KR101489545B1 - 성막 장치 및 성막 방법 - Google Patents

성막 장치 및 성막 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101489545B1
KR101489545B1 KR20110105275A KR20110105275A KR101489545B1 KR 101489545 B1 KR101489545 B1 KR 101489545B1 KR 20110105275 A KR20110105275 A KR 20110105275A KR 20110105275 A KR20110105275 A KR 20110105275A KR 101489545 B1 KR101489545 B1 KR 101489545B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
space
pressure
gas supply
reaction gas
rotary table
Prior art date
Application number
KR20110105275A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120039492A (ko
Inventor
가쯔유끼 히시야
마나부 혼마
쯔네유끼 오까베
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20120039492A publication Critical patent/KR20120039492A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101489545B1 publication Critical patent/KR101489545B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Abstract

용기 내에 배치되어 기판이 적재되는 회전 테이블과, 회전 테이블에 대하여 제1 반응 가스를 공급하는 제1 반응 가스 공급부와, 회전 테이블에 대하여 제2 반응 가스를 공급하는 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 성막 공간을 형성하는, 용기를 구성하는 재료보다도 내식성이 우수한 재료로 제작되는 구획 부재가 용기 내에 설치되는 성막 장치가 개시된다. 이 성막 장치는, 성막 공간의 압력을 측정하는 압력 측정부와, 성막 공간의 외측 공간의 압력을 측정하는 압력 측정부를 구비하고, 이들의 측정을 통하여, 성막 공간의 외측 공간의 압력이 성막 공간의 압력보다도 약간 높은 압력으로 유지된다.

Description

성막 장치 및 성막 방법{FILM DEPOSITION APPARATUS AND FILM DEPOSITION METHOD}
본 발명은, 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판에 공급하는 공급 사이클을 복수회 실행함으로써, 반응 생성물의 복수의 층을 적층해서 박막을 형성하는 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.
본 출원은, 2010년 10월 15일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2010-232499호를 기초로 하는 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 여기에 원용한다.
반도체 집적 회로(IC)의 제조 프로세스 중 하나로, 예를 들어 ALD(Atomic Layer Deposition)나 MLD(Molecular Layer Deposition)라 불리는 성막 방법이 있다. 이 성막 방법은, 소위 회전 테이블식의 ALD 장치로 행해지는 경우가 많다. 그러한 ALD 장치의 일례가, 본 출원의 출원인에 의해 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1의 ALD 장치에서는, 예를 들어 5매의 기판이 적재되는 회전 테이블이 진공 용기 내에 회전 가능하게 배치되어 있고, 회전 테이블의 상방에는 회전 테이블 위의 기판에 대하여 제1 반응 가스를 공급하는 제1 반응 가스 공급부와, 제2 반응 가스를 공급하는 제2 반응 가스 공급부가 회전 테이블의 회전 방향을 따라서 이격 설치되어 있다. 또한, 진공 용기 내에는 제1 반응 가스 공급부로부터 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과, 제2 반응 가스 공급부로부터 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역을 분리하기 위한 분리 영역이 설치되어 있다. 분리 영역에는, 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와, 분리 가스 공급부로부터의 분리 가스에 의해, 제1 처리 영역이나 제2 처리 영역보다도 분리 영역을 높은 압력으로 유지하기 위해, 회전 테이블에 대하여 좁은 공간을 제공하는 천장면이 설치되어 있다.
이러한 구성에 따르면, 높은 압력으로 유지되는 분리 영역에 의해 제1 처리 영역과 제2 처리 영역이 분리되므로, 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 충분히 분리될 수 있게 된다. 게다가, 회전 테이블을 고속으로 회전한 경우라도, 반응 가스끼리를 분리할 수 있어, 제조 처리량을 향상할 수 있게 된다.
상기와 같은 ALD 장치의 회전 테이블에는, 예를 들어 지름 300㎜ 또는 450㎜의 기판이 예를 들어 5매 적재되므로, ALD 장치는 비교적 대형이 된다. 그로 인해, 비중이 큰 스테인리스 스틸보다도 알루미늄 등으로 제작되는 경향이 있다. 알루미늄 등으로 제작할 경우에는, 사용하는 반응 가스에 따라서는, 진공 용기의 내면이 부식될 가능성이 스테인리스 스틸에 비해 높다. 부식을 방지하기 위해서는, 알루미늄으로 된 진공 용기의 내면을, 석영 등의 내식성이 높은 재료로 제작한 이너로 덮는 것이 고려된다.
그러나 석영으로 된 이너는, 진공 용기에 대하여 나사 등으로 고정하는 것이 어려우므로, 진공 용기 내에 적재되는 것에 지나지 않는다. 이 경우, 진공 용기 내에서 큰 압력 변동이 발생하면, 이너가 어긋나 알루미늄으로 된 진공 용기의 내면이 부식성 가스에 노출되거나, 이너가 파손되어 파티클이 발생하거나 하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
[특허 문헌 1] : 일본 특허 출원 공개 제2010-56470호 공보
본 발명은, 상기 사정에 비추어 내식성이 높은 재료로 제작되어, 진공 용기 내에 배치되는 이너가 진공 용기 내에서 어긋나거나 파손되거나 하는 것을 저감할 수 있는 원자층(분자층) 성막 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 형태에 따르면, 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판을 향해 공급하고, 당해 2종류의 반응 가스의 반응 생성물의 층을 적층해서 박막을 형성하는 성막 장치가 제공된다. 이 성막 장치는, 상기 용기 내에 회전 가능하게 설치되고, 기판이 적재되는 기판 적재 영역을 포함하는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블의 회전 방향과 교차되는 방향으로 연장되어, 상기 회전 테이블을 향해 제1 반응 가스를 공급하는 제1 반응 가스 공급부와, 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블의 상기 회전 방향을 따라서 이격하여 배치되고, 상기 회전 방향과 교차되는 방향으로 연장되어, 상기 회전 테이블을 향해 제2 반응 가스를 공급하는 제2 반응 가스 공급부와, 상기 용기 내에 있어서, 상기 회전 테이블, 상기 제1 반응 가스 공급부, 및 상기 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 성막 공간을 형성하는, 상기 용기를 구성하는 재료보다도 내식성이 우수한 재료로 제작되는 구획 부재와, 상기 구획 부재에 의해 형성되는 상기 성막 공간을 배기하는 배기부와, 상기 용기 내에 있어서의 상기 성막 공간의 외측 공간에 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와, 상기 성막 공간의 압력과 외측 공간의 압력을 측정하는 제1 압력 측정부와, 제1 개폐 밸브를 거쳐 상기 외측 공간을 상기 배기부에 연통시키는 제1 배관과, 상기 제1 압력 측정부에 의해 측정된 상기 성막 공간의 압력과 외측 공간의 압력을 비교하고, 비교 결과에 따라서 상기 개폐 밸브를 제어하는 제어부와, 상기 성막 공간에 있어서, 상기 회전 방향을 따라서 상기 제1 반응 가스 공급부와 상기 제2 반응 가스 공급부 사이에 위치하고, 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와, 상기 분리 가스 공급부의 양측에 배치되어, 상기 제1 반응 가스 공급부를 포함하는 제1 영역과, 상기 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 제2 영역으로 상기 분리 가스를 유도하는 분리 공간을, 상기 회전 테이블에 대하여 형성하는 천장면이며, 상기 분리 가스에 의해 상기 분리 공간의 압력이 상기 제1 및 상기 제2 영역에 있어서의 압력보다도 높게 할 수 있도록 배치되는 당해 천장면을 구비한다.
본 발명의 제2 형태에 따르면, 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판을 향해 공급하고, 당해 2종류의 반응 가스의 반응 생성물의 층을 적층해서 박막을 형성하는 성막 장치로 행해지는 성막 방법이 제공된다. 이 성막 방법은, 상기 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 회전 테이블에 기판을 적재하는 스텝과, 상기 회전 테이블의 회전 방향과 교차되는 방향으로 연장되는 제1 반응 가스 공급부로부터, 상기 회전 테이블을 향해 제1 반응 가스를 공급하는 스텝과, 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블의 상기 회전 방향을 따라서 이격하여 배치되고, 상기 회전 방향과 교차되는 방향으로 연장되는 제2 반응 가스 공급부로부터, 상기 회전 테이블을 향해 제2 반응 가스를 공급하는 스텝과, 상기 용기 내에 있어서, 상기 용기를 구성하는 재료보다도 내식성이 우수한 재료로 제작되는 구획 부재에 의해 형성되고, 상기 회전 테이블, 상기 제1 반응 가스 공급부, 및 상기 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 성막 공간을 배기하는 스텝과, 상기 용기 내에 있어서의 상기 성막 공간의 외측 공간에 가스를 공급하는 스텝과, 상기 성막 공간의 압력과 상기 외측 공간의 압력을 측정하는 스텝과, 상기 성막 공간의 압력과 상기 외측 공간의 압력을 비교하고, 비교 결과에 따라서, 상기 외측 공간을 상기 배기부에 연통시키는 제1 배관에 설치되는 제1 개폐 밸브를 제어하는 스텝과, 상기 성막 공간에 있어서, 상기 회전 방향을 따라서, 상기 제1 반응 가스 공급부와 상기 제2 반응 가스 공급부 사이에 위치하는 분리 가스 공급부로부터 분리 가스를 공급하고, 상기 분리 가스 공급부의 양측에 배치되는 천장면에 의해 형성되는 분리 공간의 압력을, 상기 제1 반응 가스 공급부를 포함하는 제1 영역의 압력과, 상기 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 제2 영역의 압력과보다도 높게 하는 스텝을 포함한다.
본 발명에 있어서의 다른 특징은, 이하의 상세한 설명을 첨부 도면을 참조해서 읽음으로써 명확해진다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 내식성이 높은 재료로 제작되어, 진공 용기 내에 배치되는 이너가 진공 용기 내에서 어긋나거나 파손되거나 하는 것을 줄일 수 있는 원자층(분자층) 성막 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치를 모식적으로 도시하는 상면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치를 모식적으로 도시하는, 도 1의 I-I선을 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치를 모식적으로 도시하는 다른 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치의 내부에 배치되는 상부 플레이트, 분리 부재, 사이드 링을 설명하는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치에 있어서의 분리 영역에 의해 발휘되는 효과를 설명하는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치의 단면을 모식적으로 도시하는, 도 1의 I-II선을 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치의 단면을 모식적으로 도시하는, 도 1의 I-II선을 따른 다른 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이 아닌 예시의 실시 형태에 대해서 설명한다. 첨부한 모든 도면 중, 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일 또는 대응하는 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 도면은 부재 혹은 부품 간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않으며, 구체적인 두께나 치수는 이하의 한정적이 아닌 실시 형태에 비추어, 당업자에 의해 결정되어야 할 것이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치는, 대략 원형의 평면 형상을 갖는 편평한 진공 용기(10)와, 이 진공 용기(10) 내에 설치되어, 진공 용기(10)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비하고 있다.
진공 용기(10)는, 도 2(도 1의 I-I선을 따른 단면도)에 도시한 바와 같이, 편평한 바닥이 있는 원통 형상을 갖는 용기 본체(12)와, 예를 들어 O링 등의 밀봉 부재(13)를 거쳐 용기 본체(12)의 상면에 기밀하게 적재되는 천장판(11)을 갖고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 용기 본체(12)의 주위벽부에는 반송구(15)가 형성되어 있다. 웨이퍼(W)는, 반송구(15)를 통하여 반송 아암(10A)에 의해 진공 용기(10) 안으로, 또는 진공 용기(10)에서 밖으로 반송된다. 이 반송구(15)에는 게이트 밸브(15a)가 설치되고, 이에 의해 반송구(15)가 개폐된다. 천장판(11) 및 용기 본체(12)는, 금속, 예를 들어 알루미늄(Al)으로 제작되어 있다.
도 1을 참조하면, 회전 테이블(2)에는 웨이퍼가 적재되는 복수의 적재부(24)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 적재부(24)는 오목부로서 구성되어, 300㎜의 지름을 갖는 웨이퍼가 적재되도록, 그 지름보다도 예를 들어 4㎜ 정도 큰 안지름을 갖고, 그 웨이퍼의 두께와 거의 동등한 깊이를 갖고 있다. 적재부(24)가 이와 같이 구성되므로, 적재부(24)에 웨이퍼를 적재했을 때에는, 웨이퍼의 표면과 회전 테이블(2)의 표면[적재부(24)가 형성되어 있지 않은 영역]이 동일한 높이가 된다. 즉, 웨이퍼의 두께에 의한 단차가 발생하지 않으므로, 회전 테이블(2) 위에 있어서의 가스 흐름에 흐트러짐이 발생하는 것을 줄일 수 있다. 또한, 웨이퍼가 적재부(24)에 들어가게 되므로, 회전 테이블(2)이 회전해도, 적재부(24)에 적재되는 웨이퍼는 회전 테이블(2)의 외측으로 튀어 나오는 일 없이, 적재부(24)에 고정될 수 있다.
또한, 회전 테이블(2)은 중앙에 원형 개구부를 갖고 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이, 개구부의 주위에서 원통 형상의 코어부(21)에 의해 상하로부터 협지되어 보유 지지되어 있다. 코어부(21)는, 그 하부에 있어서 회전축(22)에 고정되어 있고, 회전축(22)은 구동부(23)에 접속되어 있다. 코어부(21) 및 회전축(22)은, 서로 공통인 회전축을 갖고, 구동부(23)의 회전에 의해 회전축(22) 및 코어부(21), 나아가서는 회전 테이블(2)이 회전할 수 있다.
또, 회전축(22) 및 구동부(23)는 상면이 개구된 통 형상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 이 케이스체(20)는 그 상면에 설치된 플랜지부(20a)를 거쳐 진공 용기(10)의 저부 이면에 기밀하게 부착되어 있고, 이에 의해, 케이스체(20)의 내부 분위기가 외부 분위기로부터 격리되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 하방에 히터 유닛 공간(S2)이 형성되어 있다. 히터 유닛 공간(S2)은, 용기 본체(12)의 중앙 부근에 형성되는 융기부(R)와, 용기 본체(12)의 내주를 따라 설치되는 하부 블록 부재(71)와, 융기부(R) 및 하부 블록 부재(71)에 의해 지지되어, 예를 들어 석영으로 제작되는 링 형상의 하부 플레이트(7a)에 의해 형성되어 있다. 히터 유닛 공간(S2)에는, 가열부로서의 히터 유닛(7)이 설치되어 있다. 히터 유닛(7)에 의해, 회전 테이블(2) 위의 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)을 거쳐 소정의 온도로 가열된다. 또한, 히터 유닛(7)은, 예를 들어 동심원 형상으로 배치되는 복수의 램프 히터를 가져도 좋다. 각 램프 히터를 독립적으로 제어함으로써, 회전 테이블(2)의 온도를 균일화할 수 있다.
또, 용기 본체(12)의 저부에는, 용기 본체(12)의 저부를 관통하도록 소정의 간격을 두고 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 접속되어 있다. 이에 의해, 히터 유닛 공간(S2)으로 예를 들어 질소 가스가 공급된다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 용기 본체(12)의 측벽부의 일부가 외측으로 확대되어 있다. 확대된 영역에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 용기 본체(12)의 저부를 관통하는 관통 구멍이 형성되고, 이 관통 구멍에 배기 슬리브(62S)가 끼워 넣어져 있다. 또한, 용기 본체(12)의 측벽부의 다른 일부도 외측으로 확대되고, 확대된 영역에 있어서, 용기 본체(12)의 저부를 관통하는 관통 구멍이 형성되고, 이 관통 구멍에 배기 슬리브(61S)가 끼워 넣어져 있다. 배기 슬리브(61S, 62S)는, 예를 들어 석영 등의 내식성이 우수한 재료로 제작되면 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 배기 슬리브(61S, 62S)는 배기관(63)을 거쳐, 예를 들어 압력 조정기(65) 및 터보 분자 펌프 등을 포함하는 배기 장치(64)에 별개로 접속되어 있고, 이에 의해 진공 용기(10) 내의 압력이 조정된다. 즉, 배기 슬리브(61S, 62S)는, 진공 용기(10)에 대한 배기구를 형성하고 있다.
또, 상술한 하부 플레이트(7a)에는, 배기 슬리브(61S, 62S)에 대응하는 개구가 형성되어 있어, 진공 용기(10) 내의 배기가 하부 플레이트(7a)에 의해 방해되는 일은 없다.
하부 플레이트(7a) 위에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 사이드 링(402)이 배치되고, 사이드 링(402)에는 상부 플레이트(401)가 적재되어 있다. 상부 플레이트(401)는, 코어부(21)의 상방에 개구를 갖고, 이 개구에는 후술하는 분리 부재(40)의 중앙 원형부(5)가 삽입되어 있다. 이러한 구성에 의해, 진공 용기(10) 내는, 성막 공간(DS)과 외측 공간(S1)으로 구획되어 있다. 성막 공간(DS)은, 하부 플레이트(7a), 사이드 링(402), 및 상부 플레이트(401)로 둘러싸인 공간이며, 내부에는 후술하는 반응 가스 노즐(31, 32), 분리 부재(40), 분리 가스 노즐(41, 42), 및 회전 테이블(2)이 배치되어 있다. 또한, 외측 공간(S1)은 사이드 링(402), 상부 플레이트(401), 용기 본체(12), 및 천장판(11)으로 둘러싸인 공간이다. 또한, 진공 용기(10) 내에는, 상술한 히터 유닛 공간(S2)이 구획되어 있다. 하부 플레이트(7a), 사이드 링(402), 및 상부 플레이트(401)는 높은 부식성 및 내열성을 갖는 재료(본 실시 형태에서는 석영)로 제작되어 있다.
다음에, 도 3에서 도 5c까지를 참조하면서, 상부 플레이트(401), 분리 부재(40), 및 사이드 링(402)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 3은 진공 용기(10)를 도시하는 사시도이며, 편의상, 천장판(11)을 제거한 상태를 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 상부 플레이트(401)는 용기 본체(12)의 내부에 있어서, 용기 본체(12)의 측벽부 상면보다도 낮게 위치하고 있다. 상부 플레이트(401)는 대략 원형의 상면 형상을 갖고, 그 지름은 용기 본체(12) 내의 회전 테이블(2)의 지름보다 크고, 용기 본체(12)의 안지름보다도 작다. 이로 인해, 상부 플레이트(401)는 용기 본체(12)의 내주면과의 사이에 약간의 간극을 남기고 있다. 또한, 도 5a에 도시한 바와 같이, 상부 플레이트(401)의 외주에는 2개의 설(혀) 형상부(401R)가 형성되어 있고, 이들이 배기 슬리브(61S, 62S)가 배치되는 영역의 상방을 덮게 된다.
도 4는, 진공 용기(10)를 도시하는 다른 사시도이며, 천장판(11) 및 상부 플레이트(401)를 제거한 상태를 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 분리 부재(40)는 대략 원형의 상면 형상을 갖는 중앙 원형부(5)와, 중앙 원형부(5)에 결합하는 부채부(4A, 4B)를 갖고 있다. 중앙 원형부(5)는, 회전 테이블(2)을 고정하는 코어부(21)(도 2 참조)의 상방에 위치하고 있으며, 부채부(4A, 4B)는 중앙 원형부(5)로부터 용기 본체(12)의 내주면을 향하는 방향을 따라 폭이 넓어지는 대략 부채형의 상면 형상을 갖고 있다. 도 5b에 도시한 바와 같이, 부채부(4A, 4B)는 진공 용기(10) 내에 있어서 회전 테이블(2)과 대향하는 측(하측)에, 홈부(43)를 갖고 있다. 홈부(43)에는 후술하는 분리 가스 노즐(41, 42)이 수용된다. 또한, 중앙 원형부(5)는, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 코어부(21)의 외형을 따라 하측으로부터 쑥 들어가, 후술하는 바와 같이 코어부(21)에 대응하고 있다. 또한, 중앙 원형부(5)의 중앙부에는 관통 구멍이 마련되어 있다. 이 관통 구멍은, 도 2에 도시한 바와 같이 천장판(11)을 관통하는 분리 가스 공급관(51)에 대응해서 설치되어 있다.
또한, 분리 부재(40)의 중앙 원형부(5)는 부채부(4A, 4B)의 상측 면보다 돌출되고, 상부 플레이트(401)의 중앙 개구에 끼워 맞추는 한편, 부채부(4A, 4B)는 상부 플레이트(401)의 하면에 접하고 있다[도 2의 부채부(4B)를 참조]. 단, 부채부(4A, 4B)는 회전 테이블(2)과는 떨어져 있고, 따라서, 회전 테이블(2)의 회전이 부채부(4A, 4B)에 방해가 되는 일은 없다. 부채부(4A, 4B)가 상부 플레이트(401)의 하면에 접하도록 배치되므로, 회전 테이블(2)에 대하여 부채부(4A, 4B)가 있는 영역에 있어서는 낮은 천장면(44)이 형성되고, 부채부(4A, 4B)가 없는 영역에 있어서는 높은 천장면(45)이 형성되어 있다(도 2 참조). 여기서, 천장면(45)은 상부 플레이트(401)의 하면에 상당한다.
또, 분리 부재(40)는 하부 플레이트(7a) 위에 설치된 지지 로드(도시하지 않음)에 의해 지지되어 있다. 분리 부재(40)와, 사이드 링(402) 위에 적재되는 상부 플레이트(401)를 위치 결정하기 위해, 상부 플레이트(401)의 하면측에 분리 부재(40)를 끼워 넣을 수 있는 오목부를 형성해도 좋다.
사이드 링(402)은, 도 5c에 도시한 바와 같이, 위에서 보면 대략 링 형상을 갖고 있다. 사이드 링(402)의 바깥지름은 상부 플레이트(401)의 바깥지름과 동일하거나 약간 작아, 상부 플레이트(401)를 지지할 수 있다. 또한, 용기 본체(12)에 있어서의 측벽부가 외측으로 확장되어 있는 영역에 대응하여, 상부 플레이트(401)에 설 형상부(401R)가 설치되어 있으므로, 사이드 링(402)에 있어서도, 이에 대응해서 외측으로 확대된 2개의 만곡부(402R)가 형성되어 있다. 또한, 사이드 링(402)에는 용기 본체(12)의 측벽부에 형성되는 반송구(15)에 대응한 개구(402o)도 형성되어 있다. 또한, 사이드 링(402)에는 후술하는 반응 가스 노즐(31, 32) 및 분리 가스 노즐(41, 42)이 빠져 나가는 개구(402H)를 갖고 있다.
도 4를 다시 참조하면, 용기 본체(12)에는 그 측벽부를 관통하고, 소정의 조인트 부재에 의해 용기 본체(12)에 대하여 기밀하게 부착되는 분리 가스 노즐(41), 반응 가스 노즐(31), 분리 가스 노즐(42), 및 반응 가스 노즐(32)이 설치되어 있다. 이들의 노즐(31, 32, 41, 42)은 용기 본체(12)를 위에서 보아 시계 방향으로 이 순서로 배열되어, 진공 용기(10)의 반경 방향을 따라서 회전 테이블(2)의 상면과 대략 평행하게 연장되어 있다. 또한, 이들 중 분리 가스 노즐(41, 42)은, 상술한 분리 부재(40)의 부채부(4A, 4B)에 형성된 홈부(43)(도 5b 참조)에 수용되고, 반응 가스 노즐(31, 32)은 용기 본체(12)에 있어서 분리 부재(40)의 부채부(4A, 4B)가 없는 영역에 설치되어 있다. 구체적으로는, 반응 가스 노즐(31)은 배기구를 구성하는 배기 슬리브(61S)에 대하여, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측에 배치되고, 반응 가스 노즐(32)은 배기구를 구성하는 배기 슬리브(62S)에 대하여, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측에 배치되어 있다. 더욱 구체적으로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)의 회전 방향 A를 따라서, 반응 가스 노즐(31), 배기 슬리브(61S), 및 부채부(4B)가 이 순서로 배치되고, 반응 가스 노즐(32), 배기 슬리브(62S), 및 부채부(4A)가 이 순서로 배치되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 반응 가스 노즐(31)이 설치되는 영역을 제1 영역(481)이라 하고, 반응 가스 노즐(32)이 설치되어 있는 영역을 제2 영역(482)이라 한다.
또한, 분리 가스 노즐(41, 42)은 회전 테이블(2)의 표면을 향해 분리 가스를 토출하는 토출 구멍(도 6의 참조 부호 41h)을 갖고 있다. 토출 구멍(41h)은 본 실시 형태에 있어서는 약 0.5㎜의 구경을 갖고, 분리 가스 노즐(41)(42)의 길이 방향을 따라서 약 10㎜의 간격으로 배열되어 있다. 반응 가스 노즐(31, 32)에도, 이들의 길이 방향으로 약 10㎜의 간격으로 배열되어, 약 0.5㎜의 구경을 갖고, 하부 방향으로 개구하는 복수의 토출 구멍(도 6의 참조 부호 33)이 형성되어 있다.
분리 가스 노즐(41, 42)은, 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스는 질소(N2) 가스나 불활성 가스라도 좋고, 또한 성막에 영향을 주지 않는 가스이면, 분리 가스의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 본 실시 형태에 있어서는, 분리 가스로서 N2 가스가 이용된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 반응 가스 노즐(31)에는 산화 실리콘막의 실리콘 원료인 비스터셜부틸아미노실란(BTBAS)의 공급원이 접속되고, 반응 가스 노즐(32)에는 BTBAS를 산화해서 산화 실리콘을 생성하는 산화 가스로서의 오존 가스(O3)의 공급원이 접속되어 있다.
다음에, 도 1의 보조선(AL)을 따른 단면도인 도 6을 참조하면서, 분리 부재(40)의 기능에 대해서 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 회전 테이블(2)과 부채부(4B)에 의해, 높이(h1)[부채부(4B) 하면(44)의 회전 테이블(2)의 표면으로부터의 높이]를 갖는 분리 공간(H)이 형성되어 있다. 높이(h1)는, 예를 들어 0.5㎜ 내지 10㎜이면 바람직하고, 가능한 한 작게 하면 더욱 바람직하다. 단, 회전 테이블(2)의 회전 떨림에 의해 회전 테이블(2)이 천장면(44)에 충돌하는 것을 회피하기 위해, 높이(h1)는 3.5㎜ 내지 6.5㎜ 정도이면 바람직하다. 한편, 부채부(4B)의 양측에는, 상술한 바와 같이, 높은 천장면(45)[상부 플레이트(401)의 하면]으로 형성되는 영역이 있다. 천장면(45)의 높이[회전 테이블(2)로부터 상부 플레이트(401)까지의 높이]는, 예를 들어 15㎜ 내지 150㎜이다.
또, 반응 가스 노즐(31, 32)은, 회전 테이블(2)로부터도 천장판(11)의 하면[천장면(45)]으로부터도 떨어져 설치되어 있다. 반응 가스 노즐(31, 32)과 회전 테이블(2)의 표면과의 간격은 0.5㎜ 내지 4㎜이면 좋다. 또한, 회전 테이블(2)의 회전 떨림을 고려하여, 이 간격을 3.5㎜ 내지 6.5㎜ 정도로 해도 좋다.
분리 가스 노즐(42)로부터 질소(N2) 가스를 공급하면, 이 N2 가스는 분리 공간(H)으로부터 제1 영역(481)과 제2 영역(482)을 향해 흐른다. 분리 공간(H)의 높이가 상기와 같이 제1 및 제2 영역(481, 482)에 비해 낮으므로, 분리 공간(H)에 있어서의 압력을 제1 및 제2 영역(481, 482)에 있어서의 압력보다도 쉽게 높게 유지할 수 있다. 환언하면, 제1 및 제2 영역(481, 482)에 있어서의 압력보다도 분리 공간(H)에 있어서의 압력을 높게 유지할 수 있도록, 부채부(4B)의 높이 및 폭, 및 분리 가스 노즐(41)로부터의 N2 가스의 공급량을 결정하면 바람직하다. 이 결정을 위해, BTBAS 가스 및 O3 가스의 유량이나 회전 테이블(2)의 회전 속도 등을 고려하면 더욱 바람직하다. 이와 같이 하면, 분리 공간(H)은 제1 및 제2 영역(481, 482)에 대하여 압력 장벽을 제공할 수 있고, 이에 의해, 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)을 확실하게 분리할 수 있다.
즉, 도 6에 있어서, 반응 가스 노즐(31)로부터 BTBAS 가스가 공급되어, 회전 테이블(2)의 회전에 의해 부채부(4B)를 향해 흘러도, 분리 공간(H)에 형성되는 압력 장벽에 의해, 분리 공간(H)을 빠져 나가 제2 영역(482)에 도달할 수는 없다. 반응 가스 노즐(32)로부터 공급되는 O3 가스도 또한 부채부(4A)(도 1)의 하방 분리 공간(H)에 형성되는 압력 장벽에 의해, 분리 공간(H)을 빠져 나가 제1 영역(481)에 도달할 수는 없다. 즉, BTBAS 가스와 O3 가스가 분리 공간(H)을 통하여 혼합되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이와 같이, 부채부(4B)의 하면(낮은 천장면)(44)과, 부채부(4A)의 홈부(43)(도 5b)에 수용되어, N2 가스를 공급하는 분리 가스 노즐(42)에 의해, 제1 영역(481)과 제2 영역(482)을 분리하는 분리 영역이 형성되어 있다. 마찬가지로, 부채부(4A)의 하면(44)과, 분리 가스 노즐(41)에 의해서도 분리 영역이 형성되어 있다.
다시 도 2를 참조하면, 분리 부재(40)의 중앙 원형부(5)는, 회전 테이블(2)을 고정하는 코어부(21)를 둘러싸는 동시에, 회전 테이블(2)의 표면에 근접하고 있다. 도시한 예에서는, 중앙 원형부(5)의 하면은 부채부(4A)(4B)의 하면(44)과 대략 동일한 높이에 있으며, 따라서, 중앙 원형부(5)의 최하면의 회전 테이블(2)로부터의 높이는 하면(44)의 높이(h1)와 동일하다. 또한, 코어부(21) 및 중앙 원형부(5)의 간격과 코어부(21)의 외주와 중앙 원형부(5)의 내주와의 간격도, 높이(h1)와 거의 동등하게 설정되어 있다. 한편, 분리 가스 공급관(51)이 천장판(11)을 기밀하게 관통하고, 중앙 원형부(5)의 상부 중앙의 개구에 대응하도록 설치되어 있어, N2 가스가 공급된다. 이 N2 가스에 의해, 코어부(21)와 중앙 원형부(5) 사이의 공간, 코어부(21)의 외주와 중앙 원형부(5)의 내주 사이의 공간, 및 중앙 원형부(5)와 회전 테이블(2) 사이의 공간(50)(이하, 설명의 편의상, 이들의 공간을 중앙 공간이라고 부르는 경우가 있음)은, 제1 및 제2 영역(481, 482)에 비해, 높은 압력을 가질 수 있다. 즉, 중앙 공간은 제1 및 제2 영역(481, 482)에 대하여 압력 장벽을 제공할 수 있어, 제1 및 제2 영역(481, 482)을 확실하게 분리할 수 있다. 즉, BTBAS 가스와 O3 가스가 중앙 공간을 통하여 혼합되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 융기부(R)의 상면과 회전 테이블(2)의 이면 사이, 및 융기부(R)의 상면과 코어부(21)의 이면 사이에 약간의 간극이 형성되어 있다. 또한, 용기 본체(12)의 저부는 회전축(22)이 빠져 나가는 중심 구멍을 갖고, 이 중심 구멍의 안지름은 회전축(22)의 지름보다도 약간 커, 플랜지부(20a)를 통하여 케이스체(20)와 연통하는 간극을 남기고 있다. 플랜지부(20a)의 상부에는, 퍼지 가스 공급관(72)이 접속되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 퍼지 가스 공급관(72)으로부터의 N2 가스는, 회전축(22)과 용기 본체(12)의 저부의 중심 구멍 사이의 간극, 코어부(21)와 융기부(R) 사이의 간극 및 융기부(R)와 회전 테이블(2)의 이면 사이의 간극을 통해, 회전 테이블(2)과 하부 플레이트(7a) 사이의 공간을 흘러 배기구(61, 62)로부터 배기된다. 즉, 퍼지 가스 공급관(72)으로부터의 N2 가스는 이들 간극의 압력을 높게 유지할 수 있어, BTBAS 가스(O3 가스)가 회전 테이블(2)의 하방 공간을 통하여 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것을 억제하는 분리 가스로서 작용한다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 부채부(4A)의 하방에 있어서 회전 테이블(2)과 용기 본체(12)의 측벽부 사이에 상부 블록 부재(46A)가 설치되고, 부채부(4B)의 하방에 있어서 회전 테이블(2)과 용기 본체(12)의 측벽부 사이에 상부 블록 부재(46B)가 설치되어 있다[도 2에는 상부 블록 부재(46B)만을 도시함]. 상부 블록 부재(46A)(또는 46B)는 부채부(4A)(46B)와 일체로 설치되어도 좋고, 별개의 부재로서 형성되어 부채부(4A)(또는 46B)의 하면에 부착되어도 좋고, 하부 플레이트(7a) 위에 적재되어도 좋다. 단, 부채부(4A, 4B)가 석영으로 형성될 경우, 상부 블록 부재(46A, 46B)는 별개의 부재로서 형성되어 하부 플레이트(7a) 위에 적재되면 바람직하다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상부 블록 부재(46B)(또는 46A)는 회전 테이블(2)과 사이드 링(402) 사이의 공간을 대략 매우고 있으며, BTBAS 가스 및 O3 가스가, 이 공간을 통하여, 제1 영역(481)과 제2 영역(482) 사이에서 유통하여, 서로 혼합되는 것을 저지한다. 상부 블록 부재(46B)와 사이드 링(402) 사이의 간극, 및 상부 블록 부재(46B)와 회전 테이블(2) 사이의 간극은, 예를 들어 회전 테이블(2)로부터 부채부(4)의 천장면(44)까지의 높이(h1)와 거의 동일해도 좋다. 또한, 상부 블록 부재(46B)(또는 46A)가 있으므로, 분리 가스 노즐(41)(또는 42)로부터의 N2 가스는 회전 테이블(2)의 외측을 향해 흐르기 어려워진다. 즉, 상부 블록 부재(46B)(또는 46A)는 분리 공간(H)[부채부(4A)의 하면(44)과 회전 테이블(2) 사이의 공간]의 압력을 높게 유지하는데 이바지한다.
또, 상부 블록 부재(46B)(또는 46A)와 회전 테이블(2) 사이의 간극은, 회전 테이블(2)의 열 팽창을 고려하여, 회전 테이블(2)이 후술하는 히터 유닛에 의해 가열된 경우에, 상기 간격(h1 정도)이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발명자들의 검토에 따르면, 이상의 구성에 의해, 회전 테이블(2)이 예를 들어 약 240rpm의 회전 속도로 회전한 경우라도, BTBAS 가스와 O3 가스를 더욱 확실하게 분리할 수 있는 것을 알 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 용기 본체(12)의 측벽부에는 배관(47a)이 접속되어 있다. 구체적으로는, 배관(47a)은 용기 본체(12)의 측벽부에 형성된 관통 구멍에 대하여 소정의 조인트 부재에 의해 기밀하게 접속되어 있다. 또한, 배관(47a)은 용기 본체(12)의 외측에서는 밸브(47V1)를 거쳐 배관(47c)에 접속되고, 배관(47c)은 배기 슬리브(62S)가 접속되는 배기관(63)에 합류하고 있다. 밸브(47V1)는, 소위 노멀리 클로즈 타입의 공기 작동 밸브라도 좋다. 공기압의 인가에 의해 밸브(47V1)가 개방되면, 배관(47a) 및 배관(47c)을 거쳐 진공 용기(10) 내의 외측 공간(S1)과 배기관(63)이 연통한다. 또, 도 3 및 도 4에는 도시되어 있지 않지만, 용기 본체(12)의 측벽부에는 외측 공간(S1) 내의 압력을 측정하는 압력 게이지(후술)가 부착되어 있다.
또한, 용기 본체(12)의 저부에는 배관(47b)이 접속되어 있다. 구체적으로는, 배관(47b)은 용기 본체(12)의 저부에 형성된 관통 구멍에 대하여 소정의 조인트 부재에 의해 기밀하게 삽입되고, 그 선단부는 상술한 히터 유닛 공간(S2)에 개구하고 있다. 또한, 배관(47b)은 용기 본체(12)의 외측에서는 밸브(47V2)를 거쳐 배관(47c)에 접속되어 있다. 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서 배관(47c)은 분기관이며, 분기한 2개의 가지관 중 한쪽에 밸브(47V1)가 접속되고, 다른 쪽에 밸브(47V2)가 접속되어 있다. 가지관과 반대측의 단부는 배기관(63)에 합류하고 있다. 밸브(47V2)도 또한, 소위 노멀리 클로즈 타입의 공기 작동 밸브라도 좋고, 공기압의 인가에 의해 밸브(47V2)가 개방되면, 배관(47b) 및 배관(47c)을 거쳐 히터 유닛 공간(S2)과 배기관(63)이 연통한다. 또, 도 3 및 도 4에는 도시되어 있지 않지만, 용기 본체(12)의 저부에는, 히터 유닛 공간(S2) 내의 압력을 측정하는 압력 게이지(후술)가 부착되어 있다.
다음에, 도 7을 참조하면서, 배관(47a, 47c), 밸브(47V1), 및 압력 게이지의 기능에 대해서 설명한다. 도 7은 도 1의 I-II선을 따른 단면도이다. N2 가스원(NS1)으로부터 유량 제어기(MFC1)에 의해 유량 제어된 N2 가스가 외측 공간(S1)으로 공급되고, 게다가 N2 가스원(NS2)으로부터의 N2 가스가 유량 제어기(MFC2)로 유량 제어되고, 압력 제어기(PCV)로 압력 제어되어 외측 공간(S1)으로 공급된다. 이 N2 가스 공급을 위한 배관은, 상술한 배관(47a) 등과 마찬가지로 설치할 수 있다. 압력 제어를 수반하는 N2 가스 공급에 의해, 외측 공간(S1)의 압력(Po)은 성막 공간(DS)의 압력(Pd)보다도 예를 들어 약 1Torr 내지 약 5Torr 높게 유지할 수 있어, 성막 공간(DS) 내의 반응 가스가 외측 공간(S1)으로 흘러 나가는 것을 억제할 수 있다. 외측 공간(S1)의 압력(Po)은, 압력 게이지(PG1)에 의해 측정된다. 압력 게이지(PG1)는, 예를 들어 정전 용량형 압력계이며, 측정되는 압력에 대응한 신호를 출력할 수 있다. 압력 게이지(PG1)(이하에 설명하는 다른 압력 게이지도 같음)는, 상술한 배관(47a) 등과 마찬가지로 하여 용기 본체(12)에 부착할 수 있다.
한편, 배기관(63)에는 압력 게이지(PGA)가 설치되고, 배기관(63) 내의 압력이 측정된다. 압력 게이지(PGA)에 의한 압력 측정점은, 배기 슬리브(61S)(또는 62S)의 바로 아래이며, 따라서 압력 게이지(PGA)에 의해 측정되는 압력은, 성막 공간(DS) 내의 압력(Pd)에 거의 동등하다. 압력 게이지(PGA)도 또한, 예를 들어 정전 용량형 압력계이며, 측정되는 압력에 대응한 신호를 출력할 수 있다.
압력 게이지(PG1) 및 압력 게이지(PGA)로부터 제어부(100)(후술)에 대하여 압력에 따른 신호가 출력된다. 신호를 입력한 제어부(100)는, 압력 게이지(PG1)로부터의 신호(S1)와 압력 게이지(PGA)로부터의 신호(SA)를 비교한다. 예를 들어 신호(S1)의 전압이 「신호(SA)의 전압 + 소정의 임계치 전압」을 초과했다고 판단된 경우에, 즉 외측 공간(S1) 내의 압력(Po)이 성막 공간(DS) 내의 압력(Pd)보다도 소정의 압력(예를 들어 1Torr)만큼 높아졌다고 판단된 경우에, 밸브(47V1)에 대하여 공기압이 인가된다. 이에 의해 밸브(47V1)가 개방되면, 배관(47a) 및 배관(47c)을 거쳐 외측 공간(S1)과 배기관(63)이 연통하고, 외측 공간(S1) 내의 N2 가스가 배기관(63)으로 흐른다. 따라서, 외측 공간(S1)의 압력(Po)이 저하된다. 압력(Po)의 저하에 수반하여, 신호(S1)의 전압이 「신호(SA)의 전압 + 소정의 임계치 전압」 이하가 되면, 밸브(47V1)가 폐쇄되어 외측 공간(S1)의 압력(Po)이 성막 공간(DS)의 압력(Pd)보다도 적절하게 높은 상태가 유지되게 된다.
가령 외측 공간(S1) 내의 압력(Po)이 과잉으로 높아지면, 상부 플레이트(401)에 과대한 압력이 가해져, 상부 플레이트(401)가 파손될 우려가 있지만, 상기 구성에 따르면, 외측 공간(S1) 내의 N2 가스를 배기관(63)으로 흐르게 하여 외측 공간(S1) 내의 압력 상승을 방지할 수 있다. 따라서, 상부 플레이트(401)가 파손되는 것을 저지할 수 있게 된다.
또, 도 7에 도시한 바와 같이, 압력 게이지(PG1)와 병렬로 압력 게이지(PG2)가 설치되어 있다. 압력 게이지(PG1 및 PG2)는, 예를 들어 정격(또는 측정 가능 범위)이 다르며, 본 실시 형태에 있어서는 압력 게이지(PG1)의 정격은 133KPa이며, 압력 게이지(PG2)의 정격은 1.33KPa이다. 성막 공간(DS)의 압력(Pd)에 따라서 외측 공간(S1)의 압력(Po)이 설정되지만, 본 실시 형태와 같이 압력 게이지(PG1 및 PG2)를 설치함으로써, 성막 압력에 적합한 압력 게이지를 선택할 수 있게 된다. 배기관(63)에 대하여 설치되는 압력 게이지(PGA)에 대해서도, 같은 의도로 압력 게이지(PGB, PGC)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 압력 게이지(PGA)의 정격은 133KPa이며, 압력 게이지(PGB)의 정격은 13.3KPa이며, 압력 게이지(PGC)의 정격은 1.33KPa이다.
다음에, 도 8을 참조하면서, 배관(47b, 47c), 밸브(47V2), 및 압력 게이지의 기능에 대해서 설명한다. 도 8에 도시한 바와 같이, N2 가스원(NS3)으로부터 유량 제어기(MFC3)에 의해 유량 제어된 N2 가스가 퍼지 가스 공급관(72)을 통하여 히터 유닛 공간(S2)으로 공급된다. 이에 의해, 히터 유닛 공간(S2)의 압력(Ph)은 성막 공간(DS)의 압력(Pd)보다도 예를 들어 약 1Torr 내지 약 5Torr 높게 유지할 수 있다. 이로 인해, 성막 공간(DS) 내의 반응 가스가 히터 유닛 공간(S2)으로 유입하는 것을 억제할 수 있다. 히터 유닛 공간(S2)의 압력(Ph)은, 압력 게이지(PG3)에 의해 측정된다. 압력 게이지(PG3)는 압력 게이지(PG1) 등과 마찬가지로, 예를 들어 정전 용량형 압력계이며, 측정되는 압력에 대응한 신호를 출력할 수 있다.
압력 게이지(PG3)로부터의 신호도, 압력 게이지(PG1, PGA) 등으로부터의 신호와 마찬가지로, 제어부(100)(후술)에 대하여 출력된다. 신호를 입력한 제어부(100)는, 압력 게이지(PG3)로부터의 신호(S3)와 압력 게이지(PGA)로부터의 신호(SA)를 비교한다. 예를 들어 신호(S3)의 전압이 「신호(SA)의 전압 + 소정의 임계치 전압」을 초과했다고 판단된 경우에, 즉 히터 유닛 공간(S2) 내의 압력이 성막 공간(DS) 내의 압력(Pd)보다도 소정의 압력만큼 높아졌다고 판단된 경우에, 밸브(47V2)에 대하여 공기압이 인가된다. 이에 의해 밸브(47V2)가 개방되면, 배관(47b) 및 배관(47c)을 거쳐 히터 유닛 공간(S2)과 배기관(63)이 연통하여, 히터 유닛 공간(S2) 내의 N2 가스가 배기관(63)으로 흐른다. 따라서, 히터 유닛 공간(S2)의 압력(Ph)이 저하된다. 압력(Ph)의 저하에 수반하여, 전압(S3)이 「신호(SA)의 전압 + 소정의 임계치 전압」 이하가 되면, 밸브(47V1)가 폐쇄되어 히터 유닛 공간(S2)의 압력(Ph)이 성막 공간(DS)의 압력(Pd)보다도 적절하게 높은 상태가 유지되게 된다.
가령 히터 유닛 공간(S2) 내의 압력이 과잉으로 높아지면, 하부 플레이트(7a)에는 밑에서부터 밀어 올리는 과대한 압력이 가해져, 하부 플레이트(7a)가 벗어나거나 파손되거나 할뿐만 아니라, 하부 플레이트(7a) 위에 적재되는 사이드 링(402)이나 상부 플레이트(401)까지도 어긋나거나 파손될 우려가 있다. 그러나 상기 구성에 따르면, 히터 유닛 공간(S2) 내의 N2 가스를 배기관(63)으로 흐르게 하여 히터 유닛 공간(S2) 내의 압력 상승을 방지할 수 있으므로, 하부 플레이트(402) 등의 어긋남이나 파손을 저지할 수 있게 된다.
또, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 이유에 의해 압력 게이지(PG3)와 병렬로 압력 게이지(PG4)가 설치되어 있다. 또한, 압력 게이지(PG1 내지 PG4) 및 압력 게이지(PGA 내지 PGB) 직전에, 대응하는 밸브를 설치하여 사용하지 않는 압력 게이지에 대해서는, 밸브를 닫아 압력 게이지를 보호하면 바람직하다.
다시 도 1을 참조하면, 본 실시 형태에 의한 성막 장치에는, 장치 전체의 동작 컨트롤을 행하기 위한 제어부(100)가 설치되어 있다. 이 제어부(100)는, 예를 들어 컴퓨터로 구성되는 프로세스 컨트롤러(100a)와, 유저 인터페이스부(100b)와, 메모리 장치(100c)를 갖는다. 유저 인터페이스부(100b)는 성막 장치의 동작 상황을 표시하는 디스플레이나, 성막 장치의 조작자가 프로세스 레시피를 선택하거나, 프로세스 관리자가 프로세스 레시피의 파라미터를 변경하거나 하기 위한 키보드나 터치 패널(도시하지 않음) 등을 갖는다.
메모리 장치(100c)는, 프로세스 컨트롤러(100a)에 여러 가지의 프로세스를 실시시키는 제어 프로그램, 프로세스 레시피 및 각종 프로세스에 있어서의 파라미터 등을 기억하고 있다. 또한, 이들의 프로그램에는, 예를 들어 후술하는 성막 방법을 행하게 하기 위한 스텝군을 갖고 있는 것이 있다. 이들의 제어 프로그램이나 프로세스 레시피는, 유저 인터페이스부(100b)로부터의 지시를 따라, 프로세스 컨트롤러(100a)에 의해 판독되어 제어부(100)에 의해 실행된다. 또한, 이들의 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 기억 매체(100d)에 저장되고, 이들에 대응한 입출력 장치(도시하지 않음)를 통하여 메모리 장치(100c)에 인스톨해도 좋다. 컴퓨터 판독 가능 기억 매체(100d)는, 하드 디스크, CD, CD-R/RW, DVD-R/RW, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등이라도 좋다. 또한, 프로그램은 통신 회선을 통하여 메모리 장치(100c)에 다운로드해도 좋다.
다음에, 지금까지 참조한 도면을 적절하게 참조하면서, 본 실시 형태의 성막 장치의 동작(성막 방법)에 대해서 설명한다. 우선, 회전 테이블(2)을 회전하고, 적재부(24) 중 하나를 반송구(15)에 정렬시켜, 게이트 밸브(15a)를 연다. 다음에, 반송 아암(10A)에 의해 반송구(15)[개구(402o)]를 통하여 진공 용기(10) 내로 웨이퍼(W)가 반입되고, 적재부(24)의 상방에 보유 지지된다. 계속해서, 웨이퍼(W)는 반송 아암(10A)과, 적재부(24) 내에서 돌몰 가능한 도시하지 않은 승강 핀과의 협동 동작에 의해, 적재부(24)에 적재된다. 상기 일련의 동작이 5회 반복되어, 회전 테이블(2)의 5개의 적재부(24)에 각각 웨이퍼(W)가 적재되고, 게이트 밸브(15a)가 닫혀 웨이퍼(W)의 반송이 종료된다.
다음에, 진공 용기(10) 내가 배기 장치(64)에 의해 배기되는 동시에, 분리 가스 노즐(41, 42), 분리 가스 공급관(51), 퍼지 가스 공급관(72, 73)으로부터 N2 가스가 공급되고, 압력 조정기(65)에 의해 진공 용기(10)[성막 공간(DS)] 내의 압력이 미리 설정한 압력으로 유지된다. 동시에, 외측 공간(S1)에 N2 가스가 공급되고, 외측 공간(S1)의 압력(Po)이 성막 공간(DS)(도 2)의 압력보다도 약간 높게 유지된다. 계속해서, 회전 테이블(2)이 위에서부터 보아 시계 방향으로 회전을 개시한다. 회전 테이블(2)은 히터 유닛(7)에 의해 미리 소정의 온도(예를 들어 300℃)로 가열되어 있어, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)에 적재됨으로써 가열된다. 웨이퍼(W)가 가열되고, 소정의 온도로 유지된 후, BTBAS 가스가 반응 가스 노즐(31)을 통하여 제1 영역(481)에 공급되고, O3 가스가 반응 가스 노즐(32)을 통하여 제2 영역(482)으로 공급된다.
이 상황에 있어서, 반응 가스 노즐(31)(도 1 참조)로부터의 BTBAS 가스는, 분리 가스 노즐(41)로부터 부채부(4A)와 회전 테이블(2) 사이의 공간[도 6에 도시하는 분리 공간(H)]을 통해 제1 영역(481)으로 흘러 나가는 N2 가스와, 분리 가스 공급관(51)(도 2 참조)으로부터 코어부(21)와 회전 테이블(2) 사이의 공간을 통해 제1 영역(481)으로 흘러 나가는 N2 가스와, 분리 가스 노즐(42)로부터 부채부(4B)와 회전 테이블(2) 사이의 공간[분리 공간(H)]을 통해 제1 영역(481)으로 흘러 나가는 N2 가스와 함께 배기구(61)로부터 배기된다. 한편, 반응 가스 노즐(32)로부터의 O3 가스는, 분리 가스 노즐(42)로부터 부채부(4B)와 회전 테이블(2) 사이의 분리 공간을 통해 제2 영역(482)으로 흘러 나가는 N2 가스와, 분리 가스 공급관(51)으로부터 코어부(21)와 회전 테이블 사이의 공간을 통해 제2 영역(482)으로 흘러 나가는 N2 가스와, 분리 가스 노즐(41)로부터 부채부(4A)와 회전 테이블(2) 사이의 분리 공간을 통해 제2 영역(482)으로 흘러 나가는 N2 가스와 함께 배기구(62)로부터 배기된다.
웨이퍼(W)가 반응 가스 노즐(31)의 하방을 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 BTBAS 분자가 흡착되고, 반응 가스 노즐(32)의 하방을 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 O3 분자가 흡착되어, O3에 의해 BTBAS 분자가 산화된다. 따라서, 회전 테이블(2)의 회전에 의해 웨이퍼(W)가 제1 영역(481) 및 제2 영역(482) 모두를 일회 통과하면, 웨이퍼(W)의 표면에 산화 실리콘의 1분자층(또는 2 이상의 분자층)이 형성된다. 이것이 반복되어, 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적된다. 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 퇴적된 후, BTBAS 가스와 O3 가스의 공급을 정지하고, 회전 테이블(2)의 회전을 정지한다. 그리고 웨이퍼(W)는 반입 동작과 반대의 동작에 의해, 반송 아암(10A)에 의해 진공 용기(10)로부터 반출되어, 성막 프로세스가 종료된다.
본 발명의 실시 형태의 성막 장치에 따르면, 부채부(4A, 4B)와 회전 테이블(2) 사이의 분리 공간(H)(도 6 참조)의 높이(h1)는, 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)의 높이에 비해 낮으므로, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터의 N2 가스의 공급에 의해, 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)에 있어서의 압력보다도 분리 공간(H)의 압력을 높게 유지할 수 있다. 따라서, 제1 영역(481)과 제2 영역(482) 사이에 압력 장벽이 제공되어, 이에 의해 제1 영역(481)과 제2 영역(482)을 쉽게 분리할 수 있게 된다. 따라서, BTBAS 가스와 O3 가스가 진공 용기(10) 내의 기상 중에서 혼합되는 일은 거의 없다.
또, 반응 가스 노즐(31, 32)이 회전 테이블(2)의 상면에 근접하고, 상부 플레이트(401)로부터 이격되어 있으므로(도 6 참조), 분리 공간(H)으로부터 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)으로 유출된 N2 가스는, 반응 가스 노즐(31, 32)과 상부 플레이트(401) 사이의 공간을 흐르기 쉽다. 따라서, 반응 가스 노즐(31)로부터 공급되는 BTBAS 가스, 및 반응 가스 노즐(32)로부터 공급되는 O3 가스가 N2 가스에 의해 대폭으로 희석되는 일은 없다. 그러므로, 웨이퍼(W)에 반응 가스를 효율적으로 부착시킬 수 있게 되어, 반응 가스의 이용 효율을 높게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치에서는, 부채부(4A, 4B)의 하방, 또한 회전 테이블(2)과 사이드 링(402)의 내주면 사이에, 상부 블록 부재(46A, 46B)가 배치되어 있으므로, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터의 N2 가스가, 회전 테이블(2)과 사이드 링(402)의 내주면 사이로 유출되는 일은 거의 없어, 분리 공간(H)에 있어서의 압력을 높게 유지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치에 있어서는, 진공 용기(10)의 천장판(11) 및 용기 본체(12)가 예를 들어 알루미늄으로 제작되는 경우라도, 하부 플레이트(7a), 사이드 링(402), 및 상부 플레이트(401)에 의해 성막 공간(DS)(도 2)이 형성되어, 반응 가스가 성막 공간(DS) 내에 한정될 수 있다. 따라서, 알루미늄으로 된 천장판(11) 및 용기 본체(12)의 내면이 반응 가스에 노출되는 일은 거의 없어, 천장판(11) 및 용기 본체(12)를 보호할 수 있다. 또한, 성막 공간(DS)의 압력보다도 외측 공간(S1) 및 히터 유닛 공간(S2)의 압력을 높게 유지할 수 있으므로, 반응 가스를 보다 확실하게 성막 공간(DS)에 한정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치에 있어서는, 외측 공간(S1)의 압력(Po)이 배기관(63) 내의 압력보다도 과잉으로 높아질 경우에, 배관(47a), 밸브(47V1), 및 배관(47c)을 통하여 외측 공간(S1)과 배기관(63)을 연통시켜, 외측 공간(S1)의 압력(Po)를 저하시킬 수 있으므로, 상부 플레이트(401)가 파손되는 일은 없다. 또한, 히터 유닛 공간(S2) 내의 압력이 배기관(63) 내의 압력보다도 과잉으로 높아질 경우에, 배관(47b), 밸브(47V2), 및 배관(47c)을 통하여 히터 유닛 공간(S2)과 배기관(63)을 연통시켜, 히터 유닛 공간(S2)의 압력을 저하시킬 수 있으므로, 하부 플레이트(7a)가 파손되는 일은 없다.
또한, 배기구로서의 배기 슬리브(61S)가 제1 영역(481)에 대해 설치되고, 배기구로서의 배기 슬리브(62S)가 제2 영역(482)에 대하여 설치되어 있으므로, 제1 영역(481) 및 제2 영역(482)의 압력을 분리 공간(H)[부채부(4A, 4B)와 회전 테이블(2) 사이의 공간]의 압력보다도 낮게 할 수 있다. 또한, 배기 슬리브(61S)는 반응 가스 노즐(31)과, 이 반응 가스 노즐(31)에 대하여 회전 테이블(2)의 회전 방향 A를 따른 하류측에 위치하는 부채부(4B)와의 사이에 있어서, 부채부(4B)에 근접해서 설치되어 있다. 배기 슬리브(62S)는 반응 가스 노즐(32)과, 이 반응 가스 노즐(32)에 대하여 회전 테이블(2)의 회전 방향 A를 따른 하류측에 위치하는 부채부(4A)와의 사이에 있어서, 부채부(4A)에 근접해서 설치되어 있다. 이에 의해, 반응 가스 노즐(31)로부터 공급되는 BTBAS 가스는 오로지 배기 슬리브(61S)를 통하여 배기되고, 반응 가스 노즐(32)로부터 공급되는 O3 가스는 오로지 배기 슬리브(62S)를 통하여 배기된다. 즉, 이러한 배기 슬리브(61S, 62S)의 배치는, 양 반응 가스의 분리에 기여한다.
이상, 몇 가지의 실시 형태를 참조하면서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 개시한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 첨부한 특허청구의 범위에 비추어, 다양하게 변경 및 변형을 할 수 있다.
예를 들어, 분리 부재(40)[부채부(4A, 4B) 및 중앙 원형부(5)]는, 석영이 아닌 세라믹 재료에 의해 제작해도 좋다. 또한, 두꺼운 석영판으로 분리 부재(40)를 제작하는 것은 아니며, 부채부(4A, 4B)의 하면(44) 및 홈부(43)의 형상이 얻어지도록 얇은 석영판을 가공해서 부채부(4A, 4B)를 제작하고, 별도로 제작한 중앙 원형부(5)에 부착하도록 해도 좋다.
또한, 부채부(4A, 4B)의 홈부(43)는, 상술한 실시 형태에서는 부채부(4A, 4B)를 이등분하도록 형성되지만, 다른 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 부채부(4A, 4B)에 있어서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측이 넓어지도록 홈부(43)를 형성해도 좋다.
또, 부채부(4A, 4B)의 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따른 길이는, 예를 들어, 회전 테이블(2)의 내측 적재부(24)에 적재되는 웨이퍼의 중심이 통과하는 경로에 대응하는 원호의 길이로, 웨이퍼(W) 지름의 약 1/10 내지 약 1/1, 바람직하게는 약 1/6 이상이면 바람직하다. 이에 의해, 분리 공간(H)을 높은 압력으로 유지하는 것이 쉬워진다.
또한, 상부 플레이트(401), 사이드 링(402), 및 하부 플레이트(7a)도 석영이 아닌 세라믹 재료에 의해 제작해도 좋다. 또한, 세라믹 재료에 한정되지 않고, 천장판(11)이나 용기 본체(12)를 구성하는 재료보다도 내식성이 우수한 재료에 의해 상부 플레이트(401), 사이드 링(402), 및 하부 플레이트(7a)를 형성해도 좋다. 단, 하부 플레이트(7a)는 히터 유닛(7)에 의해 회전 테이블(2)을 가열하므로, 히터 유닛(7)으로부터의 방사를 투과하는 재료로 제작할 필요가 있다.
또, 상술한 하부 플레이트(7a)는 성막 공간(DS)을 형성하는 부재의 일부인 동시에, 히터 유닛 공간(S2)을 형성하는 일부이기도 하지만, 경우에 따라서는, 성막 공간(DS)을 형성하는 부재로서의 하부 플레이트(7a)와는 별도로, 히터 유닛 공간(S2)을 형성하는 부재를 설치해도 좋다.
또한, 반응 가스 노즐(31, 32)을 용기 본체(12)의 주위벽으로부터 도입하는 것은 아니며, 진공 용기(10)의 중심측으로부터 도입해도 좋다. 또한, 반응 가스 노즐(31, 32)은, 반경 방향에 대하여 소정의 각도를 이루도록 도입되어도 좋다.
또한, 압력 게이지(PG1)와 압력 게이지(PGA) 대신에, 외측 공간(S1)과 배기관(63) 내의 공간[또는 성막 공간(DS)]과의 차압을 검출하는 차압계를 사용해도 좋고, 압력 게이지(PG3)와 압력 게이지(PGA) 대신에, 히터 유닛 공간(S2)과 배기관(63) 내의 공간[또는 성막 공간(DS)]과의 차압을 검출하는 차압계를 사용해도 된다.
또한, 배관(47a), 밸브(47V1), 및 배관(47c)은, 외측 공간(S1)과 배기관(63)을 연통하도록 설치되는 것은 아니며, 외측 공간(S1)과 성막 공간(DS)을 연통하도록 설치되어도 좋다. 이에 의해서도, 외측 공간(S1)은 성막 공간(DS)을 거쳐 배기 장치(64)에 연통할 수 있다.
또한, 외측 공간(S1)에 공급되는 가스는, N2 가스에 한정되는 일은 없다. 예를 들어, N2 가스원(NS1 및 NS2) 대신에, 퍼지 가스를 공급하는 가스원을 이용하여, 외측 공간(S1)에 퍼지 가스를 공급해도 좋다. 퍼지 가스는, 예를 들어 N2 가스 외에, He나 Ar 등의 희가스이면 좋고, 또한 경우에 따라서는 H2 가스라도 좋다.
또한, 퍼지 가스 공급관(72, 73)으로부터도, N2 가스에 한정되는 일 없이, 퍼지 가스로서 이용 가능한 가스(예를 들어 희가스나 H2 가스)를 공급하면 좋다.
본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치는, 산화 실리콘막의 성막에 한정되지 않으며, 질화 실리콘의 분자층 성막에도 적용할 수 있다. 또한, 트리메틸 알루미늄(TMA)과 O3 가스를 이용한 산화알루미늄(Al2O3)의 분자층 성막, 테트라키스에틸메틸 아미노지르코늄(TEMAZr)과 O3 가스를 이용한 산화지르코늄(ZrO2)의 분자층 성막, 테트라키스에틸메틸아미노하프늄(TEMAH)과 O3 가스를 이용한 산화하프늄(HfO2)의 분자층 성막, 스트론튬 비스테트라메틸헵탄디오나트[Sr(THD)2]와 O3 가스를 이용한 산화 스트론튬(SrO)의 분자층 성막, 티타늄메틸펜탄디오나트 비스테트라메틸헵탄디오나트[Ti(MPD)(THD)]와 O3 가스를 이용한 산화티탄(TiO2)의 분자층 성막 등을 행할 수 있다. 또한, O3 가스가 아닌 산소 플라즈마를 이용하는 것도 가능하다. 이들 가스의 조합을 이용해도, 상술한 효과가 발휘되는 것은 물론이다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 내식성이 높은 재료로 제작되어, 진공 용기 내에 배치되는 이너가 진공 용기 내에서 어긋나거나 파손되거나 하는 것을 줄일 수 있는 원자층(분자층) 성막 장치가 제공된다.
본 발명은 구체적으로 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 다양한 변형예, 개량예가 이루어질 것이다.
2 : 회전 테이블
4A, 4B : 부채부
5 : 중앙 원형부
7a : 하부 플레이트
10 : 진공 용기
10A : 반송 아암
12 : 용기 본체
15 : 반송구
15a : 게이트 밸브
24 : 적재부
31, 32 : 반응 가스 노즐
40 : 분리 부재
41, 42 : 분리 가스 노즐
44 : 낮은 천장면
45 : 높은 천장면
47a, 47b, 47c : 배관
47V1, 47V2 : 밸브
61S, 62S : 배기 슬리브
63 : 배기관
72, 73 : 퍼지 가스 공급관
100 : 제어부
100a : 컨트롤러
100b : 유저 인터페이스부
100c : 메모리 장치
100d : 컴퓨터 판독 가능 기억 매체
401 : 상부 플레이트
402 : 사이드 링
481 : 제1 영역
482 : 제2 영역
W : 웨이퍼
H : 분리 공간
h1 : 높이
S1 : 외측 공간
S2 : 히터 유닛 공간
PGA, PGB, PG1, PG2, PG3, PG4 : 압력 게이지

Claims (7)

  1. 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판을 향해 공급하고, 당해 2종류의 반응 가스의 반응 생성물의 층을 적층해서 박막을 형성하는 성막 장치이며,
    상기 용기 내에 회전 가능하게 설치되어, 기판이 적재되는 기판 적재 영역을 포함하는 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블의 회전 방향과 교차되는 방향으로 연장되어, 상기 회전 테이블을 향해 제1 반응 가스를 공급하는 제1 반응 가스 공급부와,
    상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블의 상기 회전 방향을 따라서 이격 배치되고, 상기 회전 방향과 교차되는 방향으로 연장되어, 상기 회전 테이블을 향해 제2 반응 가스를 공급하는 제2 반응 가스 공급부와,
    상기 용기 내에 있어서, 상기 회전 테이블, 상기 제1 반응 가스 공급부, 및 상기 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 성막 공간을 형성하는, 상기 용기를 구성하는 재료보다도 내식성이 우수한 재료로 제작되는 구획 부재와,
    상기 구획 부재에 의해 형성되는 상기 성막 공간을 배기하는 배기부와,
    상기 용기 내에 있어서의 상기 성막 공간의 외측 공간에 퍼지 가스를 공급하는 제1 퍼지 가스 공급부와,
    상기 성막 공간의 압력과 외측 공간의 압력을 측정하는 제1 압력 측정부와,
    제1 개폐 밸브를 거쳐 상기 외측 공간을 상기 배기부에 연통시키는 제1 배관과,
    상기 용기 내에 있어서 상기 성막 공간의 하방에 설치되어, 상기 회전 테이블을 가열하는 가열부와,
    상기 용기 내에 있어서, 상기 가열부를 포함하는 가열부 공간을 형성하는 구획판과,
    상기 가열부 공간으로 퍼지 가스를 공급하는 제2 퍼지 가스 공급부와,
    상기 성막 공간의 압력과 상기 가열부 공간의 압력을 측정하는 제2 압력 측정부와,
    제2 개폐 밸브를 거쳐 상기 가열부 공간을 상기 배기부에 연통시키는 제2 배관과,
    상기 제1 압력 측정부에 의해 측정된 상기 성막 공간의 압력과 외측 공간의 압력을 비교하고, 비교 결과에 따라서 상기 제1 개폐 밸브를 제어하고, 상기 제2 압력 측정부에 의해 측정된 상기 성막 공간의 압력과 상기 가열부 공간의 압력을 비교하고, 비교 결과에 따라서 상기 제2 개폐 밸브를 제어하는 제어부와,
    상기 성막 공간에 있어서, 상기 회전 방향을 따라서, 상기 제1 반응 가스 공급부와 상기 제2 반응 가스 공급부 사이에 위치하여, 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와,
    상기 분리 가스 공급부의 양측에 배치되어, 상기 제1 반응 가스 공급부를 포함하는 제1 영역과, 상기 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 제2 영역으로 상기 분리 가스를 유도하는 분리 공간을, 상기 회전 테이블에 대하여 형성하는 천장면이며, 상기 분리 가스에 의해 상기 분리 공간의 압력이 상기 제1 및 상기 제2 영역에 있어서의 압력보다도 높게 할 수 있도록 배치되는 당해 천장면을 구비하고,
    상기 제어부는 상기 외측 공간의 압력이 상기 성막 공간의 압력보다도 소정의 압력만큼 높아졌을 경우에 상기 제1 개폐 밸브를 개방하는, 성막 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구획 부재가,
    상기 회전 테이블의 하방에 배치되는 하부 플레이트 부재와,
    상기 하부 플레이트 부재 위에 적재되어, 상기 회전 테이블의 외측 테두리를 둘러싸는 링 형상 부재와,
    상기 링 형상 부재에 지지되는 상부 플레이트 부재를 포함하는, 성막 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배기부의 제1 배기구가 상기 성막 공간 내의 상기 제1 영역에 대하여 설치되고,
    상기 배기부의 제2 배기구가 상기 성막 공간 내의 상기 제2 영역에 대하여 설치되는, 성막 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 천장면의 하방에 있어서 상기 회전 테이블의 외측 테두리와 상기 구획 부재 사이에 배치되는 블록 부재를 더 구비하는, 성막 장치.
  5. 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판을 향해 공급하고, 당해 2종류의 반응 가스의 반응 생성물의 층을 적층해서 박막을 형성하는 성막 장치로 행해지는 성막 방법이며,
    상기 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 회전 테이블에 기판을 적재하는 스텝과,
    상기 회전 테이블의 회전 방향과 교차되는 방향으로 연장되는 제1 반응 가스 공급부로부터, 상기 회전 테이블을 향해 제1 반응 가스를 공급하는 스텝과,
    상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 회전 테이블의 상기 회전 방향을 따라서 이격하여 배치되고, 상기 회전 방향과 교차되는 방향으로 연장되는 제2 반응 가스 공급부로부터, 상기 회전 테이블을 향해 제2 반응 가스를 공급하는 스텝과,
    상기 용기 내에 있어서, 상기 용기를 구성하는 재료보다도 내식성이 우수한 재료로 제작되는 구획 부재에 의해 형성되고, 상기 회전 테이블, 상기 제1 반응 가스 공급부, 및 상기 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 성막 공간을 배기하는 스텝과,
    상기 용기 내에 있어서의 상기 성막 공간의 외측 공간에 퍼지 가스를 공급하는 스텝과,
    상기 성막 공간의 압력과 상기 외측 공간의 압력을 측정하는 스텝과,
    상기 성막 공간의 압력과 상기 외측 공간의 압력을 비교하고, 비교 결과에 따라서, 상기 외측 공간을 배기부에 연통시키는 제1 배관에 설치되는 제1 개폐 밸브를 제어하는 스텝과,
    상기 용기 내에 있어서 상기 성막 공간의 하방에 설치되고, 상기 회전 테이블을 가열하는 가열부를 포함하는 가열부 공간으로 퍼지 가스를 공급하는 스텝과,
    상기 성막 공간의 압력과 상기 가열부 공간의 압력을 측정하는 스텝과,
    상기 성막 공간의 압력과 상기 가열부 공간의 압력을 비교하고, 비교 결과에 따라서, 상기 가열부 공간을 상기 배기부에 연통시키는 제2 배관에 설치되는 제2 개폐 밸브를 제어하는 스텝과,
    상기 성막 공간에 있어서, 상기 회전 방향을 따라서, 상기 제1 반응 가스 공급부와 상기 제2 반응 가스 공급부 사이에 위치하는 분리 가스 공급부로부터 분리 가스를 공급하고, 상기 분리 가스 공급부의 양측에 배치되는 천장면에 의해 형성되는 분리 공간의 압력을, 상기 제1 반응 가스 공급부를 포함하는 제1 영역의 압력과, 상기 제2 반응 가스 공급부를 포함하는 제2 영역의 압력보다도 높게 하는 스텝을 포함하고,
    상기 제1 개폐 밸브를 제어하는 스텝은 상기 외측 공간의 압력이 상기 성막 공간의 압력보다도 소정의 압력만큼 높아졌을 경우에 상기 제1 개폐 밸브를 개방하는, 성막 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR20110105275A 2010-10-15 2011-10-14 성막 장치 및 성막 방법 KR101489545B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-232499 2010-10-15
JP2010232499A JP5572515B2 (ja) 2010-10-15 2010-10-15 成膜装置および成膜方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120039492A KR20120039492A (ko) 2012-04-25
KR101489545B1 true KR101489545B1 (ko) 2015-02-03

Family

ID=45934382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20110105275A KR101489545B1 (ko) 2010-10-15 2011-10-14 성막 장치 및 성막 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120094011A1 (ko)
JP (1) JP5572515B2 (ko)
KR (1) KR101489545B1 (ko)
CN (1) CN102453888A (ko)
TW (1) TWI530583B (ko)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5423205B2 (ja) * 2008-08-29 2014-02-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5445044B2 (ja) * 2008-11-14 2014-03-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5131240B2 (ja) * 2009-04-09 2013-01-30 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5257328B2 (ja) * 2009-11-04 2013-08-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
JP5310512B2 (ja) * 2009-12-02 2013-10-09 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP5553588B2 (ja) * 2009-12-10 2014-07-16 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5842750B2 (ja) * 2012-06-29 2016-01-13 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体
JP2014082463A (ja) * 2012-09-27 2014-05-08 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、蓋体及び半導体装置の製造方法
TWI627305B (zh) * 2013-03-15 2018-06-21 應用材料股份有限公司 用於轉盤處理室之具有剛性板的大氣蓋
JP6115244B2 (ja) * 2013-03-28 2017-04-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US9076651B1 (en) * 2013-12-20 2015-07-07 Intermolecular, Inc. Gate stacks and ohmic contacts for SiC devices
JP6303592B2 (ja) * 2014-02-25 2018-04-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP6221932B2 (ja) * 2014-05-16 2017-11-01 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5837962B1 (ja) * 2014-07-08 2015-12-24 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびガス整流部
US10954597B2 (en) * 2015-03-17 2021-03-23 Asm Ip Holding B.V. Atomic layer deposition apparatus
US9831099B2 (en) * 2016-02-12 2017-11-28 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for multi-film deposition and etching in a batch processing system
CN109478494B (zh) * 2016-06-03 2023-07-18 应用材料公司 扩散腔室内部的气流的设计
TWI802439B (zh) 2017-10-27 2023-05-11 美商應用材料股份有限公司 具有空間分離的單個晶圓處理環境
JP7035461B2 (ja) 2017-11-07 2022-03-15 東京エレクトロン株式会社 リリーフバルブ及び基板処理装置
JP6906439B2 (ja) * 2017-12-21 2021-07-21 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
KR102100801B1 (ko) * 2018-04-12 2020-04-14 참엔지니어링(주) 증착 장치 및 방법
CN113166938A (zh) * 2018-10-29 2021-07-23 应用材料公司 操作空间沉积工具的方法
KR20200056273A (ko) * 2018-11-14 2020-05-22 주성엔지니어링(주) 기판처리장치 및 기판처리방법
JP7253972B2 (ja) * 2019-05-10 2023-04-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US20230062848A1 (en) * 2021-08-30 2023-03-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor device manufacturing system and method for manufacturing semiconductor device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09213642A (ja) * 1996-01-29 1997-08-15 Sony Corp 半導体成長装置および半導体成長方法
JP2009224775A (ja) * 2008-02-20 2009-10-01 Tokyo Electron Ltd ガス供給装置、成膜装置及び成膜方法
JP2010059495A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及びこの成膜方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1164137A (ja) * 1997-08-25 1999-03-05 Hitachi Ltd 半導体圧力センサ
US9416448B2 (en) * 2008-08-29 2016-08-16 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus, substrate processing apparatus, film deposition method, and computer-readable storage medium for film deposition method
US8808456B2 (en) * 2008-08-29 2014-08-19 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus and substrate process apparatus
JP5195174B2 (ja) * 2008-08-29 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法
JP5056735B2 (ja) * 2008-12-02 2012-10-24 東京エレクトロン株式会社 成膜装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09213642A (ja) * 1996-01-29 1997-08-15 Sony Corp 半導体成長装置および半導体成長方法
JP2009224775A (ja) * 2008-02-20 2009-10-01 Tokyo Electron Ltd ガス供給装置、成膜装置及び成膜方法
JP2010059495A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及びこの成膜方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
TWI530583B (zh) 2016-04-21
JP2012089561A (ja) 2012-05-10
US20120094011A1 (en) 2012-04-19
CN102453888A (zh) 2012-05-16
KR20120039492A (ko) 2012-04-25
TW201237212A (en) 2012-09-16
JP5572515B2 (ja) 2014-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101489545B1 (ko) 성막 장치 및 성막 방법
JP5195676B2 (ja) 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及び記憶媒体
KR101222396B1 (ko) 성막 장치, 성막 방법, 및 이 성막 방법을 성막 장치에 실시시키는 프로그램을 기억하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체
JP5287592B2 (ja) 成膜装置
KR101691255B1 (ko) 성막 장치
US9267204B2 (en) Film deposition apparatus, substrate processing apparatus, film deposition method, and storage medium
JP5257328B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
JP5276387B2 (ja) 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及びこの成膜方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
JP5131240B2 (ja) 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
KR101592583B1 (ko) 성막 장치, 성막 장치의 클리닝 방법 및 컴퓨터 판독 가능 기억 매체
KR101569944B1 (ko) 성막 장치
JP5579009B2 (ja) 成膜装置および成膜方法
JP5173684B2 (ja) 成膜装置、成膜方法、並びにこの成膜方法を成膜装置に実施させるプログラム及びこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体
KR101373946B1 (ko) 성막 장치
US20100068893A1 (en) Film deposition apparatus, film deposition method, and computer readable storage medium
JP2011124384A (ja) 成膜装置
KR101575393B1 (ko) 성막 방법
JP6478847B2 (ja) 基板処理装置
JP5173685B2 (ja) 成膜装置、成膜方法、並びにこの成膜方法を成膜装置に実施させるプログラムおよびこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体
KR20200121771A (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JP2020184552A (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP5276386B2 (ja) 成膜装置、成膜方法、並びにこの成膜方法を成膜装置に実施させるプログラム及びこれを記憶するコンピュータ可読記憶媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180119

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190117

Year of fee payment: 5