KR101732215B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR101732215B1
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세이지 다나카
츠토무 사토요시
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

다량의 처리 가스를 필요로 하지 않고, 또한 처리 가스의 사용 효율도 높으며, 또한, 피처리체에 처리를 실시하는 처리 공간의 기밀성도 양호한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
피처리체(G)를 탑재하는 탑재면(2a)을 갖는 스테이지(2)의 일단에 마련되어서, 처리 가스를 탑재면으로 분출하는 복수의 가스 구멍(4)을 갖는 가스 공급 헤드(3)와, 가스 공급 헤드(3) 및 피처리체(G)를 수용하며, 처리 공간(7)을 탑재면(2a) 상에 형성하는, 스테이지에 대해 착탈 가능하게 접합 가능한 커버(6)와, 커버(6)와 스테이지(2)와의 접합부(20)에 마련되고, 커버(6)와 스테이지(2) 사이를 밀봉하는 밀봉 부재(21)와, 커버(6)와 스테이지(2)의 접합부(20)에 마련되고, 또한, 밀봉 부재(21)와 처리 공간(7) 사이에 마련된 퍼지 가스홈(22)과, 퍼지 가스홈(22)에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 기구를 구비한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
피처리체 상에 성막 처리 등의 처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 처리 용기를 구성하는 복수의 구성 부재의 사이를 밀봉하기 위해서, O링 등의 밀봉 부재가 이용되고 있다. 특허문헌 1에는, 진공 용기(Bell Jar)에 고정된 아우터 링과 서셉터가 배치되는 베이스 플레이트 사이를 O링을 이용해서 밀봉하는 종형(縱型) 에피텍셜 성장 장치가 기재되어 있다.
구성 부재끼리의 사이는, O링을 이용함으로써 밀봉된다. 그러나, 구성 부재끼리의 사이에 약간의 간극이 있으면, 이 간극에 처리 가스가 침입하여, O링에 퇴적물을 발생시키는 경우가 있다. O링에 퇴적물이 발생하면, 구성 부재끼리의 사이의 밀봉성이 열화되어서, 처리 용기의 기밀성이 열화된다.
그래서, 특허문헌 1에서는, O링에 반응 생성물이 부착하는 것, 즉 O링에 퇴적물이 발생하는 것을 방지하기 위해서, 아우터링과 베이스 플레이트 사이의 간극에 원심 형상의 홈을 마련하고, 이 홈을 거쳐서 상기 간극으로, 반응 가스를 퍼지하는 가스를 에피텍셜 성장의 시퀀스에 따라 분출시키도록 하고 있다. 이로써, 특허문헌 1에서는, 처리 용기의 기밀성의 열화를 억제하고 있다.
일본 실용 신안 공개 평 6-459호 공보
그런데, 특허문헌 1은, 진공 용기와 베이스 플레이트에 의해 복수의 피처리체를 수용하는 큰 처리 용기를 구성한다. 큰 처리 용기의 내부에는, 진공 용기와 베이스 플레이트에 의해 넓은 기밀 공간이 형성된다. 반도체 웨이퍼 등의 피처리체는, 베이스 플레이트 상에 배치된 서셉터 상에 탑재되고, 서셉터 상에 탑재된 피처리체에는, 넓은 기밀 공간 내에서 성막 처리 등의 처리가 실시된다.
특허문헌 1에도 기재되어 있는 바와 같이, 원래, 피처리체에 처리를 실시하기 위해서 제공되는 기밀 공간은 넓어서, 피처리체의 크기에 비해서 기밀 공간의 용적도 커지기 쉽다. 넓은 기밀 공간을 처리 가스로 채우기 위해서는, 다량의 처리 가스가 필요하다. 이뿐만 아니라, 성막 등의 반응에 실제로 기여하는 처리 가스도, 공급된 처리 가스 중 극히 일부가 되어 버린다.
이와 같이, 처리 용기의 내부에 넓은 기밀 공간을 가지며, 넓은 기밀 공간을 피처리체에 처리를 실시하는 처리 공간으로서 이용하는 기판 처리 장치에 있어서는, 다량의 처리 가스를 필요로 하고, 또한 처리 가스의 사용 효율이 낮다고 하는 사정이 있다.
본 발명은, 다량의 처리 가스를 필요로 하지 않고, 또한 처리 가스의 사용 효율도 높으며, 또한 피처리체에 처리를 실시하는 처리 공간의 기밀성도 양호한 기판 처리 장치를 제공한다.
이 발명의 일 측면에 따른 기판 처리 장치는, 피처리체를 탑재하는 탑재면을 갖는 스테이지와, 상기 스테이지의 일단에 마련되며, 상기 피처리체에 처리를 실시하는 처리 가스를 상기 탑재면으로 분출하는 복수의 가스 구멍을 갖는 가스 공급 헤드와, 상기 가스 공급 헤드 및 상기 탑재면 상에 탑재된 상기 피처리체를 수용하며, 상기 피처리체에 처리를 실시하는 처리 공간을 상기 탑재면 상에 형성하는, 상기 스테이지에 대해 착탈 가능하게 접합 가능한 커버와, 상기 커버와 상기 스테이지의 접합부에 마련되며, 상기 커버와 상기 스테이지 사이를 밀봉하는 밀봉 부재와, 상기 커버와 상기 스테이지의 접합부에 마련되며, 또한 상기 밀봉 부재와 상기 처리 공간 사이에 마련된 퍼지 가스홈과, 상기 퍼지 가스홈에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 기구를 구비한다.
본 발명에 의하면, 다량의 처리 가스를 필요로 하지 않고, 또한 처리 가스의 사용 효율도 높으며, 또한 피처리체에 처리를 실시하는 처리 공간의 기밀성도 양호한 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도,
도 2(a) 및 도 2(b)는, 도 1 중의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도,
도 3은, 도 1 중의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 변형예 1를 나타내는 수평 단면도,
도 5는, 도 4 중의 V-V 선에 따른 단면도,
도 6은, 도 4 중의 VI-VI 선에 따른 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 변형예 2를 나타내는 수평 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 변형예 3를 나타내는 수평 단면도,
도 9는, 도 8 중의 IX-IX 선에 따른 단면도,
도 10(a)는 본 발명의 실시예 2에 따른 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도이고, 도 10(b)는, 도 10(a) 중의 X-X선에 따른 단면도,
도 11(a)는 실시예 2의 참고예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이고, 도 11(b)는, 도 10(a) 중의 XIB-XIB 선에 따른 단면도,
도 12는 실시예 2의 참고예에 따른 기판 처리 장치의 수평 단면도,
도 13(a)는 본 발명의 실시예 3에 따른 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도이고, 도 13(b)는, 도 13(a) 중의 화살표 XⅢB의 방향으로부터 본 측면도이며, 도 13(c)는 도 13(a) 중의 화살표 XⅢC의 방향으로부터 본 측면도,
도 14는 가스의 흐름을 나타내는 도면,
도 15는 본 발명의 실시예 4의 참고예에 따른 기판 처리 장치의 수평 단면도,
도 16은 본 발명의 실시예 4에 따른 기판 처리 장치의 제 1 예를 나타내는 수평 단면도,
도 17은 본 발명의 실시예 4에 따른 기판 처리 장치의 제 2 예를 나타내는 수평 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 이 설명에 있어서, 참조하는 도면 모두에 걸쳐서 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도, 도 2(a) 및 (b)는 도 1 중의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도, 도 3은 도 1 중의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다.
실시예 1에 있어서는, 피처리체의 일례로서 FPD의 제조나 태양 전지 모듈에 이용되는 유리 기판을 이용해서, 기판 처리 장치의 일례로서 유리 기판에 성막 처리를 실시하는 성막 장치를 예시한다.
도 1~도 3에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 피처리체(G)를 탑재하는 탑재면(2a)을 가진 스테이지(2)를 구비하고 있다. 스테이지(2)의 일단에는, 피처리체(G)에 처리를 실시하는 처리 가스를 분출하는 가스 공급 헤드(3)가 마련되어 있다. 가스 공급 헤드(3)는, 처리 가스를 탑재면(2a)에 분출하는 복수의 가스 구멍(4)과, 이들 복수의 가스 구멍(4) 각각에 연통되는 가스 확산실(5), 및 가스 확산실(5)에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급로(5a)를 구비하고 있다. 스테이지(2)의 위쪽에는, 스테이지(2)에 대해 착탈 가능하게 접합 가능한 커버(6)가 배치되어 있다.
스테이지(2) 및 커버(6)는, 높이 방향에 대해 상대적으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 스테이지(2)와 커버(6)를 높이 방향으로 어긋나게 하면, 예컨대, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 커버(6)를 상승시켜서 커버(6)를 스테이지(2)로부터 이격시키면, 스테이지(2)의 탑재면(2a)이 외부로 노출된다. 이로써, 탑재면(2a) 상으로의 반송 아암(TA)을 이용한 피처리체(G)의 반입, 탑재 및 반출이 가능하게 된다. 한편, 도 1~도 3에 있어서는, 탑재면(2a)에 있어서, 피처리체(G)를 상승 하강시키는 리프터의 도시는 생략하고 있다.
또한, 도 2(b) 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 탑재면(2a) 상에 피처리체(G)가 탑재된 상태에서 커버(6)를 하강시켜서, 커버(6)를 스테이지(2)에 밀착시키면, 스테이지(2)와 커버(6) 사이에, 가스 공급 헤드(3) 및 탑재면(2a) 상에 탑재된 피처리체(G)를 수용하여, 피처리체(G)에 처리를 실시하는 처리 공간(7)이 형성된다.
이와 같이 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 스테이지(2)와 커버(6)로, 스테이지(2)의 탑재면(2a)의 위쪽만으로 한정된 처리 공간(7)을 형성한다. 이러한 처리 공간(7)은, 예컨대 진공 용기와 베이스 플레이트에 의해 기밀 공간을 형성하고, 이것을 처리 공간으로서 이용하는 장치에 비해서, 피처리체(G)의 크기당 처리 공간(7)의 용적을 줄일 수 있다. 이 때문에, 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 다량의 처리 가스를 필요로 하지 않고, 또한 처리 가스의 사용 효율도 높아진다는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 본 예에서는, 스테이지(2)에 대해 커버(6)가 상승 하강하는 예를 나타내고 있지만, 커버(6)에 대해 스테이지(2)가 상승 하강하도록 구성하는 것도 가능하다. 물론, 스테이지(2)와 커버(6) 양쪽을 상승 하강시키도록 구성하는 것도 가능하다.
처리 공간(7)의 내부에는, 상기 가스 공급 헤드(3)와 함께, 배기홈(8)이 마련된다. 배기홈(8)은 스테이지(2)에 형성되고, 배기 장치(9)에 접속되어 있다. 배기 장치(9)는, 처리 공간(7)의 내부를 배기홈(8)을 통해서 배기한다. 배기 장치(9)가 처리 공간(7)의 내부를 배기함으로써, 처리 공간(7) 내의 압력의 조절이나, 처리 공간(7) 내의 분위기의 치환(퍼지)이 행해진다.
본 예에서는, 가스 공급 헤드(3) 및 배기홈(8)은 모두 직선 형상이다. 그리고, 직선 형상의 가스 공급 헤드(3) 및 배기홈(8)은, 서로 마주보는 위치, 예컨대 4변을 가진 직사각형 형상의 스테이지(2) 중 마주보는 2변을 따라 배치된다. 피처리체(G)는, 직선 형상의 가스 공급 헤드(3)와 직선 형상의 배기홈(8) 사이에 위치되는 형태로, 상기 탑재면(2a) 상에 탑재된다. 이로써, 피처리체(G)의 피처리면의 위쪽에는, 가스 공급 헤드(3)로부터 배기홈(8)을 향해서 한쪽 방향으로 층류가 되는 가스 흐름(F)을 형성할 수 있다. 이와 같이 본 예에서는, 피처리체(G)에 대해 한쪽 방향으로 층류가 된 가스에 의한 균일한 처리, 예컨대 균일한 성막 처리가 행해진다.
가스 공급 기구(10)는 가스 공급 헤드(3)의 가스 공급로(5a)에 접속되어서, 처리에 사용하는 처리 가스를 가스 공급로(5a)에 공급한다. 가스 공급로(5a)에 공급된 처리 가스는, 가스 확산실(5)을 거쳐서 복수의 가스 구멍(4) 각각에 공급된다. 처리 가스는, 복수의 가스 구멍(4) 각각으로부터 탑재면(2a)을 향해서 분출된다. 복수의 가스 구멍(4)의 개구는, 탑재면(2a)의 변에 따른 방향으로 열을 이룬다. 또한, 탑재면(2a)의 변에 따른 복수의 가스 구멍(4)의 개구의 열의 길이(L3)는, 탑재면(2a) 상에 탑재된 피처리체(G)의, 가스 공급 헤드(3)에 따른 길이(LG)와 같거나 그 이상이다. 이로써, 한쪽 방향으로 층류가 되는 가스 흐름(F)을, 피처리체(G)의 피처리면 전체에 대해, 보다 균일하게 공급할 수 있어서, 예컨대, 보다 균일한 성막 처리의 촉진에 기여한다.
또한, 본 예에서는, 퍼지 가스 공급 기구(11)와 퍼지 가스 배기 기구(12)를 구비하고 있다. 퍼지 가스 공급 기구(11)는, 상세하게는 후술하는 퍼지 가스홈(22)에 퍼지 가스를 공급하고, 퍼지 가스 배기 기구(12)는 퍼지 가스홈(22)으로부터 퍼지 가스를 배기한다.
이러한 기판 처리 장치(1)의 각 부의 제어는, 제어부(13)에 의해 실시된다. 제어부(13)는, 예컨대 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러(13a)를 갖는다. 프로세스 컨트롤러(13a)에는, 운영자가 기판 처리 장치(1)를 관리하기 위해서, 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(1)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스(13b)가 접속되어 있다. 프로세스 컨트롤러(13a)에는 기억부(13c)가 접속되어 있다. 기억부(13c)는, 기판 처리 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를, 프로세스 컨트롤러(13a)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 기판 처리 장치(1)의 각 부에 처리를 실행시키기 위한 레시피가 저장된다. 레시피는, 예컨대, 기억부(13c) 내의 기억 매체에 기억된다. 기억 매체는, 하드 디스크나 반도체 메모리이어도 되고, CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 등의 휴대형의 것이어도 된다. 또한, 레시피는, 예컨대, 전용 회선을 통해서, 다른 장치로부터 적절하게 전송시키도록 해도 된다. 레시피는, 필요에 따라, 유저 인터페이스(13b)로부터의 지시 등으로 기억부(13c)로부터 판독되고, 판독된 레시피에 따른 처리를 프로세스 컨트롤러(13a)가 실행함으로써, 기판 처리 장치(1)는, 프로세스 컨트롤러(13a)의 제어 하에서, 소망의 처리, 제어를 실시한다.
실시예 1에 따른 기판 처리 장치(1)는, 커버(6)와 스테이지(2)의 접합부(20)에 마련되어서 커버(6)와 스테이지(2) 사이를 밀봉하는 밀봉 부재(21)와, 마찬가지로 접합부(20)에 마련되며, 또한 밀봉 부재(21)와 처리 공간(7) 사이에 마련된 퍼지 가스홈(22)을, 더 구비하고 있다. 밀봉 부재(21)의 일례는, 예컨대 O링이다. 밀봉 부재(21)는, 본 예에서는 스테이지(2)에 부착되어 있지만, 커버(6)에 부착하는 것도 가능하다.
퍼지 가스홈(22)에는, 상술한 퍼지 가스 공급 기구(11)로부터 퍼지 가스 공급로(23)을 통해서 퍼지 가스가 공급된다. 퍼지 가스의 일례는, 예컨대, 질소(N2) 가스이다. 퍼지 가스홈(22) 및 퍼지 가스 공급로(23)는, 본 예에서는 스테이지(2)에 형성되어 있지만 커버(6)에 형성하는 것도 가능하다.
커버(6)와 스테이지(2)를 접합시키면 밀봉 부재(21)가 눌려진다. 이로써, 커버(6)와 스테이지(2)가 밀착되어 커버(6)와 스테이지(2) 사이가 밀봉되고, 처리 공간(7)은 기밀 공간이 된다. 이 때, 커버(6)와 스테이지(2) 사이에 간극이 없는 것이 이상적이다. 그러나 커버(6)와 스테이지(2) 사이에는, 약간의 간극이 발생한다. 이 약간의 간극에 처리 가스가 침입하면, 밀봉 부재(21) 및 접합부(20)의 약간의 간극에 노출되는 부분에 퇴적물이 발생한다. 그래서, 본 예에서는, 접합부(20)에, 또한 밀봉 부재(21)와 처리 공간(7) 사이에 퍼지 가스홈(22)을 마련한다. 퍼지 가스홈(22)은, 예컨대 탑재면(2a) 상에 탑재된 피처리체(G)를 둘러싸도록 배치된다. 이러한 퍼지 가스홈(22)에, 예컨대 적어도 기판에 성막 처리가 실시되고 있는 동안에, 퍼지 가스를 공급해서 흘려 둔다. 이로써, 처리 공간(7)으로부터 처리 가스가 약간의 간극으로 침입하는 것을 억제할 수 있고, 밀봉 부재(21) 상에의 퇴적물의 발생이 억제되어서, 접합부(20)에 있어서의 밀봉성의 열화를 방지할 수 있다. 접합부(20)에 있어서의 밀봉성의 열화가 방지됨으로써 실시예 1에 따른 기판 처리 장치(1)는, 처리 공간(7)의 기밀성이 양호하게 된다고 하라는 이점을 얻을 수 있다.
더구나, 접합부(20)에 있어서의 밀봉성의 열화가 잘 진행되지 않기 때문에, 메인터넌스로부터 메인터넌스까지의 기간을 길게 해도, 양호한 밀봉성을 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다. 이러한 이점으로부터는, 기판 처리 장치(1)의 메인터넌스를 위한 다운 타임의 증대를 억제할 수 있으며, 결과적으로 기판 처리 장치(1)의 스루풋의 향상에도 도움이 된다는 이점도 얻을 수 있게 된다.
또한, 만일, 밀봉 부재(21), 또는 접합부(20)에 퇴적물이 발생하면, 커버(6) 또는 스테이지(2)를 개폐할 때마다, 퇴적물이 벗겨져 파티클이 비산하게 된다. 본 예에서는, 스테이지(2)에 밀봉 부재(21)가 부착되거나, 또는 접촉된다. 즉, 밀봉 부재(21)가 피처리체(G)의 주위를 전체 둘레에 걸쳐서, 스테이지(2) 상에서 근접해서 둘러싼다. 이러한 피처리체(G)에 근접하는 밀봉 부재(21)로부터 파티클이 비산하게 되어 버리면, 피처리체(G)를 사용해서 제조되는 전자 제품의 수율이 급속하게 저하되지 않을 수 없다.
이러한 점에서, 실시예 1에 따른 기판 처리 장치(1)에 있어서는, 밀봉 부재(21) 상에의 퇴적물의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 밀봉 부재(21)의 퇴적물에 연유된 파티클에 따른 수율 저하를 억제할 수 있다. 이는, 밀봉 부재(21)가 피처리체(G)의 주위를 전체 둘레에 걸쳐서, 스테이지(2) 상에서 근접하여 둘러싸는 장치에 있어서는, 특히 유효한 이점이다.
또한, 본 예에서는 퍼지 가스 배기 기구(12)가 마련되어 있고, 퍼지 가스홈(22)에 공급된 퍼지 가스를, 퍼지 가스홈(22)으로부터 퍼지 가스 배기로(24)를 통해서 배기한다. 퍼지 가스 배기 기구(12) 및 퍼지 가스 배기로(24)는, 반드시 마련할 필요는 없고, 필요에 따라 마련하면 되지만, 퍼지 가스홈(22)으로부터 퍼지 가스를 배기하도록 하면, 예컨대 퍼지 가스홈(22)으로부터 처리 공간(7)을 향해서 누설되는 퍼지 가스의 양을 줄일 수 있다는 이점을 얻을 수 있다. 누설되는 퍼지 가스의 양을 줄임으로써 예컨대, 처리 공간(7) 내의 처리 가스의 농도가 퍼지 가스에 의해서 불안정하게 변화된다는 상황을 억제할 수 있다.
본 예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 퍼지 가스홈(22)이 하나의 연속된 홈이으로, 고리 형상이다. 이러한 퍼지 가스홈(22)의 경우, 퍼지 가스 배기로(24)는, 예컨대 퍼지 가스홈(22)과 퍼지 가스 공급로(23)의 접속점에서, 우회전으로도 좌회전으로도 등거리가 되는 위치에서 퍼지 가스홈(22)과 접속되도록 형성되면 된다. 이와 같이 퍼지 가스 배기로(24)를 배치함으로써, 퍼지 가스 공급로(23)로부터 퍼지 가스 배기로(24)까지의, 퍼지 가스홈(22) 내의 퍼지 가스의 흐름을, 우회전과 좌회전에서 균일하게 할 수 있다. 퍼지 가스홈(22) 내의 퍼지 가스의 흐름이 우회전과 좌회전에서 균일하게 되면, 상기 누설된 퍼지 가스의 양을 좌우 대칭으로 하는 것이 가능해진다. 좌우의 퍼지 가스 공급로가 대칭이 아닌 경우, 누설되는 퍼지 가스량이 불균일하게 되어서, 처리 가스의 균일성에 영향을 미칠 염려가 있지만, 퍼지 가스 공급로를 좌우 대칭으로 함으로써 누설되는 퍼지 가스량이 균일하게 되어서, 처리 가스의 균일성을 유지할 수 있다. 이로써, 균일한 성막 처리가 가능해진다.
또한, 퍼지 가스홈(22) 내의 퍼지 가스의 흐름(FP)은, 가스 공급 헤드(3)로부터 배기홈(8)을 향하는 가스 흐름(F)에 따른 개소에서는, 서로 일치시키는 것이 좋다(도 1 참조). 퍼지 가스홈(22) 내의 퍼지 가스의 흐름(FP)과, 처리 공간(7) 내의 가스 흐름(F)을 역행시켜 버리면, 처리 공간(7)에 기류의 미묘한 흐트러짐을 발생시킬 가능성이 있다. 기류의 미묘한 흐트러짐은, 처리의 균일성에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 특히, 본 예에서는, 퍼지 가스홈(22)과 피처리체(G) 거리가 가깝다. 이러한 장치에서는, 퍼지 가스의 흐름(FP)과 가스 흐름(F)을 일치시켜 두면, 예기치 않는 처리의 균일성의 흐트러짐을, 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
이러한 실시예 1에 따른 기판 처리 장치(1)에 의하면, 스테이지(2)와 커버(6)로 스테이지(2)의 탑재면(2a) 위쪽만으로 한정된, 좁은 처리 공간(7)을 형성할 수 있다. 이 때문에, 다량의 처리 가스를 필요로 하지 않으며, 또한 처리 가스의 사용 효율도 높아진다는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 커버(6)와 스테이지(2)의 접합부(20)에서, 또한 밀봉 부재(21)와 처리 공간(7) 사이에 퍼지 가스홈(22)을 마련하고, 여기에 퍼지 가스를 흘림으로써 밀봉 부재(21) 상에의 퇴적물의 발생이 억제되어, 처리 공간(7)의 기밀성이 양호하게 된다는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 밀봉 부재(21) 상에의 퇴적물의 발생이 억제됨으로써 밀봉 부재(21)의 퇴적물에 연유한 파티클의 비산도 억제할 수 있으며, 특히, 밀봉 부재(21)가, 피처리체(G)의 주위를 전체 둘레에 걸쳐서, 스테이지(2) 상에서 근접해서 둘러싸는 장치에 있어서, 수율의 저하를 억제할 수 있다는 이점도 얻을 수 있다.
다음으로 상기 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 변형예를 설명한다.
(변형예 1)
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 변형예 1을 나타내는 수평 단면도, 도 5는 도 4 중의 V-V 선에 따른 단면도, 도 6은 도 4 중의 VI-VI 선에 따른 단면도이다.
도 4~도 6에 나타낸 바와 같이, 변형예 1에 따른 기판 처리 장치(1a)가, 도 1~도 3에 나타낸 기판 처리 장치(1)와 다른 점은, 탑재면(2a)은 오목부(40)를 갖고, 오목부(40)에 가스 공급 헤드(3) 및 배기홈(8)이 마련되며, 오목부(40)에 피처리체(G)가 탑재되는 것에 있다. 밀봉 부재(21) 및 퍼지 가스홈(22)은, 오목부(40) 주위에 형성된 볼록부(41)와 커버(6)의 접합부(20)에 형성된다. 단, 본 예에서는, 특히, 도 6에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 퍼지 가스홈(22)의 가스 공급 헤드(3)에 따른 부분에 대해서는 오목부(40)로 형성하도록 하고 있다. 이로써, 퍼지 가스홈(22)은 처리 공간(7)으로 노출되고, 그리고 가스 공급 헤드(3)의 배면에 마련하도록 하고 있다.
변형예 1에 따른 기판 처리 장치(1a)에 의하면, 퍼지 가스홈(22)이 볼록부(41)에 형성되고, 피처리체(G)가 오목부(40)에 탑재되기 때문에, 퍼지 가스홈(22)의 위치와 피처리체(G)의 위치가 서로 오프셋된다. 이 때문에, 상기 실시예 1에 따른 기판 처리 장치(1)에 비해서, 퍼지 가스홈(22)과 피처리체(G)의 거리를 멀게 할 수 있어, 처리시에, 퍼지 가스홈(22)으로부터 누설되는 퍼지 가스의 영향을 피처리체(G)가 잘 받지 않게 된다는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 밀봉 부재(21)가 볼록부(41)에 형성되기 때문에, 처리 공간(7)의 가장 높은 위치와 동등한 높이에 배치된다. 이 때문에, 볼록부(41)와 커버(6)와의 접합부(20)에, 처리 가스가 흘러들어가기 어렵게 된다는 이점도 얻을 수 있다.
또한, 퍼지 가스홈(22)의 가스 공급 헤드(3)에 따른 부분에 대해서는, 퍼지 가스홈(22)을 처리 공간(7)인 오목부(40)에 형성하고, 또한, 가스 공급 헤드(3)의 배면에 마련하고 있기 때문에, 퍼지 가스는 주로 가스 공급 헤드(3)의 위쪽과 커버(6) 사이의 간극을 통해서 처리 공간(7)으로 흘러서, 가스 공급 헤드(3)의 배면에 처리 가스가 흘러들어가는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 가스 공급 헤드(3)의 배면에 퇴적물이 발생하는 것도 억제할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
물론, 퍼지 가스홈(22)의 가스 공급 헤드(3)에 따른 부분에 대해서도, 다른 부분과 마찬가지로, 볼록부(41)와 커버(6)의 접합부(20)로 처리 가스가 잘 흘러들어가지 않는다는 이점을 우선하는 경우에는, 퍼지 가스홈(22)을 오목부(40)가 아니라 볼록부(41)에 형성해도 된다.
또한, 퍼지 가스홈(22)의 가스 공급 헤드(3)에 따른 부분을, 스테이지(2)의 돌출부인 볼록부(41)와 커버(6)의 접합부(20)가 아닌 처리 공간(7)에 면하는 오목부(40)에 형성하고, 가스 공급 헤드(3)의 배면에 마련하는 점에 대해서는, 이와 마찬가지의 효과를 내는 구조를 도 1~도 3에 나타낸 기판 처리 장치(1)에 적용하는 것도 가능하고, 이후 설명하는 어떤 변형예에 대해서도 적용할 수 있다. 이 경우, 도 1~도 3과 같이 오목부(40)가 존재하지 않는 구조에서는, 접합부(20)와 가스 공급 헤드(3) 사이의 스테이지(2) 상에 퍼지 가스홈(22)을 마련하면 동등한 효과를 얻을 수 있다.
(변형예 2)
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 변형예 2를 나타내는 수평 단면도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 변형예 2에 따른 기판 처리 장치(1b)가, 도 1~도 3에 나타낸 기판 처리 장치(1)와 다른 점은, 퍼지 가스홈(22)을 탑재면(2a) 상에 탑재된 피처리체(G)를 둘러싸도록 배치하면서도, 퍼지 가스홈(22)을 복수의 퍼지 가스홈(22a~22c2)에 분할한 것이다. 본 예에서는, 퍼지 가스홈(22)을, 피처리체(G)의 가스 공급 헤드(3)에 따른 엔드(프론트 엔드)를 따르는 퍼지 가스홈(22a), 피처리체(G)의 배기홈(8)에 따른 엔드(백 엔드)를 따르는 퍼지 가스홈(22b), 피처리체(G)의 프론트 엔드와 백 엔드를 연결하는 엔드(사이드 엔드)를 따르는 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 4개로 분할했다.
퍼지 가스는, 퍼지 가스 공급 기구(11)로부터, 각각의 퍼지 가스홈(22a~22c2)에, 유량 조정기(51a~51c)를 통해서 공급된다. 유량 조정기(51a)는 퍼지 가스홈(22a)에 유량을 조정하여 퍼지 가스를 공급한다. 유량 조정기(51b)는 퍼지 가스홈(22b)에 유량을 조정하여 퍼지 가스를 공급한다. 유량 조정기(51c)는 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)에 유량을 조정하여 퍼지 가스를 공급한다.
퍼지 가스홈(22a)에는 중앙 부분으로부터 퍼지 가스가 공급된다. 본 예에서는 퍼지 가스홈(22a)에는 퍼지 가스 배기 기구(12)는 접속되지 않는다. 이로써, 가스 공급 헤드(3)의 배면으로 퍼지 가스를 누설시킬 수 있어, 가스 공급 헤드(3)에의 퇴적물의 발생을 억제할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
퍼지 가스홈(22b)에는, 양단으로부터 퍼지 가스가 공급되고, 중앙 부분으로부터 퍼지 가스 배기 기구(12)를 이용해서 퍼지 가스가 배기된다. 이로써, 퍼지 가스홈(22b)에는, 양단으로부터 각각 중앙을 향하는 균일한 퍼지 가스의 흐름(FP)이 형성된다.
퍼지 가스홈(22c1, 22c2)에는, 가스 공급 헤드(3) 측단부로부터 퍼지 가스가 공급되고, 배기홈(8) 측단부로부터 퍼지 가스 배기 기구(12)를 이용해서 퍼지 가스가 배기된다. 이로써, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)에는, 가스 공급 헤드(3)측으로부터 배기홈(8)측을 향한, 처리 공간(7) 내의 가스의 흐름(F)의 방향과 일치한 퍼지 가스의 흐름(FP)이 형성된다.
변형예 2에 따른 기판 처리 장치(1b)에 의하면, 퍼지 가스홈(22a~22c2)으로 분할함으로써, 각 에어리어에 유입시키는 퍼지 가스의 유량을 조정할 수 있는 때문에, 실제 성막시에 밀봉 부재(21) 근방에서의 퇴적물의 발생 상황에 따라, 최적의 퍼지 가스 유량을 설정할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
한편, 변형예 2는, 상기 변형예 1과 조합한 실시가 가능하다. 예컨대, 변형예 2에 있어서도 스테이지(2)에 볼록부(41)와 오목부(40)를 마련해도 되고, 또한 퍼지 가스홈(22)의 가스 공급 헤드(3)에 따른 부분에 대해서는, 볼록부(41)와 커버(6)의 접합부(20)가 아니라 오목부(40)에 마련해도 된다. 기타 변형예 2에 적용 가능한 구성에 대해서도 조합할 수 있다는 것은 당연하다.
(변형예 3)
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 변형예 3을 나타내는 수평 단면도, 도 9는 도 8 중의 IX-IX 선에 따른 단면도이다.
도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 변형예 3에 따른 기판 처리 장치(1c)가, 도 1~도 3에 나타낸 기판 처리 장치(1)와 다른 점은, 커버(6)와 스테이지(2) 사이에서, 또한 밀봉 부재(21)와 외부와의 사이에 마련된 스페이서(60)를 더 구비하고 있다는 점이다.
스페이서(60)는, 스테이지(2) 또는 커버(6) 중 어느 것의 주연부에 마련되고, 스페이서(60)의 상면의 위치는, 탑재면(2a)의 위치보다 높게 설정된다.
변형예 3에 따른 기판 처리 장치(1c)에 의하면, 스페이서(60)를 커버(6)와 스테이지(2) 사이에서, 또한 밀봉 부재(21)와 외부와의 사이에 마련했기 때문에, 커버(6)와 스테이지(2)는 밀봉 부재(21)의 외측에서 스페이서(60)를 사이에 두고 접촉하게 되고, 이 때문에, 커버(6)와 스테이지(2)가 접촉함으로써 발생하는 파티클의 처리 공간(7)으로의 침입을 억제할 수 있다는 이점도 얻을 수 있다.
또한, 스페이서(60)의 높이에 의해서, 커버(6)와 스테이지(2) 사이의 약간의 간극의 높이를 일정하게 하는 것도 가능하다. 약간의 간극의 높이가 일정하게 되면, 퍼지 가스홈(22)으로부터 처리 공간(7)까지의 컨덕턴스를 전체 둘레에 걸쳐서, 또한 처리마다도 일정하게 할 수 있다. 이로써, 접합부(20)의 전체 둘레에 걸진 퍼지 가스의 누설량을 일정하게 할 수 있고, 또한 처리마다의 퍼지 가스홈(22)으로부터의 퍼지 가스의 누설량을 일정하게 할 수도 있다. 나아가, 예컨대, 커버(6)와 스테이지(2)를 외부 챔버 내에 복수 마련하여, 기판 처리 장치(1c)를 배치 처리형으로 한 경우에는, 복수의 기판 처리 장치(1c) 사이에서의 퍼지 가스홈(22)으로부터 처리 공간(7)까지의 컨덕턴스를 일정하게 할 수 있어서, 복수의 기판 처리 장치(1c) 사이에서의 프로세스 격차를 줄일 수 있다는 이점도 얻을 수 있다.
(실시예 2)
도 10(a)는 본 발명의 실시예 2에 따른 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도, 도 10(b)는 도 10(a) 중의 X-X에 따른 단면도이다.
도 10(a) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1d)가, 도 7에 나타낸 변형예 2에 따른 기판 처리 장치(1b)와 다른 점은, 배기홈(8)에 따른 엔드(백 엔드)를 따르는 퍼지 가스홈(22b)에서, 퍼지 가스의 흐름(FP)을 일단측으로부터 타단측으로의 한쪽 방향의 흐름이 되도록 했다는 점이다. 이 때문에, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1d)에서는, 퍼지 가스 공급로(23)가 퍼지 가스홈(22b)의 일단측에 마련되고, 그 타단측에 퍼지 가스 배기로(24)가 마련된다.
도 11(a)는 실시예 2의 참고예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도, 도 11(b)는 도 10(a) 중의 XIB-XIB 선에 따른 단면도, 도 12는 실시예 2의 참고예에 따른 기판 처리 장치의 수평 단면도이다.
도 11(a)에 나타낸 바와 같이, 퍼지 가스홈(22b)의 양단에 퍼지 가스 공급로(23)를 마련하여, 퍼지 가스를 퍼지 가스홈(22b)의 양단으로부터 각각 공급해서, 퍼지 가스홈(22b)의 중앙 부분에 마련한 퍼지 가스 배기로(24)로부터 퍼지 가스를 배기하는 것으로 한다. 이 경우, 퍼지 가스홈(22b) 내의 퍼지 가스의 흐름(FP)은, 퍼지 가스홈(22b)의 일단측으로부터 중앙 부분을 향하는 흐름 및 타단측으로부터 중앙 부분을 향하는 흐름이 서로 마주 보는 2 방향의 흐름이 된다. 이들 2 방향의 흐름은 퍼지 가스홈(22b)의 중앙 부분에서, 퍼지 가스 배기로(24)의 위쪽에서 수평 방향의 흐름으로부터 수직 방향의 흐름으로 방향 전환하며, 서로 합류해서 퍼지 가스 배기로(24)의 내부로 흘러 간다.
이러한 퍼지 가스의 흐름(FP)에 의하면, 퍼지 가스 배기로(24)의 위쪽에서 방향 전환된다. 이 때문에, 도 11(a) 중의 원(A) 내에 나타낸 바와 같이, 퍼지 가스홈(22b)의 바닥부의, 퍼지 가스 배기로(24)가 존재하는 부분의 위쪽에서 퍼지 가스의 흐름(FP)의 유속이 "제로"가 되는 부분이 생기는 경우가 있다. 퍼지 가스(FP)가 존재하는 곳에서는, 처리 공간(7)으로부터 퍼지 가스홈(22b)으로 처리 가스가 침입해도 퍼지 가스홈(22b)을 가로질러서 처리 가스를 통과시키는 일은 없지만, 유속이 "제로"가 되는 부분은, 처리 공간(7)으로부터 침입한 처리 가스를 통과시켜 버린다. 이 때문에, 처리 가스는, 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈(22b)의 바닥부에 있는 퍼지 가스 배기로(24)의 위쪽을 통해서 그 하류, 즉 퍼지 가스 배기로(24)의 후방측의 밀봉 부재(21)에 도달한다. 처리 가스가 도달한 결과, 도 12 중 원(B) 내에 나타내는 부분에 있어서, 예컨대, 처리 가스가 반응함으로써 생성된 퇴적물이 생긴다. 이 퇴적물은, 밀봉 부재(21),예컨대 수지제의 O링을 열화시켜 버리는 요인이 된다. 한편, 도 12 중 XIA-XIA 선에 따른 단면이 도 11(a)이다.
여기서, 실시예 2에 있어서는, 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈(22b)에서, 퍼지 가스의 흐름(FP)을 일단측으로부터 타단측으로의 한쪽 방향의 흐름이 되도록 했다.
이러한 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1d)에 의하면, 특히 도 11(b)에 잘 도시된 바와 같이, 퍼지 가스의 흐름(FP)이 일단측으로부터 타단측으로의 한쪽 방향의 흐름이 됨으로써, 퍼지 가스홈(22b)의 위쪽에서 퍼지 가스의 흐름(FP)의 유속이 "제로"가 되는 부분이 생기지 않는다. 이 때문에, 처리 가스가 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈(22b)을 넘어가지 않게 되어, 처리 가스가 그 하류에 있는 밀봉 부재(21)까지 거의 도달하지 않게 된다. 그 결과, 참고예와 같은 퇴적물이 생기는 것을 억제할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 백 엔드를 흐르는 퍼지 가스(FP)는, 한쪽 방향의 흐름이 되기 때문에, 처리 기판에 대해 대칭이 아니게 되지만, 퍼지 가스홈(22b)으로부터 누설된 퍼지 가스는, 즉시 배기홈(8)에 유입되기 때문에, 처리 가스의 대칭성을 흐트러뜨리는 일은 없다.
또한, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1d)에서는, 특히 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 가스 공급 헤드(3)에의 처리 가스의 공급, 및 배기홈(8)으로부터의 가스의 배기를, 보다 간이한 구성으로써 실현하기 위해서, 스테이지(2)의 바닥부에 처리 가스 공급 블록(70) 및 가스 배기 블록(71)을 부착하는 구조로 하고 있다.
처리 가스 공급 블록(70)에는 가스 공급로(5b)가 형성되어 있다. 가스 공급로(5b)는, 스테이지(2)에 형성된 가스 공급로(5a)에 접속된다. 가스 공급로(5b)는, 도 1에 나타낸 가스 공급 기구(10)로부터의 처리 가스를 가스 공급로(5a)로 유도한다.
이러한 처리 가스 공급 블록(70)을 스테이지(2)의 바닥부에 부착하는 구조로 하면, 예컨대 스테이지(2)에 형성되는 가스 공급로(5a)에 대해서는, 단순히 가스 확산실(5)로부터 스테이지(2)의 바닥부을 향해서 관통하는 직선 형상의 구멍으로 할 수 있다. 이 때문에, 가스 공급로(5a)를 스테이지(2)에 형성할 때, 가스 공급로(5a)를 스테이지(2)의 내부에서 열쇠형으로 굴곡시키는 것 같은 복잡한 가공을 실시할 필요가 없어진다. 스테이지(2)는, 피처리체(G)보다 큰 면적을 가지는 큰 부재이다. 이러한 큰 부재에는, 복잡한 구멍 가공을 실시하는 것이 곤란하게 되는 경우도 있지만, 실시예 2와 같이, 처리 가스 공급 블록(70)을 스테이지(2)와는 별도로 마련해서 예컨대, 복잡한 구멍 가공에 대해서는, 스테이지(2)보다 작은 처리 가스 공급 블록(70)으로 하도록 한다. 이로써, 스테이지(2)가 더 대형화한 경우에도, 가공의 곤란성을 억제할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
가스 배기 블록(71)도, 처리 가스 공급 블록(70)과 마찬가지이다. 가스 배기 블록(71)을 스테이지(2)의 바닥부에 부착하는 구조로 함으로써 예컨대, 스테이지(2)에 형성되는 가스 배기로는, 단순히, 배기홈(8)을 스테이지(2)의 바닥부를 향해서 관통시키기만 하면 된다. 이 관통한 배기홈(8)을, 가스 배기 블록(71)에 형성된 가스 배기로(8a)에 접속시킨다. 그리고, 가스 배기로(8a)를, 도 1에 나타낸 배기 장치(9)에 접속한다. 이로써, 스테이지(2)에 대해 복잡한 구멍 가공을 실시하는 일없이, 배기 장치(9)에 접속되는 가스 배기로를 간이하게 얻을 수 있다.
또한, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1d)에서는, 가스 공급로(23)와 퍼지 가스홈(22b)의 접속을, 퍼지 가스홈(22b)의 일단에 있어서의 측면을 통해서 행하도록 하고 있다. 마찬가지로, 가스 배기로(24)와 퍼지 가스홈(22b)의 접속도 또한, 퍼지 가스홈(22b)의 타단에서의 측면을 통해서 하도록 하고 있다. 그러나, 가스 공급로(23) 및 가스 배기로(24)와 퍼지 가스홈(22b)의 접속은, 퍼지 가스홈(22b)의 바닥부을 통해서 행하도록 하는 것도 가능하다.
단, 처리 가스의 흐름(F)의 가장 하류측에 있는 퍼지 가스홈(22b)의 내부에서, 유속이 "제로"가 되는 부분을 확실하게 제거하고 싶으면, 실시예 2와 같이, 퍼지 가스의 흐름(FP)이 수직 방향과 수평 방향에서 방향 전환되는 일이 없는, 가스 공급로(23) 및 가스 배기로(24)와 퍼지 가스홈(22b)과의 접속을, 퍼지 가스홈(22b)의 측면을 통해서 행하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 퍼지 가스의 흐름(FP)이 수직 방향과 수평 방향에서 방향 전환되는 일이 없게 되어, 퍼지 가스홈(22b)의 내부에서 퍼지 가스의 유속이 "제로"가 되는 부분을 해소하는 것이 가능해지기 때문이다.
(실시예 3)
도 13(a)는 본 발명의 실시예 3에 따른 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 수평 단면도, 도 13(b)는 도 13(a) 중 화살표 XⅢB 방향으로부터 본 측면도, 도 13(c)는 도 13(a) 중의 화살표 XⅢC 방향으로부터 본 측면도이다. 도 14는, 가스의 흐름을 나타내는 도면이다. 한편, 도 13(a)~도 13(c) 및 도 14에 있어서는 밀봉 부재(21)의 도시는 생략하고 있다.
도 13(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 실시예 3에 따른 기판 처리 장치(1e)가, 도 7에 나타낸 변형예 2에 따른 기판 처리 장치(1b)와 다른 점은, 퍼지 가스의 배기의 방법이다. 실시예 3에 있어서는, 우선, 피처리체(G)의 프론트 엔드와 백 엔드를 연결하는 엔드(사이드 엔드)에 따른 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)으로부터 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를, 가스 배기로, 본 예에서는 가스 배기 블록(71)의 가스 배기로(8a)에 대해, 가스 배기로(8a) 내의 가스의 흐름에 따라 비스듬하게 합류되도록 하고 있다. 보다 구체적으로는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 퍼지 가스의 흐름(FP)이, 가스 배기로(8a) 내의 처리 가스의 흐름(F)의 방향과 같은 방향의 벡터 성분(C)을 갖는 형태로, 처리 가스의 흐름(F)에 합류하도록, 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를 가스 배기로(8a)에 비스듬하게 접속한다.
이와 같이, 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를 가스 배기로(8a)에 대해 비스듬하게 접속함으로써, 예컨대 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를 가스 배기로(8a)에 대해 직각에 접속시키는 경우에 비해서, 퍼지 가스를 가스 배기로(8a)로부터 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를 통해서 배기시키기 쉽게 된다는 이점을 얻을 수 있다.
마찬가지로, 피처리체(G)의 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈(22b)에 대해서도, 퍼지 가스홈(22b)으로부터 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기로(24b)를, 가스 배기로(8a)에 대해 가스 배기로(8a) 내의 가스의 흐름에 따라 비스듬하게, 퍼지 가스의 흐름(FP)이, 가스 배기로(8a) 내의 처리 가스의 흐름(F)의 방향과 같은 방향의 벡터 성분(D)을 갖는 형태로 합류시킨다.
이와 같이, 퍼지 가스 배기로(24b)에 대해서도 가스 배기로(8a)에 대해 비스듬하게 접속함으로써, 예컨대 퍼지 가스 배기로(24b)를 가스 배기로(8a)에 대해 직각으로 접속시키는 경우에 비해서, 퍼지 가스를 가스 배기로(8a)로부터 퍼지 가스 배기로(24b)를 통해서 배기시키기 쉽게 된다는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)와 가스 배기로(8a)의 합류부이지만, 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)는, 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방에서는 합류시키지 않는 편이 좋다. 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를, 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방에서 합류시키면, 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방의 기류를, 퍼지 가스가 합류함으로써 흐트려 버릴 가능성이 있기 때문이다. 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방의 기류가 흐트러지면, 그 영향이 처리 공간(7)의 내부에까지 미칠 가능성이 있어서, 처리 공간(7)의 기류에 미소한 "흔들림"이 발생하는 경우가 있다. 기류의 "흔들림"은, 피처리체(G)에 대한 처리의 균일성에 영향을 미쳐서, 처리 불균일 발생의 원인이 될 수 있다. 이 때문에, 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)와 가스 배기로(8a)는, 배기홈(8)의, 예컨대, 중심선으로부터 어느 정도의 거리(E)를 둔 지점에서 합류시키는 것이 좋다. 어느 정도의 거리(E)는, 기판 처리 장치(1e)의 크기에 의존하여 여러가지로 변경되지만, 적어도 퍼지 가스를 가스 배기로(8a)에 배기해도, 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방의 기류에 대해서는 층류를 유지하는 것이 가능한 거리인 것이 필요하다. 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방의 기류에 대해서는 층류를 유지시킴으로써 퍼지 가스를 처리 가스가 배기되는 가스 배기로(8a)에 배기해도, 피처리체(G)에 대한 처리의 균일성에 영향을 미치지 않게 할 수 있어, 예컨대, 처리 불균일의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
퍼지 가스 배기로(24b)와 가스 배기로(8a)의 합류부에 대해서도 마찬가지로, 퍼지 가스 배기로(24b)로부터의 퍼지 가스를 가스 배기로(8a)에 배기해도, 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방의 기류에 대해서는 층류를 유지하는 것이 가능한 거리만큼 이격시키는 것이 좋다.
또한, 실시예 3에 따른 기판 처리 장치(1e)는, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1d)와 마찬가지의 퍼지 가스홈(22b)을 구비하고 있다. 즉, 퍼지 가스홈(22b) 내의 퍼지 가스의 흐름이 한쪽 방향이다. 이 경우, 퍼지 가스홈(22b)으로부터의 퍼지 가스 배기로(24b)는 하나가 된다. 이 때문에, 가스 배기로(8a)에의 퍼지 가스의 합류가 좌우 대칭이 아니게 된다. 이러한 경우, 퍼지 가스 배기로(24c1 또는 24c2)와 가스 배기로(8a)의 합류부 근방에서, 퍼지 가스 배기로(24b)와 가스 배기로(8a)를 합류시켜 버리면, 배기의 밸런스가 쉽게 무너진다. 이 때문에, 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방의 기류에 대해서는 층류를 유지하는 것이 곤란하게 되는 것도 생각할 수 있다. 이러한 염려를 생기게 하는 퍼지 가스 배기로(24b)가 하나밖에 존재하지 않는 경우에는, 퍼지 가스 배기로(24b)와 가스 배기로(8a)의 합류부와, 퍼지 가스 배기로(24c1 또는 24c2)와 가스 배기로(8a)의 합류부를 각각 독립해서 마련하여, 퍼지 가스 배기로(24b)와 가스 배기로(8a)의 합류부를, 퍼지 가스 배기로(24c1 또는 24c2)와 가스 배기로(8a)의 합류부로부터 어느 정도의 거리(F)만큼 이격시키는 것이 좋다. 어느 정도의 거리(F)에 대해서도, 기판 처리 장치(1e)의 크기나, 가스 배기로(8a)의 크기에 의존하여 여러가지로 변경되지만, 하나밖에 없는 퍼지 가스 배기로(24b)로부터 퍼지 가스를 가스 배기로(8a)로 배기해도, 배기홈(8) 또는 배기홈(8)의 근방의 기류를 어지럽히지 않으므로, 층류를 유지 가능한 거리만큼 이격시키면 된다.
이와 같이 고안함으로써, 하나밖에 없는 퍼지 가스 배기로(24b)로부터 퍼지 가스를 가스 배기로(8a)로 배기해도, 피처리체(G)에 대한 처리의 균일성에 영향을 미치지 않게 할 수 있어, 예컨대, 처리 불균일의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 3에 있어서는, 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를, 가스 배기로(8a)의 위쪽에서 합류시키고 있지만, 가스 배기로(8a)의 측면에서 합류시키도록 해도 된다. 또한, 퍼지 가스 배기로(24b)에 대해서는, 가스 배기로(8a)의 측면에서 합류시키고 있지만, 가스 배기로(8a)의 위쪽에서 합류시키도록 해도 된다.
(실시예 4)
도 15는 본 발명의 실시예 4의 참고예에 따른 기판 처리 장치의 수평 단면도이다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 피처리체(G)의 사이드 엔드에 따른 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)으로부터 퍼지 가스를 배기할 때, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 바닥부에 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를 접속하는 타입의 기판 처리 장치에서는, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)의 위쪽에서, 퍼지 가스의 유속이 "제로"가 되는 부분이 발생하다. 이 때문에, 도 15 중 원(H1, H2) 내에 나타내는 처리 가스의 하류측의 구석부에 있어서, 예컨대, 처리 가스가 반응함으로써 생성된 퇴적물이 쉽게 생기게 된다.
그래서, 실시예 4에서는, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 바닥부에 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를 접속한 경우에도, 처리 가스의 하류측에 있는 구석부에 퇴적물이 생기지 않게 하는 것이 가능한 기판 처리 장치를 제공한다.
(제 1 예)
도 16은 본 발명의 실시예 4에 따른 기판 처리 장치의 제 1 예를 나타내는 수평 단면도이다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 실시예 4의 제 1 예에 따른 기판 처리 장치(1f)에서는, 피처리체(G)의 사이드 엔드에 따른 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 평면 패턴을, 처리 가스의 흐름(F)의 하류측에서, 피처리체(G)의 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈(22b)을 따라 굴곡시키고 있다. 이와 같이 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)을 굴곡시킴으로써 퍼지 가스의 유속이 "제로"가 되는 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)의 위쪽의 부분을 퍼지 가스의 유속이 "제로"가 되지 않는 퍼지 가스홈(22b)과 오버랩시킴으로써 처리 가스가, 처리 가스의 흐름(F)의 하류측에 있는 구석부에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 퍼지 가스홈(22b)의 구성은, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1d)와 마찬가지로, 퍼지 가스를 한쪽 방향으로 흘리는 것으로 하는 것이 좋다.
이러한 제 1 예에 따른 기판 처리 장치(1f)에 의하면, 가령, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 바닥부에 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)가 접속되는 경우에도, 처리 가스의 하류측에 있는 구석부에 퇴적물이 생기지 않게 할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
(제 2 예)
도 17은 본 발명의 실시예 4에 따른 기판 처리 장치의 제 2 예를 나타내는 수평 단면도이다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 제 2 예에 따른 기판 처리 장치(1g)가 제 1 예에 따른 기판 처리 장치(1f)와 다른 점은, 제 1 예에 있어서는 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)을 피처리체(G)의 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈(22b)을 따라 직각으로 굴곡시켰던 곳을, 퍼지 가스홈(22b)을 향해서 비스듬하게 굴곡, 즉 둔각으로 굴곡시켰다는 것에 있다. 이와 같이 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)을 퍼지 가스홈(22b)을 향해서 비스듬하게 굴곡시킴으로써 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 평면 패턴을 둔각으로 할 수 있다. 이 때문에, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)을 직각으로 굴곡시키는 경우에 비해서, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 컨덕턴스를 낮출 수 있어, 퍼지 가스를 보다 쉽게 흘릴 수 있고, 또한, 쉽게 배기할 수 있게 된다는 이점을 얻을 수 있다.
물론, 실시예 4에 있어서도, 퍼지 가스의 유속이 "제로"가 되는 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)의 위쪽 부분에 대해서는, 퍼지 가스의 유속이 "제로"가 되지 않는 퍼지 가스홈(22b)과 오버랩시킨다. 그리고, 퍼지 가스홈(22b)의 구성은, 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(1d)와 같이 하여, 퍼지 가스를 한쪽 방향으로 흘리는 것으로 하는 것이 좋다. 이로써, 제 1 예와 마찬가지로, 가령, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)의 바닥부에 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)가 접속되는 경우에도, 처리 가스의 하류측에 있는 구석부에 퇴적물이 생기지 않게 할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
한편, 실시예 4는 실시예 3와 병용하는 것이 가능하다. 오히려, 실시예 4는 실시예 3와 병용되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 제 2 예와 같이, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)을 퍼지 가스홈(22b)을 향해서 비스듬하게 굴곡시킨 경우에는, 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)를 비스듬하게 굴곡시킨 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)이 연장되는 방향과, 평면으로부터 봐서 일직선이 되도록 배치하는 것도 가능하다(도 17 참조). 이 경우에는, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)이 연장되는 방향과, 평면으로부터 본 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)가 연장되는 방향이 어긋나 있는 경우에 비해서, 퍼지 가스를, 퍼지 가스홈(22c1, 22c2)으로부터 퍼지 가스 배기로(24c1, 24c2)로 보다 원할하게 끌어넣어서 배기하는 것이 가능해진다는 이점을 얻을 수 있다.
이상, 본 발명을 실시예에 따라 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예로 한정되는 것이 아니고, 여러가지 변형이 가능하다.
예컨대, 상기 실시예에서는, 스테이지(2)는 하나지만, 스테이지(2)를 다단으로 적층하고, 기판 처리 장치를 배치 처리형으로 하는 것도 가능하다.
또한, 퍼지 가스를, 예컨대 가스 공급 헤드(3)의 배면으로부터 상부를 통해서 공급할 때에 처리 가스의 캐리어 가스로서 겸용하는 것도 가능하다.
그 외에, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변형할 수 있다.
G : 피처리체 2 : 스테이지
2a : 탑재면 3 : 가스 공급 헤드
4 : 가스 구멍 5 : 가스 확산실
6 : 커버 7 : 처리 공간
8a : 가스 배기로 11 : 퍼지 가스 공급 기구
20 : 접합부 21 : 밀봉 부재
22, 22a, 22b, 22c1, 22c2 : 퍼지 가스홈
24, 24b, 24c1, 24c 2 : 퍼지 가스 배기로

Claims (13)

  1. 피처리체를 탑재하는 탑재면을 갖는 스테이지와,
    상기 스테이지의 일단에 마련되며, 상기 피처리체에 처리를 실시하는 처리 가스를 상기 탑재면으로 분출하는 복수의 가스 구멍을 갖는 가스 공급 헤드와,
    상기 가스 공급 헤드 및 상기 탑재면 상에 탑재된 상기 피처리체를 수용하며, 상기 피처리체에 처리를 실시하는 처리 공간을 상기 탑재면 상에 형성하는, 상기 스테이지에 대해 착탈 가능하게 접합 가능한 커버와,
    상기 커버와 상기 스테이지의 접합부에 마련되며, 상기 커버와 상기 스테이지 사이를 밀봉하는 밀봉 부재와,
    상기 커버와 상기 스테이지의 접합부에 마련되며, 또한 상기 밀봉 부재와 상기 처리 공간 사이에 마련된 퍼지 가스홈과,
    상기 퍼지 가스홈에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 기구와,
    상기 퍼지 가스홈으로부터 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기 기구
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑재면은 오목부를 갖고, 상기 오목부에 상기 가스 공급 헤드가 마련되며, 상기 오목부에 상기 피처리체가 탑재되고,
    상기 밀봉 부재 및 상기 퍼지 가스홈의 적어도 일부가, 상기 오목부의 주위에 형성된 볼록부와 상기 커버의 접합면에 마련되는
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스홈은, 상기 탑재면 상에 탑재된 상기 피처리체를 둘러싸도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스홈은, 하나의 연속된 홈인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스홈은, 복수로 분할된 홈인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수로 분할된 퍼지 가스홈 중, 상기 처리 가스의 흐름의 하류측에 위치하는 퍼지 가스홈에는, 상기 퍼지 가스를 한쪽 방향으로 흘리는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 처리 공간에 공급된 처리 가스를 배기하는 가스 배기로를 더 구비하고,
    상기 복수로 분할된 퍼지 가스홈으로부터 배기되는 상기 퍼지 가스를 상기 가스 배기로에 배기함과 아울러, 상기 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기로를, 상기 가스 배기로 안을 흐르는 상기 처리 가스의 흐름의 방향과 같은 방향의 벡터 성분을 갖도록, 비스듬하게 합류시키는 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수로 분할된 퍼지 가스홈 중, 상기 피처리체의 사이드 엔드에 따른 퍼지 가스홈과 상기 가스 배기로의 합류부와, 상기 피처리체의 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈과 상기 가스 배기로의 합류부를, 각각 독립적으로 마련해서 서로 이격시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수로 분할된 퍼지 가스홈 중, 상기 피처리체의 사이드 엔드에 따른 퍼지 가스홈을, 상기 처리 가스의 흐름의 하류측에서, 상기 피처리체의 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈을 향하여 굴곡시키고,
    상기 피처리체의 사이드 엔드에 따른 퍼지 가스홈과 퍼지 가스를 배기하는 퍼지 가스 배기로의 접속부를, 상기 피처리체의 백 엔드에 따른 퍼지 가스홈과 오버랩시키는
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스홈의 상기 가스 공급 헤드에 따른 부분이 상기 처리 공간에 노출되고, 또한 상기 가스 공급 헤드의 배면에 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버와 상기 스테이지의 사이, 또한 상기 밀봉 부재와 외부의 사이에 마련된 스페이서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 공급 헤드의 상기 복수의 가스 구멍의 개구는, 상기 탑재면의 변에 따른 방향으로 열을 이루고,
    상기 탑재면의 변에 따른 상기 가스 공급 헤드의 길이가, 상기 탑재면 상에 탑재된 상기 피처리체의 상기 가스 공급 헤드에 따른 길이와 동등 또는 그 이상인 것
    을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스는, 상기 처리 가스의 캐리어 가스로서 겸용되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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