KR101893360B1 - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 - Google Patents

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

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KR101893360B1
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테츠오 야마모토
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

샤워 헤드를 이용해서 기판으로의 가스 공급을 수행하는 경우에 그 기판으로의 가열이 가스 공급에 악영향을 미치는 것을 회피할 수 있도록 한다.
기판의 처리실을 구비하는 처리 모듈; 처리 모듈에 설치된 기판 반입 반출구; 기판 반입 반출구의 근방에 배설된 기밀 부재를 냉각하는 냉각 기구; 기판 재치면을 포함하는 기판 재치부; 기판을 가열하는 가열부; 제1 열팽창율을 가지는 재질로 구성된 분산판을 포함하는 샤워 헤드; 제1 열팽창율과는 다른 제2 열팽창율을 가지는 재질로 구성되고, 분산판을 지지하는 분산판 지지부; 기판 반입 반출구가 설치된 측에서 분산판과 분산판 지지부의 위치 결정을 수행하는 제1 위치 결정부; 및 기판 반입 반출구가 설치된 측과는 대향하는 측에서 분산판과 분산판 지지부의 위치 결정을 수행하고 기판의 반입 반출 방향을 따라 제1 위치 결정부와 배열되는 위치에 배치되고, 반입 반출 방향을 따른 방향의 변형을 회피하도록 구성된 제2 위치 결정부;를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서 이용되는 기판 처리 장치의 일 형태로서는 예컨대 샤워 헤드를 이용해서 기판의 처리면으로의 가스 공급을 균일하게 수행하는 매엽형(枚葉型) 장치가 있다. 보다 자세하게는, 매엽형 기판 처리 장치에서는 기판 재치면 상의 기판을 히터로 가열하면서 기판 재치면의 상방(上方)에 배치된 샤워 헤드로부터 그 샤워 헤드와 기판 재치면 사이에 위치하는 분산판을 통해서 가스를 분산시키는 것에 의해서 기판 재치면 상의 기판으로의 가스 공급을 수행하는 것에 의해 기판에 대한 처리를 수행하도록 구성된다(예컨대 특허문헌1 참조).
1. 일본 특개 2015-105405호 공보
전술한 구성의 기판 처리 장치에서는 기판에 대한 가열의 영향이 분산판에 미칠 수 있다. 단, 그 경우이어도 기판으로의 가스 공급에 관해서는 예컨대 상기 가스 공급의 균일성이 손상되는 등의 악영향이 발생하는 것을 피해야 한다.
본 발명은 샤워 헤드를 이용해서 기판으로의 가스 공급을 수행하는 경우에 그 기판으로의 가열이 가스 공급에 악영향을 미치는 것을 회피할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면 기판을 처리하는 처리실을 구비하는 처리 모듈; 상기 처리 모듈을 구성하는 벽들 중의 하나에 설치된 기판 반입 반출구; 상기 기판 반입 반출구의 근방에 배설(配設)된 기밀 부재를 냉각하는 냉각 기구; 상기 처리실 내에 배치되고, 상기 기판이 재치되는 기판 재치면을 포함하는 기판 재치부; 상기 기판을 가열하는 가열부; 상기 기판 재치면과 대향하는 위치에 배치되고, 제1 열팽창율을 가지는 재질로 구성된 분산판을 구비하는 샤워 헤드; 상기 제1 열팽창율과는 다른 제2 열팽창율을 가지는 재질로 구성되고, 상기 분산판을 지지하는 분산판 지지부; 상기 분산판과 상기 분산판 지지부의 위치 결정을 수행하고, 상기 기판 반입 반출구가 설치된 측에 배치된 제1 위치 결정부; 및 상기 분산판과 상기 분산판 지지부의 위치 결정을 수행하고, 상기 기판 반입 반출구가 설치된 측과는 상기 처리실을 개재하여 대향하는 측에 배치되고, 상기 기판 반입 반출구를 통한 상기 기판의 반입 반출 방향을 따라 상기 제1 위치 결정부와 배열되는 위치에 배치되고, 상기 반입 반출 방향을 따른 방향의 변형을 회피하도록 구성된 제2 위치 결정부;를 구비하는 기술이 제공된다.
본 발명에 의하면 샤워 헤드를 이용하여 기판으로의 가스 공급을 수행하는 경우에 그 기판으로의 가열이 가스 공급에 악영향을 미치는 것을 회피하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성예를 도시하는 횡단면도(橫斷面圖).
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성예를 도시하는 종단면도(縱斷面圖).
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리실의 개략 구성의 일 예를 모식적으로 도시하는 설명도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리실에서의 주요부(要部) 구성의 일 예를 모식적으로 도시하는 설명도.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 컨트롤러의 구성예를 도시하는 블록도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 개요를 도시하는 플로우 차트.
도 7은 도 6의 기판 처리 공정에서의 성막 공정의 상세를 도시하는 플로우 차트.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서의 기판의 재치 포지션의 1 구체예를 모식적으로 도시하는 설명도.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성예를 도시하는 횡단면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리실에서의 주요부 구성의 일 예를 모식적으로 도시하는 설명도.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리실에서의 주요부 구성의 다른 예를 모식적으로 도시하는 설명도.
이하에 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
(본 발명의 제1 실시 형태)
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해서 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 전체 구성
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성예를 도시하는 횡단면도다. 도 2는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성예를 도시하는 종단면도다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 여기서 예에 들어서 설명하는 기판 처리 장치는 진공 반송실(103)의 주위에 복수의 처리 모듈(201a 내지 201d)을 구비한 소위 클러스터 타입의 장치이다. 보다 상세하게는, 예시적으로 도시된 기판 처리 장치는 기판으로서의 웨이퍼(200)를 처리하는 것으로서, 크게 나누어보면 진공 반송실(103)(트랜스퍼 모듈), 로드록 실(122, 233)(로드록 모듈), 대기(大氣) 반송실(121)(프론트엔드 모듈), IO 스테이지(105)(로드 포트), 복수의 처리 모듈(201a 내지 201d)(프로세스 모듈) 및 제어부로서의 컨트롤러(281)를 구비하는 것으로 구성된다. 이하 이들의 각 구성에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한 이하의 설명에서 전후좌우는 X1방향이 우측, X2방향이 좌측, Y1방향이 전측(前側), Y2방향이 후측(後側)으로 한다.
(진공 반송실)
진공 반송실(103)은 부압(負壓) 하에서 웨이퍼(200)가 반송되는 반송 공간이 되는 반송실로서 기능한다. 진공 반송실(103)을 구성하는 광체[筐體(101)]는 위로부터 보았을 때 6각형으로 형성된다. 그리고 6각형의 각 부분에는 로드록 실(122, 123) 및 각 처리 모듈(201a 내지 201d)이 게이트 밸브(160, 165, 161a 내지 161d)를 개재하여 각각 연결된다.
진공 반송실(103)의 대략 중앙부에는 부압 하에서 웨이퍼(200)를 이재[移載(반송)]하는 반송 로봇으로서의 진공 반송 로봇(112)이 플랜지(115)를 기부(基部)로서 설치된다. 진공 반송 로봇(112)은 엘리베이터(116) 및 플랜지(115)에 의해 진공 반송실(103)의 기밀성을 유지하면서 승강할 수 있도록 구성된다(도 2 참조).
(로드록 실)
진공 반송실(103)을 구성하는 광체(101)의 6매의 측벽 중 전측에 위치하는 2매의 측벽에는 반입을 위한 로드록 실(122)과 반출을 위한 로드록 실(123)이 각각 게이트 밸브(160, 165)를 개재하여 연결된다. 로드록 실(122) 내에는 반입을 위한 기판 재치대(150)가 설치되고, 로드록 실(123) 내에는 반출을 위한 기판 재치대(151)가 설치된다. 또한 각 로드록 실(122, 123)은 각각이 부압을 견딜 수 있는 구조로 구성된다.
(대기 반송실)
로드록 실(122, 123)의 전측에는 대기 반송실(121)이 게이트 밸브(128, 129)를 개재하여 연결된다. 대기 반송실(121)은 실질적으로 대기압 하에서 이용된다.
대기 반송실(121) 내에는 웨이퍼(200)를 이재하는 대기 반송 로봇(124)이 설치된다. 대기 반송 로봇(124)은 대기 반송실(121)에 설치된 엘리베이터(126)에 의해 승강되도록 구성되는 것과 함께, 리니어 액츄에이터(132)에 의해 좌우 방향으로 왕복 이동되도록 구성된다(도 2 참조).
대기 반송실(121)의 상부에는 클린 에어를 공급하는 클린 유닛(118)이 설치된다(도 2 참조). 또한 대기 반송실(121)의 좌측에는 웨이퍼(200)에 형성된 노치(notch) 또는 오리엔테이션 플랫을 맞추는 장치(106)(이하 「프리 얼라이너」라고 말한다)가 설치된다(도 1 참조).
(IO 스테이지)
대기 반송실(121)의 광체(125)의 전측에는 웨이퍼(200)를 대기 반송실(121)에 대하여 반입하거나 반출하기 위한 기판 반입 반출구(134)와 포드 오프너(108)가 설치된다. 기판 반입 반출구(134)를 개재하여 포드 오프너(108)와의 반대측, 즉 광체(125)의 외측에는 IO 스테이지(105)가 설치된다.
IO 스테이지(105) 상에는 웨이퍼(200)를 복수 매 수납하는 FOUP(100)(Front Opening Unified Pod:이하 「포드」라고 말한다.)가 복수 탑재된다. 포드(100)는 실리콘(Si) 기판 등의 웨이퍼(200)를 반송하는 캐리어로서 이용된다. 포드(100) 내에는 미처리의 웨이퍼(200)나 처리 완료된 웨이퍼(200)가 각각 수평 자세로 복수 격납되도록 구성된다. 포드(100)는 공정 내 반송 장치(RGV, Rail Guided Vehicle)(미도시)에 의해 IO 스테이지(105)에 대하여 공급 및 배출된다.
IO 스테이지(105) 상의 포드(100)는 포드 오프너(108)에 의해 개폐된다. 포드 오프너(108)는 포드(100)의 캡(100a)을 개폐하는 것과 함께, 기판 반입 반출구(134)를 폐색(閉塞) 가능한 클로저(142)와 클로저(142)를 구동하는 구동 기구(109)를 구비한다. 포드 오프너(108)는 IO 스테이지(105)에 재치된 포드(100)의 캡(100a)을 개폐하고, 기판 출입구를 개방·폐쇄하는 것에 의해 포드(100)에 대한 웨이퍼(200)의 출입을 가능하게 한다.
(처리 모듈)
진공 반송실(103)을 구성하는 광체(101)의 6매의 측벽 중 로드록 실(122, 123)이 연결되지 않는 나머지 4매의 측벽에는 각각에 대하여 웨이퍼(200)에 원하는 처리를 수행하는 처리 모듈(201a 내지 201d)이 게이트 밸브(161a 내지 161d)를 개재하여 진공 반송실(103)을 중심으로 하여 방사상으로 위치하도록 연결된다. 각 처리 모듈(201a 내지 201d)은 모두 콜드월 식(cold wall type) 처리 용기(203a 내지 203d)에 의해 구성되고, 각각의 처리 모듈(201a 내지 201d)에는 하나의 처리실(202a 내지 202d)이 형성된다. 각 처리실(202a 내지 202d) 내에서는 반도체나 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 웨이퍼(200)에 대한 처리를 수행한다. 각 처리실(202a 내지 202d) 내에서 수행하는 처리로서는 예컨대 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 처리, 웨이퍼의 표면을 산화, 질화, 탄화 등을 하는 처리, 실리사이드, 메탈 등의 막을 형성하는 처리, 웨이퍼의 표면을 에칭하는 처리, 리플로우 처리 등의 각종 기판 처리를 들 수 있다.
또한 각 처리 모듈(201a 내지 201d)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
(컨트롤러)
컨트롤러(281)는 기판 처리 장치를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작을 제어하는 제어부(제어 수단)로서 기능한다. 그렇기 때문에 제어부로서의 컨트롤러(281)는 CPU(Central Processing Unit)나 RAM(Random Access Memory) 등을 포함해서 이루어지는 컴퓨터 장치에 의해 구성된다. 그리고 예컨대 신호선 A를 통해서 진공 반송 로봇(112)과, 신호선 B를 통해서 대기 반송 로봇(124)과, 신호선 C를 통해서 게이트 밸브(160, 161a, 16lb, 161c, 161d, 165, 128, 129)와, 신호선 D를 통해서 포드 오프너(108)와, 신호선 E를 통해서 프리 얼라이너(106)와, 신호선 F를 통해서 클린 유닛(118)과, 각각 전기적으로 접속되고, 이들의 각 부에 대하여 신호선(A 내지 F)을 통해서 동작 지시를 내리도록 구성된다.
또한 컨트롤러(281)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
(2) 처리 모듈의 구성
다음으로 각 처리 모듈(201a 내지 201d)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
각 처리 모듈(201a 내지 201d)은 각각이 매엽식 기판 처리 장치로서 기능하는 것이며, 모두 동일한 구성을 포함하는 것이다. 여기서 각 처리 모듈(201a 내지 201d) 중 하나를 예로 들어서 구체적인 구성을 설명한다. 처리 모듈(201a 내지 201d)의 하나를 예로 들기 때문에 이하의 설명에서는 처리 모듈(201a 내지 201d)을 단순히 「처리 모듈(201)」라고 기술하고, 각 처리 모듈(201a 내지 201d)을 구성하는 콜드월 식의 처리 용기(203a 내지 203d)에 대해서도 단순히 「처리 용기(203)」라고 기술하고, 각 처리 용기(203a 내지 203d) 내에 형성되는 처리실(202a 내지 202d)을 단순히 「처리실(202)」이라고 기술하고, 또한 각 처리 모듈(201a 내지 201d)의 각각에 대응하는 게이트 밸브(161a 내지 161d)에 대해서도 단순히 「게이트 밸브(161)」라고 기술한다. 도 3은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리실의 개략 구성의 일 예를 모식적으로 도시하는 설명도다.
(처리 용기)
처리 모듈(201)은 전술한 바와 같이 콜드 월식의 처리 용기(203)에 의해 구성된다. 처리 용기(203)는 예컨대 횡단면이 원형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성된다. 처리 용기(203)는 알루미나(AlO) 등의 세라믹 재료로 형성된 상부 용기(2031)와, 알루미늄(Al)이나 스텐레스(SUS) 등의 금속 재료로 형성된 하부 용기(2032)로 구성된다.
처리 용기(203) 내에는 처리실(202)이 형성된다. 처리실(202)은 그 상방측[후술하는 기판 재치대(212)보다 상방의 공간]에 위치하고 기판으로서 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리 공간(2021)과, 그 하방 측에서 하부 용기(2032)에 둘러싸여진 공간인 반송 공간(2022)을 구비한다.
하부 용기(2032)의 측면, 즉 처리 용기(203)를 구성하는 벽의 한편에는 게이트 밸브(161)에 인접한 기판 반입 반출구(206)가 설치된다. 웨이퍼(200)는 기판 반입 반출구(206)를 개재하여 반송 공간(2022)에 반입되도록 이루어진다.
하부 용기(2032)에서의 기판 반입 반출구(206)의 근방에는 게이트 밸브(161)가 닫았을 때의 용기 내의 기밀성을 확보하기 위한 O링(2033)이 배설된다. 또한 하부 용기(2032)에서의 기판 반입 반출구(206)의 근방에는 후술하는 히터(213)에 의한 가열의 영향이 O링(2033)에 미치는 것을 억제하기 위해 상기 근방 영역을 냉각하기 위한 냉각 배관(2034)이 배설된다. 냉각 배관(2034)에는 온조(溫調) 유닛(미도시)으로부터 냉매가 공급된다. 이에 의해 냉각 배관(2034) 및 온조 유닛은 기판 반입 반출구(206)의 근방 영역을 냉각하는 냉각 기구로서 기능하도록 이루어진다. 또한 온조 유닛 및 냉매는 공지 기술에 의한 것이면 좋고, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
하부 용기(2032)의 저부에는 리프트 핀(207)이 복수 설치된다. 또한 하부 용기(2032)는 어스 전위가 된다.
(기판 재치대)
처리 공간(2021) 내에는 웨이퍼(200)를 지지하는 기판 지지부(210)(서셉터)가 설치된다. 기판 지지부(210)는 웨이퍼(200)를 재치하는 재치면(211)을 그 표면에 가지는 기판 재치대(212)와, 기판 재치대(212)에 내포된 가열부로서의 히터(213)를 주로 포함한다. 기판 재치대(212)에는 리프트 핀(207)이 관통하는 관통공(214)이 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 설치된다.
기판 재치대(212)는 샤프트(217)에 의해 지지된다. 샤프트(217)는 처리 용기(203)의 저부를 관통하고, 또한 처리 용기(203)의 외부에서 승강 기구(218)에 접속된다. 승강 기구(218)를 작동시켜서 샤프트(217) 및 지지대(212)를 승강시키는 것에 의해 기판 재치대(212)는 재치면(211) 상에 재치되는 웨이퍼(200)를 승강시키는 것이 가능해진다. 또한 샤프트(217)의 하단부의 주위는 벨로우즈(219)(bellows)에 의해 피복되고, 이에 의해 처리 공간(2021) 내는 기밀하게 보지(保持)된다.
기판 재치대(212)는 웨이퍼(200)의 반송 시에는 재치면(211)이 기판 반입 반출구(206)의 위치(웨이퍼 반송 위치)가 되도록 하강하고, 웨이퍼(200)의 처리 시에는 웨이퍼(200)가 처리 공간(2021) 내의 처리 위치(웨이퍼 처리 위치)까지 상승한다. 구체적으로는 기판 재치대(212)를 웨이퍼 반송 위치까지 하강시켰을 때에는 리프트 핀(207)의 상단부가 재치면(211)의 상면으로부터 돌출하여 리프트 핀(207)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 기판 재치대(212)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시켰을 때에는 리프트 핀(207)은 재치면(211)의 상면으로부터 매몰하고, 재치면(211)이 웨이퍼(200)를 하방으로부터 지지하도록 이루어진다. 또한 리프트 핀(207)은 웨이퍼(200)와 직접 접촉하기 때문에 예컨대 석영이나 알루미나 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한 리프트 핀(207)에 승강 기구(미도시)를 설치하고 리프트 핀(207)을 움직이도록 구성해도 좋다.
(샤워 헤드)
처리 공간(2021)의 상방(가스 공급 방향 상류측)에는 가스 분산 기구로서의 샤워 헤드(230)가 설치된다. 샤워 헤드(230)는 예컨대 상부 용기(2031)에 설치된 구멍(2031a)에 삽입된다. 그리고 샤워 헤드(230)는 힌지(미도시)를 개재하여 상부 용기(2031)에 고정되고, 메인터넌스 시에는 힌지를 이용해서 열 수 있도록 구성된다.
샤워 헤드의 덮개(231)는 예컨대 도전성 및 열전도성이 있는 금속으로 형성된다. 또한 샤워 헤드의 덮개(231)에는 제1 분산 기구로서의 가스 공급관(241)이 삽입되는 관통공(231a)이 설치된다. 관통공(231a)에 삽입되는 가스 공급관(241)은 샤워 헤드(230) 내에 형성된 공간인 샤워 헤드 버퍼실(232) 내에 공급하는 가스를 분산시키기 위한 것이며, 샤워 헤드(230) 내에 삽입되는 선단부(241a)와 덮개(231)에 고정되는 플랜지(241b)를 포함한다. 선단부(241a)는 예컨대 원기둥(圓柱) 형상으로 구성되고, 그 원기둥의 측면에는 분산공이 설치된다. 그리고 후술하는 가스 공급부(공급계)로부터 공급되는 가스는 선단부(241a) 및 분산공을 개재하여 샤워 헤드 버퍼실(232) 내에 공급된다.
또한 샤워 헤드(230)는 후술하는 가스 공급부(가스 공급계)로부터 공급되는 가스를 분산시키기 위한 제2 분산 기구로서의 분산판(234)을 구비한다. 분산판(234)은 예컨대 비금속 재료인 석영으로 형성된다. 이 분산판(234)의 상류측이 샤워 헤드 버퍼실(232)이며, 하류측이 처리 공간(2021)이다. 분산판(234)에는 복수의 관통공(234a)이 설치된다. 분산판(234)은 처리 공간(2021)을 개재하여 기판 재치면(211)과 대향하도록 그 기판 재치면(211)의 상방측에 배치된다. 따라서 샤워 헤드 버퍼실(232)은 분산판(234)에 설치된 복수의 관통공(234a)을 개재하여 처리 공간(2021)과 연통하도록 이루어진다.
분산판(234)의 관통공(234a)이 설치된 부분은 상부 용기(2031)에 설치된 구멍[穴(2031a)]에 삽입된다. 그리고 분산판(234)은 구멍(2031a)으로의 삽입 부분의 외주측에 상부 용기(2031)의 상면에 재치되도록 이루어지는 플랜지부(234b, 234c)를 포함한다. 플랜지부(234b, 234c)는 상부 용기(2031)와 덮개(231) 사이에 배치되어서 그 사이를 절연하며 단열한다. 즉 상부 용기(2031)에서의 구멍(2031a)의 외주측에 위치하는 대좌(台座) 부분(2031b)[즉 플랜지부(234b, 234c)가 재치되는 부분]은 분산판(234)을 지지하는 분산판 지지부로서 기능하도록 이루어진다.
또한 분산판(234)의 플랜지부(234b, 234c)와 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)이 중첩되는 개소(箇所)에는 상부 용기(2031)와 분산판(234)과의 위치 결정을 하는 위치 결정부(235, 236)가 설치된다. 위치 결정부(235, 236)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
샤워 헤드 버퍼실(232)에는 공급된 가스의 흐름을 형성하는 가스 가이드(235)가 설치된다. 가스 가이드(235)는 가스 공급관(241)이 삽입되는 관통공(231a)을 정점(頂点)으로 하고 분산판(234) 방향을 향할수록 지름이 커지는 원추(圓錐) 형상이다. 가스 가이드(235)는 그 하단이 분산판(234)의 최외주(最外周)측에 형성되는 관통공(234a)보다 더 외주측에 위치하도록 형성된다. 즉 샤워 헤드 버퍼실(232)은 분산판(234)의 상방측으로부터 공급되는 가스를 처리 공간(2021)을 향해서 가이드하는 가스 가이드(235)를 내포한다.
또한 샤워 헤드의 덮개(231)에는 정합기(미도시) 및 고주파 전원(미도시)이 접속되어도 좋다. 정합기 및 고주파 전원이 접속되면, 정합기 및 고주파 전원에 의해서 임피던스를 조정하는 것에 의해 샤워 헤드 버퍼실(232) 및 처리 공간(2021)에 플라즈마를 생성하는 것이 가능해진다.
또한 샤워 헤드(230)는 샤워 헤드 버퍼실(232) 내 및 처리 공간(2021) 내를 승온시키는 가열원으로서의 히터(미도시)를 내포해도 좋다. 히터는 샤워 헤드 버퍼실(232) 내에 공급된 가스가 재액화하지 않는 온도로 가열한다. 예컨대 100℃ 정도로 가열하도록 제어된다.
(가스 공급계)
샤워 헤드의 덮개(231)에 설치된 관통공(231a)에 삽입되는 가스 공급관(241)에는 공통 가스 공급관(242)이 접속된다. 가스 공급관(241)과 공통 가스 공급관(242)은 관의 내부에서 연통한다. 그리고 공통 가스 공급관(242)으로부터 공급되는 가스는 가스 공급관(241), 가스 도입공(231a)을 통해서 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
공통 가스 공급관(242)에는 제1 가스 공급관(243a), 제2 가스 공급관(244a), 제3 가스 공급관(245a)이 접속된다. 이 중 제2 가스 공급관(244a)은 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 개재하여 공통 가스 공급관(242)에 접속된다.
제1 가스 공급관(243a)을 포함하는 제1 가스 공급계(243)로부터는 주로 제1 원소 함유 가스가 공급되고, 제2 가스 공급관(244a)을 포함하는 제2 가스 공급계(244)로부터는 주로 제2 원소 함유 가스가 공급된다. 제3 가스 공급관(245a)을 포함하는 제3 가스 공급계(245)로부터는 웨이퍼(200)를 처리할 때는 주로 불활성 가스가 공급되고, 샤워 헤드(230)나 처리 공간(2021)을 클리닝할 때는 클리닝 가스가 주로 공급된다.
(제1 가스 공급계)
제1 가스 공급관(243a)에는 상류 방향으로부터 순서대로 제1 가스 공급원(243b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(243c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(243d)가 설치된다. 그리고 제1 가스 공급원(243b)으로부터는 제1 원소를 함유하는 가스(이하 「제1 원소 함유 가스」라고 말한다.)가 MFC(243c), 밸브(243d), 제1 가스 공급관(243a), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
제1 원소 함유 가스는 처리 가스 중의 하나이며 원료 가스로서 작용하는 것이다. 여기서 제1 원소는 예컨대 실리콘(Si)이다. 즉 제1 원소 함유 가스는 실리콘 함유 가스이며, 예컨대 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭:DCS) 가스를 이용한다.
제1 가스 공급관(243a)의 밸브(243d)보다 하류측에는 제1 불활성 가스 공급관(246a)의 하류단이 접속된다. 제1 불활성 가스 공급관(246a)에는 상류 방향으로부터 순서대로 불활성 가스 공급원(246b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(246c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(246d)가 설치된다. 그리고 불활성 가스 공급원(246b)으로부터는 불활성 가스가 MFC(246c), 밸브(246d), 제1 불활성 가스 공급관(246a), 제1 가스 공급관(243a), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
여기서 불활성 가스는 제1 원소 함유 가스의 캐리어 가스로서 작용하는 것으로 제1 원소와는 반응하지 않는 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예컨대 질소(N2) 가스를 이용할 수 있다. 또한 불활성 가스로서는 N2가스 뿐만 아니라, 예컨대 헬륨(He) 가스, 네온(Ne) 가스, 아르곤(Ar) 가스 등의 희가스를 이용할 수 있다.
주로 제1 가스 공급관(243a), MFC(243c), 밸브(243d)에 의해 제1 가스 공급계(243)(「실리콘 함유 가스 공급계」라고도 말한다)가 구성된다. 또한 주로 제1 불활성 가스 공급관(246a), MFC(246c) 및 밸브(246d)에 의해 제1 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한 제1 가스 공급계(243)는 제1 가스 공급원(243b), 제1 불활성 가스 공급계를 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 제1 불활성 가스 공급계는 불활성 가스 공급원(234b), 제1 가스 공급관(243a)을 포함시켜서 생각해도 좋다. 이와 같은 제1 가스 공급계(243)는 처리 가스의 하나인 원료 가스를 공급하기 때문에 처리 가스 공급계의 하나에 해당한다.
(제2 가스 공급계)
제2 가스 공급관(244a)에는 하류에 리모트 플라즈마 유닛(244e)이 설치된다. 제2 가스 공급관(244a)의 상류 방향으로부터 순서대로 제2 가스 공급원(244b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(244c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(244d)가 설치된다. 그리고 제2 가스 공급원(244b)으로부터는 제2 원소를 함유하는 가스(이하 「제2 원소 함유 가스」라고 말한다. )가 MFC(244c), 밸브(244d), 제2 가스 공급관(244a), 리모트 플라즈마 유닛(244e), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다. 이때 제2 원소 함유 가스는 리모트 플라즈마 유닛(244e)에 의해 플라즈마 상태로 되어 웨이퍼(200) 상에 공급된다.
제2 원소 함유 가스는 처리 가스 중의 하나이며 반응 가스 또는 개질 가스로서 작용하는 것이다. 여기서 제2 원소 함유 가스는 제1 원소와 다른 제2 원소를 함유한다. 제2 원소로서는 예컨대 질소(N)다. 즉 제2 원소 함유 가스는 예컨대 질소 함유 가스이며, 예컨대 암모니아(NH3) 가스를 이용한다.
제2 가스 공급관(244a)의 밸브(244d)보다 하류측에는 제2 불활성 가스 공급관(247a)의 하류단이 접속된다. 제2 불활성 가스 공급관(247a)에는 상류 방향으로부터 순서대로 불활성 가스 공급원(247b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(247c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(247d)가 설치된다. 그리고 불활성 가스 공급원(247b)으로부터는 불활성 가스가 MFC(247c), 밸브(247d), 제2 불활성 가스 공급관(247a), 제2 가스 공급관(244a), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
여기서 불활성 가스는 기판 처리 공정에서는 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용한다. 구체적으로는 예컨대 N2가스를 이용할 수 있지만, N2가스 뿐만 아니라, 예컨대 He가스, Ne가스, Ar가스 등의 희가스를 이용할 수도 있다.
주로 제2 가스 공급관(244a), MFC(244c), 밸브(244d)에 의해 제2 가스 공급계(244)(「질소 함유 가스 공급계」라고도 말한다)가 구성된다. 또한 주로 제2 불활성 가스 공급관(247a), MFC(247c) 및 밸브(247d)에 의해 제2 불활성 가스 공급계가 구성된다. 또한 제2 가스 공급계(244)는 제2 가스 공급원(244b), 리모트 플라즈마 유닛(244e), 제2 불활성 가스 공급계를 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 제2 불활성 가스 공급계는 불활성 가스 공급원(247b), 제2 가스 공급관(244a), 리모트 플라즈마 유닛(244e)을 포함시켜서 생각해도 좋다. 이와 같은 제2 가스 공급계(244)는 처리 가스의 하나인 반응 가스 또는 개질 가스를 공급하기 때문에 처리 가스 공급계의 하나에 해당한다.
(제3 가스 공급계)
제3 가스 공급관(245a)에는 상류 방향으로부터 순서대로 제3 가스 공급원(245b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(245c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(245d)가 설치된다. 그리고 제3 가스 공급원(245b)으로부터는 불활성 가스가 MFC(245c), 밸브(245d), 제3 가스 공급관(245a), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
제3 가스 공급원(245b)으로부터 공급되는 불활성 가스는 기판 처리 공정에서는 처리 용기(203)나 샤워 헤드(230) 내에 잔류한 가스를 퍼지하는 퍼지 가스로서 작용한다. 또한 클리닝 공정에서는 클리닝 가스의 캐리어 가스 또는 희석 가스로서 작용해도 좋다. 이와 같은 불활성 가스로서는 예컨대 N2가스를 이용할 수 있지만, N2가스의 이외, 예컨대 He가스, Ne가스, Ar가스 등의 희가스를 이용할 수도 있다.
제3 가스 공급관(245a)의 밸브(245d)보다 하류측에는 클리닝 가스 공급관(248a)의 하류단이 접속된다. 클리닝 가스 공급관(248a)에는 상류 방향으로부터 순서대로 클리닝 가스 공급원(248b), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(248c)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(248d)가 설치된다. 그리고 클리닝 가스 공급원(248b)으로부터는 클리닝 가스가 MFC(248c), 밸브(248d), 클리닝 가스 공급관(248a), 제3 가스 공급관(245a), 공통 가스 공급관(242)을 개재하여 샤워 헤드(230) 내에 공급된다.
클리닝 가스 공급원(248b)으로부터 공급되는 클리닝 가스는 클리닝 공정에서는 샤워 헤드(230)나 처리 용기(203)에 부착된 부생성물 등을 제거하는 클리닝 가스로서 작용한다. 이와 같은 클리닝 가스로서는 예컨대 3불화질소(NF3) 가스를 이용할 수 있다. 또한 클리닝 가스로서는 NF3가스 뿐만 아니라, 예컨대 불화수소(HF) 가스, 3불화염소(ClF3) 가스, 불소(F2) 가스 등을 이용해도 좋고, 또한 이들을 조합시켜서 이용해도 좋다.
주로 제3 가스 공급관(245a), 매스 플로우 컨트롤러(245c), 밸브(245d)에 의해 제3 가스 공급계(245)가 구성된다. 또한 주로 클리닝 가스 공급관(248a), 매스 플로우 컨트롤러(248c) 및 밸브(248d)에 의해 클리닝 가스 공급계가 구성된다. 또한 제3 가스 공급계(245)는 제3 가스 공급원(245b), 클리닝 가스 공급계를 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 클리닝 가스 공급계는 클리닝 가스 공급원(248b), 제3 가스 공급관(245a)을 포함시켜서 생각해도 좋다.
(가스 배기계)
처리 용기(203)의 분위기를 배기하는 배기계는 처리 용기(203)에 접속된 복수의 배기관을 포함한다. 구체적으로는 반송 공간(2022)에 접속되는 배기관(261)(제1 배기관)과, 처리 공간(2021)에 접속되는 배기관(262)(제2 배기관)과, 샤워 헤드 버퍼실(232)에 접속되는 배기관(263)(제3 배기관)을 포함한다. 또한 각 배기관(261, 262, 263)의 하류측에는 배기관(264)(제4배기관)이 접속된다.
배기관(261)은 반송 공간(2022)의 측면 또는 저면에 접속된다. 배기관(261)에는 고(高)진공 또는 초(超)고진공을 실현하는 진공 펌프로서 TMP(265)(Turbo Molecular Pump:이하 「제1 진공 펌프」라고도 말한다.)가 설치된다. 배기관(261)에서 TMP(265)의 상류측과 하류측에는 각각 개폐 밸브인 밸브(266, 267)가 설치된다.
배기관(262)은 처리 공간(2021)의 측방에 접속된다. 배기관(262)에는 처리 공간(2021) 내를 소정의 압력으로 제어하는 압력 제어기인 APC(276)(Automatic Pressure Controller)가 설치된다. APC(276)는 개도(開度) 조정 가능한 밸브체(미도시)를 포함하고, 컨트롤러(280)로부터의 지시에 따라 배기관(262)의 컨덕턴스를 조정한다. 또한 배기관(262)에서 APC(276)의 상류측과 하류측에는 각각 개폐 밸브인 밸브(275, 277)가 설치된다.
배기관(263)은 샤워 헤드 버퍼실(232)의 측방 또는 상방에 접속된다. 배기관(263)에는 개폐 밸브인 밸브(270)가 설치된다.
배기관(264)에는 DP(278)(Dry Pump)가 설치된다. 도시된 바와 같이 배기관(264)에는 그 상류측으로부터 배기관(263), 배기관(262), 배기관(261)이 접속되고, 또한 그들의 하류에 DP(278)가 설치된다. DP(278)는 배기관(263), 배기관(262), 배기관(261)의 각각을 개재하여 샤워 헤드 버퍼실(232), 처리 공간(2021) 및 반송 공간(2022)의 각각의 분위기를 배기한다. 또한 DP(278)는 TMP(265)가 동작할 때에 그 보조 펌프로서도 기능한다. 즉 고진공(혹은 초고진공) 펌프인 TMP(265)는 대기압까지의 배기를 단독으로 수행하는 것은 곤란하기 때문에 대기압까지의 배기를 수행하는 보조 펌프로서 DP(278)가 이용된다.
(3) 분산판 및 위치 결정부의 구성
다음으로 샤워 헤드(230)에 설치된 분산판(234)과 그 분산판(234)의 위치 결정을 수행하는 위치 결정부(235, 236)에 대해서 각각의 상세한 구성을 설명한다.
전술한 구성의 처리실(201)에서 웨이퍼(200)에 대한 처리를 수행할 때는, 처리 대상이 되는 웨이퍼(200)를 웨이퍼 처리 위치까지 상승시키면서 기판 재치대(212)의 히터(213)로 웨이퍼(200)에 대한 가열을 수행한다. 이때 히터(213)에 의한 가열로 샤워 헤드(230)도 고온이 되기 때문에, 샤워 헤드(230)의 가스와 접촉하는 부분이 금속 재료로 구성되면 웨이퍼(200)로의 금속 오염이 염려된다. 그렇기 때문에 샤워 헤드(230)의 분산판(234)은 비금속 재료인 석영으로 구성된다.
한편, 분산판(234)을 지지하는 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)은 세라믹 재료인 알루미나로 구성된다. 따라서 분산판(234)과 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)과는 서로 다른 열팽창율을 가지도록 이루어진다. 구체적으로는 석영의 열팽창율(열팽창계수)은 6.0×10-7/℃(이하 이 열팽창율을 「제1 열팽창율」이라고 말한다.)이며, 알루미나의 열팽창율(열팽창계수)은 7.1×10-6/℃(이하 이 열팽창율을 「제2 열팽창율」이라고 말한다.)이다. 즉 분산판(234)은 제1 열팽창율을 가지는 재질로 구성되고, 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)은 제1 열팽창율과는 다른 제2 열팽창율을 가지는 재질로 구성된다.
이와 같이 분산판(234)과 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b) 사이에 열팽창율 차이가 있으면, 기판 재치대(212)의 히터(213)에 의한 가열 처리로 고온화한 경우에 각각의 변형량(신장량)에도 차이가 발생한다. 예컨대 분산판(234)을 구성하는 석영에 대해서는 열팽창율이 6.0×10-7/℃이기 때문에, 온도 변화Δt=300℃ 및 길이L=500mm인 경우에는 6.0×10-7×300×500=0.09mm 연장한다. 또한 온도 변화Δt=400℃ 및 길이L=500mm인 경우에는 6.0×10-7×400×500=0.12mm 연장한다. 또한 온도 변화Δt=500℃ 및 길이L=500mm인 경우에는 6.0×10-7×500×500=0.15mm 연장한다. 이것에 대하여 예컨대 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)을 구성하는 알루미나에 대해서는 열팽창율이 7.1×10-6/℃이기 때문에, 온도 변화Δt=300℃ 및 길이L=500mm인 경우에는 7.1×10-6×300×500=1.1mm 연장한다. 또한 온도 변화Δt=400℃ 및 길이L=500mm인 경우에는, 7.1×10-6×400×500=1.4mm 연장한다. 또한 온도 변화Δt=500℃ 및 길이L=500mm인 경우에는 7.1×10-6×500×500=1.8mm 연장한다.
또한 분산판(234)에 열팽창율이 작은 재질을 사용하는 이유는 기판 재치대(212)의 히터(213)에 의한 가열 처리로 고온화한 경우에 관통공(234a)의 공경(孔經)이 의도하지 않는 팽창에 의해 크게 되어 기대한 가스 유량과 달라지는 것을 방지하기 위해서다. 한편, 상부 용기(2031)에 열팽창율이 큰 재질을 사용하는 이유는 처리실(201)이 진공 챔버 구조이기 때문에 기계적 강도의 확보를 우선적으로 고려했기 때문이다.
이상과 같은 열팽창율 차이가 있는 것을 고려하면 분산판(234)과 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)은 나사 등과 같은 고정 부품으로 고정할 수 없다. 나사 등과 같은 고정 부품으로 고정하면 어느 하나가 파손되는 우려가 있기 때문이다. 그래서 본 실시 형태에서 설명하는 기판 처리 장치에서는 분산판(234)과 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)과의 위치 관계의 고정을 위치 결정부(235, 236)를 이용해서 수행하다.
이하에 위치 결정부(235, 236)가 상세한 구성에 대해서 설명한다. 도 4는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리실에서의 주요부 구성의 일 예를 모식적으로 도시하는 설명도다.
위치 결정부(235, 236)는 모두 분산판(234)과 분산판 지지부로서 기능하는 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)과의 위치 결정을 수행하는 것이다. 위치 결정부(235, 236)로서는 처리 용기(203)의 기판 반입 반출구(206)가 설치된 측[즉 냉각 배관(2034)이 배설되는 측]에 배치된 제1 위치 결정부(235)와, 기판 반입 반출구(206)가 설치된 측과는 처리 공간(2021)을 개재하여 대향하는 측[즉 처리 용기(203)를 구성하는 벽 중 기판 반입 반출구(206)가 설치된 벽과 대향하는 벽의 측]에 배치된 제2 위치 결정부(236)가 있다.
이들 제1 위치 결정부(235) 및 제2 위치 결정부(236)는 기판 반입 반출구(206)를 통한 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향을 따라 배열되도록 배치된다. 보다 구체적으로는 제1 위치 결정부(235) 및 제2 위치 결정부(236)는 기판 반입 반출구(206)를 위로부터 보았을 때 상기 기판 반입 반출구(206)의 중앙 위치를 통과하고, 또한 그 기판 반입 반출구(206)를 통한 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향을 따라 연장하는 가상적인 직선 L 상에 배치된다. 이에 의해 제1 위치 결정부(235) 및 제2 위치 결정부(236)에 의해 위치 결정되는 분산판(234)은 가상적인 직선 L을 중심으로 하여 도 4에 도시된 좌우 방향으로 균등하게 분배되어 배치된다. 또한 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향은 진공 반송 로봇(112)에 의해 특정된다. 즉 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향은 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113)의 이동 방향(도면 중 화살표 참조)과 일치한다.
이들 제1 위치 결정부(235) 및 제2 위치 결정부(236) 중 기판 반입 반출구(206)의 측에 위치하는 제1 위치 결정부(235)는 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)으로부터 상방을 향해서 돌출하도록 설치된 핀 형상의 제1 철부[凸部(235a)]와, 분산판(234)에 구비되며 제1 철부(235a)가 삽입되는 원공(圓孔) 형상의 제1 요부[凹部(235b)]에 의해 구성된다. 제1 위치 결정부(235)가 위치하는 쪽은 냉각 배관(2034)이 배설되기 때문에 고온화가 억제된다. 이를 감안하여, 제1 위치 결정부(235)는 원공 형상의 제1 요부(235b)를 포함하도록 구성된다.
한편, 제2 위치 결정부(236)는 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)으로부터 상방을 향해서 돌출하도록 설치된 핀 형상의 제2 철부(236a)와, 분산판(234)에 구비되며 제2 철부(236a)가 삽입되는 타원공(長圓孔) 형상의 제2 요부(236b)에 의해 구성된다. 이와 같이 제2 위치 결정부(236)는 타원공 형상의 제2 요부(236b)를 포함하도록 구성된다. 따라서 기판 재치대(212)의 히터(213)에 의한 가열 처리에 의해서 분산판(234)이나 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b) 등에 변형(신장)이 발생한 경우라도, 타원공 형상의 제2 요부(236b)가 이를 회피하도록 작용함으로써 분산판(234) 등이 파손될 일이 없다.
또한 제2 위치 결정부(236)를 구성하는 제2 요부(236b)는 타원공 형상의 장축 방향이 기판 반입 반출구(206)를 통한 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향을 따르도록 배치된다. 즉 제2 요부(236b)의 장축 방향에 대해서도 제1 위치 결정부(235)와 제2 위치 결정부(236)의 배열 방향과 동일하게 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향[즉 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113)의 이동 방향]이 일치한다. 따라서 기판 재치대(212)의 히터(213)에 의한 가열 처리로 분산판(234) 등에 변형(신장)이 발생한 경우에도, 그 변형(신장)이 발생하는 방향은 주로 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113)의 이동 방향을 따르도록 규제된다.
또한 여기서는 제1 위치 결정부(235) 및 제2 위치 결정부(236)의 각각에 대해서 대좌 부분(2031b)의 측에 핀 형상의 철부(235a, 236a)를 배치하고, 분산판(234)의 측에 공 형상의 요부(235b, 235b)를 배치한 경우를 예에 들었지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것이 아니다. 즉 제1 위치 결정부(235) 및 제2 위치 결정부(236)는 분산판(234)과 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)의 위치 결정을 할 수 있는 것이라면 본 실시 형태의 경우와 요철 관계가 반대이어도 좋고, 또한 핀 및 공(孔) 이외의 공지의 위치 결정 기술을 이용한 것이어도 좋다.
(4) 컨트롤러의 기능 구성
다음으로 컨트롤러(281)의 상세한 구성에 대해서 설명한다. 도 5a는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 컨트롤러의 구성예를 도시하는 블록도다.
(하드웨어 구성)
컨트롤러(281)는 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작을 제어하는 제어부(제어 수단)로서 기능하는 것이며, 컴퓨터 장치에 의해 구성된 것이다. 보다 구체적으로는 컨트롤러(281)는 도 5a에 도시하는 바와 같이 액정 모니터 등의 표시 장치(281a), CPU나 RAM 등의 조합으로 이루어지는 연산 장치(281b), 키보드나 마우스 등의 조작부(281c), 플래시 메모리나 HDD(Hard Disk Drive) 등의 기억 장치(281d) 및 외부 인터페이스 등의 데이터 입출력부(281e)라는 하드웨어 자원을 구비해서 구성된다. 이들 중 기억 장치(281d)는 내부 기록 매체(281f)를 포함한다. 또한 데이터 입출력부(281e)는 네트워크(281h)에 접속된다. 그리고 네트워크(281h)를 개재하여 기판 처리 장치 내의 다른 구성, 예컨대 후술하는 로봇 구동부(283)나 상위 장치(미도시)에 접속된다. 또한 컨트롤러(281)는 내부 기록 매체(281f) 대신에 외부 기록 매체(281g)를 데이터 입출력부(281e)에 접속해서 설치해도 좋고, 또한 내부 기록 매체(281f)와 외부 기록 매체(281g)의 양방(兩方)을 이용한 것이어도 좋다.
즉 컨트롤러(281)는 컴퓨터 장치로서의 하드웨어 자원을 구비해서 구성되고, 연산 장치(281b)가 기억 장치(281d)의 내부 기록 매체(281f)에 기억된 프로그램을 실행하는 것에 의해서 그 프로그램(소프트웨어)과 하드웨어 자원이 협동하여 기판 처리 장치의 각 부의 동작을 제어하는 제어부로서 기능하도록 이루어진다.
이와 같은 컨트롤러(281)는 전용의 컴퓨터 장치에 의해 구성하는 것이 생각되지만, 이것에 한정되는 것은 없고, 범용의 컴퓨터 장치에 의해 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램 등을 격납한 외부 기록 매체(281g)[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光)디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]를 준비하고, 그 외부 기록 매체(281g)를 이용해서 범용의 컴퓨터 장치에 상기 프로그램 등을 인스톨하는 것에 의해 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(281)를 구성할 수 있다. 또한 컴퓨터 장치에 프로그램 등을 공급하기 위한 방법에 대해서도 외부 기록 매체(281g)를 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 인터넷이나 전용 회선 등의 네트워크(281h)를 이용하고, 외부 기록 매체(281g)를 개재하지 않고 프로그램 등을 공급하도록 해도 좋다. 또한 기억 장치(281d)의 내부 기록 매체(281f)나 외부 기록 매체(281g) 등은 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하 이들을 총칭하여 단순히 「기록 매체」라고도 한다. 또한 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 이용한 경우는 기억 장치(281d)의 내부 기록 매체(281f) 단체(單體)만을 포함하는 경우, 외부 기록 매체(281g) 단체만을 포함할 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 이용한 경우는 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 어플리케이션 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다.
(기능 구성)
컨트롤러(281)에서의 연산 장치(281b)는 기억 장치(281d)의 내부 기록 매체(281f)에 기억된 프로그램을 실행하는 것에 의해 도 5b에 도시하는 바와 같이 적어도 로봇 제어부(282)로서의 기능을 실현한다. 또한 여기서는 로봇 제어부(282)만을 예에 들어서 설명하지만, 연산 장치(281b)가 다른 제어 기능도 실현하는 것은 말할 필요도 없다.
로봇 제어부(282)는 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실(103) 내에 배치된 진공 반송 로봇(112)[즉 기판 반입 반출구(206)를 통해서 웨이퍼(200)의 반입 반출을 수행하는 진공 반송 로봇(112)]에 대해서 그 진공 반송 로봇(112)에 의한 기판 재치대(212)의 재치면(211) 상으로의 웨이퍼(200)의 재치 포지션을 제어하는 것이다. 보다 구체적으로는 로봇 제어부(282)는 처리 용기(203) 내에서의 처리 상황[예컨대 기판 재치대(212) 내의 히터(213)에 의한 가열 상황]에 따라 어떤 웨이퍼(200)를 재치하는 제1 포지션과 상기 어떤 웨이퍼(200)의 후에 처리하는 다른 웨이퍼(200)를 재치하는 제2 포지션을 다르게 하도록 재치면(211) 상으로의 재치 포지션의 가변 제어를 수행하도록 이루어진다.
이와 같은 재치 포지션의 가변 제어를 수행하기 위해서 로봇 제어부(282)는 검출부(282a), 산출부(282b), 지시부(282c) 및 기억부(282d)로서의 기능을 가진다. 검출부(282a)는 진공 반송 로봇(112)의 가동 파라미터를 검출하는 것이다. 가동 파라미터에는 적어도 진공 반송 로봇(112)의 로봇 구동부(283)(예컨대 구동 모터나 그 컨트롤러 등)의 구동 이력 정보 또는 진공 반송 로봇(112)의 위치 정보가 포함된다. 산출부(282b)는 검출부(282a)가 검출한 가동 파라미터와 재치면(211) 상에 웨이퍼(200)를 재치하는 제1 포지션의 위치 정보 또는 제2 포지션의 위치 정보를 기초로 진공 반송 로봇(112)을 동작시킬 때의 구동 데이터를 산출하는 것이다. 지시부(282c)는 산출부(282b)가 산출한 구동 데이터에 따라 진공 반송 로봇(112)의 로봇 구동부(283)에 대하여 동작 지시를 내리는 것이다. 기억부(282d)는 산출부(282b)가 구동 데이터를 산출할 때에 필요한 각종 데이터(매핑 데이터 등)를 미리 기억하는 것이다.
또한 로봇 제어부(282)가 수행하는 웨이퍼(200)의 재치 포지션의 가변 제어의 구체적인 형태에 대해서는 후술한다.
(5) 기판 처리 공정
다음으로 반도체 제조 공정의 일 공정으로서 전술한 구성의 처리 모듈(201)을 이용해서 웨이퍼(200) 상에 박막을 형성하는 공정에 대해서 설명한다. 또한 이하의 설명에서 기판 처리 장치를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(281)에 의해 제어된다.
여기서는 제1 원소 함유 가스(제1 처리 가스)로서 DCS가스를 이용하고 제2 원소 함유 가스(제2 처리 가스)로서 NH3가스를 이용하고 그들을 교호(交互)적으로 공급하는 것에 의해서 웨이퍼(200) 상에 반도체계 박막으로서 실리콘 질화막(SiN막)을 형성하는 예에 대해서 설명한다.
도 6은 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 공정의 개요를 도시하는 플로우 차트다. 도 7은 도 6의 성막 공정의 상세를 도시하는 플로우 차트다.
[기판 반입 재치·가열 공정: S102]
처리실(202) 내에서는 우선, 기판 재치대(212)를 웨이퍼(200)의 반송 위치(반송 포지션)까지 하강시키는 것에 의해 기판 재치대(212)의 관통공(214)에 리프트 핀(207)을 관통시킨다. 그 결과, 리프트 핀(207)은 기판 재치대(212)표면보다 소정의 높이만큼만 돌출한 상태가 된다. 계속해서 게이트 밸브(161)를 열어 반송 공간(2022)을 진공 반송실(103)과 연통시킨다. 그리고 이 진공 반송실(103)로부터 진공 반송 로봇(112)을 이용해서 웨이퍼(200)를 반송 공간(2022)에 반입하고, 리프트 핀(207) 상에 웨이퍼(200)를 이재한다. 이에 의해 웨이퍼(200)는 기판 재치대(212)의 표면으로부터 돌출한 리프트 핀(207) 상에 수평 자세로 지지된다.
처리 용기(203) 내에 웨이퍼(200)를 반입하면, 진공 반송 로봇(112)을 처리 용기(203)의 외로 퇴피시키고, 게이트 밸브(161)를 닫아 처리 용기(203) 내를 밀폐한다. 그 후, 기판 재치대(212)를 상승시키는 것에 의해 기판 재치대(212)에 설치된 기판 재치면(211) 상에 웨이퍼(200)를 재치시키고, 또한 기판 재치대(212)를 상승시키는 것에 의해 전술한 처리 공간(2021) 내의 처리 위치(기판 처리 포지션)까지 웨이퍼(200)를 상승시킨다.
이때 기판 재치대(212)의 재치면(211) 상에서의 웨이퍼(200)의 재치 포지션은 진공 반송 로봇(112)에 의한 반송 공간(2022) 내로의 웨이퍼(200)의 반입 위치에 따라 결정된다. 즉 재치면(211) 상에서의 웨이퍼(200)의 재치 포지션은 진공 반송 로봇(112)에 대한 로봇 제어부(282)로부터의 동작 지시의 내용에 따라 임의로 컨트롤하는 것이 가능하다.
웨이퍼(200)가 반송 공간(2022)에 반입된 후, 처리 공간(2021) 내의 처리 위치까지 상승하면, 밸브(266)와 밸브(267)를 닫힘 상태로 한다. 이에 의해 반송 공간(2022)과 TMP(265) 사이 및 TMP(265)와 배기관(264) 사이가 차단되어, TMP(265)에 의한 반송 공간(2022)의 배기가 종료된다. 한편, 밸브(277)와 밸브(275)를 열어 처리 공간(2021)과 APC(276) 사이를 연통시키는 것과 함께, APC(276)와 DP(278) 사이를 연통시킨다. APC(276)는 배기관(262)의 컨덕턴스를 조정하는 것에 의해 DP(278)에 의한 처리 공간(2021)의 배기 유량을 제어하고, 처리 공간(2021)을 소정의 압력(예컨대 10-5 내지 10-1Pa의 고진공)으로 유지한다.
또한 이 공정에서 처리 용기(203) 내를 배기하면서 불활성 가스 공급계(245)로부터 처리 용기(203) 내에 불활성 가스로서의 N2가스를 공급해도 좋다. 즉 TMP(265), 혹은 DP(278)로 처리 용기(203) 내를 배기하면서 적어도 제3 가스 공급계의 밸브(245d)를 여는 것에 의해 처리 용기(203) 내에 N2가스를 공급해도 좋다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상으로의 파티클의 부착을 억제하는 것이 가능해진다.
또한 웨이퍼(200)를 기판 재치대(212) 상에 재치할 때는 기판 재치대(212)의 내부에 매립된 히터(213)에 전력을 공급하여, 웨이퍼(200)의 표면이 소정의 온도가 되도록 제어된다. 즉 기판 재치대(212) 내에 설치된 히터(213)에 의한 가열을 수행한다. 이때 히터(213)의 온도는 온도 센서(미도시)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(213)로의 통전 상태를 제어하는 것에 의해 조정된다.
이와 같이 하여 기판 반입 재치·가열 공정(S102)에서는 처리 공간(2021) 내를 소정의 압력이 되도록 제어하는 것과 함께, 웨이퍼(200)의 표면 온도가 소정의 온도가 되도록 제어한다. 여기서 소정의 온도 및 압력은 후술하는 성막 공정(S104)에서 교대적 공급법에 의해 예컨대 SiN막을 형성 가능한 온도 및 압력이다. 즉 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서 공급하는 제1 원소 함유 가스(원료 가스)가 자기(自己) 분해하지 않는 정도의 온도 및 압력이다.
구체적으로는 소정의 온도는 예컨대 500℃ 이상 650℃ 이하로 하는 것이 생각된다. 500℃는 SiN막을 형성 가능하게 되는 온도이지만, 분산판(234)과 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)과의 열팽창 차이가 현저해지는 온도이기도 하다. 한편, 650℃를 상한으로 한 것은 예컨대 Al의 융점이 660℃이기 때문에 그것을 초과하면 처리 용기(203) 등이 장치 형태를 유지할 수 없을 수 있기 때문이다.
또한 소정의 압력은 예컨대 50 내지 5000Pa로 하는 것이 생각된다. 이 온도 및 압력은 후술하는 성막 공정(S104)에서도 유지되도록 이루어진다.
기판 재치대(212) 내의 히터(213)로 가열을 수행할 때는 냉각 배관(2034)에 냉매를 흘려 기판 반입 반출구(206)의 근방 영역을 냉각한다. 이에 의해 웨이퍼(200)의 표면 온도가 소정의 온도가 되도록 히터(213)가 가열 처리를 수행하는 경우이어도 그 가열의 영향이 기판 반입 반출구(206)의 근방에 배설된 O링(2033)에 도달하는 것을 억제할 수 있다.
[성막 공정: S104]
기판 반입 재치·가열 공정(S102) 다음으로 성막 공정(S104)을 수행한다. 이하 도 7을 참조하여 성막 공정(S104)에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한 성막 공정(S104)은 다른 처리 가스를 교호적으로 공급하는 공정을 반복하는 사이클릭 처리다.
[제1 처리 가스 공급 공정: S202]
성막 공정(S104)에서는 우선, 제1 처리 가스 공급 공정(S202)을 수행한다. 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서 제1 처리 가스로서 제1 원소 함유 가스인 DCS가스를 공급할 때는, 밸브(243d)를 여는 것과 함께 DCS가스의 유량이 소정 유량이 되도록 MFC(243c)를 조정한다. 이에 의해 처리 공간(2021) 내로의 DCS가스의 공급이 시작된다. 또한 DCS가스의 공급 유량은 예컨대 100sccm 이상 5000sccm 이하다. 이때 제3 가스 공급계의 밸브(245d)를 열어 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2가스를 공급한다. 또한 제1 불활성 가스 공급계로부터 N2가스를 흘려도 좋다. 또한 이 공정을 수행하기 전에 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2가스의 공급을 시작해도 좋다.
처리 공간(2021)에 공급된 DCS가스는 웨이퍼(200) 상에 공급된다. 그리고 웨이퍼(200)의 표면에는 DCS가스가 웨이퍼(200) 상에 접촉하는 것의 의해 「제1 원소 함유층」으로서의 실리콘 함유층이 형성된다.
실리콘 함유층은 예컨대 처리 용기(203) 내의 압력, DCS가스의 유량, 기판 재치대(212)의 온도, 처리 공간(2021)의 통과에 소요되는 시간 등에 따라 소정의 두께 및 소정의 분포로 형성된다. 또한 웨이퍼(200) 상에는 미리 소정의 막이 형성되어도 좋다. 또한 웨이퍼(200) 또는 소정의 막에는 미리 소정의 패턴이 형성되어도 좋다.
DCS가스의 공급을 시작하고 소정 시간 경과 후, 밸브(243d)를 닫아 DCS가스의 공급을 정지한다. DCS가스의 공급 시간은 예컨대 2초 내지 20초다.
이와 같은 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서는 밸브(275) 및 밸브(277)가 열림 상태로 되고, APC(276)에 의해 처리 공간(2021)의 압력이 소정 압력이 되도록 제어된다. 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서 밸브(275) 및 밸브(277) 이외의 배기계의 다른 밸브는 모두 닫힘 상태로 된다.
[퍼지 공정: S204]
DCS가스의 공급을 정지한 후에는 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2가스를 공급하고, 샤워 헤드(230) 및 처리 공간(2021)의 퍼지를 수행한다. 이때 밸브(275) 및 밸브(277)는 열림 상태로 되고, APC(276)에 의해 처리 공간(2021)의 압력이 소정 압력이 되도록 제어된다. 한편, 밸브(275) 및 밸브(277) 이외의 배기계의 다른 밸브는 모두 닫힘 상태로 된다. 이에 의해 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서 웨이퍼(200)에 결합할 수 없었던 DCS가스는 DP(278)에 의해 배기관(262)을 개재하여 처리 공간(2021)으로부터 제거된다. 그 다음에 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2가스를 공급한 상태로 밸브(275) 및 밸브(277)를 닫힘 상태로 하여 한편, 밸브(270)를 열림 상태로 한다. 배기계의 다른 밸브는 닫힘 상태가 유지된다. 즉 처리 공간(2021)과 APC(276) 사이를 차단하는 것과 함께, APC(276)와 배기관(264) 사이를 차단하고, APC(276)에 의한 압력 제어를 정지하는 한편, 샤워 헤드 버퍼실(232)과 DP(278) 사이를 연통한다. 이에 의해 샤워 헤드(230)[샤워 헤드 버퍼실(232)] 내에 잔류한 DCS가스는 배기관(263)을 개재하여 DP(278)에 의해 샤워 헤드(230)로부터 배기된다.
퍼지 공정(S204)에서는 웨이퍼(200), 처리 공간(2021), 샤워 헤드 버퍼실(232)에서의 잔류 DCS가스를 배제하기 위해서 대량의 퍼지 가스를 공급해서 배기 효율을 높인다.
샤워 헤드(230)의 퍼지가 종료되면 밸브(277) 및 밸브(275)를 열림 상태로서 APC(276)에 의한 압력 제어를 재개하는 것과 함께, 밸브(270)를 닫힘 상태로서 샤워 헤드(230)와 배기관(264) 사이를 차단한다. 배기계의 다른 밸브는 닫힘 상태가 유지된다. 이때도 제3 가스 공급관(245a)으로부터의 N2가스의 공급은 계속되고, 샤워 헤드(230) 및 처리 공간(2021)의 퍼지가 계속된다. 또한 퍼지 공정(S204)에서 배기관(263)을 개재한 퍼지의 전후에 배기관(262)을 개재한 퍼지를 수행하도록 했지만, 배기관(263)을 개재한 퍼지 뿐이어도 좋다. 또한 배기관(263)을 개재한 퍼지와 배기관(262)을 개재한 퍼지를 동시에 수행하도록 해도 좋다.
[제2 처리 가스 공급 공정: S206]
샤워 헤드 버퍼실(232) 및 처리 공간(2021)의 퍼지가 완료되면 계속해서 제2 처리 가스 공급 공정(S206)을 수행한다. 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서는 밸브(244d)를 열어 리모트 플라즈마 유닛(244e), 샤워 헤드(230)를 개재하여 처리 공간(2021) 내에 제2 처리 가스로서 제2 원소 함유 가스인 NH3가스의 공급을 시작한다. 이때 NH3가스의 유량이 소정 유량이 되도록 MFC(244c)를 조정한다. NH3가스의 공급 유량은 예컨대 1000 sccm 내지 10000 sccm이다. 또한 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서도 제3 가스 공급계의 밸브(245d)는 열림 상태로 되고, 제3 가스 공급관(245a)으로부터 N2가스가 공급된다. 이와 같이 하는 것에 의해 NH3가스가 제3 가스 공급계에 침입하는 것을 방지한다.
리모트 플라즈마 유닛(244g)으로 플라즈마 상태로 된 NH3가스는 샤워 헤드(230)를 개재하여 처리 공간(2021) 내에 공급된다. 공급된 NH3가스는 웨이퍼(200) 상의 실리콘 함유층과 반응한다. 그리고 이미 형성되는 실리콘 함유층이 NH3가스의 플라즈마에 의해 개질된다. 이에 의해 웨이퍼(200) 상에는 예컨대 실리콘 원소 및 질소 원소를 함유하는 층인 SiN층이 형성된다.
SiN층은 예컨대 처리 용기(203) 내의 압력, NH3가스의 유량, 기판 재치대(212)의 온도, 플라즈마 생성부의 전력 공급 상태 등에 따라 소정의 두께, 소정의 분포, 실리콘 함유층에 대한 소정의 질소 성분 등의 침입 깊이로 형성된다.
NH3가스의 공급을 시작하고 소정 시간 경과 후, 밸브(244d)를 닫아 NH3가스의 공급을 정지한다. NH3가스의 공급 시간은 예컨대 2 내지 20초다.
이와 같은 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서는 제1 처리 가스 공급 공정(S202)과 마찬가지로 밸브(275) 및 밸브(277)가 열림 상태로 되고, APC(276)에 의해 처리 공간(2021)의 압력이 소정 압력이 되도록 제어된다. 또한 밸브(275) 및 밸브(277) 외의 배기계의 다른 밸브는 모두 닫힘 상태로 된다.
[퍼지 공정: S208]
NH3가스의 공급을 정지한 후에는 전술한 퍼지 공정(S204)과 같은 퍼지 공정(S208)을 실행한다. 퍼지 공정(S208)에서의 각 부의 동작은 전술한 퍼지 공정(S204)과 마찬가지이므로 여기서의 설명을 생략한다.
[판정 공정: S210]
이상의 제1 처리 가스 공급 공정(S202), 퍼지 공정(S204), 제2 처리 가스 공급 공정(S206), 퍼지 공정(S208)을 1사이클로 하여, 컨트롤러(281)는 이 사이클을 소정 횟수(n사이클) 실시했는지를 판정한다(S210). 사이클을 소정 횟수 실시하면 웨이퍼(200) 상에는 소망 막 두께의 SiN층이 형성된다.
[판정 공정: S106]
도 6의 설명으로 돌아가서, 이상의 각 공정(S202 내지 S210)으로부터 이루어지는 성막 공정(S104)의 다음에 판정 공정(S106)을 실행한다. 판정 공정(S106)에서는 성막 공정(S104)을 소정 횟수 실시했는지를 판정한다. 여기서 소정 횟수라는 예컨대 메인터넌스의 필요가 발생하는 정도로 성막 공정(S104)을 반복한 횟수를 말한다.
전술한 성막 공정(S104)의 제1 처리 가스 공급 공정(S202)에서는 DCS가스가 반송 공간(2022)의 측에 누설되어, 기판 반입 반출구(206)에 침입할 수 있다. 또한 제2 처리 가스 공급 공정(S206)에서도 마찬가지로 NH3가스가 반송 공간(2022)의 측에 누설되어, 기판 반입 반출구(206)에 침입할 수 있다. 퍼지 공정(S204, S208)에서는 반송 공간(2022)의 분위기를 배기하는 것은 곤란하다. 그렇기 때문에 반송 공간(2022)의 측에 DCS가스 및 NH3가스가 침입하면, 침입한 가스끼리가 반응하여 반송 공간(2022) 내나 기판 반입 반출구(206) 등의 벽면에 반응 부생성물 등의 막이 퇴적(堆積)된다. 이와 같이 하여 퇴적된 막은 파티클이 될 수 있다. 따라서 처리 용기(203) 내에 대해서는 정기적인 메인터넌스가 필요하다.
따라서 판정 공정(S106)에서는, 성막 공정(S104)을 수행한 횟수가 소정 횟수에 도달하지 않았다고 판정한 경우는 처리 용기(203) 내에 대한 메인터넌스의 필요가 아직 발생하지 않았다고 판단되어, 기판 반출입 공정(S108)으로 이행한다. 한편 성막 공정(S104)을 수행한 횟수가 소정 횟수에 도달했다고 판정한 경우에는, 처리 용기(203) 내에 대한 메인터넌스의 필요가 발생한다고 판단되어, 기판 반출 공정(S110)으로 이행한다.
[기판 반출입 공정: S108]
기판 반출입 공정(S108)에서는 전술한 기판 반입 재치·가열 공정(S102)과 반대의 순서로 처리 완료된 웨이퍼(200)를 처리 용기(203)의 바깥으로 반출한다. 그리고 기판 반입 재치·가열 공정(S102)과 같은 순서로 다음으로 대기하는 미처리의 웨이퍼(200)를 처리 용기(203) 내에 반입한다. 그 후, 반입된 웨이퍼(200)에 대해서는 성막 공정(S104)이 실행되도록 이루어진다.
[기판 반출 공정: S110]
기판 반출 공정(S110)에서는 처리 완료된 웨이퍼(200)를 꺼내고(取出) 처리 용기(203) 내에 웨이퍼(200)가 존재하지 않는 상태로 한다. 구체적으로는 전술한 기판 반입 재치·가열 공정(S102)과 반대의 순서로 처리 완료된 웨이퍼(200)를 처리 용기(203)의 바깥으로 반출한다. 단, 기판 반출입 공정(S108)의 경우와는 다르게, 기판 반출 공정(S110)에서는 다음으로 대기하는 새로운 웨이퍼(200)의 처리 용기(203) 내로의 반입은 수행하지 않는다.
[메인터넌스 공정: S112]
기판 반출 공정(S110)이 종료되면 그 후에는 메인터넌스 공정(S112)으로 이행한다. 메인터넌스 공정(S112)에서는 처리 용기(203) 내에 대한 클리닝 처리를 수행한다. 구체적으로는 클리닝 가스 공급계에서의 밸브(248d)를 열림 상태로 하고 클리닝 가스 공급원(248b)으로부터의 클리닝 가스를 제3 가스 공급관(245a) 및 공통 가스 공급관(242)을 통해서 샤워 헤드(230) 내 및 처리 용기(203) 내에 공급한다. 공급된 클리닝 가스는 샤워 헤드(230) 내 및 처리 용기(203) 내에 유입한 후에 제1 배기관(261), 제2 배기관(262) 또는 제3 배기관(263)을 통해서 배기된다. 따라서 메인터넌스 공정(S112)에서는 전술한 클리닝 가스의 흐름을 이용해서 주로 샤워 헤드(230) 내 및 처리 용기(203) 내에 대하여 부착된 퇴적물(반응 부생성물 등)을 제거하는 클리닝 처리를 수행할 수 있다. 메인터넌스 공정(S112)은 이상과 같은 클리닝 처리를 소정 시간 수행한 후에 종료된다. 소정 시간은 미리 적절히 설정된 것이면 특히 한정되는 것이 아니다.
[판정 공정: S114]
메인터넌스 공정(S112)의 종료 후에는 판정 공정(S114)을 실행한다. 판정 공정(S114)에서는 전술한 일련의 각 공정(S102 내지 S112)을 소정 횟수 실시했는지를 판정한다. 여기서 소정 횟수라는 예컨대 미리 결정(想定)된 웨이퍼(200)의 개수(枚數)[즉 IO 스테이지(105) 상의 포드(100)에 수납되는 웨이퍼(200)의 갯수]에 상당하는 횟수를 말한다.
그리고 각 공정(S102 내지 S112)의 반복 횟수가 소정 횟수에 도달하지 않았다고 판정한 경우에는, 다시 기판 반입 재치·가열 공정(S102)으로부터 전술한 일련의 각 공정(S102 내지 S112)을 실행한다. 한편 각 공정(S102 내지 S112)의 반복 횟수가 소정 횟수에 도달했다고 판정한 경우에는, IO 스테이지(105) 상의 포드(100)에 수납된 모든 웨이퍼(200)에 대한 기판 처리 공정이 완료됐다고 판단하여 전술한 일련의 각 공정(S102 내지 S114)을 종료한다.
(6) 기판의 재치 포지션
다음으로 전술한 일련의 기판 처리 공정에서 진공 반송 로봇(112)에 의해 처리 용기(203) 내에 반입된 웨이퍼(200)의 재치면(211) 상에서의 재치 포지션에 대해서 설명한다. 또한 웨이퍼(200)의 재치 포지션은 진공 반송 로봇(112)에 의한 웨이퍼(200)의 반입 위치에 따라 결정되고, 로봇 제어부(282)로부터의 동작 지시의 내용에 의해 컨트롤되는 것으로 한다. 도 8a 내지 도 8d는 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서의 기판의 재치 포지션의 일 구체예를 모식적으로 도시하는 설명도다.
(웨이퍼와 분산판과의 위치 관계)
재치면(211) 상에 재치된 웨이퍼(200)는 기판 재치대(212)가 기판 처리 포지션까지 상승하면 도 8a에 도시하는 바와 같이 분산판(234)과 대향한 상태가 된다. 그리고 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)에는 분산판(234)의 관통공(234a)으로부터 가스 공급이 수행된다.
기판 처리 포지션에서의 웨이퍼(200)와 분산판(234)과의 위치 관계는, 예컨대 1로트의 1 장째의 웨이퍼(200)의 처리 시작 시의 초기 상태에서는 웨이퍼(200)의 중심 위치(C1)와 분산판(234)의 중심 위치(C2)가 위로부터 보았을 때 서로 일치하도록 설정된다.
또한 전술한 바와 같이 성막 공정(S104)에서는 다른 처리 가스를 교호적으로 공급하는 공정을 반복하는 사이클릭 처리를 수행한다. 사이클릭 처리에서는 웨이퍼(200)로의 처리 가스의 폭로량을 많게 하는 것에 의해 1층당의 형성 시간의 단축화를 도모하는 것이 가능하다. 단, 처리 가스의 폭로량을 많게 하면 웨이퍼(200)의 표면에서 성막에 기여하지 않는 물질(부생성물)이 발생하는 우려도 높아진다. 또한 성막 공정(S104)에서는 분산판(234)의 각 관통공(234a)으로부터 균일하게 공급된 처리 가스가 분산판(234)의 바로 아래로부터 웨이퍼(200)의 표면 상을 외주측을 향해서 흘러서 배기된다. 그렇기 때문에 분산판(234)의 중심 부근으로부터 유출한 처리 가스와 분산판(234)의 외주 부근으로부터 유출한 처리 가스와는 웨이퍼(200)의 표면 상을 흐르는 거리가 다르다. 또한 웨이퍼(200)의 중심 부근에서 부생성물이 발생한 경우에는 그 부생성물이 웨이퍼(200)의 표면 상을 외주측을 향해서 흐른다. 따라서 웨이퍼(200)의 표면 상에서는 처리 가스가 흐르는 거리의 차이에 기인하는 것에 의해서 또는 외주측에 흐른 부생성물이 외주의 부근에서의 반응을 저해하는 등의 악영향을 미치는 것에 의해서, 웨이퍼(200)의 중심의 부근과 외주의 부근에서 형성하는 막질(막밀도나 막 두께 등)에 치우침이 발생하는 것이 생각된다.
이와 같은 상황을 비추어 보면 기판 재치대(212)의 재치면(211) 상에 재치된 웨이퍼(200)와 분산판(234)에서의 각 관통공(234a)과의 위치 관계는 초기 상태로부터 일련의 기판 처리 공정이 완료될 때까지의 동안 항상 일정한 관계인 것이 바람직하다. 또한 복수의 웨이퍼(200)에 대해서도 마찬가지이며, 예컨대 1로트 중에서 우선 처리하는 웨이퍼(200)와 최후에 처리하는 웨이퍼(200)를 처리하는 동안이나 복수 로트 간에서 우선 처리하는 웨이퍼(200)와 최후에 처리하는 웨이퍼(200)를 처리하는 동안도 일정한 관계인 것이 바람직하다.
(가열 처리의 영향)
하지만, 일련의 기판 처리 공정에서는 기판 재치대(212) 내의 히터(213)가 가열 처리를 수행한다. 그렇기 때문에 웨이퍼(200)가 재치되는 기판 재치대(212) 및 웨이퍼(200)로의 가스 공급을 수행하는 분산판(234)의 각각이 모두 히터(213)에 의한 가열 처리의 영향을 받는다.
구체적으로는 기판 재치대(212) 및 분산판(234)은 도 8b에 도시하는 바와 같이 히터(213)에 의한 가열 처리의 영향에 의해 열팽창에 의한 변형(신장)이 발생한다. 특히 웨이퍼(200)의 처리를 반복해서 수행한 경우, 열이 축적되기 때문에 열팽창에 의한 변형이 현저하다. 단, 이때 기판 재치대(212)에 대해서는 그 중심 위치[웨이퍼(200)의 중심 위치(C1)와 일치하는 위치]를 축 중심으로 하여 사방을 향해서 변형(신장)이 발생한다[도 8b의 화살표(G1) 참조]. 분산판(234)에 대해서는 원공 형상의 제1 요부(235b)를 포함하는 제1 위치 결정부(235)와 타원공 형상의 제2 요부(236b)를 포함하는 제2 위치 결정부(236)에 의해 위치 결정되기 때문에 제1 위치 결정부(235)의 위치를 기준으로 하여 제2 위치 결정부(236)가 설치된 측을 향해서 변형(신장)이 발생한다[도 8b의 화살표(G2) 참조].
따라서 히터(213)에 의한 가열 처리 후에는, 기판 재치대(212)의 재치면(211) 상에 재치된 웨이퍼(200)의 중심 위치(C1)와 분산판(234)의 중심 위치(C2) 사이에 각각의 신장 방향에 차이로 인한 어긋남 양(α)의 간격이 발생한다. 즉 처리 시작 시의 초기 상태와 가열 처리를 시작한 후에는 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)와 분산판(234)에서의 각 관통공(234a)과의 위치 관계에 어긋남이 발생한다.
이와 같은 위치 관계의 어긋남은 처리 시작 당초에 처리한 웨이퍼(200)와 그 후에 처리한 웨이퍼(200)로 형성하는 막질(막 밀도나 막 두께 등)이 달라지는 사태를 초래하는 요인이 될 수 있다. 이와 같은 사태를 초래하면 그것이 제품 비율의 저하에 연결되는 우려가 있다.
(재치 포지션의 가변 제어)
이상을 근거로 하여 본 실시 형태에서 설명하는 기판 처리 장치에서는 가열 처리를 시작한 후에도 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)와 분산판(234)에서의 각 관통공(234a)과의 위치 관계에 어긋남이 발생하는 것을 억제하기 위해서, 진공 반송 로봇(112)에 의한 웨이퍼(200)의 재치 포지션에 대해서 로봇 제어부(282)가 이하에 설명하는 바와 같은 가변 제어를 수행한다.
로봇 제어부(282)는 처리 용기(203) 내에서의 처리 상황에 따라 웨이퍼(200)의 재치 포지션의 가변 제어를 수행한다. 처리 용기(203) 내에서의 처리 상황으로서는 예컨대 히터(213)가 수행하는 가열 처리에서의 가열 상황을 들 수 있다. 구체적으로는 히터(213)에 의한 가열 상황이 처리 시작 시의 초기 상태인지 가열 처리를 시작한 후의 상태인지에 따라 웨이퍼(200)의 재치 포지션을 가변시킨다. 또한 히터(213)에 의한 가열 상황은 가열 처리의 시작으로부터의 경과 시간이나 가열 처리 시작 후에서의 처리 용기(203) 내의 온도 검출 결과 등을 고려한 것이어도 좋다.
또한 로봇 제어부(282)는 특정한 웨이퍼(200)를 재치하는 제1 포지션과 상기 특정한 웨이퍼(200) 이후에 처리되는 다른 웨이퍼(200)를 재치하는 제2 포지션을 서로 다르게 하도록 각 웨이퍼(200)의 재치 포지션의 가변 제어를 수행한다. 예컨대 처리 시작 시의 초기 상태에는 웨이퍼(200)를 제1 포지션에 재치하고, 가열 처리를 시작한 후에는 웨이퍼(200)를 제2 포지션에 재치한다. 그 경우에 제2 포지션은 반드시 1개소(箇所)인 필요는 없고, 가열 처리 시작부터의 경과 시간이나 가열 처리 시작 후의 처리 용기(203) 내의 온도 등에 따라 복수 개소가 설정되어도 좋다.
제1 포지션과 제2 포지션은 전술한 위치 관계의 어긋남 양에 대응한 거리만 이간되는 것으로 한다. 예컨대 가열 처리에 의해 웨이퍼(200)의 중심 위치(C1)와 분산판(234)의 중심 위치(C2) 사이에 어긋남 양(α)의 간격이 발생하는 것이 예상되는 경우라면, 제2 포지션은 제1 포지션으로부터 분산판(234)의 신장 방향으로 거리(α)만 이간된 위치에 존재한다.
따라서 로봇 제어부(282)로부터의 지시에 따라 동작하는 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113)는 가열 처리를 시작한 후에서는 도 8c에 도시하는 바와 같이 제1 포지션으로부터 분산판(234)의 신장 방향(도면 중에서의 우측 방향)을 향해서 거리(α)만 더 이동하여, 그 위치를 제2 포지션으로서 처리 용기(203) 내로의 웨이퍼(200)의 반입 및 재치를 수행한다.
그 후, 기판 재치대(212)가 기판 처리 포지션까지 상승하면 제2 포지션에 반입된 웨이퍼(200)는 도 8d에 도시하는 바와 같이 그 중심 위치(C1)가 기판 재치대(212)의 중심 위치로부터 거리(α)만 어긋난 상태로 재치면(211) 상에 재치된다. 그렇기 때문에 기판 재치대(212)와 분산판(234)과의 각각에서 가열 처리에 의한 신장 방향이 다른 경우이어도[도 8d의 화살표(G1, G2) 참조), 웨이퍼(200)의 중심 위치(C1)와 분산판(234)의 중심 위치(C2)가 위로부터 보았을 때 서로 일치할 수 있도록 이루어진다. 즉 로봇 제어부(282)가 진공 반송 로봇(112)에 대한 재치 포지션의 가변 제어를 수행하는 것에 의해, 전술한 바와 같은 가열 처리의 영향에 의한 위치 관계의 어긋남을 상쇄하는 것이 가능해지고, 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a) 사이의 위치 관계가 일정한 관계로 유지된다.
(포지션 가변 제어의 구체적 방법)
이상과 같은 재치 포지션의 가변 제어는 로봇 제어부(282)가 검출부(282a), 산출부(282b), 지시부(282c) 및 기억부(282d)의 각 기능을 이용해서 실행한다.
구체적으로는 진공 반송 로봇(112)을 동작시키는 것에서 로봇 제어부(282)에서는, 우선 검출부(282a)가 그 진공 반송 로봇(112)의 가동 파라미터를 검출한다. 가동 파라미터에는 적어도 진공 반송 로봇(112)의 로봇 구동부(283)의 구동 이력 정보 또는 진공 반송 로봇(112)의 위치 정보가 포함되는 것으로 한다. 또한 가동 파라미터는 다른 정보[예컨대 가열 처리의 시작부터의 경과 시간이나 처리 용기(203) 내의 온도 검출 결과 등]를 포함하는 것이어도 좋다. 이와 같은 가동 파라미터를 검출하는 것에 의해 로봇 제어부(282)는 진공 반송 로봇(112)의 가동 상황[예컨대 진공 반송 로봇(112)의 현재 위치 등]을 파악할 수 있다. 또한 가동 파라미터의 검출 기법에 대해서는 공지 기술을 이용한 것이면 좋고, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
검출부(282a)가 가동 파라미터를 검출하면 계속해서 로봇 제어부(282)에서는 산출부(282b)가 그 가동 파라미터와 제1 포지션의 위치 정보 또는 제2 포지션의 위치 정보를 기초로 진공 반송 로봇(112)의 구동 데이터를 산출한다. 보다 구체적으로는 산출부(282b)는 검출한 가동 파라미터에 기초하여 제1 포지션을 재치 포지션으로 해야 할지 또는 제2 포지션을 재치 포지션으로 해야 할지를 판단하고, 그 판단한 재치 포지션까지의 이동에 필요한 구동 데이터를 산출한다. 제1 포지션의 위치 정보는 처리 시작 시의 초기 상태에서의 재치 포지션으로서 예컨대 사전에 수행하는 티칭(teaching) 작업을 통해서 기억부(282d) 내에 미리 설정되는 것으로 한다. 또한 제2 포지션의 위치 정보는 제1 포지션의 위치 정보와 마찬가지로 기억부(282d) 내에 미리 설정되어도 좋지만, 예컨대 기억부(282d)가 온도 변화와 열팽창량과의 대응 관계를 특정하는 매핑 데이터를 기억하는 경우이면 그 매핑 데이터에 기초하여 산출부(282b)가 산출하는 것이어도 좋다.
산출부(282b)가 구동 데이터를 산출하면, 그 후에는 산출한 구동 데이터에 따라 로봇 제어부(282)의 지시부(282c)가 진공 반송 로봇(112)의 로봇 구동부(283)에 대하여 동작 지시를 내린다. 이 동작 지시를 받아 로봇 구동부(283)는 진공 반송 로봇(112)을 동작시킨다. 이에 의해 진공 반송 로봇(112)은 처리 용기(203) 내에서의 처리 상황에 따라 제1 포지션 또는 제2 포지션의 어느 하나를 재치 포지션으로 하도록 처리 용기(203) 내로의 웨이퍼(200)의 반입 처리를 수행한다.
(7) 본 실시 형태의 효과
본 실시 형태에 의하면 이하에 기재하는 1개 또는 복수의 효과를 갖는다.
(a) 본 실시 형태에서는 샤워 헤드(230)의 분산판(234)이 비금속 재료인 석영으로 구성된다. 그렇기 때문에 히터(213)에 의한 가열 처리로 샤워 헤드(230)가 고온이 되는 경우라도, 웨이퍼(200)로의 금속 오염의 걱정이 없다. 또한 비금속 재료의 분산판(234)과 분산판(234)을 지지하는 상부 용기(2031)의 대좌 부분(2031b)과는 서로 다른 열팽창율을 가지는 재질로 구성되도록 이루어지지만, 각각의 사이의 위치 관계의 고정이 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향을 따라 배열되는 제1 위치 결정부(235)와 제2 위치 결정부(236)에 의해 수행된다. 그렇기 때문에 히터(213)에 의한 가열 처리의 영향으로 분산판(234) 등에 변형(신장)이 발생해도 분산판(234) 등의 파손을 회피하면서 그 변형 방향을 주로 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113)의 이동 방향을 따르도록 규제할 수 있다. 즉 가열 처리의 영향에 의한 분산판(234) 등의 변형을 진공 반송 로봇(112)의 이동 위치를 가변시키는 것에 의해 상쇄할 수 있고, 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a) 사이의 위치 관계를 일정한 관계로 유지할 수 있다. 따라서 본 실시 형태에 의하면 샤워 헤드(230)를 이용해서 웨이퍼(200)로의 가스 공급을 수행하는 경우에 웨이퍼(200)로의 가열 처리를 수행해도 그 가열 처리가 웨이퍼(200)로의 가스 공급에 악영향을 미치는 것을 회피할 수 있다.
(b) 본 실시 형태에서는 기판 반입 반출구(206)가 설치된 측[즉 냉각 배관(2034)이 배설되는 측]에 제1 위치 결정부(235)가 배치된다. 그리고 제1 위치 결정부(235)는 핀 형상의 제1 철부(235a)와 제1 철부(235a)가 삽입되는 원공 형상의 제1 요부(235b)에 의해 구성된다. 즉 제1 위치 결정부(235)와 제2 위치 결정부(236)에 의한 위치 결정에서 제1 위치 결정부(235) 측이 기준이 되는 것과 함께, 그 제1 위치 결정부(235) 측은 냉각 배관(2034)을 흐르는 냉매에 의해 냉각된다. 따라서 웨이퍼(200)로의 가열 처리를 수행해도 위치 결정에서 기준이 되는 제1 위치 결정부(235) 측에 대해서는 그 가열 처리에 의한 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.
(c) 본 실시 형태에서는 기판 반입 반출구(206)가 설치된 측과는 대향하는 측에 배치된 제2 위치 결정부(236)가 핀 형상의 제2 철부(236a)와 제2 철부(236a)가 삽입되는 타원공 형상의 제2 요부(236b)에 의해 구성된다. 그리고 제2 요부(236b)는 장축 방향이 기판 반입 반출구(206)를 통한 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향을 따르도록 배치된다. 즉 제1 위치 결정부(235)와 제2 위치 결정부(236)에 의한 위치 결정에서 제2 위치 결정부(236) 측이 회피하도록 작용하여, 분산판(234) 등에 발생한 변형(신장)을 흡수한다. 따라서 웨이퍼(200)로의 가열 처리를 수행해도 분산판(234) 등이 파손되지 않고 또한 분산판(234) 등의 변형 방향을 주로 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113)의 이동 방향을 따르도록 규제할 수 있다.
(d) 본 실시 형태에서 제1 위치 결정부(235) 및 제2 위치 결정부(236)는 기판 반입 반출구(206)를 위로부터 보았을 때 상기 기판 반입 반출구(206)의 중앙 위치를 통과하며, 그 기판 반입 반출구(206)를 통한 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향을 따라 연장하는 가상적인 직선 L 상에 배치된다. 이에 의해 제1 위치 결정부(235) 및 제2 위치 결정부(236)에 의해 위치 결정되는 분산판(234)은 가상적인 직선 L을 중심으로 하여 좌우 균등하게 분배 배치된다. 따라서 웨이퍼(200)로의 가열 처리에 의해 분산판(234)에 변형(신장)이 발생해도 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향과 교차하는 방향에 대해서는 그 변형이 가상적인 직선 L을 중심으로 하여 좌우 균등하게 발생하므로 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a) 사이의 위치 관계에 어긋남이 발생하는 것을 최대한 억제할 수 있다.
(e) 본 실시 형태에서는 처리실(201)에 인접하는 진공 반송실(103)내에 배치된 진공 반송 로봇(112)이 기판 반입 반출구(206)를 통해서 처리 용기(203) 내에 대한 웨이퍼(200)의 반입 반출을 수행하는 것과 함께, 그 진공 반송 로봇(112)에 의한 웨이퍼(200)의 재치 포지션이 로봇 제어부(282)에 의해 제어된다. 즉 진공 반송 로봇(112)에 의한 웨이퍼(200)의 재치 포지션은 로봇 제어부(282)로부터의 동작 지시의 내용에 따라 임의로 컨트롤하는 것이 가능하다. 따라서 분산판(234) 등의 변형 방향이 진공 반송 로봇(112)의 이동 방향을 따르도록 규제되면, 분산판(234) 등에 변형이 발생해도 그 변형에 의한 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a)과의 위치 관계의 어긋남을 진공 반송 로봇(112)의 이동 위치를 가변시키는 것에 의해 상쇄할 수 있다.
(f) 본 실시 형태에서는 처리 용기(203) 내에서의 웨이퍼(200)에 대한 처리 상황에 따라 로봇 제어부(282)가 진공 반송 로봇(112)에 의한 웨이퍼(200)의 재치 포지션의 가변 제어를 수행한다. 따라서 예컨대 처리 시작 시의 초기 상태에는 웨이퍼(200)를 제1 포지션에 재치하고, 가열 처리를 시작한 후에는 웨이퍼(200)를 제2 포지션에 재치하는 것과 같이 처리 상황에 따라 웨이퍼(200)의 재치 포지션을 다르게 하는 것이 실현 가능해진다. 즉 웨이퍼(200)에 대한 가열 처리의 영향에 의해 분산판(234) 등에 변형이 발생해도 이것에 적절하게 대응하는 것이 가능해지고, 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a) 사이의 위치 관계를 일정한 관계로 유지할 수 있다.
(g) 본 실시 형태에서는 샤워 헤드(230)에 제1 처리 가스(제1 원소 함유 가스)와 제2 처리 가스(제2 원소 함유 가스)를 교호적으로 공급하는 공통 가스 공급관(242)이 접속된다. 그렇기 때문에 성막에 기여하지 않는 물질(부생성물)이 발생하고, 그 영향으로 웨이퍼(200) 상에 형성하는 막질(막밀도나 막 두께 등)에 치우침이 발생하는 우려가 있다. 그 경우라도, 본 실시 형태에 의하면 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a) 사이의 위치 관계를 초기 상태로부터 일련의 기판 처리 공정이 완료될 때까지의 동안의 1로트 중에서 우선 처리하는 웨이퍼(200)와 최후에 처리하는 웨이퍼(200)를 처리하는 동안에 또는 복수 로트 간에서 우선 처리하는 웨이퍼(200)와 최후에 처리하는 웨이퍼(200)를 처리하는 동안에 항상 일정한 관계로 유지할 수 있다. 즉 본 실시 형태는 다른 처리 가스를 교호적으로 공급하는 경우에 적용하면 상당히 유용하다.
(본 발명의 제2 실시 형태)
다음으로 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 여기서는 주로 전술한 제1 실시 형태와의 차이점을 설명하고, 제1 실시 형태와 동일한 점에 대해서는 설명을 생략한다.
(장치 구성)
도 9는 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성예를 도시하는 횡단면도다. 도 9에 예시적으로 도시된 기판 처리 장치는 각 처리 모듈(201a 내지 201d)에 각각 복수(예컨대 2개)의 처리실(202a 내지 202h)이 형성되는 관점에서 전술한 제1 실시 형태의 구성과는 다르다. 구체적으로는 처리 모듈(201a)에 2개의 처리실(202a, 202b)이 형성되고, 처리 모듈(201b)에 2개의 처리실(202c, 202d)이 형성되고, 처리 모듈(20c)에 2개의 처리실(202e, 202f)이 형성되고, 처리 모듈(201d)에 2개의 처리실(202g, 202h)이 형성된다.
각 처리 모듈(201a 내지 201d)에는 각 처리실(202a 내지 202h)의 각각 개별로 대응하는 복수의 기판 반입 반출구(206a 내지 206h)가 설치된다. 기판 반입 반출구(206a 내지 206h)는 각 처리 모듈(201a 내지 201d)의 각각에서의 벽의 하나에 설치된다. 따라서 각 처리 모듈(201a 내지 201d)에서는 동일한 벽에 설치된 복수(예컨대 2개)의 기판 반입 반출구(206a 내지 206h)가 같은 방향[구체적으로는 진공 반송실(103)을 향하는 방향]을 향하도록 배열되어서 배치되도록 이루어진다. 또한 각 기판 반입 반출구(206a 내지 206h)는 각각이 게이트 밸브(161a 내지 161h)에 의해 개폐 가능하도록 피복된다.
기판 반입 반출구(206a 내지 206h)가 향하는 진공 반송실(103) 내에 배치된 진공 반송 로봇(112)은 같은 방향을 향하도록 배열되어서 배치된 복수(예컨대 2개)의 기판 반입 반출구(206a 내지 206h)의 각각에 대응하도록 두 갈래(二股狀)로 분기된 암의 선단에 형성된 복수(예컨대 2개)의 엔드이펙터(113a, 113b)를 포함한다. 각 엔드이펙터(113a, 113b)는 두 갈래로 분기된 암의 선단에 형성되므로 각각이 동기되어 동작하도록 구성된다. 여기서 말하는 「동기되어 동작한다」는 같은 타이밍으로 같은 방향으로 동작하는 것을 의미한다.
(기판의 재치 포지션)
계속해서 제2 실시 형태에서의 웨이퍼(200)의 재치 포지션에 대해서 설명한다. 도 10은 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리실에서의 주요부 구성의 일 예를 모식적으로 도시하는 설명도다.
여기서는 각 처리 모듈(201a 내지 201d) 중의 하나를 예에 들어서 구체적으로 설명한다. 처리 모듈(201a 내지 201d)의 하나를 예로 들기 때문에, 이하의 설명에서는 처리 모듈(201a 내지 201d)을 단순히 「처리 모듈(201)」이라고 기술하고, 각 처리 모듈(201a 내지 201d)에 형성된 각 처리실(202a 내지 202h) 중 진공 반송실(103)의 측에서 볼 때 좌측에 위치하는 처리실(202a, 202c, 202e, 202g)을 단순히 「처리실(202L)」이라고 기술하고, 진공 반송실(103)의 측에서 볼 때 우측에 위치하는 처리실(202b, 202d, 202f, 202h)을 단순히 「처리실(202R)」이라고 기술하고, 각각에 대응하는 게이트 밸브(161a 내지 161h)에 대해서도 단순히 「게이트 밸브(161L)」 또는 「게이트 밸브(161R)」라고 기술한다.
처리 모듈(201)에는 2개의 처리실(202L, 202R)이 형성된다. 그리고 처리실(202L)에 대해서는 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113a)가 웨이퍼(200)의 반입 반출을 수행한다. 한편, 처리실(202R)에 대해서는 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113b)가 웨이퍼(200)의 반입 반출을 수행한다. 이때 각 처리실(202L, 202R)은 각각에 대응하는 게이트 밸브(161L, 161R)가 처리 모듈(201)의 동일한 벽면에 위치한다. 또한 각 엔드이펙터(113a, 113b)는 각각이 동기되어 동작한다. 따라서 각 처리실(202L, 202R)에 대해서는 웨이퍼(200)의 반입 반출이 같은 타이밍으로 같은 방향으로의 로봇 동작에 의해 수행된다. 즉 각 처리실(202L, 202R)에 대한 웨이퍼(200)의 반입 반출이 처리 모듈(201) 단위로 효율적으로 수행된다.
또한 각 처리실(202L, 202R) 내에서는 분산판(234)에 관한 위치 결정이 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향을 따라 배열되는 제1 위치 결정부(235)와 제2 위치 결정부(236)에 의해 수행된다. 따라서 각 처리실(202L, 202R) 내에서 웨이퍼(200)에 대한 가열 처리의 영향으로 분산판(234) 등에 변형(신장)이 발생하는 경우이어도 그 변형 방향을 주로 진공 반송 로봇(112)의 엔드이펙터(113a, 113b)의 이동 방향을 따르도록 규제할 수 있다. 즉 처리 모듈(201)에 2개의 처리실(202L, 202R)이 형성되어도 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로 가열 처리의 영향에 의한 분산판(234) 등의 변형을 진공 반송 로봇(112)의 이동 위치를 가변시키는 것에 의해 상쇄할 수 있고, 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a) 사이의 위치 관계를 일정한 관계로 유지할 수 있다.
(냉각 기구)
또한 제2 실시 형태에서 설명하는 구성에서도 냉각 기구를 구성하는 냉각 배관(2034)에 대해서는 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로 처리 모듈(201)의 게이트 밸브(161L, 161R)가 배치되는 측에 배설되는 것이 생각된다(도 10 참조). 단, 제2 실시 형태에서는 제1 실시 형태의 경우와는 달리 처리 모듈(201)에 2개의 처리실(202L, 202R)이 인접되도록 배치된다. 그렇기 때문에 냉각 기구를 구성하는 냉각 배관(2034, 도 11의 2035)에 대해서는 이하에 설명하는 바와 같이 배설하는 것도 생각된다.
도 11은 제2 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 처리실에서의 주요부 구성의 다른 예를 모식적으로 도시하는 설명도다. 각 처리실(202L, 202R)에서는 웨이퍼(200)에 대한 가열 처리의 영향에 의해 기판 재치대(212)나 분산판(234) 등에 변형(신장)이 발생한다. 이때의 변형은 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향을 따른 방향뿐만 아니라, 상기 반입 반출 방향과 교차하는 방향에도 발생할 수 있다. 단, 2개의 처리실(202L, 202R)은 서로 인접해서 배치된다. 그렇기 때문에 웨이퍼(200)의 반입 반출 방향과 교차하는 방향의 변형에 대해서는 처리실(202L)에서는 인접하는 처리실(202R)의 존재에 의해 그 처리실(202R)의 측으로의 발생이 저해되며, 주로 그 반대측을 향해서 발생한다(도 11의 파선 화살표 참조). 또한 처리실(202R)에서는 인접하는 처리실(202L)의 존재에 의해 그 처리실(202L)의 측으로의 발생이 저해되며, 주로 그 반대측을 향해서 발생한다(도 11의 파선 화살표 참조). 이와 같은 변형(신장)의 발생 방향의 치우침은 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a) 사이의 위치 관계를 일정한 관계로 유지하는 데에는 바람직하지 않다.
그래서 각 처리실(202L, 202R)이 인접 배치되는 경우에는 기판 반입 반출구(206)의 근방에 배설된 냉각 배관(2034)에 첨가하여 각 처리실(202L, 202R)의 인접 방향에서의 외벽 부분(즉 변형이 치우쳐서 발생 하는 쪽에 존재하는 외벽 부분)에 온조 유닛(미도시)으로부터의 냉매가 공급되는 냉각 배관(2035)을 배설하는 것이 생각된다.
이와 같은 냉각 배관(2035)을 배설하면 그 냉각 배관(2035)을 흐르는 냉매에 의해 상기 냉각 배관(2035)이 배설된 외벽 부분의 근방이 냉각된다. 따라서 각 처리실(202L, 202R)이 인접 배치되는 경우이어도 가열 처리의 영향에 의한 변형(신장)의 발생 방향의 치우침을 억제할 수 있다.
(본 실시 형태의 효과)
본 실시 형태에 의하면 전술한 제1 실시 형태에서의 효과에 첨가하여 이하에 기재하는 효과를 갖는다.
(h) 본 실시 형태에서는 처리 모듈(201)이 복수의 처리실(202L, 202R)을 포함하는 것과 함께, 각 처리실(202L, 202R)의 각각에 대응하는 복수의 기판 반입 반출구(206)가 같은 방향을 향하도록 설치된다. 그렇기 때문에 각 처리실(202L, 202R)에 대한 웨이퍼(200)의 반입 반출을 처리 모듈(201) 단위로 수행하는 것이 가능해지므로 웨이퍼(200)의 반입 반출의 효율을 향상시킬 수 있고, 기판 처리 장치에서의 웨이퍼(200)에 대한 처리의 스루풋 향상을 도모할 수 있다.
(i) 본 실시 형태에서는 진공 반송 로봇(112)이 각 처리실(202L, 202R)의 각각에 대응하는 복수의 엔드이펙터(113a, 113b)를 포함하는 것과 함께, 각 엔드이펙터(113a, 113b)가 동기되어 동작하도록 구성된다. 그렇기 때문에 처리 모듈(201)에 복수의 처리실(202L, 202R)이 형성되어도 가열 처리의 영향에 의한 분산판(234) 등의 변형을 진공 반송 로봇(112)의 이동 위치를 가변시키는 것에 의해 상쇄할 수 있고, 재치면(211) 상의 웨이퍼(200)와 분산판(234)의 각 관통공(234a) 사이의 위치 관계를 일정한 관계로 유지하는 것이 가능해진다.
(다른 실시 형태)
이상에 본 발명의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 전술한 각 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경 가능하다.
예컨대 전술한 각 실시 형태에서는 기판 처리 장치가 수행하는 성막 처리에서 제1 원소 함유 가스(제1 처리 가스)로서 DCS가스를 이용하고 제2 원소 함유 가스(제2 처리 가스)로서 NH3가스를 이용하고 그들을 교호적으로 공급하는 것에 의해서 웨이퍼(200) 상에 SiN막을 형성하는 경우를 예에 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 성막 처리에 이용하는 처리 가스는 DCS가스나 NH3가스 등에 한정되지 않고, 다른 종류의 가스를 이용해서 다른 종류의 박막을 형성해도 좋다. 또한 3종류 이상의 처리 가스를 이용하는 경우이어도 이들을 반복적으로 공급해서 성막 처리를 수행하는 것이면 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 구체적으로는 제1 원소로서는 Si가 아니라 예컨대 Ti, Zr, Hf 등의 원소이어도 좋다. 또한 제2 원소로서는 N이 아니라 예컨대 O 등이어도 좋다.
또한 예컨대 전술한 각 실시 형태에서는 기판 처리 장치가 수행하는 처리로서 성막 처리를 예에 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 본 발명은 각 실시 형태에서 예로 든 성막 처리 뿐만 아니라 다른 성막 처리에도 적용될 수 있으며, 각 실시 형태에서 예시한 박막이 아닌 다른 막을 형성하는 처리에도 적용할 수 있다. 또한 기판 처리의 구체적 내용은 불문이며, 성막 처리뿐만 아니라, 어닐링 처리, 확산 처리, 산화 처리, 질화 처리, 리소그래피 처리 등의 다른 기판 처리를 수행하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 다른 기판 처리 장치, 예컨대 어닐링 처리 장치, 에칭 장치, 산화 처리 장치, 질화 처리 장치, 노광 장치, 도포 장치, 건조 장치, 가열 장치, 플라즈마를 이용한 처리 장치 등의 다른 기판 처리 장치에도 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 이들의 장치가 혼재해도 좋다. 또한 어떤 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성에 치환하는 것이 가능하며, 또한 어떤 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.
또한 예컨대 전술한 각 실시 형태에서는 가열부의 하나로서 히터(213)가 기재되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대 기판이나 처리실을 가열하는 것이면 다른 가열원을 포함시켜도 좋다. 예컨대 기판 재치대(210)의 하방이나 측방에 가열용의 램프 구조나 저항 히터를 가열부로서 설치해도 좋다.
103: 진공 반송실(트랜스퍼 모듈) 112: 진공 반송 로봇
113, 113a, 113b: 엔드이펙터 122, 123: 로드록 실(로드록모듈)
121: 대기 반송실(프론트엔드 모듈) 105: IO 스테이지(로드 포트)
160, 165, 161a 내지 161d, 161L, 161R: 게이트 밸브
200: 웨이퍼(기판) 201, 201a 내지 201d: 처리 모듈
202, 202a 내지 202h, 202L, 202R: 처리실
203, 203a 내지 203: 처리 용기 206, 206a 내지 206h: 기판 반입 반출구
210: 기판 지지부(서셉터) 211: 재치면
212: 기판 재치대 213: 히터
230: 샤워 헤드 234: 분산판
234a: 관통공 241: 가스 공급관
235: 제1 위치 결정부 235a: 제1 철부
235b: 제1 요부 236: 제2 위치 결정부
236a: 제2 철부 236b: 제2 요부
281: 컨트롤러 281a: 표시 장치
281b: 연산 장치 281c: 조작부
281d: 기억 장치 281e: 데이터 입출력부
281f: 내부 기록 매체 281g: 외부 기록 매체
281h: 네트워크 282: 로봇 제어부
282a: 검출부 282b: 산출부
282c: 지시부 282d: 기억부
283: 로봇 구동부 2021: 처리 공간
2031: 상부 용기 2031b : 대좌 부분
2032: 하부 용기 2033: O링
2034, 2035: 냉각 배관

Claims (21)

  1. 기판을 처리하는 처리실을 구비하는 처리 모듈;
    상기 처리 모듈을 구성하는 벽들 중의 하나에 설치된 기판 반입 반출구;
    상기 기판 반입 반출구의 근방에 배설(配設)된 기밀 부재를 냉각하는 냉각 기구;
    상기 처리실 내에 배치되고, 상기 기판이 재치되는 기판 재치면을 포함하는 기판 재치부;
    상기 기판을 가열하는 가열부;
    상기 기판 재치면과 대향하는 위치에 배치되고, 제1 열팽창율을 가지는 재질로 구성된 분산판을 구비하는 샤워 헤드;
    상기 제1 열팽창율과는 다른 제2 열팽창율을 가지는 재질로 구성되고, 상기 분산판을 지지하는 분산판 지지부;
    상기 분산판과 상기 분산판 지지부의 위치 결정을 수행하고, 상기 기판 반입 반출구가 설치된 측에 배치된 제1 위치 결정부; 및
    상기 분산판과 상기 분산판 지지부의 위치 결정을 수행하고, 상기 기판 반입 반출구가 설치된 측과는 상기 처리실을 개재하여 대향하는 측에 배치되고, 상기 기판 반입 반출구를 통한 상기 기판의 반입 반출 방향을 따라 상기 제1 위치 결정부와 배열되는 위치에 배치되고, 상기 반입 반출 방향을 따른 방향의 변형을 회피하도록 구성된 제2 위치 결정부;
    를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 결정부는,
    핀 형상의 제1 철부(凸部); 및
    상기 제1 철부가 삽입되는 원공(圓孔) 형상의 제1 요부(凹部);
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 위치 결정부는,
    핀 형상의 제2 철부; 및
    상기 제2 철부가 삽입되는 타원공(長圓孔) 형상이며, 장축 방향이 상기 기판 반입 반출구를 통한 기판의 반입 반출 방향을 따르도록 배치된 제2 요부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 위치 결정부 및 상기 제2 위치 결정부는 상기 기판 반입 반출구의 중앙을 따라서 상기 기판 반입 반출구를 통한 기판의 반입 반출 방향으로 연장하는 가상적인 직선 상에 배치되는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 위치 결정부 및 상기 제2 위치 결정부는 상기 기판 반입 반출구의 중앙을 따라서 상기 기판 반입 반출구를 통한 기판의 반입 반출 방향으로 연장하는 가상적인 직선 상에 배치되는 기판 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 처리 모듈에 인접하는 반송실;
    상기 반송실 내에 배치되고, 상기 기판 반입 반출구를 통해서 상기 처리 모듈에 대한 상기 기판의 반입 반출을 수행하는 반송 로봇; 및
    상기 반송 로봇에 의한 상기 기판 재치면 상으로의 상기 기판의 재치 포지션을 제어하는 로봇 제어부;
    를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 로봇 제어부는 특정한 기판을 재치하는 제1 포지션과 상기 특정한 기판의 다음에 처리되는 다른 기판을 재치하는 제2 포지션을 다르게 하도록 상기 재치 포지션의 가변 제어를 수행하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 로봇 제어부는,
    상기 반송 로봇의 가동 파라미터를 검출하는 검출부;
    상기 검출부가 검출한 가동 파라미터와 상기 제1 포지션의 위치 정보 또는 상기 제2 포지션의 위치 정보를 기초로 상기 반송 로봇의 구동 데이터를 산출하는 산출부; 및
    상기 산출부가 산출한 구동 데이터에 따라 상기 반송 로봇의 구동부에 대하여 동작 지시를 내리는 지시부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 처리 모듈은 복수 개의 상기 처리실을 포함하고, 상기 복수 개의 처리실의 각각에 대응하는 복수 개의 상기 기판 반입 반출구가 같은 방향을 향하도록 설치되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 처리 모듈에 인접하는 반송실; 및
    상기 반송실 내에 배치되고, 상기 기판 반입 반출구를 통해서 상기 처리 모듈에 대한 상기 기판의 반입 반출을 수행하는 반송 로봇
    을 더 포함하고,
    상기 반송 로봇은 같은 방향을 향하는 상기 복수 개의 상기 기판 반입 반출구의 각각에 대응하는 복수 개의 엔드이펙터를 포함하고, 상기 복수 개의 엔드이펙터 각각이 동기되어 동작하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 위치 결정부는,
    핀 형상의 제2 철부; 및
    상기 제2 철부가 삽입되는 타원공 형상으로 장축 방향이 상기 기판 반입 반출구를 통한 상기 기판의 반입 반출 방향을 따르도록 배치된 제2 요부;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 위치 결정부 및 상기 제2 위치 결정부는 상기 기판 반입 반출구의 중앙을 따라서 상기 기판 반입 반출구를 통한 상기 기판의 반입 반출 방향으로 연장하는 가상적인 직선 상에 배치되는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 처리 모듈은 복수 개의 상기 처리실을 포함하는 것과 함께, 상기 복수 개의 처리실의 각각에 대응하는 복수 개의 상기 기판 반입 반출구가 같은 방향을 향하도록 설치되는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 처리 모듈에 인접하는 반송실; 및
    상기 반송실 내에 배치되고, 상기 기판 반입 반출구를 통해서 상기 처리 모듈에 대한 상기 기판의 반입 반출을 수행하는 반송 로봇
    을 더 포함하고,
    상기 반송 로봇은 같은 방향을 향하는 상기 복수 개의 상기 기판 반입 반출구의 각각에 대응하는 복수 개의 엔드이펙터를 포함하고, 상기 복수 개의 엔드이펙터 각각이 동기되어 동작하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치 결정부 및 상기 제2 위치 결정부는 상기 기판 반입 반출구의 중앙을 따라서 상기 기판 반입 반출구를 통한 기판의 반입 반출 방향으로 연장하는 가상적인 직선 상에 배치되는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 처리 모듈은 복수 개의 상기 처리실을 포함하고, 상기 복수 개의 처리실의 각각에 대응하는 복수 개의 상기 기판 반입 반출구가 같은 방향을 향하도록 설치되는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 처리 모듈에 인접하는 반송실; 및
    상기 반송실 내에 배치되고, 상기 기판 반입 반출구를 통해서 상기 처리 모듈에 대한 상기 기판의 반입 반출을 수행하는 반송 로봇
    을 더 포함하고,
    상기 반송 로봇은 같은 방향을 향하는 상기 복수 개의 상기 기판 반입 반출구의 각각에 대응하는 복수 개의 엔드이펙터를 포함하고, 상기 복수 개의 엔드이펙터 각각이 동기되어 동작하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 처리 모듈은 복수 개의 상기 처리실을 포함하는 것과 함께, 상기 복수 개의 처리실의 각각에 대응하는 복수 개의 상기 기판 반입 반출구가 같은 방향을 향하도록 설치되는 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 처리 모듈에 인접하는 반송실; 및
    상기 반송실 내에 배치되고, 상기 기판 반입 반출구를 통해서 상기 처리 모듈에 대한 상기 기판의 반입 반출을 수행하는 반송 로봇
    을 더 포함하고,
    상기 반송 로봇은 같은 방향을 향하는 상기 복수 개의 상기 기판 반입 반출구의 각각에 대응하는 복수 개의 엔드이펙터를 포함하고, 상기 복수 개의 엔드이펙터 각각이 동기되어 동작하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  20. 기판을 처리하는 처리실을 구비하는 처리 모듈 내에 상기 처리 모듈을 구성하는 벽들 중의 하나로서 기밀 부재를 냉각하는 냉각 기구를 포함하는 벽에 설치된 기판 반입 반출구를 통해서 상기 기판을 반입하는 공정;
    상기 처리 모듈 내에 반입된 상기 기판을 상기 처리실 내에 배치된 기판 재치부의 기판 재치면 상에 재치하는 공정;
    상기 기판을 가열하는 공정;
    상기 기판 재치면과 대향하는 위치에 배치된 샤워 헤드로부터 상기 샤워 헤드가 구비하는 분산판을 통해서 가스를 공급하여, 상기 기판 재치면 상의 상기 기판에 대한 처리를 수행하는 공정; 및
    처리 후의 상기 기판을 상기 처리 모듈 내로부터 반출하는 공정;
    을 구비하고,
    상기 처리 모듈 내에 상기 기판을 반입하는 공정을 수행하기 전에, 상기 기판 반입 반출구가 설치된 측에 배치된 제1 위치 결정부 및 상기 기판 반입 반출구가 설치된 측과는 상기 처리실을 개재하여 대향하는 측에 배치되고 상기 기판 반입 반출구를 통한 기판의 반입 반출 방향을 따라 상기 제1 위치 결정부와 배열되는 위치에 배치되고 상기 반입 반출 방향을 따른 방향의 변형을 회피하도록 구성된 제2 위치 결정부에 의해서, 제1 열팽창율을 가지는 재질로 구성된 상기 분산판 및 상기 제1 열팽창율과는 다른 제2 열팽창율을 가지는 재질로 구성되고 상기 분산판을 지지하는 분산판 지지부의 위치 결정을 수행하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  21. 기판을 처리하는 처리실을 구비하는 처리 모듈 내에 상기 처리 모듈을 구성하는 벽들 중의 하나로서 기밀 부재를 냉각하는 냉각 기구를 포함하는 벽에 설치된 기판 반입 반출구를 통해서 상기 기판을 반입하는 단계;
    상기 처리 모듈 내에 반입된 상기 기판을 상기 처리실 내에 배치된 기판 재치부의 기판 재치면 상에 재치하는 단계;
    상기 기판을 가열하는 단계;
    상기 기판 재치면과 대향하는 위치에 배치된 샤워 헤드로부터 상기 샤워 헤드가 포함하는 분산판을 통해서 가스를 공급하여, 상기 기판 재치면 상의 상기 기판에 대한 처리를 수행하는 단계; 및
    처리 후의 상기 기판을 상기 처리 모듈 내로부터 반출하는 단계;
    를 컴퓨터에 실행시키고,
    상기 처리 모듈 내에 상기 기판을 반입하는 단계를 수행하기 전에 상기 기판 반입 반출구가 설치된 측에 배치된 제1 위치 결정부 및 상기 기판 반입 반출구가 설치된 측과는 상기 처리실을 개재하여 대향하는 측에 배치되고 상기 기판 반입 반출구를 통한 상기 기판의 반입 반출 방향을 따라 상기 제1 위치 결정부와 배열되는 위치에 배치되고 상기 반입 반출 방향을 따른 방향의 변형을 회피하도록 구성된 제2 위치 결정부에 의해서, 제1 열팽창율을 가지는 재질로 구성된 상기 분산판 및 상기 제1 열팽창율과는 다른 제2 열팽창을 가지는 재질로 구성되고 상기 분산판을 지지하는 분산판 지지부의 위치 결정을 수행하는 단계
    를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기록한 기록 매체.
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