KR101359070B1 - 탑재대 구조, 성막 장치 및 원료 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공 배기가 가능하게 된 처리 용기내에서, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여, 피처리체의 표면에 박막을 형성하기 위해 해당 피처리체를 탑재하는 탑재대 구조에 관한 것이다. 본 발명에 의한 탑재대 구조는 피처리체를 탑재하고, 내부에 가열 히터가 마련된 탑재대 본체와, 상기 탑재대 본체의 측면과 저면을 둘러싼 상태에서 상기 탑재대 본체를 지지하고, 내부에 냉매를 흘리는 냉매 통로가 마련되고, 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 원료 가스의 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도 범위로 유지된 기대를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

탑재대 구조, 성막 장치 및 원료 회수 방법{PLACING TABLE STRUCTURE, FILM FORMING APPARATUS, AND RAW MATERIAL RECOVERY METHOD}
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 피처리체의 표면에 원료 가스를 이용하여 성막하기 위한 성막 장치, 이것에 이용되는 탑재대 구조, 및 배기 가스나 처리용기내의 구성부품의 표면으로부터 원료를 회수하는 원료 회수 방법에 관한 것이다．
일반적으로, IC 등의 집적 회로나 논리 소자를 형성하기 위해서는 반도체 웨이퍼나 LCD 기판 등의 표면에, 원하는 얇은 막을 성막하는 공정이나, 얇은 막을 원하는 패턴으로 에칭하는 공정이 반복해서 실행된다.
그런데, 성막 장치에서 실행되는 성막 공정을 예로 들면, 이 공정에 있어서는 소정의 처리 가스(원료 가스)를 처리용기내에서 반응시키는 것에 의해서, 실리콘의 박막, 실리콘의 산화물이나 질화물의 박막, 금속의 박막, 금속의 산화물이나 질화물의 박막 등이 피처리체의 표면에 형성되지만, 이 박막은 피처리체의 표면에 퇴적되는 동시에, 처리용기내의 구성부품의 표면에도 불필요한 부착막으로서 부착되어 버린다.
예를 들면, 도 16은 성막 장치내에 마련된 종래의 탑재대 구조의 일부를 나타내는 개략 구성도로, 예를 들면, 세라믹재제의 탑재대(2)가 용기 바닥부로부터 기립된 지주(4)에 의해서 지지되어 있다. 그리고, 이 탑재대(2)내에 가열 히터(6)가 마련되어 있고, 이 위에 탑재된 반도체 웨이퍼(W)가 가열되도록 되어 있다. 또한, 탑재대(2)의 상면의 주변부에는 반도체 웨이퍼(W)의 단면(端面)에의 성막을 억제하기 위해, 링형상으로 이루어진 커버 링(8)이 마련되어 있다. 그리고, 성막시에는 반도체 웨이퍼(W) 뿐만 아니라, 용기내의 구성부품인 커버 링(8)이나 탑재대(2)의 측면이나 하면의 일부도 고온으로 되기 때문에, 이들 부분에 불필요한 부착막(10)이 퇴적되어 버린다. 또한, 상기 성막 반응과 동시에, 여분의 반응 부생성물이 발생하고, 이것이 배기 가스와 함께 배출되어 버리며, 미반응의 처리 가스도 배출된다.
배기 가스 중의 반응 부생성물이나 미반응의 처리 가스는 그대로 대기 중에 방출되면, 환경오염 등의 원인이 된다. 따라서, 이것을 방지하기 위해, 일반적으로는 처리용기로부터 연장하는 배기계에 트랩(trap) 기구가 개재되고, 이에 따라 배기 가스 중에 포함되어 있는 반응 부생성물이나 미반응의 처리 가스 등을 포획해서 제거하도록 되어 있다. 상기 구성부품에 부착된 불필요한 부착막은, 예를 들면, 정기적으로 실행되는 염소계나 불소계의 에칭 가스를 이용한 드라이 클리닝이나, 구성부품을 처리용기내로부터 분리해서 실행되는 웨트 클리닝(wet cleaning)에 의해, 제거되어 폐기되도록 되어 있다.
트랩 기구의 구성은 포획 및 제거해야 할 반응 부생성물 등의 특성에 따라, 다양하게 제안되어 있다. 예를 들면, 상온에서 응축(액화), 응고(고화)하는 반응 부생성물을 제거하는 경우, 트랩 기구는 그 일예로서, 배기 가스의 도입구와 배출구를 갖는 하우징내에 다수의 휜(fin)을 마련한 구성을 갖는다. 이 경우, 해당 휜은 배기 가스가 흐르는 방향에 대해 순차적으로 배열되고, 이들 휜 사이를 배기 가스가 통과할 때에 배기 가스 중의 반응 부생성물 등이 휜 표면에 부착되어 포획되도록 되어 있다. 또한, 이들 휜을 냉각 매체 등에 의해 냉각함으로써 포획 효율을 올리는 것도 실행되어 있다(예를 들면, 일본 특허공개공보 제2001-214272호 참조).
또한, 최근에 있어서는 배선 저항이나 콘택트 저항의 저감화 등의 목적을 위해, 은, 금, 루테늄 등의 귀금속을 포함하는 유기 금속 화합물의 원료(소스 가스)를 이용하여, 박막을 성막 장치로 형성하는 것도 실행되고 있다. 이러한 경우에도, 배기 가스를 냉각하여 가스를 응축 등을 하여, 미반응의 원료를 포함하는 부생성물을 회수하고, 또한, 해당 부생성물을 정제하는 것에 의해 미반응의 원료를 얻는 것과 같은 회수 방법도 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허공개공보 제2001-342566호 참조).
그런데, 상술한 바와 같은 종래의 성막 장치에 있어서는 염소계나 불소계의 에칭 가스를 이용한 드라이 클리닝을 정기적 혹은 비정기적으로 실행하도록 되어 있다. 이 때문에, 배기계에서 성막시에 포획한 미반응의 원료 가스가 에칭 가스에 노출되어 변질되어 버릴 우려가 있다. 따라서, 원료를 얻기 위한 정제에 시간과 비용을 필요로 하거나, 혹은 포획된 원료를 드라이 클리닝에 앞서 배기 가스계로부터 취출할 필요가 있어, 매우 번잡하였다. 또한, 트랩 기구를 우회하는 바이패스 라인을 마련하는 것도 고려되지만, 이 경우에는 설비가 복잡화된다고 하는 문제가 있었다.
또한, 상술한 바와 같이, 반도체 웨이퍼 이외의 처리용기내의 구성부품의 표면에 불필요한 박막이 퇴적해 버리기 때문에, 원료 가스가 쓸데없이 소비되어 버려, 원료의 수율(收率)이 저하해 버린다고 하는 문제도 있었다. 특히, 최근에 있어서는 성막 재료로서 Ru(루테늄) 등의 매우 고가의 금속을 이용하는 경우가 있어, 원료 자체를 혹은 원료에 포함되는 금속을 효율적으로 또한 저비용으로 회수하는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 이상과 같은 문제점에 착안하여, 이것을 유효하게 해결하기 위해 창안된 것이다. 본 발명의 목적은 드라이 클리닝 처리의 횟수를 억제하거나 혹은 드라이 클리닝 처리 자체를 없애, 원료 자체의 회수나 원료에 포함되는 금속의 회수를 효율적으로 또한 저비용으로 실행하는 것이 가능한 탑재대 구조, 성막 장치 및 원료 회수 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기내에서, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 피처리체의 표면에 박막을 형성하기 위해 해당 피처리체를 탑재하는 탑재대 구조에 있어서, 상기 피처리체를 탑재하고, 내부에 가열 히터가 마련된 탑재대 본체와, 상기 탑재대 본체의 측면과 저면을 둘러싼 상태에서 상기 탑재대 본체를 지지하고, 내부에 냉매가 흐르는 냉매통로가 마련되고, 상기 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도범위로 유지된 기대를 구비한 것을 특징으로 하는 탑재대 구조이다.
본 발명에 따르면, 기대측에 불필요한 박막이 퇴적되는 것이 억제되어, 필요한 부분, 즉, 피처리체의 표면에만 박막을 퇴적시킬 수 있다. 따라서, 드라이 클리닝 처리의 횟수가 억제되거나 혹은 드라이 클리닝 처리 자체를 없앨 수 있고, 원료 자체의 회수나 원료에 포함되는 금속의 회수를 효율적으로 또한 저비용으로 실행하는 것이 가능해진다.
또는, 본 발명은 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기내에서, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 피처리체의 표면에 박막을 형성하기 위해 해당 피처리체를 탑재하는 탑재대 구조에 있어서, 상기 피처리체를 탑재하고, 내부에 가열 히터가 마련된 탑재대 본체와, 상기 탑재대 본체를 지지하고, 내부에 냉매를 흘리는 냉매통로가 마련된 금속제의 베이스부와, 상기 탑재대 본체의 외주측에, 상기 탑재대 본체를 둘러싸도록 착탈 가능하게 마련되고, 박막 형성시에는 상기 원료 가스의 분해 온도 이상의 온도로 조정되는 주변부품을 구비한 것을 특징으로 하는 탑재대 구조이다.
본 발명에 따르면, 피처리체에 대한 성막에 기여하지 않았던 원료 가스가, 가열되어 있는 주변부품에 의해 적극적으로 열분해되어, 이 주변부품의 표면에 불필요한 박막으로서 퇴적될 수 있다. 따라서, 나중에 주변부품을 분리함으로써, 해당 주변부품으로부터 원료에 포함되는 금속을 효율적으로 또한 저비용으로 회수하는 것이 가능하게 된다. 또한, 배기계에 대한 부하를 경감하는 것도 가능해진다.
또는, 본 발명은 피처리체의 표면에 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 박막을 형성하는 성막 처리를 실시하기 위한 성막 장치에 있어서, 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기와, 상기 피처리체를 탑재하기 위한 상기한 어느 하나의 탑재대 구조와, 상기 처리용기내에 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 상기 가스 도입 수단에 접속되어 상기 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계와, 상기 처리용기내의 분위기를 배기하는 배기계와, 상기 배기계에 흐르는 배기 가스 중으로부터 미반응의 원료 가스를 포집하여 회수하는 트랩 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치이다.
본 발명에 따르면, 트랩 기구에 의해서 배기 가스 중으로부터 미반응의 원료 가스를 포집하도록 했으므로, 원료를 쓸데없이 소비하는 일이 없고, 또한, 드라이 클리닝 처리의 회수가 억제되거나 혹은 드라이 클리닝 처리 자체를 없앨 수 있으며, 원료 자체의 회수를 효율적으로 또한 저비용으로 실행하는 것이 가능해진다.
또는, 본 발명은 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기내의 탑재대 구조상에 피처리체를 탑재하고, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 상기 피처리체의 표면에 박막을 형성하도록 한 성막 장치에 있어서의 원료 회수 방법에 있어서, 상기 탑재대 구조에 의해 상기 피처리체를 가열하면서, 상기 피처리체가 직접적으로 탑재되어 접해 있는 구성부품 이외의 구성부품의 온도를 상기 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도범위인 저온으로 유지한 상태에서, 상기 피처리체의 표면에 상기 박막을 형성하는 성막 공정과, 상기 처리용기로부터 배출되는 배기 가스 중에 포함되는 미반응의 원료 가스를 고화 또는 액화하는 것에 의해 원료를 회수하는 회수 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 원료 회수 방법이다.
본 발명에 따르면, 배기 가스 중의 미반응의 원료 가스로부터 원료가 회수되므로, 원료를 쓸데없이 소비하는 일이 없고, 또한, 드라이 클리닝 처리의 횟수가 억제되거나 혹은 드라이 클리닝 처리 자체를 없앨 수 있으며, 원료 자체의 회수를 효율적으로 또한 저비용으로 실행하는 것이 가능해진다.
또는, 본 발명은 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기내의 탑재대 구조 상에 피처리체를 탑재하고, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여, 상기 피처리체의 표면에 박막을 형성하도록 한 성막 장치에 있어서의 원료 회수 방법에 있어서, 상기 탑재대 구조에 의해 상기 피처리체를 가열하면서, 상기 피처리체가 직접적으로 탑재되어 접해 있는 구성부품의 외주측에 위치하는 주변부품의 온도를 상기 원료 가스의 분해 온도 이상의 온도로 유지한 상태에서, 상기 피처리체의 표면에 상기 박막을 형성하는 성막 공정과, 상기 처리용기로부터 배출되는 배기 가스 중에 포함되는 미반응의 원료 가스를 고화 또는 액화하는 것에 의해 원료를 회수하는 회수 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 원료 회수 방법이다.
본 발명에 따르면, 배기 가스 중의 미반응의 원료 가스로부터 원료가 회수되므로, 원료를 쓸데없이 소비하는 일이 없다. 특히, 성막에 기여하지 않았던 원료 가스를 주변부품의 표면에 있어서 적극적으로 열분해시켜 불필요한 박막으로서 퇴적시키고, 이것을 나중에 회수하는 것에 의해, 원료 회수의 효율이 좋다.
또는, 본 발명은 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기내의 탑재대 구조 상에 피처리체를 탑재하고, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 상기 피처리체의 표면에 박막을 형성하도록 한 성막 장치에 있어서의 원료 회수 방법에 있어서, 상기 탑재대 구조의 착탈 가능하게 이루어진 구성부품에 코팅막을 형성하는 코팅막 형성 공정과, 상기 코팅막이 형성된 구성부품을 장착하여 탑재대 구조를 형성하는 장착 공정과, 상기 구성부품이 장착된 탑재대 구조에 상기 피처리체를 탑재시킨 상태에서 상기 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 공정과, 상기 성막 공정의 후에 상기 구성부품을 상기 탑재대 구조로부터 분리하는 분리 공정과, 상기 구성부품에 부착되어 있는 박막을 상기 코팅막과 함께 상기 구성부품으로부터 제거하는 제거 공정과, 상기 제거된 박막으로부터 상기 원료에 포함되는 금속을 회수하는 회수 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 원료 회수 방법이다.
본 발명에 따르면, 원료에 포함되는 금속을 효율적으로 또한 저비용으로 회수할 수 있다.
또는, 본 발명은 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기내의 탑재대 구조 상에 피처리체를 탑재하고, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 상기 피처리체의 표면에 박막을 형성하도록 한 성막 장치에 있어서의 원료 회수 방법에 있어서, 가열 히터가 마련된 탑재대 본체에, 해당 탑재대 본체의 외주측을 둘러싸도록 해서 주변부품을 장착하여, 탑재대 구조를 형성하는 장착 공정과, 상기 주변부품이 장착된 상기 탑재대 구조에 상기 피처리체를 탑재시키고, 상기 피처리체와 상기 주변부품을 상기 원료 가스의 분해 온도 이상의 온도로 유지한 상태에서 상기 피처리체의 표면에 박막을 형성하는 성막 공정과, 상기 성막 공정의 후에 상기 주변부품을 상기 탑재대 구조로부터 분리하는 분리 공정과, 상기 주변부품에 부착되어 있는 박막을 상기 주변부품으로부터 제거하는 제거 공정과, 상기 제거된 박막으로부터 상기 원료에 포함되는 금속을 회수하는 회수 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 원료 회수 방법이다.
본 발명에 따르면, 주변부품의 표면에 퇴적된 불필요한 박막으로부터, 원료에 포함되는 금속을, 효율적으로 또한 저비용으로 회수하는 것이 가능하게 되는 동시에, 배기계에 대한 부하를 경감하는 것도 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 탑재대 구조를 갖는 성막 장치의 제 1 실시예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 탑재대 구조의 제 1 실시예를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 탑재대 구조의 상세를 나타내는 분해 단면도이다.
도 4는 탑재대 구조의 제 1 실시예의 일부를 확대한 부분 확대 단면도이다.
도 5는 반도체 웨이퍼 온도와 성막 레이트의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 원료 회수 방법의 제 1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 탑재대 구조를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 2 실시예를 실행할 때의 코팅막이 형성된 구성부품의 변화를 나타내는 개략도이다.
도 8b는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 2 실시예를 실행할 때의 코팅막이 형성된 구성부품의 변화를 나타내는 개략도이다.
도 8c는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 2 실시예를 실행할 때의 코팅막이 형성된 구성부품의 변화를 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 2 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 탑재대 구조의 제 1 실시예의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 성막 장치의 제 2 실시예에 이용되는 성막 장치본체를 나타내는 개략 단면도이다.
도 12는 성막 장치 본체에 이용되는 배플판의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 13은 탑재대 구조의 제 2 실시예를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 14는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 3 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 4 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 16은 성막 장치내에 마련된 종래의 탑재대 구조의 일부를 나타내는 개략 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 탑재대 구조, 성막 장치 및 원료 회수 방법의 바람직한 실시형태를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 기술한다.
<성막 장치의 제 1 실시예>
도 1은 본 발명에 따른 탑재대 구조를 갖는 성막 장치의 제 1 실시예를 나타내는 개략 구성도, 도 2는 탑재대 구조의 제 1 실시예를 나타내는 확대 단면도, 도 3은 탑재대 구조의 상세를 나타내는 분해 단면도, 도 4는 탑재대 구조의 제 1 실시예의 일부를 확대 도시한 부분 확대 단면도, 도 5는 반도체 웨이퍼 온도와 성막 레이트의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서는 유기 금속 화합물의 원료로서 카르보닐계의 유기 금속 화합물인 Ru3(CO)12가 이용되고, 캐리어 가스로서 CO(일산화탄소)가 이용되고, Ru 금속막으로 이루어지는 박막이 성막되는 경우가 예로서 설명된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 성막 장치(12)는 피처리체로서의 원판형상의 반도체 웨이퍼(W)에 대해 성막 처리를 실제로 실시하는 성막 장치 본체(14)와, 이 성막 장치 본체(14)에 대해 성막용의 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계(16)와, 상기 성막 장치 본체(14)로부터의 배기 가스를 배출하는 배기계(18)에 의해 주로 구성되어 있다.
우선, 성막 장치 본체(14)에 대해 설명한다. 이 성막 장치 본체(14)는, 예를 들면, 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 통체 형상의 처리용기(20)를 갖고 있다. 이 처리용기(20)내에, 피처리체인 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하여 유지하는 본 발명에 따른 탑재대 구조(22)가 마련되어 있다. 이 탑재대 구조(22)는 전체가, 예를 들면, 원판형상으로 성형되어 있고, 이 상면측에 반도체 웨이퍼(W)가 탑재되도록 되어 있다. 이 탑재대 구조(22)는 처리용기(20)의 바닥부로부터 기립된, 예를 들면, 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 금속제의 지주(24)의 상단부에 부착 고정되어 있다.
탑재대 구조(22) 중에는 그 상부측에, 가열 수단으로서, 예를 들면, 텅스텐 와이어 히터나 카본 와이어 히터 등으로 이루어지는 가열 히터(26)가 매립되어 있고, 반도체 웨이퍼(W)를 가열하도록 되어 있다. 가열 히터(26)의 아래쪽에는 탑재대 구조(22)의 하부나 측부를 냉각하여 온도를 조절하는 냉매를 흘리기 위한 냉매통로(28)가 마련되어 있다. 탑재대 구조(22)의 보다 상세한 설명은 후술한다. 또한, 탑재대 구조(22)에는 반도체 웨이퍼(W)의 반입 및 반출시에 승강되어 반송 아암(arm)과의 사이에서 반도체 웨이퍼(W)의 수수를 실행하는 도시하지 않은 리프터 핀(lifter pin)이 마련되어 있다.
처리용기(20)의 바닥부에는 배기구(30)가 마련되어 있고, 이 배기구(30)에 배기계(18)가 접속되어, 처리용기(20)내의 분위기를 진공 배기할 수 있도록 되어 있다. 배기계(18)에 대해서는 후술한다. 처리용기(20)의 측벽에는 반도체 웨이퍼(W)를 반입 및 반출하는 개구(32)가 형성되어 있고, 이 개구(32)에, 이것을 기밀하게 개폐하기 위한 게이트밸브(34)가 마련되어 있다.
처리용기(20)의 천장부에는, 예를 들면, 샤워헤드(36)로 이루어지는 가스 도입 수단(38)이 마련되어 있고, 하면에 마련된 가스 분출 구멍(40)으로부터 처리용기(20)내에 필요한 가스가 공급되도록 되어 있다. 그리고, 처리용기(20)의 측벽이나 샤워헤드(36)에는 각각 히터(42, 44)가 마련되어 있어, 이들을 소정의 온도로 유지하는 것에 의해, 원료 가스의 고화나 액화를 방지하도록 되어 있다. 샤워헤드(36)의 가스 입구(36A)에, 원료 가스 공급계(16)나, 그 밖에 필요한 가스가 있는 경우에는 그 가스 공급계가 접속되어 있다. 이용되는 가스종류에 따라서는 샤워헤드(36)내에서 원료 가스와 다른 가스가 혼합되는 경우도 있고, 샤워헤드(36)내에 따로따로 도입되어 따로따로 흐르고 나서 처리용기(20)내에서 혼합되는 경우도 있다. 여기서는 가스 도입 수단(38)으로서 샤워헤드(36)를 이용하고 있지만, 그 대신에, 단순한 노즐 등이 이용되어도 좋고, 가스 도입 형태에 대해서도 특히 한정되지 않는다.
다음에, 원료 가스 공급계(16)에 대해 설명한다. 우선, 원료 가스 공급계(16)는 고체 원료 또는 액체 원료를 저장하는 원료 탱크(46)를 갖고 있다. 여기서는 원료 탱크(46)내에, 유기 금속 화합물의 원료인, 예를 들면, 고체원료(48)가 저장되어 있다. 이 고체원료(48)로서는 전술한 바와 같이, Ru3(CO)12가 이용되고 있다. 이 고체원료(48)는 일반적으로는 증기압이 매우 낮아 증발되기 어려운 특성을 갖고 있다. 또한, 상기 고체원료(48) 대신에, 버블링(bubbling) 등에 의해 원료 가스가 형성되는 액체원료가 이용되어도 좋다.
원료 탱크(46)의 천장부에 마련된 가스 출구(50)에 원료 통로(52)의 일단이 접속되고, 성막 장치 본체(14)의 샤워헤드(36)의 가스 입구(36A)에 원료 통로(52)의 타단이 접속되어 있다. 이에 따라, 원료 탱크(46)에서 발생한 원료 가스를 적절하게 공급할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 원료 통로(52)의 원료 탱크(46)에 가까운 부분에 개폐 밸브(54)가 개재되어 있다.
또한, 원료 탱크(46)의 하면측에는 원료 탱크(46)에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스관(56)이 접속되어 있다. 이 캐리어 가스관(56)의 도중에, 매스플로 컨트롤러와 같은 유량 제어기(58)와 캐리어 가스 개폐 밸브(60)가 순차 개재되어 있다. 캐리어 가스를 유량 제어하면서 공급하여 고체원료(48)를 가열하고, 고체원료(48)를 기화시킴으로써, 원료 가스를 형성할 수 있도록 되어 있다.
원료 탱크(46)의 내부에는 캐리어 가스관(56)이 설치된 측의 근방에 다공판(62)이 설치되어 있다. 고체원료(48)는 다공판(62)의 위에 유지되어 있다. 또한, 캐리어 가스관(56)으로부터 공급되는 캐리어 가스는 다공판(62)에 형성된 구멍부를 거쳐서, 원료 탱크(46)내에 균일하게 공급되도록 되어 있다. 캐리어 가스로서는 여기서는 CO(일산화탄소) 가스가 이용되고 있다.
그리고, 원료 탱크(46)에는 이것을 가열하기 위한 탱크 가열 수단(64)이 탱크 전체를 덮도록 해서 마련되어 있다. 이에 따라, 고체원료(48)의 기화가 촉진되도록 되어 있다. 이 경우, 고체원료(48)의 가열 온도는 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 고화 온도보다 높은 온도이다. 또한, 원료 통로(52)에는 테이프 히터와 같은 통로 가열 히터(66)가 마련되어 있어, 원료 통로(52)를 원료 가스의 분해 온도 미만으로 또한 고화 온도보다 높은 온도로 가열함으로써, 원료 가스가 재고화(再固化)되는 것이 방지되도록 되어 있다.
다음에, 배기계(18)에 대해 설명한다. 이 배기계(18)는 처리용기(20)의 배기구(30)에 접속된 배기 통로(68)를 갖고 있으며, 이 배기 통로(68)를 따라 처리용기(20)내의 분위기를 배기하도록 되어 있다. 구체적으로는 이 배기 통로(68)에는 그 상류측으로부터 하류측을 향해, 압력 조정 밸브(70), 진공 펌프부(72), 트랩 기구인 보조 트랩 기구(74)와 주 트랩 기구(76) 및 제해(除害) 장치(waste gas scrubber)(78)가 순차 개재되어 있다.
압력 조정 밸브(70)는, 예를 들면, 버터플라이 밸브(butterfly valve)로 이루어지고, 처리용기(20)내의 압력을 조정하는 기능을 갖고 있다. 진공 펌프부(72)는 여기서는 상류측에 마련된 터보 분자 펌프(72A)와, 이 하류측에 마련된 드라이 펌프(72B)로 이루어지고, 처리용기(20)내의 분위기를 진공배기할 수 있도록 되어 있다. 이 경우, 성막시의 설정 프로세스 압력에 따라, 상기 2개의 펌프(72A, 72B) 중의 어느 한쪽만이 마련되어도 좋다.
보조 트랩 기구(74)는 흘러오는 배기 가스를 냉각하여 배기 가스 중에 포함되는 미반응의 원료 가스를 회수하는 것이지만, 여기서는 주 트랩 기구(76)의 전단(前段)에 마련되어 있어, 미반응의 원료 가스의 일부를 회수하는 것이다. 미반응의 원료 가스가 많은 경우나 후단의 주 트랩 기구(76)의 회수 능력이 충분히 크지 않는 경우에, 특히 유효하게 작용한다. 반대로 말하면, 미반응의 원료 가스가 적은 경우나 후단의 주 트랩 기구(76)의 회수 능력이 충분히 큰 경우에는 보조 트랩 기구(74)는 마련하지 않아도 좋다. 보조 트랩 기구(74)로서는, 예를 들면, 극저온으로 이루어진 크라이오 패널(cryopanel)을 갖는 크라이오 펌프(cryopump) 등을 이용할 수 있다. 이 크라이오 패널에 의해서, 미반응의 원료 가스가 냉각되어 흡착된다.
주 트랩 기구(76)는 보조 트랩 기구(74)와 마찬가지로, 배기 가스를 냉각하여 배기 가스 중에 포함되는 미반응의 원료 가스를 회수하는 것이지만, 여기서는 미반응의 원료 가스, 즉 Ru3(CO)12 가스의 거의 대부분을 회수하도록 되어 있다. 주 트랩 기구(76)는 배기 가스를 냉매와 접촉시켜 냉각하는 것에 의해서 미반응의 원료 가스를 응고시키고 원료를 재석출(再析出)시키는 응고 유닛(80)과, 이 응고 유닛(80)내의 냉매를 여과하는 것에 의해 재석출된 원료를 냉매로부터 분리하여 회수하는 여과 회수 유닛(82)을 주로 갖고 있다.
응고 유닛(80)은, 예를 들면, 스크러버(scrubber) 장치로 이루어지고, 통체 형상으로 이루어진 응고 용기(84)를 갖고 있다. 응고 용기(84)의 측벽의 상부에 가스 입구(86)가 마련되고, 해당 가스 입구(86)에 배기 통로(68)의 한쪽측이 접속되어 있고, 해당 가스 입구(86)에 대향하는 측벽의 중앙부, 혹은 그보다도 조금 하부측에 가스 출구(88)가 마련되고, 해당 가스 출구(88)에 배기 통로(68)의 다른쪽측이 접속되어 있다.
이에 따라, 가스 입구(86)로부터 응고 용기(84)내에 배기 가스가 유입되고, 가스 출구(88)로부터 유출하도록 되어 있다. 또한, 응고 용기(84)내에 적절히 배플판(baffle plate) 등을 마련하여, 응고 용기(84)내에 있어서 배기 가스가 흐르는 경로길이를 더욱 길게 설정하도록 해도 좋다. 또한, 이 응고 용기(84)내의 천장부측에는 복수의 노즐(92A)을 갖는 샤워헤드(92)가 마련되어 있고, 이 샤워헤드(92)에 액체 공급관(94)이 접속되어, 이것에 냉매가 흐르도록 되어 있다. 따라서, 응고 용기(84)내에서는 샤워헤드(92)의 각 노즐(92A)로부터 냉매가 샤워형상으로 방출되고, 이것과 배기 가스가 접촉함으로써 배기 가스가 냉각되도록 되어 있다.
이 냉매로서는 원료에 대해 불용성 또는 난용성의 냉매, 여기서는, 예를 들면, 냉각수가 이용되고 있다. 냉매에 의한 냉각에 의해서 배기 가스 중의 미반응의 원료 가스가 응고되어, 원료인 Ru3(CO)12가 재석출되도록 되어 있다. 냉매로서 냉각수를 이용하는 이유는 Ru3(CO)12가 냉각수(물)에 대해 분해되지 않고, 안정된 특성을 갖고 있기 때문이다．
또한, 응고 용기(84)의 바닥부에는 액체 출구(96)와 액체 입구(98)가 마련되어 있다. 그리고, 여과 회수 유닛(82)은 액체 출구(96)와 액체 입구(98)를 연결하는 순환 통로(100)에 마련되어 있다. 순환 통로(100)의 도중에 순환 펌프(102)가 개재되어 있으며, 응고 용기(84)내의 재석출된 원료를 포함하는 냉매를 순환 통로(100)내에 순환시키도록 되어 있다.
또한, 순환 통로(100)의 순환 펌프(102)보다도 상류측에는 재석출되어 있는 원료를 냉매 중으로부터 회수하는 회수 용기(104)가 마련되어 있다. 이 회수 용기(104)내에는 필터(106)가 교환 가능하도록 마련되어 있다. 이 필터(106)에서 냉매를 여과하는 것에 의해, 재석출되어 있는 원료를 회수할 수 있도록 되어 있다.
또한, 순환 펌프(102)와 회수 용기(104)의 사이의 순환 통로(100)로부터는 도중에 배출용 개폐 밸브(108)가 개재된 배출관(110)이 분기해서 마련되어 있다. 이에 따라, 필요에 따라 과잉의 냉매를 시스템 외로 배출할 수 있도록 되어 있다. 여기서, 처리용기(20)의 배기구(30)로부터 주 트랩 기구(76)까지의 배기 통로(68), 및 그 도중에 개재된 각 부재(진공 펌프부(72)도 포함)에는 테이프 히터 등의 통로 가열 히터(112)가 마련되어 있다. 이에 따라, 배기 통로(68)내를 흐르고 있는 배기 가스를 소정의 온도로 가열하여, 도중에 배기 가스 중의 미반응의 원료 가스가 액화 혹은 고화되는 것이 방지되도록 되어 있다. 또, 처리용기(20)의 배기구(30)에서 주 트랩 기구(76)까지의 배기 통로(68)가 긴 것이 문제가 될 수 있는 경우, 예를 들면, 통로 가열 히터(112)의 부설 비용이 문제로 될 수 있는 경우에는 보조 트랩 기구(74)와 주 트랩 기구(76)를, 압력 조정 밸브(70)와 터보 분자 펌프(72A)의 사이에 마련하거나, 또는 터보 분자 펌프(72A)와 드라이 펌프(72B)의 사이에 마련하면, 주 트랩 기구(76)로부터 하류측에 마련되는 통로 가열 히터(112)를 생략할 수 있고, 통로 가열 히터(112)의 부설 범위를 짧게 할 수 있다.
또한, 주 트랩 기구(76)의 하류측에 마련되는 제해 장치(78)는 배기 가스 중의 유해 가스를 무해화하는 것이다. 여기서는 원료 가스의 분해에 의해 CO(일산화탄소)가 발생하고, 또한, 캐리어 가스로서도 동일한 CO가 이용되고 있으므로, 제해 장치(78)는 이들 CO를, 예를 들면, 연소시켜, CO2(이산화탄소)로서 무해화하여 대기 중으로 방산하도록 되어 있다.
<탑재대 구조의 제 1 실시예>
다음에, 처리용기(20)내에 마련된 본 발명에 따른 탑재대 구조(22)의 제 1 실시예에 대해 상세하게 기술한다. 이 탑재대 구조(22)는 전술한 바와 같이, 가열 히터(26)와 냉매통로(28)를 갖고 있다. 구체적으로는 이 탑재대 구조(22)는 도 2∼도 4에도 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)가 탑재되고 내부에 가열 히터(26)가 마련된 탑재대 본체(114)와, 이 탑재대 본체(114)의 측면과 저면을 둘러싼 상태에서 해당 탑재대 본체(114)를 지지하고 내부에 냉매를 흘리는 냉매통로(28)가 마련되어 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도범위로 유지되는 기대(116)에 의해서 구성되어 있다.
탑재대 본체(114)는 전체가 세라믹재나 금속 등에 의해 원판형상으로 성형되어 있고, 가열 수단으로서 그 내부에 대략 전면에 걸쳐서 텅스텐 와이어 히터나 카본와이어 등으로 이루어지는 가열 히터(26)가 절연된 상태에서 매립되어 있고, 이 상면에 직접적으로 탑재되어 접하는 반도체 웨이퍼(W)를 원하는 온도로 가열하여 온도 제어할 수 있도록 되어 있다.
세라믹재로서는, 예를 들면, 질화 알루미늄(AlN), 산화 알루미늄(Al2 O3), 실리콘 카바이트(SiC) 등을 이용할 수 있다. 상기 금속으로서는 알루미늄, 알루미늄 합금 등을 이용할 수 있다. 또한, 탑재대 본체(114)의 직경은 반도체 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간 작게 설정되고, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(W)의 직경이 300㎜인 경우에는 탑재대 본체(114)의 직경은 295㎜ 정도로 설정된다. 탑재대 본체(114)의 둘레 가장자리부에는 단면이 직각형상으로 잘라내어진 단부(段部, stepped portion)(118)(도 3참조)가 그 둘레방향을 따라 링형상으로 형성되어 있다.
또한, 기대(116)는 전체가 금속에 의해 형성되어 있다. 그리고, 기대(116)는 내부에 냉매통로(28)가 거의 전체면에 걸쳐서 마련된 원판형상의 금속제의 베이스부(120)와, 이 베이스부(120)의 둘레 가장자리부상에 탑재대 본체(114)의 측면을 둘러싸도록 해서 기립하도록 마련된 링형상의 금속제의 에지 링(edge ring)(122)에 의해서 주로 구성되어 있다. 냉매통로(28)에는 도시하지 않은 배관을 거쳐서, 냉매로서의 냉각수, 플러리너트(Fluorinert), 갈덴(Galden)(등록상표) 등이 흐르도록 되어 있다.
베이스부(120)와 에지 링(122)의 사이에는 에지 링(122)의 냉각을 완화하기 위해, 에지 링(122)과 베이스부(120)를 구성하는 금속보다도 열전도성이 낮은 금속으로 이루어지는 링형상의 열전도 완화 부재(124)가 개재되어 마련되어 있다. 그리고, 이들 에지 링(122), 열전도 완화 부재(124) 및 베이스부(120)는 그 위쪽으로부터 복수개의 볼트(126)에 의해서 착탈 가능(분해 가능)하게 일체적으로 결합되어 있다. 따라서, 에지 링(122) 및 열전도 완화 부재(124)는 처리용기(20)내에 있어서 착탈 가능하게 이루어진 구성부품으로 되어 있다.
여기서, 베이스부(120)나 에지 링(122)은 각각, 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 이루어지고, 열전도 완화 부재(124)는 알루미늄이나 알루미늄 합금보다도 열전도성이 떨어지는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어져 있다. 무엇보다도, 열전도 완화 부재(124)는 필요에 따라 마련하면 좋으므로, 생략할 수도 있다. 또한, 베이스부(120)나 에지 링(122)에, 알루미늄이나 알루미늄 합금 대신에, 열전도성은 조금 떨어지지만 스테인리스 스틸을 이용해도 좋다.
또한, 베이스부(120)의 상면과 탑재대 본체(114)의 바닥부(하면)의 사이에는 단열재(128, 129)가 개재되어 있다. 이러한 상태로 탑재대 본체(114)가 지지되어 있는 것에 의해, 양자간의 단열이 도모되어 있다. 단열재(128, 129)로서는 열전도성이 낮고 또한 내열성이 우수한 세라믹재나 스테인리스 스틸 등을 이용할 수 있다. 이들 단열재는 탑재대 본체(114)의 바닥부 외주를 지지하는 링형상의 단열재(128)와, 바닥부 내주를 지지하는 복수의 작은 조각의 단열재(129)로 이루어져 있고, 이들 작은 조각의 단열재(129) 사이에 복수개 공간부(130)가 존재함으로써, 단열성이 향상되어 있다(도 4 참조). 또한, 이들 단열재는 도 4에 나타내는 바와 같이, 상부에 지지 돌기(132A, 133A)가 형성되고 하부에 다리부(132B, 133B)가 형성되어, 접촉 면적(전열 면적)이 가능한 한 작게 되어 있다. 이에 따라, 단열성이 더욱 향상되어 있다. 단열재 지지 돌기(132A, 133A)의 선단에는 평탄부가 형성되어 있어, 링형상의 단열재(128)의 평탄부 a의 직경방향 길이는 작은 조각의 단열재(129)의 평탄부 b의 직경방향 길이보다도 길고, 처리공간의 분위기가 공간부(130)내에 침입하는 것이 효과적으로 억제되어 있다.
그리고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 에지 링(122)의 상면은 반도체 웨이퍼(W)의 탑재면의 수평 레벨과 대략 동일 레벨을 유지하면서 반도체 웨이퍼(W)의 반지름방향 바깥쪽으로 소정의 길이만큼 연장하도록, 링형상의 플랜지부(134)가 형성되어 있다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(W)의 주변부에 위쪽으로부터 흘러오는 원료 가스가 반도체 웨이퍼(W)측에 안내되어, 효율적인 성막이 실행되도록 되어 있다.
또한, 에지 링(122)의 내주측의 상부에는 내주측(반도체 웨이퍼(W)측)으로 돌출된 돌기부(136)가 그 둘레방향을 따라 링형상으로 마련되어 있다. 이 돌기부(136)는 탑재대 본체(114)의 단부(stepped portion)(118)의 도중까지 연장되어 있다. 그리고, 이 돌기부(136)에는 그 위쪽으로부터 아래쪽으로 관통하도록, 고정 나사(138)가 마련되어 있다. 이 고정 나사(138)를 아래방향으로 전진시키는 것에 의해서, 탑재대 본체(114)의 주변부가 압압되어, 탑재대 본체(114)가 고정되도록 되어 있다. 에지 링(122)의 내주면과 탑재대 본체(114)의 외주면은 직접적으로는 접촉하지 않으며, 양자간에는 단열을 도모하는 공간부(140)가 남아 있게 된다. 또한, 고정 나사(138)는 전체에서, 예를 들면, 6개 정도 밖에 마련되어 있지 않고, 그것에 의해서도 에지 링(122)과 탑재대 본체(114)의 사이의 단열성이 높아져 있다.
또한, 탑재대 본체(114)의 단부(118)의 위쪽의 측면과 에지 링(122)의 돌기부(136)의 내주면의 사이에는 링형상의 실드 링(142)이, 헐겁게 끼워진 상태에서 착탈 가능하게 마련되어 있다. 따라서, 이 실드 링(142)은 처리용기(20)내의 착탈 가능하게 이루어진 구성부품으로 된다. 이 실드 링(142)은 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속으로 이루어지고, 탑재대 본체(114)의 측벽에의 성막 방지, 반도체 웨이퍼(W)의 면내 온도 균일성의 확보, 반도체 웨이퍼(W)의 이면에의 성막 방지, 탑재대 본체(114)와 에지 링(122)의 사이의 단열 등의 기능을 한다.
이상과 같이 구성된 성막 장치(12)의 전체의 동작, 예를 들면, 가스의 공급의 개시 내지 정지, 프로세스 온도, 프로세스 압력, 냉매통로(28)에 흘리는 냉매의 온도 제어, 주 트랩 기구(76)에 있어서의 냉매의 공급, 냉매의 순환 등의 제어는, 예를 들면, 컴퓨터로 이루어지는 장치 제어부(150)에 의해서 실행된다(도 1 참조).
이 제어에 필요한 컴퓨터에 판독 가능한 프로그램은 기억 매체(152)에 기억되어 있다. 이 기억 매체(152)로서는 플렉시블 디스크, CD(Compact Disc), CD-ROM, 하드 디스크, 플래시 메모리 혹은 DVD 등이 이용된다.
<원료 회수 방법의 제 1 실시예>
다음에, 이상과 같이 구성된 성막 장치(12)의 제 1 실시예를 이용하여 실행되는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 1 실시예에 대해, 도 6도 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 원료 회수 방법의 제 1 실시예를 나타내는 흐름도이다. 우선, 도 1에 나타내는 바와 같이, 성막 장치(12)의 성막 장치 본체(14)에 있어서, 배기계(18)의 진공 펌프부(72)의 터보 분자 펌프(72A) 및 드라이 펌프(72B)가 계속적으로 구동되어, 처리용기(20)내가 진공배기되고, 소정의 압력으로 유지된다. 또한, 탑재대 구조(22)에 지지된 반도체 웨이퍼(W)가 가열 히터(26)에 의해 소정의 온도로 유지되고, 또한, 처리용기(20)의 측벽 및 샤워헤드(36)도 각각 히터(42, 44)에 의해서 별도의 소정의 온도로 유지된다. 후자의 소정의 온도는 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 원료 가스의 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 범위내의 온도이며, 예를 들면, 80℃ 정도이다.
또한, 원료 가스 공급계(16)의 전체는 탱크 가열 수단(64)이나 통로가열 히터(66)에 의해서 미리 소정의 온도, 예를 들면, 전술한 바와 같은 80℃ 정도로 가열된다. 그리고, 성막 처리가 개시되면, 원료 가스 공급계(16)에 있어서는 원료 탱크(46)내에 캐리어 가스관(56)을 거쳐서 유량 제어된 캐리어 가스(CO)가 공급되고, 원료 탱크(46)내에 저장되어 있는 고체원료(48)가 가열되어 기화되고, 원료 가스가 발생한다.
이와 같이 하여 발생한 원료 가스는 캐리어 가스와 함께, 원료 통로(52)내를 하류측을 향해 흘러간다. 이 원료 가스는 성막 장치 본체(14)의 샤워헤드(36)로부터 감압 분위기로 이루어져 있는 처리용기(20)내에 도입된다. 이에 따라, 이 처리용기(20)내에서, 예를 들면, CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해서 반도체 웨이퍼(W)상에 Ru 금속의 박막이 성막되게 된다. 이에 따라, 도 6에 나타내는 성막 처리 S1이 실행되게 된다. 이 때의 프로세스 조건은 프로세스 압력이 0.1Torr(13.3Pa) 정도이며, 반도체 웨이퍼 온도가 원료 가스의 분해 온도 이상, 예를 들면, 150∼250℃ 정도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 150℃를 초과하면 성막 레이트는 급격히 커지기 때문에, 상기 온도이면 충분한 성막 레이트를 얻을 수 있다. 이 성막 처리에 있어서, 반도체 웨이퍼(W)의 상면에는 박막이 퇴적되지만, 탑재대 구조(22)는 후술하는 온도 제어로 인해 그 표면에 불필요한 박막이 거의 퇴적되지 않는다.
여기서, 고체원료(48)인 Ru3(CO)12는 증기압이 매우 낮아 증발(기화)하기 어려운 원료이다. 또한, 성막 반응에 기여하는 양(비율)은 매우 적으며, 90% 정도의 원료 가스가 미반응 상태에서 캐리어 가스인 CO와 함께 배기계(18)의 배기 통로(68)내를 흐른다. 이 배기 통로(68)도 통로 가열 히터(112)에 의해서 상술한 바와 같이 80℃ 정도로 가열되어, 원료 가스가 재고화 등으로 되는 것이 방지되어 있다. 상기 성막 반응은 하기의 화학식으로 나타나며, 캐리어 가스와 동일한 가스종인 CO(일산화탄소)가 발생한다.
Ru3(CO)12⇔Ru3(CO)12↑
Ru3(CO)12↑⇔Ru3(CO)12-x↑+XCO↑
Ru3(CO)12-x↑+Q→3Ru+(12-X)CO↑
Ru3(CO)12↑+Q→3Ru+12CO↑
여기서 “⇔”는 가역적인 것을 나타내고, “↑”는 가스 상태인 것을 나타내며, “↑”이 붙어 있지 않은 것은 고체 상태인 것을 나타내고, “Q”는 열량이 가해지는 것을 나타낸다.
배기 통로(68)를 흐르는 배기 가스는 압력 조정 밸브(70), 터보 분자 펌프(72A), 드라이 펌프(72B), 보조 트랩 기구(74), 주 트랩 기구(76) 및 제해 장치(78)를 순차 경유한 후에, 대기 중에 방산된다. 이 경우, 미반응의 원료 가스가 회수된 후에는 배기 가스로서 CO 가스가 잔류할 뿐이므로, 이 CO 가스는 제해 장치(78)에서 연소에 의해 제해되어, CO2로 되고 나서 대기 방산된다.
여기서, 예를 들면, 크라이오 펌프로 이루어지는 보조 트랩 기구(74)내를 배기 가스가 통과했을 때에, 크라이오 패널에 의해서 배기 가스가 냉각되어, 일부의 미반응의 원료 가스가 응축(응고)되고, 재석출된 원료가 크라이오 패널에 부착되는 것에 의해서 회수된다.
그리고, 이 보조 트랩 기구(74)를 흘러나온 배기 가스는 주 트랩 기구(76)에 유입되고, 냉매와 접촉한다. 이것에 의해서 미반응의 원료 가스가 거의 대부분 회수된다. 이에 따라, 도 6 중의 회수 공정 S2가 실행되게 된다. 이 원료 회수 방법은 배기 가스를 냉매와 접촉시켜 냉각하는 것에 의해 미반응의 원료 가스를 응고시켜 상기 원료를 재석출시키고, 재석출된 상기 원료를 냉매로부터 분리해서 회수하는 것에 의해서 실행된다.
구체적으로는 도 1에 나타내는 바와 같이, 응고 유닛(80)에 있어서 가스 입구(86)로부터 응고 용기(84)내에 유입된 배기 가스가 천장부에 마련된 샤워헤드(92)의 각 노즐(92A)로부터 분사되는 냉매와 접촉해서 냉각되고, 그 후, 가스 출구(88)로부터 배출되게 된다. 여기서, 배기 가스가 냉매, 여기서는 냉각수와 접촉해서 냉각되면, 배기 가스 중에 포함되어 있던 미반응의 원료 가스도 냉각되어 응축(혹은 응고)되고, 원료가 재석출하게 된다. 이 경우, 냉각수의 온도는 원료의 기화 온도(승화 온도) 등에도 의존하지만, 예를 들면, 0∼30℃ 정도인 것이 바람직하다.
여기서 재석출된 원료는 냉매(냉각수)와 함께 응고 용기(84)내의 바닥부에 고이게 된다. 또한, 캐리어 가스인 CO는 냉각수 중에는 거의 녹지 않는다. 그리고, 이 응고 용기(84)내의 냉매는 여과 회수 유닛(82)의 순환 펌프(102)가 구동하는 것에 의해, 액체 출구(96)로부터 순환 통로(100)내로 유출되어, 이 순환 통로(100)내를 흐른 후에 액체 입구(98)로부터 재차 응고 용기(84)내로 되돌려지고, 즉 순환된다. 이 경우, 순환 통로(100)내를 흐르는 냉매는 회수 용기(104)내를 흘러간다.
이 회수 용기(104)내에 냉매가 흐르면, 이 냉매 중에 포함되어 있던 재석출된 원료가 필터(106)에 의해 여과되어, 이 필터(106) 부분에 고인다. 그것이 나중에 회수되게 된다. 이 경우, 상기 원료인 Ru3(CO)12는 냉매인 냉각수에 거의 녹지 않으므로, 냉매 중에 혼입되어 재석출된 원료는 거의 대부분이 상기 필터(106)에 의해 여과되어 회수되게 된다.
이 경우, 회수 용기(104)를 복수개 병렬로 마련해 두고, 그들을 전환해서 사용할 수 있도록 해도 좋은 것은 물론이다. 또한, 여기서 회수된 원료는 불순물이 혼입되어 있지 않으므로, 이것을 정제 등을 할 필요가 없다. 즉, 이것을 건조시킨 후에 그대로 원료 탱크(46)내의 고체원료(48)로서 이용할 수 있다. 실제로 회수한 원료를 분석한 결과, 금속으로서의 Ru나 중간 생성물인 Ru3(CO)12-x 등은 검출되지 않고, 전량이 Ru3(CO)12이었다.
여기서, 처리용기(20)내의 탑재대 구조(22)상에 탑재된 반도체 웨이퍼(W)에 대한 성막의 상황에 대해 상세하게 설명한다. 상술한 바와 같이, 성막시에는 반도체 웨이퍼(W)는 150∼250℃ 정도, 예를 들면, 190∼230℃ 정도의 고온 상태로 가열되지만, 이것은 즉, 탑재대 구조(22)의 반도체 웨이퍼(W)를 직접적으로 탑재하는 탑재대 본체(114)가, 이것에 내장되는 가열 히터(26)에 의해서, 대응하는 고온 상태로 가열되는 것을 의미한다. 한편, 탑재대 본체(114)를 지지하는 기대(116)쪽은 냉매통로(28)에, 예를 들면, 냉각수가 흘려지는 것에 의해서, 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 원료 가스의 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도, 예를 들면, 80∼110℃ 정도의 저온으로 유지되어 있다.
또, 상기 원료 가스의 분해 온도는 150℃ 정도이며, 고화 온도는 75℃ 정도이다. 본 실시예에서는 구체적으로는 기대(116)의 베이스부(120)의 온도가 80℃ 정도로 유지되고, 탑재대 본체(114)의 측면을 둘러싸는 에지 링(122)의 온도가 100℃ 정도로 유지되고, 양자의 사이에 개재하는 열전도 완화 부재(124)도 포함시켜 이들 구성부품의 온도는 원료 가스의 열분해 온도보다도 낮게 설정되어 있다. 따라서, 이들 구성 부재의 표면에 Ru막의 불필요한 박막이 퇴적되는 것이 효과적으로 방지된다.
여기서, 탑재대 본체(114)와 베이스부(120)의 사이가 단열재(128, 129)나 공간부(130)에 의해서 단열되어 있고, 또한, 탑재대 본체(114)와 에지 링(122)의 사이도 공간부(140)에 의해서 단열되어 있으므로, 탑재대 본체(114)의 온도가 190∼230℃ 정도로 높아도, 이것을 지지하는 베이스부(120)나 에지 링(122)이나 열전도 완화 부재(124)를 효율적으로 냉각할 수 있다. 그 결과, 상술한 바와 같이 이들 구성 부재의 표면에 불필요한 박막이 퇴적되는 것이 효과적으로 방지되는 것이다.
단, 에지 링(122)을 80℃ 정도까지 냉각하면, 이 에지 링(122)과 반도체 웨이퍼(W)의 사이에서 큰 온도차가 발생하기 때문에, 반도체 웨이퍼(W)의 주변부의 성막에 악영향이 생길 우려가 있다. 따라서, 상술한 바와 같이, 에지 링(122)과 베이스부(120)의 사이에 열전도 완화 부재(124)를 개재시켜, 에지 링(122)의 온도를 베이스부(120)의 온도보다도 높아지도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 에지 링(122)과 탑재대 본체(114)의 사이에 개재되는 링형상의 실드 링(142)은 그 내측이 고온의 탑재대 본체(114)와 인접하고 있기 때문에, 원료 가스의 열분해 온도 이상의 온도로 되고, 해당 실드 링(142)의 상면측에는 불필요한 박막이 퇴적되게 되지만, 해당 상면에 퇴적되는 박막의 양은 소량이다.
이상과 같이, 필요한 부분, 즉, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에만 박막을 퇴적시키고, 에지 링(122)이나 베이스부(120)나 열전도 완화 부재(124) 등의 기대(116)측의 표면에는 불필요한 박막을 퇴적시키지 않도록 고안했으므로, 후자의 부분의 표면에서는 원료 가스가 소비되지 않고 미반응 상태에서 배기계(18)에 흘러가고, 전술한 회수 공정 S2에서 원료로서 회수되게 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 불필요한 박막이 퇴적되지 않는다고 하는 것은 드라이 클리닝을 실행할 필요를 줄이거나 혹은 없애는 것을 가능하게 한다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 처리용기(20)내에서 유기 금속 화합물의 원료 가스, 예를 들면, Ru3(CO)12 가스를 이용하여 박막, 예를 들면, Ru 금속막을 피처리체인 반도체 웨이퍼(W)에 형성할 때의 탑재대 구조에 있어서, 피처리체가 탑재되고 내부에 가열 히터(26)가 마련된 탑재대 본체(114)와, 탑재대 본체(114)의 측면과 저면을 둘러싼 상태에서 탑재대 본체(114)를 지지하고 내부에 냉매를 흘리는 냉매통로(28)가 마련되어 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 원료 가스의 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도범위로 유지되는 기대(116)를 구비하는 것에 의해, 기대(116)측에 불필요한 박막이 퇴적되는 것이 억제되어 필요한 부분, 즉, 피처리체의 표면에만 박막을 퇴적시키는 것이 촉진된다. 그 결과로서, 드라이 클리닝 처리의 횟수가 억제될 수 있거나, 혹은 드라이 클리닝 처리 자체를 없앨 수 있다. 또한, 원료 자체의 회수나 원료에 포함되는 금속의 회수를 효율적이고 또한 저비용으로 실행할 수 있다.
<원료 회수 방법의 제 2 실시예>
상술한 원료 회수 방법의 제 1 실시예에서는 기대(116)의 온도를 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 원료 가스의 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도범위로 설정하여, 기대(116)의 표면에 불필요한 박막이 퇴적되지 않도록 하고 있지만, 실제로는 도 7에 나타내는 탑재대 구조의 부분 확대 단면도와 같이, 탑재대 구조(22)의 에지 링(122)의 상면의 내주측이나 실드 링(142)의 상면에, Ru막의 박막으로 이루어지는 불필요한 박막(160)이 부착되는 경우가 있다.
또한, 반도체 웨이퍼(W)의 온도의 면내 균일성을 더욱 높게 유지하기 위해, 에지 링(122)의 온도를 150∼180℃ 정도의 중온 상태로 억지로 높이는 경우도 있다. 그 경우, 에지 링(122)의 상면의 내주측에의 불필요한 박막(160)의 부착 발생 경향이 높아져 버린다.
이러한 경우, 이 불필요한 박막(160)은 어느 정도의 개수의 반도체 웨이퍼(W)의 성막 처리가 완료된 후에, 탑재대 구조로부터 상기한 구성부품마다 분리하여, 불필요한 박막(160)으로부터 고가의 금속의 회수 처리를 실행한다. 그러나, 불필요한 박막(160)은 상기한 구성부품에 강고하게 부착되어 있으므로, 불필요한 박막(160)을 박리하는 공정은 상당히 곤란하다. 그래서, 원료 회수 방법의 제 2 실시예에서는 상기한 구성부품에 미리 나중에 제거될 코팅막을 형성해 두고, 이 코팅막 상에 상기 불필요한 박막을 부착시키도록 해서, 금속의 회수 처리를 더욱 용이하게 실행하는 것을 의도한 것이다. 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 2 실시예를 실행할 때의 코팅막이 형성되는 구성부품의 변화를 나타내는 개략도이며, 도 9는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 2 실시예를 나타내는 흐름도이다.
우선, 성막 처리를 실행하기 전에, 탑재대 구조(22)의 착탈 가능하게 이루어진 구성부품, 즉, 교체 가능하게 이루어진 구성부품을 분리하고, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 이 구성부품(162)의 표면에 코팅막(164)을 형성한다. 즉, 코팅막 형성 공정이 실행된다(도 9의 S11).
착탈 가능하게 이루어진 구성부품(162)으로서는 여기서는 탑재대 구조(22)에 있어서의 에지 링(122), 열전도 완화 부재(124) 및 실드 링(142)이 대응된다. 코팅막(164)은 구성부품(162)의 전체면에 형성해도 좋지만, 일부의 면에만 형성되어도 좋다. 단, 적어도 처리용기(20)내의 분위기에 노출되어지는 부분(불필요한 박막(160)(도 7 참조)이 퇴적될 우려가 있는 부분)을 커버하고 있는 것이 바람직하다. 코팅막(164)으로서는 구성부품(160)에 대해 밀착성이 그다지 좋지 않고(박리가 가능하고) 또한 박리하기 쉬운 코팅막을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 물리적인 충격에 의해서 간단히 벗겨지는 코팅막이나, 부착된 불필요한 박막보다도 화학적 반응성이 높아 용이하게 용해하는 바와 같은 코팅막을 이용하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 코팅막(164)으로서 알루미늄의 용사막, 테프론(등록상표)막이나 도금막 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기한 구성부품(162)인 에지 링(122), 열전도 완화 부재(124) 및 실드 링(142)은 여기서는 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 형성되어 있지만, 구성부품(162)이 알루미나(alumina)나 질화 알루미늄 등의 세라믹재로 형성되어 있는 경우에 있어서도, 코팅막(164)을 형성하는 것은 유효하다.
상술한 바와 같이, 구성부품(162)에 코팅막(164)을 형성하면, 이들 구성부품(162)을 탑재대 구조(22)로서 장착하여 조립하는 것에 의해, 장착 공정 S12가 실행된다. 이에 따라, 구성부품(162)인 에지 링(122), 열전도 완화 부재(124) 및 실드 링(142)이 도 2에 나타내는 바와 같이 조립되어, 탑재대 구조(22)가 완성된다.
다음에, 앞의 실시예에서 설명한 바와 같이, 처리용기(20)내에 원료 가스를 흘려 Ru막으로 이루어지는 박막을 형성하는 것에 의해, 성막 공정이 실행된다(S13). 이 성막 공정 S13을 반복 실행하면, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 각 구성부품(162)의 표면에 Ru막으로 이루어지는 불필요한 박막(160)이 부착되어 퇴적하게 된다. 또한, 상기한 성막 공정 S13을 실행할 때에는 먼저 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 원료 회수 방법의 제 1 실시예도 동시 병행적으로 실행되어 원료 자체가 회수된다.
이와 같이 하여, 어느 정도의 양의 불필요한 박막(160)이 부착되면, 다음에 탑재대 구조(22)를 분해하여, 구성부품(162)인 에지 링(122)이나 열전도 완화 부재(124)나 실드 링(142)을 분리하는 분리 공정이 실행된다(S14). 그리고, 이 분리된 에지 링(122)이나 열전도 완화 부재(124)나 실드 링(142)의 표면에 부착되어 있는 불필요한 박막(160)을 코팅막(164)과 함께 제거하는 제거 공정이 실행된다(S15). 그리고, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 제거된 불필요한 박막(160)을 회수하는 회수 공정이 실행된다(S16).
제거 공정에서는 물리적 처리로서, 예를 들면, 샌드 블라스트(sandblast) 처리에 의한 충돌에 의해서 불필요한 박막(160)과 코팅막(164)을 한번에 박리할 수 있다. 또는 화학적 처리로서, 코팅막(164)이 알루미늄 용사인 경우에는 Ru막은 산이나 알칼리에 대해 내성이 있기 때문에, 염산, 암모니아, 수산물 나트륨 등을 작용시켜 알루미늄 용사의 코팅막(164)을 용해하여 제거하는 것에 의해서, 불필요한 박막(160)을 박리할 수 있다. 또한, 여기서 코팅막(164)이 제거된 구성부품(162)에는 재차 코팅막(164)이 형성되고(S11), 재이용된다.
이와 같이 하여, 불필요한 박막(160)인 Ru 금속을 회수하면, 이 Ru 금속에, 예를 들면, 카르보닐화 처리를 실시하는 것에 의해, 원료인 Ru3(CO)12를 재생하는 재생 공정이 실행된다(S17). 이에 따라, 원료 중에 포함되는 금속, 예를 들면, Ru를 효율적으로 또한 저비용으로 회수할 수 있다.
이와 같이, 원료 회수 방법의 제 2 실시예에 의하면, 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기(20)내의 탑재대 구조상에 피처리체로서, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하고, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 피처리체의 표면에 박막을 형성하도록 한 성막 장치에 있어서의 원료 회수 방법에 있어서, 탑재대 구조의 구성부품(162)((122, 124, 142))에 코팅막(164)을 형성하고, 성막 후에 이 구성부품에 부착된 불필요한 박막을 코팅막과 함께 해당 구성부품으로부터 제거하는 것에 의해서, 원료에 포함되는 금속, 예를 들면, Ru를 효율적으로 또한 저비용으로 회수할 수 있다.
또한, 탑재대 구조로서, 도 10에 나타내는 탑재대 구조의 변형예와 같이, 기대(116)의 일부를 형성하는 에지 링(122)의 상면측에, 반도체 웨이퍼(W)의 단면(端面)인 베벨(bevel)부에 막이 부착되는 것을 방지하기 위해 링형상의 커버 링(170)을 마련하는 경우가 있다. 이 커버 링(170)은, 예를 들면, 알루미나나 질화 알루미늄 등의 세라믹재로 이루어지고, 착탈 가능하게 이루어진 구성부품(162)으로서 구성된다. 이 경우, 이 커버 링(170)의 온도도 상기 에지 링(122)과 마찬가지로, 성막시에 있어서는 원료 가스의 분해 온도 미만이고, 또한, 원료 가스의 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도범위로 유지된다. 다만, 웨이퍼의 온도 균일성의 관점에서, 원료 가스의 분해 온도 이상의 중온 상태로 유지되는 경우도 있다. 도 10에 있어서는 도 2에 나타내는 구성부품과 동일 구성부품에 대해서는 동일 참조 부호를 붙이고 있다. 이러한 커버 링(170)에도 성막 처리의 반복에 의해서 불필요한 박막이 부착되는 것이 고려되므로, 도 8a 내지 도 8c에 있어서 설명한 코팅막(164)을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 원료 회수 방법의 제 2 실시예에서는 착탈 가능하게 이루어진 구성부품(162)이 냉매통로(28)를 흐르는 냉매에 의해 냉각되는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 기구를 갖고 있지 않은 탑재대 기구의 착탈 가능하게 이루어진 구성부품(162)에 대해서도, 본 발명 방법의 제 2 실시예의 코팅막(164)을 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 상기 각 실시예에 있어서는 주 트랩 기구(76)에 있어서, 원료가 고체이기 때문에, 냉매와 원료 가스를 직접 접촉시키도록 하고 있지만, 원료가 액체인 경우에는 냉각 파이프에 냉매를 흘리는 등으로 해서, 냉매와 원료 가스를 직접 접촉시키지 않는 형태로 원료 가스를 냉각하여, 재액화되었을 때에 양자가 혼합하지 않는 구성을 채용하는 것이 바람직하다.
<성막 장치의 제 2 실시예 및 탑재대 구조의 제 2 실시예>
다음에, 본 발명의 성막 장치의 제 2 실시예에 대해 설명한다. 도 11은 본 발명의 성막 장치의 제 2 실시예에 이용되는 성막 장치 본체를 나타내는 개략 단면도, 도 12는 성막 장치 본체에 이용되는 배플판의 일예를 나타내는 평면도, 도 13은 탑재대 구조의 제 2 실시예를 나타내는 부분 확대 단면도이다. 또한 도 1 내지 도 10을 참조해서 설명한 구성 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 참조 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
앞서 설명한 실시예에 있어서는 탑재대 구조의 구성부품 중, 탑재대 본체(114) 및 실드 링(142)을 제외한 다른 구성부품, 예를 들면, 베이스부(120), 에지 링(122), 열전도 완화 부재(124) 및 커버 링(170)이, 불필요한 박막(160)이 부착되지 않도록, 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 원료 가스의 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 온도범위로 설정되었다. 한편, 성막 장치의 제 2 실시예에서는 베이스부(120)를 제외하고, 주변부품인 에지 링(122) 및 커버 링(170)의 온도에 대해, 원료 가스의 분해 온도 이상의 온도로 설정한다. 그리고, 이들 주변부품의 표면에 불필요한 막을 적극적으로 퇴적시킴으로써, 원료를 회수하는 것을 의도하는 것이다.
우선, 도 11을 참조하면서, 성막 장치 본체(14)에 대해 설명하면, 처리용기(20)는 내경이 크게 이루어진 상부실과, 그보다도 내경이 작게 이루어진 하부실로 이루어지고, 이 하부실 내가 배기 공간(200)으로서 형성되어 있다. 이 하부실인 배기 공간(200)을 구획하는 하부 측벽에 배기구(30)가 형성되어 있고, 이 배기구(30)에, 앞서 설명한 바와 같은 배기계(18)가 접속되어 있다. 그리고, 제 2 실시예의 탑재대 구조(22)의 지주(24)는 상기 하부실의 상기 배기 공간(200)을 구획하는 바닥부를 관통해서 아래쪽으로 연장하여, 도시되지 않은 액추에이터에 접속되어 있다. 이에 따라, 해당 탑재대 구조(22)의 전체가 상하방향으로 승강 가능하게 되어 있고, 또한, 임의의 위치에 정지할 수 있도록 되어 있다. 상기 하부실의 바닥부의 지주(24)의 관통하는 부분에는 신축 가능하게 이루어진 금속제의 벨로우즈(bellows)(202)가 마련되어 있다. 이에 따라, 처리용기(20)내의 기밀성을 유지하면서 탑재대 구조(22)의 승강이 가능하게 되어 있다.
또한, 기대(116)와 탑재대 본체(114)로 이루어지는 탑재대(204)의 주변부에는 복수, 예를 들면, 3개(도시 예에서는 2개만 기재함)의 핀 삽입통과구멍(206)이 마련되어 있다. 이 각 핀 삽입통과구멍(206)내에 리프터 핀(208)을 삽입 통과할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 각 리프터 핀(208)의 하단부는 승강 아암(210)에 지지되어 있어, 해당 승강 아암(210)은 상부실의 바닥부를 벨로우즈(212)를 거쳐서 기밀하게 관통하는 승강 로드(214)에 접속되어 승강 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 탑재 이송 위치에 탑재대(204)를 강하시킨 상태에서, 리프터 핀(208)을 탑재대(204)의 위쪽으로 출몰시키고, 웨이퍼(W)를 밀어 올리거나 내릴 수 있도록 되어 있다. 또한, 강하시킨 위치에 있어서의 탑재대(204)의 상면의 수평 레벨에 대응하는 용기 측벽에, 개구(32) 및 게이트밸브(34)가 마련되어 있다.
처리용기(20)의 천장부의 중앙부에는 원료 가스 공급계(16)나 다른 필요한 가스를 공급하는 가스 공급계가 접속된 가스 입구(36A)가 형성되어 있다. 그리고, 이 가스 입구(36A)와 연통해서 가스 도입 수단(38)이 마련되어 있다. 이 가스 도입 수단(38)은, 예를 들면, 일본 특허공개공보 제2009-239104호에 개시되어 있는 바와 같은 구성이다. 즉, 이 가스 도입 수단(38)은 여기서는 탑재대 구조(22)에 탑재된 반도체 웨이퍼(W)보다도 직경방향에서 보아 외측 부분에 원료 가스를 공급하도록 되어 있다. 즉, 원료 가스가 웨이퍼(W)를 피해서 후술하는 기체 출구에 흐르도록, 가스 도입부(216)가 구성되어 있다. 구체적으로는 가스 도입부(216)는 웨이퍼(W)의 직경보다도 큰 내경을 갖는 원통형상의 내부 구획벽(218)과, 이 내부 구획벽(218)내에 마련된 배플판(220)에 의해서 형성되어 있다. 내부 구획벽(218)은 용기의 천장면에 부착되고, 배플판(220)은 원통형상의 내부 구획벽(218)의 내부 위쪽에, 웨이퍼(W)와 대향하도록 부착되어 있다.
그리고, 배플판(220)의 둘레 가장자리부에는 도 12에도 나타내는 바와 같이, 그 둘레방향을 따라 전체 둘레에 걸쳐 원호형상으로 형성된 복수의 개구부(222)가 마련되어 있다. 따라서, 배플판(220)의 위쪽은 원료 가스가 확산하는 확산실(224)로서 기능하게 되고, 각 개구부(222)로부터 아래쪽의 처리공간(S)를 향해 원료 가스가 유하(流下) 내지 분사되도록 되어 있다. 이 경우, 상기 각 개구부(222)는 탑재대(204)상의 웨이퍼(W)의 외주단보다도 외측의 위치에 대응하고 있다. 즉, 각 개구부(222)의 바로 아래는 웨이퍼(W)의 외주단보다도 외측에 대응한다. 이와 같이, 웨이퍼(W)의 상면에는 직접적으로는 원료 가스를 유하시키지 않고, 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부보다도 외측의 영역에 원료 가스를 유하시킴으로써, 웨이퍼(W)상에 있어서의 성막 막두께의 면내 균일성을 확보하도록 되어 있다.
또한, 상기의 각 개구부(222) 대신에, 대략 마찬가지의 위치에, 내경이 작은 가스 분사 구멍을 다수 형성하도록 해도 좋다. 내부 구획 벽(218)이나 배플판(220)은 열전도성이 양호한 금속재료, 예를 들면, 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 형성된다. 그리고, 내부 구획 벽(218)은 여기서는 기체 출구 형성 부품(226)으로서 겸용되어 있다. 즉, 내부 구획 벽(218)인 기체 출구 형성 부품(226)은 아래방향으로 연장되어 있어, 그 하단부가 탑재대(204)의 상단측의 둘레 가장자리부와 접근하여, 배기용의 기체 출구(228)를 형성하도록 되어 있다.
이 기체 출구(228)는 탑재대(204)의 둘레방향을 따라 환상으로 형성되게 된다. 이 기체 출구(228)에 의해 유로가 좁혀져, 원료 가스는 웨이퍼(W)의 외주측으로부터 균등하게 배기된다. 더욱 상세하게는 기체 출구(228)를 구획하는 기체 출구 형성 부품(226)이, 탑재대(204)의 둘레 가장자리부에 위치하는 플랜지부(134) 및 커버 링(170)의 위쪽에 위치되어 있고, 커버 링(170)의 상면(플랜지부(134)의 상면도 일부 포함)과 기체 출구 형성 부품(226)의 하단면의 사이에서 기체 출구(228)가 형성되어 있다. 또한, 기체 출구(228)의 외주측의 유로 폭을 더욱 좁히기 위해, 기체 출구 형성 부품(226)의 하단부에, 그 둘레방향을 따라 링형상으로 이루어진 돌기(230)가 형성되어 있다. 기체 출구(228)의 상하방향의 폭 L1은 1∼10㎜의 범위내, 여기서는, 예를 들면, 2㎜ 정도로 설정되어 있다.
그리고, 탑재대 구조의 제 2 실시예의 특징으로서, 탑재대 본체(114)의 외주측에 해당 탑재대 본체(114)를 둘러싸도록 해서 착탈 가능하게 마련되는 주변부품(232)을, 박막 형성시에 원료 가스의 분해 온도 이상의 온도로 되도록 하고 있다. 여기서, 주변부품(232)은 앞의 제 1 실시예에서 설명한 구성부품 중의 탑재대 본체(114)의 외주측에 마련되는 부품이며, 여기서는 실드 링(142), 기대(116)의 일부를 구성하는 에지 링(122) 및 커버 링(170)이 주변부품(232)에 대응된다.
앞의 제 1 실시예에서는 에지 링(122)이나 커버 링(170)(도 10 참조)에 불필요한 막이 퇴적하지 않도록, 이들 부품의 온도를 저온 상태로 설정하고 있었다. 이 제 2 실시예에서는 상술한 바와 같이, 이들 부품의 온도를 높게 하고 있다. 그를 위한 수단으로서, 여기서는 탑재대 본체(114)의 외주면과 에지 링(122)의 내주면의 사이에 형성되는 공간부(140)의 일부에, 양자간의 열전도성을 향상시키기 위한 열전도성 촉진 부재(234)를 개재시켜 양자에 접하도록 하고 있다. 이 열전도성 촉진 부재(234)는 탑재대 본체(114)의 둘레방향을 따라, 예를 들면, 링형상으로 형성되어 있고, 성막시에 알루미늄 등으로 이루어지는 에지 링(122)측의 온도가 탑재대 본체(114)의 온도와 대략 동일한 고온 상태, 원료 가스의 분해 온도 이상의 온도가 되도록 하고 있다.
그 결과, 에지 링(122)상에 탑재되어 있는 알루미나 등의 세라믹재로 이루어지는 커버 링(170)의 온도도 에지 링(122)과 대략 동일한 고온 상태가 된다. 또한, 실드 링(142)은 그 하단부에 있어서 탑재대 본체(114)에 직접적으로 접하고 있으므로, 탑재대 본체(114)와 대략 동일한 온도가 된다. 열전도성 촉진 부재(234)로서는 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 열전도성이 양호한 금속재료를 이용할 수 있다. 또한, 처음부터, 탑재대 본체(114)나 에지 링(122)의 측에, 열전도성 촉진 부재(234)의 설치 위치와 동일한 위치에 돌기를 마련해 두면, 탑재대 본체(114)와 에지 링(122)이 직접적으로 접하게 되어, 열전도성 촉진 부재(234)를 마련할 필요는 없다.
열전도성 촉진 부재(234)는 공간부(140)내이면 어느 위치에 마련되어도 좋고, 그 설치 위치는 특히 한정되지 않는다. 또한, 여기서는 커버 링(170)을 마련한 경우에 대해 설명했지만, 앞의 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이, 이 커버 링(170)을 마련하지 않는 경우도 있을 수 있다. 혹은 커버 링(170)에 더해서 또한 다른 주변부품을 마련하는 경우도 있을 수 있다. 어느 경우에도 본 실시예를 적용할 수 있는 것은 물론이다.
<원료 회수 방법의 제 3 실시예>
다음에, 이상과 같이 구성된 제 2 실시예의 성막 장치(12)를 이용하여 실행되는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 3 실시예에 대해, 도 14도 참조하여 설명한다. 도 14는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 3 실시예를 나타내는 흐름도이다. 이 원료 회수 방법은 주변부품(232)의 온도가 다른 점을 제외하고, 기본적으로는 도 6에 나타내는 흐름도를 이용하여 설명한 방법과 동일하다. 우선, 탑재대 구조(22)에 지지된 반도체 웨이퍼(W)가 가열 히터(26)에 의해 소정의 온도로 유지된다. 또한, 처리용기(20)의 측벽이나 가스 도입 수단(38)을 형성하는 내부 구획 벽(218) 내지 배플판(220)도 각각 히터(42, 44)에 의해서 별도의 소정의 온도로 유지된다. 후자의 온도는 원료 가스의 분해 온도 미만이고 또한 원료 가스의 고화 온도 또는 액화 온도보다 높은 범위내의 온도이며, 예를 들면, 80℃ 정도이다.
또한, 원료 가스 공급계(16)에서 발생한 원료 가스는 캐리어 가스와 함께, 성막 장치 본체(14)의 가스 입구(36A)로부터 가스 도입 수단(38)의 가스 도입부(216)를 형성하는 확산실(224)내에 도입되고, 여기서 확산된다. 그 후, 원료 가스는 배플판(220)의 주변부에 마련된 각 개구부(222)로부터 아래쪽을 향해 흐르고, 감압 분위기로 이루어진 처리공간(S)에 유입된다.
이 원료 가스는 처리공간(S)에서, 웨이퍼(W)의 중심 방향을 향해 일부가 확산되면서 흐르지만, 이 처리공간(S)내의 분위기는 탑재대(204)의 둘레 가장자리부의 위쪽에 마련된 환상의 기체 출구(228)로부터 외측으로 균등하게 배출되어 가기 때문에, 이러한 처리용기(20)내에서, 예를 들면, CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해서 반도체 웨이퍼(W)상에 Ru 금속의 박막이 더욱 균일하게 성막되게 된다. 이에 따라, 도 14에 나타내는 성막 처리 S21이 실행되게 된다. 이 때의 프로세스 조건은 앞의 제 1 실시예와 동일하다. 즉, 프로세스 압력이 0.1Torr(13.3Pa) 정도이며, 반도체 웨이퍼 온도가 원료 가스의 분해 온도 이상, 예를 들면, 150∼250℃ 정도이다.
이 때, 앞의 제 1 실시예와는 달리, 주변부품(232)인 에지 링(122)이나 커버 링(170)도 공간부(140)에 마련된 열전도성 촉진 부재(234)에 의해서 열전도가 촉진되어, 탑재대 본체(114)와 대략 동일한 온도, 예를 들면, 190∼230℃ 정도의 고온 상태로 설정된다. 이에 따라, 이들 에지 링(122)이나 커버 링(170)의 표면에도 웨이퍼(W)의 상면과 마찬가지로 Ru막이 퇴적되게 된다.
특히, 여기서는 처리공간(S)내의 분위기가 유로 면적이 좁혀진 기체 출구(228)를 통해 배출되게 되므로, 웨이퍼(W)상에의 성막에 기여하지 않았던 원료 가스도 기체 출구(228)를 통과할 때에, 고온 상태로 되어 있는 실드 링(142)이나 에지 링(122)에 의해서 적극적으로 가열되고, 해당 원료 가스의 대부분이 열분해되어 실드 링(142)이나 에지 링(122)의 표면에 Ru막으로 되어 퇴적하게 된다. 그리고, 이 주변부품(232)의 표면에 퇴적된 Ru막이 후술하는 바와 같이 처리용기(20)로부터 분리되어 회수된다.
한편, 플랜지부(134)의 위쪽의 기체 출구 형성 부품(226)은 원료 가스의 분해 온도 미만인 80℃ 정도로 되어 있으므로, 이 표면에는 Ru막은 거의 부착되지 않는다. 또한, 처리용기(20)로부터 배기계(18)를 향해 배출되는 배기 가스 중으로부터는 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 보조 트랩 기구(74) 및 주 트랩 기구(76)에 있어서 미반응의 원료 가스가 거의 대부분 회수된다. 이에 따라, 도 14 중의 회수 공정 S22가 실행되게 된다. 단, 본 실시예에서는 원료 가스는 상술한 바와 같이 대부분이 처리용기(20)내에서 분해되어 소비되므로, 트랩 기구(74, 76)에서 회수되는 원료는 상당히 적게 되어 있다. 따라서, 트랩 기구(74, 76)에 대한 부하를 적게 하여, 그 유지보수 횟수를 감소시킬 수 있다. 또한, 배기계(18)에 대한 부하도 경감할 수 있다.
<원료 회수 방법의 제 4 실시예>
원료 회수 방법의 제 4 실시예는 앞의 원료 회수 방법의 제 2 실시예와 마찬가지로, 주변부품(232)에 후에 제거되는 코팅막을 미리 형성해 두고, 이 코팅막 상에 상기 불필요한 박막을 부착시키도록 해서, 금속의 회수 처리를 용이하게 실행하는 것을 의도한 것이다. 도 15는 본 발명의 원료 회수 방법의 제 4 실시예를 나타내는 흐름도이다. 코팅막이 형성된 주변부품의 변화에 대해서는 앞서 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명한 경우와 동일하다. 여기서는 「구성부품」 대신에 「주변부품」이 대상으로 된다. 이 원료 회수 방법의 제 4 실시예는 성막 공정에 있어서 주변부품의 온도를 원료 가스의 분해 온도 이상으로 한 점을 제외하고, 도 9에 나타내는 제 2 실시예와 동일하다. 즉, 도 15 중의 S31∼S37은 도 9 중의 S11∼S17에 각각 대응한다.
우선, 성막 처리를 실행하기 전에, 탑재대 구조(22)의 착탈 가능하게 이루어진 구성부품의 일부인 주변부품(232), 즉 교체 가능하게 이루어진 주변부품을 분리하고, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 이 주변부품(232)의 표면에 코팅막(164)을 형성한다. 즉, 코팅막 형성 공정이 실행된다(도 15의 S31).
착탈 가능하게 이루어진 주변부품(232)으로서는 여기서는 탑재대 구조(22)에 있어서의 에지 링(122), 실드 링(142) 및, 커버 링(170)이 대응한다. 코팅막(164)은 주변부품(232)의 전체면에 형성해도 좋지만, 일부의 면에만 형성되어도 좋다. 단, 적어도 처리용기(20)내의 분위기에 노출되는 부분(불필요한 박막(160)(도 7 참조)이 퇴적될 우려가 있는 부분)을 커버하고 있는 것이 바람직하다. 코팅막(164)으로서는 주변부품(232)에 대해 밀착성이 그다지 좋지 않고(박리가 가능하고) 또한 박리하기 쉬운 코팅막을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 물리적인 충격에 의해서 간단히 벗겨지는 코팅막이나, 부착된 불필요한 박막보다도 화학적 반응성이 높아 용이하게 용해되는 바와 같은 코팅막을 이용하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 코팅막(164)으로서는 알루미늄의 용사막, 테프론(등록상표)막이나 도금막 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기한 주변부품(232)인 에지 링(122), 실드 링(142) 및 커버 링(170)은 여기서는 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 형성되어 있지만, 주변부품(232)이 알루미나나 질화 알루미늄 등의 세라믹재로 형성되어 있는 경우에 있어서도, 코팅막(164)을 형성하는 것은 유효하다.
상술한 바와 같이, 주변부품(232)에 코팅막(164)을 형성하면, 이들 주변부품(232)을 탑재대 구조(22)로서 장착하여 조립하는 것에 의해, 장착 공정 S32가 실행된다. 이에 따라, 도 11에 나타내는 바와 같이, 탑재대 구조(22)가 완성된다.
다음에, 앞의 원료 회수 방법의 제 3 실시예에서 설명한 바와 같이, 처리용기(20)내에 원료 가스를 흘려 Ru막으로 이루어지는 박막을 형성하는 것에 의해, 성막 공정이 실행된다(S33). 이 성막시에는 앞의 원료 회수 방법의 제 3 실시예에서 설명한 바와 같이, 주변부품(232)인 에지 링(122), 실드 링(142) 및 커버 링(170)은 원료 가스의 분해 온도 이상으로 되어 있다. 이 때문에, 이들 부품의 표면에도 Ru막이 성막된다. 그리고, 이러한 성막 공정 S33을 반복 실행하면, 각 주변부품(232)의 표면에, 어느 정도의 두께의 Ru막으로 이루어지는 불필요한 박막(160)이 부착되어 퇴적되게 된다. 또한, 상기한 성막 공정 S33을 실행할 때에는 먼저 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이, 원료 회수 방법의 제 3 실시예도 동시 병행적으로 실행되어 원료 자체가 회수된다.
이와 같이 하여, 어느 정도의 양의 불필요한 박막(160)이 부착되면, 다음에 탑재대 구조(22)를 분해하여, 주변부품(232)인 에지 링(122)이나 실드 링(142)이나 커버 링(170)을 분리하는 분리 공정이 실행된다(S34). 그리고, 이 분리된 각 주변부품(232)의 표면에 부착되어 있는 불필요한 박막(160)을 상기 코팅막(164)과 함께 제거하는 제거 공정이 실행된다(S35). 그리고, 제거된 불필요한 박막(160)을 회수하는 회수 공정(도 8c 참조)이 실행된다(S36).
제거 공정에서는 먼저 도 9의 스텝 S16의 회수 공정에 대해 설명한 것과 마찬가지로, 물리적 처리로서, 예를 들면, 샌드 블라스트 처리에 의한 충돌에 의해서 불필요한 박막(160)과 코팅막(164)을 한번에 박리할 수 있다. 또는, 화학적 처리로서, 코팅막(164)이 알루미늄 용사인 경우에는 Ru막은 산이나 알칼리에 대해 내성이 있기 때문에, 염산, 암모니아, 수산물 나트륨 등을 작용시켜 알루미늄 용사의 코팅막(164)을 용해하여 제거하는 것에 의해서, 불필요한 박막(160)을 박리할 수 있다. 또한, 여기서 코팅막(164)이 제거된 주변부품(232)에는 재차 코팅막(164)이 형성되고(S31), 재이용된다.
이와 같이 하여, 불필요한 박막(160)인 Ru 금속을 회수하면, 이 Ru 금속에, 예를 들면, 카르보닐화 처리를 실시하는 것에 의해, 원료인 Ru3(CO)12를 재생하는 재생 공정이 실행된다(S37). 이에 따라, 원료 중에 포함되는 금속, 예를 들면, Ru를 효율적으로 또한 저비용으로 회수할 수 있다.
이와 같이, 원료 회수 방법의 제 4 실시예에 의하면, 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기(20)내의 탑재대 구조상에 피처리체로서, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하고, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 피처리체의 표면에 박막을 형성하도록 한 성막 장치에 있어서의 원료 회수 방법에 있어서, 가열 히터(26)가 마련된 탑재대 본체(114)에, 해당 탑재대 본체(114)의 외주측을 둘러싸도록 하여 주변부품(122, 142, 170)을 장착해서 탑재대 구조를 형성하고, 주변부품이 장착된 탑재대 구조에 피처리체를 탑재시키고, 피처리체와 주변부품을 원료 가스의 분해 온도 이상의 온도로 유지한 상태에서 피처리체의 표면에 박막을 형성하고, 성막 공정의 후에 주변부품을 탑재대 구조로부터 분리하고, 주변부품에 부착되어 있던 박막을 주변부품으로부터 제거하고, 제거된 박막으로부터 원료에 포함되는 금속을 회수하도록 했으므로, 주변부품의 표면에 퇴적한 불필요한 박막으로부터 원료에 포함되는 금속을 효율적으로 또한 저비용으로 회수하는 것이 가능하게 되는 동시에, 배기계에 대한 부하를 경감할 수 있다.
<평가 결과>
여기서, 원료 회수 방법의 제 4 실시예를 실시하여, 그 평가를 실행하였다. 그 평가 결과에 대해 설명한다. 앞서 설명한 프로세스 조건에서 Ru막의 성막 처리를 실행한 결과, 원료의 19%가 웨이퍼 표면에 퇴적되고, 원료의 대략 77%(약 80%)가 주변부품(232)에 퇴적되며, 원료의 3%가 배기 가스와 함께 배기계로 배출되었다. 주변부품(232)에 퇴적된 원료의 내역은 실드 링(142)에 4%, 에지 링(122)에 7%, 커버 링(170)에 66%이었다. 이와 같이, 주변부품(232)에 의해서 대략 77%의 원료를 회수할 수 있었다. 즉, 본 발명의 원료 회수 방법의 제 4 실시예의 현저한 유효성을 확인할 수 있었다.
또한, 도 15에 나타내는 원료 회수 방법에서는 스텝 S31로서, 주변부품(232)에 코팅막(164)을 형성한 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 코팅막(164)이 형성되어 있지 않은 주변부품(232)을 처리용기(20)내에 조립하여, 성막 처리를 실행하도록 해도 좋다.
또한, 도 11에 나타내는 성막 장치에 있어서, 기체 출구 형성 부품(226)은 원료 가스의 분해 온도 미만의 온도, 예를 들면, 80℃ 정도로 설정되었지만, 기체 출구 형성 부품(226)의 길이방향의 도중에 단열 부재를 개재시켜, 성막시의 기체 출구 형성 부품(226)의 하단부의 온도에 대해서는 원료 가스의 분해 온도 이상이 되도록 해도 좋다. 이것에 의하면, 기체 출구 형성 부품(226)의 하단부의 표면에 Ru막이 적극적으로 퇴적되게 되고, 이 하단부로부터도 Ru막을 회수하도록 하면, 그 분만큼 원료의 회수 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 도 11에 나타내는 성막 장치에서는 가스 도입 수단(38)으로서 배플판(220)을 이용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 도 1에 나타낸 샤워헤드(36)나 가스 노즐을 이용한 장치예에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 도 11에 있어서 설명한 제 2 실시예의 탑재대 구조를 도 1에 나타낸 성막 장치에 적용하도록 하여, 주변부품에 불필요한 막, 예를 들면, Ru막을 적극적으로 퇴적시키도록 해도 좋다. 이 경우에는 기체 출구(228)를 마련하고 있지 않기 때문에, 처리용기(20)내에서 회수하는 원료의 양은 도 11에 나타내는 성막 장치의 경우보다는 조금 저하하게 된다.
또한, 상기 각 실시예에 있어서는 원료의 유기 금속 화합물로서, Ru3(CO)12, W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(CO)6, Os3(CO)12, Ta(CO)5, TEMAT(테트라키스(에틸메틸아미노)타이타늄), TAIMATA, Cu(EDMDD)2, TaCl5, TMA(트리메틸 알루미늄), TBTDET(터셔리-부틸이미노 트리스-디에틸아미노 탄탈륨), PET(펜타키스에톡시탄탈륨), TMS(테트라메틸 실란), TEH(테트라키스 에톡시하프늄), Cp2Mn[=Mn(C5H5)2], (MeCp)2Mn[=Mn(CH3C5H4)2], (EtCp)2Mn[=Mn(C2H5C5H4)2], (i-PrCp)2Mn[=Mn(C3H7C5H4)2], MeCpMn(CO)3[=(CH3C5H4)Mn(CO)3], (t-BuCp)2Mn[=Mn(C4H9C5H4)2], CH3Mn(CO)5, Mn(DPM)3[=Mn(C11H19O2)3], Mn(DMPD)(EtCp)[=Mn(C7H11C2H5C5H4)], Mn(acac)2[=Mn(C5H7 O2)2], Mn(DPM)2[=Mn(C11H19O2)2], Mn(acac)3[=Mn(C5H7O2)3]로 이루어지는 군에서 선택되는 하나의 재료를 이용할 수 있다.
또한, 여기서는 피처리체로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명했지만, 이 반도체 웨이퍼에는 실리콘 기판이나 GaAs, SiC, GaN 등의 화합물 반도체 기판도 포함된다. 더 나아가서는 이들 기판에 한정되지 않고, 액정 표시 장치에 이용되는 유리 기판이나 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

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  14. 진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기내에서, 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여, 피처리체의 표면에 박막을 형성하기 위해 해당 피처리체를 탑재하는 탑재대 구조에 있어서,
    상기 피처리체를 탑재하고, 내부에 가열 히터가 마련된 탑재대 본체와,
    상기 탑재대 본체를 지지하고, 내부에 냉매가 흐르는 냉매통로가 마련된 금속제의 베이스부와,
    상기 탑재대 본체의 외주측에, 상기 탑재대 본체를 둘러싸도록 착탈 가능하게 마련되고, 박막 형성시에는 상기 원료 가스의 분해 온도 이상의 온도로 조정되는 주변부품을 구비하고,
    상기 탑재대 본체는 그 바닥부에 있어서 단열재를 사이에 두고 상기 베이스부에 지지되어 있고,
    상기 베이스부의 둘레 가장자리부에는 상기 탑재대 본체의 측면을 둘러싸도록 기립시켜서 마련된 금속제의 에지 링이 마련되어 있고, 해당 에지 링이 상기 주변부품의 일부를 구성하고,
    상기 베이스부와 상기 에지 링의 사이에는, 상기 베이스부와 상기 에지 링을 구성하는 금속보다도 열전도성이 낮은 금속으로 이루어지는 열전도 완화 부재가 개재되어 있고,
    상기 탑재대 본체와 상기 에지 링은 양자간의 열전도성을 향상시키기 위해, 부분적으로 열전도성 촉진 부재를 사이에 두고 마련되거나, 혹은 직접적으로 접하도록 하여 마련되어 있고,
    상기 에지 링의 내주면과 상기 탑재대 본체의 외주면의 사이에는 공간부가 남아 있게 되는
    것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
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  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 베이스부와 상기 에지 링은 볼트에 의해 착탈 가능하게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  18. 제 14 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 에지 링의 상면은 상기 피처리체의 반경방향 바깥쪽으로 소정의 길이만큼 연장하는 사이즈로 되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  19. 삭제
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 탑재대 본체의 측면과 상기 에지 링의 내주면의 사이에는 착탈 가능하게 이루어진 실드 링이 마련되어 있고, 해당 실드 링이 상기 주변부품의 일부를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  21. 삭제
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 에지 링 상에는 상기 피처리체의 측면에 박막이 형성되는 것을 억제하기 위한 커버 링이 마련되어 있고, 해당 커버 링이 상기 주변부품의 일부를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 에지 링의 표면에는 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 실드 링의 표면에는 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 커버 링의 표면에는 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅막은 금속재료의 용사막, 테프론(등록상표)막, 도금막 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  27. 제 14 항에 있어서,
    상기 베이스부는 상기 처리용기의 바닥부로부터 기립된 지주에 의해서 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  28. 제 14 항에 있어서,
    상기 유기 금속 화합물은 Ru3(CO)12, W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(CO)6, Os3(CO)12, Ta(CO)5, TEMAT(테트라키스(에틸메틸아미노)타이타늄), TAIMATA, Cu(EDMDD)2, TaCl5, TMA(트리메틸 알루미늄), TBTDET(터셔리-부틸이미노 트리스-디에틸아미노 탄탈륨), PET(펜타키스에톡시탄탈륨), TMS(테트라메틸 실란), TEH(테트라키스 에톡시하프늄), Cp2Mn[=Mn(C5H5)2], (MeCp)2Mn[=Mn(CH3C5H4)2], (EtCp)2Mn[=Mn(C2H5C5H4)2], (i-PrCp)2Mn[=Mn(C3H7C5H4)2], MeCpMn(CO)3[=(CH3C5H4)Mn(CO)3], (t-BuCp)2Mn[=Mn(C4H9C5H4)2], CH3Mn(CO)5, Mn(DPM)3[=Mn(C11H19O2)3], Mn(DMPD)(EtCp)[=Mn(C7H11C2H5C5H4)], Mn(acac)2[=Mn(C5H7 O2)2], Mn(DPM)2[=Mn(C11H19O2)2], Mn(acac)3[=Mn(C5H7O2)3]로 이루어지는 군에서 선택되는 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탑재대 구조.
  29. 피처리체의 표면에 유기 금속 화합물의 원료로 이루어지는 원료 가스를 이용하여 박막을 형성하는 성막 처리를 실시하기 위한 성막 장치에 있어서,
    진공 배기가 가능하게 이루어진 처리용기와,
    상기 피처리체를 탑재하기 위한 청구항 14에 기재된 탑재대 구조와,
    상기 처리용기내에 가스를 도입하는 가스 도입 수단과,
    상기 가스 도입 수단에 접속되어 상기 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급계와,
    상기 처리용기내의 분위기를 배기하는 배기계와,
    상기 배기계에 흐르는 배기 가스 중으로부터 미반응의 원료 가스를 포집하여 회수하는 트랩 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 트랩 기구는 상기 원료 가스를 응고시켜 회수하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 처리용기내에는 그 하단부가 상기 탑재대 구조의 상단측의 둘레 가장자리부와 접근해서 배기용의 기체 출구를 형성하는 기체 출구 형성 부품이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 기체 출구는 상기 탑재대 구조의 둘레방향을 따라 환상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 처리용기내에는 상기 탑재대 구조에 탑재된 상기 피처리체보다도 직경방향에서 외측 부분에 상기 원료 가스가 상기 피처리체를 피해 상기 기체 출구에 흐르도록 공급하는 가스 도입부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
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