KR101308310B1 - Film forming apparatus and film forming method - Google Patents
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Abstract
고체 원료를 사용하여 성막을 행하는 경우에, 성막 원료 가스를 안정적 또한 효율적으로 기판의 표면에 공급하는 것이 가능하며, 또한 파티클 오염이나 막 중에의 불순물 혼입의 가능성이 저감된 성막 장치를 제공한다.
성막 장치(100)는, 웨이퍼(W)를 수용하는 처리 용기(1)와, 웨이퍼(W)를 가열하는 기판 히터(11)와, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 보유 지지 부재(21)와, 원료 지지부로서의 스테이지(31)와, 고체 원료를 가열하는 원료 히터(41)를 구비하고 있다. 성막 장치(100)에서는, 예를 들어 스테이지(31) 상에서 고체 원료 A를 가열하면서 다른 기화 촉진 가스와 반응시켜, 생성한 성막 원료 가스를 보유 지지 부재(21)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 하면(피처리면)에 공급하고, 웨이퍼(W)의 표면에서 열 분해시켜 박막을 성막한다.When forming a film using a solid raw material, it is possible to supply the film-forming raw material gas to the surface of a board | substrate stably and efficiently, and also to provide the film-forming apparatus by which the possibility of particle contamination and the incorporation of an impurity in a film | membrane is reduced.
The film forming apparatus 100 includes a processing container 1 accommodating the wafer W, a substrate heater 11 for heating the wafer W, a holding member 21 for holding the wafer W, And a stage 31 as a raw material support part and a raw material heater 41 for heating a solid raw material. In the film forming apparatus 100, for example, the solid film A is heated on the stage 31 while reacting with another vaporization promoting gas to generate the film forming raw material gas of the wafer W held by the holding member 21. The film is supplied to a lower surface (surface) and thermally decomposed on the surface of the wafer W to form a thin film.
Description
본 발명은, 반도체 기판 등에 성막 처리를 행하는 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for performing a film forming process on a semiconductor substrate or the like.
피처리체로서의 기판에 금속막 등의 성막 처리를 행하는 경우, 고체 원료를 사용하는 성막 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1). 성막 장치에 있어서, 증기압이 낮은 고체 원료를 기화시켜 챔버에 원료를 보내는 경우, 이하의 방식이 일반적으로 채용되어 있다. 예를 들어, 고체 원료 분체를 챔버와는 다른 용기에 넣고, 고체 원료를 가열하여, 기화시키면서 캐리어 가스에 의해서 챔버 내에 수송하고, 기판의 성막 대상 표면에 위로부터 공급하는 방식이 알려져 있다. 또한, 고체 원료를 용제에 녹여, 액체 기화기에 의해서 용제채 가스화시키고 나서 캐리어 가스와 함께 챔버 내에 수송하고, 기판의 성막 대상 표면에 위로부터 공급하는 방식도 알려져 있다.When performing a film-forming process, such as a metal film, on the board | substrate as a to-be-processed object, the film-forming method using a solid raw material is proposed (for example, patent document 1). In the film forming apparatus, when the raw material having a low vapor pressure is vaporized and the raw material is sent to the chamber, the following method is generally employed. For example, the method of putting a solid raw material powder into the container different from a chamber, transporting a solid raw material into a chamber with a carrier gas, heating and vaporizing, and supplying it from the stomach to the film-forming object surface of a board | substrate is known. Moreover, the method of melt | dissolving a solid raw material in a solvent, gasifying solvent solvent with a liquid vaporizer, transporting it with a carrier gas in a chamber, and supplying it from the top to the film-forming object surface of a board | substrate is also known.
그러나, 상기 2가지의 방식 중, 전자의 방식은, 원료가 들어 있는 용기로부터 챔버까지의 수송 배관 중의 콜드 스폿의 존재나, 분압 상승 등의 이유로 일단 기화한 원료가 도중에 고화하여 트랩되어, 챔버에 수송되지 않는다고 하는 트러블이 발생하는 경우가 있다. 또한, 후자의 방식은, 기화기 내부에서 원료가 분해되어 버려, 챔버까지 원료 가스가 공급되지 않거나, 성막 동안에 용제가 막 중에 도입되어 불순물로 되고, 막질을 저하시키거나 한다고 하는 문제가 발생하는 경우가 있다. 또한, 상기 2가지의 방식에 있어서, 기판의 상부에 설치한 샤워 구조를 이용하여 성막 원료를 챔버 내에 공급하는 경우, 샤워 구조에서 발생한 파티클이 중력에 의해 낙하하여, 기판의 표면에 다수의 파티클이 부착된다고 하는 트러블이 발생하는 경우도 있다.However, among the two methods described above, the former method is that the raw material once vaporized once due to the presence of a cold spot in the transport piping from the container containing the raw material to the chamber, the increase in the partial pressure, etc. is solidified and trapped on the way to the chamber. Trouble that there is no transportation may occur. In the latter method, there is a problem that the raw material is decomposed inside the vaporizer and the raw material gas is not supplied to the chamber, or a solvent is introduced into the film to form impurities during film formation, resulting in deterioration of the film quality. have. In the above two methods, when the film-forming raw material is supplied into the chamber by using the shower structure provided on the upper portion of the substrate, particles generated in the shower structure fall due to gravity, and a large number of particles appear on the surface of the substrate. A trouble that it is attached sometimes occurs.
본 발명은, 고체 원료를 사용하여 성막을 행하는 경우에, 성막 원료 가스를 안정적 또한 효율적으로 기판의 표면에 공급하는 것이 가능하며, 또한 파티클 오염이나 막 중에의 불순물 혼입의 가능성이 저감된 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, when forming a film using a solid raw material, it is possible to supply the film forming raw material gas to the surface of the substrate stably and efficiently, and to reduce the possibility of particle contamination and impurity mixing in the film. It aims to provide.
본 발명의 제1 관점의 성막 장치는, The film forming apparatus of the first aspect of the present invention,
기판을 수용하는 처리 용기와,A processing container accommodating a substrate,
기판을 상기 처리 용기 내의 상부에 보유 지지하는 기판 홀더와,A substrate holder for holding a substrate above the processing container;
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판을 가열하는 제1 히터와,A first heater for heating the substrate held in the substrate holder;
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판에 대향하여 그 하방에 배치된 원료 지지부와, A raw material support disposed below the substrate held by the substrate holder;
상기 원료 지지부에 지지된 고체 원료를 가열하는 제2 히터와,A second heater for heating the solid raw material supported by the raw material support part;
상기 처리 용기 내에, 상기 고체 원료와 반응하여 성막 원료 가스를 생성하는 기화 촉진 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단과,Gas supply means for supplying a vaporization promoting gas to react with the solid raw material to generate a film forming raw material gas in the processing container;
상기 처리 용기 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단Exhaust means for maintaining a vacuum in the processing vessel
을 구비하고,And,
상기 처리 용기 내에서 생성시킨 상기 성막 원료 가스를 기판 표면에서 열 분해시켜 성막을 행하는 것이다.The film forming raw material gas generated in the processing container is thermally decomposed on the substrate surface to form a film.
또한, 본 발명의 제2 관점의 성막 장치는, Moreover, the film-forming apparatus of 2nd viewpoint of this invention,
기판을 수용하는 처리 용기와,A processing container accommodating a substrate,
기판을 상기 처리 용기 내의 상부에 보유 지지하는 기판 홀더와,A substrate holder for holding a substrate above the processing container;
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판을 가열하는 제1 히터와,A first heater for heating the substrate held in the substrate holder;
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판에 대향하여 그 하방에 배치된 원료 지지부와, A raw material support disposed below the substrate held by the substrate holder;
상기 원료 지지부에 지지된 고체 원료를 가열하는 제2 히터와,A second heater for heating the solid raw material supported by the raw material support part;
상기 처리 용기 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단Exhaust means for maintaining a vacuum in the processing vessel
을 구비하고,And,
상기 고체 원료를 가열함으로써 상기 처리 용기 내에서 생성시킨 기화 가스를 기판 표면에서 열 분해시켜 성막을 행하는 것이다.The vaporization gas generated in the processing container is thermally decomposed on the substrate surface by heating the solid raw material to form a film.
본 발명의 제1 및 제2 관점의 성막 장치에 있어서, 상기 기판 홀더는, 기판의 하면이 성막 처리를 행하는 피처리면으로 되도록 기판을 보유 지지하는 것이 바람직하다.In the film-forming apparatus of the 1st and 2nd viewpoint of this invention, it is preferable that the said board | substrate holder hold | maintains a board | substrate so that the lower surface of a board | substrate may become a to-be-processed surface which performs a film-forming process.
또한, 본 발명의 제1 및 제2 관점의 성막 장치에 있어서, 상기 고체 원료는 상기 원료 지지부에 있어서 상방이 개방된 접시형 용기 내에 수용되어 지지되는 것이 바람직하다.Moreover, in the film-forming apparatus of the 1st and 2nd viewpoint of this invention, it is preferable that the said solid raw material is accommodated and supported in the dish-shaped container opened upward at the said raw material support part.
또한, 본 발명의 제1 및 제2 관점의 성막 장치는, 상기 처리 용기의 상부에, 상기 배기 수단에 접속하는 배기부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 처리 용기의 하부 또는 측부에, 상기 가스 공급 수단에 접속하는 가스 도입부가 설치되어 있어도 된다.Moreover, in the film-forming apparatus of 1st and 2nd viewpoint of this invention, it is preferable that the exhaust part connected to the said exhaust means is provided in the upper part of the said processing container. In this case, the gas introduction part connected to the said gas supply means may be provided in the lower part or side part of the said processing container.
본 발명의 제3 관점의 성막 방법은, 기판을 수용하는 처리 용기와, The film-forming method of the 3rd viewpoint of this invention is the processing container which accommodates a board | substrate,
기판을 상기 처리 용기 내의 상부에 보유 지지하는 기판 홀더와,A substrate holder for holding a substrate above the processing container;
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판을 가열하는 제1 히터와,A first heater for heating the substrate held in the substrate holder;
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판에 대향하여 그 하방에 배치된 원료 지지부와, A raw material support disposed below the substrate held by the substrate holder;
상기 원료 지지부에 지지된 고체 원료를 가열하는 제2 히터와,A second heater for heating the solid raw material supported by the raw material support part;
상기 처리 용기 내에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단과, Gas supply means for supplying gas into the processing container;
상기 처리 용기 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단Exhaust means for maintaining a vacuum in the processing vessel
을 구비한 성막 장치를 사용하고,Using a film forming apparatus equipped with
상기 처리 용기 내에 고체 원료를 반입하고, 상기 원료 지지부에 배치하는 공정과, Placing a solid raw material into the processing container and arranging the raw material support part;
상기 처리 용기 내에 기판을 반입하여 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지하는 공정과, Carrying a substrate into the processing container and holding the substrate by the substrate holder;
상기 원료 지지부에 의해서 지지된 고체 원료를, 상기 제2 히터에 의해 가열하면서, 상기 가스 공급 수단에 의해 상기 처리 용기 내에 도입된 기화 촉진 가스와 반응시켜, 생성한 성막 원료 가스를 상기 기판의 표면에 공급하고, 열 분해시켜 성막을 행하는 공정The film-forming raw material gas produced by reacting the solid raw material supported by the said raw material support part with the vaporization promoting gas introduce | transduced in the said processing container by the said gas supply means, heating with the said 2nd heater, is made to the surface of the said board | substrate. Supplying, thermal decomposition to form a film
을 갖고 있다.Lt; / RTI >
또한, 본 발명의 제4 관점의 성막 방법은, 기판을 수용하는 처리 용기와, Moreover, the film-forming method of 4th viewpoint of this invention is the processing container which accommodates a board | substrate,
기판을 상기 처리 용기 내의 상부에 보유 지지하는 기판 홀더와,A substrate holder for holding a substrate above the processing container;
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판을 가열하는 제1 히터와,A first heater for heating the substrate held in the substrate holder;
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판에 대향하여 그 하방에 배치된 원료 지지부와, A raw material support disposed below the substrate held by the substrate holder;
상기 원료 지지부에 지지된 고체 원료를 가열하는 제2 히터와,A second heater for heating the solid raw material supported by the raw material support part;
상기 처리 용기 내에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단과, Gas supply means for supplying gas into the processing container;
상기 처리 용기 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단Exhaust means for maintaining a vacuum in the processing vessel
을 구비한 성막 장치를 사용하고,Using a film forming apparatus equipped with
상기 처리 용기 내에 고체 원료를 반입하고, 상기 원료 지지부에 배치하는 공정과, Placing a solid raw material into the processing container and arranging the raw material support part;
상기 처리 용기 내에 기판을 반입하여 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지하는 공정과, Carrying a substrate into the processing container and holding the substrate by the substrate holder;
상기 원료 지지부에 의해서 지지된 고체 원료를 상기 제2 히터에 의해 가열하여 기화시키는 동시에 상기 기화 가스를 상기 기판의 표면에 공급하고, 열 분해시켜 성막을 행하는 공정을 갖고 있다.And a step of heating and evaporating the solid raw material supported by the raw material support part while supplying the vaporized gas to the surface of the substrate and thermally decomposing the film to form a film.
본 발명의 제3 및 제4 관점의 성막 방법은, 상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판의 하면에 성막을 행하는 것이 바람직하다.It is preferable to form into a film on the lower surface of the board | substrate hold | maintained by the said board | substrate holder in the film-forming method of the 3rd and 4th viewpoint of this invention.
본 발명의 성막 장치 및 성막 방법에서는, 고체 원료를 처리 용기 내의 원료 지지부에 배치하므로, 고체 원료가 기화 촉진 가스와 반응하여 생성하는 성막 원료 가스, 또는 고체 원료의 기화 가스(이들을, 간단히 「성막 원료 가스」라고 총칭하는 경우가 있음)를 처리 용기 내에서 생성시킬 수 있다. 이와 같이, 고체 원료와 성막 대상으로 되는 기판 표면 사이에 배관이 존재하지 않으므로, 성막 원료 가스가 도중에 트랩되는 일 없이, 성막 원료 가스를 기판 표면에 안정적으로 공급할 수 있다. 또한, 기판의 피처리면보다도, 원료 지지부에 배치된 고체 원료가 하방에 배치됨으로써, 성막이 효율적으로 행해지는 동시에, 파티클이 기판의 피처리면에 부착되기 어려워진다. 또한, 고체 원료를 가스화시킬 때에 용제를 사용하지 않아도 되므로, 불순물이 혼입하기 어렵고, 액체 기화기를 필요로 하지 않기 때문에 장치 구성이 간편하게 된다.In the film forming apparatus and the film forming method of the present invention, since the solid raw material is placed in the raw material support in the processing container, the film forming raw material gas generated by reacting with the vaporization promoting gas or the vaporizing gas of the solid raw material (these are simply referred to as "film forming raw materials"). May be collectively referred to as "gas" in the processing vessel. Thus, since there is no piping between the solid raw material and the substrate surface to be formed, the film forming raw material gas can be stably supplied to the substrate surface without trapping the film forming raw material gas in the middle. In addition, since the solid raw material disposed on the raw material support portion is disposed below the surface to be processed of the substrate, the film formation is performed efficiently and the particles are less likely to adhere to the surface to be processed. In addition, since the solvent does not have to be used when gasifying a solid raw material, it is difficult to mix impurities and the apparatus structure is simplified because a liquid vaporizer is not required.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 도 1의 성막 장치의 제어부의 구성예를 설명하는 도면.
도 3은 도 1의 성막 장치에 있어서의 성막 방법의 일례를 설명하는 도면.
도 4는 도 1의 성막 장치에 있어서의 성막 방법의 다른 예를 설명하는 도면.
도 5는 도 1의 성막 장치에 있어서의 변형예를 설명하는 도면.
도 6은 도 1의 성막 장치에 있어서의 다른 변형예를 설명하는 도면.
도 7은 도 1의 성막 장치에 있어서의 또 다른 변형예를 설명하는 도면.
도 8은 도 1의 성막 장치에 있어서의 또 다른 변형예를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 성막 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 10은 도 9의 성막 장치에 있어서의 변형예를 설명하는 도면.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 성막 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 12는 도 11의 성막 장치에 있어서의 변형예를 설명하는 도면.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an example of the configuration of a control unit of the film forming apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a view for explaining an example of a film forming method in the film forming apparatus of FIG. 1.
4 is a view for explaining another example of the film forming method in the film forming apparatus of FIG. 1.
FIG. 5 A diagram for describing a modification of the film forming apparatus of FIG. 1. FIG.
6 is a view for explaining another modification example in the film forming apparatus of FIG. 1.
FIG. 7 is a view for explaining still another modification of the film forming apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a view for explaining still another modification of the film forming apparatus of FIG. 1. FIG.
9 is a sectional view showing a schematic configuration of a film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view for explaining a modification of the film forming apparatus of FIG. 9. FIG.
11 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 A diagram for describing a modification of the film forming apparatus of FIG. 11. FIG.
[제1 실시 형태][First Embodiment]
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치(100)에 대해서 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2를 참조하면서 성막 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 따른 성막 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 단면도이며, 도 2는 그 제어 계통의 구성예를 도시하는 도면이다. 이 성막 장치(100)는, 주요한 구성으로 하여, 피처리 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 기재함)를 수용하는 처리 용기(1)와, 제1 히터로서의 기판 히터(11)와, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 보유 지지 부재(21)와, 원료 지지부로서의 스테이지(31)와, 제2 히터로서의 원료 히터(41)를 구비하고 있다. 또한, 성막 장치(100)는, 처리 용기(1) 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단으로서의 배기 장치(51)와, 처리 용기(1) 내에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단으로서의 가스 공급 장치(71)와, 성막 장치(100)를 제어하는 제어부(90)를 구비하고 있다. 또한, 반도체 웨이퍼에는, 실리콘 기판 외에, 예를 들어 GaAs, SiC, GaN 등의 화합물 반도체 기판도 포함된다.The
<처리 용기> <Processing vessel>
처리 용기(1)는, 대략 원통 형상을 이루고, 예를 들어 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄 등의 재질로 형성되어 있다. 처리 용기(1)는, 상부벽(1a), 측벽(1b) 및 저벽(1c)을 갖고 있다.The
처리 용기(1)의 측벽(1b)에는, 이 처리 용기(1) 내에 대하여 웨이퍼(W) 및 후술하는 원료 트레이(33)를 반입, 반출하기 위한 개구(61)가 형성되어 있다. 개구(61)의 외측에는, 개구(61)를 개폐하기 위한 게이트 밸브(62)가 설치되어 있다. 또한, 도 1에서는, 웨이퍼(W) 및 원료 트레이(33)를 하나의 개구(61)로부터 반입출하는 구성으로 하고 있지만, 웨이퍼(W)를 반입출하는 개구와, 원료 트레이(33)를 반입출하는 개구를 따로따로 형성해도 된다.In the
또한, 처리 용기(1)를 구성하는 각 부재의 접합 부분에는, 상기 접합 부분의 기밀성을 확보하기 위해, 시일 부재로서의 O링이 배치되어 있다. 예를 들어 도 1에서는, 대표적으로, 상부벽(1a)과 측벽(1b)의 접합 부분에 배치한 고리 형상의 O링(81)을 도시하고 있다. 또한, 다른 부위에도 O링을 배치하는 것이 가능하지만, 여기서는 도시 및 설명을 생략한다.Moreover, in order to ensure the airtightness of the said junction part, the O-ring as a sealing member is arrange | positioned at the junction part of each member which comprises the
<기판 히터><Substrate heater>
웨이퍼(W)를 가열하는 제1 히터로서의 기판 히터(11)는, 처리 용기(1) 내의 상부에 배치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 기판 히터(11)는, 전열 플레이트(12)에 매설된 저항 가열 히터이다. 기판 히터(11)는, 급전선(13)을 통하여 히터 전원(PS)(14)에 접속되어 있다. 기판 히터(11)는, 보유 지지 부재(21)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 전열 플레이트(12)에 접촉시킨 상태에서, 예를 들어 300℃ 정도까지 가열할 수 있게 구성되어 있다. 또한, 도 1에서는, 처리 용기(1)의 상부벽(1a)에 전열 플레이트(12)를 접촉시키고 있지만, 이격시켜도 된다.The
전열 플레이트(12)는, 웨이퍼(W)의 형상과 마찬가지로 원반 형상을 이루고, 내열성 또한 열전도성의 재질, 예를 들어 세라믹스 등에 의해 형성되어 있다. 전열 플레이트(12)에는, 온도 계측 수단으로서의 열전대(도시 생략)가 배치되어 있고, 기판 히터(11)의 온도를 리얼타임으로 계측할 수 있게 되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 가열 온도나 처리 온도는, 특별히 언급하지 않는 한, 전열 플레이트(12)의 온도를 의미한다.The
본 실시 형태에 있어서, 기판 히터(11) 및 전열 플레이트(12)는, 기판 가열 수단을 구성하고 있다.In the present embodiment, the
<보유 지지 부재> <Holding support member>
기판 홀더로서의 보유 지지 부재(21)는, 승강 가능하게 설치되어 있고, 웨이퍼(W)를 전열 플레이트(12)에 근접 혹은 접촉한 상태로 유지한다. 보유 지지 부재(21)는, 예를 들어 전체적으로 거의 원환 형상으로 배치되어 있고, 내열성의 재질, 예를 들어 세라믹스, 내열성 수지 등에 의해 형성되어 있다. 보유 지지 부재(21)는, 웨이퍼(W)의 엣지(주연의 코너부)로부터 수㎜의 폭으로 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하고, 웨이퍼(W)를 아래로부터 지지한다. 이와 같이 보유 지지 부재(21)로 웨이퍼(W)의 주연부를 덮음으로써, 웨이퍼(W)의 베벨부에 있어서 파티클 원인으로 되는 막의 퇴적을 억제할 수 있다. 또한, 보유 지지 부재(21)는 복수의 부재로 분할되어 있어도 된다.The holding
보유 지지 부재(21)는, 복수의 현수 지지 기둥(22)(도 1에서는 2개만 도시)에 의해서, 처리 용기(1)의 외부 상방에 설치된 링 형상의 가동 부재(23)에 현수되도록 지지되어 있다. 현수 지지 기둥(22)은, 처리 용기(1)의 상부벽(1a)을 관통하고 있고, 그 주위에는, 처리 용기(1) 내의 기밀 상태를 유지하기 위해 신축 가능한 벨로우즈(24)가 설치되어 있다. 처리 용기(1)의 외부에는, 도시하지 않은 액추에이터를 구비한 구동부(25)와, 샤프트(26)가 설치되어 있고, 상기 샤프트(26)에 가동 부재(23)가 연결되어 있다. 가동 부재(23)는, 구동부(25)를 작동시킴으로써 샤프트(26)를 통하여 상하로 변위하고, 현수 지지 기둥(22)을 통하여 보유 지지 부재(21)를 승강 변위시킨다. 그리고, 보유 지지 부재(21)에 보유 지지한 웨이퍼(W)를 전열 플레이트(12)의 하면에 접촉시킨 상태와, 상기 하면으로부터 이격시킨 상태 사이에서 전환한다. 성막 처리 동안에는, 보유 지지 부재(21)를 상승시켜, 전열 플레이트(12)의 하면에 웨이퍼(W)를 접촉시킨 상태로 유지한다. 도시하지 않은 반송 장치와의 사이의 웨이퍼(W)의 전달은, 보유 지지 부재(21)를 하강시킨 상태로 행한다. 또한, 기판 홀더로서의 보유 지지 부재(21)를 승강시키는 기구로서, 현수 지지 기둥(22), 가동 부재(23), 구동부(25), 샤프트(26) 등을 구비한 도 1의 구성은, 어디까지나 예시이며, 이것에 한정되는 것은 아니다.The holding
<스테이지><Stage>
원료 지지부로서의 스테이지(31)는, 기판 히터(11)에 대향하여 처리 용기(1) 내의 하부에 배치되어 있다. 스테이지(31)는, 지지 기둥(32)에 의해 지지되어 있다. 스테이지(31)에 있어서, 고체 원료 A는 원료 트레이(33) 내에 수용되어 적재되어 있다. 원료 트레이(33)는, 상방이 개방된 접시형 용기이며, 고체 원료 A와 반응성을 갖고 있지 않고, 내열성 또한 열전도율이 높은 재료, 예를 들어 석영, 세라믹스 등의 재질에 의해 구성되어 있다.The
고체 원료 A는, 2가지의 종류가 생각된다. 하나는, 고체 원료 A 자체는 가열해도 기화하지 않지만, 기화 촉진 가스 B를 도입하면 반응하여, 증기압이 높은 성막 원료 가스 C를 생성하는 것이다. 또 하나의 고체 원료 A로서는, 증기압은 낮지만, 가열하면 어느 정도 기화하는 물질이다. 이 경우는 고체 원료 A가 기화한 기화 가스가 「성막 원료 가스」로 된다.Two kinds of the solid raw material A are considered. One is that although the solid raw material A itself does not vaporize even when heated, it reacts when the vaporization promoting gas B is introduced to produce the film forming raw material gas C having a high vapor pressure. As another solid raw material A, although vapor pressure is low, it is a substance which vaporizes to some extent when it heats. In this case, the vaporization gas vaporized by the solid raw material A becomes "film forming raw material gas".
스테이지(31)에는, 복수 개소(예를 들어 3군데;도 1에서는 2개소를 도시하였음)에 개구부(31a)가 형성되고, 각 개구부(31a)에는 원료 트레이(33)를 승강시키기 위한 리프트 핀(34)이 삽입되어 있다. 각 리프트 핀(34)은, 스테이지(31)의 하부에 설치된 링 형상의 가동 부재(35)에 고정되어 있다. 처리 용기(1)의 외부 하방에는, 도시하지 않은 액추에이터를 구비한 구동부(36)와, 샤프트(37)가 설치되어 있고, 상기 샤프트(37)에 가동 부재(35)가 연결되어 있다. 샤프트(37)는, 처리 용기(1)의 저벽(1c)을 관통하고 있고, 그 주위에는, 처리 용기(1) 내의 기밀 상태를 유지하기 위해 신축 가능한 벨로우즈(38)가 설치되어 있다. 가동 부재(35)는, 구동부(36)를 작동시킴으로써 샤프트(37)를 통하여 상하로 변위하고, 복수의 리프트 핀(34)을 동기시켜 승강시킨다. 그리고, 리프트 핀(34)이 스테이지(31)의 상면으로부터 돌출된 상태와 상면과 보다 아래로 퇴피한 상태 사이로 전환할 수 있다. 성막 처리 동안에는, 리프트 핀(34)을 스테이지(31)의 상면으로부터 돌출하지 않는 위치로 보유 지지하고, 원료 트레이(33)를 스테이지(31)에 밀착시켜 스테이지(31)의 열이 효율적으로 원료 트레이(33) 내의 고체 원료에 전해지도록 한다. 원료 트레이(33)의 전달시에는, 리프트 핀(34)을 상승시켜, 스테이지(31)의 상면으로부터 돌출시킨 위치로 보유 지지하고, 반송 장치(도시 생략)와의 사이에서 원료 트레이(33)의 전달을 행한다. 또한, 리프트 핀(34)을 설치하지 않고, 도시하지 않은 반송 장치와 스테이지(31) 사이에서 원료 트레이(33)를 직접 전달하는 구성으로 해도 된다.In the
<원료 히터><Raw material heater>
원료 히터(41)는, 스테이지(31)에 적재된 원료 트레이(33) 내의 고체 원료 A를 가열한다. 본 실시 형태에 있어서, 원료 히터(41)는 저항 가열 히터이며, 스테이지(31)에 매설되어 있다. 원료 히터(41)는, 급전선(42)을 통하여 히터 전원(PS)(43)에 접속되어 있다. 원료 히터(41)는, 고체 원료 A를 예를 들어 300℃ 정도까지 가열할 수 있게 구성되어 있다. 이 원료 히터(41)는, 고체 원료 A를 기화시키기 위한 열 에너지를 공급하는 원료 가열 수단을 구성하고 있다.The
스테이지(31)에는, 온도 계측 수단으로서의 열전대(도시 생략)가 배치되어 있고, 스테이지(31)의 온도를 리얼타임으로 계측할 수 있게 되어 있다. 또한, 원료의 가열 온도나 처리 온도는, 특별히 언급하지 않는 한, 스테이지(31)의 온도를 의미한다.In the
<배기 장치><Exhaust device>
본 실시 형태의 성막 장치(100)는, 처리 용기(1) 내를 진공으로 유지하기 위한 감압 배기를 행하는 배기 수단으로서의 배기 장치(51)를 구비하고 있다. 배기 장치(51)는, 예를 들어 자동 압력 조정 밸브나 고속 진공 펌프(도시 생략) 등을 구비하고 있고, 처리 용기(1) 내의 배기를 행하여 처리 용기(1) 내를 진공화할 수 있게 구성되어 있다. 처리 용기(1)의 상부에는, 배기 장치(51)에 접속되는 배기부인 배기구(52)가 설치되어 있다. 배기구(52)를 웨이퍼(W)에 근접한 처리 용기(1)의 상부에 설치함으로써, 성막 효율을 높일 수 있다. 여기서, 「처리 용기(1)의 상부」란, 고체 원료 A를 수용하는 원료 트레이(33)를 지지하는 스테이지(31)의 상면보다도 상방 위치를 의미한다. 따라서, 배기구(52)는 처리 용기(1)의 측벽(1b)에 설치해도 된다. 단, 처리 용기(1) 내에서 성막 원료 가스의 원활한 흐름이 형성되도록, 보유 지지 부재(21)에 보유 지지된 웨이퍼(W)보다도 상방 위치에 배기구(52)를 설치하는 것이 바람직하다. 도 1의 성막 장치(100)에서는, 배기구(52)는 상부벽(1a)에 설치되어 있다. 배기구(52)에는 배기관(53)을 통하여 배기 장치(51)가 접속되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 배기 장치(51)는, 성막 장치(100)의 일 구성부를 이루지만, 성막 장치(100)와는 별도로 외장형의 배기 장치를 장착하여 사용할 수도 있다.The film-forming
처리 용기(1) 내의 상부에는, 균일한 배기를 행하기 위한 배플판(54)이 설치되어 있다. 배플판(54)은, 전열 플레이트(12)의 주위에 대략 고리 형상으로 형성되어 있다. 또한, 배플판(54)은, 보유 지지 부재(21)에 의해서 지지된 웨이퍼(W)의 하면(피처리면)과 거의 동일 높이의 면이 되도록 배치되어 있다. 배플판(54)은, 다수의 관통 구멍(54a)을 갖고 있고, 배기구(52)를 향하는 기류를 정렬하여, 처리 용기(1) 내가 균등하게 배기되도록 한다.In the upper part of the
<가스 공급 장치><Gas supply device>
본 실시 형태의 성막 장치(100)는, 또한, 처리 용기(1) 내에 기화 촉진 가스를 공급하는 가스 공급 수단으로서의 가스 공급 장치(71)를 구비하고 있다. 처리 용기(1)의 하부에는, 가스 공급 장치(71)에 접속되는 가스 도입부인 가스 도입구(72)가 설치되어 있다. 여기서, 「처리 용기(1)의 하부」란, 고체 원료 A를 수용하는 원료 트레이(33)를 지지하는 스테이지(31)의 상면보다도 하방 위치를 의미한다. 가스 도입구(72)를 처리 용기(1)의 하부에 설치함으로써, 처리 용기(1) 내에서 성막 원료 가스의 원활한 흐름이 형성된다. 따라서, 가스 도입구(72)는 처리 용기(1)의 측벽(1b)에 설치해도 되지만, 도 1의 성막 장치(100)와 같이, 저벽(1c)에 설치하는 것이 바람직하다. 가스 도입구(72)에는, 가스 공급관(73)을 통하여 가스 공급 장치(71)가 접속되어 있다.The film-forming
가스 공급 장치(71)는, 도시하지 않은 1개 이상의 가스 공급원, 유량 제어 장치, 밸브, 기화기, 용제 탱크 등을 가질 수 있지만, 여기서는 도시 및 설명을 생략한다. 가스 공급원은, 고체 원료 A와의 반응성을 갖는 기화 촉진 가스나, 성막 원료 가스와 반응하는 성막 촉진 가스의 공급원을 포함할 수 있고, 또한, 예를 들어 희가스나, 처리 용기(1) 내를 클리닝하기 위한 클리닝 가스, 처리 용기(1) 내의 분위기 치환을 하기 위한 퍼지 가스 등의 공급원을 포함할 수 있다. 이들의 가스는, 가스 공급관(73) 및 가스 도입구(72)를 통하여 처리 용기(1) 내에 공급된다. 또한, 도 1에서는 1개의 가스 공급관(73)을 나타내고 있지만, 복수개이어도 된다. 기화 촉진 가스는, 고체 원료 A와 반응하여 성막 원료 가스를 생성하는 가스이며, 예를 들어 포름산(HCOOH), 일산화탄소(CO), 3불화인(PF3), 1, 1, 1, 5, 5, 5-헥사플루오로-2, 4-펜탄디온(H(hfac)) 등의 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 여기서 hfac는 1, 1, 1, 5, 5, 5-헥사플루오로-2, 4-펜탄디오네이트이다. 성막 촉진 가스는, 고체 원료 A와는 반응하지 않지만, 성막 원료 가스와 반응하여 성막을 촉진하는 가스이며, 예를 들어 H2를 들 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 가스 공급 장치(71)는, 성막 장치(100)의 일 구성부를 이루지만, 성막 장치(100)와는 별도로 외장형의 가스 공급 장치를 장착하여 사용할 수도 있다.The
<제어부><Control section>
성막 장치(100)를 구성하는 각 구성부[예를 들어, 히터 전원(14), 히터 전원(43), 배기 장치(51), 가스 공급 장치(71) 등]는, 제어부(90)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 성막 장치(100)에 있어서의 제어 계통의 구성예를 도 2에 도시하였다. 컴퓨터인 제어부(90)는, CPU를 구비한 컨트롤러(91)와, 이 컨트롤러(91)에 접속된 유저 인터페이스(92) 및 기억부(93)를 구비하고 있다. 유저 인터페이스(92)는, 공정 관리자가 성막 장치(100)를 관리하기 위해 코맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나 터치 패널, 성막 장치(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 갖고 있다. 기억부(93)에는, 성막 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러(91)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피가 보존되어 있다. 그리고, 필요에 따라서, 유저 인터페이스(92)로부터의 지시 등에 의해 임의의 제어 프로그램이나 레시피를 기억부(93)로부터 호출하여 컨트롤러(91)에 실행시킴으로써, 컨트롤러(91)의 제어 하에서, 성막 장치(100)의 처리 용기(1) 내에서 원하는 처리가 행해진다.Each component part (for example,
또한, 상기 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(94)에 저장된 상태의 것을 기억부(93)에 인스톨하는 것에 의해서도 이용할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(94)로서는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 CD-ROM, 하드 디스크, 플렉시블 디스크, 플래시 메모리, DVD 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 레시피는, 다른 장치로부터, 예를 들어 전용 회선을 통하여 수시 전송시켜 온라인으로 이용하거나 하는 것도 가능하다.Recipes such as the control program and the processing condition data can also be used by installing the
<성막 처리의 수순과 성막 방법><Procedures and Deposition Methods for Deposition>
다음으로, 성막 장치(100)에 있어서의 성막 처리의 수순과 성막 방법에 대해서 설명한다. 성막 장치(100)에서는, 제어부(90)의 제어에 기초하여, 성막 처리가 행해진다. 구체적으로는, 우선, 게이트 밸브(62)를 개방한 상태에서, 도시하지 않은 반송 장치에 의해, 개구(61)로부터 고체 원료 A를 수납한 원료 트레이(33)를 스테이지(31)로부터 돌출한 상태의 리프트 핀(34)에 전달하고, 계속해서 리프트 핀(34)을 하강시켜 원료 트레이(33)를 스테이지(31) 상에 적재한다. 이에 의해, 고체 원료 A가 스테이지(31)에 세트된다. 또한, 게이트 밸브(62)를 개방한 상태에서, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 개구(61)로부터 웨이퍼(W)를 처리 용기(1) 내로 반입하고, 보유 지지 부재(21)에 전달한다. 다음으로, 보유 지지 부재(21)를 상승시켜, 웨이퍼(W)의 주연부를 클램프하여 기판 히터(11)가 내장된 전열 플레이트(12)에 웨이퍼(W)를 밀착시킨 상태로 고정한다.Next, the procedure and the film-forming method of the film-forming process in the film-forming
다음으로, 게이트 밸브(62)를 폐쇄하고, 배기 장치(51)를 작동시켜 처리 용기(1) 내를 진공으로 한다. 이때, 원료 트레이(33) 내의 고체 원료 A가 비산하지 않도록, 서서히 진공화를 행한다. 그리고, 기판 히터(11)에 의해 웨이퍼(W)를 가열하는 동시에, 원료 히터(41)에 의해 원료 트레이(33) 내의 고체 원료 A를 가열한다.Next, the
(성막 방법)(Film forming method)
여기서, 본 실시 형태의 성막 장치(100)를 사용하여 행해지는 2가지의 전형적인 성막 방법에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 3 및 도 4는, 성막 장치(100)의 일부의 구성만을 간략화하여 도시하고 있다.Here, two typical film forming methods performed using the
(제1 방법;화학 반응 기화 방법)(First method; Chemical reaction vaporization method)
제1 방법은, 고체 원료 A의 증기압이 매우 낮고, 가열하는 것만으로는 거의 기화하지 않는 경우에 유효하다. 이 방법은, 도 3에 도시한 바와 같이, 고체 원료 A를 가열하면서, 가스 공급 장치(71)로부터 가스 도입구(72)를 통하여 고체 원료 A와 반응성을 갖는 기화 촉진 가스 B를 공급한다. 그리고, 고체 원료 A와 기화 촉진 가스 B의 반응에 의해서, 성막 원료 가스 C를 생성시킨다. 이 성막 원료 가스 C를 웨이퍼(W)의 피처리면에서 반응시켜 박막을 생성시킨다. 이 경우의 웨이퍼(W) 표면에서의 반응은 주로 열 분해 반응이다. 즉, 성막 원료 가스 C가 기판 히터(11)에 의해서 고온으로 뜨거워진 웨이퍼(W)의 피처리면에서 열 분해하여, 박막을 형성하는 반응이다. 이와 같은 반응의 대표적인 예로서, 고체 원료 A가 무수제2 포름산 구리(Cu(HCOO)2), 기화 촉진 가스 B가 포름산(HCOOH), 성막 원료 가스 C가 제1 포름산 구리(Cu(HCOO))인 경우를 들 수 있다. 또한, 다른 조합으로서, 예를 들어,The first method is effective when the vapor pressure of the solid raw material A is very low and hardly vaporizes only by heating. This method supplies the vaporization promoting gas B which is reactive with the solid raw material A from the
(1) 고체 원료 A가 니켈 금속 분말, 기화 촉진 가스 B가 일산화탄소(CO), 성막 원료 가스 C가 Ni(CO)4인 경우 ;(1) when solid raw material A is nickel metal powder, vaporization promoting gas B is carbon monoxide (CO), and film forming raw material gas C is Ni (CO) 4 ;
(2) 고체 원료 A가 텅스텐 금속 분말, 기화 촉진 가스 B가 일산화탄소(CO), 성막 원료 가스 C가 W(CO)6인 경우 ;(2) when solid raw material A is tungsten metal powder, vaporization promoting gas B is carbon monoxide (CO), and film forming raw material gas C is W (CO) 6 ;
(3) 고체 원료 A가 루테늄 금속 분말, 기화 촉진 가스 B가 일산화탄소(CO), 성막 원료 가스 C가 Ru3(CO)12인 경우 ;(3) the case where the solid raw material A is ruthenium metal powder, the vaporization promoting gas B is carbon monoxide (CO), and the film forming raw material C is Ru 3 (CO) 12 ;
(4) 고체 원료 A가 플라티나 금속 분말, 기화 촉진 가스 B가 3불화인(PF3), 성막 원료 가스 C가 Pt(PF3)4인 경우 등을 들 수 있다.(4) The case where the solid raw material A is a platinum metal powder, the vaporization promoting gas B is phosphorus trifluoride (PF 3 ), and the film-forming raw material gas C is Pt (PF 3 ) 4 is mentioned.
(제2 방법;단순 가열 기화 방법)(2nd method; Simple heating vaporization method)
제2 방법은, 고체 원료 A의 증기압이 낮지만, 가열에 의해서 기화시킬 수 있는 경우에 유효하다. 이 방법은, 도 4에 예시한 바와 같이, 고체 원료 A를 가열하여 기화 가스 A'를 생성시켜, 이 기화 가스 A'를 보유 지지 부재(21)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 하면(피처리면)에 공급하고, 웨이퍼(W)의 표면에서 반응시켜 박막을 성막시킨다. 이 경우의 반응은, 주로 고온으로 가열된 웨이퍼(W)의 표면에서 발생하는 열 분해 반응이다. 즉, 스테이지(31)의 고체 원료 A가 원료 히터(41)에 의해서 가열되어 생성된 기화 가스 A'가 성막 원료 가스이며, 기판 히터(11)에 의해서 뜨거워진 웨이퍼(W)의 피처리면에서 열 분해하여, 박막을 형성한다. 이와 같은 열 분해에 의한 성막을 행하는 고체 원료로서는, 예를 들어 텅스텐 카르보닐(W(CO)6), 코발트 카르보닐(Co2(CO)8) 등의 금속 카르보닐 화합물, 니켈 디헥사플루오로 아세틸 아세톤(Ni(hfac)2)을 들 수 있다.Although the vapor pressure of the solid raw material A is low, the 2nd method is effective when it can vaporize by heating. In this method, as illustrated in FIG. 4, the solid raw material A is heated to generate a vaporized gas A ', and the vaporized gas A' is disposed on the lower surface of the wafer W held by the holding member 21 (feature). Surface), and react on the surface of the wafer W to form a thin film. Reaction in this case is a thermal decomposition reaction which generate | occur | produces mainly on the surface of the wafer W heated at high temperature. That is, the vaporization gas A 'produced | generated by the solid raw material A of the
도 1의 성막 장치(100)에서는, 처리 용기(1)의 저벽(1c)에 가스 도입구(72)를, 처리 용기(1)의 상부벽(1a)에 가스 배기구(52)를, 각각 설치하고, 가스 공급 장치(71), 배기 장치(51)에 접속하는 구성으로 하였다. 이와 같은 배치에 의해서, 상기 제1 방법(도 3)에서는, 고체 원료 A와 반응시키는 상대방인, 가스 공급 장치(71)로부터 가스 도입구(72)를 통하여 공급되는 기화 촉진 가스 B의 흐름 방향이, 전체적으로 아래로부터 위를 향하는 방향으로 된다. 그로 인해, 고체 원료 A와 기화 촉진 가스 B의 반응에 의해 생성되는 성막 원료 가스 C의 흐름도 거의 동일 방향으로 되고, 배기구(52)의 가까이에 배치된 웨이퍼(W)의 표면에 성막 원료 가스 C를 효율적으로 공급할 수 있다. 또한, 상기 제2 방법(도 4)에서는, 원료 트레이(33)의 고체 원료 A로부터의 기화 가스 A'의 상승류가, 그대로 배기구(52)를 향하는 가스의 흐름을 형성하므로, 가스의 흐름에 흐트러짐을 발생시키지 않고, 배기구(52)의 가까이에 배치된 웨이퍼(W)를 향하여 효율적으로 성막 원료 가스인 기화 가스 A'를 공급할 수 있다.In the film-forming
이상과 같이 하여, 보유 지지 부재(21)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 하면에 원하는 박막을 형성할 수 있다. 성막 처리가 종료되면, 원료 트레이(33) 내의 고체 원료 A가 비산하지 않도록, 처리 용기(1) 내의 압력을 서서히 상승시켜 가, 소정 압력에 도달한 단계에서 게이트 밸브(62)를 개방하고, 도시하지 않은 반송 장치에 의해서 개구(61)로부터 웨이퍼(W)를 반출한다. 성막 장치(100)에 있어서의 성막 처리는, 제어부(90)의 기억부(93)에 보존된 레시피에 기초하여 행해진다. 그리고, 컨트롤러(91)가 그 레시피를 판독하여 성막 장치(100)의 각 구성부에 제어 신호를 송출함으로써, 원하는 조건에서 성막 처리가 행해진다.As described above, a desired thin film can be formed on the lower surface of the wafer W held by the holding
<작용><Action>
본 실시 형태의 성막 장치(100)에서는, 고체 원료 A를 처리 용기(1) 내의 스테이지(31) 상에 배치하므로, 성막 원료 가스(고체 원료 A가 기화 촉진 가스 B와 반응하여 생성하는 성막 원료 가스 C, 또는 고체 원료 A의 기화 가스 A')를 처리 용기 내에서 생성시킬 수 있다. 이와 같이, 고체 원료 A와 성막 대상으로 되는 웨이퍼(W) 사이에 배관이 존재하지 않으므로, 성막 원료 가스 C 또는 기화 가스 A'가 수송 도중에 트랩되는 일 없이, 이들을 웨이퍼(W)의 표면에 안정적으로 공급할 수 있다. 또한, 고체 원료 A를 가스화시키기 위한 용제를 사용하지 않게 되므로, 막 중에의 불순물의 혼입이 발생하기 어려워, 액체 기화기를 필요로 하지 않기 때문에 장치 구성도 간략화할 수 있다. 또한, 성막 장치(100)에서는, 원료 트레이(33)를 사용하여 고체 원료 A를 수용하기 때문에, 고체 원료 A를, 웨이퍼(W)를 반송하는 통상의 반송 장치에 의해 반입, 반출하는 것이 가능하며, 고체 원료 A의 교환도 용이하다.In the film-forming
또한, 본 실시 형태의 성막 장치(100)에서는, 웨이퍼(W)의 성막 대상면(피처리면)이 아래를 향하여 스테이지(31)에 배치된 고체 원료 A의 상방에 대향하여 배치됨으로써, 성막 원료 가스 C나 고체 원료 A의 기화 가스 A'에 의한 성막이 효율적으로 행해지고, 웨이퍼(W)의 면내에서의 처리의 균일성이 향상된다. 또한, 웨이퍼(W)의 피처리면이 아래를 향하고 있기 때문에, 파티클이 웨이퍼(W)의 피처리면에 부착되는 것도 억제할 수 있다.Moreover, in the film-forming
[변형예][Modifications]
다음으로, 도 5 내지 도 8을 참조하면서, 성막 장치(100)의 변형예에 대해서 설명한다. 또한, 도 5 내지 도 8에서는, 설명의 편의상, 각 변형예의 특징 부분 이외의 구성은 적절하게 생략하고 있다. 또한, 도 1과 마찬가지의 구성에 대해서는, 동일한 번호를 부여하여 설명을 생략한다.Next, the modification of the film-forming
도 5의 성막 장치(100A)는, 가스 도입부로서의 가스 도입구(72)를 처리 용기(1)의 측부에 설치한 제1 변형예이다. 여기서, 「처리 용기(1)의 측부」란, 측벽(1b)의 높이 방향의 중앙 부근을 의미하고, 구체적으로는, 측벽(1b)에 있어서, 고체 원료 A를 수용하는 원료 트레이(33)를 지지하는 스테이지(31)의 상면보다도 상방이며, 또한 보유 지지 부재(21)에 보유 지지된 웨이퍼(W)보다도 하방의 위치를 의미한다. 이와 같이 가스 도입구(72)를 측벽(1b)에 설치한 성막 장치(100A)에 있어서, 배기구(52)는 도 1과 마찬가지로 상부벽(1a)에 설치하고 있다. 한편, 도 6의 성막 장치(100B)는, 배기구(52)를 저벽(1c)에 설치하고, 가스 도입구(72)를 도 5와 마찬가지로 처리 용기(1)의 측부에 설치한 제2 변형예이다. 도 6에서는, 배플판(54)을 스테이지(31)의 상면과 거의 동일 높이의 면으로 설치하고 있다. 도 5 및 도 6에 예시한 바와 같이, 가스 도입구(72)를 처리 용기(1)의 측부에 설치함으로써, 상기 제1 방법(화학 반응 기화 방법)을 행하는 경우에, 가스 도입구(72)로부터 도입되는 기화 촉진 가스 B를 원료 트레이닝(33)에 수용된 고체 원료 A에 용이하게 접촉시킬 수 있으므로 유리하다. 이와 같이, 성막 장치(100)에 있어서의 가스 도입부와 배기부의 배치는, 다양한 변형이 가능하다. 성막 효율을 높이기 위해서는, 배기구(52)는 웨이퍼(W)에 근접하여 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 특히 상기 제1 방법(화학 반응 기화 방법)을 행하는 경우는, 예를 들어 도 1, 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)와 고체 원료 A의 대향 공간을 내측에 끼워넣도록 가스 도입구(72)와 배기구(52)를 배치하고, 상기 대향 공간에 기화 촉진 가스 B의 흐름이 통과하도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 도 5 및 도 6의 변형예에 있어서는, 가스 도입구(72)가 측벽(1b)을 관통하는 개구로 되어 있지만, 가스 도입부에 예를 들어 노즐을 설치해도 되고, 또한, 상기 노즐을 고리 형상으로 배치하여 측벽(1b)의 내주 전체로부터 균등하게 가스 도입을 행할 수도 있다.The film-forming
도 7의 성막 장치(100C)는, 고체 원료 A를 수용한 원료 트레이(33)를 적재한 상태에서 스테이지(31)를 수평 방향으로 회전시키는 구동 기구를 구비한 제3 변형예이다. 이 성막 장치(100C)에서는, 지지 기둥(32)에 예를 들어 모터 등을 갖는 회전 구동부(39)가 연결되어 있고, 지지 기둥(32)을 회전축으로 하여 스테이지(31)를 수평 방향으로 회전시킬 수 있다. 스테이지(31)를 회전시킴으로써, 고체 원료 A와 기화 촉진 가스(B)의 반응에 의해 발생한 성막 원료 가스 C나, 고체 원료 A로부터 발생한 기화 가스 A'의 흐름이, 처리 용기(1) 내로 치우치는 일이 없어진다. 그 결과, 보유 지지 부재(21)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 하면에 성막 원료 가스 C나 기화 가스 A'를 균등하게 공급할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 면내에서의 성막 막 두께의 균일성을 높일 수 있다.The film-forming apparatus 100C of FIG. 7 is a 3rd modified example provided with the drive mechanism which rotates the
도 8의 성막 장치(100D)는, 스테이지(31)에 적재된 원료 트레이(33)와 보유 지지 부재(21)에 지지된 웨이퍼(W) 사이에, 셔터(110)를 설치한 제4 변형예이다. 예를 들어, 상기 제1 방법(화학 반응 기화 방법)에서는, 가스 공급 장치(71)로부터의 기화 촉진 가스 B의 도입 시간에 의해서, 성막 원료 가스 C가 웨이퍼(W)의 표면에 공급되는 시간(즉, 성막 반응이 발생하는 시간)을 제어하는 것이 가능하지만, 보다 엄밀한 시간 관리가 요구되는 경우도 있다. 또한, 상기 제2 방법(단순 가열 기화 방법)에서는, 고체 원료 A는, 스테이지(31)에서 가열되면, 서서히 기화하여 기화 가스 A'를 발생시켜 간다. 그로 인해, 기화 가스 A'가 웨이퍼(W)의 표면에 공급되는 시간을 정확하게 관리하는 것이 어려운 경우가 있다. 이상의 점으로부터, 성막 원료 가스 C나 고체 원료 A로부터의 기화 가스 A'를 웨이퍼(W)의 표면에 공급하는 시간을 컨트롤할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 8의 성막 장치(100D)에서는, 셔터(110)를 설치하고, 셔터(1110)가 폐쇄된 상태에서는, 성막 원료 가스 C나 기화 가스 A'가 차단되어, 실질적으로 웨이퍼(W)에 공급되지 않도록 하고 있다.In the film-forming
셔터(110)는, 다단(예를 들어 2단)으로 설치된 슬라이드판[111(111A, 111B)]과, 이 슬라이드판(111)을 진출ㆍ퇴피시키는 구동부(112)를 구비하고 있다. 구동부(112)를 작동시킴으로써 슬라이드판(111A, 111B)은, 처리 용기(1) 내의 원료 트레이(33)의 상방 위치로 진출하거나, 혹은 당해 위치로부터 퇴피한다. 또한, 슬라이드판(111)은 1매 판에 의해 구성해도 된다. 슬라이드판(111)은, 처리 용기(1)의 측벽(1b)을 관통하고 있고, 그 주위에는, 처리 용기(1) 내의 기밀 상태를 유지하기 위해 신축 가능한 벨로우즈(113)가 설치되어 있다. 성막 장치(100D)에서는, 셔터(110)를 폐쇄한 상태에서 게이트 밸브(62)를 개방하여 처리 용기(1) 내에 웨이퍼(W)를 반입한다. 다음으로, 게이트 밸브(62)를 폐쇄하고, 웨이퍼(W)를 보유 지지 부재(21)에 보유 지지하여 전열 플레이트(12) 내의 기판 히터(11)에 의해서 예비 가열한다. 또한, 스테이지(31)의 원료 트레이(33) 내의 고체 원료 A를 원료 히터(41)에 의해 가열한다. 그리고, 상기 제1 방법(화학 반응 기화 방법)에서는, 가스 공급 장치(71)로부터의 기화 촉진 가스 B와 고체 원료 A의 반응에 의해 생성하는 성막 원료 가스 C가 소정의 농도에 도달할 때까지는 셔터(110)를 폐쇄해 두고, 소정의 농도에 도달한 단계에서 일정 시간 셔터(110)를 개방하여 성막 원료 가스 C를 웨이퍼(W)의 표면에 공급한다. 또한, 상기 제2 방법(단순 가열 기화 방법)에서는, 고체 원료 A로부터의 기화 가스 A'가 소정의 농도에 도달할 때까지는 셔터(110)를 폐쇄해 두고, 소정의 농도에 도달한 단계에서 일정 시간 셔터(110)를 개방하여, 고체 원료 A로부터의 기화 가스 A'를 웨이퍼(W)의 표면에 공급한다. 그리고, 어떤 경우든, 소정 시간의 경과 후, 셔터(110)를 폐쇄하고, 게이트 밸브(62)를 개방하여 웨이퍼(W)를 반출함으로써, 1매의 웨이퍼(W)에 대한 성막 처리가 종료된다. 이와 같이, 셔터(110)의 개폐에 의해, 성막 원료 가스 C나 고체 원료 A로부터의 기화 가스 A'의 웨이퍼(W) 표면으로의 공급 시간 및 공급 총량을 정밀하게 제어할 수 있다.The
이상과 같이, 본 실시 형태의 성막 장치는, 다양한 변형이 가능하다. 또한, 상기의 각 변형예는, 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 조합할 수 있다. 예를 들어, 도 5 및 도 6에 예시한 변형예에 있어서, 도 7에 도시한 변형예와 같이 스테이지(31)를 회전시켜도 되고, 도 8에 도시한 변형예와 같이 셔터(110)를 설치해도 된다. 또한, 도 8에 도시한 변형예에 있어서, 도 7에 도시한 변형예와 같이 스테이지(31)를 회전시켜도 된다.As mentioned above, the film-forming apparatus of this embodiment can be variously modified. In addition, each said modification can be combined in the range which does not impair the effect of this invention. For example, in the modification illustrated in FIGS. 5 and 6, the
<제2 실시 형태>≪ Second Embodiment >
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 9는, 제2 실시 형태에 따른 성막 장치(101)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 고체 원료 A를 가열하는 수단으로서, 램프 히터를 사용한다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 9의 성막 장치(101)의 특징적 구성을 중심으로 설명하고, 성막 장치(101)에 있어서, 도 1의 성막 장치(100)와 마찬가지의 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
본 실시 형태의 성막 장치(101)는, 원료 지지부로서, 예를 들어 링 형상을 한 승강 가능한 가동 부재(121)와, 이 가동 부재(121)로부터 세워 설치되고, 원료 트레이(33)의 저면에 접촉하여 지지하는 복수(2개만 도시)의 지지 돌기(122)와, 가동 부재(121)를 승강시키는 샤프트(123)와, 샤프트(123)를 구동하는 구동부(124)를 구비하고 있다. 가동 부재(121) 및 지지 돌기(122)는, 모두 열선을 투과하는 재료, 예를 들어 석영에 의해 구성되어 있다. 구동부(124)는, 처리 용기(1)의 외부 하방에 설치되어 있다. 가동 부재(121)와 구동부(124)는 샤프트(123)에 의해 연결되어 있다. 샤프트(123)는, 처리 용기(1)의 저벽(1c)을 관통하고 있고, 그 주위에는, 처리 용기(1) 내의 기밀 상태를 유지하기 위해 신축 가능한 벨로우즈(125)가 설치되어 있다. 샤프트(123)를 통하여 구동부(124)에 의해 가동 부재(121)를 상하 이동시킴으로써, 지지 돌기(122)에 의해서 원료 트레이(33)를 보유 지지하는 높이를 조절할 수 있다. 따라서, 예를 들어 도시하지 않은 반송 장치와의 사이에서의 원료 트레이(33)의 전달을 행하거나, 성막 처리 중의 원료 트레이(33) 중의 고체 원료 A와 웨이퍼(W)의 간격(갭 G)을 임의로 조절할 수 있게 구성되어 있다.The film-forming
또한, 가동 부재(121)의 바로 아래의 처리 용기(1)의 바닥에는, 램프 유닛(131)이 설치되어 있다. 램프 유닛(131)은, 그 외연을 구획하는 구획벽(132)과, 구획벽(132)에 지지된 예를 들어 석영 등의 열선을 투과시키는 재료로 이루어지는 투과창(133)과, 투과창(133)의 하방에 배치된 원료 가열 수단으로서의 복수의 가열 램프(134)를 구비하고 있다. 가열 램프(134)로부터 방출된 열선은, 투과창(133)을 투과하여 원료 트레이(33)의 하면에 조사되어, 원료 트레이(33)에 수용된 고체 원료 A를 가열할 수 있게 되어 있다.In addition, a
본 실시 형태의 성막 장치(101)에서는, 온/오프의 전환에 의한 가열/강온의 응답성이 우수한 가열 램프(134)를 갖는 램프 유닛(131)을 사용하여 고체 원료 A의 가열을 행하기 때문에, 원료의 승온 속도가 빠르고, 단시간에 고체 원료 A를 가열할 수 있다. 따라서, 성막 처리 전체의 처리량을 향상시킬 수 있는 동시에, 고체 원료 A의 가열 온도의 제어도 용이하게 된다. 또한, 본 실시 형태의 성막 장치(101)에서는, 승강 변위 가능하게 설치된 가동 부재(121)의 복수의 지지 돌기(122)가, 원료 트레이(33)를 지지하는 원료 지지부로서의 기능과, 반송 장치(도시 생략)와의 사이에서 원료 트레이(33)의 전달을 행할 때의 리프트 핀으로서의 기능을 겸비하고 있기 때문에, 부품 개수를 삭감하고, 장치 구성을 간소화하는 것이 가능하다.In the film-forming
또한, 성막 장치(101)에서는, 가동 부재(121)의 지지 돌기(122)에 의해, 원료 트레이(33)를 점 접촉의 상태로 지지함으로써, 램프 유닛(131)으로부터의 열을 직접 원료 트레이(33)의 이면에 전하는 것이 가능하여, 고체 원료 A의 가열 효율을 높일 수 있다.Moreover, in the film-forming
또한, 성막 장치(101)에서는, 성막 처리 중의 가동 부재(121)의 지지 돌기(122)의 높이 위치의 설정을 바꿈으로써, 갭 G를 임의로 설정할 수 있다. 따라서, 고체 원료 A의 종류, 기화 촉진 가스 B(필요한 경우)의 종류나 유량, 처리 압력 등의 다른 성막 조건에 따라서 갭 G를 미세 조정하여 최적화함으로써, 성막 효율을 높이거나, 웨이퍼(W)의 면내/면간에서의 처리의 균일성을 개선하거나 할 수 있다.In the
<변형예><Modifications>
다음으로, 도 10을 참조하면서, 성막 장치(101)의 변형예에 대해서 설명한다. 또한, 도 10에서는, 도 9와 마찬가지의 구성에 대해서는, 동일한 번호를 부여하여 설명을 생략한다. 도 9의 성막 장치(101)에서는, 전열 플레이트(12)에 저항 가열형의 기판 히터(11)를 내장시켜 웨이퍼(W)를 가열하도록 구성하였지만, 저항 가열형의 기판 히터(11) 대신에, 도 10에 도시하는 성막 장치(101A)와 같이, 램프 유닛(141)을 설치해도 된다. 램프 유닛(141)은, 그 외연을 구획하는 구획벽(142)과, 구획벽(142)에 지지된 예를 들어 석영 등의 열선을 투과시키는 재료로 이루어지는 투과창(143)과, 투과창(143)의 상방에 배치된 원료 가열 수단으로서의 복수의 가열 램프(144)를 구비하고 있다. 가열 램프(144)로부터 방출된 열선은, 투과창(143)을 투과하여 웨이퍼(W)의 상면(이면)에 조사되어, 웨이퍼(W)를 소정 온도로 가열할 수 있게 되어 있다. 또한, 도 10에서는, 보유 지지 부재(21)에 의해서 웨이퍼(W)를 투과창(143)에 접촉시킨 상태로 유지하고 있지만, 보유 지지 부재(21)의 높이를 조절하여 웨이퍼(W)가 투과창(143)으로부터 이격시킨 상태로 유지할 수도 있다.Next, the modification of the film-forming
본 실시 형태의 성막 장치(101, 101A)에 있어서의 다른 구성 및 효과는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 예를 들어 도 5, 도 6 및 도 8에 예시한 바와 같은 변형예의 적용이 가능하며, 상술한 효과가 얻어진다.Other configurations and effects in the
[제3 실시 형태][Third embodiment]
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 11은, 제3 실시 형태에 따른 성막 장치(102)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 11의 성막 장치(102)의 특징적 구성을 중심으로 설명하고, 성막 장치(102)에 있어서, 도 1의 성막 장치(100)와 마찬가지의 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시 형태의 성막 장치(102)에서는, 정전 흡착 기구에 의해서 웨이퍼(W)를 보유 지지한다. 처리 용기(1) 내의 상부에 배치된 전열 플레이트(12) 내에는, 기판 홀더로서의 정전 척(151)이 매설되어 있다. 정전 척(151)은, 도시하지 않은 전극층을 유전체층의 사이에 끼운 구조를 갖고 있고, 상기 전극층은, 급전선(152)을 통하여 직류 전원(153)에 접속되어 있다. 그리고, 정전 척(151)에 직류 전압을 인가함으로써, 정전 척(151)은 쿨롱력에 의해서 웨이퍼(W)를 정전 흡착하여 전열 플레이트(12)의 하면에 고정한다. 또한, 직류 전원(153)으로부터 정전 척(151)에의 전압의 인가를 정지함으로써, 웨이퍼(W)의 고정을 해제할 수 있다.Next, a third embodiment of the present invention will be described. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 기판 홀더로서 정전 척(151)을 구비하고 있음으로써, 간이한 구성으로 웨이퍼(W)를 보유 지지할 수 있다.As described above, in the present embodiment, since the
또한, 도 12에 예시한 성막 장치(102A)와 같이, 정전 척(151)에 더하여, 또한 도 1과 마찬가지로 보유 지지 부재(21), 현수 지지 기둥(22), 가동 부재(23), 구동부(25) 등을 갖는 보유 지지 기구를 설치해도 된다. 즉, 성막 장치(102A)에서는, 기판 홀더로서, 정전 척(151)과 보유 지지 부재(21)를 갖고 있다. 이 경우, 정전 척(151)을 주로 하고, 보유 지지 부재(21)를 종(보조)으로 하여, 웨이퍼(W)를 보유 지지해도 되고, 보유 지지 부재(21)를 주로 하고, 정전 척(151)을 종으로 하여 웨이퍼(W)를 보유 지지해도 된다.Like the
본 실시 형태의 성막 장치(102, 102A)에 있어서의 다른 구성 및 효과는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들어 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8에 예시한 바와 같은 변형예의 적용이 가능하며, 상술한 효과가 얻어진다. 또한, 성막 장치(102, 102A)에 있어서, 제2 실시 형태와 마찬가지로 램프 유닛을 배치할 수도 있다.The other structure and effect in the film-forming
실시예Example
다음으로, 실시예를 들어, 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited by the following example.
<제1 실시예>≪
고체 원료 A로서, 무수제2 포름산 구리(Cu(HCOO)2)의 파우더를 사용하였다. 도 6과 마찬가지의 구성의 성막 장치(100B)를 사용하여, 가스 공급 장치(71)로부터 가스 도입구(72)를 통하여 처리 용기(1)에 퍼지 가스로서 N2 가스를 100mL/min(sccm)의 유량으로 도입하고, APC(Auto Pressure Controller)에 의해서 압력을 13.3㎩(100mTorr)로 조정하고 나서, 스테이지(31) 상의 원료 트레이(33)에 수용된 고체 원료 A를 130℃로 가열하였다. 동시에, 전열 플레이트(12)에 밀착시킨 상태로 보유 지지 부재(21)에 보유 지지된 실리콘 기판을 150℃까지 가열해 두었다. 그 후, N2 가스의 공급을 중지하고, 가스 공급 장치(71)로부터 가스 도입구(72)를 통하여 기화 촉진 가스 B인 포름산(HCOOH) 가스를 100mL/min(sccm)의 유량으로 도입하였다. 그 동안의, 압력은 13.3㎩(100mTorr)로 유지하였다. HCOOH 가스를 10분간 흘리고, 그 후 실리콘 기판을 취출하면, 실리콘 기판의 표면에 금속 구리막이 100㎚ 정도의 막 두께로 성막되어 있었다. 금속 구리막은, 고체 원료 A의 무수제2 포름산 구리(Cu(HCOO)2)가 기화 촉진 가스 B의 포름산(HCOOH)과 반응하여 성막 원료 가스 C로서의 제1 포름산 구리(Cu(HCOO))를 생성하고, 이 제1 포름산 구리(Cu(HCOO))가 실리콘 기판의 표면에서 열 분해함으로써 성막된 것이다. 이와 같이, 성막 장치(100B)에 의해서, 고체 원료 A를 사용하여 효율적으로 금속 구리막을 성막할 수 있는 것이 확인되었다. 본 실시예에서는, 고체 원료 A를 처리 용기(1) 내의 스테이지(31)로 가열하기 때문에, 원료 공급 중의 고화에 의한 트랩이나 금속 구리막에의 용제의 혼입은 발생하지 않고, 파티클 오염도 발생하지 않았다.As solid raw material A, powder of anhydrous dibasic copper formate (Cu (HCOO) 2 ) was used. Using the
이상, 본 발명의 실시 형태를 예시한 목적으로 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 제약되는 일은 없다. 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하는 일 없이 많은 개변을 할 수 있어, 그것들도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 반도체 웨이퍼를 처리 대상으로 하는 성막 장치를 예로 들어 설명하였지만, 액정 표시 장치에 사용하는 글래스 기판이나 세라믹 기판 등을 처리 대상으로 하는 성막 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.As mentioned above, although the objective of illustrating embodiment of this invention was described in detail, this invention is not restrict | limited to the said embodiment. Those skilled in the art can make many modifications without departing from the spirit and scope of the invention, and they are included within the scope of the invention. For example, in the above embodiment, a film forming apparatus using a semiconductor wafer as a processing target has been described as an example, but the present invention can also be applied to a film forming apparatus using a glass substrate, a ceramic substrate, or the like as a processing target. have.
1 : 처리 용기
1a : 상부벽
1b : 측벽
1c : 저벽
11 : 기판 히터
12 : 전열 플레이트
13 : 급전선
14 : 히터 전원
21 : 보유 지지 부재
22 : 현수 지지 기둥
23 : 가동 부재
24 : 벨로우즈
25 : 구동부
26 : 샤프트
31 : 스테이지
32 : 지지 기둥
33 : 원료 트레이
34 : 리프트 핀
35 : 가동 부재
36 : 구동부
37 : 샤프트
38 : 벨로우즈
41 : 원료 히터
42 : 급전선
43 : 히터 전원
51 : 배기 장치
52 : 배기구
53 : 배기관
54 : 배플판
54a : 관통 구멍
61 : 개구
71 : 가스 공급 장치
72 : 가스 도입구
73 : 가스 공급관
81 : O링
90 : 제어부
91 : 컨트롤러
92 : 유저 인터페이스
93 : 기억부
94 : 기록 매체
100 : 성막 장치
W : 웨이퍼1: Processing vessel
1a: upper wall
1b: sidewall
1c: bottom wall
11: substrate heater
12: electrothermal plate
13: feeder
14: heater power
21: holding member
22: suspension support column
23: movable member
24: bellows
25:
26: Shaft
31: stage
32: support column
33: raw material tray
34: lift pin
35: movable member
36 drive unit
37: shaft
38: bellows
41: raw material heater
42: feeder
43: heater power
51: exhaust device
52: exhaust port
53: exhaust pipe
54: baffle plate
54a: through hole
61: aperture
71: gas supply device
72 gas inlet
73: gas supply pipe
81: O-ring
90:
91: controller
92: user interface
93: memory
94: recording medium
100: Deposition device
W: Wafer
Claims (16)
기판을 상기 처리 용기 내의 상부에 보유 지지하는 기판 홀더와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판을 가열하는 제1 히터와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판에 대향하여 그 하방에 배치된 원료 지지부와,
상기 원료 지지부에 지지된 고체 원료를 가열하는 제2 히터와,
상기 처리 용기 내에, 상기 고체 원료와 반응하여 성막 원료 가스를 생성하는 기화 촉진 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단과,
상기 처리 용기 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단
을 구비하고,
상기 처리 용기 내에서 생성시킨 상기 성막 원료 가스를 기판 표면에서 열 분해시켜 성막을 행하는 성막 장치.A processing container for accommodating a substrate;
A substrate holder for holding a substrate above the processing container;
A first heater for heating the substrate held in the substrate holder;
A raw material support disposed below the substrate held by the substrate holder;
A second heater for heating the solid raw material supported by the raw material support part;
Gas supply means for supplying a vaporization promoting gas to react with the solid raw material to generate a film forming raw material gas in the processing container;
Exhaust means for maintaining a vacuum in the processing vessel
And,
The film-forming apparatus which thermally decomposes the film-forming raw material gas produced | generated in the said processing container on the surface of a board | substrate, and performs film-forming.
기판을 상기 처리 용기 내의 상부에 보유 지지하는 기판 홀더와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판을 가열하는 제1 히터와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판에 대향하여 그 하방에 배치된 원료 지지부와,
상기 원료 지지부에 지지된 고체 원료를 가열하는 제2 히터와,
상기 처리 용기 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단
을 구비하고,
상기 고체 원료를 가열함으로써 상기 처리 용기 내에서 생성시킨 기화 가스를 기판 표면에서 열 분해시켜 성막을 행하는 성막 장치.A processing container for accommodating a substrate;
A substrate holder for holding a substrate above the processing container;
A first heater for heating the substrate held in the substrate holder;
A raw material support disposed below the substrate held by the substrate holder;
A second heater for heating the solid raw material supported by the raw material support part;
Exhaust means for maintaining a vacuum in the processing vessel
And,
The film-forming apparatus which heat-deposits the vaporization gas produced | generated in the said processing container on the surface of a board | substrate by heating the said solid raw material, and performs film-forming.
기판을 상기 처리 용기 내의 상부에 보유 지지하는 기판 홀더와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판을 가열하는 제1 히터와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판에 대향하여 그 하방에 배치된 원료 지지부와,
상기 원료 지지부에 지지된 고체 원료를 가열하는 제2 히터와,
상기 처리 용기 내에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단과,
상기 처리 용기 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단
을 구비한 성막 장치를 사용하고,
상기 처리 용기 내에 고체 원료를 반입하고, 상기 원료 지지부에 배치하는 공정과,
상기 처리 용기 내에 기판을 반입하여 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지하는 공정과,
상기 원료 지지부에 의해서 지지된 고체 원료를, 상기 제2 히터에 의해 가열하면서, 상기 가스 공급 수단에 의해 상기 처리 용기 내에 도입된 다른 기화 촉진 가스와 반응시켜, 생성한 성막 원료 가스를 상기 기판의 표면에 공급하고, 열 분해시켜 성막을 행하는 공정을 갖는 성막 방법.A processing container for accommodating a substrate;
A substrate holder for holding a substrate above the processing container;
A first heater for heating the substrate held in the substrate holder;
A raw material support disposed below the substrate held by the substrate holder;
A second heater for heating the solid raw material supported by the raw material support part;
Gas supply means for supplying gas into the processing container;
Exhaust means for maintaining a vacuum in the processing vessel
Using a film forming apparatus equipped with
Placing a solid raw material into the processing container and arranging the raw material support part;
Carrying a substrate into the processing container and holding the substrate by the substrate holder;
The film-forming raw material gas produced by reacting the solid raw material supported by the said raw material support part with the other vaporization promoting gas introduced into the said processing container by the said gas supply means, heating with the said 2nd heater, The surface of the said board | substrate The film-forming method which has a process of supplying to a film, and thermally decomposing and forming into a film.
기판을 상기 처리 용기 내의 상부에 보유 지지하는 기판 홀더와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판을 가열하는 제1 히터와,
상기 기판 홀더에 보유 지지된 기판에 대향하여 그 하방에 배치된 원료 지지부와,
상기 원료 지지부에 지지된 고체 원료를 가열하는 제2 히터와,
상기 처리 용기 내에 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단과,
상기 처리 용기 내를 진공으로 유지하기 위한 배기 수단
을 구비한 성막 장치를 사용하고,
상기 처리 용기 내에 고체 원료를 반입하고, 상기 원료 지지부에 배치하는 공정과,
상기 처리 용기 내에 기판을 반입하여 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지하는 공정과,
상기 원료 지지부에 의해서 지지된 고체 원료를 상기 제2 히터에 의해 가열하여 기화시키는 동시에 상기 기화 가스를 상기 기판의 표면에 공급하고, 열 분해시켜 성막을 행하는 공정을 갖는 성막 방법.A processing container for accommodating a substrate;
A substrate holder for holding a substrate above the processing container;
A first heater for heating the substrate held in the substrate holder;
A raw material support disposed below the substrate held by the substrate holder;
A second heater for heating the solid raw material supported by the raw material support part;
Gas supply means for supplying gas into the processing container;
Exhaust means for maintaining a vacuum in the processing vessel
Using a film forming apparatus equipped with
Placing a solid raw material into the processing container and arranging the raw material support part;
Carrying a substrate into the processing container and holding the substrate by the substrate holder;
And a step of heating and vaporizing the solid raw material supported by the raw material support part by the second heater, supplying the vaporized gas to the surface of the substrate, and thermally decomposing the film.
The film-forming apparatus of Claim 1 or 2 provided with the drive mechanism which rotates a raw material support part in a horizontal direction.
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KR20070011587A (en) * | 2004-05-18 | 2007-01-24 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Microcontamination abatement in semiconductor processing |
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KR100830388B1 (en) * | 2004-03-29 | 2008-05-20 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Film-forming apparatus and film-forming method |
KR20070011587A (en) * | 2004-05-18 | 2007-01-24 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Microcontamination abatement in semiconductor processing |
KR20100072089A (en) * | 2008-01-07 | 2010-06-29 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Film forming method and film forming apparatus |
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