KR101850186B1 - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

기판에 대하여 고폭로량의 가스를 균일하게 공급할 수 있고, 또한 고스루풋으로의 처리를 행하는 것을 가능하게 하는 기술을 제공한다. 처리실 내가 제1 처리 가스 분위기가 되는 제1 처리 영역과 제2 처리 가스 분위기가 되는 제2 처리 영역으로 구획된 기판 처리 장치에 있어서, 이들 중 적어도 하나의 영역에는, 라인 형상으로 형성된 개구부를 갖고 영역 내로의 가스 공급을 행하는 가스 공급부와, 개구부의 주위에서 처리실의 천장면으로부터 기판의 측을 향해서 돌출된 간극 유지 부재가 설치되어 있다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND METHOD OF PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 웨이퍼 등의 기판에 대하여 다양한 프로세스 처리를 행한다. 프로세스 처리의 하나로서, 예를 들어 교대 공급법에 의한 박막 형성 처리가 있다. 교대 공급법은, 원료 가스 및 그 원료 가스와 반응하는 반응 가스의 적어도 2종류의 처리 가스를, 처리 대상이 되는 기판에 대하여 교대로 공급하고, 그것들의 가스를 기판 표면에서 반응시켜서 1층씩 막을 형성하고, 그 1층씩의 막을 적층시켜서 원하는 막 두께의 막을 형성하는 방법이다.
교대 공급법에 의한 박막 형성 처리를 행하는 기판 처리 장치의 일 형태로서는, 이하와 같은 구성의 것이 있다. 즉, 당해 일 형태의 기판 처리 장치는, 처리실 내가, 제1 처리 가스 분위기가 되는 제1 처리 영역과, 제2 처리 가스 분위기가 되는 제2 처리 영역과, 이들 양쪽 영역의 사이에 개재해서 양쪽 영역의 분위기를 분리하는 퍼지 영역으로 구획되어 있다. 그리고, 처리실 내에서 기판 적재대를 이동시키고, 그 기판 적재대 상의 기판에 각 영역을 순서대로 통과시킴으로써, 그 기판에 대한 박막 형성 처리를 행하도록 구성되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2011-222960호 공보
그러나, 상술한 종래 구성의 기판 처리 장치에서는, 처리 대상이 되는 기판에 대하여, 반드시 고폭로량으로의 가스 공급을 균일하게 행할 수 있다고는 할 수 없다. 예를 들어, 각 영역의 일단측으로부터 가스 공급을 행하고 타단측으로부터 가스 배기를 행하는 경우에는, 기판의 면 내에서, 당해 일단측은 가스 폭로량이 충분하지만, 당해 타단측은 가스 폭로량이 불충분한 경우가 일어날 수 있다. 또한, 기판에 대한 가스 폭로량을 충분히 확보하고자 하면, 성막 처리의 스루풋이 저하되어버릴 우려가 있다. 예를 들어, 각 영역에서 기판의 상부 공간이 넓은 경우에는, 그 넓이 때문에 가스가 확산해서 높은 가스 유속을 확보할 수 없고, 기판의 면 상에 가스를 널리 퍼지게 하는데 시간을 필요로 하거나, 당해 영역의 가스 공급이나 가스 배기 등에 시간을 필요로 하는 경우가 일어날 수 있다.
따라서, 본 발명은, 기판에 대하여 고폭로량의 가스를 균일하게 공급할 수 있고, 또한 고스루풋으로의 처리를 행하는 것을 가능하게 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면,
제1 처리 가스 분위기가 되는 제1 처리 영역 및 제2 처리 가스 분위기가 되는 제2 처리 영역을 갖는 처리실과,
상기 처리실 내에 회전 가능하게 설치되어 처리 대상이 되는 기판이 적재되는 기판 적재대와,
상기 기판이 상기 제1 처리 영역, 상기 제2 처리 영역을 순서대로 통과하도록 상기 기판 적재대를 회전시키는 회전 기구를 구비하고,
상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 중 적어도 하나의 영역에는,
상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는 라인 형상으로 형성된 개구부를 갖고, 상기 개구부로부터 상기 적어도 하나의 영역 내로의 가스 공급을 행하는 가스 공급부와,
상기 가스 공급부에 의해 공급된 가스의 유로가 되는 상기 기판의 표면상 공간을 소정 간격의 간극으로 하도록, 상기 개구부의 주위에서 상기 기판과 대향하는 상기 처리실의 천장면으로부터 상기 기판의 측을 향해서 돌출된 간극 유지 부재,
가 설치되어 있는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 기판에 대하여 고폭로량의 가스를 균일하게 공급할 수 있고, 또한 고스루풋으로의 처리를 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 클러스터형의 기판 처리 장치의 횡단면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 클러스터형의 기판 처리 장치의 종단면 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 프로세스 챔버의 횡단면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 프로세스 챔버의 종단면 개략도이며, 도 3에 도시하는 프로세스 챔버의 A-A'선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 있어서 라인 형상 가스 공급부가 설치된 하나의 영역 내의 종단면 개략도이며, 도 3에 도시하는 프로세스 챔버의 B-B'선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에 있어서 라인 형상 가스 공급부가 설치된 하나의 영역 내의 횡단면 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에서 적절하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 박막 형성 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 라인 형상 가스 공급부로부터 가스 공급을 행하는 경우의 가스의 흐름을 모식적으로 도시하는 종단면 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 라인 형상 가스 공급부로부터 가스 공급을 행하는 경우의 가스의 흐름을 모식적으로 도시하는 횡단면 개략 도면(첫 번째)이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 라인 형상 가스 공급부로부터 가스 공급을 행하는 경우의 가스의 흐름을 모식적으로 도시하는 횡단면 개략도(두 번째)이다.
<본 발명의 일 실시 형태>
이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
먼저, 도 1 및 도 2를 사용하여, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)의 개요에 대해서 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 클러스터형의 기판 처리 장치(10)의 횡단면도이다. 도 2는, 본 실시 형태에 따른 클러스터형의 기판 처리 장치(10)의 종단면 개략도이다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 전후 좌우는 도 1을 기준으로 한다. 구체적으로는, 도 1에 도시되어 있는 X1의 방향을 우, X2의 방향을 좌, Y1의 방향을 전, Y2의 방향을 후로 한다.
본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)는, 처리 대상이 되는 기판에 대하여, 교대 공급법에 의한 박막 형성 처리를 행하는 것이다. 처리 대상이 되는 기판으로서는, 예를 들어, 반도체 장치(반도체 디바이스)가 만들어지는 반도체 웨이퍼 기판(이하, 간단히 「웨이퍼」라고 함)(200)을 들 수 있다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에서는, 웨이퍼(200)를 반송하는 캐리어로서, FOUP(Front Opening Unified Pod: 이하, 간단히 「포드」라고 함)(100)가 사용된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)는, 반송 장치와 그 주위에 배치된 복수의 프로세스 챔버를 구비한, 소위 클러스터형의 것이다. 클러스터형의 기판 처리 장치(10)의 반송 장치는, 크게 구별하면, 진공측의 구성과 대기측의 구성으로 나뉘어져 있다.
(진공측의 구성)
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(10)는, 진공 상태 등의 대기압 미만의 압력(부압)에 견딜 수 있는 제1 반송실(103)을 구비하고 있다. 제1 반송실(103)의 하우징(101)은, 평면에서 보아 예를 들어 오각형이며, 상하 양단이 폐색된 상자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 이하에서 말하는 「평면에서 보아」란, 기판 처리 장치(10)의 연직 상측으로부터 연직 하측을 본 상태를 말한다.
제1 반송실(103) 내에는, 부압 하에서 2매의 웨이퍼(200)를 동시에 이동 탑재할 수 있는 제1 웨이퍼 이동 탑재기(112)가 설치되어 있다. 제1 웨이퍼 이동 탑재기(112)는, 제1 웨이퍼 이동 탑재기 엘리베이터(115)에 의해, 제1 반송실(103)의 기밀성을 유지하면서 승강할 수 있도록 구성되어 있다.
하우징(101)의 5매의 측벽 중 전방측에 위치하는 측벽에는, 예비실(로드 로크실)(122, 123)이 각각 게이트 밸브(126, 127)를 통해서 연결되어 있다. 예비실(122, 123)은, 웨이퍼(200)를 반입하는 기능과 웨이퍼(200)를 반출하는 기능을 병용 가능하게 구성되어, 각각 부압에 견딜 수 있는 구조로 구성되어 있다.
또한, 예비실(122, 123) 내에는 기판 지지대(140)에 의해 2매의 웨이퍼(200)를 적층하도록 두는 것이 가능하다. 예비실(122, 123)에는, 웨이퍼(200)의 사이에 배치되는 분리판(중간 플레이트)(141)이 설치된다.
제1 반송실(103)의 하우징(101)의 5매의 측벽 중 후방측(배면측)에 위치하는 4매의 측벽에는, 기판에 원하는 처리를 행하는 제1 프로세스 챔버(202a), 제2 프로세스 챔버(202b), 제3 프로세스 챔버(202c), 제4 프로세스 챔버(202d)가, 게이트 밸브(150, 151, 152, 153)를 통해서, 각각 인접해서 연결되어 있다. 이들 프로세스 챔버(제1 프로세스 챔버(202a) 등)에 대해서는 상세를 후술한다.
(대기측의 구성)
예비실(122, 123)의 전방측에는, 진공 하 및 대기압 하의 상태에서 웨이퍼(200)를 반송할 수 있는 제2 반송실(121)이 게이트 밸브(128, 129)를 통해서 연결되어 있다. 제2 반송실(121)에는, 웨이퍼(200)를 이동 탑재하는 제2 웨이퍼 이동 탑재기(124)가 설치되어 있다. 제2 웨이퍼 이동 탑재기(124)는, 제2 반송실(121) 내에 설치된 제2 웨이퍼 이동 탑재기 엘리베이터(131)에 의해 승강되도록 구성되어 있음과 함께, 리니어 액추에이터(132)에 의해 좌우 방향으로 왕복 이동되게 구성되어 있다.
제2 반송실(121)의 좌측에는, 노치 맞춤 장치(106)가 설치되어 있다. 또한, 노치 맞춤 장치(106)는, 오리엔테이션 플랫 맞춤장치이어도 된다. 또한, 제2 반송실(121)의 상부에는, 클린 에어를 공급하는 클린 유닛(118)이 설치되어 있다.
제2 반송실(121)의 하우징(125)의 전방측에는, 웨이퍼(200)를 제2 반송실(121)에 대하여 반입 반출하기 위한 기판 반입 반출구(134)와, 포드 오프너(108)가 설치되어 있다. 기판 반입 반출구(134)를 사이에 두고 포드 오프너(108)와 반대측, 즉 하우징(125)의 외측에는, 로드 포트(IO 스테이지)(105)가 설치되어 있다. 포드 오프너(108)는, 포드(100)의 캡(100a)을 개폐함과 함께, 기판 반입 반출구(134)를 폐색 가능한 클로져(142)와, 클로져(142)를 구동하는 구동 기구(136)를 구비하고 있다. 포드 오프너(108)는, 로드 포트(105)에 적재된 포드(100)의 캡(100a)을 개폐함으로써, 포드(100)에 대한 웨이퍼(200)의 출납을 가능하게 한다. 또한, 포드(100)는, 도시하지 않은 공정내 반송 장치(OHT 등)에 의해, 로드 포트(105)에 대하여 공급 및 배출되도록 되어 있다.
(2) 프로세스 챔버의 구성
계속해서, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)가 구비하는 처리로로서의 프로세스 챔버의 구성에 대해서, 주로 도 3 및 도 4를 사용해서 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)가 구비하는 프로세스 챔버의 횡단면 개략도이다. 도 4는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)가 구비하는 프로세스 챔버의 종단면 개략도이며, 도 3에 도시하는 프로세스 챔버의 A-A'선 단면도이다.
본 실시 형태에 있어서, 예를 들어 제1 프로세스 챔버(202a), 제2 프로세스 챔버(202b), 제3 프로세스 챔버(202c), 제4 프로세스 챔버(202d)는, 각각이 대략 동일하게 구성되어 있다. 이하에서는, 제1 프로세스 챔버(202a), 제2 프로세스 챔버(202b), 제3 프로세스 챔버(202c), 제4 프로세스 챔버(202d)를, 총칭해서 「프로세스 챔버(202)」라 한다.
본 실시 형태에 따른 프로세스 챔버(202)는, 이하에 상세하게 설명하는 바와 같이, 기판 공전 타입의 다매엽 장치로서 구성되어 있다.
(처리실)
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 처리로로서의 프로세스 챔버(202)는, 원통 형상의 기밀 용기인 반응 용기(203)를 구비하고 있다. 반응 용기(203) 내에는, 웨이퍼(200)를 처리하는 처리실(201)이 형성되어 있다.
처리실(201)은, 복수의 영역으로 구획되어 있어, 예를 들어 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b) 및 제2 퍼지 영역(204b)을 갖는다. 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)은, 제1 처리 영역(201a)과 제2 처리 영역(201b)의 사이에 개재하도록 배치된다. 후술하는 바와 같이, 제1 처리 영역(201a) 내는, 제1 처리 가스인 원료 가스가 공급되어, 원료 가스 분위기가 된다. 제2 처리 영역(201b) 내는, 제2 처리 가스인 반응 가스의 플라즈마가 생성되어, 플라즈마 여기된 반응 가스 분위기가 된다. 또한, 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b) 내는, 불활성 가스가 공급되어, 불활성 가스 분위기가 된다. 이에 의해, 각각의 영역 내에 공급되는 가스에 따라, 웨이퍼(200)에 대하여 소정의 처리가 실시된다.
반응 용기(203) 내의 예를 들어 상측에는, 처리실(201) 내를 복수의 영역으로 구획하기 위한 구획부로서, 중심부로부터 방사상으로 연장되는 4매의 구획판(205)이 설치되어 있다. 4매의 구획판(205)은, 후술하는 서셉터(217)의 회전에 의해 웨이퍼(200)가 통과 가능한 상태로, 처리실(201)을 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)으로 구획하도록 구성된다. 구체적으로는, 처리실(201)은, 복수의 구획판(205) 아래에 웨이퍼(200)가 통과 가능한 간극을 갖고 있다. 또한, 복수의 구획판(205)은, 처리실(201) 내의 천장부로부터 서셉터(217)의 바로 위까지의 공간을 차단하도록 설치된다. 구획판(205)의 하단은, 구획판(205)이 웨이퍼(200)에 간섭하지 않을 정도로 서셉터(217)에 근접해서 배치된다. 이에 의해, 구획판(205)과 서셉터(217)의 사이를 통과하는 가스는 적어져서, 처리실(201)내의 각각의 영역의 사이에서 가스가 혼합되는 것이 억제된다.
구획판(205)에 의해 구획되는 제1 처리 영역(201a), 제2 처리 영역(201b), 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b) 중 적어도 1개의 영역, 구체적으로는 본 실시 형태에서는 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각 영역에는, 가스 공급을 행하기 위한 라인 형상 가스 공급부(281a, 281b, 281c)가 설치되어 있다. 또한, 라인 형상 가스 공급부(281a, 281b, 281c)에 대해서는, 상세를 후술한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 제2 처리 영역(201b)에는, 플라즈마 생성부(206)의 적어도 일부가 설치되어 있다. 또한, 플라즈마 생성부(206)에 대해서도, 상세를 후술한다.
또한, 반응 용기(203) 내에서, 구획판(205)의 수평 방향의 단부와 반응 용기(203)의 측벽의 사이에는, 소정의 폭의 간극이 형성되어 있어도 된다. 이러한 간극이 형성되어 있는 경우에는, 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내의 가스 압력을 제1 처리 영역(201a) 내 및 제2 처리 영역(201b) 내의 가스 압력보다도 높게 함으로써, 그 간극을 통해서 불활성 가스를 분출시킬 수 있게 된다. 이에 의해, 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내로의 제1 처리 가스 또는 제2 처리 가스의 침입을 억제할 수 있어, 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내에서의 처리 가스의 반응을 억제할 수 있다.
소정의 웨이퍼(200)가, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b) 각각을 통과하는 시간, 즉 각 영역에서의 웨이퍼(200)의 처리 시간은, 후술하는 서셉터(217)의 회전 속도가 일정할 때, 각 영역의 넓이(용적)에 의존한다. 또한, 각 영역에서의 웨이퍼(200)의 처리 시간은, 후술하는 서셉터(217)의 회전 속도가 일정할 때, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)의 각각의 평면에서 보았을 때의 면적에 의존한다. 바꿔 말하면, 각 영역에서의 웨이퍼(200)의 처리 시간은, 인접하는 구획판(205)이 이루는 각도에 의존한다. 본 실시 형태에서는, 각 영역에서의 웨이퍼(200)의 처리 시간이 대략 동등해지도록, 4매의 구획판(205)이 배치되어 있다.
(서셉터)
구획판(205)의 하측, 즉 반응 용기(203) 내의 바닥측 중앙에는, 예를 들어 반응 용기(203)의 중심에 회전축을 갖고, 회전 가능하게 구성되는 기판 적재대로서의 서셉터(217)가 설치되어 있다. 서셉터(217)는, 웨이퍼(200)의 금속 오염을 저감할 수 있도록, 예를 들어 질화알루미늄(AlN), 세라믹스, 석영 등의 비금속 재료로 형성되어 있다. 또한, 서셉터(217)는, 반응 용기(203)와는 전기적으로 절연되어 있다.
서셉터(217)는, 반응 용기(203) 내에서, 복수매(예를 들어 5매)의 웨이퍼(200)를 동일면 상에, 또한 회전 방향을 따라서 동일 원주 상에 배열하여 지지하도록 구성된다. 여기에서 말하는 「동일면」이란, 완전한 동일면에 한정되는 것은 아니며, 서셉터(217)를 상면에서 보았을 때, 복수매의 웨이퍼(200)가 서로 겹치지 않도록 배열되어 있으면 된다.
서셉터(217) 표면에서의 웨이퍼(200)의 지지 위치에는, 처리하는 웨이퍼(200)의 매수와 동일수의 웨이퍼 적재부(217b)가 설치되어 있다. 웨이퍼 적재부(217b)는, 서셉터(217)의 중심으로부터 동심원상의 위치에 서로 등간격(예를 들어 72°의 간격)으로 배치되어 있다.
각각의 웨이퍼 적재부(217b)는, 예를 들어 서셉터(217)의 상면에서 보아 원 형상이며, 측면에서 보아 오목 형상이다. 웨이퍼 적재부(217b)의 직경은, 웨이퍼(200)의 직경보다도 약간 크게 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 웨이퍼 적재부(217b) 내에 웨이퍼(200)를 적재함으로써, 웨이퍼(200)의 위치 결정을 용이하게 행할 수 있고, 또한 서셉터(217)의 회전에 수반되는 원심력에 의해 웨이퍼(200)가 서셉터(217)로부터 튀어나와버리는 등의 웨이퍼(200)의 위치 어긋남이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
서셉터(217)에는, 서셉터(217)를 승강시키는 승강 기구(268)가 설치되어 있다. 서셉터(217)의 각 웨이퍼 적재부(217b)의 위치에는, 관통 구멍(217a)이 복수 형성되어 있다. 상술한 반응 용기(203)의 저면에는, 반응 용기(203) 내로의 웨이퍼(200)의 반입·반출 시에, 웨이퍼(200)를 밀어올려서, 웨이퍼(200)의 이면을 지지하는 웨이퍼 리프트 핀(266)이 복수 설치되어 있다. 관통 구멍(217a) 및 웨이퍼 리프트 핀(266)은, 웨이퍼 리프트 핀(266)이 상승되었을 때, 또는 승강 기구(268)에 의해 서셉터(217)가 하강되었을 때, 웨이퍼 리프트 핀(266)이 서셉터(217)와는 비접촉의 상태에서 관통 구멍(217a)을 뚫고 나가도록 서로 배치되어 있다.
승강 기구(268)에는, 복수의 웨이퍼(200)가, 순차, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b) 및 제2 퍼지 영역(204b)을 통과하도록, 서셉터(217)를 회전시키는 회전 기구(267)가 설치되어 있다. 회전 기구(267)의 회전축(도시하지 않음)은 서셉터(217)에 접속되어 있어, 서셉터(217)를 회전시킴으로써, 복수의 웨이퍼 적재부(217b)가 일괄해서 회전되도록 구성되어 있다.
회전 기구(267)에는, 후술하는 컨트롤러(300)가 커플링부(267a)를 통해서 접속되어 있다. 커플링부(267a)는, 예를 들어 회전측과 고정측의 사이를 금속 브러시 등에 의해 전기적으로 접속하는 슬립 링 기구로서 구성되어 있다. 이에 의해, 서셉터(217)의 회전을 방해할 수 없게 되어 있다.
(가열부)
서셉터(217)의 내부에는, 가열부로서의 히터(218)가 일체적으로 매립되어 있어, 웨이퍼(200)를 가열할 수 있도록 구성되어 있다. 히터(218)는, 웨이퍼(200)의 표면을 소정 온도(예를 들어, 실온 내지 1000℃ 정도)까지 가열 가능하게 구성되어 있다. 또한, 히터(218)는, 서셉터(217)에 적재된 각각의 웨이퍼(200)를 개별로 가열하도록 구성되어 있어도 된다.
서셉터(217)에는 온도 센서(249)가 설치되어 있다. 히터(218) 및 온도 센서(249)에는, 전력 공급선(222)을 통해서, 전력 조정기(224), 히터 전원(225) 및 온도 조정기(223)가 전기적으로 접속되어 있다.
(가스 도입부)
반응 용기(203)의 천장부의 중앙부에는, 예를 들어 통 형상으로 형성된 가스 도입부(250)가 설치되어 있다. 가스 도입부(250)의 상단측은, 반응 용기(203)의 천장부에 개설된 개구에 기밀하게 접속되어 있다.
가스 도입부(250)의 통 형상 내부는, 제2 처리 가스 도입부(252), 불활성 가스 도입부(253) 및 클리닝 가스 도입부(258)로 구획되어 있다. 구체적으로는, 가스 도입부(250) 내의 제2 처리 영역(201b)측에는, 제2 처리 가스 도입부(252)가 설치되어 있다. 또한, 가스 도입부(250) 내의 제1 처리 영역(201a)측, 제1 퍼지 영역(204a)측 및 제2 퍼지 영역(204b)측에는, 불활성 가스 도입부(253)가 설치되어 있다. 또한, 가스 도입부(250)의 중앙에는, 클리닝 가스 도입부(258)가 설치되어 있다.
제2 처리 가스 도입부(252)의 제2 처리 영역(201b)측의 측벽에는, 제2 처리 영역(201b)에 개구되는 제2 처리 가스 분출구(255)가 형성되어 있다.
불활성 가스 도입부(253)의 제1 처리 영역(201a)측의 측벽에는, 제1 처리 영역(201a)에 개구되는 불활성 가스 분출구(254)가 형성되어 있다. 또한, 불활성 가스 도입부(253)의 제1 퍼지 영역(204a)측의 측벽에는, 제1 퍼지 영역(204a)에 개구되는 불활성 가스 분출구(256)가 형성되어 있다. 또한, 불활성 가스 도입부(253)의 제2 퍼지 영역(204b)측의 측벽에는, 제2 퍼지 영역(204b)에 개구되는 불활성 가스 분출구(257)가 형성되어 있다. 이들 각 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)는, 모두 후술하는 라인 형상 가스 공급부(281a, 281b, 281c)에 대응해서 형성된 것으로, 각 라인 형상 가스 공급부(281a, 281b, 281c)를 사이에 둔 양쪽 구획판(205)을 따라 불활성 가스를 분출시키도록 하기 위해, 양쪽 구획판(205)의 각각의 근방에 배치된 2개의 개구에 의해 구성되어 있다.
가스 도입부(250)의 바닥에는, 클리닝 가스 도입부(258)의 단부인 클리닝 가스 공급 구멍(259)이 형성되어 있다. 즉, 클리닝 가스 공급 구멍(259)은, 제2 처리 가스 분출구(255), 각 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)보다 낮은 위치에 형성되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 후술하는 각 라인 형상 가스 공급부(281a, 281b, 281c) 및 플라즈마 생성부(206) 각각에도 가스 공급이 되도록 가스 도입부가 설치되어 있다.
반응 용기(203)의 제1 처리 영역(201a)에서의 천장부에는, 라인 형상 가스 공급부(281a)에의 가스 공급을 행하기 위한 제1 처리 가스 도입부(282)가 설치되어 있다. 제1 처리 가스 도입부(282)의 상단측은, 반응 용기(203)의 천장부에 개설된 개구에 기밀하게 접속되어 있다. 제1 처리 가스 도입부(282)의 하단측은, 라인 형상 가스 공급부(281a)의 상부에 접속되어 있다.
반응 용기(203)의 제1 퍼지 영역(204a)에서의 천장부에는, 라인 형상 가스 공급부(281b)에의 가스 공급을 행하기 위한 제1 불활성 가스 도입부(단, 도시 생략)가 설치되어 있다. 또한, 반응 용기(203)의 제2 퍼지 영역(204b)에서의 천장부에는, 라인 형상 가스 공급부(281c)에의 가스 공급을 행하기 위한 제2 불활성 가스 도입부(단, 도시 생략)가 설치되어 있다. 이들 불활성 가스 도입부의 상단측은, 모두, 반응 용기(203)의 천장부에 개설된 개구에 기밀하게 접속되어 있다. 이들 불활성 가스 도입부의 하단측은, 라인 형상 가스 공급부(281b) 또는 라인 형상 가스 공급부(281c)의 상부에 접속되어 있다.
반응 용기(203)의 제2 처리 영역(201b)에서의 천장부에는, 플라즈마 생성부(206)에의 가스 공급을 행하기 위한 플라즈마 생성부측 가스 도입부(260)가 설치되어 있다. 플라즈마 생성부측 가스 도입부(260)의 상단측은, 반응 용기(203)의 천장부에 개설된 개구에 기밀하게 접속되어 있다. 플라즈마 생성부측 가스 도입부(260)의 하단측은, 플라즈마 생성부(206)의 상부에 접속되어 있다.
(제1 처리 가스 공급계)
라인 형상 가스 공급부(281a)에의 가스 공급을 행하기 위한 제1 처리 가스 도입부(282)의 상단에는, 제1 처리 가스 공급관(232a)의 하류단이 접속되어 있다. 제1 처리 가스 공급관(232a)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 제1 처리 가스 공급원(232b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(232c) 및 개폐 밸브인 밸브(232d)가 설치되어 있다.
제1 처리 가스 공급관(232a)으로부터는, 제1 원소를 함유하는 가스인 제1 처리 가스가, MFC(232c), 밸브(232d), 제1 처리 가스 도입부(282) 및 라인 형상 가스 공급부(281a)를 통해서, 제1 처리 영역(201a) 내에 대하여 공급된다.
본 실시 형태에서는, 제1 처리 가스를 원료 가스로서 사용한다. 여기에서 말하는 「원료 가스」란, 처리 가스의 하나이며, 박막 형성 시의 원료가 되는 가스이다. 원료 가스는, 박막을 구성하는 제1 원소로서, 예를 들어 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 실리콘(Si), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 루테늄(Ru), 니켈(Ni) 및 텅스텐(W) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 있어서, 원료 가스는, 예를 들어 TiCl4 가스이다. 원료 가스의 원료가 TiCl4와 같이 상온에서 액체인 경우, MFC(232c)는 액체용의 매스 플로우 컨트롤러이며, MFC(232c)와 밸브(232d)의 사이에는 기화기(단, 도시 생략)가 설치된다. 또한, 원료 가스의 원료가 상온에서 기체인 경우, MFC(232c)는 기체용의 매스 플로우 컨트롤러이며, 기화기는 불필요하다.
주로, 제1 처리 가스 공급관(232a), MFC(232c), 밸브(232d), 제1 가스 도입부(282) 및 라인 형상 가스 공급부(281a)에 의해, 원료 가스 공급계(제1 처리 가스 공급계)가 구성된다. 또한, 원료 가스 공급계에는, 제1 처리 가스 공급원(232b) 또는 기화기 중 적어도 한쪽을 포함해서 생각해도 된다.
(제2 처리 가스 공급계)
가스 도입부(250)에 있어서의 제2 처리 가스 도입부(252)의 상부에는, 제2 처리 가스 공급관(233a)의 하류단이 접속되어 있다. 제2 처리 가스 공급관(233a)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 제2 처리 가스 공급원(233b), 유량 제어기(유량 제어부)인 MFC(233c) 및 개폐 밸브인 밸브(233d)가 설치되어 있다.
또한, 제2 처리 가스 공급관(233a)의 밸브(233d)보다도 하류측에는, 제2 처리 가스 분기관(233e)의 상류단이 접속되어 있다. 제2 처리 가스 분기관(233e)의 하류단은, 플라즈마 생성부측 가스 도입부(260)의 상단에 접속되어 있다. 제2 처리 가스 분기관(233e)에는, 개폐 밸브인 밸브(233f)가 설치되어 있다.
제2 처리 가스 공급관(233a)으로부터는, 제2 원소를 함유하는 가스인 제2 처리 가스가, MFC(233c), 밸브(233d), 제2 처리 가스 도입부(252) 및 제2 처리 가스 분출구(255)를 통해서, 또는 제2 처리 가스 분기관(233e), 밸브(233f), 플라즈마 생성부측 가스 도입부(260) 및 플라즈마 생성부(206) 내의 가스 도입로 및 가스 분출구를 통해서, 제2 처리 영역(201b) 내에 대하여 공급된다. 이때, 제2 처리 가스는, 플라즈마 생성부(206)에 의해 플라즈마 상태가 된다.
본 실시 형태에서는, 제2 처리 가스를 반응 가스로서 사용한다. 여기에서 말하는 「반응 가스」란, 처리 가스의 하나이며, 후술하는 바와 같이 플라즈마 상태가 되어, 원료 가스에 의해 웨이퍼(200) 상에 형성된 제1 원소 함유층과 반응하는 가스이다. 반응 가스는, 원료 가스가 함유하는 제1 원소와는 다른 제2 원소를 함유한다. 제2 원소로서는, 예를 들어 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H) 중 어느 하나, 또는 그 조합을 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 반응 가스는, 예를 들어 질소 함유 가스로 한다. 구체적으로는, 질소 함유 가스로서 암모니아(NH3) 가스가 사용된다. 또한, 반응 가스는, 원료 가스보다 점착도(점도)가 낮은 재료가 사용된다.
주로, 제2 처리 가스 공급관(233a), MFC(233c), 밸브(233d), 제2 처리 가스 도입부(252), 제2 처리 가스 분출구(255), 제2 처리 가스 분기관(233e), 밸브(233f)에 의해, 반응 가스 공급계(제2 처리 가스 공급계)가 구성된다. 또한, 반응 가스 공급계에는, 제2 처리 가스 공급원(233b) 및 플라즈마 생성부(206) 내의 가스 도입로 및 가스 분출구를 포함해서 생각해도 된다.
(불활성 가스 공급계)
라인 형상 가스 공급부(281b)에의 가스 공급을 행하기 위한 제1 불활성 가스 도입부(단, 도시 생략)와, 라인 형상 가스 공급부(281c)에의 가스 공급을 행하기 위한 제2 불활성 가스 도입부(단, 도시 생략)의 각각에는, 제1 불활성 가스 공급관(234a)의 하류단이 접속되어 있다. 제1 불활성 가스 공급관(234a)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 불활성 가스 공급원(234b), 유량 제어기(유량 제어부)인 MFC(234c) 및 개폐 밸브인 밸브(234d)가 설치되어 있다.
제1 불활성 가스 공급관(234a)으로부터는, 불활성 가스가, MFC(234c), 밸브(234d), 제1 불활성 가스 도입부(단, 도시 생략), 라인 형상 가스 공급부(281b), 제2 불활성 가스 도입부(단, 도시 생략) 및 라인 형상 가스 공급부(281c)를 통해서, 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내의 각각에 대하여 공급된다. 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내에 공급되는 불활성 가스는, 퍼지 가스로서 작용한다.
또한, 제1 불활성 가스 공급관(234a)의 밸브(234d)보다도 하류측에는, 제1 불활성 가스 분기관(234e)의 상류단이 접속되어 있다. 제1 불활성 가스 분기관(234e)의 하류단은, 가스 도입부(250)에 있어서의 불활성 가스 도입부(253)의 상단에 접속되어 있다. 제1 불활성 가스 분기관(234e)에는, 개폐 밸브인 밸브(234f)가 설치되어 있다.
제1 불활성 가스 분기관(234e)으로부터는, 불활성 가스가, 제1 불활성 가스 공급관(234a), 밸브(234f), 불활성 가스 도입부(253) 및 각 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)를 통해서, 제1 처리 영역(201a) 내, 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내의 각각에 대하여 공급된다. 각 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)로부터 분출하는 불활성 가스는, 후술하는 바와 같이, 구획판(205)을 따른 가스 흐름을 형성하게 된다.
본 실시 형태에서는, 불활성 가스로서, 예를 들어 질소(N2) 가스를 사용한다. 또한, 불활성 가스로서는, N2 가스 외에, 예를 들어 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등의 희가스를 사용할 수 있다.
주로, 제1 불활성 가스 공급관(234a), MFC(234c), 밸브(234d), 제1 불활성 가스 도입부(단, 도시 생략), 라인 형상 가스 공급부(281b), 제2 불활성 가스 도입부(단, 도시 생략), 라인 형상 가스 공급부(281c), 제1 불활성 가스 분기관(234e), 밸브(234f), 불활성 가스 도입부(253) 및 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)에 의해, 제1 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한, 제1 불활성 가스 공급계에는, 불활성 가스 공급원(234b)을 포함해서 생각해도 된다.
또한, 제1 처리 가스 공급관(232a)의 밸브(232d)보다도 하류측에는, 제2 불활성 가스 공급관(235a)의 하류단이 접속되어 있다. 제2 불활성 가스 공급관(235a)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 불활성 가스 공급원(235b), 유량 제어기(유량 제어부)인 MFC(235c) 및 개폐 밸브인 밸브(235d)가 설치되어 있다.
제2 불활성 가스 공급관(235a)으로부터는, 불활성 가스가, MFC(235c), 밸브(235d), 제1 처리 가스 공급관(232a), 제1 가스 도입부(282) 및 라인 형상 가스 공급부(281a)를 통해서, 제1 처리 영역(201a) 내에 대하여 공급된다. 라인 형상 가스 공급부(281a)로부터 제1 처리 영역(201a) 내에 공급되는 불활성 가스는, 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용한다. 불활성 가스로서는, 제1 불활성 가스 공급계의 경우와 마찬가지로, N2 가스 등을 사용한다.
주로, 제2 불활성 가스 공급관(235a), MFC(235c) 및 밸브(235d)에 의해 제2 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한, 제2 불활성 가스 공급계에는, 불활성 가스 공급원(235b), 제1 처리 가스 공급관(232a), 제1 가스 도입부(282) 및 라인 형상 가스 공급부(281a)를 포함해서 생각해도 된다.
또한, 제2 처리 가스 공급관(233a)의 밸브(233d)보다도 하류측에는, 제3 불활성 가스 공급관(236a)의 하류단이 접속되어 있다. 제3 불활성 가스 공급관(236a)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 불활성 가스 공급원(236b), 유량 제어기(유량 제어부)인 MFC(236c) 및 개폐 밸브인 밸브(236d)가 설치되어 있다.
제3 불활성 가스 공급관(236a)으로부터는, 불활성 가스가, MFC(236c), 밸브(236d), 제2 처리 가스 공급관(233a), 제2 처리 가스 도입부(252) 및 제2 처리 가스 분출구(255)를 통해서, 또는 제2 처리 가스 분기관(233e), 밸브(233f), 플라즈마 생성부측 가스 도입부(260) 및 플라즈마 생성부(206) 내의 가스 도입로 및 가스 분출구를 통해서, 제2 처리 영역(201b) 내에 대하여 공급된다. 제2 처리 영역(201b) 내에 공급되는 불활성 가스는, 제1 처리 영역(201a) 내에 공급되는 불활성 가스와 마찬가지로, 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용한다. 불활성 가스로서는, 제1 불활성 가스 공급계의 경우와 마찬가지로, N2 가스 등을 사용한다.
주로, 제3 불활성 가스 공급관(236a), MFC(236c) 및 밸브(236d)에 의해 제3 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한, 제3 불활성 가스 공급계에는, 불활성 가스 공급원(236b), 제2 처리 가스 공급관(233a), 제2 처리 가스 도입부(252), 제2 처리 가스 분출구(255), 제2 처리 가스 분기관(233e), 밸브(233f), 플라즈마 생성부(206) 내의 가스 도입로 및 가스 분출구를 포함해서 생각해도 된다.
(클리닝 가스 공급계)
본 실시 형태의 기판 처리 장치(10)는, 클리닝 가스 공급계를 갖고 있어도 된다. 가스 도입부(250)에서의 클리닝 가스 도입부(258)의 상단에는, 클리닝 가스 공급관(237a)의 하류단이 접속되어 있다. 클리닝 가스 공급관(237a)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 클리닝 가스 공급원(237b), 유량 제어기(유량 제어부)인 MFC(237c), 개폐 밸브인 밸브(237d) 및 클리닝 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 유닛(237e)이 설치되어 있다.
클리닝 가스 공급관(237a)으로부터는, 클리닝 가스가, MFC(237c), 밸브(237d), 리모트 플라즈마 생성 유닛(237e), 클리닝 가스 도입부(258), 클리닝 가스 공급 구멍(259)을 통해서, 반응 용기(203) 내에 대하여 공급된다. 반응 용기(203) 내에서는, 리모트 플라즈마 생성 유닛(237e)에 의해 플라즈마 상태가 된 클리닝 가스가 공급되면, 부생성물 등이 클리닝된다. 또한, 클리닝 가스는, 예를 들어 3불화질소(NF3) 가스, 불화수소(HF) 가스, 3불화염소(ClF3) 가스, 불소(F2) 가스 중 적어도 어느 하나이다.
(배기계)
도 4에 도시한 바와 같이, 반응 용기(203)의 저부에 있어서의 서셉터(217)의 외주단 근방에는, 반응 용기(203) 내를 배기하는 배기구(230)가 형성되어 있다. 배기구(230)는, 예를 들어 복수 형성되고, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b) 및 제2 퍼지 영역(204b) 각각에 대응해서 형성되어 있다.
각각의 배기구(230)에는, 배기관(231)의 상류단이 접속되어 있다. 예를 들어, 각각의 배기구(230)에 접속된 배기관(231)은, 하류측에서 하나에 합류되어 있다. 배기관(231)의 합류 부분보다도 하류측에는, 압력 센서(248), 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(243) 및 개폐 밸브로서의 밸브(245)를 통해서, 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되어 있다. APC 밸브(243)는, 밸브를 개폐해서 처리실(201) 내의 진공 배기나 진공 배기 정지를 할 수 있고, 또한 밸브 개방도를 조절해서 처리실(201) 내의 압력을 조정 가능하도록 되어 있는 개폐 밸브이다.
이들에 의해, 처리실(201) 내는, 소정의 압력(진공도)이 되도록 구성되어 있다. 주로, 배기관(231), APC 밸브(243) 및 밸브(245)에 의해 배기계가 구성된다. 또한, 배기계에는, 압력 센서(248) 및 진공 펌프(246)를 포함해서 생각해도 된다.
(플라즈마 생성부)
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 처리 영역(201b) 내의 상방에는, 플라즈마 생성부(206)의 적어도 일부가 설치되어 있다. 플라즈마 생성부(206)는, 제2 처리 영역(201b) 내에 반응 가스의 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 플라즈마를 사용함으로써, 웨이퍼(200)의 온도가 저온이라도 반응 가스를 활성화시켜 웨이퍼(200)의 처리를 행할 수 있다.
제2 처리 영역(201b) 내에는, 예를 들어 서로 수평 방향으로 배열한 한 쌍의 막대 형상 전극(271)이 설치되어 있다. 한 쌍의 전극(271)은, 예를 들어 석영제의 커버(206a)로 덮여 있다. 플라즈마 생성부(206)의 커버(206a) 내에는, 상술한 반응 가스의 도입로가 설치되어 있다.
한 쌍의 전극(271)에는, 임피던스를 정합하는 정합기(272)를 통해서, 고주파 전원(273)이 접속되어 있다. 고주파 전원(273)으로부터 전극(271)에 고주파 전력이 인가됨으로써, 한 쌍의 전극(271)의 주변에 플라즈마가 생성된다. 또한, 주로 한 쌍의 전극(271)의 바로 아래에 플라즈마가 생성된다. 이와 같이, 플라즈마 생성부(206)는, 소위 용량 결합형의 플라즈마를 생성한다.
예를 들어, 플라즈마 생성부(206)의 한 쌍의 전극(271)은, 평면에서 보아 반응 용기(203)의 중심에서부터 외측을 향하는 직경 방향을 따라 설치되고, 또한 웨이퍼(200)의 상면과 평행하게 설치되어 있다. 한 쌍의 전극(271a)은, 웨이퍼(200)가 통과하는 경로 상에 배치되어 있다. 한 쌍의 전극(271)의 길이 방향의 길이는, 웨이퍼(200)의 직경보다도 길다. 이에 의해, 한 쌍의 전극(271)의 바로 아래를 통과하는 웨이퍼(200)의 전체면에 순차 플라즈마가 조사된다.
주로, 한 쌍의 전극(271)에 의해, 플라즈마 생성부(206)가 구성된다. 또한, 플라즈마 생성부(206)에는, 정합기(272a) 및 고주파 전원(273a)을 포함해서 생각해도 된다.
(3) 라인 형상 가스 공급부를 구비하는 영역 내의 구성
여기서, 라인 형상 가스 공급부(281a)가 설치되어 있는 제1 처리 영역(201a) 내, 라인 형상 가스 공급부(281b)가 설치되어 있는 제1 퍼지 영역(204a) 내, 및 라인 형상 가스 공급부(281c)가 설치되어 있는 제2 퍼지 영역(204b) 내의 구성에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에 있어서, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각 영역 내는, 각각이 대략 동일하게 구성되어 있다. 이하에서는, 라인 형상 가스 공급부(281a)가 설치되어 있는 제1 처리 영역(201a)을 예로 들어, 그 제1 처리 영역(201a) 내에서의 구성을 주로 도 5 및 도 6을 사용해서 설명하고, 제1 퍼지 영역(204a) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서는, 제1 처리 영역(201a)에서의 라인 형상 가스 공급부(281a), 제1 퍼지 영역(204a)에서의 라인 형상 가스 공급부(281b), 제2 퍼지 영역(204b)에서의 라인 형상 가스 공급부(281c)를, 총칭해서 「라인 형상 가스 공급부(281)」라 한다.
도 5는, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에서 라인 형상 가스 공급부(281a)가 설치된 제1 처리 영역(201a) 내의 종단면 개략도이며, 도 3에 도시하는 프로세스 챔버의 B-B'선 단면도이다. 도 6은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(10)에 있어서 라인 형상 가스 공급부(281a)가 설치된 제1 처리 영역(201a) 내의 횡단면 개략도이다.
(라인 형상 가스 공급부)
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 처리 영역(201a) 내에는, 처리실(201) 내의 천장면으로부터 서셉터(217) 상의 웨이퍼(200)측을 향해서 돌출되도록, 라인 형상 가스 공급부(281)가 설치되어 있다. 라인 형상 가스 공급부(281)는, 그 하면측(즉, 서셉터(217) 상의 웨이퍼(200)와 대향하는 면측)에 서셉터(217)의 회전 직경 방향으로 연장되는 라인 형상으로 형성된 개구부(283)를 갖고 있으며, 그 개구부(283)로부터 가스를 분출함으로써 제1 처리 영역(201a) 내에의 가스 공급을 행하도록 구성되어 있다. 여기서, 「라인 형상」이란, 선과 같은 가늘고 긴 형태를 의미한다. 즉, 개구부(283)는, 평면에서 보았을 때 긴 띠 형상으로 연속되는 개구에 의해 형성되어 있다.
개구부(283)는, 그 길이 방향의 크기가 서셉터(217) 상의 웨이퍼(200)의 직경보다도 크게 형성되어 있다. 개구부(283)의 내주측(서셉터(217)의 회전 중심측)의 단부 테두리는, 서셉터(217)의 회전시에 웨이퍼(200)의 내주측 단부 테두리가 통과하는 위치보다도 더 서셉터(217)의 회전 중심측에 위치하고 있다. 개구부(283)의 외주측의 단부 테두리는, 서셉터(217)의 회전시에 웨이퍼(200)의 외주측 단부 테두리가 통과하는 위치보다도 더 서셉터(217)의 외주측에 위치하고 있다. 또한, 개구부(283)로부터 분출하는 가스의 유량이나 압력 등에 따라서는, 예를 들어 개구부(283)를 서셉터(217)의 회전 중심측 또는 외주측에 치우쳐서 배치하는 것처럼, 개구부(283)의 위치를 상술한 형태와는 상이하게 해도 상관없다.
또한, 라인 형상 가스 공급부(281)는, 개구부(283)보다도 가스 분출 방향(즉, 가스 공급 방향)의 상류측이 되는 위치에, 가스 확산 공간으로서의 가스 버퍼 영역(284)을 내포하고 있다. 가스 버퍼 영역(284)은, 개구부(283)로부터의 가스 분출에 앞서 그 가스를 확산시키는 공간으로서 기능하는 것이며, 그 때문에 개구부(283)와 마찬가지로 서셉터(217)의 회전 직경 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 가스 확산 공간으로서 기능하기 위해서, 가스 버퍼 영역(284)은, 그 평면 형상의 크기(구체적으로는, 예를 들어 면적)가 개구부(283)에 있어서의 평면 형상의 크기보다도 크게 형성되어 있다.
가스 버퍼 영역(284)에는, 가스 공급 접속관(285)의 하류단이 접속되어 있다. 가스 공급 접속관(285)의 상류단은, 제1 처리 가스 도입부(282)에 접속되어 있다. 이에 의해, 라인 형상 가스 공급부(281)에는, 제1 처리 가스 공급관(232a) 및 제1 처리 가스 도입부(282)를 통해서 제1 처리 가스가 공급된다. 그리고, 라인 형상 가스 공급부(281)에 공급된 제1 처리 가스는, 개구부(283)를 통해서 제1 처리 영역(201a) 내에 분출된다.
단, 이때, 라인 형상 가스 공급부(281)는, 가스 버퍼 영역(284)을 내포하고 있다. 그 때문에, 그 가스 공급 접속관(285)으로부터의 가스는, 가스 버퍼 영역(284) 내에서 서셉터(217)의 회전 직경 방향의 전역으로 확산한 후에, 개구부(283)로부터 제1 처리 영역(201a) 내에 분출된다. 따라서, 개구부(283)를 통해서 행하는 가스 공급에 대해서는, 서셉터(217)의 회전 직경 방향에서의 균일화가 도모되어, 특정한 개소(예를 들어, 가스 공급 접속관(285)의 접속 개소의 근방)에 집중적으로 가스 공급이 되어버리는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 처리 영역(201a) 내에의 가스 공급의 균일화가 도모된다면, 가스 공급 접속관(285)은, 반드시 가스 버퍼 영역(284)을 통해서 개구부(283)에 접속할 필요는 없다. 예를 들어, 복수의 가스 공급 접속관(285)을 설치 가능하면, 각 가스 공급 접속관(285)과 개구부(283)가 복수 개소에서 접속하도록 구성하는 것도 생각할 수 있으며, 그 경우에도 제1 처리 영역(201a) 내에 대한 가스 공급을 균일화시킬 수 있게 된다.
(간극 유지 부재)
또한, 제1 처리 영역(201a) 내에는, 라인 형상 가스 공급부(281)의 둘레를 둘러싸도록, 간극 유지부로서의 간극 유지 부재(286)가 배치되어 있다. 간극 유지 부재(286)는, 처리실(201) 내의 천장면으로부터 서셉터(217) 상의 웨이퍼(200)측을 향해서 돌출되도록 설치되어 있다. 이에 의해, 간극 유지 부재(286)는, 라인 형상 가스 공급부(281)에 의해 공급된 가스의 유로가 되는 웨이퍼(200)의 표면상 공간을 소정 간격의 간극으로 한다. 즉, 간극 유지 부재(286)는, 라인 형상 가스 공급부(281)의 주위에 있어서의 웨이퍼(200) 표면과 간극 유지 부재(286) 하면의 사이가 소정 간격의 간극이 되도록, 웨이퍼(200)측을 향해서 돌출 설치되어 있다.
소정 간격의 간극의 크기는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 라인 형상 가스 공급부(281)로부터 공급하는 가스의 압력 및 유량, 제1 처리 영역(201a)의 평면적인 면적 등을 고려해서 적절히 설정된 것이면 된다. 구체적으로는, 예를 들어 라인 형상 가스 공급부(281)로부터 공급하는 가스가 제1 처리 영역(201a)의 전역으로 효율적으로 퍼져나가고, 또한 서셉터(217) 상의 웨이퍼(200)의 표면이 공급된 가스에 충분히 노출되도록 하기 위해서, 간극 유지 부재(286)의 하면이 웨이퍼(200)에 간섭하지 않을 정도로 서셉터(217)에 근접해서 배치하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 간극 유지 부재(286)는, 예를 들어 라인 형상 가스 공급부(281)로부터 공급한 가스가 제1 처리 영역(201a)의 전역으로 효율적으로 퍼져나가게 하기 위해서, 평면에서 보았을 때의 형상 및 크기가, 라인 형상 가스 공급부(281) 및 후술하는 가스 배출 영역(287)이 형성되어 있는 부분을 제외한 제1 처리 영역(201a)의 형상 및 크기에 대응해서 형성되어 있다. 이에 의해, 간극 유지 부재(286)는, 적어도 일부, 바람직하게는 전부에 대해서, 서셉터(217)의 회전 둘레 방향에 있어서, 라인 형상 가스 공급부(281)보다도 폭 넓게 형성되게 된다.
(가스 배출 영역)
또한, 제1 처리 영역(201a) 내에는, 구획판(205)의 측면과 간극 유지 부재(286)의 측면의 사이에, 가스 배출 영역(287)이 형성되어 있다. 가스 배출 영역(287)은, 측방이 구획판(205)과 간극 유지 부재(286)에 의해 형성되고, 상방이 처리실(201) 내의 천장면에 의해 형성되고, 하방이 서셉터(217) 또는 웨이퍼(200)에 의해 형성되는 공간이다.
가스 배출 영역(287)에 있어서의 서셉터(217)의 회전 중심측에는, 가스 도입부(250)의 불활성 가스 분출구(254)가 위치하고 있다. 이에 의해, 가스 배출 영역(287) 내에서는, 불활성 가스 분출구(254)로부터 불활성 가스가 분출하면, 그 불활성 가스가 구획판(205)의 벽면을 따라서 서셉터(217)의 외주측을 향해 흐르게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 처리 영역(201a)을 구획하는 양쪽 구획판(205) 각각을 따르도록, 제1 처리 영역(201a) 내에 2개의 가스 배출 영역(287)이 형성되어 있는 경우를 예로 들고 있지만, 가스 배출 영역(287)은, 적어도 서셉터(217)의 회전 방향(도 6 중의 화살표 참조)의 하류측에 배치하고, 상류측에 배치하지 않는 구조로 해도 된다. 이 경우, 상류측으로부터의 가스의 폭로량을 증가시킬 수 있으므로, 가스의 사용 효율을 높일 수 있다. 한편, 상류측과 하류측 각각에 배치하는 경우에 비해 가스의 배기 효율이 낮기 때문에, 발생한 반응 부생성물이나 잔류 가스 등이 배기되기 어렵다는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 제1 처리 영역(201a)으로 대표되는, 가스를 웨이퍼(200) 상의 막과 반응시키는 영역에서는, 반응 부생성물이 발생하고, 그 반응 부생성물이 배기되지 않으면, 그것이 웨이퍼(200)에 재부착되거나 가스의 반응을 저해하거나 하는 것 등을 생각할 수 있다. 따라서, 반응 부생성물이나 잔류 가스 등에 대해서 배기의 효율을 높일 필요가 있는 영역이나 프로세스의 경우에는, 상류측과 하류측의 각각에 가스 배출 영역(287)을 형성하는 것이 바람직하다.
(4) 제어부의 구성
이어서, 도 7을 사용하여, 본 실시 형태의 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(300)에 대해서 설명한다. 도 7은, 본 실시 형태에서 적절하게 사용되는 기판 처리 장치(10)의 컨트롤러의 개략 구성도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(300)는, CPU(Central Processing Unit)(301a), RAM(Random Access Memory)(301b), 기억 장치(301c), I/O 포트(301d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(301b), 기억 장치(301c), I/O 포트(301d)는, 내부 버스(301e)를 통해서, CPU(301a)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(300)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(302)가 접속되어 있다.
기억 장치(301c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(301c) 내에는, 기판 처리 장치(10)의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 성막 처리 등의 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피가, 판독 가능하게 저장되어 있다. 또한, 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(300)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히 프로그램이라고도 한다. 또한, 본 명세서에서 프로그램이라는 용어를 사용한 경우에는, 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(301b)은, CPU(301a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크 에리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(301d)는, 상술한 MFC(232c, 233c, 234c, 235c, 236c, 237c), 밸브(232d, 233d, 233f, 234d, 234f, 235d, 236d, 237d), 압력 센서(248), APC 밸브(243), 진공 펌프(246), 히터(218), 온도 센서(274), 정합기(272), 고주파 전원(273), 회전 기구(267), 승강 기구(268) 등에 접속되어 있다. 또한, I/O 포트(301d)는, 도시되어 있지 않는 전력 조정기(224), 히터 전원(225) 및 온도 조정기(223)에도 접속되어 있다.
CPU(301a)는, 기억 장치(301c)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행함과 함께, 입출력 장치(302)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라서 기억 장치(301c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. 그리고, CPU(301a)는, 판독한 프로세스 레시피의 내용을 따르도록, MFC(232c, 233c, 234c, 235c, 236c, 237c)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(232d, 233d, 233f, 234d, 234f, 235d, 236d, 237d)의 개폐 동작, APC 밸브(243)의 개폐 동작 및 압력 센서(248)에 기초하는 APC 밸브(243)에 의한 압력 조정 동작, 온도 센서(274)에 기초하는 히터(218)의 온도 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 회전 기구(267)에 의한 서셉터(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 승강 기구(268)에 의한 서셉터(217)의 승강 동작, 고주파 전원(273)에 의한 전력 공급 및 정지, 정합기(272)에 의한 임피던스 조정 동작 등을 제어하도록 구성되어 있다.
또한, 컨트롤러(300)는, 전용의 컴퓨터로서 구성되어 있는 경우에 한하지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(303)를 준비하고, 이러한 외부 기억 장치(303)를 사용해서 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하거나 함으로써, 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(300)를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(303)를 통해서 공급하는 경우에 제한하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여, 외부 기억 장치(303)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 기억 장치(301c)나 외부 기억 장치(303)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에서 기록 매체라는 용어를 사용한 경우에는, 기억 장치(301c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(303) 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(5) 기판 처리 공정
이어서, 반도체 장치의 제조 방법의 일 공정으로서, 상술한 구성의 기판 처리 장치(10)를 사용하여, 웨이퍼(200) 상에 박막을 형성하는 공정에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치(10)의 프로세스 챔버(202)를 구성하는 각 부의 동작은, 컨트롤러(300)에 의해 제어된다.
여기에서는, 원료 가스(제1 처리 가스)로서 TiCl4 가스를 사용하고, 반응 가스(제2 처리 가스)로서 NH3 가스를 사용하여, 웨이퍼(200) 상에 박막으로서 TiN막을 교대 공급법에 의해 형성하는 예에 대해서 설명한다.
도 8은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 나타내는 흐름도이다. 도 9는, 본 실시 형태에 따른 박막 형성 공정을 나타내는 흐름도이다.
(기판 반입·적재 공정: S110)
웨이퍼(200) 상으로의 박막 형성에 있어서, 기판 처리 장치(10)에서는, 먼저, 기판 반입·적재 공정(S110)을 행한다. 기판 반입·적재 공정(S110)에서는, 도시하지 않은 공정내 반송 장치가, 최대 25매의 웨이퍼(200)가 수납된 포드(100)를 로드 포트(105) 상에 적재한다. 그리고, 포드 오프너(108)에 의해 포드(100)의 캡(100a)이 열린 후, 제2 웨이퍼 이동 탑재기(124)는, 포드(100)로부터 웨이퍼(200)를 픽업해서 노치 맞춤 장치(106) 상에 적재하여, 노치 맞춤 장치(106)에 웨이퍼(200)의 위치 조정을 행하게 한다. 웨이퍼(200)의 위치 조정 후, 제2 웨이퍼 이동 탑재기(124)는, 웨이퍼(200)를 노치 맞춤 장치(106)로부터 대기압의 상태의 예비실(122) 내에 반입한다. 웨이퍼(200)를 반입하면, 예비실(122) 내는, 게이트 밸브(128)가 폐쇄된 상태에서, 도시하지 않은 배기 장치에 의해 부압으로 배기된다.
그 후, 프로세스 챔버(202)에서는, 서셉터(217)를 웨이퍼(200)의 반송 위치까지 하강시킴으로써, 서셉터(217)의 관통 구멍(217a)에 웨이퍼 리프트 핀(266)을 관통시킨다. 그 결과, 웨이퍼 리프트 핀(266)이, 서셉터(217) 표면보다도 소정의 높이 분만큼 돌출된 상태가 된다. 그리고, 소정의 게이트 밸브(126, 127, 150, 151, 152, 153)를 개방하여, 프로세스 챔버(202)를 제1 반송실(103)내 및 예비실(122) 내와 연통시킨다.
그 상태에서, 제1 웨이퍼 이동 탑재기(112)는, 예비실(122) 내의 웨이퍼(200)를 프로세스 챔버(202)의 처리실(201) 내에 반입하여, 서셉터(217) 표면으로부터 돌출된 웨이퍼 리프트 핀(266) 상에 적재한다. 제1 웨이퍼 이동 탑재기(112)는, 이러한 반입 동작을 소정 매수(예를 들어 5매)의 웨이퍼(200)에 대해서 반복해서 행한다. 이때, 회전 기구(267)는, 필요에 따라 서셉터(217)를 회전시킨다. 이에 의해, 처리실(201) 내에서, 서셉터(217) 표면으로부터 돌출된 웨이퍼 리프트 핀(266) 상에는, 복수매의 웨이퍼(200)가 서셉터(217)의 회전 둘레 방향을 따라 서로 겹치지 않는 상태로 적재된다.
처리실(201) 내에 웨이퍼(200)를 반입하면, 프로세스 챔버(202)에서는, 제1 웨이퍼 이동 탑재기(112)를 퇴피시킨 후에, 소정의 게이트 밸브(150, 151, 152, 153)를 폐쇄해서 반응 용기(203) 내를 밀폐한다. 그리고, 승강 기구(268)는, 서셉터(217)를 상승시킨다. 이에 의해, 서셉터(217) 상에서는, 각 웨이퍼 적재부(217b)에 웨이퍼(200)가 적재된다.
또한, 웨이퍼(200)를 처리실(201) 내에 반입할 때는, 배기계에 의해 처리실(201) 내를 배기하면서, 불활성 가스 공급계로부터 처리실(201) 내에 불활성 가스로서의 N2 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 즉, 진공 펌프(246)를 작동시켜 APC 밸브(243)를 개방함으로써 처리실(201) 내를 배기한 상태에서, 적어도 제1 불활성 가스 공급계의 밸브(234d, 234f)를 개방함으로써, 처리실(201) 내에 N2 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리실(201) 내로의 파티클의 침입이나, 웨이퍼(200) 상에의 파티클의 부착을 억제하는 것이 가능하게 된다. N2 가스의 공급은, 제2 불활성 가스 공급계 또는 제3 불활성 가스 공급계 중 어느 하나, 또는 이것들과 제1 불활성 가스 공급계를 적절히 조합해서 행해도 된다.
진공 펌프(246)는, 적어도 기판 반입·적재 공정(S110)부터 후술하는 기판 반출 공정(S160)이 종료될 때까지의 동안에는, 항상 작동시킨 상태로 한다. 이때, APC 밸브(243)는, 배기관(231)의 컨덕턴스를 조정함으로써, 처리 공간(201) 내를 소정의 압력으로 유지한다.
또한, 웨이퍼(200)를 서셉터(217)의 웨이퍼 적재부(217b) 상에 적재할 때는, 서셉터(217)의 내부에 매립된 히터(218)에 전력을 공급하여, 웨이퍼(200)의 표면이 소정의 처리 온도가 되도록 제어된다. 이때, 히터(218)의 온도는, 온도 센서(249)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(218)에 대한 통전 상태를 제어함으로써 조정된다.
이와 같이 하여, 기판 반입·적재 공정(S110)에서는, 처리 공간(201) 내를 소정의 처리 압력이 되도록 제어함과 함께, 웨이퍼(200)의 표면 온도가 소정의 처리 온도로 되도록 제어한다. 여기서, 소정의 처리 온도, 처리 압력이란, 후술하는 박막 형성 공정(S200)에서, TiN막을 형성 가능한 처리 온도, 처리 압력이며, 예를 들어 원료 가스가 자기분해하지 않을 정도의 처리 온도, 처리 압력이다. 구체적으로는, 처리 온도는 실온 이상 500℃ 이하, 바람직하게는 실온 이상 400℃ 이하, 처리 압력은 50 내지 5000Pa로 하는 것을 생각할 수 있다. 이 처리 온도, 처리 압력은, 후술하는 박막 형성 공정(S200)에서도 유지되게 된다.
(서셉터 회전 개시: S120)
기판 반입·적재 공정(S110) 후에는, 이어서 서셉터(217)의 회전을 개시한다(S120). 구체적으로는, 웨이퍼(200)가 각 웨이퍼 적재부(217b)에 적재되면, 회전 기구(267)가 서셉터(217)를 회전시킨다. 이때, 서셉터(217)의 회전 속도는, 컨트롤러(300)에 의해 제어된다. 서셉터(217)의 회전 속도는, 예를 들어 1회전/분 이상 100회전/분 이하이다. 구체적으로는, 회전 속도는, 예를 들어 60회전/분이다. 서셉터(217)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(200)는, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)의 순서대로 이동을 개시한다.
(가스 공급 개시: S130)
서셉터(217)가 원하는 회전 속도에 도달한 후에는, 이어서, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각 영역에 대한 가스 공급을 개시한다(S130).
제1 처리 영역(201a)에 대해서는, 처리 공간(201)의 밸브(232d)를 개방 상태로 함으로써 TiCl4 가스를 공급한다. 이때, TiCl4 가스의 유량이 소정 유량으로 되도록, MFC(232c)를 조정한다. TiCl4 가스의 공급 유량은, 예를 들어 0.1g/min 이상 2.0g/min 이하이다. 또한, TiCl4 가스와 함께, 제2 불활성 가스 공급계로부터 캐리어 가스로서 N2 가스를 흘려도 된다. 이에 의해, 제1 처리 영역(201a) 내에는, 라인 형상 가스 공급부(281)로부터 TiCl4 가스가 공급된다.
제2 처리 영역(201b)에 대해서는, 밸브(233d) 및 밸브(233f)를 개방 상태로 함으로써 NH3 가스를 공급한다. 이때, NH3 가스의 유량이 소정 유량으로 되도록, MFC(233c)를 조정한다. NH3 가스의 공급 유량은, 예를 들어 100sccm 이상 5000sccm 이하이다. 또한, NH3 가스와 함께, 제3 불활성 가스 공급계로부터 캐리어 가스로서 N2 가스를 흘려도 된다. 이에 의해, 제2 처리 영역(201b) 내에는, 제1 처리 영역(201a) 내에 대한 TiCl4 가스의 공급과 병행하여, 제2 처리 가스 분출구(255) 및 플라즈마 생성부(206) 내의 가스 분출구로부터 NH3 가스가 공급된다. NH3 가스의 공급 유량이 안정되면, 플라즈마 생성부(206)는, 제2 처리 영역(201b) 내에서의 플라즈마 생성을 개시한다. 구체적으로는, 플라즈마 생성부(206)의 고주파 전원(273)으로부터 전극(271)에 고주파 전력을 인가함과 함께, 정합기(272)에 의해 임피던스를 정합시킨다. 이에 의해, 제2 처리 영역(201b) 내에는, 플라즈마 여기된 상태의 NH3 가스가 공급되게 된다.
제1 퍼지 영역(204) 및 제2 퍼지 영역(204b) 각각에 대해서는, 밸브(234d)를 개방 상태로 함으로써 N2 가스를 공급한다. 이때, N2 가스의 유량이 소정 유량으로 되도록, MFC(234c)를 조정한다. N2 가스의 공급 유량은, 예를 들어 1000sccm 이상 10000sccm 이하이다. 이에 의해, 제1 퍼지 영역(204) 내 및 제2 퍼지 영역(204b) 내 각각에는, 제1 처리 영역(201a) 내에 대한 TiCl4 가스의 공급 및 제2 처리 영역(201b)에 대한 NH3 가스의 공급과 병행하여, 라인 형상 가스 공급부(281b) 및 라인 형상 가스 공급부(281c) 각각으로부터 N2 가스가 공급된다. 또한, 제1 퍼지 영역(204) 및 제2 퍼지 영역(204b) 각각에 대한 N2 가스의 공급은, 기판 반입·적재 공정(S110)에서의 N2 가스 공급에서부터 계속해서 행하여지고 있는 것이어도 된다.
(박막 형성 공정: S200)
이와 같이 하여, 제1 처리 영역(201a)이 TiCl4 가스 분위기가 되고, 제2 처리 영역(201b)이 NH3 가스 분위기가 되고, 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b) 각각이 N2 가스 분위기가 되고, 또한 각 웨이퍼 적재부(217b) 상의 웨이퍼(200)가 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b) 및 제2 퍼지 영역(204b)을 순서대로 통과하게 되면, 그 후에는 박막 형성 공정(S200)을 행한다. 여기서, 도 9를 참조하면서, 박막 형성 공정(S200)에 대해서 상세하게 설명한다.
(제1 처리 영역 통과: S210)
박막 형성 공정(S200)에서는, 웨이퍼(200)가 우선 제1 처리 영역(201a)을 통과한다. 제1 처리 영역(201a)을 통과할 때, 웨이퍼(200)는, TiCl4 가스 분위기에 노출된다. 이때, 제1 처리 영역(201a) 내의 분위기 가스가 TiCl4 가스 및 불활성 가스만이기 때문에, TiCl4 가스는, NH3 가스와 반응하지 않고, 직접 웨이퍼(200)에 접촉한다. 또한, 제1 처리 영역(201a) 내의 처리 온도, 처리 압력은, TiCl4 가스가 자기분해하지 않을 정도의 처리 온도, 처리 압력이 된다. 그 때문에, 웨이퍼(200)의 표면에는, Ti를 포함하는 Ti 함유층이 형성된다.
(제1 퍼지 영역 통과: S220)
제1 처리 영역(201a)을 통과한 후, 웨이퍼(200)는, 서셉터(217)의 회전에 의해 제1 퍼지 영역(204a)으로 진입한다. 그리고, 제1 퍼지 영역(204a)을 통과할 때, 웨이퍼(200)는, N2 가스 분위기에 노출된다. 이에 의해, 웨이퍼(200)의 표면 상으로부터는, 제1 처리 영역(201a) 내에서 웨이퍼(200) 상에 견고한 결합을 형성할 수 없었던 TiCl4 가스의 성분이 제거된다.
(제2 처리 영역 통과: S230)
제1 퍼지 영역(204a)을 통과한 후, 웨이퍼(200)는, 서셉터(217)의 회전에 의해 제2 처리 영역(201b)으로 진입한다. 그리고, 제2 처리 영역(201b)을 통과할 때, 웨이퍼(200)는, NH3 가스 분위기에 노출된다. 이때, 제2 처리 영역(201b) 내에서는, 플라즈마 상태의 NH3 가스가, 웨이퍼(200) 상에 형성된 Ti 함유층과 반응하여, 질화티타늄(TiN)막이 생성된다.
(제2 퍼지 영역 통과: S240)
제2 처리 영역(201b)을 통과한 후, 웨이퍼(200)는, 서셉터(217)의 회전에 의해 제2 퍼지 영역(204b)으로 진입한다. 그리고, 제2 퍼지 영역(204b)을 통과할 때, 웨이퍼(200)는, N2 가스 분위기에 노출된다. 이에 의해, 웨이퍼(200)의 표면 상으로부터는, 그 표면 상에 잔류하고 있는 반응 부생성물 등의 잉여물이 제거된다.
(판정 처리: S250)
이상의 제1 처리 영역 통과(S210), 제1 퍼지 영역 통과(S220), 제2 처리 영역 통과(S230) 및 제2 퍼지 영역 통과(S240)의 각 처리를 1 사이클로 하고, 컨트롤러(300)는, 이 1 사이클을 소정 횟수(k회: k는 1 이상의 정수) 실시했는지 여부를 판정한다(S250). 구체적으로는, 컨트롤러(300)는, 서셉터(217)가 회전한 횟수를 카운트하고, 그 카운트 결과가 k회에 도달했는지 여부로 상술한 판정을 행한다. 이 1 사이클을 소정 횟수(k회) 실시하면, 웨이퍼(200) 상에는, 원하는 막 두께의 TiN막이 형성된다. 그리고, 박막 형성 공정(S200)은, 소정 횟수(k회)의 사이클 실시에 의해 종료된다.
(가스 공급 정지: S140)
이상의 각 처리(S210 내지 S250)를 행하는 박막 형성 공정(S200)이 종료되면, 그 후에는 도 8에 도시한 바와 같이, 적어도 제1 처리 영역(201a) 및 제2 처리 영역(201b)의 각 영역에 대한 가스 공급을 정지한다(S140). 구체적으로는, 박막 형성 공정(S200) 후, 밸브(232d, 233d, 233f)를 폐쇄 상태로 하고, 제1 처리 영역(201a)에의 TiCl4 가스의 공급 및 제2 처리 영역(201b)에의 NH3 가스의 공급을 정지한다.
(서셉터 회전 정지: S150)
제1 처리 영역(201a) 및 제2 처리 영역(201b)의 각 영역에의 가스 공급을 정지한 후에는, 계속해서 서셉터(217)의 회전을 정지한다(S150).
(기판 반출 공정: S160)
그 후에는 기판 반출 공정(S160)을 행한다. 기판 반출 공정(S160)에서는, 승강 기구(268)가 서셉터(217)를 하강시켜서, 웨이퍼 리프트 핀(266)을 서셉터(217) 표면으로부터 돌출시키고, 그 웨이퍼 리프트 핀(266)에 웨이퍼(200)를 지지시킨다. 그 후, 소정의 게이트 밸브(126, 127, 150, 151, 152, 153)를 개방하여, 프로세스 챔버(202)를 제1 반송실(103) 내 및 예비실(122) 내와 연통시킨다. 그리고, 제1 웨이퍼 이동 탑재기(112)는, 웨이퍼 리프트 핀(266) 상의 웨이퍼(200)를 반응 용기(203)의 밖으로 반출한다. 반출된 웨이퍼(200)는, 제2 웨이퍼 이동 탑재기(124)에 의해, 로드 포트(105) 상의 포드(100) 내에 수납된다. 또한, 웨이퍼(200)를 반응 용기(203)의 밖으로 반출하면, 불활성 가스 공급계에 의한 처리실(201) 내에의 불활성 가스로서의 N2 가스의 공급을 정지한다.
이상과 같은 수순의 기판 처리 공정을 행함으로써, 웨이퍼(200) 상에는, 박막으로서 TiN막이 형성된다. 또한, 기판 처리 공정의 종료 후에는, 필요에 따라, 클리닝 가스 공급계로부터 처리실(201) 내에 NF3 가스 등의 클리닝 가스를 공급하여, 처리실(201) 내에 대한 클리닝 처리를 행하도록 해도 된다.
(6) 라인 형상 가스 공급부로부터의 가스 공급
여기서, 상술한 수순의 기판 처리 공정에서, 라인 형상 가스 공급부(281)가 설치되어 있는 각 영역(201a, 204a, 204b) 내에 대하여 가스 공급을 행하는 경우의 가스 흐름에 대해서 상세하게 설명한다.
단, 본 실시 형태에서는, 각 영역(201a, 204a, 204b) 내가 대략 동일하게 구성되어 있기 때문에, 여기에서는 제1 처리 영역(201a)을 예로 들어, 그 영역 내의 가스의 흐름을 주로 도 10, 도 11 및 도 12를 사용해서 설명한다.
도 10은, 본 실시 형태에서의 라인 형상 가스 공급부(281)로부터 가스 공급을 행하는 경우의 가스의 흐름을 모식적으로 도시하는 종단면 개략도이다. 도 11 및 도 12는, 본 실시 형태에서의 라인 형상 가스 공급부(281)로부터 가스 공급을 행하는 경우의 가스의 흐름을 모식적으로 도시하는 횡단면 개략도이다.
(개구부로부터의 가스 분출)
라인 형상 가스 공급부(281)를 사용해서 제1 처리 영역(201a) 내에의 가스 공급을 행하는 경우에는, 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 처리 가스 도입부(282)에 공급된 가스가, 가스 공급 접속관(285) 및 가스 버퍼 영역(284)을 거쳐서, 개구부(283)로부터 제1 처리 영역(201a) 내에 분출된다(화살표 f1 참조).
이때, 개구부(283)로부터 분출되는 가스 흐름은, 가스 버퍼 영역(284)을 거친다. 가스 버퍼 영역(284)은, 그 평면 형상의 크기가 개구부(283)의 평면 형상의 크기에 비해 크게 형성되어 있고, 이에 의해 가스 확산 공간으로서 기능한다. 그 때문에, 개구부(283)로부터 분출되는 가스 흐름은, 가스 버퍼 영역(284) 내에서 서셉터(217)의 회전 직경 방향의 전역으로 확산한 후에 분출되므로, 분출 유량이나 압력 등에 대해서 서셉터(217)의 회전 직경 방향에서의 균일화가 도모된다. 따라서, 개구부(283)로부터 분출되는 가스 흐름이 특정한 개소(예를 들어, 가스 공급 접속관(285)의 접속 개소의 근방)에 집중되어버리는 것이 억제된다.
(웨이퍼 표면 상에서의 가스의 흐름)
개구부(283)로부터 분출된 가스 흐름은, 그 후, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 서셉터(217) 상의 웨이퍼(200)의 표면과 간극 유지 부재(286)의 하면의 사이의 간극을 지나서, 제1 처리 영역(201a)의 전역으로 퍼진다(화살표 f2 참조).
이때, 제1 처리 영역(201a)의 전역으로 퍼지는 가스 흐름은, 주로, 개구부(283)가 연장되는 길이 방향(즉, 서셉터(217)의 회전 직경 방향)과는 직교하는 방향(즉, 서셉터(217)의 회전 둘레 방향)으로 흐르는 것이 중심이다. 또한, 그 기초가 되는 개구부(283)로부터의 가스 흐름은, 상술한 바와 같이 서셉터(217)의 회전 직경 방향에서의 균일화가 도모되어 있다. 그 때문에, 제1 처리 영역(201a)의 전역으로 퍼지는 가스 흐름은, 서셉터(217)의 회전 중심측과 외주측에서의 압력차가 저감된 것이 된다.
또한, 제1 처리 영역(201a) 내에 공급되는 가스 흐름은, 좁은 폭의 라인 형상으로 형성된 개구부(283)로부터 분출되기 때문에, 개구부(283)에서의 벤추리 효과에 의해 흐름이 빨라진다. 그리고, 개구부(283)가 웨이퍼(200)의 근거리에서 가스를 분출하기 때문에, 개구부(283)의 바로 아래에서는, 압력이 높고 흐름이 빠른 상태 그대로 가스가 웨이퍼(200)에 도달한다. 웨이퍼(200)에 도달한 가스는, 상술한 바와 같이, 개구부(283)의 바로 아래로부터 주로 서셉터(217)의 회전 둘레 방향으로 퍼진다. 이때, 라인 형상 가스 공급부(281)의 주위에는 간극 유지 부재(286)가 설치되고, 웨이퍼(200)의 표면 상 공간이 간극 유지 부재(286)에 의해 좁혀져 있어, 이에 의해 웨이퍼(200)의 표면과 간극 유지 부재(286)의 하면의 사이가 소정 간격의 간극으로 유지되어 있다. 따라서, 개구부(283)의 바로 아래로부터 주로 서셉터(217)의 회전 둘레 방향으로 퍼지는 가스 흐름은, 간극 유지 부재(286)에 의해 좁혀진 가스 유로를 통과하게 되어, 흐름이 빠른 상태 그대로 제1 처리 영역(201a)의 전역으로 퍼진다. 즉, 간극 유지 부재(286)가 가스 유로의 단면적을 좁힘으로써, 제1 처리 영역(201a) 내에 공급되는 가스 흐름은, 개구부(283)로부터 분출된 가스 흐름의 유속을 유지한 채, 제1 처리 영역(201a)의 전역으로 효율적으로 퍼지게 된다. 간극 유지 부재(286)는, 라인 형상 가스 공급부(281)의 주위에 인접하도록 설치되는 것이 바람직하다.
제1 처리 영역(201a)의 전역으로 가스 흐름이 퍼진 제1 처리 영역(201a) 내에서는, 그 영역 내를 서셉터(217) 상의 웨이퍼(200)가 이동한다. 이때, 제1 처리 영역(201a)에서는, 라인 형상 가스 공급부(281)의 주위에 간극 유지 부재(286)가 설치되어 있으므로, 예를 들어 간극 유지 부재(286)가 존재하지 않는 경우와 같이 가스 흐름이 처리실(201) 내의 천장면측으로 확산해버리는 경우가 없다. 즉, 제1 처리 영역(201a) 내에서, 가스 흐름은, 항상 웨이퍼(200)의 표면 근방을 흐른다. 따라서, 제1 처리 영역(201a) 내에서는, 그 영역 내를 이동하는 웨이퍼(200)가 충분히 가스 흐름에 노출되게 된다.
이상과 같은 효율적인 가스의 확대 및 충분한 가스 폭로를 확실한 것으로 하기 위해, 라인 형상 가스 공급부(281)의 주위에 설치되는 간극 유지 부재(286)에 대해서는, 적어도 일부, 바람직하게는 전부에 대해서, 서셉터(217)의 회전 둘레 방향에 있어서, 라인 형상 가스 공급부(281)보다도 폭이 넓게 형성되어, 이에 의해 평면에서 보았을 때 라인 형상 가스 공급부(281) 및 가스 배출 영역(287)을 제외한 제1 처리 영역(201a)의 대부분을 덮고 있는 것이 바람직하다.
또한, 간극 유지 부재(286)에 대해서는, 처리실(201)의 천장면을 구성하는 부재와는 별도의 부재로서 형성하는 것이 바람직하다. 별도의 부재라면, 예를 들어 복수 종류의 간극 유지 부재(286)를 준비함으로써, 가스 유로가 되는 웨이퍼(200)의 표면과 간극 유지 부재(286)의 하면의 간극의 크기를 조정하는 것이 실현 가능하게 되기 때문이다. 그 경우에, 간극 유지 부재(286)는, 예를 들어 나사로 대표되는 공지된 체결 부재를 이용하여, 처리실(201)의 천장면에 대해 착탈 가능하게 장착하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 라인 형상 가스 공급부(281)와 간극 유지 부재(286)를 별도의 부재로서 설치하고 있지만, 간극 유지 부재(286)와 라인 형상 가스 공급부(281)를 일체로 형성해도 된다.
(가스 배출 영역에서의 가스의 흐름)
개구부(283)로부터 분출되어, 그 바로 아래로부터 주로 서셉터(217)의 회전 둘레 방향으로 퍼진 가스 흐름은, 결국 가스 배출 영역(287)에 도달한다. 가스 배출 영역(287)은, 상방이 처리실(201) 내의 천장면에 의해 형성된 공간이며, 웨이퍼(200)의 표면 상 공간을 간극 유지 부재(286)의 바로 아래 부분보다도 넓히도록 작용한다. 그 때문에, 가스 배출 영역(287)에 도달한 가스 흐름은, 구획판(205) 하의 간극에서의 컨덕턴스보다도 가스 배출 영역(287) 내에 가스가 유입될 때의 컨덕턴스가 더 커진다. 따라서, 도 10에 도시한 바와 같이, 구획판(205)을 넘어서 인접하는 다른 영역에 유입되지 않고, 가스 배출 영역(287) 내에 확산하여, 그 가스 배출 영역(287) 내에 일시적으로 체류한다(화살표 f3 참조).
이때, 제1 처리 영역(201a) 내에서는, 서셉터(217)의 외주단 근방에 설치된 배기구(230)로부터 가스가 배기되고 있어, 이에 의해 서셉터(217)의 회전 중심측으로부터 외주측을 향한 가스 흐름이 형성된다. 단, 제1 처리 영역(201a) 내에서는, 웨이퍼(200)의 표면 상 공간의 넓이의 차이에 기인하여 가스 배출 영역(287) 내가 간극 유지 부재(286)의 바로 아래 부분보다도 컨덕턴스가 더 커진다. 그 때문에, 제1 처리 영역(201a) 내에서의 서셉터(217)의 회전 중심측으로부터 외주측으로의 가스 흐름은, 도 11에 도시한 바와 같이, 주로 가스 배출 영역(287) 내에 형성된다(화살표 f4 참조). 이 가스 흐름에 의해, 간극 유지 부재(286)의 바로 아래 부분으로부터 유입해서 가스 배출 영역(287) 내에 체류하고 있는 가스는, 서셉터(217)의 회전 중심측으로부터 외주측을 향해서 흘러, 배기구(230)로부터 처리실(201) 밖으로 배기되게 된다.
또한, 가스 배출 영역(287) 내에 형성되는 가스 흐름은, 간극 유지 부재(286)의 바로 아래 부분으로부터 유입하는 가스 흐름의 흐름 방향을 바꾸게 되므로, 간극 유지 부재(286)의 바로 아래 부분으로부터 유입하는 가스 흐름이 구획판(205)을 넘어서 인접하는 다른 영역에 유입하는 것을 억제하는 것에도 기여한다. 이로부터, 가스 배출 영역(287)은, 구획판(205)의 벽면을 따르도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 가스 배출 영역(287)은, 반드시 양쪽 구획판(205) 각각을 따르도록 배치되어 있을 필요는 없으며, 적어도 서셉터(217)의 회전 방향의 하류측에 배치되어 있으면 된다. 라인 형상 가스 공급부(281)의 개구부(283)보다도 서셉터(217)의 회전 방향의 상류측에서는, 간극 유지 부재(286)의 바로 아래 부분을 흐르는 가스 흐름의 방향과, 서셉터(217)가 회전했을 때의 웨이퍼(200)의 이동 방향이, 서로 반대를 향한다. 그 때문에, 웨이퍼(200)의 이동에 따라 가스 흐름의 기세가 꺾이게 되어, 예를 들어 서셉터(217)의 회전 방향의 상류측에 가스 배출 영역(287)이 배치되어 있지 않은 경우에도, 가스 흐름이 구획판(205)을 넘어서 인접하는 다른 영역으로 유입되지 않고, 처리실(201) 밖으로의 가스 배기가 행하여지기 때문이다. 또한, 라인 형상 가스 공급부(281)의 개구부(283)보다도 서셉터(217)의 회전 방향의 하류측에서는, 서셉터(217)의 회전 방향과의 관계로부터, 상류측보다도 많은 가스가 흘러 나오는 경향이 있다. 그 경우에도, 적어도 서셉터(217)의 회전 방향의 하류측에 가스 배출 영역(287)이 배치되어 있으면, 흘러들어 온 많은 가스를 적극적으로 처리실(201) 밖으로 배기할 수 있기 때문이다.
(불활성 가스 흐름의 이용)
그런데, 가스 배출 영역(287)을 배치해서 제1 처리 영역(201a) 내로부터의 가스 배기를 행하는 경우에는, 가스 배출 영역(287) 내에 불활성 가스의 가스 흐름을 형성하고, 그 가스 흐름을 이용해서 제1 처리 영역(201a) 내로부터의 가스 배기의 촉진 및 인접하는 다른 영역으로의 가스의 유입 억제를 행하는 것도 생각할 수 있다.
구체적으로는, 라인 형상 가스 공급부(281)로부터의 가스 공급에 맞추어, 제1 불활성 가스 공급계에서의 밸브(234f)를 개방 상태로 하고, 가스 도입부(250)의 불활성 가스 도입부(253)를 통해서, 불활성 가스 분출구(254)로부터 불활성 가스를 분출시킨다. 불활성 가스 분출구(254)는, 가스 배출 영역(287)에서의 서셉터(217)의 회전 중심측에 위치하고 있다. 따라서, 불활성 가스 분출구(254)로부터 불활성 가스가 분출하면, 그 불활성 가스는, 가스 배출 영역(287) 내를 서셉터(217)의 외주측을 향해서 흐른다. 이에 의해, 가스 배출 영역(287) 내에는, 도 12에 도시한 바와 같이, 불활성 가스의 강제적인 가스 흐름이 형성된다(화살표 f5 참조).
가스 배출 영역(287) 내에 불활성 가스의 강제적인 가스 흐름이 형성되면, 이에 의해 가스 배출 영역(287) 내에 체류하는 가스를 서셉터(217)의 외주측을 향해서 흘리는 가스 흐름이 유기된다(화살표 f4 참조). 즉, 가스 배출 영역(287) 내에 불활성 가스의 가스 흐름을 형성함으로써, 제1 처리 영역(201a) 내에 공급된 가스에 대한 가스 처리실(201) 밖으로의 배기가 촉진된다. 따라서, 가스 배출 영역(287) 내에서의 불활성 가스의 가스 흐름을 이용하면, 제1 처리 영역(201a) 내로부터의 가스 배기를 효율적이면서 또한 확실하게 행할 수 있게 된다. 나아가, 가스 배출 영역(287) 내에서의 불활성 가스의 가스 흐름을 이용하면, 인접하는 다른 영역으로의 가스의 유입 억제 효과에 대해서도, 당해 가스 흐름을 이용하지 않는 경우에 비해 높아지게 된다.
또한, 가스 배출 영역(287) 내에 불활성 가스의 가스 흐름을 형성하는 경우에, 그 가스 흐름의 유량이나 압력 등은, 불활성 가스 분출구(254) 등의 크기를 적절히 설정함으로써 적절하게 조정하는 것을 생각할 수 있다. 단, 가스 흐름의 유량이나 압력 등의 구체적인 값에 대해서는, 당해 가스 흐름을 이용하지 않는 경우에 비해 가스 배기 효과 등을 촉진할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니며, 제1 처리 영역(201a)이나 가스 배출 영역(287) 등의 각 영역 사이즈를 고려해서 적절히 설정된 것이면 된다.
(7) 본 실시 형태에 따른 효과
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 본 실시 형태에 따르면, 기판 공전 타입의 다매엽 장치로서 구성된 프로세스 챔버(202) 내에서, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각 영역에는, 라인 형상으로 형성된 개구부(283)로부터 영역 내로의 가스 공급을 행하는 라인 형상 가스 공급부(281)와, 그 주위에 배치된 간극 유지 부재(286)가 설치되어 있다. 따라서, 각 영역 내에서는, 웨이퍼(200)의 표면에 대하여 서셉터(217)의 회전 직경 방향에서의 불균일이 없는 상태에서 고압의 가스가 빠른 흐름으로 분출됨과 함께, 분출된 가스가 빠른 흐름 상태 그대로 효율적으로 영역 내의 전역으로 퍼져서, 영역 내를 이동하는 웨이퍼(200)가 충분히 가스 흐름에 노출되게 된다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 각 영역 내에서, 처리 대상이 되는 웨이퍼(200)에 대하여 고폭로량으로의 가스 공급을 균일하게 행할 수 있다. 또한, 각 영역 내에서는, 공급한 가스가 효율적으로 퍼지므로, 웨이퍼(200)의 면 상에 가스를 널리 퍼지게 하는데 시간을 필요로 하거나, 당해 영역의 가스 공급이나 가스 배기 등에 시간을 필요로 하거나 하지 않아, 높은 스루풋으로 웨이퍼(200)의 면 상에 박막을 형성할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 각 영역 내에서, 처리 대상이 되는 웨이퍼(200)에 대하여 고스루풋으로의 처리를 행하는 것이 가능하다.
(b) 또한, 본 실시 형태에 따르면, 서셉터(217)의 회전 둘레 방향에 있어서, 간극 유지 부재(286)의 적어도 일부, 바람직하게는 전부가, 라인 형상 가스 공급부(281)보다도 광폭으로 형성되어 있다. 즉, 라인 형상 가스 공급부(281)와 간극 유지 부재(286)를 비교하면, 라인 형상 가스 공급부(281)는 상대적으로 협폭으로 형성되고, 간극 유지 부재(286)는 상대적으로 광폭으로 형성되어 있다. 따라서, 라인 형상 가스 공급부(281)에서의 개구부(283)도 상대적으로 협폭이 되므로, 개구부(283)로부터의 가스 분출을 고압으로 행할 수 있다. 나아가, 간극 유지 부재(286)가 상대적으로 광폭이 됨으로써, 개구부(283)로부터 분출된 가스를 흐름이 빠른 상태 그대로 고압으로 확산시킬 수 있고, 그 가스를 웨이퍼(200)의 표면 근방에 대하여 집중적으로 분사하도록 하는 것이 가능하게 된다. 이러한 결과로서, 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(200)의 표면에 대하여 고폭로량으로의 가스 공급을 행하는 것이 가능하게 된다. 고폭로량으로의 가스 공급이 가능하면, 이에 수반하여 서셉터(217)의 고속 회전화도 실현 가능하게 되어, 웨이퍼(200)에 대해 고스루풋으로의 처리를 행함에 있어서 매우 유효하다.
(c) 또한, 본 실시 형태에 따르면, 라인 형상 가스 공급부(281)를 구비한 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각 영역에는, 구획판(205)을 따르도록 가스 배출 영역(287)이 형성되어 있다. 그 때문에, 각 영역 내에서는, 가스 배출 영역(287)에 도달한 가스를, 그 가스 배출 영역(287)을 통해서 빠르게 영역 외부로 배출할 수 있다. 또한, 가스 배출 영역(287)을 통해서 서셉터(217)의 외주측으로 가스를 적극적으로 풀어주기 때문에, 가스 흐름이 구획판(205)을 넘어서 인접하는 다른 영역으로 유입하는 것을 억제할 수 있다. 이것은, 서셉터(217)를 고속 회전화시키기 위해서 매우 유용하며, 웨이퍼(200)에 대한 처리의 고스루풋화에 기여한다.
(d) 또한, 가스 배출 영역(287)은, 본 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 하나의 영역 내에서 양쪽 구획판(205) 각각을 따르도록 배치되어 있는 것이 바람직하지만, 적어도 서셉터(217)의 회전 방향의 하류측에 배치되어 있으면 된다. 서셉터(217)의 회전 방향을 고려하면, 서셉터(217)의 회전 방향의 하류측에서의 가스 배출 영역(287)이, 영역 밖으로의 가스 배기에 공헌하는 정도가 더 높기 때문이다.
(e) 또한, 본 실시 형태에 따르면, 라인 형상 가스 공급부(281)는, 개구부(283)보다도 가스 공급 방향의 상류측에 가스 버퍼 영역(284)을 내포하고 있다. 따라서, 개구부(283)가 서셉터(217)의 회전 직경 방향으로 연장되는 라인 형상으로 형성된 것이어도, 그 개구부(283)로부터 분출되는 가스 흐름에 대해서, 분출 유량이나 압력 등에 대해서 서셉터(217)의 회전 직경 방향에서의 균일화를 도모할 수 있어, 가스 흐름이 특정한 개소에 집중해서 분출되어버리는 것을 억제할 수 있다.
(f) 또한, 본 실시 형태에 따르면, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각 영역에서, 서셉터(217)의 외주단 근방에 배기구(230)가 형성되어 있는 한편, 서셉터(217)의 회전 중심측에 위치하는 가스 도입부(250)에는, 불활성 가스 공급계에 접속하는 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)가 형성되어 있다. 따라서, 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)로부터 불활성 가스를 분출시킴으로써, 가스 배출 영역(287) 내에 불활성 가스의 강제적인 가스 흐름을 형성하면, 각 영역 내로부터의 가스 배기를 효율적이면서도 또한 확실하게 행할 수 있다. 나아가, 가스 배출 영역(287) 내에서의 불활성 가스의 가스 흐름을 이용하면, 인접하는 다른 영역으로의 가스의 유입 억제 효과에 대해서도, 당해 가스 흐름을 이용하지 않는 경우에 비해 높일 수 있다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 일 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 일 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
(영역 내에서의 라인 형상 가스 공급부의 설치수)
상술한 실시 형태에서는, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각 영역에서, 하나의 영역 내에 하나의 라인 형상 가스 공급부(281)가 설치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지 않고, 하나의 영역 내에 라인 형상 가스 공급부(281)가 복수 병설되어 있어도 된다.
하나의 영역 내에 복수의 라인 형상 가스 공급부(281)를 병설한 경우에는, 각각의 라인 형상 가스 공급부(281)에 형성된 개구부(283)로부터 영역 내로의 가스 공급이 행하여지므로, 상술한 실시 형태의 경우에 비해, 보다 한층 가스 공급의 효율화를 도모할 수 있고, 그 결과로서 웨이퍼(200)에 대한 처리의 가일층의 고스루풋화를 실현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 하나의 영역 내에 복수의 라인 형상 가스 공급부(281)를 병설하는 경우에는, 각 라인 형상 가스 공급부(281)에 형성된 개구부(283)가 서셉터(217)의 회전축을 중심으로 해서 방사상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 각 라인 형상 가스 공급부(281)에 형성된 개구부(283)가 평행해지도록 각 라인 형상 가스 공급부(281)를 배열해버리면, 콤팩트한 구성의 프로세스 챔버(202)인 경우, 서셉터(217)의 회전과의 관계에 따라서는, 내주측과 외주측에서 웨이퍼(200)에 대한 가스의 폭로량이 상이해져버리는 경우가 있을 수 있다. 그런데, 각 라인 형상 가스 공급부(281)에 형성된 개구부(283)를 방사상으로 배치하면, 내주측과 외주측에서 웨이퍼(200)에 대한 가스의 폭로량의 균일화가 도모되기 때문이다.
또한, 상술한 바와 같이, 하나의 영역 내에 라인 형상 가스 공급부(281)를 복수 병설하는 구성 이외에도, 하나의 라인 형상 가스 공급부(281)에, 라인 형상으로 형성된 개구부를 복수 병설하도록 구성해도 된다.
(불활성 가스 분출구의 설치 위치)
또한, 상술한 실시 형태에서는, 가스 배출 영역(287) 내에 불활성 가스의 가스 흐름을 형성함에 있어서, 서셉터(217)의 회전 중심측에 위치하는 가스 도입부(250)의 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)로부터 불활성 가스를 분출시키는 경우를 예로 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않는다. 즉, 불활성 가스를 분출시키는 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)는, 예를 들어 처리실(201)의 천장부에 설치되어 있어도 된다. 단, 그 경우에는, 평면에서 보았을 때의 구성에 있어서, 불활성 가스 분출구(254, 256, 257)의 설치 장소와 서셉터(217)의 외주측의 사이를 웨이퍼(200)가 이동하는 것으로 한다.
(처리실 내의 구획 영역수)
또한, 상술한 실시 형태에서는, 처리실(201) 내가 4매의 구획판(205)에 의해 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각 영역으로 구획되어 있는 경우를 예로 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명은 적어도 이들 4개의 영역을 갖는 처리실(201)을 구비한 기판 처리 장치(10)라면, 적용하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명이 적용되는 기판 처리 장치(10)의 처리실(201) 내는, 이들 4개의 영역 외에, 예를 들어 H2 가스 등의 개질 가스를 공급해서 웨이퍼(200) 상에 형성된 박막을 개질하기 위한 영역이 구획되어 있어도 된다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 처리실(201) 내의 각 영역이 균등하게 구획되어 있는 경우를 예로 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되지 않고, 각 영역이 서로 다른 크기로 구획되어 있어도 된다.
(라인 형상 가스 공급부의 설치 영역)
또한, 상술한 실시 형태에서는, 제1 처리 영역(201a)에 라인 형상 가스 공급부(281a)가 설치되고, 제1 퍼지 영역(204a)에 라인 형상 가스 공급부(281b)가 설치되고, 제2 퍼지 영역(204b)에 라인 형상 가스 공급부(281c)가 설치되어 있는 경우를 예로 들고 있다. 이와 같이, 제1 처리 영역(201a)에 라인 형상 가스 공급부(281a)가 설치되어 있으면, 웨이퍼(200)에 대하여 원료 가스를 충분히 공급할 수 있으므로, 성막 시간의 단축을 위해서 서셉터(217)의 회전 수를 높게 해도, 적절한 성막 처리를 행할 수 있다. 또한, 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b)의 각각에 라인 형상 가스 공급부(281b, 281c)가 설치되어 있으면, 웨이퍼(200)에 대하여 불활성 가스를 충분히 공급할 수 있으므로, 웨이퍼(200) 상에서 반응하지 않은 가스를 신속히 제거할 수 있어, 서셉터(217)의 회전 수를 높게 해도 잔류 가스 제거를 적절하게 행할 수 있다.
단, 본 발명은 반드시 이것에 한정되지 않고, 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a) 및 제2 퍼지 영역(204b) 중 적어도 하나에, 라인 형상 가스 공급부(281)를 설치하도록 하는 것도 생각할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 처리실(201) 내에 개질 가스 공급 영역이 구획되어 있는 경우에는, 그 개질 가스 공급 영역에 라인 형상 가스 공급부(281)를 설치하도록 해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 제2 처리 영역(201b)에 대해서는, 플라즈마 생성부(206)의 적어도 일부가 설치되어 있으므로, 라인 형상 가스 공급부(281)가 설치되어 있지 않다. 단, 플라즈마 생성부(206)를 이용하지 않고, 예를 들어 리모트 플라즈마 생성 유닛에 의해서도 충분한 플라즈마 여기를 행할 수 있는 종류의 반응 가스를 공급하는 경우라면, 제2 처리 영역(201b)에 라인 형상 가스 공급부(281)를 설치하고, 그 라인 형상 가스 공급부(281)로부터 플라즈마 상태의 반응 가스를 공급하도록 구성하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 본 발명은 제2 처리 영역(201b)에 라인 형상 가스 공급부(281)를 설치하도록 해도 상관없다.
(가스종)
또한, 예를 들어 상술한 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(10)가 행하는 박막 형성 공정에서, 원료 가스(제1 처리 가스)로서 TiCl4 가스를 사용하고, 반응 가스(제2 처리 가스)로서 NH3 가스가 사용하여, 그것들을 교대로 공급함으로써 웨이퍼(200) 상에 TiN막을 형성하는 경우를 예로 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않는다. 즉, 성막 처리에 사용하는 처리 가스는, TiCl4 가스나 NH3 가스 등에 한정되지 않고, 다른 종류의 가스를 사용해서 다른 종류의 박막을 형성해도 상관없다. 나아가, 3종류 이상의 처리 가스를 사용하는 경우에도, 이들을 교대로 공급해서 성막 처리를 행하는 것이라면, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
(구획판)
또한, 예를 들어 상술한 실시 형태에서는, 처리실(201)을 제1 처리 영역(201a), 제1 퍼지 영역(204a), 제2 처리 영역(201b), 제2 퍼지 영역(204b)으로 구획하는 구획부로서, 4매의 구획판(205)을 설치하는 경우를 예로 들었다. 단, 본 발명은 반드시 이것에 한정되지는 않으며, 각 영역을 구획하는 구성으로서, 블록 형상의 부재나 가스 공급 노즐, 가스 배기 노즐 등의 구조체를 구획부로서 설치해도 된다.
(기타)
또한, 예를 들어 상술한 실시 형태에서는, 기판 처리 장치(10)가 행하는 처리로서 성막 처리를 예로 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않는다. 즉, 성막 처리 외에, 산화막, 질화막을 형성하는 처리, 금속을 포함하는 막을 형성하는 처리이어도 된다. 또한, 기판 처리의 구체적 내용은 상관 없으며, 성막 처리뿐만 아니라, 어닐 처리, 산화 처리, 질화 처리, 확산 처리, 리소그래피 처리 등의 다른 기판 처리에도 적절하게 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은, 다른 기판 처리 장치, 예를 들어 어닐 처리 장치, 산화 처리 장치, 질화 처리 장치, 노광 장치, 도포 장치, 건조 장치, 가열 장치, 플라즈마를 이용한 처리 장치 등의 다른 기판 처리 장치에도 적절하게 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 이들 장치가 혼재하고 있어도 된다. 또한, 어떤 한 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 한 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 첨가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시 형태의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가, 삭제, 치환을 하는 것도 가능하다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하에, 본 발명의 바람직한 형태에 대해서 부기한다.
[부기 1]
본 발명의 일 형태에 의하면,
제1 처리 가스 분위기가 되는 제1 처리 영역 및 제2 처리 가스 분위기가 되는 제2 처리 영역을 갖는 처리실과,
상기 처리실 내에 회전 가능하게 설치되어 처리 대상이 되는 기판이 적재되는 기판 적재대와,
상기 기판이 상기 제1 처리 영역, 상기 제2 처리 영역을 순서대로 통과하도록 상기 기판 적재대를 회전시키는 회전 기구를 구비하고,
상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 중 적어도 하나의 영역에는,
상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는 라인 형상으로 형성된 개구부를 갖고, 상기 개구부로부터 상기 적어도 하나의 영역 내로의 가스 공급을 행하는 라인 형상 가스 공급부와,
상기 라인 형상 가스 공급부에 의해 공급된 가스의 유로가 되는 상기 기판의 표면 상 공간을 소정 간격의 간극으로 하도록, 상기 라인 형상 가스 공급부 또는 상기 개구부의 주위에서 상기 기판과 대향하는 상기 처리실의 천장면으로부터 상기 기판의 측을 향해서 돌출된 간극 유지 부재,
가 설치되어 있는 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 2]
바람직하게는,
상기 간극 유지부를 구성하는 간극 유지 부재의 적어도 일부는, 상기 기판 적재대의 회전 둘레 방향에 있어서, 상기 라인 형상 가스 공급부보다도 광폭으로 형성되어 있는,
부기 1에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 3]
바람직하게는,
상기 처리실 내에는, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 구획하는 구획부가 설치되어 있고,
상기 적어도 하나의 영역에는, 상기 구획부와 상기 간극 유지 부재의 사이에 상기 기판의 표면과 상기 처리실의 천장면에 의해 형성되는 공간인 가스 배출 영역이 형성되어 있는,
부기 1 또는 부기 2에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 4]
바람직하게는,
상기 가스 배출 영역은, 상기 개구부에 대하여 상기 기판 적재대의 회전 방향의 하류측에 적어도 배치되어 있는,
부기 3에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 5]
바람직하게는,
상기 적어도 하나의 영역에 상기 라인 형상 가스 공급부 또는 상기 개구부가 서로 인접하도록 복수 설치되어 있는,
부기 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 6]
바람직하게는,
복수 설치된 상기 라인 형상 가스 공급부 또는 상기 개구부가 상기 기판 적재대의 회전축을 중심으로 해서 방사상으로 배치되어 있는,
부기 5에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 7]
바람직하게는,
상기 라인 형상 가스 공급부는, 상기 개구부보다도 가스 공급 방향 상류측에, 상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는 가스 확산 공간으로서의 가스 버퍼 영역을 갖는,
부기 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 8]
바람직하게는,
상기 처리실에는,
상기 기판 적재대의 외주측에 상기 처리실 내의 가스를 배기하는 가스 배기계가 접속되어 있음과 함께,
상기 기판 적재대의 회전 중심측으로부터 외주측을 향해서 상기 가스 배출 영역 내를 흐르는 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계가 접속되어 있는,
부기 3 또는 4에 기재된 기판 처리 장치가 제공된다.
[부기 9]
본 발명의 다른 형태에 의하면,
제1 처리 영역 및 제2 처리 영역을 갖는 처리실 내에 설치된 기판 적재대에 기판을 적재하는 기판 적재 공정과,
상기 제1 처리 영역을 제1 처리 가스 분위기로 하고, 상기 제2 처리 영역을 제2 처리 가스 분위기로 한 상태에서, 상기 기판이 상기 제1 처리 영역, 상기 제2 처리 영역을 순서대로 통과하도록 상기 기판 적재대를 회전시키는 기판 처리 공정을 구비하고,
상기 기판 처리 공정에서는, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 중 적어도 하나의 영역에서는, 상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는 라인 형상으로 형성된 개구부를 갖는 라인 형상 가스 공급부를 구성함과 함께, 상기 기판의 표면 상 공간을 소정 간격의 간극으로 하도록 상기 라인 형상 가스 공급부 또는 상기 개구부의 주위에 상기 기판과 대향하는 상기 처리실의 천장면으로부터 상기 기판의 측을 향해서 돌출된 간극 유지 부재를 배치해 두고, 상기 간극 유지 부재에 의해 형성되는 간극을 상기 라인 형상 가스 공급부의 상기 개구부로부터 공급되는 가스의 유로로 한 상태에서, 상기 개구부로부터 상기 적어도 하나의 영역 내로의 가스 공급을 행하는,
반도체 장치의 제조 방법, 또는 기판 처리 방법이 제공된다.
[부기 10]
본 발명의 다른 형태에 의하면,
제1 처리 영역, 제2 처리 영역, 및 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역의 사이에 개재하는 퍼지 영역을 갖는 처리실 내에 설치된 기판 적재대에 처리 대상이 되는 기판을 적재하는 기판 적재 공정과,
상기 제1 처리 영역을 제1 처리 가스 분위기로 하고, 상기 제2 처리 영역을 제2 처리 가스 분위기로 하고, 상기 퍼지 영역을 불활성 가스 분위기로 함과 함께, 상기 기판이 상기 제1 처리 영역, 상기 퍼지 영역, 상기 제2 처리 영역, 상기 퍼지 영역을 순서대로 통과하도록 상기 기판 적재대를 회전시키는 기판 처리 공정을 구비하고,
상기 기판 처리 공정에서, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역과 상기 퍼지 영역 중 적어도 하나의 영역에서는,
상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는 라인 형상으로 형성된 개구부를 갖는 라인 형상 가스 공급부로부터 상기 적어도 하나의 영역 내로의 가스 공급을 행하고,
상기 기판의 표면 상 공간을 소정 간격의 간극으로 하도록, 상기 라인 형상 가스 공급부 또는 상기 개구부의 주위에 상기 기판과 대향하는 상기 처리실의 천장면으로부터 상기 기판의 측을 향해서 돌출된 간극 유지 부재를 배치해 두고, 상기 간극 유지 부재에 의해 형성되는 간극을 상기 라인 형상 가스 공급부에 의해 공급된 가스의 유로로 하는,
반도체 장치의 제조 방법, 또는 기판 처리 방법이 제공된다.
10 : 기판 처리 장치 200 : 웨이퍼(기판)
201 : 처리실 201a : 제1 처리 영역
201b : 제2 처리 영역 204a : 제1 퍼지 영역
204b : 제2 퍼지 영역 205 : 구획판
217 :서셉터(기판 적재대) 230 : 배기구
267 : 회전 기구
281, 281a, 281b, 281c : 라인 형상 가스 공급부
283 : 개구부 284 : 가스 버퍼 영역
286 : 간극 유지 부재 287 : 가스 배출 영역
300 : 컨트롤러(제어부)

Claims (14)

  1. 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역을 갖는 처리실과,
    상기 처리실 내에 회전 가능하게 설치되어 처리 대상이 되는 기판이 적재되는 기판 적재대와,
    상기 기판이 상기 제1 처리 영역, 상기 제2 처리 영역을 순서대로 통과하도록 상기 기판 적재대를 회전시키는 회전 기구를 포함하고,
    상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 중 적어도 하나의 영역에는,
    상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는, 상기 기판의 직경보다도 긴 하나의 띠 형상으로 형성된 개구와, 상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는, 상기 개구보다도 가스 분출 방향의 상류측이 되는 위치에 상기 개구와 연통하도록 형성되어 처리 가스를 확산하는 가스 버퍼 공간을 포함하고, 상기 가스 버퍼 공간을 통해서 상기 개구로부터 상기 적어도 하나의 영역 내로의 상기 처리 가스 공급을 행하는 가스 공급부와,
    상기 가스 버퍼 공간의 길이 방향의 중앙에 상기 처리실의 천장부로부터 접속되어, 상기 가스 버퍼 공간에의 상기 처리 가스 공급을 행하는 가스 도입부와,
    상기 가스 공급부에 의해 공급된 상기 처리 가스의 유로가 되는 상기 기판의 표면 상 공간을 소정 간격의 간극으로 하도록, 상기 개구의 주위에서 상기 기판과 대향하는 상기 처리실의 천장면으로부터 상기 기판의 측을 향해서 돌출된 간극 유지 부재와,
    상기 간극 유지 부재의 적어도 상기 기판 적재대의 회전 방향의 하류측에 배치되는 구획판이 설치되고,
    상기 구획판의 측면과 상기 간극 유지 부재의 측면과의 사이에 상기 기판의 표면과 상기 천장면에 의해 가스 배출 영역이 형성되고, 상기 가스 배출 영역에는 상기 기판 적재대의 회전 중심측으로부터 외주측을 향해서 상기 가스 배출 영역 내를 흐르는 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계가 접속되어, 상기 가스 배출 영역에 체류한 상기 처리 가스를 상기 불활성 가스에 의해 상기 기판 적재대의 회전 중심측으로부터 외주측에 배기하는, 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 간극 유지 부재의 적어도 일부는, 상기 기판 적재대의 회전 둘레 방향에 있어서, 상기 가스 공급부보다도 광폭으로 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배출 영역은, 상기 개구에 대하여 상기 기판 적재대의 회전 방향의 하류측에 적어도 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배출 영역은, 상기 개구에 대하여 상기 기판 적재대의 회전 방향의 하류측에 배치되어 있고, 상류측에 배치되어 있지 않은, 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 영역에, 상기 개구가 서로 인접하도록 복수 설치되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    복수 설치된 상기 개구는 상기 기판 적재대의 회전축을 중심으로 해서 방사상으로 배치되어 있는, 기판 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 간극 유지 부재는, 상기 가스 공급부와 인접하는, 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 간극 유지 부재는, 상기 처리실의 천장면을 구성하는 부재와는 다른 부재에 의해 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급부와 상기 간극 유지 부재는 일체로서 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
  12. 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역을 갖는 처리실 내에 설치된 기판 적재대에 기판을 적재하는 기판 적재 공정과,
    상기 제1 처리 영역을 제1 처리 가스 분위기로 하고, 상기 제2 처리 영역을 제2 처리 가스 분위기로 한 상태에서, 상기 기판이 상기 제1 처리 영역, 상기 제2 처리 영역을 순서대로 통과하도록 상기 기판 적재대를 회전시키는 기판 처리 공정을 포함하고,
    상기 기판 처리 공정에서는, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 중 적어도 하나의 영역에서는, 상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는, 상기 기판의 직경보다도 긴 하나의 띠 형상으로 형성된 개구와, 상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는, 상기 개구보다도 가스 분출 방향의 상류측이 되는 위치에 상기 개구와 연통하도록 형성된 처리 가스를 확산하는 가스 버퍼 공간을 갖는 가스 공급부를 구성함과 함께, 상기 가스 버퍼 공간의 길이 방향의 중앙에 상기 처리실의 천장부로부터 접속되어, 상기 가스 버퍼 공간에의 상기 처리 가스 공급을 행하는 가스 도입부와, 상기 기판의 표면 상 공간을 소정 간격의 간극으로 하도록 상기 개구의 주위에 상기 기판과 대향하는 상기 처리실의 천장면으로부터 상기 기판의 측을 향해서 돌출된 간극 유지 부재를 배치해 두고, 상기 간극 유지 부재에 의해 형성되는 간극을 상기 개구로부터 공급되는 가스의 유로로 한 상태에서, 상기 가스 버퍼 공간을 통해서 상기 개구로부터 상기 적어도 하나의 영역 내로의 가스 공급을 행하고, 상기 간극 유지 부재의 상기 기판 적재대의 회전 방향의 하류측에 배치되는 구획판이 설치되어, 상기 구획판의 측면과 상기 간극 유지 부재의 측면과의 사이에 상기 기판의 표면과 상기 천장면에 의해 가스 배출 영역이 형성되고, 상기 가스 배출 영역에는 상기 기판 적재대의 회전 중심측으로부터 외주측을 향해서 상기 가스 배출 영역을 흐르는 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계가 접속되어, 상기 가스 배출 영역에 체류한 상기 처리 가스를 상기 불활성 가스에 의해 상기 기판 적재대의 회전 중심측으로부터 외주측에 배기하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역을 갖는 처리실 내에 설치된 기판 적재대에 기판을 적재하는 기판 적재 공정과,
    상기 제1 처리 영역을 제1 처리 가스 분위기로 하고, 상기 제2 처리 영역을 제2 처리 가스 분위기로 한 상태에서, 상기 기판이 상기 제1 처리 영역, 상기 제2 처리 영역을 순서대로 통과하도록 상기 기판 적재대를 회전시키는 기판 처리 공정을 포함하고,
    상기 기판 처리 공정에서는, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 중 적어도 하나의 영역에서는, 상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는, 상기 기판의 직경보다도 긴 하나의 띠 형상으로 형성된 개구와, 상기 기판 적재대의 회전 직경 방향으로 연장되는, 상기 개구보다도 가스 분출 방향의 상류측이 되는 위치에 상기 개구와 연통하도록 형성된 처리 가스를 확산하는 가스 버퍼 공간을 갖는 가스 공급부를 구성함과 함께, 상기 가스 버퍼 공간의 길이 방향의 중앙에 상기 처리실의 천장부로부터 접속되어, 상기 가스 버퍼 공간에의 상기 처리 가스 공급을 행하는 가스 도입부와, 상기 기판의 표면 상 공간을 소정 간격의 간극으로 하도록 상기 개구의 주위에 상기 기판과 대향하는 상기 처리실의 천장면으로부터 상기 기판의 측을 향해서 돌출된 간극 유지 부재를 배치해 두고, 상기 간극 유지 부재에 의해 형성되는 간극을 상기 개구로부터 공급되는 가스의 유로로 한 상태에서, 상기 가스 버퍼 공간을 통해서 상기 개구로부터 상기 적어도 하나의 영역 내로의 가스 공급을 행하고, 상기 간극 유지 부재의 상기 기판 적재대의 회전 방향의 하류측에 배치되는 구획판이 설치되어, 상기 구획판의 측면과 상기 간극 유지 부재의 측면과의 사이에 상기 기판의 표면과 상기 천장면에 의해 가스 배출 영역이 형성되고, 상기 가스 배출 영역에는 상기 기판 적재대의 회전 중심측으로부터 외주측을 향해서 상기 가스 배출 영역을 흐르는 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계가 접속되어, 상기 가스 배출 영역에 체류한 상기 처리 가스를 상기 불활성 가스에 의해 상기 기판 적재대의 회전 중심측으로부터 외주측에 배기하는, 기판 처리 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가스 버퍼 공간의 평면 형상의 면적은, 상기 개구의 평면 형상의 면적보다도 큰, 기판 처리 장치.
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