반응 용기 내에 반입하기 위하여 상기 셔터를 개방할 때까지(로서, 상기 반응 용기 내의 클리닝 시 이외의 경우)이다.
바람직하게는, 기판을 지지하는 지지구와, 상기 지지구를 지지함과 동시에 상기 반응 용기를 폐색하는 씰 캡(seal cap)과, 상기 반응 용기를 폐색하는 셔터를 포함하고, 상기 기판 처리시 이외의 경우는, 처리 후의 기판을 지지한 상기 지지구 를 상기 반응 용기 내로부터 인출하고, 처리 후의 기판을 회수한 후의 기판을 지지하지 않는 빈 상기 지지구를 상기 반응 용기 내에 반입하여 상기 반응 용기를 상기 씰 캡에 의해 폐색하고 있는 동안(으로서, 상기 반응 용기 내의 클리닝 시 이외의 경우)이다.
바람직하게는, 상기 기판 처리시 이외의 경우는, 기판을 상기 반응 용기 내에 반입하고 있는 동안, 처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하고 있는 동안 및 처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하고, 상기 반응 용기를 폐색하고 있는 동안(으로서, 상기 반응 용기 내의 클리닝 시 이외의 경우)을 포함한다.
바람직하게는, 기판 처리시에 처리 가스로서 염소계 실란 가스를 사용한다.
바람직하게는, 기판 처리시에 처리 가스로서 염소계 실란 가스를 사용하고, 기판 상에 질화 실리콘 막을 형성한다.
바람직하게는, 기판 처리시에 처리 가스로서 비스터셔리부틸아미노실란[BTBAS：bis(Tertiary-butylamino)silane, SiH2［NH(C4H9)］2]을 기화한 가스를 사용한다.
바람직하게는, 기판 처리시에 처리 가스로서 비스터셔리부틸아미노실란을 기화한 가스와 암모니아 가스를 사용하고, 기판 상에 질화 실리콘막을 형성한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면,
기판 처리 장치의 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정과,
상기 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하면서 메인 배기 라인을 개재하여 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하여 기판을 처리하는 공정과,
처리 후의 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 공정과,
상기 반응 용기 내에 다음에 처리할 기판을 반입할 때까지, 상기 기판 처리 장치를 대기시키는 공정을 포함하고,
상기 기판을 처리하는 공정 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 상기 기판을 처리하는 공정에 있어서 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 메인 배기 라인에 병렬로 설치되고 가스 유로를 좁히는 병목부가 설치된 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치의 구성 개략도로서, 기판을 지지한 보트를 수용한 반응 용기를 씰 캡에 의해 폐색한 상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치의 구성 개략도로서, 보트를 수용하지 않은 상태의 반응 용기를 셔터에 의해 폐색한 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치가 갖는 가스 공급계로서의 가스 공급 라인의 구성 개략도.
도 4는 (a)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치가 갖는 메인 배기 라인 및 슬로우 배기 라인을 포함하는 가스 배기계로서의 가스 배기 라인의 구성 개략도이며, (b)는 도 4(a)에 나타내는 오리피스(232c)의 X－X 단면도.
도 5는 반도체 장치의 제조 방법의 일 공정으로서 실시되는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 방법의 플로우도.
도 6은 본 발명의 실시예에 있어서의 처리 완료된 웨이퍼 상에서의 미소 파티클(이물질)의 발생량을 나타낸 그래프로서, ◆ 표시는 보트(217)의 상부(TOP)에, ■ 표시는 보트(217)의 중앙부(CENTER)에, △ 표시는 보트(217)의 저부(BOTTOM)에 배치된 각 웨이퍼(200) 상에서의 미소 파티클(이물질)의 발생량을 나타내는 도면.
도 7은 BTBAS－SiN 막과 DCS－SiN 막의 막 스트레스 및 막 수축율을 비교하 는 그래프로서, (a)는 각 막의 막 스트레스를 종축으로 나타내고, (b)는 각 막의 막 수축율을 종축으로 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치가 갖는 메인 배기 라인 및 슬로우 배기 라인을 포함하는 가스 배기계로서의 가스 배기 라인의 구성 개략도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치의 구성 개략도로서, 빈 보트를 수용한 반응 용기를 씰 캡에 의해 폐색한 상태를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 종형 CVD 장치가 갖는 메인 배기 라인 및 슬로우 배기 라인을 포함하는 가스 배기계로서의 가스 배기 라인의 구성 개략도로서, (a)는 메인 배기 라인의 메인 밸브보다 상류측 및 슬로우 배기 라인의 오리피스보다 상류측에 배관 히터를 설치한 형태를 나타내고, (b)는 메인 배기 라인 및 슬로우 배기 라인 전체에 배관 히터를 설치한 형태를 나타내는 도면.
도 11은 실시예 2에 따른 평가 결과를 나타내는 표.
<도면 주요 부호의 설명>
200 : 웨이퍼(기판) 217 : 보트(지지구)
219 : 씰 캡 230 : 가스 공급 라인
230a : BTBAS 공급 라인(처리 가스 공급 라인)
230b : NH3 가스 공급 라인(처리 가스 공급 라인)
230c : N2 가스 공급 라인(불활성 가스 공급 라인)
231a : 메인 배기 라인 231b : 메인 배기 밸브
232a : 슬로우 배기 라인 232b : 슬로우 배기 밸브
232c : 오리피스(병목부) 240 : 컨트롤러
245 : 압력 센서
245 : 압력 센서
삭제
Claims (12)
- 기판을 처리하는 반응 용기와,상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와,상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과,상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와,상기 가스 공급 라인에 설치되어 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와,상기 반응 용기 내를 배기(排氣)하는 메인 배기 라인과,상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와,상기 제2 밸브를 바이패스(bypass)하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과,상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와,상기 슬로우 배기 라인에 설치되어 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁히는 병목부(throttle part)와,상기 메인 배기 라인에 설치되어 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와,기판 처리시 이외의 경우에는, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하고,상기 병목부는 오리피스(orifice)에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며,상기 컨트롤러는, 또한, 기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 것인 기판 처리 장치.
- 기판을 처리하는 반응 용기와,상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와,상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과,상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와,상기 가스 공급 라인에 설치되어 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와,상기 반응 용기 내를 배기하는 메인 배기 라인과,상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와,상기 제2 밸브를 바이패스하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과,상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와,상기 슬로우 배기 라인에 설치되어 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁히는 병목부와,상기 메인 배기 라인에 설치되어 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와,기판 처리시 이외의 경우에는, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하고,상기 메인 배기 라인의 상기 제2 밸브보다 상류측 및 상기 슬로우 배기 라인의 상기 제3 밸브보다 상류측 중 적어도 어느 하나에는 서브 히터가 설치되어 있고,상기 컨트롤러는, 또한, 상기 메인 배기 라인의 상기 제2 밸브보다 상류측 및 상기 슬로우 배기 라인의 상기 제3 밸브보다 상류측 중 적어도 어느 하나의 온도가 120℃ 이상 200℃ 이하가 되도록 상기 서브 히터를 제어하도록 구성되어 있는 기판 처리 장치.
- 기판을 처리하는 반응 용기와,상기 반응 용기 내를 가열하는 히터와,상기 반응 용기 내에 가스를 공급하는 가스 공급 라인과,상기 가스 공급 라인에 설치된 제1 밸브와,상기 가스 공급 라인에 설치되어 가스의 공급 유량을 제어하는 유량 제어기와,상기 반응 용기 내를 배기하는 메인 배기 라인과,상기 메인 배기 라인에 설치된 제2 밸브와,상기 제2 밸브를 바이패스하도록 상기 메인 배기 라인에 설치된 슬로우 배기 라인과,상기 슬로우 배기 라인에 설치된 제3 밸브와,상기 슬로우 배기 라인에 설치되어 상기 슬로우 배기 라인의 가스 유로를 좁히는 병목부와,상기 메인 배기 라인에 설치되어 상기 반응 용기 내를 진공 배기 가능한 진공 펌프와,기판 처리시 이외의 경우에는, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어하도록 구성되어 있는 컨트롤러를 포함하고,또한, 기판을 지지하는 지지구(支持具)와, 상기 지지구를 지지하면서 상기 반응 용기를 폐색하는 씰 캡(seal cap)과, 상기 반응 용기를 폐색하는 셔터를 더 포함하고, 상기 기판 처리시 이외의 경우란, 처리 완료된 기판을 지지한 상기 지지구를 상기 반응 용기 내로부터 인출하고, 처리 완료된 기판을 회수한 후 기판을 지지하지 않는 빈(empty) 상태의 상기 지지구를 상기 반응 용기 내에 반입하여 상기 반응 용기를 상기 씰 캡에 의해 폐색하고 있는 동안인 기판 처리 장치.
- 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,상기 병목부는, 상기 컨트롤러에 의해, 기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어할 때, 상기 반응 용기 내의 압력이 대기압으로 되고, 상기 슬로우 배기 라인 내의 상기 병목부보다 하류측의 압력이 감압되도록 구성되어 있는 것인 기판 처리 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경은, 상기 컨트롤러에 의해, 기판 처리시 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 기판 처리시에 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 상기 각 밸브 및 상기 유량 제어기를 제어할 때, 상기 반응 용기 내의 압력이 대기압으로 되고, 상기 슬로우 배기 라인 내의 상기 병목부보다 하류측의 압력이 감압되도록 하는 크기로 설정되어 있는 기판 처리 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 기판 처리시 이외의 경우란, 처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출(搬出)하고, 상기 반응 용기를 폐색(閉塞)하고 있는 동안인 것인 기판 처리 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,기판을 지지하는 지지구와, 상기 반응 용기를 폐색하는 셔터를 더 포함하고, 상기 기판 처리시 이외의 경우란, 처리 완료된 기판을 지지한 상기 지지구를 상기 반응 용기 내로부터 인출하고, 상기 반응 용기를 상기 셔터에 의해 폐색하고 있는 동안인 것인 기판 처리 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 기판 처리시 이외의 경우란, 기판을 상기 반응 용기 내에 반입하고 있는 동안, 처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하고 있는 동안 및 처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하고, 상기 반응 용기를 폐색하고 있는 동안을 포함하는 것인 기판 처리 장치.
- 기판 처리 장치의 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정과,상기 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하면서 메인 배기 라인을 개재하여 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하여 기판을 처리하는 공정과,처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 공정과,상기 반응 용기 내에 다음에 처리할 기판을 반입할 때까지, 상기 기판 처리 장치를 대기시키는 공정을 포함하고,상기 기판을 처리하는 공정 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 상기 기판을 처리하는 공정에 있어서 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 메인 배기 라인에 병렬로 설치되고 가스 유로를 좁히는 병목부가 설치된 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 하고,상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며,또한, 상기 반응 용기 내에 공급하는 불활성 가스의 유량을, 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 하는 기판 처리 방법.
- 기판 처리 장치의 반응 용기 내에 기판을 반입하는 공정과,상기 반응 용기 내에 처리 가스를 공급하면서 메인 배기 라인을 개재하여 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하여 기판을 처리하는 공정과,처리 완료된 기판을 상기 반응 용기 내로부터 반출하는 공정과,상기 반응 용기 내에 다음에 처리할 기판을 반입할 때까지, 상기 기판 처리 장치를 대기시키는 공정을 포함하고,상기 기판을 처리하는 공정 이외의 경우에, 상기 반응 용기 내에 불활성 가스를, 상기 기판을 처리하는 공정에 있어서 상기 반응 용기 내에 흘리는 가스의 총 유량보다 큰 유량으로 공급하면서, 상기 메인 배기 라인에 병렬로 설치되고 가스 유로를 좁히는 병목부가 설치된 슬로우 배기 라인을 개재하여 상기 진공 펌프에 의해 상기 반응 용기 내를 배기하도록 하고,상기 병목부는 오리피스에 의해 구성되고, 상기 오리피스의 가스 유로가 되는 구멍의 직경이 1mm 이상 3mm 이하이며,또한, 상기 반응 용기 내에 공급하는 불활성 가스의 유량을, 5slm 이상 30slm 이하의 유량으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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