KR101073571B1

KR101073571B1 - 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR101073571B1
Application number: KR1020090084962A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 마루바야시; 아츠시 모리야
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-10-14
Also published as: JP5226438B2; KR20100030601A; US20100058984A1; JP2010067788A

Abstract

본 발명은, 바이패스 배관의 하류측에 전용(專用)의 진공 펌프를 설치하지 않고, 바이패스 배관으로부터 가스 배기계로 배기된 처리 가스의 처리실 내로의 역확산을 억제한다.

기판을 수용하는 처리실과, 기판을 처리하는 처리 가스를 처리 가스원으로부터 처리실 내로 공급하는 가스 공급계와, 처리실 내의 분위기를 배기하는 가스 배기계와, 가스 배기계에 직렬로 설치된 적어도 2 개의 진공 펌프와, 가스 공급계와 가스 배기계를 처리실을 개재하지 않고 접속하는 바이패스 배관을 포함하고, 진공 펌프 중, 가스 배기계를 흐르는 가스의 최상류측에 위치하는 진공 펌프는 메커니컬 부스터 펌프이고, 바이패스 배관은, 메커니컬 부스터 펌프와 그 하류에 위치하는 진공 펌프 사이의 위치에 접속된다.

부스터 펌프, 진공 펌프, 바이패스 배관

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.

에피택셜(epitaxial) 실리콘막(Epi-Si막)이나 에피택셜 실리콘 게르마늄막(Epi-SiGe 막) 등의 막은, 기판을 수용한 처리실 내에 처리 가스(프로세스 가스)를 공급함으로써 성장시킬 수 있다. 한편, 에피택셜막의 성장시에는, 처리실 내로의 처리 가스의 공급 유량을 안정시키는 것이 필요하게 되는 경우가 있다. 이러한 경우, 처리실 내에 처리 가스를 공급하기 전에, 가스 공급계에 설치된 바이패스 배관으로부터 처리 가스를 배기함으로써, 가스 공급계로부터의 처리 가스의 공급 유량을 안정시키고 있었다.

종래의 기판 처리 장치에 있어서는, 바이패스 배관의 하류측은, 처리실 내를 배기하는 가스 배기계에 설치된 진공 펌프의 상류측에 접속되어 있었다. 가스 배기계의 진공 펌프는, 예를 들면 상류부터 차례로 설치된 메커니컬 부스터 펌프와 드라이 펌프로 구성되어 있고, 예를 들면 3만slm에서의 배기가 가능하도록 구성되어 있었다.

그러나, 처리 가스를 바이패스 배관으로부터 배기시키면, 바이패스 배관으로부터 가스 배기계로 흐른 처리 가스가, 처리실 내로 순간적으로 역확산(逆擴散)[역류(逆流)]해 버리는 경우가 있었다. 그 결과, 가스 배기계 내에 잔류하고 있던 이물질 등이 처리 가스와 함께 처리실 내에 침입해 버려, 기판 처리의 품질 저하나 수율(yield) 악화를 초래해 버리는 경우가 있었다. 처리실 내로의 역확산을 회피하기 위해서는, 바이패스 배관의 하류측을 가스 배기계에 접속하지 않고, 바이패스 배관의 하류측에 전용(專用)의 진공 펌프를 설치하는 구성도 생각할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에는 기판 처리 장치의 구성이 복잡화해 버려, 기판 처리 장치의 비용이나 설치 스페이스(footprint)가 증대해 버리는 경우가 있었다.

그래서 본 발명은, 바이패스 배관의 하류측에 전용의 진공 펌프를 설치하지 않고, 바이패스 배관으로부터 가스 배기계로 배기된 처리 가스의 처리실 내로의 역확산을 억제하는 것이 가능한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 기판을 수용하는 처리실과, 상기 기판을 처리하는 처리 가스를 처리 가스원으로부터 상기 처리실 내로 공급하는 가스 공급계와, 상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 가스 배기계와, 상기 가스 배기계에 직렬로 설치된 적어도 2 개의 진공 펌프와, 상기 가스 공급계와 상기 가스 배기계를 상기 처리실을 개재하지 않고 접속하는 바이패스 배관을 포함하고, 상기 진공 펌프 중, 상기 가스 배기계를 흐르는 가스의 최상류측에 위치하는 진공 펌프는 메커니컬 부 스터 펌프이고, 상기 바이패스 배관은, 상기 메커니컬 부스터 펌프와 그 하류에 위치하는 진공 펌프 사이의 위치에 접속되는 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 바이패스 배관의 하류측에 전용 진공 펌프를 설치하지 않고, 바이패스 배관으로부터 가스 배기계에 배기된 처리 가스의 처리실 내로의 역확산을 억제하는 것이 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, Epi-Si 막이나 Epi-SiGe 막은, 기판을 수용한 처리실 내에 처리 가스를 공급함으로써 성장시킬 수 있다. 에피택셜막을 성장시킬 때에는, Poly-Si막 등의 다결정막(多結晶膜)을 성장시킬 때와 비교하여, 처리 가스의 공급 유량에 대하여 높은 안정성이 요구되는 경우가 있다.

예를 들면, 실리콘 기판 상에 Epi-SiGe 막을 성장시키기 위해서는, 처리실 내에 예를 들면 SiH₄ 가스나 Si₂H₆ 가스 등의 실란계 가스, GeH₄ 가스 등의 게르마늄계 가스, 또는 Cl₂ 가스 등의 염소계 가스를 순차적으로 또는 동시에 공급하는데, Si와 Ge의 비율을 정확하게 제어하기 위해서는 처리실 내에 공급하는 각종 가스의 유량을 안정시킬 필요가 있다. 또한, Epi-SiGe 막에 소정 양(量)의 붕소(B) 원소를 도프(dope)하기 위해서는, 처리실 내에 예를 들면 H₂ 가스로 희석한 B₂H₆ 가스를 추가로 공급하는데, B의 도프량을 정확하게 제어하기 위해서는 처리실 내에 공급하는 각종 가스의 유량을 동일하게 안정시킬 필요가 있다. 또한, Epi-Si 막을 성장시키 기 위해서는, 처리실 내에 SiH₄ 가스나 Si₂H₆ 가스 등의 실란계 가스를 공급한 후, 처리실 내에 Cl₂ 가스를 단(短)시간(예를 들면 30초) 공급하는 공정을 반복하는데, 이러한 방법에 있어서도 처리실 내로의 Cl₂ 가스의 공급 유량을 안정시킬 필요가 있다.

처리 가스의 공급 유량을 안정시키기 위해서는, 처리실 내로의 처리 가스의 공급을 개시(開始)하기 전에, 가스 공급계에 설치된 바이패스 배관으로부터 처리 가스를 배기해 주는 것이 유효하다. 바이패스 배관으로부터 처리 가스를 배기함으로써, 가스 공급계로부터의 처리 가스의 공급 유량이 공급 개시 직후에 일시적으로 과대(過大)하게 되어 버리는 오버 슛(over shoot) 현상 등을 수속(收束)시킬 수 있다. 오버 슛 수속 후에 처리실 내로의 처리 가스의 공급을 개시함으로써, 처리실 내로의 처리 가스의 공급 유량을 안정시킬 수 있다.

그러나, 발명자 등의 예의(銳意) 연구에 따르면, 종래의 기판 처리 장치의 구성에서는, 처리 가스를 바이패스 배관으로부터 배기시키려고 하면, 바이패스 배관으로부터 가스 배기계에 흐른 처리 가스가, 가스 배기계의 하류측에 흐르지 않고 처리실 내로 순간적으로 역확산(역류)해 버리는 경우가 있음이 판명되었다. 발명자 등은, 처리 가스의 역확산을 억제하는 방법에 대하여 예의 연구를 한 결과, 바이패스 배관의 하류측의 접속처를 연구함으로써, 상술한 과제를 해결할 수 있다는 지견(知見)을 얻었다.

<본 발명의 일 실시 형태>

이하에, 상술한 지견을 토대로 한 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.

(1) 기판 처리 장치의 구성

먼저, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.

도 1에 나타나는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(101)는, 광체(筐體, 111)를 갖고 있다. 광체(111)의 내부의 전면측(前面側, 도 1 우측)에는, 카세트 스테이지(114)가 설치되어 있다. 카세트 스테이지(114)는, 도시하지 않은 외부 반송 장치와의 사이에서, 기판 수납 용기로서의 카세트(포드)(110)의 수수(授受)를 수행하도록 구성되어 있다. 또한, 카세트 스테이지(114)의 후측(後側)에는, 카세트(110)를 승강 이동시키는 승강 수단으로서의 카세트 엘리베이터(118)가 설치되어 있다. 카세트 엘리베이터(118)에는, 카세트(110)를 수평 이동시키는 반송 수단으로서의 카세트 이재기(移載機)(118b)가 설치되어 있다. 그리고, 카세트 엘리베이터(118)의 후측에는, 카세트(110)의 재치(載置) 수단으로서의 카세트 선반(118a)이 설치되어 있다. 카세트 선반(118a)에는, 이재(移載) 선반(123)이 설치되어 있다. 이재 선반(123)에는, 처리 대상의 기판이나 처리 후의 기판을 수용한 카세트(110)가 일시적으로 재치되어 있다. 또한, 카세트 스테이지(114)의 상방에는, 카세트(110)의 재치 수단으로서의 예비 카세트 선반(107)이 설치되어 있다. 그리고, 예비 카세트 선반(107)의 상방에는, 클린 에어를 광체(111)의 내부에 유통시키는 클린 유닛(134a)이 설치되어 있다.

광체(111)의 후부(도 1 좌측)의 상방에는, 하단부가 개방한 원통 형상의 처리로(處理爐, 202)가 수직으로 설치되어 있다. 처리로(202)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

처리로(202)의 하방에는, 승강 수단으로서의 보트 엘리베이터(115)가 설치되어 있다. 보트 엘리베이터(115)의 하단부에는, 승강 기판(252)이 설치되어 있다. 승강 기판(252) 상에는, 기판 보지(保持) 수단으로서의 보트(130)가, 덮개로서의 씰 캡(seal cap, 219)을 개재하여 수직으로 설치되어 있다. 보트 엘리베이터(115) 및 보트(130)의 구성에 대해서는 후술한다. 보트 엘리베이터(115)가 상승하면, 처리로(202)의 내부에 보트(130)가 반입됨과 동시에, 처리로(202)의 하단부가 씰 캡(219)에 의해 기밀(氣密)하게 봉지(封止)되도록 구성되어 있다. 또한, 처리로(202)의 하단부의 옆에는, 폐색 수단으로서의 노구(爐口) 셔터(147)가 설치되어 있다. 노구 셔터(147)는, 보트 엘리베이터(115)가 하강하고 있는 동안, 처리로(202)의 하단부를 기밀하게 폐색하도록 구성되어 있다.

처리로(202)와 카세트 선반(118a) 사이에는, 웨이퍼(200)를 승강 이동시키는 승강 수단으로서의 이재 엘리베이터(125b)가 설치되어 있다. 이재 엘리베이터(125b)에는, 웨이퍼(200)를 수평 이동시키는 반송 수단으로서의 웨이퍼 이재기(112)가 설치되어 있다.

(2) 기판 처리 장치의 동작

이어서, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 동작에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.

먼저, 웨이퍼(200)가 장전(裝塡)된 카세트(110)가, 도시하지 않은 외부 반송 장치에 의해 반송되어, 카세트 스테이지(114) 상에 재치된다. 이 때, 웨이퍼(200)가 세로 방향의 자세가 되도록 재치된다. 그 후, 카세트 스테이지(114)가 90° 회전함으로써, 웨이퍼(200)의 표면은 기판 처리 장치의 상방(즉 도 1 상방)을 향하고, 웨이퍼(200)는 수평 자세가 된다.

그 후, 카세트 엘리베이터(118)의 승강 동작 및 수평 동작과, 카세트 이재기(118b)의 진퇴 동작 및 회전 동작과의 협조(協調) 동작에 의해, 카세트(110)가, 카세트 스테이지(114) 상으로부터 카세트 선반(118a) 상 또는 예비 카세트 선반(107) 상으로 반송된다. 그 후, 웨이퍼(200)의 이재에 제공되는 카세트(110)가, 카세트 엘리베이터(118) 및 카세트 이재기(118b)의 협조 동작에 의해, 이재 선반(123) 상으로 이재된다.

그 후, 웨이퍼 이재기(112)의 진퇴 동작 및 회전 동작과, 이재 엘리베이터(125b)의 승강 동작과의 협조 동작에 의해, 이재 선반(123) 상의 카세트(110) 내에 장전되어 있던 웨이퍼(200)가, 하강 상태의 보트(130) 내에 이재(장전)된다.

그 후, 보트 엘리베이터(115)가 상승함으로써, 처리로(202)의 내부에 보트(130)가 반입됨과 동시에, 씰 캡(219)에 의해 처리로(202)의 내부가 기밀하게 봉지된다. 그리고, 기밀하게 폐색되고 감압된 처리로(202) 내에서 웨이퍼(200)가 가열되고, 처리로(202) 내에 처리 가스가 공급됨으로써, 웨이퍼(200)의 표면에 소정의 처리가 이루어진다. 이러한 처리의 상세에 대해서는 후술한다.

웨이퍼(200)로의 처리가 완료되면, 상술한 순서와는 반대로, 처리 후의 웨이 퍼(200)가, 보트(130) 내로부터 이재 선반(123) 상의 카세트(110) 내로 이재된다. 그리고, 처리 후의 웨이퍼(200)를 격납한 카세트(110)가, 카세트 이재기(118b)에 의해, 이재 선반(123) 상으로부터 카세트 스테이지(114) 상으로 이재되고, 도시하지 않은 외부 반송 장치에 의해 광체(111)의 외부로 반송된다. 한편, 보트 엘리베이터(115)가 하강한 후에는, 노구 셔터(147)가 처리로(202)의 하단부를 기밀하게 폐색하여, 처리로(202) 내에 외기(外氣)가 침입하는 것을 방지하고 있다.

(3) 처리로의 구성

이어서, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(202) 및 그 주변의 구성에 대하여, 도 2~도 4를 참조하면서 설명한다. 도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로의 개략 구성도이다. 도 3은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 가스 공급계, 바이패스 배관, 가스 배기계의 개략 구성도이다. 도 4는, 도 3에 나타내는 바이패스 배관, 가스 배기계의 다른 구성예를 나타내는 개략 구성도이다.

<처리실>

도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 처리로(202)는, 반응관으로서의 아우터 튜브(205)를 갖고 있다. 아우터 튜브(205)는, 석영(SiO₂) 또는 탄화 실리콘(SiC) 등의 내열(耐熱) 재료로 이루어지고, 상단이 폐색하고 하단이 개구한 원통 형상으로 형성되어 있다. 아우터 튜브(205)의 내측의 통 중공부(中空部)에는, 감압(減壓) 하에서 기판으로서의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리실(201)이 형성되어 있다. 처리실(201)은, 기판으로서의 웨이퍼(200)를, 후술하는 보트(130)에 의해 수평 자세에서 수직 방향에 다단으로 정렬한 상태에서 수용 가능하게 구성되어 있다. 한편, 본 발명은, 처리실(201) 내에 복수 매의 웨이퍼(200)가 수용되는 경우에 국한되지 않고, 처리실(201) 내에 1 매의 웨이퍼(200)가 수용되는 경우이더라도 적합하게 적용 가능하다.

아우터 튜브(205)의 외측에는, 아우터 튜브(205)로 동심원 형상에, 가열 기구로서의 히터(206)가 설치되어 있다. 히터(206)는 원통 형상이며, 히터 소선(素線)과 그 주위에 설치된 단열(斷熱) 부재에 의해 구성되고, 도시하지 않은 보지체(保持體)에 지지됨으로써 수직으로 설치되어 있다. 한편, 히터(206)의 근방에는, 처리실(201) 내의 온도를 검출하는 온도 검출체로서의 온도 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 히터(206) 및 온도 센서에는, 온도 제어부(302)가 전기적(電氣的)으로 접속되어 있다. 온도 제어부(302)는, 온도 센서에 의해 검출된 온도 정보에 근거하여 히터(206)로의 통전(通電) 상태를 조절하여, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 타이밍으로 원하는 온도 분포가 되도록 제어한다.

아우터 튜브(205)의 하방에는, 아우터 튜브(205)와 동심원 형상에, 매니폴드(209)가 배설(配設)되어 있다. 매니폴드(209)는, 예를 들면, 스테인리스 등으로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구한 원통 형상으로 형성되어 있다. 이 매니폴드(209)는, 아우터 튜브(205)를 지지하도록 설치되어 있다. 한편, 매니폴드(209)와 아우터 튜브(205) 사이에는, 씰 부재로서의 O링이 설치되어 있다. 또한, 매니폴드(209)의 하방에는, 예비실로서의 로드록실(loadlock chamber, 140)이 설치되어 있다.

로드록실(140)의 천판(天板, 251)과 매니폴드(209) 사이에는, 씰 부재로서의 O링이 설치되어 있다. 이 매니폴드(209)가 천판(251)에 의해 지지됨으로써, 아우터 튜브(205)는 수직으로 설치된 상태로 되어 있다. 이 아우터 튜브(205)와 매니폴드(209)에 의해 반응 용기가 형성된다. 한편, 천판(251)에는, 처리로(202)의 개구부인 노구(261)가 설치되어 있다.

<가스 공급계>

도 2에 나타내는 바와 같이, 매니폴드(209)의 측벽에는, 웨이퍼(200)를 처리하는 제1 처리 가스를 처리실(201) 내로 공급하는 제1 가스 공급계로서의 제1 가스 공급관(150)과, 웨이퍼(200)를 처리하는 제2 처리 가스를 처리실(201) 내로 공급하는 제2 가스 공급계로서의 제2 가스 공급관(160)과, 웨이퍼(200)를 처리하는 제3 처리 가스를 처리실(201) 내로 공급하는 제3 가스 공급계로서의 제3 가스 공급관(170)이 합류하도록 1본화(一本化)하여 접속되어 있다. 제1 가스 공급관(150), 제2 가스 공급관(160), 제3 가스 공급관(170)이 합류하도록 1본화한 하류측에는, 처리실(201) 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 노즐(220)이 접속되어 있다. 가스 공급 노즐(220)은, 처리실의 내벽을 따르도록 연직(鉛直) 방향으로 배설되어 있다. 가스 공급 노즐에는, 적층된 웨이퍼(200) 사이의 공간에 처리 가스를 공급하도록, 도시하지 않은 가스 공급공이 각각 설치되어 있다. 또한, 가스 공급 노즐은, 이러한 형태에 국한되지 않고, 높이가 다른 복수의 지류(支流) 노즐에 하류측이 분기되어 있어도 좋고, 이러한 경우, 각 지류 노즐에는 상술한 가스 공급공을 설치하 지 않고, 각 지류 노즐의 하류 단부로부터 상방을 향하여 처리 가스가 공급되는 것으로 해도 좋다.

제1 가스 공급관(150)에는, 상류부터 차례로, 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급원(153), 유량 제어 수단으로서의 매스 플로우 컨트롤러(MFC, 152), 밸브(151)가 직렬로 설치되어 있다. 제2 가스 공급관(160)에는, 상류부터 차례로, 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급원(163), 유량 제어 수단으로서의 매스 플로우 컨트롤러(MFC, 162), 밸브(161)가 직렬로 설치되어 있다. 제3 가스 공급관(170)에는, 상류부터 차례로, 제3 처리 가스를 공급하는 제3 처리 가스 공급원(173), 유량 제어 수단으로서의 매스 플로우 컨트롤러(MFC, 172), 밸브(171)가 직렬로 설치되어 있다. 제1 처리 가스 공급원(153)은, 제1 처리 가스로서 예를 들면 가연성(可燃性) 가스인 SiH₄ 가스나 Si₂H₆ 가스 등의 실란계 가스나 GeH₄ 가스 등의 게르마늄계 가스를 공급하도록 구성되고, 제2 처리 가스 공급원(163)은 제2 처리 가스로서 예를 들면 지연성(支燃性) 가스인 Cl₂ 가스를 공급하도록 구성되며, 제3 처리 가스 공급원(173)은 제3 처리 가스로서 예를 들면 H₂ 가스를 공급하도록 구성되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 가스 공급계는, 합류하도록 1본화되어 매니폴드(209)의 측면에 접속되는 상술한 경우에 국한하지 않고, 제1 가스 공급관(150), 제2 가스 공급관(160), 제3 가스 공급관(170)이 각각 개별로 매니폴드(209)의 측면에 접속되어 있어도 좋다. 이러한 경우에는, 제1 가스 공급관(150), 제2 가스 공급 관(160), 제3 가스 공급관(170)의 각각의 하류측에 가스 공급 노즐이 접속되게 된다. 한편, 가스 공급계의 수는, 상술한 바와 같이 3 개인 경우에 국한하지 않고, 기판 처리의 내용에 따라서, 4 개 이상이어도 좋고, 2 개 이하여도 좋다.

<가스 배기계>

도 2에 나타내는 바와 같이, 매니폴드(209)의 측벽에는, 처리실(201) 내의 분위기를 배기하는 가스 배기계로서의 가스 배기관(231)이 접속되어 있다. 가스 배기관(231)에는, 적어도 2 개의 진공 펌프가 직렬로 설치되어 있다. 가스 배기관(231)을 흐르는 가스의 최상류측에 위치하는 진공 펌프는, 메커니컬 부스터 펌프로 구성되어 있다.

구체적으로는 도 3에 나타내는 바와 같이, 가스 배기관(231)에는, APC 밸브(232), 진공 펌프로서의 제1 메커니컬 부스터 펌프(roots pump)(233), 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 드라이 펌프(235)가, 상류부터 차례로 직렬로 설치되어 있다.

제1 메커니컬 부스터 펌프(233) 및 제2 메커니컬 부스터 펌프(234)는, 예를 들면, 케이싱 내에 있는 2 개의 누에고치 모양의 로우터가, 그 축단(軸端)의 구동 기어에 의해 서로 반대 방향으로 동기(同期) 회전하도록 구성되어 있다. 케이싱의 일단(一端)에 설치된 흡기구로부터 케이싱 내부로 흡인된 가스는, 2 개의 로우터와 케이싱 사이의 공간에 갇혀지면서 로우터의 회전에 의해 이동되고, 케이싱의 타단에 설치된 배기구로부터 배출되도록 구성되어 있다. 로우터끼리 및 로우터와 케이싱 사이는, 약간의 극간(隙間)(예를 들면 0.1mm~0.3mm)을 유지하여 회전하도록 구 성되어 있고, 케이싱 내에는, 윤활유를 필요로 하지 않도록 구성되어 있다. 따라서 오일 프리(oil-free)인 진공 배기가 가능하도록 구성되어 있다.

드라이 펌프(235)는, 처리실(201) 내의 오염의 원인이 되는 펌프유를 사용하지 않는 구성이라면, 루츠(roots)형, 크로우(claw)형, 스크류(screw)형, 터보(turbo)형, 스크롤(scroll)형 등의 여러 가지 방식에 의한 기계식 진공 펌프, 또는 석션 펌프(suction pump) 등의 물리화학적인 방식에 의한 진공 펌프를 사용하는 것이 가능하다.

가스 배기관(231)에, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 드라이 펌프(235)를 직렬로 설치함으로써, 예를 들면 6만slm의 배기 속도가 실현되도록 구성되어 있다. 한편, 전체의 배기 속도는, 주로 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)의 배기 성능에 의해 정해진다. 즉, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)의 배기 속도가 전체의 배기 속도를 정하는 율속(律速)이 되고, 주로 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)의 배기 성능에 의해 처리실(201) 내의 압력이 결정(決定)되도록 구성되어 있다.

가스 배기관(231)에는, APC 밸브(232)의 상류측과 하류측[제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 APC 밸브(232) 사이]을 연결하도록, 슬로우 배기관(236)이 설치되어 있다. 슬로우 배기관(236)에는 개폐 밸브(237)가 설치되어 있다. 또한, APC 밸브(232)의 상류측에 있어서의 가스 배기관(231) 내에는, 도시하지 않지만, 처리실(201) 내의 압력을 검지하는 압력 검지 수단으로서의 압력 센서가 설치되어 있다. 한편, 압력 센서는, 가스 배기관(231) 내에 국한하지 않고 처리실(201) 내에 설치되어 있어도 좋다. 압력 센서 및 APC 밸브(232)에는, 압력 제어부(304)가 전기적으로 접속되어 있다. 압력 제어부(304)는, 압력 센서에 의해 검출된 압력에 근거하여 APC 밸브(232)의 개방도(開度)를 조절하여, 처리실(201) 내의 압력이 원하는 타이밍으로 원하는 압력이 되도록 제어하도록 구성되어 있다.

한편, 본 발명은, 도 3과 같이 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 드라이 펌프(235)의 3 개의 진공 펌프가 설치되는 경우에 국한되지 않는다. 즉, 도 4와 같이, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 드라이 펌프(235)의 2 개의 진공 펌프만이 설치되는 경우[제2 메커니컬 부스터 펌프(234)가 설치되지 않은 경우]라도 적합하게 적용 가능하다.

<바이패스 배관>

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(101)는, 제1 가스 공급관(150)과 가스 배기관(231)을 처리실(201)을 개재하지 않고 접속하는 제1 바이패스 배관(155)과, 제2 가스 공급관(160)과 가스 배기관(231)을 처리실(201)을 개재하지 않고 접속하는 제2 바이패스 배관(165)과, 제3 가스 공급관(170)과 가스 배기관(231)을 처리실(201)을 개재하지 않고 접속하는 제3 바이패스 배관(175)을 구비하고 있다.

제1 바이패스 배관(155)의 상류측은, 제1 가스 공급관(150)의 밸브(151)와 매스 플로우 컨트롤러(152) 사이에 접속되어 있고, 제2 바이패스 배관(165)의 상류측은, 제2 가스 공급관(160)의 밸브(161)와 매스 플로우 컨트롤러(162) 사이에 접속되어 있으며, 제3 바이패스 배관(175)의 상류측은, 제3 가스 공급관(170)의 밸 브(171)와 매스 플로우 컨트롤러(172) 사이에 접속되어 있다. 또한, 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)의 하류측은, 가스 배기관(231)의 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와, 그 하류에 위치하는 진공 펌프[도 3의 형태이면 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 도 4의 형태이면 드라이 펌프(235)] 사이에 접속되어 있다. 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)의 하류측의 구성이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 특징의 하나이다.

제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)에는, 각각 밸브(156, 166, 176)가 설치되어 있다. 한편, 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)을 흐르는 가스의 유량은, 각각 예를 들면 1slm 정도이다.

한편, 본 실시 형태에 있어서는, 바이패스 배관은 모든 처리 가스원에 대응하는 개수(즉 3 개)가 설치되는 것으로 하고 있는데, 본 발명은 이러한 형태에 국한되지 않는다. 즉, 일부의 처리 가스원에만 설치되는 것으로 하더라도 본 발명은 적용 가능하다. 예를 들면, 제1 가스 공급관(150) 및 제2 가스 공급관(160) 양쪽 모두 또는 어느 한쪽에 바이패스 배관이 설치되고, 기타의 가스 공급관에는 바이패스 배관이 설치되지 않아도 된다.

<보트 엘리베이터>

로드록실(140)을 구성하는 측벽의 외면에는, 보트 엘리베이터(115)가 설치되어 있다. 보트 엘리베이터(115)는, 하기판(下基板, 245), 가이드 샤프트(264), 볼 나사(244), 상기판(上基板, 247), 승강 모터(248), 승강 기판(252) 및 벨로우즈(bellows, 265)를 구비하고 있다. 하기판(245)은, 로드록실(140)을 구성하는 측벽의 외면에 수평 자세로 고정되어 있다. 하기판(245)에는, 승강대(249)와 감합(嵌合)하는 가이드 샤프트(264) 및 승강대(249)와 나합(螺合)하는 볼 나사(244)가 각각 연직(鉛直) 자세로 설치되어 있다. 가이드 샤프트(264) 및 볼 나사(244)의 상단(上端)에는, 상기판(247)이 수평 자세로 고정되어 있다. 볼 나사(244)는, 상기판(247)에 설치된 승강 모터(248)에 의해 회전되도록 구성되어 있다. 또한, 가이드 샤프트(264)는, 승강대(249)의 상하동(上下動)을 허용하면서 수평 방향의 회전을 억제하도록 구성되어 있다. 그리고, 볼 나사(244)를 회전시킴으로써, 승강대(249)가 승강하도록 구성되어 있다.

승강대(249)에는, 중공(中空)의 승강 샤프트(250)가 수직 자세로 고정되어 있다. 승강대(249)와 승강 샤프트(250)의 연결부는, 기밀하게 구성되어 있다. 승강 샤프트(250)는, 승강대(249)와 함께 승강하도록 구성되어 있다. 승강 샤프트(250)의 하방측 단부는, 로드록실(140)을 구성하는 천판(251)을 관통하고 있다. 천판(251)에 설치되는 관통공의 내경은, 승강 샤프트(250)와 천판(251)이 접촉하지 않도록, 승강 샤프트(250)의 외경보다 크게 구성되어 있다. 로드록실(140)과 승강대(249) 사이에는, 승강 샤프트(250)의 주위를 덮도록, 신축성을 갖는 중공 신축체로서의 벨로우즈(265)가 설치되어 있다. 승강대(249)와 벨로우즈(265)의 연결부 및 천판(251)과 벨로우즈(265)의 연결부는 각각 기밀하게 구성되어 있고, 로드록실(140) 내의 기밀함이 보지되도록 구성되어 있다. 벨로우즈(265)는, 승강대(249) 의 승강량에 대응할 수 있는 충분한 신축량을 갖고 있다. 벨로우즈(265)의 내경은, 승강 샤프트(250)와 벨로우즈(265)가 접촉하지 않도록, 승강 샤프트(250)의 외경보다 충분히 크게 구성되어 있다.

로드록실(140) 내에 돌출한 승강 샤프트(250)의 하단에는, 승강 기판(252)이 수평 자세로 고정되어 있다. 승강 샤프트(250)와 승강 기판(252)의 연결부는, 기밀하게 구성되어 있다. 승강 기판(252)의 상면에는, O링 등의 씰 부재를 개재하여 씰 캡(219)이 기밀하게 설치되어 있다. 씰 캡(219)은, 예를 들면 스테인리스 등의 금속으로 이루어지고, 원반(圓盤) 형상으로 형성되어 있다. 승강 모터(248)를 구동하여 볼 나사(244)를 회전시키고, 승강대(249), 승강 샤프트(250), 승강 기판(252) 및 씰 캡(219)을 상승시킴으로써, 처리로(202) 내에 보트(130)가 반입(boat loading)됨과 함께, 처리로(202)의 개구부인 노구(261)가 씰 캡(219)에 의해 폐색되도록 구성되어 있다. 또한, 승강 모터(248)를 구동하여 볼 나사(244)를 회전시키고, 승강대(249), 승강 샤프트(250), 승강 기판(252) 및 씰 캡(219)을 하강시킴으로써, 처리실(201) 내로부터 보트(130)가 반출(boat unloading)되도록 구성되어 있다. 승강 모터(248)에는, 구동 제어부(305)가 전기적으로 접속되어 있다. 구동 제어부(305)는, 보트 엘리베이터(115)가 원하는 타이밍으로 원하는 동작을 하도록 제어한다.

승강 기판(252)의 하면에는, O링 등의 씰 부재를 개재하여 구동부 커버(253)가 기밀하게 부착되어 있다. 승강 기판(252)과 구동부 커버(253)에 의해 구동부 수납 케이스(256)가 구성되어 있다. 구동부 수납 케이스(256)의 내부는, 로드록 실(140) 내의 분위기와 격리(隔離)되어 있다. 구동부 수납 케이스(256)의 내부에는, 회전 기구(254)가 설치되어 있다. 회전 기구(254)에는 전력 공급 케이블(258)이 접속되어 있다. 전력 공급 케이블(258)은, 승강 샤프트(250)의 상단으로부터 승강 샤프트(250) 내를 지나서 회전 기구(254)까지 유도되어 있고, 회전 기구(254)에 전력을 공급하도록 구성되어 있다. 회전 기구(254)가 구비하는 회전축(255)의 상단부는, 씰 캡(219)을 관통하여, 기판 보지구로서의 보트(130)를 하방으로부터 지지하도록 구성되어 있다. 회전 기구(254)를 작동시킴으로써, 보트(130)에 보지된 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내에서 회전시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 회전 기구(254)에는, 구동 제어부(305)가 전기적으로 접속되어 있다. 구동 제어부(305)는, 회전 기구(254)가 원하는 타이밍으로 원하는 동작을 하도록 제어한다.

또한, 구동부 수납 케이스(256)의 내부로서 회전 기구(254)의 주위에는, 냉각 기구(257)가 설치되어 있다. 냉각 기구(257) 및 씰 캡(219)에는 냉각 유로(259)가 형성되어 있다. 냉각 유로(259)에는 냉각수를 공급하는 냉각수 배관(260)이 접속되어 있다. 냉각수 배관(260)은, 승강 샤프트(250)의 상단으로부터 승강 샤프트(250) 내를 지나서 냉각 유로(259)까지 유도되고, 냉각 유로(259)에 각각 냉각수를 공급하도록 구성되어 있다.

<보트>

기판 보지구로서의 보트(130)는, 예를 들면 석영(SiO₂)이나 탄화규소(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 복수 매의 웨이퍼(200)를 수평 자세이면서 서로 중심을 맞춘 상태에서 정렬시켜 다단으로 보지하도록 구성되어 있다. 한편, 보트(130)의 하부에는, 예를 들면 석영이나 탄화규소 등의 내열성 재료로 이루어지는 원판 형상을 한 단열 부재로서의 단열판(216)이, 수평 자세에서 다단으로 복수 매 배치되어 있다. 단열판(216)은, 히터(206)로부터의 열을 매니폴드(209) 측에 전달하기 어렵도록 기능한다.

<컨트롤러>

또한, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 제어 수단으로서의 컨트롤러(300)를 갖고 있다. 컨트롤러(300)는, CPU, 메모리, HDD 등의 기억 장치, 조작부, 입출력부를 구비한 주제어부(301)를 구비하고 있다. 주제어부(301)는, 상술한 온도 제어부(302), 가스 유량 제어부(303), 압력 제어부(304), 구동 제어부(305), 보트 엘리베이터(115)의 승강 모터(248) 및 회전 기구(254)에 전기적으로 접속되어 있고, 기판 처리 장치 전체를 제어하도록 구성되어 있다.

(4) 기판 처리 공정

이하에, 본 실시 형태에 따른 반도체 장치 제조 공정의 일 공정으로서, 웨이퍼(200) 상에 에피택셜 실리콘막(Epi-Si 막)을 사이클 성장시키는 기판 처리 공정에 대하여, 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 플로우도이다. 한편, 기판 처리 장치(101)를 구성하는 각 부의 동작은, 컨트롤러(300)에 의해 제어된다. 한편, 제1 처리 가스 공급원(153), 제2 처리 가스 공급원(163) 및 제3 처리 가스 공급원(173)에는, 제1 처리 가스로서의 가연성(可燃性) 가스인 SiH₄ 가스, 제2 처리 가스로서의 지연성(支燃性) 가스인 Cl₂ 가스 및 제3 처리 가스로서의 H₂ 가스가 각각 봉입(封入)되어 있는 것으로 한다. 또한, 처리 대상의 웨이퍼(200)의 표면의 적어도 일부에는, 실리콘이 노출하고 있는 것으로 한다.

<기판 반입 공정(S10)>

먼저, 웨이퍼 이재기(112)에 의해, 강하(降下) 상태의 보트(130)에 복수 매의 처리 대상의 웨이퍼(200)를 장전한다. 소정 매수의 웨이퍼(200)의 장전이 완료되면, 승강 모터(248)를 구동하여, 소정 매수의 웨이퍼(200)를 보지한 보트(130)를 처리실(201) 내에 반입(boat loading)함과 함께, 처리로(202)의 개구부인 노구(261)를 씰 캡(219)에 의해 폐색한다.

<감압·승온 공정(S20)>

다음에, 처리실(201) 내가 원하는 압력(진공도)이 되도록, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 드라이 펌프(235)에 의해 처리실(201) 내를 진공 배기한다. 이 때, 밸브(151, 156, 161, 166, 171, 176)는 닫아 둔다.

그리고, 처리실(201) 내의 압력을 압력 센서에 의해 측정하고, 이 측정한 압력에 근거하여 APC 밸브(232)를 피드백 제어한다. 본 실시 형태에 있어서는, 처리실(201) 내는 예를 들면 40Pa 이하로 감압(減壓)된다. 또한, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 제2 메커니컬 부스터 펌프(234) 사이의 가스 배기관(231) 내는, 예를 들면 100Pa 정도로 감압된다. 한편, 제1 바이패스 배관(155)의 밸브(156)의 하류측, 제2 바이패스 배관(165)의 밸브(166)의 하류측, 제3 바이패스 배관(175)의 밸브(176)의 하류측도, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 제2 메커니컬 부스터 펌프(234) 사이의 가스 배기관(231) 내와 연통(連通)하고 있는 점으로부터, 예를들면 마찬가지로 100Pa 정도로 감압된다.

한편, 가스 배기관(231)에 설치된 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 드라이 펌프(235)는, 모두 펌프유를 사용하지 않는 구성인 점으로부터, 처리실(201) 내, 가스 배기관(231), 제1 바이패스 배관(155) 내, 제2 바이패스 배관(165) 내, 제3 바이패스 배관(175) 내는 클린(oil-free)하게 유지된다.

또한, 처리실(201) 내가 원하는 온도 분포가 되도록, 히터(206)에 의해 처리실(201) 내를 가열한다. 이 때, 온도 센서에 의해 온도를 검출하고, 검출한 온도 정보에 근거하여 히터(206)로의 통전 상태를 피드백 제어한다. 이어서, 회전 기구(254)에 의해, 보트(130) 및 웨이퍼(200)를 회전시킨다.

<SiH₄ 가스 공급 공정(S30)>

다음에, 제1 처리 가스로서의 SiH₄ 가스를, 제1 처리 가스 공급원(153)[제1 가스 공급관(150)]으로부터 처리실(201) 내로 공급한다. 구체적으로는, 밸브(156)를 닫은 상태로 밸브(151)를 개방하고, 매스 플로우 컨트롤러(152)에 의해 유량 제어하면서, 처리실(201) 내로의 SiH₄ 가스의 공급을 개시한다. 처리실(201) 내에 공 급된 SiH₄ 가스는, 웨이퍼(200) 표면과 접촉한 후, 가스 배기관(231)으로부터 처리실(201) 밖으로 배기된다. SiH₄ 가스의 공급을 소정 시간 계속한 후, 밸브(151)를 닫아 처리실(201) 내로의 SiH₄ 가스의 공급을 정지한다.

한편, SiH₄ 가스 공급 공정(S30)에 있어서는, 밸브(176)를 닫은 상태로 밸브(171)를 개방하고, 매스 플로우 컨트롤러(172)에 의해 유량 제어하면서, SiH₄ 가스와 동시에 H₂ 가스를 처리실(201) 내로 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 박막을 성장시키는 하지(下地)의 표면 등에 존재하는 산소(O) 원소를 환원시켜, Epi-Si 막 중의 산소 농도를 저하시킬 수 있다.

<Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)>

SiH₄ 가스 공급 공정(S30)의 실시가 완료될 때까지, Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)을 병행하여 실시하고, 제2 처리 가스 공급원(163)[제2 가스 공급관(160)]으로부터의 Cl₂ 가스의 유량을 안정시켜 둔다. Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)에서는, 제2 바이패스 배관(165)에 Cl₂ 가스를 흘려 가스 배기관(231)에 배기해 둔다. 즉, 밸브(161)를 닫은 상태로 밸브(166)를 개방하고, Cl₂ 가스를 처리실(201) 내에 공급하지 않고 제2 바이패스 배관(165)으로부터 가스 배기관(231)으로 배기함으로써, 제2 처리 가스 공급원(163)[제2 가스 공급관(160)]으로부터의 Cl₂ 가스의 공급 유량이 공급 개시 직후에 일시적으로 과대하게 되어 버리는 오버 슛 현상을 수속(收束)시켜 둔다.

한편, 상술한 바와 같이, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 제2 메커니컬 부스터 펌프(234) 사이의 가스 배기관(231) 내는 예를 들면 100Pa 정도로 감압되고, 처리실(201) 내의 압력은 예를 들면 40Pa 이하로 감압되어 있다. 즉, Cl₂ 가스가 배출되는 가스 배기관(231) 내의 압력 쪽이, 처리실(201) 내의 압력 쪽보다 높게 된다. 이와 같은 압력 상태라고 하더라도, 본 실시 형태에서는, 제2 바이패스 배관(165)의 하류측은 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 제2 메커니컬 부스터 펌프(234) 사이에 접속되어 있기 때문에, 처리실(201) 내에 Cl₂ 가스가 역확산(역류)해 버리는 것이 억제된다. 즉, 가스 배기관(231)의 제2 바이패스 배관(165)과의 접속 개소의 상류측에는, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)가 설치되어 있기 때문에, 제2 바이패스 배관(165)으로부터 가스 배기관(231)으로 배기된 Cl₂ 가스가, 가스 배기관(231)의 하류측에 흐르지 않고 상류측[처리실(201)측]으로 역확산(역류)해 버리는 것이 억제된다.

<Cl₂ 가스 공급 공정(S40)>

제2 처리 가스 공급원(163)[제2 가스 공급관(160)]으로부터의 Cl₂ 가스의 유량이 안정되면, 제2 가스 공급관(160)으로부터 처리실(201) 내로 Cl₂ 가스를 공급한다. 구체적으로는, 밸브(166)를 닫고, 밸브(161)를 개방하여, 매스 플로우 컨트롤러(162)에 의해 유량 제어하면서, 처리실(201) 내로의 Cl₂ 가스의 공급을 개시한다. 처리실(201) 내에 공급된 Cl₂ 가스는, 웨이퍼(200) 표면과 접촉한 후, 가스 배기관(231)으로부터 처리실(201) 밖으로 배기된다.

한편, Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)에 있어서의 제2 가스 공급관(160)으로부터의 Cl₂ 가스의 공급처[제2 바이패스 배관(165) 내]는 예를 들면 100Pa 정도로 감압되어 있고, Cl₂ 가스 공급 공정(S40)에 있어서의 제2 가스 공급관(160)으로부터의 Cl₂ 가스의 공급처[처리실(201) 내]는 예를 들면 40Pa 이하로 감압되어 있다. 즉, Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)과 Cl₂ 가스 공급 공정(S40)에서는, Cl₂ 가스의 공급처에 약간의 압력차가 존재하게 된다. 그러나, 이 정도의 압력차는, 기판 처리의 품질이나 수율에 거의 영향을 주지 않는다. 즉, 바이패스 배출 공정(S31)으로부터 Cl₂ 가스 공급 공정(S40)으로 전환했다고 하더라도, 제2 가스 공급관(160)으로부터의 Cl₂ 가스의 공급 유량의 흐트러짐은 적고, 기판 처리의 품질이나 수율에 거의 영향을 주지 않는다.

한편, Cl₂ 가스 공급 공정(S40)에 있어서는, 밸브(176)를 닫은 상태로 밸브(171)를 개방하고, 매스 플로우 컨트롤러(172)에 의해 유량을 제어하면서, Cl₂ 가스와 동시에 H₂ 가스를 처리실(201) 내로 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 박막을 성장시키는 하지의 표면 등에 존재하는 산소(O) 원소를 환원시켜, Epi-Si 막중의 산소 농도를 저하시킬 수 있다.

이와 같이, SiH₄ 가스 공급 공정(S30)과 Cl₂ 가스 공급 공정(S40)을 실시하여 웨이퍼(200)의 표면에 SiH₄ 가스와 Cl₂ 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(200) 상의 실리콘 노출면 상에 Epi-Si 막을 선택적으로 성장시킬 수 있다.

<Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S51)>

Cl₂ 가스 공급 공정(S40)을 소정 시간(예를 들면 30초) 실시하면, 밸브(161)를 닫고, 밸브(166)를 개방하여, Cl₂ 가스를 처리실(201) 내에 공급하지 않고 제2 바이패스 배관(165)으로부터 가스 배기관(231)으로 배기한다. 이러한 경우에 있어서도, 제2 바이패스 배관(165)의 하류측은, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 제2 메커니컬 부스터 펌프(234) 사이에 접속되어 있기 때문에, 처리실(201) 내로 Cl₂ 가스가 역확산(역류)해 버리는 것이 억제된다.

한편, Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S51)에 있어서는, 밸브(166)를 닫은 상태로 밸브(161)를 닫는 것으로 하여, 제2 바이패스 배관(165)에 Cl₂ 가스를 흘리지 않고 Cl₂ 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 정지해도 된다. 이러한 경우라 하더라도, 후(後)공정에서 Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)을 다시 실시함으로써, 처리실(201) 내로 공급하는 Cl₂ 가스의 공급 유량을 안정시킬 수 있다.

<H₂ 가스 공급 공정(S50)>

Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S51)과 병행하여, H₂ 가스 공급 공정(S50)을 실시한다. 즉, 구체적으로는, 밸브(176)를 닫고, 밸브(171)를 개방하여, 매스 플로우 컨트롤러(172)에 의해 유량을 제어하면서, 처리실(201) 내로의 H₂ 가스의 공급을 개시한다. 이에 의해 웨이퍼(200)나 Epi-Si 막의 표면에 존재하는 산소(O) 원소를 환원시켜, Epi-Si 막중의 산소 농도를 저하시킬 수 있다. H₂ 가스의 공급을 소정 시간 계속한 후, 밸브(171)를 닫아, 처리실(201) 내로의 H₂ 가스의 공급을 정지한다.

<반복 공정>

이하, SiH₄ 가스 공급 공정(S30)~H₂ 가스 바이패스 배출 공정(S51)을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 반복함으로써, 웨이퍼(200) 상의 실리콘 노출면 상에 원하는 두께의 Epi-Si 막을 선택적으로 성장시킨다. 한편, 본 발명은 상술한 실시 형태에 국한되지 않고, SiH₄ 가스 공급 공정(S30), Cl₂ 가스 공급 공정(S40), H₂ 가스 공급 공정(S50)을 동시에 수행하는 것으로 해도 된다. 이러한 경우라 하더라도, Cl₂ 가스 공급 공정(S40)의 실시 전후(前後)에는, Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)과 Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S51)을 각각 실시한다. 또한, H₂ 가스 공급 공정(S50)은 반드시 실시하지 않아도 되며, SiH₄ 가스 공급 공정(S30)~H₂ 가스 바이패스 배출 공정(S51)을 1 사이클로 하고, 이 사이클을 반복하는 것으로 해도 된다.

<처리 가스 배기 공정(S60)>

원하는 두께의 Epi-Si 막을 성장시켜 웨이퍼(200)를 처리한 후, 가스 배기관(231)을 개재하여 처리실(201) 내에 잔류하고 있는 처리 가스를 배기한다. 이 때, 밸브(151, 161, 171)는 닫은 상태로 한다. 한편, 도시하지 않은 불활성 가스 공급 라인으로부터 N₂ 가스 등의 불활성 가스를 처리실(201) 내에 공급함으로써, 처리실(201) 내로부터의 처리 가스의 배기를 촉진할 수 있다. 처리실(201) 내로부터 처리 가스를 배기한 후, 처리실(201) 내에 불활성 가스를 공급하면서 APC 밸브(232)의 개방도를 조정시켜, 처리실(201) 내의 압력을 대기압까지 복귀시킨다. 이어서, 회전 기구(254)의 동작을 정지시킨다. 한편, APC 밸브(232)를 닫는 경우에는, 개폐 밸브(237)를 개방하고, 슬로우 배기관(236)에 의해 처리실(201) 내를 저속(低速)으로 배기하는 것으로 해도 된다.

<기판 반출 공정(S70)>

그 후, 승강 모터(248)를 작동시켜 씰 캡(219)을 하강시키고, 처리로(202)의 개구부인 노구(261)를 개구시킴과 함께, 성막 완료된 웨이퍼(200)를 보지한 보트(130)를 처리실(201) 밖으로 반출(boat unloading)한다. 그 후, 웨이퍼 이재기(112)에 의해, 처리 완료된 웨이퍼(200)를 보트(130)로부터 취출(取出)하여(wafer discharge), 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 완료한다.

한편, 웨이퍼(200)를 처리할 때의 처리 조건으로서는, 예를 들면, Epi-Si 막의 성막에 있어서, 처리 온도 400℃~700℃, 처리 압력 1Pa~200Pa가 예시된다. 또한, SiH₄ 가스 공급 공정(S30)에 있어서는, SiH₄ 가스의 공급 유량:100sccm, H₂ 가 스의 공급 유량:1slm이 예시되고, Cl₂ 가스 공급 공정(S40)에 있어서는, Cl₂ 가스의 공급 유량:50sccm, H₂ 가스의 공급 유량:1slm이 예시된다.

(5) 효과

본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 (a)~(e) 중 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다.

(a) 본 실시 형태에 따르면, SiH₄ 가스 공급 공정(S30)과 병행하여 Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)을 실시한다. Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)에서는, 밸브(161)를 닫은 상태로 밸브(166)를 개방하고, Cl₂ 가스를 처리실(201) 내에 공급하지 않고 제2 바이패스 배관(165)으로부터 가스 배기관(231)으로 배기함으로써, 제2 처리 가스 공급원(163)[제2 가스 공급관(160)]으로부터의 Cl₂ 가스의 공급 유량이 공급 개시 직후에 일시적으로 과대하게 되어 버리는 오버 슛 현상을 수속(收束)시켜 둔다. 이에 의해, Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)의 후에 실시하는 Cl₂ 가스 공급 공정(S40)에 있어서, 처리실(201) 내에 공급하는 Cl₂ 가스의 공급 유량을 안정시킬 수 있고, 기판 처리의 품질을 향상시켜, 수율을 개선시킬 수 있다.

(b) 본 실시 형태에 따르면, 제2 바이패스 배관(165) 하류측은, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 제2 메커니컬 부스터 펌프(234) 사이에 접속되어 있다. 이 때문에, 처리실(201) 내로 Cl₂ 가스가 역확산(역류)해 버리는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S31)이나 Cl₂ 가스 바이패스 배출 공정(S51)에 있어서는, 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와 제2 메커니컬 부스터 펌프(234) 사이의 가스 배기관(231) 내는 예를 들면 100Pa 정도로 감압되고, 처리실(201) 내의 압력은 예를 들면 40Pa 이하로 감압되어 있다. 즉, Cl₂ 가스가 배출되는 가스 배기관(231) 내의 압력 쪽이, 처리실(201) 내의 압력 쪽보다 높게 된다. 이러한 압력 상태라 하더라도, 본 실시 형태에서는, 가스 배기관(231)의 제2 바이패스 배관(165)과의 접속 개소 상류측에 제 1 메커니컬 부스터 펌프(233)가 설치되어 있기 때문에, 제2 바이패스 배관(165)으로부터 가스 배기관(231)으로 배기된 Cl₂ 가스가, 가스 배기관(231)의 하류측으로 흐르지 않고 상류측[처리실(201)측]으로 역확산(역류)해 버리는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 가스 배기관(231) 내에 잔류하고 있던 이물질 등이 Cl₂ 가스와 함께 처리실(201) 내에 침입해 버리는 것이 억제되고, 기판 처리 품질을 향상시켜, 수율을 개선시킬 수 있다.

참고로, 종래의 기판 처리 장치가 구비하는 가스 공급계, 바이패스 배관, 가스 배기계의 개략 구성을 도 5 및 도 6에 나타낸다. 도 5에 나타내는 종래의 기판 처리 장치에서는, 가스 배기관(231)에 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 드라이 펌프(235)의 3 개의 진공 펌프가 직렬로 설치되어 있고, 도 6에 나타내는 종래의 기판 처리 장치에서는, 가스 배기관(231)에 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 드라이 펌프(235)의 2 개의 진공 펌프가 직렬로 설치되어 있다. 어떤 경우에 있어서도, 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)의 하류측은, 가스 배기관(231)의 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)의 상류측에 접속되어 있다. 발명자 등의 예의 연구에 따르면, 이러한 구성에서는, Cl₂ 가스를 제2 바이패스 배관(165)으로부터 배기시키려면, 가스 배기관(231)으로 배기된 Cl₂ 가스가 처리실(201) 내에 역확산(역류)해 버리는 경우가 있다. 즉, 종래의 기판 처리 장치에서는, 가스 배기관(231)의 제2 바이패스 배관(165)과의 접속 개소의 상류측에는 본 실시 형태와 같이 진공 펌프[제1 메커니컬 부스터 펌프(233)]가 설치되어 있지 않기 때문에, Cl₂ 가스가 배출되는 가스 배기관(231) 내의 압력 쪽이 처리실(201) 내의 압력 쪽보다 높으면(또는 동일한 정도이면), 가스 배기관(231)으로 배기된 Cl₂ 가스가 처리실(201) 내에 역확산(역류)해 버리는 경우가 있다.

(c) 본 실시 형태에 따르면, 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)의 하류측을, 가스 배기관(231)의 제1 메커니컬 부스터 펌프(233)와, 그 하류에 위치하는 진공 펌프[도 3의 형태이면 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 도 4의 형태이면 드라이 펌프(235)] 사이에 접속함으로써, Cl₂ 가스의 처리실(201) 내로의 역확산(역류)을 억제할 수 있다. 즉, 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)의 하류측에 전용(專用)의 진공 펌프를 새로 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 기판 처리 장치(101)의 구성을 단순화시킬 수 있고, 기판 처리 장치(101)의 비용이나 설치 스페이 스(footprint)의 증대를 억제할 수 있다.

참고로, 바이패스 배관에 전용 펌프를 설치한 종래의 기판 처리 장치가 구비하는 가스 공급계, 바이패스 배관, 가스 배기계의 개략 구성을 도 7 및 도 8에 나타낸다. 도 7에 나타내는 종래의 기판 처리 장치에서는, 가스 배기관(231)에 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 드라이 펌프(235)의 3 개의 진공 펌프가 직렬로 설치되어 있고, 도 8에 나타내는 종래의 기판 처리 장치에서는, 가스 배기관(231)에 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 드라이 펌프(235)의 2 개의 진공 펌프가 직렬로 설치되어 있다. 어떤 경우에 있어서도, 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)은 가스 배기관(231)에 접속되어 있지 않고, 또한, 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)의 하류측에는 전용 펌프(238)가 새로 설치되어 있다. 발명자 등의 예의 검토에 따르면, 이러한 구성에서는, 기판 처리 장치(101)의 구성이 복잡화하고, 기판 처리 장치(101)의 비용이나 설치 스페이스(footprint)가 증대해 버리는 경우가 있다.

(d) 본 실시 형태에 따르면, 가스 배기관(231)에 설치된 제1 메커니컬 부스터 펌프(233), 제2 메커니컬 부스터 펌프(234), 드라이 펌프(235)는, 모두 펌프유를 사용하지 않는 구성인 점으로부터, 처리실(201) 내, 가스 배기관(231) 내, 제1 바이패스 배관(155) 내, 제2 바이패스 배관(165) 내, 제3 바이패스 배관(175) 내를 클린(clean)하게 유지(oil-free로 유지)하는 것이 가능하게 된다.

(e) 본 실시 형태에 따르면, 가스 배기관(231)에는, 진공 펌프로서, 터보 분 자(分子) 펌프(TMP)가 아닌, 메커니컬 부스터 펌프(MBP)와 드라이 펌프(DP)를 설치하는 것으로 하고 있다. 터보 분자 펌프란, 기계식 진공 펌프의 한 종류로서, 금속제의 터빈 날개를 가진 회전체인 로우터를 고속 회전시켜, 가스 분자를 튕겨서(가스 분자를 누르거나 압축함으로써) 배기하는 펌프이다. 터보 분자 펌프에서는 대기압까지 압축하는 것은 어렵기 때문에, 터보 분자 펌프 후에 다른 조인(粗引) 펌프(roughing vacuum pump)를 하류측에 접속하여 사용할 필요가 있다. 발명자 등의 예의 검토에 따르면, 한 번에 다수 매의 기판을 처리하는 뱃치(batch)식 기판 처리(뱃치식 에피택셜막 성장)에 있어서는, 처리실(201) 내에 대(大)유량의 처리 가스를 공급할 필요가 있기 때문에, 유효 작동 영역이 좁고 대유량의 처리 가스를 배기하기 어려운 터보 분자 펌프보다, 유효 작동 영역이 넓고 대유량의 처리 가스를 배기하기 용이한 메커니컬 부스터 펌프와 드라이 펌프의 조합이 적합하다고 생각할 수 있다. 또한, 가스 배기관(231)과의 메탈 씰(metal seal)이나 볼트 조임에 의한 고정이 필요한 터보 분자 펌프(TMP)보다, 메커니컬 부스터 펌프나 드라이 펌프 쪽이 용이하게 설치할 수 있는 것이라고 생각할 수 있다. 일반적으로는, 터보 분자 펌프는, 메커니컬 부스터 펌프와 비교하여 유효 작동 영역이 좁은 경우가 많기 때문에, 가령 가스 배기관(231)에 터보 분자 펌프(TMP)를 설치하는 경우에는, 가스 배기관(231)의 최상류측[처리실(201)에 가장 가까운 위치]에 설치함으로써, 터보 분자 펌프(TMP)의 배기 효율을 최적화시키고, 처리실(201) 내로의 처리 가스의 역확산(역류)을 억제하도록 해야 한다.

<본 발명의 다른 실시 형태>

상술한 실시 형태에 있어서, 밸브(151)와 밸브(156), 밸브(161)와 밸브(166), 밸브(171)와 밸브(176)는, 각각 인터록(interlock)으로서 구성해도 된다. 예를 들면, 밸브(151)와 밸브(156) 중 어느 한 쪽의 밸브를 닫은 경우에는, 다른 쪽의 밸브를 자동적으로 개방하도록 구성하고, 밸브(151)와 밸브(156) 중 어느 한 쪽의 밸브를 개방하는 경우에는, 다른 쪽의 밸브를 자동적으로 닫도록 구성해도 된다. 이러한 개폐 동작은 컨트롤러(300)에 의해 자동적으로 제어된다. 이와 같이 구성함으로써, 밸브의 개폐 조작의 잘못으로 인한 처리 가스의 공급 유량의 흐트러짐을 억제할 수 있고, 기판 처리의 품질을 향상시켜, 수율을 개선시킬 수 있다.

상술한 실시 형태에서는, Cl₂ 가스의 공급 유량을 안정시키도록 Cl₂ 가스에 대해서만 제2 바이패스 배관(165)을 사용하여 배기하는 예에 대해 설명했는데, 본 발명은 이러한 구성에 국한되지 않는다. 즉, SiH₄ 가스에 대해서도, Cl₂ 가스의 경우와 마찬가지로, 제1 바이패스 배관(155)을 사용하여 공급 유량을 안정시켜도 된다. 또한, H₂ 가스에 대해서도, Cl₂ 가스의 경우와 마찬가지로, 제3 바이패스 배관(175)을 사용하여 공급 유량을 안정시켜도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 처리실(201) 내에 SiH₄ 가스, Cl₂ 가스, H₂ 가스를 공급하여 Epi-Si 막을 성장시키는 경우에 대해서 설명했는데, 본 발명은 이러한 실시 형태에 국한되지 않는다. 즉, 제1 처리 가스 공급원(153)에 Si₂H₆ 가스 등의 SiH₄ 가스 이외의 실란계 가스가 봉입(封入)되어 있고, 처리실(201) 내에 이러한 Si₂H₆ 가스 등의 실란계 가스, Cl₂ 가스, H₂ 가스를 순차적으로 또는 동시에 공급함으로써 Epi-Si 막을 성장시키는 경우에도, 본 발명은 적합하게 적용 가능하다.

또한, 제1 처리 가스 공급원(153), 제2 처리 가스 공급원(163) 및 제3 처리 가스 공급원(173)에, SiH₄ 가스나 Si₂H₆ 가스 등의 실란계 가스, GeH₄ 가스 등의 게르마늄계 가스 및 Cl₂ 가스가 각각 봉입되어 있고, 처리실(201) 내에 이들 각종 가스를 순차적으로 또는 동시에 공급함으로써 Epi-SiGe 막을 성장시키는 경우에도, 본 발명은 적합하게 적용 가능하다. 이 때, 제1 바이패스 배관(155), 제2 바이패스 배관(165), 제3 바이패스 배관(175)을 사용하여 상술한 실시 형태와 마찬가지로 Si와 Ge 비율을 조정하여 각종 가스의 유량을 안정시키는 것이 가능함과 함께, 각종 가스의 처리실(201) 내로의 역확산(역류)을 억제하는 것이 가능하다. 또한, B 도프를 수행하는 경우도, B 함유 가스를 공급하기 전에 바이패스 배관을 사용하여, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 B 함유 가스의 유량을 안정시키는 것이 가능하다.

<본 발명의 바람직한 형태>

이하에, 본 발명의 바람직한 형태를 부기한다.

본 발명의 제1 형태에 따르면,

기판을 수용하는 처리실과,

상기 기판을 처리하는 처리 가스를 처리 가스원으로부터 상기 처리실 내에 공급하는 가스 공급계와,

상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 가스 배기계와,

상기 가스 배기계에 직렬로 설치된 적어도 2 개의 진공 펌프와,

상기 가스 공급계와 상기 가스 배기계를 상기 처리실을 개재하지 않고 접속하는 바이패스 배관

을 포함하고,

상기 진공 펌프 중, 상기 가스 배기계를 흐르는 가스의 최상류측에 위치하는 진공 펌프는 메커니컬 부스터 펌프로서, 상기 바이패스 배관은, 상기 메커니컬 부스터 펌프와 그 하류에 위치하는 진공 펌프 사이의 위치에 접속되는 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제2 형태에 따르면,

상기 가스 배기계의 상기 바이패스 배관과의 접속부보다 가스의 하류측의 진공 펌프는, 드라이 펌프인 제1 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제3 형태에 따르면,

상기 가스 배기계의 상기 바이패스 배관과의 접속부보다 가스의 하류측의 진공 펌프는, 메커니컬 부스터 펌프인 제1 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제4 형태에 따르면,

상기 가스 배기계의 상기 바이패스 배관과의 접속부보다 가스 하류측의 진공 펌프는, 상류측부터 차례로 메커니컬 부스터 펌프와 드라이 펌프인 제1 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제5 형태에 따르면,

상기 처리 가스원이 복수 설치되고, 상기 바이패스 배관은 상기 처리 가스원에 대응하는 수를 가지며, 각각의 상기 바이패스 배관이 상기 메커니컬 부스터 펌프와 그 하류에 위치하는 진공 펌프 사이의 위치에 접속되는 제1 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제6 형태에 따르면,

상기 처리실은 복수의 기판을 수용하는 청구항 1에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제7 형태에 따르면,

기판을 처리하는 가스를 공급하는 가스 공급계와,

기판을 처리하는 처리실과,

상기 공급계로부터 공급된 가스를 배기하는 가스 배기계와,

상기 가스 공급계와 상기 가스 배기계를 직접 접속하는 바이패스 배관

을 포함하고,

상기 가스 배기계에 메커니컬 부스터 펌프와 드라이 펌프를 설치하고, 상기 바이패스 배관은 상기 메커니컬 부스터 펌프와 상기 드라이 펌프 사이에 접속되는 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제8 형태에 따르면,

기판을 처리하는 가스를 공급하는 가스 공급계와,

기판을 처리하는 처리실과,

상기 공급계로부터 공급된 가스를 배기하는 가스 배기계와,

을 포함하고,

상기 가스 배기계에 터보 분자 펌프를 포함하지 않는 3 개의 진공 펌프를 설치하고, 상기 바이패스 배관은 가스의 최상류측에 위치하는 진공 펌프와 다른 진공 펌프 사이에 접속되는 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제9 형태에 따르면,

상기 3 개의 펌프는, 2 개의 메커니컬 부스터 펌프와 1 개의 드라이 펌프로서, 상기 최상류측의 진공 펌프는 메커니컬 부스터 펌프인 제8 형태에 기재한 기판 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제10 형태에 따르면,

기판을 수용하는 처리실과,

상기 기판을 처리하는 처리 가스를 처리 가스원으로부터 상기 처리실 내로 공급하는 가스 공급계와,

상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 가스 배기계와,

을 포함하고,

상기 진공 펌프 중, 상기 가스 배기계를 흐르는 가스의 최상류측에 위치하는 진공 펌프는 메커니컬 부스터 펌프로서, 상기 바이패스 배관은, 상기 메커니컬 부 스터 펌프와 그 하류에 위치하는 진공 펌프 사이의 위치에 접속되는 기판 처리 장치에 의해 실시되고,

상기 기판을 처리하기 전에 상기 처리 가스원으로부터의 상기 처리 가스의 유량을 안정시키도록 상기 바이패스 배관에 상기 처리 가스를 흘려 상기 가스 배기계에 배기하는 공정과,

상기 처리실 내에 상기 처리 가스원으로부터 상기 처리 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 공정과,

상기 기판을 처리한 후, 상기 가스 배기계를 개재하여 상기 처리실 내의 상기 처리 가스를 배기하는 공정

을 갖는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리로(處理爐)의 개략 구성도.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 가스 공급계, 바이패스 배관, 가스 배기계의 개략 구성도.

도 4는 도 3에 나타내는 바이패스 배관, 가스 배기계의 다른 구성예를 나타내는 개략 구성도.

도 5는 종래의 기판 처리 장치가 구비하는 가스 공급계, 바이패스 배관, 가스 배기계의 개략 구성도.

도 6은 도 5에 나타내는 바이패스 배관, 가스 배기계의 다른 구성예를 나타내는 개략 구성도.

도 7은 바이패스 배관에 전용 펌프를 설치한 종래의 기판 처리 장치가 구비하는 가스 공급계, 바이패스 배관, 가스 배기계의 개략 구성도.

도 8은 도 7에 나타내는 바이패스 배관, 가스 배기의 다른 구성예를 나타내는 개략 구성도.

도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 플로우도.

<도면 주요 부호의 설명>

101 : 기판 처리 장치 150 : 제1 가스 공급관(가스 공급계)

153 : 제1 처리 가스 공급원 155 : 제1 바이패스 배관

160 : 제2 가스 공급관(가스 공급계) 163 : 제2 처리 가스 공급원

165 : 제2 바이패스 배관 170 : 제3 가스 공급관(가스 공급계)

173 : 제3 처리 가스 공급원 175 : 제3 바이패스 배관

200 : 웨이퍼(기판) 201 : 처리실

202 : 처리로 231 : 가스 배기관(배기계)

233 : 제1 메커니컬 부스터 펌프(진공 펌프)

234 : 제2 메커니컬 부스터 펌프(진공 펌프)

235 : 드라이 펌프(진공 펌프) 300 : 컨트롤러

Claims

기판을 수용하는 처리실과,

상기 기판을 처리하는 처리 가스를 처리 가스원(源)으로부터 상기 처리실 내로 공급하는 가스 공급계와,

상기 처리실 내의 분위기를 배기하는 가스 배기계와,

상기 가스 배기계에 직렬로 설치된 적어도 2 개의 진공 펌프와,

상기 가스 공급계와 상기 가스 배기계를 상기 처리실을 개재하지 않고 접속하는 바이패스(bypass) 배관

을 포함하고,

상기 진공 펌프 중, 상기 가스 배기계를 흐르는 가스의 최상류측에 위치하는 진공 펌프는 메커니컬 부스터 펌프(mechanical booster pump)이고, 상기 바이패스 배관은, 상기 메커니컬 부스터 펌프와 그 하류에 위치하는 진공 펌프 사이의 위치에 접속되는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 가스 배기계의 상기 바이패스 배관과의 접속부보다 가스의 하류측의 진공 펌프는, 드라이 펌프인 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 가스 배기계의 상기 바이패스 배관과의 접속부보다 가스의 하류측의 진공 펌프는, 메커니컬 부스터 펌프인 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 가스 배기계의 상기 바이패스 배관과의 접속부보다 가스 하류측의 진공 펌프는, 상류측부터 차례로 메커니컬 부스터 펌프와 드라이 펌프인 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 처리 가스원이 복수 설치되고, 상기 바이패스 배관은 상기 처리 가스원에 대응하는 수를 가지며, 각각의 상기 바이패스 배관이 상기 메커니컬 부스터 펌프와 그 하류에 위치하는 진공 펌프 사이의 위치에 접속되는 기판 처리 장치.