KR101590823B1 - Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and method of supplying and discharging gas - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 기판에 공급되는 처리 가스의 농도가 불균일해지는 것을 억제하는 데 있다.
기판을 처리하는 처리실;기판을 동심원 형상으로 재치하는 재치면을 포함하고, 상기 재치면이 상기 처리실의 천정(天井)과 대향하는 기판 재치대; 상기 기판 재치대를 상기 재치면과 평행한 방향으로 회전시키는 회전 기구; 상기 처리실 내에 설치되고, 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 공급되는 가스가 흐르도록 상기 기판 재치대의 상방(上方)에 설치된 가스 공급부; 및 상기 처리실 내에 설치되고, 상기 가스 공급부의 위치로부터 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 이간하여 설치되고, 상기 가스 공급부로부터 공급되어 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 흐른 상기 가스가 배기되도록 상기 기판 재치대의 상방에 설치된 가스 배기부; 및 상기 가스 공급부, 상기 가스 배기부, 상기 회전 기구를 제어하여 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부에 의해 상기 처리실 내에 형성된 소정의 영역에 상기 기판을 통과시킬 때, 상기 가스 공급부로부터 반응 가스를 공급하고, 상기 가스 배기부로부터 반응 가스를 배기하여, 상기 기판을 처리하도록 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 소정의 영역은 상기 기판 재치대의 상방이며 상기 가스 공급부와 상기 가스 배기부 사이에 각각 형성되어 상기 반응 가스를 공급하는 처리 영역과, 비반응 가스를 공급하여 상기 비반응 가스 분위기로 하는 비처리 영역이 있고, 상기 처리 영역이 상기 비처리 영역보다 작게 형성된다.An object of the present invention is to suppress the unevenness of the concentration of the process gas supplied to the substrate.
A substrate table including a processing chamber for processing a substrate, a placement surface for placing the substrate in a concentric circle shape, the placement surface being opposed to a ceiling of the processing chamber; A rotation mechanism for rotating the substrate table in a direction parallel to the placement surface; A gas supply unit installed in the process chamber and disposed above the substrate table so that a gas supplied in a direction in which the substrate table is rotated flows; And a gas supply unit provided in the processing chamber and spaced apart from the position of the gas supply unit in a direction in which the substrate table is rotated so that the gas flowing in the direction of rotation of the substrate table is supplied from the gas supply unit, A gas exhaust unit installed above the gas exhaust unit; And a control unit for controlling the gas supply unit, the gas exhaust unit, and the rotation mechanism to supply the reaction gas from the gas supply unit when the substrate is passed through the gas supply unit and the predetermined region formed in the process chamber by the gas exhaust unit And a control unit for controlling the processing of the substrate by exhausting the reaction gas from the gas exhaust unit, wherein the predetermined region is formed above the substrate table and formed between the gas supply unit and the gas exhaust unit, There is a processing region for supplying a reaction gas and a non-processing region for supplying an unreacted gas to the non-reaction gas atmosphere, and the processing region is formed smaller than the non-processing region.
Description
본 발명은 기판을 처리하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법, 가스 급배(給排) 방법에 따른 공정을 실시하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device including a step of processing a substrate, and a substrate processing apparatus for carrying out a process according to a gas supply / discharge method.
예컨대 플래시 메모리나 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등의 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 기판에 박막을 형성하는 기판 처리 공정이 실시되는 경우가 있다. 이와 같은 공정을 실시하는 기판 처리 장치로서 기판 재치대에 재치된 복수의 기판에 박막을 형성하는 반응 챔버를 구비한 박막 증착 장치가 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).There is a case where a substrate processing step for forming a thin film on a substrate is performed as one step of a manufacturing process of a semiconductor device such as a flash memory or a DRAM (Dynamic Random Access Memory). As a substrate processing apparatus for carrying out such a process, there is known a thin film deposition apparatus having a reaction chamber for forming a thin film on a plurality of substrates mounted on a substrate mounting table (see, for example, Patent Document 1).
하지만 종래의 구조에서는 복수의 기판을 재치한 기판 재치대의 중앙의 상방(上方)에 설치된 처리 가스 공급부와 가까운 부분과 먼 부분 사이에 기판에 공급되는 처리 가스의 양에 차이가 발생하는 경우가 있었다. 구체적으로는 처리 가스 공급부와 가까운 부분의 가스 농도가 높고, 기판 재치대의 주연(周緣)을 향할수록 가스 농도가 낮아진다. 그 결과, 기판에 생성되는 막 두께는 가스 공급부와 가까운 부분은 기판 재치대의 주연에 비해 막 두께가 커져 면내(面內) 막 두께가 불균일해지는 문제가 있었다.However, in the conventional structure, there is a case where there is a difference in the amount of the process gas supplied to the substrate between a portion close to the process gas supply portion provided above the center of the substrate table on which a plurality of substrates are mounted and a portion far from the process gas supply portion. Specifically, the gas concentration at a portion close to the process gas supply unit is high, and the gas concentration decreases toward the periphery of the substrate table. As a result, there is a problem that the thickness of the film formed on the substrate becomes larger than that of the periphery of the substrate table, and the film thickness within the surface becomes uneven.
본 발명의 목적은 기판에 공급되는 처리 가스의 농도가 기판 재치대에 재치된 기판의 표면에서 균일해지는 기술을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a technique in which the concentration of a process gas supplied to a substrate becomes uniform on a surface of a substrate placed on a substrate mount.
본 발명의 일 형태에 의하면, 기판을 처리하는 처리실; 복수의 기판을 동심원 형상으로 재치하는 재치면을 포함하고, 상기 재치면이 상기 처리실의 천정(天井)과 대향하는 기판 재치대; 상기 기판 재치대를 상기 재치면과 평행한 방향으로 회전시키는 회전 기구; 상기 처리실 내에 설치되고, 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 공급되는 가스가 흐르도록 상기 기판 재치대의 상방(上方)에 설치된 가스 공급부; 및 상기 처리실 내에 설치되고, 상기 가스 공급부의 위치로부터 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 이간하여 설치되고, 상기 가스 공급부로부터 공급되어 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 흐른 상기 가스가 배기되도록 상기 기판 재치대의 상방에 설치된 가스 배기부; 및 상기 가스 공급부, 상기 가스 배기부, 상기 회전 기구를 제어하여 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부에 의해 상기 처리실 내에 형성된 소정의 영역에 상기 기판을 통과시킬 때, 상기 가스 공급부로부터 반응 가스를 공급하고, 상기 가스 배기부로부터 반응 가스를 배기하여, 상기 기판을 처리하도록 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 소정의 영역은 상기 기판 재치대의 상방이며 상기 가스 공급부와 상기 가스 배기부 사이에 각각 형성되어 상기 반응 가스를 공급하는 처리 영역과, 비반응 가스를 공급하여 상기 비반응 가스 분위기로 하는 비처리 영역이 있고, 상기 처리 영역이 상기 비처리 영역보다 작게 형성되는 기판 처리 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a processing chamber for processing a substrate; A substrate table including a placement surface for placing a plurality of substrates in concentric circles, the placement surface of which faces the ceiling of the processing chamber; A rotation mechanism for rotating the substrate table in a direction parallel to the placement surface; A gas supply unit installed in the process chamber and disposed above the substrate table so that a gas supplied in a direction in which the substrate table is rotated flows; And a gas supply unit provided in the processing chamber and spaced apart from the position of the gas supply unit in a direction in which the substrate table is rotated so that the gas flowing in the direction of rotation of the substrate table is supplied from the gas supply unit, A gas exhaust unit installed above the gas exhaust unit; And a control unit for controlling the gas supply unit, the gas exhaust unit, and the rotation mechanism to supply the reaction gas from the gas supply unit when the substrate is passed through the gas supply unit and the predetermined region formed in the process chamber by the gas exhaust unit And a control unit for controlling the processing of the substrate by exhausting the reaction gas from the gas exhaust unit, wherein the predetermined region is formed above the substrate table and formed between the gas supply unit and the gas exhaust unit, There is provided a substrate processing apparatus having a processing region for supplying a reaction gas and a non-processing region for supplying an unreacted gas to the non-reaction gas atmosphere, and the processing region is formed smaller than the non-processing region.
본 발명의 다른 일 형태에 의하면, 복수의 영역으로 분할된 처리실에 설치된 기판 재치대에 복수의 기판을 동심원 형상으로 배치하는 공정; 상기 복수의 기판이 동심원 형상으로 배치된 상기 기판 재치대를 회전시켜서, 상기 복수의 기판에 상기 복수의 영역을 통과시키는 공정; 및 상기 복수의 영역 중 가스 공급부와 가스 배기부 사이에 형성되는 처리 영역에 있어서, 상기 기판 재치대의 회전 방향과 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 배기부로의 방향이 같은 방향이며 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 상기 가스 공급부로부터 반응 가스를 공급하고, 상기 가스 공급부의 위치로부터 상기 기판 재치대의 회전 방향으로 이간하여 설치되고 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 상기 가스 배기부로부터 상기 반응 가스를 배기함과 함께, 상기 복수의 영역 중 상기 가스 공급부와 상기 가스 배기부 사이에 형성되는 비처리 영역에 있어서, 상기 비처리 영역에 비반응 가스를 공급하여 상기 비처리 영역을 상기 비반응 가스 분위기로 하여, 기판을 처리하는 공정;을 포함하고, 상기 처리 영역이 상기 비처리 영역보다 작게 형성되는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of disposing a plurality of substrates in concentric circles on a substrate table provided in a processing chamber divided into a plurality of regions; A step of rotating the substrate table in which the plurality of substrates are arranged in a concentric shape so as to allow the plurality of regions to pass through the plurality of substrates; And a processing area formed between the gas supply part and the gas exhaust part of the plurality of areas, wherein a rotation direction of the substrate table and a direction from the gas supply part to the gas exhaust part are the same direction and a position opposite to the substrate table And the reaction gas is exhausted from the gas exhaust part provided at a position facing the substrate table in a direction away from the position of the gas supply part in the rotating direction of the substrate table, Reacted gas is supplied to the non-treated region and the non-treated region is set to the non-reactive gas atmosphere in the non-treated region formed between the gas supply unit and the gas exhausting unit among the plurality of regions, And processing the substrate, wherein the processing region is the non- The production of a semiconductor device to be formed smaller methods are provided.
본 발명의 또 다른 일 형태에 의하면, 복수의 영역으로 분할된 처리실에 설치된 기판 재치대에 복수의 기판을 동심원 형상으로 배치하는 공정; 상기 동심원 형상으로 배치한 복수의 기판을 회전시키는 공정; 및 상기 기판 재치대의 회전 방향과 가스 공급부로부터 가스 배기부로의 방향이 같은 방향이며 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 상기 가스 공급부로부터 가스를 공급하고, 상기 가스 공급부의 위치로부터 상기 기판 재치대의 회전 방향으로 이간하여 설치되고 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 상기 가스 배기부로부터 가스를 배기하는 공정;을 포함하는 가스 급배 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of disposing a plurality of substrates concentrically on a substrate table provided in a processing chamber divided into a plurality of regions; A step of rotating the plurality of concentrically arranged substrates; And supplying the gas from the gas supply unit installed at a position opposite to the substrate table in the same direction as the rotation direction of the substrate table and the gas exhaust unit from the gas supply unit and rotating the substrate table And exhausting the gas from the gas exhausting portion provided at a position opposite to the substrate mounting table, the exhaust gas exhausting method comprising:
상기의 구성에 의하면, 기판에 공급되는 처리 가스의 농도가 불균일해지는 것을 억제할 수 있다.According to the above arrangement, the concentration of the processing gas supplied to the substrate can be suppressed from becoming uneven.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리실의 설명도.
도 4는 본 발명에 따른 기판 처리실의 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 기판 처리실의 설명도.
도 6은 본 발명에 따른 기판 처리실의 설명도.
도 7은 본 발명에 따른 기판 처리 공정을 설명하는 플로우 차트.
도 8은 본 발명에 따른 성막 공정을 설명하는 플로우 차트.1 is a schematic structural view of a substrate processing apparatus according to the present invention;
2 is a schematic structural view of a substrate processing apparatus according to the present invention;
3 is an explanatory diagram of a substrate processing chamber according to the present invention;
4 is an explanatory diagram of a substrate processing chamber according to the present invention;
5 is an explanatory diagram of a substrate processing chamber according to the present invention;
6 is an explanatory diagram of a substrate processing chamber according to the present invention;
7 is a flowchart illustrating a substrate processing process according to the present invention.
8 is a flowchart illustrating a film formation process according to the present invention.
<제1 실시 형태>≪ First Embodiment >
(1) 기판 처리 장치의 구성(1) Configuration of substrate processing apparatus
우선은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 구성에 대하여 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태에 따른 다매엽식(多枚葉式)의 기판 처리 장치(10)의 개략 구성도이다.First, the configuration of the substrate processing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to Fig. Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a multi-wafer type
도 1 및 도 2를 이용하여 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개요를 설명한다.The outline of the substrate processing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.
또한 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는 제품으로서의 처리 기판(200) 등의 기판을 반송하는 캐리어로서 FOUP(Front Opening Unified Pod, 이하, 포드라고 부른다)가 사용된다. 또한 이하의 설명에서 전후(前後) 좌우는 도 1을 기준으로 한다. 즉 도 1에 도시되는 X1의 방향을 오른쪽, X2의 방향을 왼쪽, Y1의 방향을 앞, Y2의 방향을 뒤로 한다.In the substrate processing apparatus according to the first embodiment, a FOUP (hereinafter referred to as a pod) is used as a carrier for transporting a substrate such as a
도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이 기판 처리 장치는 진공 상태 등의 대기압 미만의 압력[부압(負壓)]을 견딜 수 있는 로드록 챔버 구조로 구성된 제1 반송실(103)을 구비한다. 제1 반송실(103)의 광체(101)(筐體)는 평면시(平面視)가 오각형이고 상하 양(兩) 단(端)이 폐색(閉塞)된 상자 형상으로 형성된다. 제1 반송실(103)에는 부압 하에서 2매의 기판(200)을 동시에 이재(移載)할 수 있는 제1 기판 이재기(112)가 설치된다. 여기서 제1 기판 이재기(112)는 1매의 기판(200)을 이재할 수 있는 것이어도 좋다. 제1 기판 이재기(112)는 제1 기판 이재기 엘리베이터(115)에 의해 제1 반송실(103)의 기밀성을 유지하면서 승강할 수 있도록 구성된다.As shown in Figs. 1 and 2, the substrate processing apparatus has a
광체(101)의 5매의 측벽 중 전측(前側)에 위치하는 2매의 측벽에는 반입용의 예비실과 반출용의 예비실을 병용 가능한 예비실(122)과 예비실(123)이 각각 게이트 밸브(126), 게이트 밸브(127)를 개재하여 연결되고, 각각 부압을 견딜 수 있는 구조로 구성된다. 또한 예비실(122)(로드록 실), 예비실(123)(로드록 실)에는 기판 지지대(140)에 의해 2매의 기판(200)을 중첩하여 재치하는 것이 가능하다.The
예비실(122), 예비실(123)에는 기판 사이에 격벽판(141)(隔璧板, 중간 플레이트)이 설치된다. 복수 매의 처리 완료된 기판이 예비실(122) 또는 예비실(123)에 수용되는 경우, 먼저 수용된 것인 처리 완료된 냉각 도중의 기판이 다음에 수용된 것인 처리 완료된 기판의 열 영향으로 온도의 하강 상태가 늦어질 수 있는 열 간섭을 격벽판을 설치하는 것에 의해 방지할 수 있다.In the
여기서 일반적인 냉각 효율을 높이기 위한 기법을 설명한다. 예비실(122) 및 예비실(123), 격벽판(141)에는 냉각수나 칠러 등을 흘린다. 이와 같은 구조로 하는 것에 의해 벽면 온도를 낮게 억제하여, 어느 슬롯에 수용된 처리 완료 기판이더라도 냉각 효율을 높일 수 있다. 부압에서는 기판과 격벽판의 거리가 지나치게 격리되어 있으면 열 교환에 의한 냉각 효율이 저하하기 때문에, 냉각 효율을 향상시키는 기법으로서 기판 지지대(핀)에 재치한 후, 기판 지지대를 상하시켜 예비실 벽면에 근접시키기 위한 구동(驅動) 기구를 설치하는 경우도 있다.Here, a technique for increasing the general cooling efficiency will be described. Cooling water, chiller, and the like are allowed to flow through the
예비실(122) 및 예비실(123) 전측에는 대략 대기압 하에서 이용되는 제2 반송실(121)이 게이트 밸브(128), 게이트 밸브(129)를 개재하여 연결된다. 제2 반송실(121)에는 기판(200)을 이재하는 제2 기판 이재기(124)가 설치된다. 제2 기판 이재기(124)는 제2 반송실(121)에 설치된 제2 기판 이재기 엘리베이터(131)에 의해 승강되도록 구성되는 것과 함께, 리니어 액츄에이터(132)에 의해 좌우 방향으로 왕복 이동되도록 구성된다.A
도 1에 도시되는 바와 같이 제2 반송실(121)의 좌측에는 노치(notch) 또는 오리엔테이션 플랫(Orientation Flat) 맞춤 장치(106)도 설치할 수 있다. 또한 도 2에 도시되는 바와 같이 제2 반송실(121)의 상부에는 클린 에어를 공급하는 클린 유닛(118)이 설치된다.A notch or an orientation
도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이 제2 반송실(121)의 광체(125)의 전측에는 기판(200)을 제2 반송실(121)에 대하여 반입 반출하기 위한 기판 반입 반출구(134)와 포드 오프너(108)가 설치된다. 기판 반입 반출구(134)를 개재하여 포드 오프너(108)와 반대측, 즉 광체(125)의 외측에는 로드 포트(105)(IO스테이지)가 설치된다. 포드 오프너(108)는 포드(100)의 캡(100a)을 개폐하는 것과 함께 기판 반입 반출구(134)를 폐색 가능한 클로저(142)(closure)와, 클로저(142)를 구동하는 구동 기구(136)를 구비하고, 로드 포트(105)에 재치된 포드(100)의 캡(100a)을 개폐하는 것에 의해 포드(100)에 대한 기판(200)의 출입을 가능하게 한다. 또한 포드(100)는 도시되지 않는 공정 내 반송 장치(OHT 등)에 의해 로드 포트(105)에 대하여 공급 및 배출되도록 이루어진다.A substrate loading and unloading
도 1에 도시되는 바와 같이 제1 반송실 광체(101)의 5매의 측벽 중 후측(後側, 배면측)에 위치하는 4매의 측벽에는 기판에 원하는 처리를 수행하는 처리로(202)(프로세스 챔버)가 설치된다. 구체적으로는 제1 처리로(202a)와, 제2 처리로(202b), 제3 처리로(202c), 제4 처리로(202d)가 게이트 밸브(150, 151, 152, 153)를 개재하여 각각 인접하여 연결된다.As shown in FIG. 1, four side walls of the five side walls of the first
이하, 상기 구성을 가지는 기판 처리 장치를 사용한 처리 공정을 설명한다. 이하의 제어는 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이 컨트롤러(300)에 의해 제어된다. 컨트롤러(300)는 상기 구성에서 장치 전체를 제어한다.Hereinafter, processing steps using the substrate processing apparatus having the above-described configuration will be described. The following control is controlled by the
기판(200)은 최대 25매가 포드(100)에 수납된 상태에서 처리 공정을 실시하는 기판 처리 장치에 공정 내 반송 장치에 의해 반송된다. 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이 반송된 포드(100)는 로드 포트(105) 상에 공정 내 반송 장치로부터 수도(受渡)되어 재치된다. 포드(100)의 캡(100a)이 포드 오프너(108)에 의해 제거되어 포드(100)의 기판 출입구가 개방된다.The
포드(100)가 포드 오프너(108)에 의해 개방된 후, 제2 반송실(121)에 설치된 제2 기판 이재기(124)는 포드(100)로부터 기판(200)을 픽업한다. 또한 제2 기판 이재기(124)는 기판(200)을 예비실(122)에 반입하고, 기판(200)을 기판 지지대(140)에 이재한다. 이 이재 작업 동안, 예비실(122)의 제1 반송실(103)측의 게이트 밸브(126)는 닫히고, 제1 반송실(103) 내의 부압은 유지된다. 포드(100)에 수납되었던 기판(200)을 기판 지지대(140)로의 이재가 완료되면, 게이트 밸브(128)가 폐색되고, 예비실(122) 내가 배기 장치(도시되지 않음)에 의해 부압으로 배기된다.After the
예비실(122) 내가 미리 설정된 압력값이 되면 게이트 밸브(126)가 열려, 예비실(122)과 제1 반송실(103)이 연통(連通)한다. 계속해서 제1 반송실(103)의 제1 기판 이재기(112)는 기판 지지대(140)로부터 기판(200)을 제1 반송실(103)에 반입한다. 게이트 밸브(126)가 닫힌 후, 게이트 밸브(151)가 열려 제1 반송실(103)과 제2 처리로(202b)가 연통한다. 게이트 밸브(151)가 닫힌 후, 제2 처리로(202) 내에 처리 가스가 공급되고, 기판(200)에 대하여 원하는 처리가 수행된다.When the
제2 처리로(202b)에서 기판(200)에 대한 처리가 완료되면, 게이트 밸브(151)가 열리고, 기판(200)은 제1 기판 이재기(112)에 의해 제1 반송실(103)로 반출된다. 반출된 후, 게이트 밸브(151)는 닫힌다.When the processing for the
계속해서 게이트 밸브(127)가 열리고, 제1 기판 이재기(112)는 제2 처리로(202b)로부터 반출한 기판(200)을 예비실(123)의 기판 지지대(140)로 반송하고, 처리 완료된 기판(200)은 냉각된다.The
예비실(123)에 처리 완료된 기판(200)을 반송하고, 미리 설정된 냉각 시간이 경과하면, 예비실(123)이 불활성 가스에 의해 대략 대기압으로 복귀된다. 예비실(123) 내가 대략 대기압으로 복귀되면, 게이트 밸브(129)가 열려 로드 포트(105)에 재치된 빈 포드(100)의 캡(100a)이 포드 오프너(108)에 의해 열린다.The processed
계속해서 제2 반송실(121)의 제2 기판 이재기(124)는 기판 지지대(140)로부터 기판(200)을 제2 반송실(121)에 반출하고, 제2 반송실(121)의 기판 반입 반출구(134)를 통해서 포드(100)에 수납된다.Subsequently, the second
여기서 포드(100)의 캡(100a)은 최대 25매의 기판이 반송될 때까지 계속해서 비워도 좋고, 빈 포드(100)에 수납하지 않고 기판을 반출한 포드에 반송해도 좋다.Here, the
이상의 동작이 반복되는 것에 의해, 25매의 처리 완료된 기판(200)이 포드(100)로의 수납이 완료되면, 포드(100)의 캡(100a)이 포드 오프너(108)에 의해 닫힌다. 폐색된 포드(100)는 로드 포트(105) 상으로부터 다음 공정에서 공정 내 반송 장치에 의해 반송된다.By repeating the above operation, the
이상의 동작은 제2 처리로(202b) 및 예비실(122), 예비실(123)이 사용되는 경우를 예로 하여 설명하였지만, 제1 처리로(202a) 및 제3 처리로(202c), 제4 처리로(202d)가 사용되는 경우에 대해서도 마찬가지의 동작이 실시된다.Although the above operation has been described taking the case where the
또한 여기서는 4개의 처리실에 대하여 설명하였지만 이에 한정되지 않고, 대응하는 기판이나 형성하는 막의 종류에 따라 처리실 수를 결정해도 좋다.Although four treatment chambers have been described herein, the number of treatment chambers may be determined depending on the type of the substrate or the film to be formed.
또한 전술한 기판 처리 장치에서는 예비실(122)을 반입용, 예비실(123)을 반출용으로 하였지만, 예비실(123)을 반입용, 예비실(122)을 반출용으로 해도 좋고, 예비실(122) 또는 예비실(123)을 반입용과 반출용으로서 병용해도 좋다.In the substrate processing apparatus described above, the
예비실(122) 또는 예비실(123)을 반입용과 반출용 전용으로 하는 것에 의해 크로스 컨태미네이션(Cross Contamination)을 저감할 수 있고, 병용하는 것에 의해 기판의 반송 효율을 향상시킬 수 있다.By making the
또한 모든 처리로에서 마찬가지의 처리를 수행해도 좋고, 각 처리로에서 다른 처리를 수행해도 좋다. 예컨대 제1 처리로(202a)와 제2 처리로(202b)에서 다른 처리를 수행하는 경우, 제1 처리로(202a)에서 기판(200)에 있는 처리를 수행한 후, 계속해서 제2 처리로(202b)에서 다른 처리를 수행해도 좋다. 제1 처리로(202a)에서 기판(200)에 있는 처리를 수행한 후, 제2 처리로(202b)에서 다른 처리를 수행하는 경우, 예비실(122) 또는 예비실(123)을 경유해도 좋다.The same processing may be performed in all processing stages, or different processing may be performed in each processing stage. For example, in the case where different processing is performed in the
또한 처리로는 적어도 처리로(202a), 처리로(202b) 중 어느 하나의 1개소(箇所)의 연결이 이루어지면 좋고, 처리로(202c)와 처리로(202d)의 2개소 등, 처리로(202a 내지 202d)의 최대 4개소의 범위에서 가능한 조합이라면 여러 개소 연결해도 좋다.The processing may be performed by connecting at least one of the
또한 장치로 처리하는 기판의 매수는 1매이어도 좋고, 복수 매이어도 좋다. 마찬가지로 예비실(122 또는 123)에서 쿨링하는 기판에 대해서도 1매이어도 좋고, 복수 매이어도 좋다. 처리 완료된 기판을 쿨링할 수 있는 매수는 예비실(122) 및 예비실(123)의 슬롯에 투입 가능한 최대 5매의 범위 내라면 어떠한 조합이어도 좋다.The number of substrates processed by the apparatus may be one or more. Likewise, the substrate to be cooled in the
또한 예비실(122) 내에서 처리 완료된 기판을 반입하여 냉각을 수행하는 도중에 예비실(122)의 게이트 밸브를 개폐하여 처리로에 기판을 반입하여, 기판의 처리를 수행해도 좋다. 마찬가지로 예비실(123) 내에서 처리 완료된 기판을 반입하여 냉각을 수행하는 도중에 예비실(123)의 게이트 밸브를 개폐하여 처리로에 기판을 반입하여, 기판의 처리를 수행해도 좋다.Further, the processing of the substrate may be performed by opening and closing the gate valve of the
여기서 충분한 냉각 시간을 거치지 않고 대략 대기(大氣)측의 게이트 밸브(128), 게이트 밸브(129)를 열면, 기판(200)의 복사열에 의해 예비실(122), 예비실(123) 또는 예비실 주위에 접속되는 전기 부품을 훼손할 가능성이 있다. 그렇기 때문에 고온의 기판을 쿨링하는 경우에는 예비실(122) 내에 처리 완료된 큰 복사열을 가지는 기판을 반입하여 냉각을 수행하는 도중에 예비실(123)의 게이트 밸브를 개폐하여 처리로에 기판을 반입하는 것에 의해 기판의 처리를 수행할 수 있다. 마찬가지로 예비실(123) 내에 처리 완료된 기판을 반입하여 냉각을 수행하는 도중에 예비실(122)의 게이트 밸브를 개폐하여 처리로에 기판을 반입하는 것에 의해 기판의 처리도 수행할 수 있다.When the
(2) 프로세스 챔버의 구성(2) Configuration of process chamber
계속해서 제1 실시 형태에 따른 처리로로서의 프로세스 챔버(202)의 구성에 대하여 주로 도 3 내지 도 6을 이용하여 설명한다. 이 프로세스 챔버(202)는 예컨대 전술한 제1 처리로(202b)이다. 도 3은 제1 실시 형태에 따른 처리로의 횡단면(橫斷面) 개략도이다. 도 4는 제1 실시 형태에 따른 처리로의 구체적 구조를 설명하는 설명도이며, 도 5는 도 4에서의 A-B종단면도(縱斷面圖), 도 6은 도 4에서의 A-C종단면도이다.Next, the construction of the
〔반응 용기〕[Reaction vessel]
도 3 내지 도 6에 도시하는 바와 같이 처리로로서의 프로세스 챔버(202)는 통 형상의 기밀 용기인 반응 용기(203)를 구비한다. 반응 용기(203) 내에는 기판(200)의 처리 공간(207)인 처리실이 형성된다. 반응 용기(203) 내의 처리 공간(207)의 상측에는 중심부로부터 방사상(放射狀)으로 연장하는 4매의 칸막이 판(205)이 설치된다. 분할부로서의 4매의 칸막이 판(205)은 처리 공간(207)을 4개의 영역, 즉 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)으로 분할되도록 구성된다. 바꿔 말하면, 처리 영역과 퍼지 영역이 인접한 상태에서 배치된다.As shown in Figs. 3 to 6, the
제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)은 후술하는 서셉터(217)(기판 재치대)의 회전 방향을 따라 이 순서대로 배열하도록 구성된다.The
칸막이 판(205)은 구체적으로는 다음과 같이 배설(配設)된다. 칸막이 판(205a)은 제1 처리 영역의 상류이며 제1 처리 영역(201a)과 제2 퍼지 영역(204b) 사이에 설치된다. 칸막이 판(205b)은 제1 처리 영역의 하류이며 제1 처리 영역(201a)과 제1 퍼지 영역(204a) 사이에 설치된다. 칸막이 판(205c)은 제2 처리 영역의 상류이며 제1 퍼지 영역(204a)과 제2 처리 영역(201b) 사이에 설치된다. 칸막이 판(205d)은 제2 처리 영역의 하류이며 제2 처리 영역(201b)과 제2 퍼지 영역(204b) 사이에 설치된다.Specifically, the
후술하는 바와 같이 서셉터(217)를 회전시키는 것에 의해 서셉터(217) 상에 재치된 기판(200)은 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)의 순서대로 이동한다. 또한 후술하는 바와 같이 제1 처리 영역(201a) 내에는 제1 가스(반응 가스)로서의 제1 처리 가스가 공급되고, 제2 처리 영역(201b) 내에는 제2 가스로서의 제2 처리 가스(반응 가스)가 공급되고, 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내에는 불활성 가스(비반응 가스)가 공급되도록 구성된다. 그렇기 때문에 서셉터(217)를 회전시키는 것에 의해 기판(200) 상에 제1 처리 가스, 불활성 가스, 제2 처리 가스, 불활성 가스가 이 순서대로 공급된다. 서셉터(217) 및 가스 공급계의 구성에 대해서는 후술한다.The
칸막이 판(205)의 단부(端部)와 반응 용기(203)의 측벽 사이 및 칸막이 판(205)의 저부(底部)와 기판 재치대(217)(서셉터)에는 소정의 폭의 극간(隙間)이 설치되고, 이 극간을 가스가 통과할 수 있도록 구성된다. 이 극간을 개재하여 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내로부터 제1 처리 영역(201a) 내 및 제2 처리 영역(201b) 내를 향하여 불활성 가스를 분출시킨다. 이와 같이 하는 것에 의해 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내로의 처리 가스의 침입을 억제할 수 있고, 처리 가스의 혼합에 의한 반응을 방지할 수 있다.The gap between the end of the
또한 제1 실시 형태에서는 각 칸막이 판(205) 사이의 각도를 각각 90°로 하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 기판(200)으로의 각종 가스의 공급 시간 등을 고려하여 예컨대 제2 처리 영역(201b)을 형성하는 2매의 칸막이 판(205) 사이의 각도를 크게 하는 등, 적절히 변경해도 좋다. 또한 본 실시 형태에서 기판(200)의 회전 방향에 대하여 순방향이 되도록 반응 가스의 흐름을 형성하기 위해서 처리 영역[제1 처리 영역(201a) 및 제2 처리 영역(201b)]을 형성하는 2매의 칸막이 판(205) 사이의 각도를 90°보다 작게 하는 것이 바람직하다. 또한 비처리 영역[제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b)]에 불활성 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 제1 처리 가스와 제2 처리 가스를 분리할 뿐만 아니라 기판(200)의 회전 방향에 대하여 순방향이 되도록 반응 가스(제1 처리 가스와 제2 처리 가스)의 흐름을 형성하기 쉬워진다. 또한 비처리 영역[제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b)]을 형성하는 2매의 칸막이 판(205) 사이의 각도를 90°보다 크게 하면 보다 바람직하다.In the first embodiment, the angles between the
또한 각 처리 영역을 칸막이 판(205)으로 구분하였지만 이에 한정되지 않고, 처리 영역(201a과 201b) 각각에 공급되는 가스를 혼합시키지 않는 구성이라면 좋다.In addition, although each processing region is divided into the
〔서셉터〕[Susceptor]
도 3 내지 도 6에 도시하는 바와 같이 칸막이 판(205)의 하측이며 반응 용기(203) 내의 저측(底側) 중앙에는 반응 용기(203)의 중심에 회전축의 중심을 가지고, 회전 가능하도록 구성된 기판 재치대로서의 서셉터(217)가 설치된다. 서셉터(217)는 기판(200)의 금속 오염을 저감할 수 있도록 예컨대 카본(C), 질화알루미늄(AlN), 세라믹스, 석영 등의 비금속 재료로 형성된다. 금속 오염을 고려하지 않는 기판 처리의 경우에는 알루미늄(Al)으로 형성해도 좋다. 또한 서셉터(217)는 반응 용기(203)와 전기적으로 절연(絶緣)된다.As shown in Figs. 3 to 6, a substrate (not shown) is disposed at the center of the
서셉터(217)는 반응 용기(203) 내에서 복수 매(제1 실시 형태에서는 예컨대 5매)의 기판(200)을 동일면 상에, 또는 동일 원주 상에 배열하여 지지하도록 구성된다. 여기서 동일면 상이란 완전한 동일면에 한정되지 않고, 서셉터(217)를 상면에서 보았을 때에 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이 복수 매의 기판(200)이 서로 중첩되지 않도록 배열되면 좋다. 이와 같이 서셉터(217)는 복수의 기판(200)을 동심원 형상으로 재치하는 재치면을 포함하고, 상기 재치면이 반응 용기(203)의 천정과 대향하도록 구성된다.The
또한 서셉터(217) 표면에서의 기판(200)의 지지 위치에는 기판 재치부(217b)가 처리하는 기판(200)의 매수에 대응하여 설치된다. 기판 재치부(217b)는 예컨대 상면에서 보았을 때 원형 형상이며, 측면에서 보았을 때 요[凹] 형상이어도 좋다. 이 경우, 기판 재치부의 지름은 기판(200)의 지름보다 다소 크게 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 기판 재치부(217b) 내에 기판(200)을 재치하는 것에 의해 기판(200)의 위치 결정을 용이하게 수행할 수 있다. 또한 서셉터(217)의 회전에 따른 원심력에 의해 기판(200)이 서셉터(217)로부터 돌출하는 경우 등에 의해 발생하는 위치 어긋남을 방지할 수 있다.Further, the supporting position of the
서셉터(217)에는 서셉터(217)를 승강시키는 승강 기구(268)가 설치된다. 서셉터(217)에는 도시되지 않는 관통공이 복수 설치된다. 전술한 반응 용기(203)의 저면(底面)에는 반응 용기(203) 내로의 기판(200)의 반입·반출 시에 기판(200)을 승강시켜서 기판(200)의 이면(裏面)을 지지하는 기판 승강핀이 복수 설치된다. 관통공 및 기판 승강핀은 기판 승강핀이 상승하였을 때, 또는 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강하였을 때에 기판 승강핀이 서셉터(217)와는 접촉하지 않는 상태에서 관통공을 통과하도록 서로 배치된다.The
승강 기구(268)에는 서셉터(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치된다. 회전 기구(267)의 도시되지 않는 회전축은 서셉터(217)에 접속된다. 회전 기구(267)를 작동시키는 것에 의해 서셉터(217)는 서셉터(217)의 재치면과 평행한 방향으로 회전하도록 구성된다. 회전 기구(267)에는 후술하는 제어부(300)가 커플링부(267a)를 개재하여 접속된다. 커플링부(267a)는 회전측과 고정측 사이를 금속 브러쉬 등에 의해 전기적으로 접속하는 슬립링 기구로서 구성된다. 이에 의해 서셉터(217)의 회전이 저해되지 않도록 이루어진다. 제어부(300)는 서셉터(217)를 소정의 속도로 소정 시간 회전시키도록 회전 기구(267)로의 통전 상태를 제어하도록 구성된다. 전술한 바와 같이 서셉터(217)를 회전시키는 것에 의해 서셉터(217) 상에 재치된 기판(200)은 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b) 및 제2 퍼지 영역(204b)을 이 순서대로 이동한다.The elevating
〔가열부〕[Heating section]
서셉터(217)의 내부에는 가열부로서의 히터(218)가 일체적으로 매립된다. 히터(218)에 전력이 공급되면, 기판 재치부(217b)에 재치된 기판(200)을 가열한다. 예컨대 기판(200)의 표면이 소정 온도(예컨대 실온 내지 1,000℃ 정도)로까지 가열되도록 이루어진다. 또한 히터(218)는 서셉터(217)에 재치된 각각의 기판(200)을 개별로 가열하도록 동일면 상에 복수(예컨대 5개) 설치해도 좋다.A
서셉터(217)에는 온도 센서(274)가 설치된다. 히터(218) 및 온도 센서(274)에는 전력 공급선(222)을 개재하여 온도 조정기(223), 전력 조정기(224) 및 히터 전원(225)이 전기적으로 접속된다. 온도 센서(274)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(218)로의 통전 상태가 제어되도록 구성된다.The
〔처리 가스 공급부〕[Process gas supply unit]
반응 용기(203) 내의 상방에는 제1 처리 가스 도입 기구(251)와 제2 처리 가스 도입 기구(252)와 불활성 가스 도입 기구(253)를 구비하는 가스 공급 기구(250)가 설치된다. 가스 공급 기구(250)는 서셉터(217)의 상방이며 반응 용기(203)의 상부에 개설된 개구(開口)에 기밀하게 설치된다. 제1 처리 가스 도입 기구(251)는 칸막이 판(205a) 내에 설치되고, 제1 가스 분출구(254)를 포함한다. 제2 처리 가스 도입 기구(252)는 제2 칸막이 판(205c) 내에 설치되고, 가스 분출구(255)를 포함하는 불활성 가스 도입 기구(253)의 측벽에는 제1 불활성 가스 분출구(256) 및 제2 불활성 가스 분출구(257)가 각각 대향하도록 설치된다.A
제1 가스 분출구(254)는 복수의 분출공인 제1 가스 분출공[254(1) 내지 254(n)]을 포함하고, 칸막이 판(205a)의 저부에 설치된다. 즉 제1 분출구(254)는 서셉터(217)의 상방이며, 재치된 웨이퍼(200)와 대향하도록 설치된다.The first
복수의 제1 가스 분출구(254) 내에서 가장 서셉터 중앙에 가까운 위치에 배치되는 제1 가스 분출공[254(1)]과 가장 서셉터 주연측에 배치되는 제1 가스 분출공[254(n)]의 거리는 웨이퍼 지름보다 크게 되도록 배치된다. 즉 제1 가스 분출구(254)의 폭은 웨이퍼 지름보다 크게 되도록 구성된다.A first gas ejection hole 254 (1) disposed at a position closest to the center of the susceptor in the plurality of first gas ejection holes 254 and a first gas ejection hole 254 (1) disposed at the periphery of the susceptor, )] Is arranged to be larger than the wafer diameter. That is, the width of the first
제2 분출구(255)는 복수의 분출공인 제1 가스 분출공[255(1) 내지 255(n)]을 포함하고, 칸막이 판(205c)의 저부에 설치된다. 즉 제2 분출구(255)는 서셉터(217)의 상방에 재치된 웨이퍼(200)와 대향하도록 설치된다.The
복수의 제2 가스 분출구(255) 내에서 가장 서셉터 중앙에 가까운 위치에 배치되는 제2 가스 분출구[255(1)]와 가장 서셉터 주연측에 배치되는 제2 가스 분출구[255(n)]의 거리는 웨이퍼 지름보다 크게 되도록 배치된다. 즉 제2 가스 분출구(255)의 폭은 웨이퍼 지름보다 크게 되도록 구성된다.The second gas ejection port 255 (1) disposed at a position nearest to the center of the susceptor in the plurality of second
가스 공급 기구(250)는 제1 처리 가스 도입 기구(251)로부터 제1 처리 영역(201a) 내에 제1 처리 가스를 공급하고, 제2 처리 가스 도입 기구(252)로부터 제2 처리 영역(201b) 내에 제2 처리 가스를 공급하고, 불활성 가스 도입 기구(253)로부터 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내에 불활성 가스를 공급하도록 구성된다. 가스 공급 기구(250)는 각 처리 가스 및 불활성 가스를 혼합시키지 않고 개별로 각 영역에 공급할 수 있고, 또한 각 처리 가스 및 불활성 가스를 병행하여 각 영역에 공급할 수 있도록 구성된다.The
제1 처리 가스 도입 기구(251)의 상류측에는 제1 가스 공급관(232a)이 접속된다. 제1 가스 공급관(232a)의 상류측에는 상류 방향부터 순서대로 원료 가스 공급원(232b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(232c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(232d)가 설치된다.A first
제1 가스 공급관(232a)으로부터는 제1 가스(제1 처리 가스)로서 예컨대 실리콘 함유 가스가 매스 플로우 컨트롤러(232c), 밸브(232d), 제1 가스 도입 기구(251) 및 제1 가스 분출구(254)를 개재하여 제1 처리 영역(201a) 내에 공급된다. 실리콘 함유 가스로서는 예컨대 프리커서로서 트리실릴아민[(SiH3)3N, 약칭: TSA] 가스를 이용할 수 있다. 또한 제1 처리 가스는 상온 상압에서 고체, 액체 및 기체 중 어느 것이어도 좋지만, 여기서는 기체로서 설명한다. 제1 처리 가스가 상온 상압에서 액체인 경우에는 원료 가스 공급원(232b)과 매스 플로우 컨트롤러(232c) 사이에 도시되지 않는 기화기를 설치하면 좋다.A silicon-containing gas as the first gas (first process gas) is supplied from the first
또한 실리콘 함유 가스로서는 TSA 외에 예컨대 유기 실리콘 재료인 헥사메틸디실라잔(C6H19NSi2, 약칭: HMDS), 트리스디메틸아미노실란(Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS), 비스터셔리부틸아미노실란(SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS) 등을 이용할 수 있다. 이들 제1 가스는 후술하는 제2 가스보다 점착도가 높은 재료가 이용된다.As the silicon-containing gas, hexamethyldisilazane (C 6 H 19 NSi 2 , abbreviated as HMDS), trisdimethylaminosilane (Si [N (CH 3 ) 2 ] 3 H, abbreviation: 3DMAS ), Non-stearylbutylaminosilane (SiH 2 [NH (C 4 H 9 )] 2 , abbreviation: BTBAS). As the first gas, a material having a higher degree of adhesion than the second gas to be described later is used.
제2 처리 가스 도입 기구(252)의 상류측에는 제2 가스 공급관(233a)이 접속된다. 제2 가스 공급관(233a)의 상류측에는 상류 방향부터 순서대로 원료 가스 공급원(233b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(233c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(233d)가 설치된다.A second
제2 가스 공급관(233a)으로부터는 제2 가스(제2 처리 가스, 반응 가스)로서 예컨대 산소 함유 가스인 산소(O2) 가스가 매스 플로우 컨트롤러(233c), 밸브(233d), 제2 가스 도입 기구(252) 및 제2 가스 분출구(255)를 개재하여 제2 처리 영역(201b) 내에 공급된다. 제2 처리 가스인 산소 가스는 플라즈마 생성부(206)에 의해 플라즈마 상태가 되어 기판(200) 상에 노출된다. 또한 제2 처리 가스인 산소 가스는 히터(218)의 온도 및 반응 용기(203) 내의 압력을 소정의 범위로 조정하여 열로 활성화시켜도 좋다. 또한 산소 함유 가스로서는 오존(O3) 가스나 수증기(H2O)를 이용해도 좋다. 이들 제2 가스는 제1 가스보다 점착도가 낮은 재료가 이용된다.(O 2 ) gas, which is an oxygen-containing gas, is supplied from the second
주로 제1 가스 공급관(232a), 매스 플로우 컨트롤러(232c) 및 밸브(232d)에 의해 제1 처리 가스 공급부(232)(실리콘 함유 가스 공급계라고도 부른다)가 구성된다. 또한 원료 가스 공급원(232b), 제1 처리 가스 도입 기구(251) 및 제1 가스 분출구(254)를 제1 처리 가스 공급부에 포함시켜서 생각해도 좋다.The first process gas supply section 232 (also referred to as a silicon-containing gas supply system) is constituted mainly by the first
주로 제2 가스 공급관(233a), 매스 플로우 컨트롤러(233c) 및 밸브(233d)에 의해 제2 처리 가스 공급부(233)(산소 함유 가스 공급계라고도 부른다)가 구성된다. 또한 원료 가스 공급원(233b), 제2 처리 가스 도입 기구(252) 및 제2 가스 분출구(255)를 제2 처리 가스 공급부에 포함시켜서 생각해도 좋다. 그리고 주로 제1 가스 공급부 및 제2 가스 공급부에 의해 처리 가스 공급부가 구성된다.The second process gas supply section 233 (also referred to as an oxygen-containing gas supply system) is constituted mainly by the second
〔불활성 가스 공급부〕[Inert gas supply part]
불활성 가스 도입 기구(253)의 상류측에는 제1 불활성 가스 공급관(234a)이 접속된다. 제1 불활성 가스 공급관(234a)의 상류측에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(234b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(234c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(234d)가 설치된다.A first inert
제1 불활성 가스 공급관(234a)으로부터는 예컨대 질소(N2) 가스로 구성되는 불활성 가스가 매스 플로우 컨트롤러(234c), 밸브(234d), 불활성 가스 도입 기구(253), 제1 불활성 가스 분출구(256) 및 제2 불활성 가스 분출구(257)를 개재하여 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내에 각각 공급된다. 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내에 공급되는 불활성 가스는 후술하는 성막 공정(S106)에서는 퍼지 가스로서 작용한다. 또한 불활성 가스로서 N2가스 외에 예컨대 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등의 희가스를 이용할 수 있다.An inert gas composed of, for example, nitrogen (N 2 ) gas is supplied from the first inert
제1 가스 공급관(232a)의 밸브(232d)보다 하류측에는 제2 불활성 가스 공급관(235a)의 하류단이 접속된다. 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(235b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(235c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(235d)가 설치된다.A downstream end of the second inert
제2 불활성 가스 공급관(235a)으로부터는 불활성 가스로서 예컨대 N2가스가 매스 플로우 컨트롤러(235c), 밸브(235d), 제1 가스 공급관(232a), 제1 처리 가스 도입 기구(251) 및 제1 가스 분출구(254)를 개재하여 제1 처리 영역(201a) 내에 공급된다. 제1 처리 영역(201a) 내에 공급되는 불활성 가스는 성막 공정(S106)에서 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용한다.2 as an inert gas from the inert gas supply pipe (235a), for example, N 2 gas is a mass flow controller (235c), the valve (235d), the first gas supply pipe (232a), the first process
제2 가스 공급관(233a)의 밸브(233d)보다 하류측에는 제3 불활성 가스 공급관(236a)의 하류단이 접속된다. 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스 공급원(236b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(236c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(236d)가 설치된다.A downstream end of the third inert
제3 불활성 가스 공급관(236a)으로부터는 불활성 가스로서 예컨대 N2가스가 매스 플로우 컨트롤러(236c), 밸브(236d), 제2 가스 공급관(233a), 제2 처리 가스 도입 기구(252) 및 제2 가스 분출구(255)를 개재하여 제2 처리 영역(201b) 내에 공급된다. 제2 처리 영역(201b) 내에 공급되는 불활성 가스는 제1 처리 영역(201a) 내에 공급되는 불활성 가스와 마찬가지로 성막 공정(S106)에서 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용한다.3 as an inert gas from the inert gas supply pipe (236a), for example, N 2 gas is a mass flow controller (236c), the valve (236d), the second gas supply pipe (233a), the second process
주로 제1 불활성 가스 공급관(234a), 매스 플로우 컨트롤러(234c) 및 밸브(234d)에 의해 제1 불활성 가스 공급부(234)가 구성된다. 또한 불활성 가스 공급원(234b), 불활성 가스 도입 기구(253), 제1 불활성 가스 분출구(256) 및 제2 불활성 가스 분출구(257)를 제1 불활성 가스 공급부(234)에 포함시켜서 생각해도 좋다.The first inert
주로 제2 불활성 가스 공급관(235a), 매스 플로우 컨트롤러(235c) 및 밸브(235d)에 의해 제2 불활성 가스 공급부(235)가 구성된다. 또한 불활성 가스 공급원(235b), 제1 가스 공급관(232a), 제1 처리 가스 도입 기구(251) 및 제1 가스 분출구(254)를 제2 불활성 가스 공급부(235)에 포함시켜서 생각해도 좋다.The second inert
또한 주로 제3 불활성 가스 공급관(236a), 매스 플로우 컨트롤러(236c) 및 밸브(236d)에 의해 제3 불활성 가스 공급부(236)가 구성된다. 또한 불활성 가스 공급원(236b), 제2 가스 공급관(233a), 제2 처리 가스 도입 기구(252) 및 제2 가스 분출구(255)를 제3 불활성 가스 공급부에 포함시켜서 생각해도 좋다. 그리고 주로 제1 내지 제3 불활성 가스 공급부에 의해 불활성 가스 공급부가 구성된다.The third inert
〔가스 공급부〕[Gas Supply Section]
처리 가스 공급부와 불활성 가스 공급부에 의해 가스 공급부가 구성된다.The gas supply section is constituted by the process gas supply section and the inert gas supply section.
〔가스 배기부〕[Gas exhaust part]
도 4 내지 도 6에 도시하는 바와 같이 칸막이(205)에는 가스를 배기하는 배기구가 설치된다. 구체적으로는 제1 배기구(259)는 칸막이판(205d)의 저부에 복수 설치된다. 즉 제1 배기구(259)는 서셉터(217)의 상방에 재치된 웨이퍼(200)와 대향하도록 설치된다.As shown in Figs. 4 to 6, the
복수의 제1 가스 배기구(259) 내에서 가장 서셉터 중앙에 가까운 위치에 배치되는 제1 가스 분출구[259(1)]와 가장 서셉터 주연측에 배치되는 제1 가스 분출구[259(n)]의 거리는 웨이퍼 지름보다 크게 되도록 배치된다.A first gas outlet 259 (1) disposed at a position closest to the center of the susceptor in the plurality of first
제2 배기구(260)는 칸막이판(205d)의 저부에 복수 설치된다. 즉 제2 배기구(260)는 서셉터(217)의 상방이며, 재치된 웨이퍼(200)와 대향하도록 설치된다.A plurality of
복수의 제2 가스 배기구(260) 내에서 가장 서셉터 중앙에 가까운 위치에 배치되는 제2 가스 배기구[260(1)]와 가장 서셉터 주연측에 배치되는 제2 가스 배기구[260(n)]의 거리는 웨이퍼 지름보다 크게 되도록 배치된다.A second gas exhaust port 260 (1) disposed closest to the center of the susceptor in the plurality of second
후술하는 바와 같이 제1 배기구(259)는 제1 가스 분출구(254)로부터 제1 처리 영역(201a)에 공급되는 가스를 배기한다. 제2 배기구(260)는 제2 가스 분출구(255)로부터 제2 처리 영역(201b)에 공급되는 가스를 배기한다.As will be described later, the
배기구(259)로부터 배출된 가스는 도 6에 도시한 바와 같이 칸막이 판(205b) 내에 형성된 제1 가스 배출 기구(261), 제1 배기관(262)을 개재하여 후술하는 펌프(246)에 의해 배기된다.6, the gas exhausted from the
배기구(260)로부터 배출된 가스는 배기구(259)와 마찬가지로 칸막이 판(205d) 내에 형성된 제2 가스 배출 기구(도시되지 않음), 제2 배기관(도시되지 않음)을 개재하여 후술하는 펌프(246)에 의해 배기된다.The gas exhausted from the
반응 용기(203)에는 처리 영역(201a), 처리 영역(201b) 내 및 퍼지 영역(204a), 퍼지 영역(204b) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)이 반응 용기(203)의 하방(下方)에 설치된다. 배기관(231)에는 제1 배기관(262)(D-D선에서 접속)이 제1 배기관 접속 기구(263)를 개재하여 접속된다. 또한 제2 배기관(도시되지 않음)이 제2 배기관 접속 기구(도시되지 않음)를 개재하여 접속된다.The
가스 유량을 제어하는 유량 제어기(유량 제어부)로서의 유량 제어 밸브(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller)밸브(243)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되고, 반응 용기(203) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 배기할 수 있도록 구성된다. 또한 APC밸브(243)는 밸브를 개폐하여 반응 용기(203) 내의 진공 배기나 진공 배기 정지를 할 수 있고, 또한 밸브의 개도(開度)를 조절하여 압력 조정 가능하도록 이루어지는 개폐 밸브다. 주로 배기관(231), APC밸브(243) 및 유량 제어 밸브(245)에 의해 가스 배기부가 구성된다. 또한 배기부에는 진공 펌프(246)를 포함시켜도 좋다.A
〔제어부〕[Control section]
제어부(제어 수단)인 제어부(300)는 이상 설명한 각 구성의 제어를 수행한다.The
다음으로 도 3을 이용하여 서셉터(217)의 주변 구조 및 서셉터(217)의 동작을 설명한다.Next, the peripheral structure of the
반응 용기(203)에는 제1 반송실 광체(101)가 게이트 밸브(150 내지 153) 중 어느 하나를 개재하여 인접하도록 설치된다. 예컨대 게이트 밸브(151)가 열리는 것에 의해 반응 용기(203) 내와 제1 반송실 광체(101)가 연통하도록 이루어진다. 제1 기판 이재기(112)는 포드로부터 제2 기판 이재기(124)를 개재하여 서셉터(217)의 재치부(217b)와의 사이에서 기판(200)을 반송한다.The first conveying
여기서 서셉터(217)에는 기판(200)을 재치하는 재치부(217b)가 복수 형성된다. 제1 실시 형태에서 재치부(217b)는 각각이 순시계 방향에 대하여 등간격(예컨대 72°의 간격)이 되도록 5개 설치되고, 서셉터(217)가 회전하는 것에 의해 5개의 재치부(217b)가 일괄하여 화살표 방향으로 회전된다.A plurality of
(3) 기판 처리 공정(3) Substrate processing step
계속해서 제1 실시 형태에 따른 반도체 제조 공정의 일 공정으로서 전술한 반응 용기(203)를 구비하는 프로세스 챔버(202b)를 이용하여 실시되는 기판 처리 공정에 대하여 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한다. 도 7은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 도시하는 플로우 차트이며, 도 8은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정에서의 성막 공정에서의 기판에 대한 처리를 도시하는 플로우 차트다. 또한 이하의 설명에서 기판 처리 장치(10)의 프로세스 챔버(202)의 구성 각(各) 부(部)의 동작은 제어부(300)에 의해 제어된다.Subsequently, a substrate processing process performed using the
여기서는 제1 가스로서 실리콘 함유 가스인 트리실릴아민(TSA)을 이용하고, 제2 처리 가스로서 산소 함유 가스인 산소 가스를 이용하여, 기판(200) 상에 절연막으로서 산화실리콘막(SiO2막, 이하, 단순히 SiO막이라고도 부른다)을 형성하는 예에 대하여 설명한다.Here, a silicon-containing gas, trisilylamine (TSA) to use, and the second by using an oxygen-containing gas, an oxygen gas as a process gas, the
〔기판 반입·재치 공정(S102)〕[Substrate carrying-in / placing process (S102)]
우선 기판(200)의 반송 위치까지 기판 승강핀(266)을 상승시켜서 서셉터(217)의 관통공에 기판 승강핀을 관통시킨다. 그 결과, 기판 승강핀이 서셉터(217) 표면보다 소정의 높이만큼만 돌출한 상태가 된다. 계속해서 게이트 밸브(151)를 열고, 제1 기판 이재기(112)를 이용하여 반응 용기(203) 내에 소정 매수(예컨대 5매)의 기판(200)(처리 기판)을 반입한다. 그리고 서셉터(217)의 도시되지 않는 회전축을 중심으로 하여 각 기판(200)이 중첩되지 않도록 서셉터(217)의 동일면 상에 재치한다. 이에 의해 기판(200)은 서셉터(217)의 표면으로부터 돌출한 기판 승강핀 상에 수평 자세로 지지된다.The substrate lift pins 266 are raised to the conveying position of the
반응 용기(203) 내에 기판(200)을 반입하면, 제1 기판 이재기(112)를 반응 용기(203) 외로 퇴피시키고, 게이트 밸브(151)를 닫고 반응 용기(203) 내를 밀폐한다. 그 후, 기판 승강핀을 하강시켜서 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)의 각 저면의 서셉터(217)에 설치된 재치부(217b) 상에 기판(200)을 재치한다.When the
또한 기판(200)을 반응 용기(203) 내에 반입할 때에는 배기부에 의해 반응 용기(203) 내를 배기하면서 불활성 가스 공급부로부터 반응 용기(203) 내에 퍼지 가스로서의 N2가스를 공급하는 것이 바람직하다. 즉 진공 펌프(246)를 작동시켜서 APC밸브(243)를 여는 것에 의해 반응 용기(203) 내를 배기하면서 적어도 제1 불활성 가스 공급부의 밸브(234d)를 여는 것에 의해 반응 용기(203) 내에 N2가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해 처리 영역(201) 내로의 파티클의 침입이나, 기판(200) 상으로의 파티클의 부착을 억제하는 것이 가능해진다. 여기서 또한 제2 불활성 가스 공급부 및 제3 불활성 가스 공급부로부터 불활성 가스를 공급해도 좋다. 또한 진공 펌프(246)는 적어도 기판 반입·재치 공정(S102) 내지 후술하는 기판 반출 공정(S108)이 종료될 때까지의 사이는 항상 작동시킨 상태로 한다.When introducing the
〔승온·압력 조정 공정(S104)〕[Heating and pressure adjusting step (S104)]
계속해서 서셉터(217)의 내부에 매립된 히터(218)에 전력을 공급하여 기판(200)의 표면이 소정의 온도[예컨대 200℃ 이상이며 400℃ 이하]가 되도록 가열한다. 이 때 히터(218)의 온도는 온도 센서(274)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(218)로의 통전 상태를 제어하는 것에 의해 조정된다.Subsequently, electric power is supplied to the
또한 실리콘으로 구성되는 기판(200)의 가열 처리에서는 표면 온도를 750℃ 이상으로까지 가열하면, 기판(200)의 표면에 형성된 소스 영역이나 드레인 영역 등에 불순물의 확산이 발생하여, 회로 특성이 열화하고 반도체 디바이스의 성능이 저하하는 경우가 있다. 기판(200)의 온도를 전술과 같이 제한하는 것에 의해 기판(200)의 표면에 형성된 소스 영역이나 드레인 영역에서의 불순물의 확산, 회로 특성의 열화, 반도체 디바이스의 성능 저하를 억제할 수 있다.Further, in the heat treatment of the
또한 반응 용기(203) 내가 원하는 압력(예컨대 0.1Pa 내지 300Pa, 바람직하게는 20Pa 내지 40Pa)이 되도록 반응 용기(203) 내를 진공 펌프(246)에 의해 진공 배기한다. 이 때 반응 용기(203) 내의 압력은 도시되지 않는 압력 센서로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초해 APC밸브(243)의 개도를 피드백 제어한다.And the inside of the
또한 기판(200)을 가열하면서 회전 기구(267)를 작동하여 서셉터(217)의 회전을 시작한다. 이 때 서셉터(217)의 회전 속도는 제어부(300)에 의해 제어된다. 서셉터(217)의 회전 속도는 예컨대 1회전/초이다. 서셉터(217)를 회전시키는 것에 의해 기판(200)은 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)의 순서대로 이동을 시작하고, 각 영역을 기판(200)이 통과한다.Further, while rotating the
〔성막 공정(S106)〕[Film forming process (S106)]
다음으로 제1 처리 영역(201a) 내에 제1 처리 가스로서의 TSA가스를 공급하고, 제2 처리 영역(201b) 내에 제2 처리 가스로서의 산소 가스를 공급하여, 기판(200) 상으로 SiO막을 성막하는 공정을 예로 들어 성막 공정을 설명한다. 또한 이하의 설명에서는 TSA가스의 공급, 산소 가스의 공급, 불활성 가스를 병행하여 각각의 영역에 공급한다.Next, a TSA gas as a first process gas is supplied into the
기판(200)을 가열하여 원하는 온도에 도달하고, 서셉터(217)가 원하는 회전 속도에 도달하면, 적어도 밸브(232d), 밸브(233d) 및 밸브(234d)를 동시에 열고, 처리 가스를 처리 영역(201)에, 불활성 가스를 퍼지 영역(204)에 공급한다. 즉 밸브(232d)를 열고 제1 가스 분출구(254)를 개재하여 제1 처리 영역(201a) 내에 TSA가스를 공급한다. 밸브(233d)를 열고 제2 처리 영역(201b) 내에 제2 가스 분출구(255)를 개재하여 산소 가스를 공급한다. 이와 같이 하여 처리 가스 공급부로부터 처리 가스를 공급한다. 밸브(234d)를 열고, 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b) 내에 불활성 가스인 N2가스를 공급하는 것에 의해, 불활성 가스 공급부로부터 불활성 가스를 공급한다. 이 때 APC밸브(243)를 적절히 조정하여 반응 용기(203) 내의 압력을 예컨대 10Pa 내지 1,000Pa의 범위 내의 압력으로 한다. 이 때 히터(218)의 온도는 기판(200)의 온도가 예컨대 200℃ 내지 400℃의 범위 내의 온도가 될 수 있는 온도로 설정한다.When the
구체적으로는 밸브(232d)를 열고, 제1 가스 공급관(232a)으로부터 제1 가스 도입 기구(251) 및 제1 가스 분출구(254)를 개재하여 제1 처리 영역(201a)에 TSA가스를 공급하면서, 제1 불활성 가스 배기구(259), 제1 가스 배출관(261)을 개재하여 배기한다. 이 때 TSA가스의 공급량 및 배기량을 조정하여 도 4에 도시하는 바와 같이 제1 가스 분출구(254)로부터 제1 불활성 가스 배기구(259)를 향하는 흐름을 형성한다. 즉 TSA의 가스 흐름이 웨이퍼(200)의 회전 방향에 대하여 순방향이 되도록 흐름을 형성한다.More specifically, the
이와 같이 하는 것에 의해 웨이퍼(200) 표면 내에서 서셉터(217)의 중앙부와 가까운 개소와 서셉터(217)의 측단부와 가까운 개소에서도 웨이퍼 중앙과 마찬가지의 유량의 TSA가스를 공급할 수 있기 때문에, 웨이퍼 면내에 대하여 균일하게 TSA가스를 공급하는 것이 가능해진다. 균일하게 공급하는 것에 의해 웨이퍼 면내에 대하여 균일하게 막 처리를 하는 것이 가능해진다.By doing so, the TSA gas having the same flow rate as the center of the wafer can be supplied to the portion close to the central portion of the
TSA의 유량은 매스 플로우 컨트롤러(232c)를 조정하여 소정의 유량이 되도록 제어한다. 또한 매스 플로우 컨트롤러(232c)로 제어하는 TSA가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 내지 5,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다.The flow rate of the TSA is controlled so as to be a predetermined flow rate by adjusting the mass flow controller 232c. The supply flow rate of the TSA gas controlled by the mass flow controller 232c is set to a flow rate within a range of, for example, 100 sccm to 5,000 sccm.
TSA가스를 제1 처리 영역(201a) 내에 공급할 때에는 밸브(235d)를 열고, 제2 불활성 가스 공급관(235a)으로부터 캐리어 가스 또는 희석 가스로서의 N2가스를 제1 처리 영역(201a) 내에 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해 제1 처리 영역(201a) 내로의 TSA가스의 공급을 촉진할 수 있다.When the TSA gas is supplied into the
또한 밸브(233d)를 열고, 제2 가스 공급관(233a)으로부터 제2 가스 도입 기구(252) 및 제2 가스 분출구(255)를 개재하여 제2 처리 영역(201b)에 산소 가스를 공급하면서, 제2 배기구(260), 제2 가스 배출 기구를 개재하여 배기한다. 이 때 산소 가스의 공급량 및 배기량을 조정하여 도 4에 도시하는 바와 같이 제2 가스 분출구(255)로부터 제2 불활성 가스 배기구(260)를 향하는 흐름을 형성한다. 즉 산소 가스의 흐름을 웨이퍼(200)의 회전 방향에 대하여 순방향으로 형성한다.While the valve 233d is opened and oxygen gas is supplied from the second
이와 같이 하는 것에 의해 웨이퍼(200) 표면 내에서 서셉터(217)의 중앙부와 가까운 개소와 서셉터(217)의 측단부와 가까운 개소에서도 웨이퍼 중앙과 마찬가지의 유량의 TSA가스를 공급할 수 있기 때문에, 웨이퍼 면내에 대하여 균일하게 산소 가스를 공급하는 것이 가능해진다. 균일하게 공급하는 것에 의해 웨이퍼 면내에 대하여 균일하게 막 처리를 하는 것이 가능해진다.By doing so, the TSA gas having the same flow rate as the center of the wafer can be supplied to the portion close to the central portion of the
이 때 산소 가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(233c)를 조정한다. 또한 매스 플로우 컨트롤러(233c)로 제어하는 산소 가스의 공급 유량은 예컨대 1,000sccm 내지 10,000sccm의 범위 내의 유량으로 한다.At this time, the mass flow controller 233c is adjusted so that the flow rate of the oxygen gas becomes a predetermined flow rate. The supply flow rate of the oxygen gas to be controlled by the mass flow controller 233c is set to a flow rate within a range of, for example, 1,000 sccm to 10,000 sccm.
산소 가스를 제2 처리 영역(201b) 내에 공급할 때에는 밸브(236d)를 열고, 제3 불활성 가스 공급관(236a)으로부터 캐리어 가스 또는 희석 가스로서의 N2가스를 제2 처리 영역(201b) 내에 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해 제2 처리 영역(201b) 내로의 산소 가스의 공급을 촉진할 수 있다.When the oxygen gas is supplied into the
또한 밸브(232d), 밸브(233d), 밸브(234d)를 열고, 퍼지 가스로서의 불활성 가스인 N2가스를 제1 불활성 가스 공급관(234a)으로부터 불활성 가스 도입 기구(253), 제1 불활성 가스 분출구(256) 및 제2 불활성 가스 분출구(257)를 개재하여 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)에 각각 공급하면서 배기한다. 이 때 N2가스의 유량이 소정의 유량이 되도록 매스 플로우 컨트롤러(234c)를 조정한다. 또한 칸막이 판(205)의 단부와 반응 용기(203)의 측벽의 극간을 개재하여 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내로부터 제1 처리 영역(201a) 내 및 제2 처리 영역(201b) 내를 향하여 불활성 가스를 분출시키는 것에 의해, 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내로의 처리 가스의 침입을 억제할 수 있다.In addition, the valve (232d), the valve (233d), the valve (234d), the opening, the inert gas N 2 gas an inert gas as a purge gas from the first inert gas supply pipe (234a) introducing
가스의 공급 시작과 함께, 제2 처리 영역(201b)의 상방에 설치된 플라즈마 생성부(206)에 도시되지 않는 고주파 전원으로부터 고주파 전력을 공급한다. 제2 처리 영역(201b) 내에 공급되고 플라즈마 생성부(206)의 하방을 통과한 산소 가스는 제2 처리 영역(201b) 내에서 플라즈마 상태가 되고, 이에 포함되는 활성종(種)이 기판(200)에 공급된다.At the start of the supply of the gas, a high frequency power is supplied from a high frequency power source (not shown) to the
산소 가스는 반응 온도가 높아 전술한 바와 같은 기판(200)의 처리 온도, 반응 용기(203) 내의 압력으로는 반응하기 어렵지만, 제1 실시 형태와 같이 산소 가스를 플라즈마 상태로 하고, 이에 포함되는 활성종을 공급하면 예컨대 400℃ 이하의 온도대에서도 성막 처리를 수행할 수 있다. 또한 제1 처리 가스와 제2 처리 가스에서 요구하는 처리 온도가 다른 경우, 처리 온도가 낮은 처리 가스의 온도에 맞춰서 히터(218)를 제어하고, 처리 온도를 높게 할 필요가 있는 타방(他方)의 처리 가스를 플라즈마 상태로 하여 공급하면 좋다. 이와 같이 플라즈마를 이용하는 것에 의해 기판(200)을 저온으로 처리할 수 있고, 예컨대 알루미늄 등의 열에 약한 배선 등을 포함하는 기판(200)에 대한 열 데미지를 억제하는 것이 가능해진다. 또한 처리 가스의 불완전한 반응에 의한 생성물 등의 이물의 발생을 억제할 수 있고, 기판(200) 상에 형성하는 박막의 균질성이나 내전압 특성 등을 향상시킬 수 있다. 또한 플라즈마 상태로 한 산소 가스의 높은 산화력에 의해 산화 처리 시간을 단축할 수 있는 등, 기판 처리의 생산성을 향상시킬 수 있다.Oxygen gas has a high reaction temperature and is difficult to react with the processing temperature of the
전술한 바와 같이 서셉터(217)를 회전시키는 것에 의해 기판(200)은 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)의 순서대로 이동을 반복한다. 이에 의해 도 7에 도시하는 바와 같이 기판(200)에는 TSA가스의 공급, N2가스의 공급(퍼지), 플라즈마 상태가 된 산소 가스의 공급, N2가스의 공급(퍼지)이 교호(交互)적으로 소정 횟수 실시된다. 본 발명에서는 웨이퍼(200) 표면 내에서 서셉터(217)의 중앙부와 가까운 개소나 서셉터(217)의 측단부와 가까운 개소에서도 웨이퍼 중앙과 마찬가지의 유량의 처리 가스를 공급할 수 있기 때문에, 웨이퍼 면내에 대하여 균일하게 처리 가스를 공급하는 것이 가능해진다. 균일하게 공급하는 것에 의해 웨이퍼 면내에 대하여 균일한 막을 형성하는 것이 가능해진다. 여기서 성막 처리 시퀀스의 구체예에 대하여 도 7을 이용하여 설명한다.By rotating the
〔제1 처리 가스 영역 통과(S202)〕[Passing through the first process gas region (S202)]
우선 제1 처리 영역(201a)을 통과한 기판(200) 표면에 TSA가스가 공급되어, 기판(200) 상의 내에서 웨이퍼 중앙, 서셉터(217)의 중앙부와 가까운 개소나 서셉터(217)의 측단부와 가까운 개소에서 균일하게 실리콘 함유층이 형성된다. 제1 처리 영역(201a)에는 제1 처리 가스 도입 기구(251)로부터 제1 가스 분출구(254)를 통해서 기판을 향하여 가스가 분출된다. 분출된 가스는 통과하는 웨이퍼(200)에 공급되어 웨이퍼(200)에 실리콘 함유층의 형성에 기여하는 것과 함께, 기여하지 않은 가스는 제1 배기구(259)로부터 배기된다.The TSA gas is supplied to the surface of the
〔제1 퍼지 영역 통과(S204)〕[Passing through the first purge zone (S204)]
다음으로 실리콘 함유층이 형성된 기판(200)이 제1 퍼지 영역(204a)을 통과한다. 이 때 제1 퍼지 영역을 통과하는 기판(200)에 대하여 불활성 가스인 N2가스가 공급된다.Next, the
〔제2 처리 가스 영역 통과(S206)〕[Passing through the second process gas region (S206)]
다음으로 제2 처리 영역(201b)을 통과한 기판(200) 상의 내에서 웨이퍼 중앙, 서셉터(217)의 중앙부와 가까운 개소나 서셉터(217)의 측단부와 가까운 개소에서 균일하게 산소 가스가 공급되어, 기판(200) 상에 균일하게 실리콘 산화층(SiO층)이 형성된다. 즉 산소 가스는 제1 처리 영역(201a)에서 기판(200) 상에 형성된 실리콘 함유층 중 적어도 일부와 반응한다. 이에 의해 실리콘 함유층은 산화되어 실리콘 및 산소를 포함하는 실리콘 산화층으로 개질된다. 또한 반응에 기여하지 않는 산소 가스는 제2 배기구(260)로부터 배기된다.Next, oxygen gas is uniformly injected from the center of the wafer, the central portion of the
〔제2 퍼지 영역 통과(S208)〕[Passing through the second purge zone (S208)]
그리고 제2 처리 영역(201b)에서 실리콘 산화층이 형성된 기판(200)이 제2 퍼지 영역(204b)을 통과한다. 이 때 제2 퍼지 영역을 통과하는 기판(200)에 대하여 불활성 가스인 N2가스가 공급된다.The
〔사이클 수의 확인(S210)〕[Confirmation of the number of cycles (S210)]
이와 같이 서셉터(217)의 1회전을 1사이클로 하여. 즉 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 기판(200)의 통과를 1사이클로 하여, 이 사이클을 적어도 1회 이상 수행하는 것에 의해 기판(200) 상에 소정 막 두께의 실리콘 산화막을 형성할 수 있다. 여기서는 전술의 사이클을 소정 횟수 실시하였는지에 대한 여부를 확인한다. 사이클을 소정 횟수 실시한 경우, 원하는 막 두께에 도달하였다고 판단하고, 성막 처리를 종료한다. 사이클을 소정의 횟수 실시하지 않은 경우, 즉 원하는 막 두께에 도달할 수 없었다고 판단하고, S202로 돌아가 사이클 처리를 계속한다.Thus, one cycle of the
S210에서 전술의 사이클을 소정 횟수 실시하여 기판(200) 상에 원하는 막 두께의 실리콘 산화막이 형성되었다고 판단된 후, 적어도 밸브(232d) 및 밸브(233d)를 닫고, TSA가스가 제1 처리 영역(201a)으로의 공급 및 산소 가스의 제2 처리 영역(201b)으로의 공급을 정지한다. 이 때 플라즈마 생성부(206)로의 전력 공급도 정지한다. 또한 히터(218)의 통전량을 제어하여 온도를 낮게 하거나 또는 히터(218)로의 통전을 정지한다. 또한 서셉터(217)의 회전을 정지하여 성막 공정을 종료한다.It is determined that the silicon oxide film having the desired film thickness is formed on the
〔기판 반출 공정(S108)〕[Substrate removal step (S108)]
성막 공정(S106)이 종료되면, 다음과 같이 기판을 반출한다. 우선 기판 승강핀(266)을 상승시켜서 서셉터(217)의 표면으로부터 돌출시킨 기판 승강핀(266) 상에 기판(200)을 지지한다. 그리고 게이트 밸브(151)를 열고, 제1 기판 이재기(112)를 이용하여 기판(200)을 반응 용기(203) 외로 반출하여, 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 종료한다. 또한 전술한 기판(200)의 온도, 반응 용기(203) 내의 압력, 각 가스의 유량, 플라즈마 생성부(206)에 인가하는 전력, 처리 시간 등의 조건 등은 개질 대상의 막의 재료나 막 두께 등에 의해 임의로 조정한다.When the film forming process (S106) is finished, the substrate is taken out as follows. The substrate lift pins 266 are raised to support the
(4) 제1 실시 형태에 따른 효과(4) Effect according to the first embodiment
제1 실시 형태에 의하면, 이하 (a) 내지 (g) 중 적어도 1개 이상의 효과를 갖는다.According to the first embodiment, at least one of the following effects (a) to (g) is obtained.
(a) 처리실 내에 설치된 복수의 영역 중 적어도 1개 영역에서 기판의 회전 방향 상류로부터 하류를 향하여 가스의 흐름을 형성하기 때문에 기판 표면에 대하여 균일하게 가스를 공급하는 것이 가능해진다. 따라서 형성하는 막의 막 두께를 기판 면내에서 균일하게 하는 것이 가능해진다.(a) Since a gas flow is formed from at least one of the plurality of regions provided in the processing chamber toward the downstream side from the upstream side in the rotating direction of the substrate, gas can be uniformly supplied to the substrate surface. Therefore, it becomes possible to make the film thickness of the film to be formed uniform within the surface of the substrate.
(b) 가스 분출구의 폭을 기판 지름보다 크게 되도록 구성하였기 때문에, 가스 분출구 하측을 통과하는 기판의 모든 면에 대하여 보다 확실하고 균일하게 가스를 공급하는 것이 가능해진다.(b) Since the width of the gas ejection port is larger than the substrate diameter, it is possible to more reliably and uniformly supply gas to all the surfaces of the substrate passing under the gas ejection port.
(c) 반응 가스 및/또는 비반응 가스의 공급량 및 배기량을 조정하는 것에 의해, 서셉터(217)의 회전 방향과, 처리 영역[제1 처리 영역(201a) 또는 제2 처리 영역(201b)]을 흐르는 반응 가스의 방향이 같아지도록 구성할 수 있다. 따라서 처리 영역에서 회전 방향의 상류로부터 하류를 향하여 가스의 흐름을 형성하기 때문에 보다 확실하고 균일하게 기판 면내에 처리 가스를 공급하는 것이 가능해진다.(the
(d) 처리 영역을 기판이 통과할 때, 가스 공급부로부터 가스 배기부로의 방향으로 상기 기판이 회전된 경우에 상기 기판을 처리하고, 상기 가스 배기부로부터 상기 가스 공급부로의 방향으로 상기 기판이 회전된 경우에 상기 기판을 처리하지 않도록 구성된다. 따라서 제1 처리 영역(201a)과 제2 처리 영역(201b)의 분리를 확실하게 할 수 있기 때문에 형성하는 막의 품질이 유지된다.(d) treating the substrate when the substrate is rotated in a direction from the gas supply unit to the gas exhaust unit when the substrate passes through the process area, and rotating the substrate in a direction from the gas exhaust unit to the gas supply unit So as not to process the substrate. Therefore, the separation of the
(e) 처리실은 복수의 소정의 영역으로 분할되고, 소정의 영역은 기판 재치대의 상방이며 가스 공급부와 가스 배기부 사이에 각각 형성되고, 반응 가스를 공급하는 처리 영역과, 비반응 가스를 공급하여 비반응 가스 분위기로 하는 비처리 영역이 있고, 처리 영역이 비처리 영역보다 작게 형성되도록 구성된다. 따라서 처리 영역에서 회전 방향의 상류로부터 하류를 향하여 가스의 흐름을 형성하기 쉽게 하기 때문에 기판 표면에 균일하게 처리 가스를 공급하는 것이 가능해진다.(e) the processing chamber is divided into a plurality of predetermined regions, the predetermined region is formed above the substrate table and is formed between the gas supply portion and the gas exhaust portion, and is provided with a processing region for supplying the reaction gas, There is a non-processed region in a non-reactive gas atmosphere, and the processed region is formed to be smaller than the non-processed region. Therefore, it is easy to form a flow of gas from the upstream side to the downstream side in the rotational direction in the processing region, so that it becomes possible to uniformly supply the processing gas to the substrate surface.
(f) 처리 영역을 형성하는 가스 공급부와 가스 배기부가 이루는 각이 90°보다 작게 구성된다. 따라서 처리 영역에서 회전 방향의 상류로부터 하류를 향하여 가스의 흐름을 형성하기 쉽게 하기 때문에 기판 표면에 균일하게 처리 가스를 공급하는 것이 가능해진다.(f) The angle formed by the gas supply part forming the process area and the gas exhaust part is smaller than 90 degrees. Therefore, it is easy to form a flow of gas from the upstream side to the downstream side in the rotational direction in the processing region, so that it becomes possible to uniformly supply the processing gas to the substrate surface.
(g) 처리 영역에 반응 가스, 비처리 영역에 비반응 가스를 적어도 공급하는 것에 의해, 처리 영역에서 회전 방향의 상류로부터 하류를 향하여 가스의 흐름을 형성하도록 제어하기 때문에 보다 확실하고 균일하게 기판 면내에 처리 가스를 공급하는 것이 가능해진다.(g) Since at least the reactive gas is supplied to the processing region and the non-reactive gas is supplied to the non-processing region, the flow is controlled to form a gas flow from the upstream side to the downstream side in the rotational direction in the processing region, It is possible to supply the process gas into the process chamber.
<본 발명의 다른 실시 형태>≪ Another embodiment of the present invention >
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.
예컨대 전술한 실시 형태에서는 처리 가스로서 실리콘 함유 가스 및 산소 함유 가스를 이용하여 기판(200) 상으로 SiO막을 형성하지만, 이에 한정되지 않는다. 즉 처리 가스로서 예컨대 하프늄(Hf) 함유 가스 및 산소 함유 가스, 지르코늄(Zr) 함유 가스 및 산소 함유 가스, 티타늄(Ti) 함유 가스 및 산소 함유 가스를 이용하여 산화하프늄막(HfO막), 산화지르코늄막(ZrO막), 산화티타늄막(TiO막) 등의 High-k막 등을 기판(200) 상에 형성해도 좋다. 또한 플라즈마화하는 처리 가스로서 산소 함유 가스 외에 질소(N) 함유 가스인 암모니아(NH3) 가스 등을 이용해도 좋다.For example, in the above-described embodiment, the SiO 2 film is formed on the
또한 전술한 실시 형태에서는 산소 가스를 처리실에 공급하여 플라즈마 생성부(206)에서 플라즈마를 생성하였지만 이에 한정되지 않고, 처리실 외에서 플라즈마를 생성하는 리모트 플라즈마 방법이나, 에너지 레벨이 높은 오존을 이용해도 좋다.Further, in the above-described embodiment, oxygen is supplied to the processing chamber to generate plasma in the
또한 전술한 실시 형태에서는 가스 공급 기구(250)의 불활성 가스 도입 기구(253)를 제1 퍼지 영역(204a)과 제2 퍼지 영역(204b)의 공통으로 하였지만, 불활성 가스 도입 기구는 제1 퍼지 영역(204a)과 제2 퍼지 영역(204b)으로 개별로 설치해도 좋다. 또한 불활성 가스 도입 기구는 제1 처리 영역(201a)과 제2 처리 영역(201b)과 제1 퍼지 영역(204a)과 제2 퍼지 영역(204b)으로 각각 개별로 설치해도 좋다. 이에 의해 각각의 영역에 공급되는 가스 유량을 제어할 수 있기 때문에, 예컨대 불활성 가스를 비처리 영역으로부터 처리 영역으로 흐르도록 하는 것에 의해 제1 가스 분출구(254)로부터 제1 배기구(259)까지 반응 가스가 흐르는 구조로 하기 쉬워진다.Although the inert
또한 전술한 실시 형태에서는 제1 가스 분출구(254)를 칸막이 판(205a)의 저부에 설치하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제1 가스 분출구(254)로부터 회전 방향 하류를 향하여 가스가 흐르는 구조라면 좋고, 예컨대 하류측에 가스 분출구을 향하게 해도 좋다.In the above-described embodiment, the first
또한 제1 가스 분출구를 칸막이 판에 설치하지 않고, 예컨대 노즐을 이용하여 가스를 공급해도 좋다. 그 때에는 영역을 분할하는 분할 구조를 칸막이 판에 한정하지 않고 처리 가스를 혼합시키지 않는 분할 구조를 별도로 설치해도 좋다.Further, the gas may be supplied using, for example, a nozzle without providing the first gas jet port on the partition plate. At this time, the divided structure for dividing the region is not limited to the partition plate, and a separate structure for not mixing the processing gas may be separately provided.
또한 전술한 실시 형태에서는 제1 가스 분출구(254)를 칸막이 판(205a)의 저부에 복수 설치하는 구조로 하였지만 이에 한정되지 않고, 슬릿 형상이어도 좋다. 슬릿 구조로 하는 경우, 슬릿 단부 사이의 거리는 슬릿 단부 사이 하측을 웨이퍼가 통과하도록 슬릿 폭 및 위치를 설정하면 좋다.Further, in the above-described embodiment, a plurality of first gas spouts 254 are provided at the bottom of the
또한 전술한 실시 형태에서는 제2 가스 분출구(255)를 칸막이 판(205c)의 저부에 설치하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제2 가스 분출구(255)로부터 회전 방향 하류를 향하여 가스가 취소되는 구조라면 좋고, 예컨대 하류측에 가스 분출구를 향하게 해도 좋다.In the above-described embodiment, the second
또한 제1 가스 분출구를 칸막이 판에 설치하지 않고, 예컨대 노즐을 이용하여 가스를 공급해도 좋다. 그 때에는 영역을 분할하는 분할 구조을 칸막이 판에 한정하지 않고 처리 가스를 혼합시키지 않는 분할 구조를 별도로 설치해도 좋다.Further, the gas may be supplied using, for example, a nozzle without providing the first gas jet port on the partition plate. At this time, the divided structure for dividing the region is not limited to the partition plate, and a separate structure for not mixing the processing gas may be separately provided.
또한 전술한 실시 형태에서는 제2 가스 분출구(255)를 칸막이 판(205c)의 저부에 복수 설치하는 구조로 하였지만 이에 한정되지 않고, 슬릿 형상이어도 좋다. 슬릿 구조로 하는 경우, 슬릿 단부 사이의 거리는 슬릿 단부 사이 하측을 웨이퍼(200)가 통과하도록 슬릿 폭 및 위치를 설정하면 좋다.In the above-described embodiment, a plurality of second gas spouts 255 are provided at the bottom of the
또한 전술한 실시 형태에서는 제1 배기구(259)를 칸막이 판(205b)에 설치하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제1 가스 배기구(259)가 회전 방향 상류로부터 흐르는 가스를 흡인할 수 있는 구조라면 좋고, 예컨대 상류측에 가스 분출구를 향하게 해도 좋다.Although the
또한 배기 전용의 배기 구조를 설치해도 좋다. 전용의 배기 구조로서 예컨대 슬릿 형상의 배기구를 이용하여 가스를 배기해도 좋다. 그 때에는 영역을 분할하는 분할 구조을 칸막이 판에 한정하지 않고 처리 가스를 혼합시키지 않는 분할 구조를 별도로 설치해도 좋다.An exhaust structure dedicated to exhaust may be provided. As a dedicated exhaust structure, for example, gas may be exhausted using a slit-shaped exhaust port. At this time, the divided structure for dividing the region is not limited to the partition plate, and a separate structure for not mixing the processing gas may be separately provided.
또한 전술한 실시 형태에서는 제2 배기구(260)를 칸막이 판(205d)의 저부에 설치하였지만, 이에 한정되지 않는다. 제2 가스 배기구(260)이 회전 방향 상류로부터 흐르는 가스를 흡인할 수 있는 구조라면 좋고, 예컨대 상류측에 가스 분출구를 향하게 해도 좋다.Although the
또한 전술한 실시 형태에서는 제2 배기구(260)를 칸막이 판(205d)에 설치하였지만 이에 한정되지 않고, 배기 전용의 배기 구조를 설치해도 좋다. 전용의 배기 구조로서 예컨대 슬릿 형상의 배기구를 이용하여 가스를 배기해도 좋다. 그 때에는 영역을 분할하는 분할 구조를 칸막이 판에 한정하지 않고 처리 가스를 혼합시키지 않 분할 구조를 별도로 설치해도 좋다.In the above-described embodiment, the
또한 전술한 실시 형태에서는 가스 흐름의 방향을 기판 회전 방향으로 하였지만 이에 한정되지 않고, 공급하는 가스의 질이나 서셉터의 회전 상황 등에 따라서는 기판 회전 방향과 역방향으로 가스의 흐름을 형성해도 좋다.In the above-described embodiment, the gas flow direction is the substrate rotation direction, but the gas flow direction is not limited to this, and the gas flow may be formed in the direction opposite to the substrate rotation direction depending on the quality of the supplied gas, the rotation state of the susceptor, and the like.
또한 전술한 실시 형태에서는 반응 가스의 공급량 및 배기량을 조정하도록 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대 가스 배기부[제1 배기구(259) 및 제2 배기구(260)]의 배기량을 배기관(231)의 배기량보다 크게 하도록 구성해도 좋다.Further, in the above-described embodiment, the supply amount and the exhaust amount of the reaction gas are adjusted, but the present invention is not limited thereto. The exhaust amount of the gas exhaust portion (the
이하에 부기(附記)로서 본 발명의 형태를 기재한다.The form of the present invention will be described below as an appendix.
<부기1><
복수의 영역을 포함하는 처리실;A processing chamber including a plurality of regions;
상기 처리실 내에 설치된 기판 재치대이며, 복수의 기판을 동심원 형상으로 재치하는 재치면을 포함하고, 상기 재치면이 상기 처리실의 천정과 대향하는 기판 재치대;A substrate table mounted in the processing chamber, the substrate table including a placement surface for placing a plurality of substrates in a concentric circle shape, the placement surface being opposed to a ceiling of the processing chamber;
상기 기판 재치대를 상기 재치면과 평행한 방향으로 회전시키는 회전 기구;A rotation mechanism for rotating the substrate table in a direction parallel to the placement surface;
상기 처리 영역 내에서 상기 기판 재치대가 회전하는 방향의 상류이며 상기 기판 재치대의 상방에 설치된 가스 공급부; 및A gas supply unit disposed upstream of the substrate table in a direction in which the substrate table is rotated in the processing area; And
상기 처리 영역 내에서 상기 기판 재치대가 회전하는 방향의 하류이며 상기 기판 재치대의 상방에 설치된 가스 배기부;A gas evacuation unit disposed downstream of the substrate table in the direction of rotation of the substrate table in the processing area and above the substrate table;
를 포함하는 기판 처리 장치.And the substrate processing apparatus.
<부기2><Note 2>
상기 가스 공급부는 가스 분출구를 포함하고, 상기 가스 분출구의 폭은 상기 기판의 폭보다 크게 되도록 구성되는 부기1에 기재된 기판 처리 장치.The substrate processing apparatus according to
<부기3><Annex 3>
상기 영역은 반응 가스를 공급하는 영역과 비반응 가스를 공급하는 영역이 있고, 상기 가스 분출구와 상기 가스 배기구 사이에는 상기 반응 가스를 공급하는 영역이 형성되는 부기1 또는 부기2에 기재된 기판 처리 장치.Wherein the region has a region for supplying a reactive gas and a region for supplying a non-reactive gas, and a region for supplying the reactive gas is formed between the gas ejection port and the gas exhaust port.
<부기4><Annex 4>
복수의 영역을 포함하는 처리실;A processing chamber including a plurality of regions;
상기 처리실 내에 설치된 기판 재치대이며, 복수의 기판을 동심원 형상으로 재치하는 재치면을 포함하고, 상기 재치면이 상기 처리실의 천정과 대향하는 기판 재치대;A substrate table mounted in the processing chamber, the substrate table including a placement surface for placing a plurality of substrates in a concentric circle shape, the placement surface being opposed to a ceiling of the processing chamber;
상기 기판 재치대를 상기 재치면과 평행한 방향으로 회전시키는 회전 기구;A rotation mechanism for rotating the substrate table in a direction parallel to the placement surface;
상기 영역을 분할하는 복수의 분할부;A plurality of division sections dividing the region;
상기 분할부에 설치된 가스 분출구; 및A gas outlet provided in the partitioning portion; And
상기 분할부의 회전 방향 하류에 배치된 분할부에 설치된 가스 배기구;A gas exhaust port provided in the divided portion disposed downstream in the rotating direction of the divided portion;
를 포함하는 기판 처리 장치.And the substrate processing apparatus.
<부기5><Annex 5>
상기 분할부는 방사상으로 형성되는 부기4에 기재된 기판 처리 장치.The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the dividing section is formed radially.
<부기6><Annex 6>
복수의 영역으로 분할된 기판 처리실에 설치된 기판 재치대에 복수의 기판을 동심원 형상으로 배치하는 공정; 상기 동심원 형상으로 배치한 복수의 기판을 회전시키는 공정; 및 상기 기판의 회전 방향 상류에 설치되고, 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 가스 공급부로부터 가스를 공급하고, 하류에 설치된 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 가스 배기부로부터 가스를 배기하여, 기판을 처리하는 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.Disposing a plurality of substrates in concentric circles on a substrate table provided in a substrate processing chamber divided into a plurality of regions; A step of rotating the plurality of concentrically arranged substrates; And a gas supply unit provided upstream of the substrate table in a rotation direction of the substrate and supplying gas from a gas supply unit provided at a position opposite to the substrate table and exhausting gas from a gas exhaust unit provided at a position opposite to the substrate table, And a step of processing the substrate.
<부기7><Annex 7>
분할부에 의해 복수의 영역으로 분할된 기판 처리실에 설치된 기판 재치대에 복수의 기판을 동심원 형상으로 배치하는 공정; 상기 동심원 형상으로 배치한 복수의 기판을 회전시키는 공정; 및 상기 기판의 회전 방향 상류에 설치된 분할부로부터 가스를 공급하고, 하류에 설치된 분할부로부터 가스를 배기하여, 기판을 처리하는 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.A step of disposing a plurality of substrates in concentric circles on a substrate table provided in a substrate processing chamber divided into a plurality of regions by partitioning portions; A step of rotating the plurality of concentrically arranged substrates; And a step of supplying a gas from a partition provided upstream in the rotational direction of the substrate and exhausting gas from the partition provided downstream.
<부기8><Annex 8>
기판을 처리하는 처리실;A processing chamber for processing the substrate;
복수의 기판을 동심원 형상으로 재치하는 재치면을 포함하고, 상기 재치면이 상기 처리실의 천정과 대향하는 기판 재치대;A substrate table including a placement surface for placing a plurality of substrates in concentric circles, the placement surface of which faces the ceiling of the processing chamber;
상기 기판 재치대를 상기 재치면과 평행한 방향으로 회전시키는 회전 기구;A rotation mechanism for rotating the substrate table in a direction parallel to the placement surface;
상기 처리실 내에 설치되고, 상기 기판 재치대가 회전하는 방향의 상류이며 상기 기판 재치대의 상방에 설치된 가스 공급부;A gas supply unit installed in the treatment chamber and upstream of a direction in which the substrate table is rotated and installed above the substrate table;
상기 처리실 내에 설치되고, 상기 기판 재치대가 회전하는 방향의 하류이며 상기 기판 재치대의 상방에 설치된 가스 배기부; 및A gas evacuating unit installed in the treatment chamber, the gas evacuating unit disposed downstream of the substrate table in a rotating direction and above the substrate table; And
상기 가스 공급부, 상기 가스 배기부, 상기 회전 기구를 제어하여 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부에 의해 상기 처리실 내에 형성된 소정의 영역에 상기 기판을 통과시킬 때, 상기 가스 공급부로부터 반응 가스를 공급하고, 상기 가스 배기부로부터 반응 가스를 배기하여, 상기 기판을 처리하도록 제어하는 제어부;Wherein the control unit controls the gas supply unit, the gas exhaust unit, and the rotation mechanism to supply the reaction gas from the gas supply unit when the substrate is passed through the gas supply unit and the predetermined region formed in the process chamber by the gas exhaust unit, A control unit for controlling the processing of the substrate by exhausting the reaction gas from the gas exhaust unit;
를 포함하는 기판 처리 장치.And the substrate processing apparatus.
<부기9><Annex 9>
상기 소정의 영역에 상기 기판이 통과할 때, 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 배기부로의 방향으로 회전된 상기 기판을 처리하고, 상기 가스 배기부로부터 상기 가스 공급부로의 방향으로 회전된 상기 기판을 처리하지 않도록 구성되는 부기8에 기재된 기판 처리 장치.Processing the substrate rotated in the direction from the gas supply unit to the gas exhaust unit when the substrate passes through the predetermined area and processing the substrate rotated in the direction from the gas exhaust unit to the gas supply unit The substrate processing apparatus according to Supplementary Note 8.
<부기10><
상기 소정의 영역은 상기 기판 재치대의 상방이며 상기 가스 공급부와 상기 가스 배기부 사이에 각각 형성되어 상기 반응 가스를 공급하는 처리 영역과, 비반응 가스를 공급하여 상기 비반응 가스 분위기로 하는 비처리 영역이 있고, 상기 처리 영역이 상기 비처리 영역보다 작게 형성되는 부기9에 기재된 기판 처리 장치.Wherein the predetermined area is a processing area formed above the substrate table and formed between the gas supply part and the gas exhaust part to supply the reaction gas and a non-processing area for supplying the non- And the processing region is formed to be smaller than the non-processing region.
<부기11><Annex 11>
상기 처리 영역을 구성하는 상기 가스 공급부와 상기 가스 배기부가 이루는 각은 90°보다 작게 하고, 상기 비처리 영역을 구성하는 상기 가스 배기부와 상기 가스 공급부가 이루는 각은 90°보다 크게 하는 부기10에 기재된 기판 처리 장치.Wherein an angle formed by the gas supply part and the gas exhaust part constituting the processing area is smaller than 90 DEG and an angle between the gas exhaust part constituting the non-processed area and the gas supply part is larger than 90 DEG ≪ / RTI >
<부기12><Annex 12>
상기 기판이 재치된 기판 재치대의 회전 방향과, 상기 처리 영역을 흐르는 상기 반응 가스의 방향이 같아지도록 구성되는 부기10 또는 부기11에 기재된 기판 처리 장치.The substrate processing apparatus according to note 10 or 11, wherein the rotating direction of the substrate table on which the substrate is placed is made to be the same as the direction of the reaction gas flowing through the processing area.
<부기13><Annex 13>
상기 처리 영역에 반응 가스를, 상기 비처리 영역에 비반응 가스를 적어도 공급하고, 상기 가스 배기부로부터 상기 반응 가스 및 상기 비반응 가스를 배기하도록 구성되는 부기10 또는 부기11에 기재된 기판 처리 장치.Wherein at least the reaction gas is supplied to the processing region and the non-reactive gas is supplied to the non-processing region, and the reaction gas and the non-reactive gas are exhausted from the gas exhaust portion.
<부기14><Annex 14>
상기 제어부는 상기 처리실 내에 형성된 소정의 영역에 상기 기판을 통과시킬 때, 상기 반응 가스의 공급량 및 배기량을 조정하여 상기 반응 가스의 흐름을 기판의 회전 방향에 대하여 순방향으로 형성하는 부기8에 기재된 기판 처리 장치.Wherein the control unit adjusts the supply amount and the exhaust amount of the reaction gas when the substrate is passed through the predetermined region formed in the processing chamber to form the flow of the reaction gas in a forward direction with respect to the rotation direction of the substrate, Device.
<부기15><Annex 15>
또한 상기 처리실의 하방에 상기 비처리 영역의 가스를 배기하는 배기관을 구비하고, 상기 제어부는 상기 가스 배기부의 배기량을 상기 배기관의 배기량보다 크게 하는 부기14에 기재된 기판 처리 장치.Further comprising an exhaust pipe for exhausting the gas in the non-process area below the process chamber, wherein the control section makes the exhaust amount of the gas exhaust section larger than the exhaust amount of the exhaust pipe.
<부기16><Annex 16>
복수의 영역으로 분할된 처리실에 설치된 기판 재치대에 복수의 기판을 동심원 형상으로 배치하는 공정; 상기 동심원 형상으로 배치한 복수의 기판을 회전시키는 공정; 및 상기 기판 재치대의 회전 방향과 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 배기부로의 방향이 같은 방향이며 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 가스 공급부로부터 반응 가스를 공급하고, 하류에 설치된 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 가스 배기부로부터 반응 가스를 배기하여, 기판을 처리하는 공정;을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.A step of arranging a plurality of substrates in concentric circles on a substrate table provided in a processing chamber divided into a plurality of regions; A step of rotating the plurality of concentrically arranged substrates; And a gas supply unit provided at a position opposite to the substrate table in the same direction as the rotation direction of the substrate table and the gas supply unit to the gas exhaust unit, And exhausting the reaction gas from a gas exhaust portion provided at a position where the reaction gas is exhausted from the reaction chamber.
<부기17><Annex 17>
복수의 영역으로 분할된 처리실에 설치된 기판 재치대에 복수의 기판을 동심원 형상으로 배치하는 공정; 상기 동심원 형상으로 배치한 복수의 기판을 회전시키는 공정; 및 상기 기판 재치대의 회전 방향과 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 배기부로의 방향이 같은 방향이며 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 가스 공급부로부터 가스를 공급하고, 하류에 설치된 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 가스 배기부로부터 가스를 배기하는 공정;을 포함하는 가스 급배 방법.A step of arranging a plurality of substrates in concentric circles on a substrate table provided in a processing chamber divided into a plurality of regions; A step of rotating the plurality of concentrically arranged substrates; And a gas supply unit provided at a position opposite to the substrate table and in the same direction as the rotation direction of the substrate table and the gas supply unit to the gas exhaust unit, And exhausting the gas from the gas exhaust portion provided at the position.
10: 기판 처리 장치 103: 제1 반송실
121: 제2 반송실 202: 처리로10: substrate processing apparatus 103: first transport chamber
121: second transport chamber 202:
Claims (10)
복수의 기판을 동심원 형상으로 재치하는 재치면을 포함하고, 상기 재치면이 상기 처리실의 천정(天井)과 대향하는 기판 재치대;
상기 기판 재치대를 상기 재치면과 평행한 방향으로 회전시키는 회전 기구;
상기 처리실 내에 설치되고, 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 공급되는 가스가 흐르도록 상기 기판 재치대의 상방(上方)에 설치된 가스 공급부; 및
상기 처리실 내에 설치되고, 상기 가스 공급부의 위치로부터 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 이간하여 설치되고, 상기 가스 공급부로부터 공급되어 상기 기판 재치대가 회전하는 방향으로 흐른 상기 가스가 배기되도록 상기 기판 재치대의 상방에 설치된 가스 배기부; 및
상기 가스 공급부, 상기 가스 배기부, 상기 회전 기구를 제어하여 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부에 의해 상기 처리실 내에 형성된 소정의 영역에 상기 기판을 통과시킬 때, 상기 가스 공급부로부터 반응 가스를 공급하고, 상기 가스 배기부로부터 반응 가스를 배기하여, 상기 기판을 처리하도록 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 소정의 영역은 상기 기판 재치대의 상방이며 상기 가스 공급부와 상기 가스 배기부 사이에 각각 형성되어 상기 반응 가스를 공급하는 처리 영역과, 비반응 가스를 공급하여 상기 비반응 가스 분위기로 하는 비처리 영역이 있고, 상기 처리 영역이 상기 비처리 영역보다 작게 형성되는 기판 처리 장치.A processing chamber for processing the substrate;
A substrate table including a placement surface for placing a plurality of substrates in concentric circles, the placement surface of which faces the ceiling of the processing chamber;
A rotation mechanism for rotating the substrate table in a direction parallel to the placement surface;
A gas supply unit installed in the process chamber and disposed above the substrate table so that a gas supplied in a direction in which the substrate table is rotated flows; And
Wherein the gas supply unit is provided in the processing chamber and is provided at a distance from the position of the gas supply unit in a direction in which the substrate table is rotated, A gas exhaust unit installed in the exhaust gas recirculation unit; And
Wherein the control unit controls the gas supply unit, the gas exhaust unit, and the rotation mechanism to supply the reaction gas from the gas supply unit when the substrate is passed through the gas supply unit and the predetermined region formed in the process chamber by the gas exhaust unit, A control unit for controlling the processing of the substrate by exhausting the reaction gas from the gas exhaust unit;
Lt; / RTI >
Wherein the predetermined area is a processing area formed above the substrate table and formed between the gas supply part and the gas exhaust part to supply the reaction gas and a non-processing area for supplying the non- And the processing region is formed to be smaller than the non-processing region.
상기 복수의 기판이 동심원 형상으로 배치된 상기 기판 재치대를 회전시켜서, 상기 복수의 기판에 상기 복수의 영역을 통과시키는 공정; 및
상기 복수의 영역 중 가스 공급부와 가스 배기부 사이에 형성되는 처리 영역에 있어서, 상기 기판 재치대의 회전 방향과 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 배기부로의 방향이 같은 방향이며 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 상기 가스 공급부로부터 반응 가스를 공급하고, 상기 가스 공급부의 위치로부터 상기 기판 재치대의 회전 방향으로 이간하여 설치되고 상기 기판 재치대와 대향하는 위치에 설치된 상기 가스 배기부로부터 상기 반응 가스를 배기함과 함께, 상기 복수의 영역 중 상기 가스 공급부와 상기 가스 배기부 사이에 형성되는 비처리 영역에 있어서, 상기 비처리 영역에 비반응 가스를 공급하여 상기 비처리 영역을 상기 비반응 가스 분위기로 하여, 기판을 처리하는 공정;
을 포함하고,
상기 처리 영역이 상기 비처리 영역보다 작게 형성되는 반도체 장치의 제조 방법.A step of arranging a plurality of substrates in concentric circles on a substrate table provided in a processing chamber divided into a plurality of regions;
A step of rotating the substrate table in which the plurality of substrates are arranged in a concentric shape so as to allow the plurality of regions to pass through the plurality of substrates; And
Wherein the substrate processing apparatus is characterized in that in the processing region formed between the gas supply unit and the gas exhaust unit among the plurality of regions, the rotation direction of the substrate table and the direction from the gas supply unit to the gas exhaust unit are the same direction and are opposed to the substrate table The reaction gas is supplied from the gas supply unit installed in the reaction chamber, and the reaction gas is exhausted from the gas exhaust unit provided at a position spaced apart from the position of the gas supply unit in the rotating direction of the substrate table and opposed to the substrate table, And a non-processing region formed between the gas supply portion and the gas exhaust portion of the plurality of regions, wherein the non-reactive gas is supplied to the non-processing region, ;
/ RTI >
Wherein the processing region is formed to be smaller than the non-processing region.
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