KR101907247B1 - 기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101907247B1
KR101907247B1 KR1020150131649A KR20150131649A KR101907247B1 KR 101907247 B1 KR101907247 B1 KR 101907247B1 KR 1020150131649 A KR1020150131649 A KR 1020150131649A KR 20150131649 A KR20150131649 A KR 20150131649A KR 101907247 B1 KR101907247 B1 KR 101907247B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
susceptor
fixing member
shaft
fixing
fixed shaft
Prior art date
Application number
KR1020150131649A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160035983A (ko
Inventor
마나부 혼마
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20160035983A publication Critical patent/KR20160035983A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101907247B1 publication Critical patent/KR101907247B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046—Dry cleaning only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4581—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber characterised by material of construction or surface finish of the means for supporting the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C23C16/45551—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction for relative movement of the substrate and the gas injectors or half-reaction reactor compartments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/90—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies using means for bonding not being attached to, or not being formed on, the body surface to be connected, e.g. pressure contacts using springs or clips

Abstract

고온 프로세스에서 금속 오염을 억제하는 기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법을 제공한다. 부식성 가스를 공급 가능한 처리실(1)과, 상기 처리실 내에 설치되고, 상면에 기판(W) 서셉터(2)와, 상기 서셉터를 관통하는 고정축(211)과, 상기 고정축이 삽입되고, 상기 서셉터를 상기 상면 측으로부터 고정하는 제1 고정 부재(212)와, 상기 고정축이 삽입되고, 상기 서셉터를 하면 측으로부터 고정하는 제2 고정 부재(213)와, 상기 서셉터보다도 하방에 설치되고, 상기 고정축을 하방향으로 가압함과 함께 상기 제2 고정 부재를 상방향으로 가압하는 가압 수단(214)과, 상기 서셉터보다도 상방에 설치되고, 상기 고정축과 걸리어 결합함과 함께 상기 가압 수단과 협동해서 상기 제1 고정 부재를 가압하는 걸림 부재(216)를 갖고, 상기 서셉터, 상기 제1 고정 부재 및 상기 걸림 부재는, 상기 가압 수단보다도 상기 부식 가스에 대한 부식 내성이 높은 재료로 이루어진다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF FABRICATING SUBSTRATE LOADING UNIT}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 처리실 내에서 기판에 성막 처리를 행하는 성막 장치로서, 기판을 적재하기 위한 회전 테이블이, 중심 영역에서 상하의 상측 허브와 하측 허브 사이에 끼워지도록 유지된 성막 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 성막 장치에서는, 상측 허브에 형성된 구멍에 접시 스프링을 통해서 통과된 6개의 볼트가, 하측 허브에 형성된 나사 구멍에 각각 나사 결합됨으로써, 회전 테이블이 고정된다.
일본 특허 공개 제2010-84230호 공보
그러나, 상술한 특허문헌 1에 기재된 구성에서는, 회전 테이블을 240rpm 정도 또는 그 이상의 고속으로 회전시키고, 또한 기판의 온도를 600 내지 700℃, 또는 그 이상으로 해서 클리닝 등의 에칭 처리를 행한 경우, 볼트, 접시 스프링 등으로부터 금속 오염이 발생할 우려가 있다는 문제가 생겼다.
즉, 최근 들어, 상술한 600 내지 700℃ 또는 그 이상의 온도의 고온의 성막 프로세스가 도입되게 되었다. 그러한 성막 프로세스를 일정 기간 또는 일정 횟수 행한 후, 정기적으로 처리실 내의 클리닝을 행하는데, 그때, 온도는 성막 온도보다도 약간 낮은 정도까지밖에 떨어뜨리지 않고, 회전 수도 바꾸지 않고 클리닝이 행하여진다. 클리닝에는, 에칭에 사용되는 부식성의 가스가 사용되는데, 이러한 고온 에칭 프로세스에서는, 석영 등의 비부식성 재료로 이루어지는 회전 테이블에서는 오염이 그다지 발생하지 않지만, 금속으로 이루어지는 볼트, 접시 스프링 등으로부터는 금속 오염이 발생한다.
따라서, 본 발명은, 고온 프로세스에 있어서도, 금속 오염 등을 발생시키지 않는 기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 형태에 관한 기판 처리 장치는, 성막 프로세스 후에, 부식성 가스를 공급해서 내부에 존재하는 막을 에칭 처리 가능한 처리실과, 상기 처리실 내에 설치되고, 상면에 기판을 적재 가능한 기판 적재부를 포함하고, 상기 상면보다도 상방으로부터 상기 부식성 가스가 공급되는 서셉터와, 상기 서셉터를 관통하는 고정축과, 상기 고정축이 삽입되고, 상기 서셉터를 상기 상면 측으로부터 고정하는 제1 고정 부재와, 상기 고정축이 삽입되고, 상기 서셉터를 하면 측으로부터 고정하는 제2 고정 부재와, 상기 서셉터보다도 하방에 설치되고, 상기 고정축을 하방향으로 가압함과 함께 상기 제2 고정 부재를 상방향으로 가압하여, 상기 제2 고정 부재를 통해서 상기 서셉터를 상기 하면 측으로부터 고정하는 가압 수단과, 상기 서셉터보다도 상방에 설치되고, 상기 고정축과 걸리어 결합함과 함께 상기 가압 수단과 협동해서 상기 제1 고정 부재를 가압하고, 상기 제1 고정 부재를 통해서 상기 서셉터를 상기 상면 측으로부터 고정하는 걸림 부재를 포함하고, 상기 서셉터, 상기 제1 고정 부재 및 상기 걸림 부재는, 상기 가압 수단보다도 상기 부식성 가스에 대한 부식 내성이 높은 재료로 구성된다. 상기 제2 고정 부재 및 가압 수단은, 서셉터, 제1 고정 부재 및 걸림 부재보다도 내열성이 높은 재료로 구성된다. 또한 상기 고정축은, 제2 고정 부재를 통해서 서셉터보다도 하방에서 서셉터를 지지하는 지지축을 더 포함하고, 지지축과 제2 고정 부재는 나사를 사용해서 나사 고정되고, 서셉터, 제1 고정 부재 및 걸림 부재는, 나사보다도 부식성 가스에 대한 부식 내성이 높은 재료로 구성된다. 또한 상기 나사는, 서셉터, 제1 고정 부재 및 걸림 부재보다도 내열성이 높은 재료로 구성된다.
본 발명의 다른 형태에 관한 기판 적재 유닛의 제조 방법은, 하단부에 직경 방향으로 돌출된 스프링 지지부를 포함하고, 상단부에 선단보다도 외주가 작은 잘록부를 포함하는 고정축에 스프링을 삽입하여, 상기 스프링을 상기 스프링 지지부 위에 적재하는 공정과, 상기 스프링이 장착된 상기 고정축의 하부 영역을 수용 가능한 고정축 수용 공간을 상단면에 포함함과 함께, 상기 고정축 수용 공간의 주위에 나사 구멍이 형성된 지지축을 준비하고, 상기 지지축의 상기 고정축 수용 공간에 상기 스프링이 장착된 상기 고정축의 상기 하부 영역을 삽입하는 공정과, 상기 나사 구멍과 나사 결합하는 나사를 사용하여, 상기 나사의 헤드부보다도 소직경의 관통 구멍을 포함함과 함께 상기 고정축이 삽입가능한 제1 중심 관통 구멍을 포함하는 제1 고정 부재를, 상기 고정축에 삽입시켜서 상기 지지축의 상단면 위에 고정하는 공정과, 상기 고정축이 삽입가능한 제2 중심 관통 구멍을 포함하는 서셉터를, 상기 고정축에 삽입시켜서 상기 제1 고정 부재 위에 적재하는 공정과, 상기 고정축이 삽입가능한 제3 중심 관통 구멍을 포함하는 제2 고정 부재를, 상기 고정축에 삽입시켜서 상기 서셉터 위에 적재하는 공정과, 상기 고정축을 상기 스프링의 가압력에 저항해서 끌어올려, 상기 잘록부를 상기 제2 고정 부재보다도 상방에 노출시켜서, 상기 잘록부와 걸리어 결합하는 걸림 부재를 결합시켜, 상기 걸림 부재와 상기 스프링의 상기 가압력을 협동시켜서 상기 서셉터를 상하에서 끼워 넣는 힘을 발생시켜, 상기 제1 고정 부재 및 상기 제2 고정 부재를 통해서 상기 서셉터를 사이에 끼워 넣어 상기 서셉터를 고정하는 공정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 고온 프로세스에서도 콘터미네이션의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 처리실 내의 구성을 도시하는 개략 평면도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치의 처리실 내에 회전 가능하게 설치되는 회전 테이블의 동심원을 따른 개략 단면도이다.
도 5는 도 1의 기판 처리 장치의 다른 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 코어부의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 서셉터 고정 구조의 일례의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 서셉터 고정 구조의 외력이 가해지는 방법을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 기판 적재 유닛의 열전달 대책 구조에 대해서 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 도 9에서의 영역 A를 확대해서 온도 분포의 일례를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 고정축의 온도 분포 및 응력 분포를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 고정축(211)에 사용될 수 있는 질화규소의 고온 강도 및 내열충격성을 다른 재료와 비교하여 얻어진 결과를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 적재 유닛의 제조 방법의 일례의 전반의 일련 공정을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 적재 유닛의 제조 방법의 일례의 후반의 일련 공정을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 설명을 행한다.
〔기판 처리 장치〕
먼저, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성에 대해서 설명한다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 거의 원형의 평면 형상을 갖는 편평한 처리실(1)과, 이 처리실(1) 내에 설치되고, 처리실(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 서셉터(2)를 구비하고 있다. 처리실(1)은, 바닥이 있는 원통 형상을 갖는 용기 본체(12)와, 용기 본체(12)의 상면에 대하여, 예를 들어 O-링 등의 시일 부재(13)(도 1)를 통해서 기밀하게 착탈 가능하게 배치되는 천장판(11)을 갖고 있다.
서셉터(2)는, 중심부에서 코어부(21)에 고정되어 있다. 코어부(21)는, 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)의 상단에 고정되어 있다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 회전축(22)을 구비하는 것이 필수가 아니며, 회전하지 않고 코어부(21)를 지지할 뿐인 지주이어도 되는데, 본 실시 형태에서는, 회전축(22)이 코어부(21)를 지지하는 예에 대해서 설명한다. 또한, 코어부(21)의 구성의 상세는 후술한다. 회전축(22)은 처리실(1)의 저부(14)를 관통하고, 그 하단이 회전축(22)(도 1)을 연직축 둘레로 회전시키는 구동부(23)에 설치되어 있다. 회전축(22) 및 구동부(23)는, 상면이 개구된 통 형상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 이 케이스체(20)는 그 상면에 설치된 플랜지 부분이 처리실(1)의 저부(14)의 하면에 기밀하게 설치되어 있어, 케이스체(20)의 내부 분위기와 외부 분위기의 기밀 상태가 유지되어 있다.
서셉터(2)의 표면부에는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 회전 방향(둘레 방향)을 따라 복수(도시한 예에서는 5매)의 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)(W)를 적재하기 위한 원 형상의 오목부(24)가 형성되어 있다. 또한 도 3에는 편의상 1개의 오목부(24)에만 웨이퍼(W)를 나타낸다. 이 오목부(24)는, 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간 예를 들어 4mm 큰 내경과, 웨이퍼(W)의 두께와 거의 동등한 깊이를 갖고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)가 오목부(24)에 수용되면, 웨이퍼(W)의 표면과 서셉터(2)의 표면(웨이퍼(W)가 적재되지 않는 영역)이 동일한 높이가 된다. 오목부(24)의 저면에는, 웨이퍼(W)의 이면을 지지해서 웨이퍼(W)를 승강시키기 위한, 예를 들어 3개의 승강 핀이 관통하는 관통 구멍(모두 도시하지 않음)이 형성되어 있다.
서셉터(2)는, 다양한 재료로 구성되어도 되지만, 에칭이나 클리닝 등에 사용되는 부식성 가스에 대해서도 부식 내성이 강하고, 또한 고온에 대한 온도 내성도 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 서셉터(2)는, 예를 들어 석영, 카본, SiC 등으로 구성된다.
도 2 및 도 3은, 처리실(1) 내의 구조를 설명하는 도면이며, 설명의 편의상, 천장판(11)의 도시를 생략하고 있다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 서셉터(2)의 상방에는, 각각 예를 들어 석영으로 이루어지는 반응 가스 노즐(31), 반응 가스 노즐(32), 반응 가스 노즐(33) 및 분리 가스 노즐(41, 42)이 처리실(1)의 둘레 방향(서셉터(2)의 회전 방향(도 3의 화살표 A))으로 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 도시의 예에서는, 후술하는 반송구(15)로부터 시계 방향(서셉터(2)의 회전 방향)으로, 반응 가스 노즐(33), 분리 가스 노즐(41), 반응 가스 노즐(31), 분리 가스 노즐(42) 및 반응 가스 노즐(32)이 이 순서대로 배열되어 있다. 이 노즐(31, 32, 33, 41, 42)은, 각 노즐(31, 32, 33, 41, 42)의 기단부인 가스 도입 포트(31a, 32a, 33a, 41a, 42a)(도 3)를 용기 본체(12)의 외주벽에 고정함으로써, 처리실(1)의 외주벽으로부터 처리실(1) 내에 도입되어, 용기 본체(12)의 반경 방향을 따라서 서셉터(2)에 대해 수평하게 신장되도록 설치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 반응 가스 노즐(31)은, 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 통해서, 제1 반응 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 반응 가스 노즐(32)은, 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 통해서, 제2 반응 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또한, 반응 가스 노즐(33)은, 도시하지 않은 배관 및 유량 제어기 등을 통해서, 제3 반응 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스 노즐(41, 42)은, 모두 도시하지 않은 배관 및 유량 제어 밸브 등을 통해서, 분리 가스의 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스로서는, 헬륨(He)이나 아르곤(Ar) 등의 희가스나 질소(N2) 가스 등의 불활성 가스를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, N2 가스를 사용하는 것으로 한다.
또한, 도 2 및 도 3에는, 반응 가스 노즐(31 내지 33)이 3개 설치되어 있는 예를 나타내고 있지만, 공급하는 반응 가스가 2종류인 경우에는, 반응 가스 노즐은 2개이어도 된다. 예를 들어, 반응 가스 노즐(31, 32)만을 구비한 구성이어도 된다. 또한, 반대로, 공급하는 반응 가스의 종류가 3종류보다도 많은 경우에는, 4개 이상의 반응 가스 노즐을 설치하여도 된다. 반응 가스 노즐(31 내지 33)은, 실시하는 프로세스의 종류, 용도에 따라 적절히 개수를 정해도 된다.
반응 가스 노즐(31 내지 33)에는, 서셉터(2)를 향해서 개구하는 복수의 가스 토출 구멍(35)이, 반응 가스 노즐(31 내지 33)의 길이 방향을 따라, 예를 들어 10mm의 간격으로 배열되어 있다. 반응 가스 노즐(31)의 하방 영역은, 제1 반응 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역(P1)이 된다. 반응 가스 노즐(32)의 하방 영역은, 제1 처리 영역(P1)에서 웨이퍼(W)에 흡착된 제1 반응 가스에 제2 반응 가스를 반응시키는 제2 처리 영역(P2)이 된다. 또한, 반응 가스 노즐(33)도, 제2 처리 영역(P2)에 포함되고, 제1 반응 가스와 제2 반응 가스의 반응 생성물에 더욱 제3 반응 가스를 반응시키거나, 또는 반응 가스 노즐(32)로부터 제2 반응 가스의 공급을 정지함과 함께, 반응 가스 노즐(33)로부터 제3 반응 가스를 공급해서 웨이퍼(W) 위에 흡착된 제1 반응 가스와 반응시키는 처리를 행한다.
제1 반응 가스, 제2 반응 가스, 제3 반응 가스는, 실시하는 프로세스에 따라 적절히 정해지는데, 예를 들어 일례로서, 반응 가스 노즐(31)로부터 공급하는 제1 반응 가스를 TiCl4, 반응 가스 노즐(32)로부터 공급하는 제2 반응 가스를 NH3 등의 질화 가스, 반응 가스 노즐(33)로부터 공급하는 제3 반응 가스를 O2 가스, O3 가스 등의 산화 가스로 해도 된다.
또한, 반응 가스 노즐(31 내지 33)로부터는, 웨이퍼(W) 위에 박막을 형성하는 성막 시에는, 성막용의 가스가 공급되지만, 웨이퍼(W) 위에 성막된 막을 에칭하거나, 처리실(1) 내에 성막된 불필요한 막을 에칭하거나 해서 클리닝할 때는, 에칭용의 부식성 가스가 제공된다. 에칭용의 반응 가스로서는, ClF3, F2/HF 등의 불소계의 가스를 사용해도 된다. 에칭용의 가스도, 웨이퍼(W) 위에 성막된 막을 에칭 가공하는 경우, 성막 처리에 의해 처리실(1) 내에 성막된 불필요한 막을 제거하는 경우 등의 용도에 따라, 적절한 가스를 선택해서 사용할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 처리실(1) 내에는 2개의 볼록 형상부(4)가 형성되어 있다. 볼록 형상부(4)는, 분리 가스 노즐(41, 42)과 함께 분리 영역(D)을 구성하기 때문에, 후술하는 바와 같이, 서셉터(2)를 향해서 돌출되도록 천장판(11)의 이면에 형성되어 있다. 또한, 볼록 형상부(4)는, 정상부가 원호 형상으로 절단된 부채형의 평면 형상을 가지며, 본 실시 형태에는, 내 원호가 돌출부(5)(후술)에 연결되고, 외 원호가, 처리실(1)의 용기 본체(12)의 내주면을 따르도록 배치되어 있다.
도 4는, 반응 가스 노즐(31)로부터 반응 가스 노즐(32)까지 서셉터(2)의 동심원을 따른 처리실(1)의 단면을 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 천장판(11)의 이면에 볼록 형상부(4)가 형성되어 있기 때문에, 처리실(1) 내에는, 볼록 형상부(4)의 하면인 평탄한 낮은 천장면(44)(제1 천장면)과, 이 천장면(44)의 둘레 방향 양측에 위치하는, 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 존재한다. 천장면(44)은, 정상부가 원호 형상으로 절단된 부채형의 평면 형상을 갖고 있다. 또한, 도시한 바와 같이, 볼록 형상부(4)에는 둘레 방향 중앙에 있어서, 반경 방향으로 신장되도록 형성된 홈부(43)가 형성되고, 분리 가스 노즐(42)이 홈부(43) 내에 수용되어 있다. 또 하나의 볼록 형상부(4)에도 마찬가지로 홈부(43)가 형성되고, 여기에 분리 가스 노즐(41)이 수용되어 있다. 또한, 높은 천장면(45)의 하방의 공간에 반응 가스 노즐(31, 32)이 각각 설치되어 있다. 이 반응 가스 노즐(31, 32)은, 천장면(45)으로부터 이격되어 웨이퍼(W)의 근방에 설치되어 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 높은 천장면(45)의 하방의 우측의 공간(481)에 반응 가스 노즐(31)이 설치되고, 높은 천장면(45)의 하방의 좌측의 공간(482)에 반응 가스 노즐(32)이 설치된다.
또한, 볼록 형상부(4)의 홈부(43)에 수용되는 분리 가스 노즐(41, 42)에는, 서셉터(2)를 향해서 개구되는 복수의 가스 토출 구멍(42h)(도 4 참조)이 분리 가스 노즐(41, 42)의 길이 방향을 따라, 예를 들어 10mm의 간격으로 배열되어 있다.
천장면(44)은, 협소한 공간인 분리 공간(H)을 서셉터(2)에 대해 형성하고 있다. 분리 가스 노즐(42)의 토출 구멍(42h)으로부터 N2 가스가 공급되면, 이 N2 가스는, 분리 공간(H)을 통해서 공간(481) 및 공간(482)을 향해서 흐른다. 이때, 분리 공간(H)의 용적은 공간(481 및 482)의 용적보다도 작기 때문에, N2 가스에 의해 분리 공간(H)의 압력을 공간(481 및 482)의 압력에 비해 높게 할 수 있다. 즉, 공간(481 및 482)의 사이에 압력이 높은 분리 공간(H)이 형성된다. 또한, 분리 공간(H)으로부터 공간(481 및 482)으로 흘러나오는 N2 가스가, 제1 영역(P1)으로부터의 제1 반응 가스와, 제2 영역(P2)으로부터의 제2 반응 가스에 대한 카운터 플로우로서 작용한다. 따라서, 제1 영역(P1)으로부터의 제1 반응 가스와, 제2 영역(P2)으로부터의 제2 반응 가스가 분리 공간(H)에 의해 분리된다. 따라서, 처리실(1) 내에서 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 혼합하여 반응하는 것이 억제된다.
또한, 서셉터(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이(h1)는, 성막 시의 처리실(1) 내의 압력, 서셉터(2)의 회전 속도, 공급하는 분리 가스(N2 가스)의 공급량 등을 고려하여, 분리 공간(H)의 압력을 공간(481, 482)의 압력에 비해 높게 하기에 적합한 높이로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 천장판(11)의 하면에는, 서셉터(2)를 고정하는 코어부(21)의 외주를 둘러싸는 돌출부(5)(도 2 및 도 3)가 형성되어 있다. 이 돌출부(5)는, 본 실시 형태에서는, 볼록 형상부(4)에 있어서의 회전 중심측의 부위와 연속되어 있어, 그 하면이 천장면(44)과 동일한 높이로 형성되어 있다.
앞서 참조한 도 1은, 도 3의 I-I'선을 따른 단면도이며, 천장면(45)이 형성되어 있는 영역을 나타내고 있다. 한편, 도 5는, 천장면(44)이 형성되어 있는 영역을 도시하는 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 부채형의 볼록 형상부(4)의 주연부(처리실(1)의 외연측의 부위)에는, 서셉터(2)의 외단면에 대향하도록 L자형으로 굴곡되는 굴곡부(46)가 형성되어 있다. 이 굴곡부(46)는, 볼록 형상부(4)와 마찬가지로, 분리 영역(D)의 양측으로부터 반응 가스가 침입하는 것을 억제하여, 양쪽 반응 가스의 혼합을 억제한다. 부채형의 볼록 형상부(4)는 천장판(11)에 형성되고, 천장판(11)이 용기 본체(12)로부터 떼어낼 수 있도록 되어 있으므로, 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)의 사이에는 약간 간극이 있다. 굴곡부(46)의 내주면과 서셉터(2)의 외단면과의 간극 및 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)와의 간극은, 예를 들어 서셉터(2)의 상면에 대한 천장면(44)의 높이와 마찬가지의 치수로 설정되어 있다.
용기 본체(12)의 내주벽은, 분리 영역(D)에서는 도 5에 도시한 바와 같이 굴곡부(46)의 외주면과 접근해서 수직면에 형성되어 있지만, 분리 영역(D) 이외의 부위에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 예를 들어 서셉터(2)의 외단면과 대향하는 부위로부터 저부(14)에 걸쳐서 외방측으로 오목하게 되어 있다. 이하, 설명의 편의상, 대략 사각형의 단면 형상을 갖는 오목 부분을 배기 영역이라 기재한다. 구체적으로는, 제1 처리 영역(P1)에 연통하는 배기 영역을 제1 배기 영역(E1)이라 기재하고, 제2 처리 영역(P2)에 연통하는 영역을 제2 배기 영역(E2)이라 기재한다. 이 제1 배기 영역(E1) 및 제2 배기 영역(E2)의 저부에는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 각각, 제1 배기구(610) 및 제2 배기구(620)가 형성되어 있다. 제1 배기구(610) 및 제2 배기구(620)는, 도 1에 도시한 바와 같이 각각 배기관(630)을 통해서 진공 배기 수단인, 예를 들어 진공 펌프(640)에 접속되어 있다. 또한, 진공 펌프(640)와 배기관(630)의 사이에, 압력 제어기(650)가 설치된다.
서셉터(2)와 처리실(1)의 저부(14)와의 사이의 공간에는, 도 1 및 도 5에 도시하는 바와 같이 가열 수단인 히터 유닛(7)이 설치되고, 서셉터(2)를 통해서 서셉터(2) 위의 웨이퍼(W)가, 프로세스 레시피로 정해진 온도(예를 들어 700℃)로 가열된다. 서셉터(2)의 주연 부근의 하방측에는, 서셉터(2)의 상방 공간으로부터 배기 영역(E1, E2)에 이르기까지의 분위기와 히터 유닛(7)이 놓여져 있는 분위기를 구획해서 서셉터(2)의 하방 영역에의 가스의 침입을 억제하기 위해서, 링 형상의 커버 부재(71)가 설치되어 있다(도 5). 이 커버 부재(71)는, 서셉터(2)의 외연부 및 외연부보다도 외주측을 하방측으로부터 면하도록 설치된 내측 부재(71a)와, 이 내측 부재(71a)와 처리실(1)의 내벽면과의 사이에 설치된 외측 부재(71b)를 구비하고 있다. 외측 부재(71b)는, 분리 영역(D)에 있어서 볼록 형상부(4)의 외연부에 형성된 굴곡부(46)의 하방에서, 굴곡부(46)와 근접해서 설치되고, 내측 부재(71a)는, 서셉터(2)의 외연부 하방(및 외연부보다도 약간 외측의 부분의 하방)에서, 히터 유닛(7)을 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸고 있다.
히터 유닛(7)이 배치되어 있는 공간보다도 회전 중심 근처의 부위에서의 저부(14)는, 서셉터(2)의 하면의 중심부 부근에서의 코어부(21)에 접근하도록 상방측으로 돌출되어 돌출부(12a)를 이루고 있다. 이 돌출부(12a)와 코어부(21)의 사이는 좁은 공간으로 되어 있고, 또한 저부(14)를 관통하는 회전축(22)의 관통 구멍의 내주면과 회전축(22)과의 간극이 좁게 되어 있어, 이들 좁은 공간은 케이스체(20)에 연통하고 있다. 그리고 케이스체(20)에는 퍼지 가스인 N2 가스를 좁은 공간 내에 공급해서 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(72)이 설치되어 있다. 또한 처리실(1)의 저부(14)에는, 히터 유닛(7)의 하방에서 둘레 방향으로 소정의 각도 간격으로, 히터 유닛(7)의 배치 공간을 퍼지하기 위한 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 설치되어 있다(도 5에는 하나의 퍼지 가스 공급관(73)을 나타냄). 또한, 히터 유닛(7)과 서셉터(2)의 사이에는, 히터 유닛(7)이 설치된 영역에의 가스의 침입을 억제하기 위해서, 외측 부재(71b)의 내주벽(내측 부재(71a)의 상면)으로부터 돌출부(12a)의 상단부와의 사이를 둘레 방향에 걸쳐서 덮는 덮개 부재(7a)가 설치되어 있다. 덮개 부재(7a)는 예를 들어 석영으로 제작할 수 있다.
또한, 처리실(1)의 천장판(11)의 중심부에는 분리 가스 공급관(51)이 접속되어 있고, 천장판(11)과 코어부(21)의 사이의 공간(52)에 분리 가스인 N2 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 이 공간(52)에 공급된 분리 가스는, 돌출부(5)와 서셉터(2)의 좁은 간극(50)을 통해서 서셉터(2)의 웨이퍼 적재 영역측의 표면을 따라 주연을 향해서 토출된다. 공간(50)은, 분리 가스에 의해 공간(481) 및 공간(482)보다도 높은 압력으로 유지될 수 있다. 따라서, 공간(50)에 의해, 제1 처리 영역(P1)에 공급되는 TiCl4 가스와 제2 처리 영역(P2)에 공급되는 NH3 가스가, 중심 영역(C)을 지나서 혼합되는 것이 억제된다. 즉, 공간(50)(또는 중심 영역(C))은 분리 공간(H)(또는 분리 영역(D))과 마찬가지로 기능할 수 있다.
또한, 처리실(1)의 측벽에는, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 외부의 반송 아암(10)과 서셉터(2)의 사이에서 기판인 웨이퍼(W)의 수수를 행하기 위한 반송구(15)가 형성되어 있다. 이 반송구(15)는, 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 개폐된다. 또한 서셉터(2)에 있어서의 웨이퍼 적재 영역인 오목부(24)는, 이 반송구(15)에 면하는 위치에서 반송 아암(10)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수가 행해지므로, 서셉터(2)의 하방측에서 수수 위치에 대응하는 부위에, 오목부(24)를 관통해서 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어올리기 위한 수수용의 승강 핀 및 그 승강 기구(모두 도시하지 않음)가 설치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 성막 장치에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터로 이루어지는 제어부(100)가 설치되어 있고, 이 제어부(100)의 메모리 내에는, 후술하는 성막 방법을 제어부(100)의 제어 하에 성막 장치에 실시시키는 프로그램이 저장되어 있다. 이 프로그램은 후술하는 성막 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여져 있으며, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광자기 디스크, 메모리 카드, 플렉시블 디스크 등의 매체(102)에 기억되어, 소정의 판독 장치에 의해 기억부(101)에 판독되어, 제어부(100) 내에 인스톨된다.
이어서, 도 6을 사용하여, 코어부(21)의 구조에 대해서 상세하게 설명한다. 도 6은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 일례의 코어부(21)의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 6에서, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 코어부(21)는, 고정축(211)과, 상측 허브(212)와, 하측 허브(213)와, 스프링(214)과, 나사(215)와, 스토퍼(216)를 구비한다. 또한, 도 1 및 도 4에서 설명한 바와 같이, 코어부(21)는, 회전축(22)의 상단에 설치되어 있는데, 회전축(22)의 상단부에는, 고정축 수용 영역(221)과, 나사 구멍(222)이 형성되어 있다. 코어부(21)는, 서셉터(2)를 고정하기 위한 구조를 갖고, 또한 회전축(22)에 설치하여 고정하는 구조를 갖는다. 따라서, 회전축(22)의 회전은, 코어부(21)를 통해서 서셉터(2)에 전달된다.
고정축(211)은, 스토퍼(216), 상측 허브(212), 서셉터(2), 하측 허브(213)를 관통해서 수평 방향의 위치 결정 및 고정을 행한다. 또한, 고정축(211)의 하부가 회전축(22)의 고정축 수용 영역(221)에 수용됨으로써, 서셉터(2)를 회전축(22)의 상단면 위에 고정한다. 고정축(211)은, 걸림부(211a)와, 잘록부(211b)와, 스프링 지지부(211c)를 갖는다. 걸림부(211a) 및 잘록부(211b)는, 스토퍼(216)와 걸리어 결합하기 위한 결합 구조부이며, 걸림부(211a)는, 굵은 직경을 갖고, 잘록부(211b)는, 걸림부(211a)보다도 작은 외주를 갖는다. 잘록부(211b)를 수평 방향으로 사이에 두도록 스토퍼(216)가 걸리어 결합하고, 걸림부(211a)가 스토퍼(216)의 상방향으로의 이동을 규제함으로써, 스토퍼(216)를 고정한다. 또한, 걸림부(211a)는, 고정축(211)의 상단에 설치되고, 잘록부(211b)는, 걸림부(211a)의 바로 하방에 설치된다.
스프링 지지부(211c)는, 스프링(214)을 지지하기 위한 구조부이며, 고정축(211)의 직경 방향 외측에 띠 형상으로 단차를 형성해서 돌출되고, 고정축(211)의 다른 영역보다도 큰 외경을 갖는다. 스프링 지지부(211c)는, 고정축(211)의 하부, 바람직하게는 하단에 형성되고, 스프링(214)의 하단을 지지 가능한 폭을 갖는 단차를 형성한다. 대략 원통 형상의 스프링(214)에 고정축(211)을 삽입함으로써, 스프링(214)의 하단은 스프링 지지부(211c) 위에 적재되어 지지된다.
고정축(211)의 상단면에는, 필요에 따라, 나사 구멍(211d)이 형성되어도 된다. 나사 구멍(211d)은, 서셉터(2)를 코어부(21)에 고정해서 기판 적재 유닛을 제조할 때, 고정축(211)의 끌어올림에 사용된다. 즉, 나사를 나사 구멍(211d)에 나사 결합시켜서 고정하고, 고정축 끌어올림용 지그를 사용함으로써, 고정축(211)을 용이하게 끌어올려, 잘록부(211b)에 스토퍼(216)를 걸어 결합시켜, 서셉터(2)를 고정할 수 있다.
고정축(211)은, 클리닝 또는 에칭시에 공급되는 부식성 가스에 대하여 부식 내성을 가지면, 다양한 재료로 구성되어도 되는데, 예를 들어 SiN4로 구성되어도 된다. 또한, SiN4외의 다른 재료의 비교 등은 후술한다.
또한, 고정축(211)은, 고정축(211)이 삽입되는 상측 허브(212), 서셉터(2), 하측 허브(213) 및 고정축 수용 영역(221)의 내경에 대응한 외경을 갖고, 각 삽입 개소에서 각각의 내경에 적합한 단차 구조를 갖는다.
상측 허브(212)는, 서셉터(2)를 상방으로부터 고정하기 위한 상측 고정 부재이다. 상측 허브(212)는, 전체로서는 높이가 낮은 원통형, 또는 두께가 두꺼운 원반 형상을 갖고, 중심에 고정축(211)이 삽입되는 중심축 구멍(212c)을 갖는다. 또한, 상면에는, 스토퍼(216)를 유지하는 스폿 페이싱(212d)을 갖는다. 스폿 페이싱(212d)은, 스토퍼(216)보다도 약간 큰 오목부이며, 스토퍼(216)를 걸어 지지한다.
상측 허브(212)의 하면에는, 서셉터(2)를 접촉 고정하는 접촉부(212a)와, 서셉터(2)와 접촉하지 않고 공간(212s)을 형성하는 비접촉부(212b)를 갖는다. 접촉부(212a)는 외연부에 형성되고, 비접촉부(212b)는 중심부에 형성된다. 비접촉부(212b)는, 서셉터(2)로부터의 열전도를 억제하는 역할을 갖고, 서셉터(2)로부터의 열이 고정축(212a)에 전부 직접적으로 전달되는 것을 방지한다. 즉, 열의 전달 루트를 좁힘으로써, 열의 전달을 억제한다. 또한, 상측 허브의 접촉부(212a)를 외연부로 제한함으로써, 스토퍼(216)의 걸림에 의한 하중이 고정축(211) 주위이며, 하중점의 거리가 짧아 서셉터(2)를 수평하게 조정하기 어려운 상태인 것을, 보다 하중점을 외측으로 이동시켜, 서셉터(2)의 수평 조정(균등 하중)을 용이하게 하는 역할도 행한다. 또한, 이러한 점의 상세에 대해서는 후술한다.
하측 허브(213)는, 서셉터(2)를 하방으로부터 고정하기 위한 하측 고정 부재이다. 하측 허브(213)도, 상측 허브(212)와 마찬가지로, 전체로서는 높이가 낮은 원통형, 또는 두께가 두꺼운 원반 형상을 갖고, 중심에 고정축(211)이 삽입되는 중심축 구멍(213c)을 갖는다. 상측 허브(212)와 마찬가지로, 하측 허브(213)도, 서셉터(2)와 접촉하는 상면의 외연부에는 접촉부(213a)가 형성되고, 접촉부(213a)보다도 중심측의 영역에는, 서셉터(2)와 접촉하지 않는 비접촉부(213b)가 형성되어 있다. 비접촉부(213b)와 서셉터(2)의 하면과의 사이에는, 공간(213s)이 형성된다. 하측 허브(213)의 직경은, 상측 허브(212)보다도 크고, 또한, 접촉부(213a)의 형성 영역이 좁고, 외주 부근에만 형성되어 있으므로, 접촉부(213a)는, 상측 허브(212)의 접촉부(212a)보다도 외측에 배치되고, 하중점을 더욱 외측으로 이동시켜, 서셉터(2)를 안정적으로 수평하게 고정할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 접촉부(213a)의 영역이 좁고, 비접촉부(213b)의 영역이 넓으므로, 서셉터(2)로부터의 열의 전달을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
하측 허브(213)의 하면에는, 회전축(22)의 상면과 걸리어 결합가능한 결합부(213d)가 형성되어 있다. 결합부(213d)는, 회전축(22)의 상면의 형상과 걸리어 결합하는 원형의 홈으로서 형성되어도 된다.
또한, 하측 허브(213)에는, 회전축(22)의 상면과 하측 허브(213)를 나사 고정하기 위한 나사 구멍(213e)이 형성되어 있다. 나사 구멍(213e)은, 하측 허브(213)를 관통하는 관통 구멍으로서 형성되어, 하측 허브(213)의 상면으로부터 나사(215)를 삽입하여, 회전축(22)의 상면에 형성된 나사 구멍(222)과 나사 결합함으로써, 하측 허브(213)를 회전축(22)에 고정한다. 나사 구멍(213e, 222)은, 나사(215)의 체결 시에, 나사(215)를 완전히 수용할 수 있는 크기를 갖고, 하측 허브(213)의 서셉터(2)의 고정 지지를 방해하지 않는 구성으로 되어 있다. 또한, 나사 구멍(213e)은, 나사(215)의 헤드부를 걸을 수 있도록, 단차를 갖는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 나사산은, 하측 허브의 나사 구멍(213e)과 회전축(22)의 나사 구멍(222)의 양쪽에 형성되어 있어도 되지만, 도 6에 도시한 바와 같이, 회전축(22)의 나사 구멍(222)에만 형성되어 있어도 된다.
스프링(214)은, 고정축(211)을 하방으로 가압함과 함께, 하측 허브(213)를 상방으로 가압하는 가압 수단이다. 스프링(214)은, 삽입된 고정축(211)의 하단부의 스프링 지지부(211c) 위에 지지되고, 고정축(211)에 장착된 상태에서 회전축(22)의 상면에 형성된 고정축 수용 영역(221) 내에 수용된다. 이 상태에서, 고정축(211)을 끌어올리면, 스프링(214)은 수축되어, 신장 방향으로의 가압력을 발생한다. 발생한 가압력은, 하측 허브(213)의 하면에 상방향의 가압력을 부여함과 함께, 고정축(211)의 지지부(211c)에 하방향의 가압력을 부여한다. 이에 의해, 하측 허브(213)에는 서셉터(2)를 밀어올리는 힘이 작용하고, 고정축(211)에는, 하방향으로 가압하는 힘이 작용한다.
스토퍼(216)는, 고정축(211)의 잘록부(211b)와 걸리어 결합하여, 상측 허브(212)를 걸기 위한 부재이다. 상술한 바와 같이, 스프링(214)이 고정축(211)을 하방향으로 가압하고 있으므로, 고정축(211)의 잘록부(211b)와 걸리어 결합한 스토퍼(216)에는, 하방향의 가압력이 작용한다. 따라서, 스토퍼(216)는, 상측 허브(212)를 하방향으로 가압한다. 이와 같이, 스토퍼(216)는, 스프링(214)과 협동하여, 상측 허브(212)를 가압하고, 상측 허브(212)를 통해서 서셉터(2)를 상측으로부터 고정한다. 또한, 스프링(214)은, 하측 허브(213)를 상방향으로 가압하고 있으므로, 상하의 상측 허브(212)와 하측 허브(213) 사이에 서셉터(2)를 끼워 넣는 힘이 발생하고, 이에 의해, 서셉터(2)를 고정할 수 있다. 또한, 스프링(214)의 강도는, 서셉터(2)를 안정적으로 고정할 수 있는 충분한 강도가 있으면, 다양한 설정으로 할 수 있는데, 예를 들어 80 내지 150N, 바람직하게는 100 내지 120N으로 해도 된다.
여기서, 상술한 바와 같이, 서셉터(2)는, 부식성 가스에 대한 내성이 높고, 고온에 대해서도 내성이 높은 재료로 구성되며, 예를 들어 석영, 카본, SiC 등으로 구성된다. 상측 허브(212), 스토퍼(216)도, 서셉터(2)보다도 상방에 배치되고, 기판이 적재되는 서셉터(2)와 마찬가지로, 고온 환경 하에서 부식성 가스가 공급되는 영역에 존재한다. 따라서, 상측 허브(212) 및 스토퍼(216)는, 고온 하에서 부식성 가스가 공급되어도, 콘터미네이션 등을 발생시키지 않는 내부식성 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 석영, 세라믹스, 인코넬(등록 상표, 이하 생략), 스테인리스 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 서셉터(2), 상측 허브(212) 및 스토퍼(216)는, 전부 석영으로 구성되어도 된다.
한편, 서셉터(2)보다도 하방은, 부식성 가스가 직접 공급되지는 않지만, 히터 유닛(7)이 존재하기 때문에, 서셉터(2)보다 상방의 기판 처리 영역보다도 고온으로 되는 경우가 있다. 따라서, 서셉터(2)보다도 하방의 부품은, 콘터미네이션의 발생 억제보다도, 고온 강도가 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 서셉터(2)보다도 하방의 부재는, 회전축(22)에 의해 회전 구동이 이루어지고, 또한 서셉터(2)를 중력에 저항해서 하측으로부터 지지하기 때문에, 가공 정밀도가 높은 것이 바람직하다.
이러한 관점에서, 하측 허브(213), 스프링(214), 나사(215)는, 인코넬, 스테인리스, 니켈 등의 금속 재료로 구성되어도 된다. 이들 재료는, 고온 강도가 높고, 가공 정밀도도 높다. 한편, 금속 재료이므로, 메탈 콘터미네이션 등을 발생시킬 우려가 있지만, 하측 허브(213), 스프링(214), 나사(215)는, 기판의 처리를 행하지 않는 서셉터(2)보다도 하방의 영역에 배치되어 있으므로, 메탈 콘터미네이션을 기판의 처리나, 처리실(1)의 벽면 등에 발생시킬 우려는 적다. 이와 같이, 스프링(214), 나사(215)와 같은 금속으로 구성하는 것이 바람직한 부품은 서셉터(2)보다도 하방에만 배치함으로써, 메탈 콘터미네이션의 기판 처리에의 영향을 저감하면서, 가공 정밀도 및 고온 강도도 충분히 담보할 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 부분을 서셉터 고정 구조, 회전축(22)을 지지하는 구동부(23)를 포함해서 기판 적재 유닛이라 칭하면, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 서셉터 고정 구조 및 기판 적재 유닛은, 서셉터(2)보다 상방으로부터 메탈 콘터미네이션을 발생할 우려가 있는 스프링(214), 나사(215)를 배제하고 있는데, 일반적으로, 부품을 고정할 때, 나사(215)를 포함하지 않고 부품을 고정하는 구성을 실현하는 것은 매우 곤란하다. 본 실시 형태에서는, 그러한 기계적 상식에서 보면 매우 곤란한 구성을, 서셉터(2)보다 하방에 설치한 스프링(214)과 상방에 설치한 스토퍼(216)의 협동에 의한 고정축(211)을 통한 가압력과, 서셉터(2)보다 하방에서의 나사 고정으로 실현하고 있다. 이에 의해, 서셉터(2)보다 상방의 기판 처리 영역에서는 메탈 콘터미네이션을 방지하면서, 고온 강도 및 가공 정밀도도 충분히 구비한 기판 처리 장치를 구성할 수 있다.
또한, 석영 등의 내부식성 재료로 이루어지는 나사를 사용하여, 서셉터(2)보다 상방의 기판 처리 영역에서의 나사 고정에 사용하는 구성도 생각할 수 있지만, 석영 등의 내부식성 재료는, 열을 흡수하는 능력이 낮아, 고온이 되면 파손되어버려, 나사의 기능을 행할 수 없다. 따라서, 나사, 스프링과 같은 부재는, 열을 흡수하는 능력이 높은 금속 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 그러한 금속 재료로 이루어지는 나사(215), 스프링(214)을 채용해서 충분한 열흡수력을 확보하면서, 이들을 기판 처리 영역 밖에서 사용하여, 메탈 콘터미네이션의 영향을 현저하게 저감시켜, 2개의 서로 다른 요구를 충족시키고 있다.
또한, 스프링(214), 나사(215)에 대해서는, 열흡수력 및 고온 강도가 높은 금속 재료를 사용하는 것이 바람직한데, 하측 허브(213)에 대해서는, 상술한 인코넬, 스테인리스, 니켈 외에, 세라믹스, 석영 등의 사용도 가능하다. 하측 허브(213)는, 서셉터(2)를 고정하는 매체에 지나지 않고, 나사 고정, 가압력의 발생과 같은 기능을 갖지 않기 때문에, 다양한 재료를 사용할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 서셉터 고정 구조의 일례의 사시도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 상측 허브(212)의 중심에서 고정축(211)이 돌출되고, 걸림부(211a) 아래에 있는 잘록부(도 7에는 도시하지 않음, 도 6 참조)(211b)와 스토퍼(216)가 걸리어 결합하여, 상측 허브(212)가 상측으로부터 가압 고정되어 있다. 여기서, 스토퍼(216)는, 알파벳의 C 형상을 갖는 C-링이 사용되고 있다. 이와 같이, 스토퍼(216)로서, C-링을 사용하도록 해도 된다. 기판 적재 유닛을 제조할 때, 스토퍼(216)의 설치를 용이하게 행할 수 있다.
도 8은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 서셉터 고정 구조의 외력이 가해지는 방법을 나타낸 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 서셉터(2)는, 하측 허브(213)의 외연부에 있는 접촉부(213a)에 의해 지지되고, 상측 허브(212)는, 고정축(211) 주변에 설치된 스토퍼(216)와 접촉하고 있는 개소에서, 스토퍼(216)를 지지한다. 즉, 외연부로부터 중심 방향을 향해서, 상방으로 갈수록 지지점이 이동하고 있다.
마찬가지로, 하중점을 생각하면, 먼저, 고정축(211)의 걸림부(211a)의 하면으로부터 스토퍼(216)의 상면에, 고정축(211)의 주위에서 하중이 가해진다. 스토퍼(216)로부터 전달된 하중은, 상측 허브(212)의 외측 영역에 있는 접촉부(212a)에 전달되어, 서셉터(2)에 가해진다. 이 경우에도, 하중점은, 하방으로 갈수록 고정축(211) 주위로부터 외측쪽으로 이동하고 있다.
또한, 힘이 아래쪽으로 작용하는 하중점과, 힘이 위쪽으로 작용하는 지지점 모두에 대해, 위에서 아래로 이동함에 따라서, 힘의 작용점이 중심으로부터 외측으로 이동하고 있다. 이에 의해, 힘의 작용점이, 하측에서 가장 이격되어, 서서히 위로 갈수록 간격이 좁아지는 상태로 되어, 서셉터(2)의 지지를 안정적으로 행할 수 있음과 함께, 서셉터(2)를 수평으로 유지하는 것이 용이하게 된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 안정된 서셉터(2)의 고정 지지가 가능한 구성을 갖는다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 기판 적재 유닛의 열전달 대책 구조에 대해서 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 9 중, 열전달 대책 구조와 관계가 없는 구성 요소에 대해서는, 적절히 생략하고 있다. 도 9에서, 서셉터(2) 위에 웨이퍼(W)가 적재되고, 서셉터(2)의 하방에 덮개(7a)에 덮인 히터 유닛(7)이 설치되어 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 히터 유닛(7)은, 웨이퍼(7)의 직경 방향의 전체 영역을 커버하도록 설치된다. 히터 유닛(7)은, 서셉터(2)보다도 하방에 설치되기 때문에, 서셉터 고정 구조의 부분에서는, 서셉터(2)보다도 하방의 하측 허브(213), 스프링(214) 및 나사(215)의 부분이, 서셉터(2)보다도 상방의 상측 허브(212), 스토퍼(216)보다도 히터 유닛(7)의 열이 더 전달되기 쉽다. 상술한 바와 같이, 하측 허브(213)는, 접촉부(213a), 비접촉부(213b) 및 공간(213s)을 갖는데, 비접촉부(213b) 및 공간(213s)은, 서셉터(2)로부터의 열의 하측 허브(213)에의 전달을 억제할 수 있다.
도 10은, 도 9에서의 영역 A를 확대해서 온도 분포의 일례를 나타낸 도면이다. 또한, 온도 분포는, 웨이퍼 온도 760℃, 압력 6.7Torr, 칠러 85℃의 조건 하에서의 온도 분포 결과를 나타내고 있다.
도 10에서, 영역 J가 367.78℃ 이상, 영역 K가 365.56 내지 367.78℃, 영역 L이 363.33 내지 365.56℃, 영역 M이 361.11 내지 363.33℃의 범위의 영역을 나타내고 있는데, 고정축 수용 영역(221) 내의 스프링(214)이 수용되는 영역은, 영역 K, L이며, 380℃보다도 낮은 온도 영역으로 되어 있다. 여기서, 스프링(214)의 사용 온도 범위는 450℃ 이하이고, 고정축 수용 영역(221) 내의 스프링(214)이 수용되는 영역은 380℃보다도 낮아, 스프링(214)의 사용 온도 범위를 만족하고 있다. 따라서, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 서셉터(2)의 하방의 열전달을 유효하게 억제하여, 스프링(214)의 사용을 가능하게 하고 있는 것으로 나타났다.
도 11은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 고정축(211)의 온도 분포 및 응력 분포를 도시한 도면이다. 도 11의 (a)는 기판 처리 장치의 고정축(211)의 배치 위치를 나타내기 위한 서셉터 고정 구조의 단면도이며, 도 11의 (b)는 고정축(211)의 온도 분포를 도시한 도면이다.
도 11의 (a)와 대비하면서 도 11의 (b)를 보면, 서셉터(2)보다도 약간 하방의 영역의 온도가 가장 높게 되어 있고, 온도가 높은 영역으로부터 상하로 이격됨에 따라서, 온도가 저하되어 있는 것으로 나타나 있다. 서셉터(2)보다도 상방의 고정축(211)의 상단은 온도가 352.22℃ 이하에서 충분히 낮게 되어 있다(영역 V). 서셉터(2)보다도 하방의 영역에서도, 고정축(211)의 하단은 온도가 358.89 내지 361.11℃의 범위로 되어 있어, 충분히 온도가 내려가 있다. 따라서, 서셉터(2)로부터의 열을, 고정축(211)을 통해서 또한 회전축(22)에 전달하는 것이 아니라, 고정축(211)에서 충분히 온도를 저하시켜, 회전축(22) 및 구동부(23)에 열의 영향을 부여하지 않는 구성으로 되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 열전달을 효과적으로 억제할 수 있다.
도 11의 (c)는 고정축(211)의 응력 분포를 도시한 도면이다. 고정축(211)에 가해지는 응력 분포는, 하단부가 가장 높게 되어 있지만, 그래도 50MPa 정도이다. 따라서, 열 충격 등은 특별히 발생하지 않았다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 고정축(211)에 가해지는 응력을 충분히 저하시킬 수 있는 것으로 나타났다.
도 12는, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 고정축(211)에 사용될 수 있는 질화규소의 고온 강도 및 내열충격성을 다른 재료와 비교하여 얻어진 결과를 도시한 도면이다. 도 12의 (a)는 질화규소의 고온 강도를 다른 재료와 비교하여 얻어진 결과를 도시한 도면이며, 800℃ 이하의 온도 영역에서, 70kg/mm2 정도의 안정된 충분한 강도를 갖는 것으로 나타나 있다. 지르코니아는, 굽힘 강도의 최댓값은 높지만, 굽힘 강도가 온도에 따라서 변화하므로, 질화규소가 더 안정된 온도 강도라는 점에서는 우수하다. 이와 같이, 질화규소는, 고정축(211)의 재료로서, 고온 강도에는 전혀 문제가 없는 것으로 나타났다.
도 12의 (b)는 질화규소의 내열충격성을 다른 재료와 비교하여 얻어진 결과를 도시한 도면이다. 또한, 내열충격성은, 테스트 피스를 횡축 온도로 세팅한 후, 수중(20℃)에 투하해서 열충격율을 부여하고, 굽힘 강도를 측정해서 내열충격성을 나타내는 지표로 하였다. 도 12의 (b)에서, 온도 600℃ 미만의 온도에서, 급냉 후의 굽힘 강도가 60kg/mm2 정도로, 안정된 내열충격성이 나타나 있다. 지르코니아는, 급냉 후의 굽힘 강도의 최댓값은 질화규소보다 높지만, 400℃ 이상의 온도에서 급격하게 급냉 후의 굽힘 강도가 저하되어버리므로, 고온 프로세스를 고려한 경우, 질화규소가 더 고정축(211)의 재료로서 우수하다. 이와 같이, 질화규소는, 내열충격성에 있어서도 우수하여, 고정축(211)에 적합한 재료인 것으로 나타났다.
〔기판 적재 유닛의 제조 방법〕
이어서, 도 13 및 도 14를 사용하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 적재 유닛의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 13은, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 적재 유닛의 제조 방법의 일례의 전반의 일련 공정을 도시한 도면이다. 또한, 지금까지 설명한 구성 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
도 13의 (a)는, 스프링 장착 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 스프링 장착 공정에서는, 고정축(211)에 스프링(214)을 장착한다. 즉, 스프링(214)에 고정축(211)을 삽입한다. 스프링(214)은, 고정축(211)의 하단의 스프링 지지부(211c)에 지지된다.
도 13의 (b)는, 고정축 삽입 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 고정축 삽입 공정에서는, 스프링(214)을 장착한 고정축(211)이, 하단측으로부터 회전축(22)의 상단면에 형성된 고정축 수용 영역(221) 내에 삽입된다.
도 13의 (c)는, 하측 허브 설치 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 하측 허브 설치 공정에서는, 하측 허브(213)가, 회전축(22)의 상단면에 나사(215)를 사용해서 설치된다. 회전축(22)의 상단면에는 나사 구멍(222)이 형성되고, 하측 허브(213)에도 관통 구멍인 나사 구멍(213e)이 형성되어 있으므로, 나사 구멍(213e, 222)끼리를 위치 정렬한 상태에서, 나사(215)를 삽입해서 나사 고정한다. 이에 의해, 하측 허브(213)가 회전축(22)의 상단면에 고정되고, 고정축(211)은 회전축(22)에 하측 허브(213)를 통해서 지지된 상태가 된다. 또한, 하측 허브(213)의 하면에는, 회전축(22)의 상단면과 걸리어 결합하는 결합부(213d)가 형성되어 있고, 하측 허브(213)의 고정 설치 시에 회전축(22)의 상단면과 결합한다.
도 14는, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 적재 유닛의 제조 방법의 일례의 후반의 일련 공정을 도시한 도면이다. 도 14의 (a)는, 서셉터 삽입 공정 및 상측 허브 삽입 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 서셉터 삽입 공정에서는, 서셉터(2)는 고정축(211)이 삽입되도록 하측 허브(213) 위에 적재된다. 마찬가지로, 상측 허브 삽입 공정에서는, 상측 허브(212)에 고정축(211)이 삽입되도록 서셉터(2) 위에 배치된다. 또한, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 서셉터(2)와 상측 허브(212)는, 동시에 함께 겹친 상태에서 고정축(211)이 삽입됨과 함께, 하측 허브(213) 위에 배치해도 된다. 이 경우에는, 서셉터 삽입 공정과 상측 허브 삽입 공정이 동시에 한번에 행해지게 된다.
도 14의 (b)는 고정축 끌어올림 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 고정축 끌어올림 공정에서는, 고정축(211)이 스프링(214)의 가압력에 저항해서 끌어올려지고, 잘록부(211b)가 상측 허브(212)의 상면보다도 높은 위치에 올 때까지 끌어올려진다. 고정축 끌어올림 공정은, 고정축(211)을 상술한 소정 위치까지 끌어올릴 수 있으면, 다양한 방법에 의해 행하여져도 되는데, 예를 들어 도 14의 (b)에 나타내는 끌어올림 지그(80)를 사용해서 고정축(211)을 끌어올려도 된다. 고정축(211)의 상단면에 나사 구멍(211d)이 형성되어 있는 경우에는, 끌어올림 지그(80)는 하단의 나사부(81)를 나사 구멍(211d)에 나사 결합시켜, 고정축(211)에 나사부(81)를 고정하고, 나사부(81)를 끌어올림으로써, 고정축(211)을 끌어올려도 된다.
도 14의 (c)는, 스토퍼 설치 공정의 일례를 나타낸 도면이다. 스토퍼 설치 공정에서는, 스토퍼(216)를 고정축(211)의 잘록부(211b)에 걸어 결합시켜, 스토퍼(216)로 고정축(211)을 걸어 지지한다. 그때, 스토퍼(216)가 C-링으로서 구성되어 있는 경우에는, 수평하게 C-링의 개구부를 이동시켜서 잘록부(211b)와 결합시키면 된다. 이러한 구성의 경우, 용이하게 스토퍼(216)를 고정축(211)에 설치할 수 있다. 스토퍼(216)의 구조는, C-링에 한정되는 것은 아니므로, 고정축(211)의 잘록부(211b)와 결합하는 다양한 구조를 채용할 수 있다. 또한, 고정축(211)과 스토퍼(216)의 결합 구조는, 고정축(211)에 잘록부(211b)를 형성하는 구조에 한정되지 않고, 고정축(211)의 선단과 스토퍼(216)가 결합 가능하면, 다양한 구성으로 해도 된다. 스토퍼(216)를 고정축(211)의 선단에 설치함으로써, 스프링(214)의 하방향의 가압력이 스토퍼(216)에 가해져서, 스토퍼(216)는 상측 허브(212)를 가압한다. 또한, 스프링(214)의 가압력은, 하측 허브(213)에도 상방향으로 작용하여, 상측 허브(212)와 하측 허브(213)의 사이에 서셉터(2)를 끼워 넣어, 서셉터(2)를 고정 지지한다. 이에 의해, 기판 적재 유닛이 제조된다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 기판 처리 장치를 ALD법에 의해 성막을 행하는 성막 장치의 예를 들어 설명했지만, 상술한 서셉터의 고정 구조는, 서셉터를 갖고, 부식성 가스를 사용해서 클리닝이나 에칭 등을 행하는 다양한 기판 처리 장치에 적용 가능하므로, CVD(Chemical Vapor Deposit) 장치, 에칭 장치 등, 다양한 기판 처리 장치에 적용 가능하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
1 : 처리실 2 : 서셉터
21 : 코어부 22 : 회전축
23 : 구동부 31, 32, 33 : 반응 노즐
41, 42 : 분리 노즐 80 : 끌어올림 지그
81 : 나사부 211 : 고정축
212 : 상측 허브 213 : 하측 허브
214 : 스프링 215 : 나사
216 : 스토퍼

Claims (19)

  1. 성막 프로세스 후에, 부식성 가스를 공급해서 내부에 존재하는 막을 에칭 처리 가능한 처리실과,
    상기 처리실 내에 설치되고, 상면에 기판을 적재 가능한 기판 적재부를 포함하고, 상기 상면보다도 상방으로부터 상기 부식성 가스가 공급되는 서셉터와,
    상기 서셉터를 관통하는 고정축과,
    상기 고정축이 삽입되고, 상기 서셉터를 상기 상면 측으로부터 고정하는 제1 고정 부재와,
    상기 고정축이 삽입되고, 상기 서셉터를 하면 측으로부터 고정하는 제2 고정 부재와,
    상기 서셉터보다도 하방에 설치되고, 상기 고정축을 하방향으로 가압함과 함께 상기 제2 고정 부재를 상방향으로 가압하여, 상기 제2 고정 부재를 통해서 상기 서셉터를 상기 하면 측으로부터 고정하는 가압 수단과,
    상기 서셉터보다도 상방에 설치되고, 상기 고정축과 걸리어 결합함과 함께 상기 가압 수단과 협동해서 상기 제1 고정 부재를 가압하여, 상기 제1 고정 부재를 통해서 상기 서셉터를 상기 상면 측으로부터 고정하는 걸림 부재를 포함하고,
    상기 서셉터, 상기 제1 고정 부재 및 상기 걸림 부재는, 상기 가압 수단보다도 상기 부식성 가스에 대한 부식 내성이 높은 재료로 구성되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터, 상기 제1 고정 부재 및 상기 걸림 부재는, 상기 제2 고정 부재보다도 상기 부식성 가스에 대한 부식 내성이 높은 재료로 구성되는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 고정 부재 및 상기 가압 수단은, 상기 서셉터, 상기 제1 고정 부재 및 상기 걸림 부재보다도 내열성이 높은 재료로 구성되는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고정축은, 상기 제2 고정 부재보다도 하방에 상기 가압 수단의 하단을 지지하는 가압 수단 지지부를 포함하고,
    상기 가압 수단 지지부와 상기 제2 고정 부재의 사이에 상기 가압 수단이 설치되어, 상기 제2 고정 부재를 상방향으로 가압하는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압 수단은, 상기 고정축의 주위를 둘러싸도록 설치된 스프링인, 기판 처리 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고정축은, 상기 제2 고정 부재를 통해서 상기 서셉터보다도 하방에서 상기 서셉터를 지지하는 지지축을 더 포함하고,
    상기 지지축과 상기 제2 고정 부재는 나사를 사용해서 나사 고정되고,
    상기 서셉터, 상기 제1 고정 부재 및 상기 걸림 부재는, 상기 나사보다도 상기 부식성 가스에 대한 부식 내성이 높은 재료로 구성되는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 나사는, 상기 서셉터, 상기 제1 고정 부재 및 상기 걸림 부재보다도 내열성이 높은 재료로 구성되는, 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 지지축은, 상기 가압 수단을 상기 고정축의 하단부와 함께 수용하는 공간을 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 지지축은, 회전축인, 기판 처리 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 고정 부재는, 상기 서셉터를 고정하기 위해서 상기 서셉터와 접촉하는 접촉 영역과, 상기 서셉터와 접촉하지 않고 상기 서셉터와의 사이에 공간을 형성하는 비접촉 영역을 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 고정 부재는, 상기 서셉터를 고정하기 위해서 상기 서셉터와 접촉하는 접촉 영역과, 상기 서셉터와 접촉하지 않고 상기 서셉터와의 사이에 공간을 형성하는 비접촉 영역을 포함하는, 기판 처리 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서셉터는, 석영, 카본 또는 SiC로 구성되는, 기판 처리 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 고정 부재 및 상기 걸림 부재는, 석영, 인코넬(등록 상표), 스테인리스 또는 세라믹스로 구성되는, 기판 처리 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 고정 부재는, 인코넬(등록 상표), 스테인리스, 세라믹스 또는 석영으로 구성되는, 기판 처리 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고정축의 상단부는, 선단보다도 하방에 상기 선단보다도 외주가 작은 잘록부를 포함하고,
    상기 걸림 부재는, 상기 잘록부와 걸리어 결합하는 C-링인, 기판 처리 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 고정 부재 및 상기 제2 고정 부재는, 상기 서셉터의 중심부를 고정하는 원반 형상을 갖는, 기판 처리 장치.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서셉터의 하방에, 상기 기판을 가열하기 위한 가열 수단을 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  18. 하단부에 직경 방향으로 돌출된 스프링 지지부를 포함하고, 상단부에 선단보다도 외주가 작은 잘록부를 포함하는 고정축에 스프링을 삽입하여, 상기 스프링을 상기 스프링 지지부 위에 적재하는 공정과,
    상기 스프링이 장착된 상기 고정축의 하부 영역을 수용 가능한 고정축 수용 공간을 상단면에 포함함과 함께, 상기 고정축 수용 공간의 주위에 나사 구멍이 형성된 지지축을 준비하고, 상기 지지축의 상기 고정축 수용 공간에 상기 스프링이 장착된 상기 고정축의 상기 하부 영역을 삽입하는 공정과,
    상기 나사 구멍과 나사 결합하는 나사를 사용하여, 상기 나사의 헤드부보다도 소직경의 관통 구멍을 포함함과 함께 상기 고정축이 삽입가능한 제1 중심 관통 구멍을 포함하는 제1 고정 부재를, 상기 고정축에 삽입시켜서 상기 지지축의 상단면 위에 고정하는 공정과,
    상기 고정축이 삽입가능한 제2 중심 관통 구멍을 포함하는 서셉터를, 상기 고정축에 삽입시켜서 상기 제1 고정 부재 위에 적재하는 공정과,
    상기 고정축이 삽입가능한 제3 중심 관통 구멍을 포함하는 제2 고정 부재를, 상기 고정축에 삽입시켜서 상기 서셉터 위에 적재하는 공정과,
    상기 고정축을 상기 스프링의 가압력에 저항해서 끌어올려, 상기 잘록부를 상기 제2 고정 부재보다도 상방에 노출시켜, 상기 잘록부와 걸리어 결합하는 걸림 부재를 결합시키고, 상기 걸림 부재와 상기 스프링의 상기 가압력을 협동시켜서 상기 서셉터를 상하에서 끼워 넣는 힘을 발생시켜, 상기 제1 고정 부재 및 상기 제2 고정 부재를 통해서 상기 서셉터를 사이에 끼워 넣어 상기 서셉터를 고정하는 공정,
    을 포함하는 기판 적재 유닛의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 고정축은, 끌어올림 지그를 사용해서 상기 스프링의 가압력에 저항해서 끌어올려지는, 기판 적재 유닛의 제조 방법.
KR1020150131649A 2014-09-24 2015-09-17 기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법 KR101907247B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-194180 2014-09-24
JP2014194180A JP6321509B2 (ja) 2014-09-24 2014-09-24 基板処理装置及び基板載置ユニットの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160035983A KR20160035983A (ko) 2016-04-01
KR101907247B1 true KR101907247B1 (ko) 2018-10-11

Family

ID=55525208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150131649A KR101907247B1 (ko) 2014-09-24 2015-09-17 기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10094022B2 (ko)
JP (1) JP6321509B2 (ko)
KR (1) KR101907247B1 (ko)
CN (1) CN105441906B (ko)
TW (1) TWI616969B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018236201A1 (ko) * 2017-06-23 2018-12-27 주성엔지니어링(주) 기판 지지장치
US20190272983A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Substrate halo arrangement for improved process uniformity
JP7038618B2 (ja) * 2018-07-12 2022-03-18 東京エレクトロン株式会社 クリーニング方法及び基板処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010153805A (ja) 2008-11-19 2010-07-08 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、成膜装置のクリーニング方法、プログラム、プログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体
JP2011507266A (ja) 2007-12-12 2011-03-03 ビーコ・インストゥルメンツ・インコーポレイテッド ハブを有するウエハキャリア

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3636916A (en) * 1966-03-14 1972-01-25 Optical Coating Laboratory Inc Coating apparatus and system
US6118100A (en) * 1997-11-26 2000-09-12 Mattson Technology, Inc. Susceptor hold-down mechanism
TWI220786B (en) * 2002-09-11 2004-09-01 Au Optronics Corp Supporting structure
JP2008533697A (ja) * 2005-01-18 2008-08-21 エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド ウェハ支持ピン部材
JP2007096045A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体ウエハの熱処理用サセプタの支持構造
JP2010084230A (ja) * 2008-09-04 2010-04-15 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、基板処理装置及び回転テーブル
CN101665920A (zh) * 2008-09-04 2010-03-10 东京毅力科创株式会社 成膜装置、基板处理装置及旋转台
JP5530175B2 (ja) * 2009-12-25 2014-06-25 キヤノンアネルバ株式会社 真空処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011507266A (ja) 2007-12-12 2011-03-03 ビーコ・インストゥルメンツ・インコーポレイテッド ハブを有するウエハキャリア
JP2010153805A (ja) 2008-11-19 2010-07-08 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、成膜装置のクリーニング方法、プログラム、プログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JP6321509B2 (ja) 2018-05-09
TW201622039A (zh) 2016-06-16
US10094022B2 (en) 2018-10-09
CN105441906A (zh) 2016-03-30
KR20160035983A (ko) 2016-04-01
CN105441906B (zh) 2018-12-18
JP2016065276A (ja) 2016-04-28
TWI616969B (zh) 2018-03-01
US20160083841A1 (en) 2016-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6208588B2 (ja) 支持機構及び基板処理装置
KR101629065B1 (ko) 열처리 장치
JP5752238B2 (ja) チャンバにガスを放射状に分配するための装置及びその使用方法
US20090004405A1 (en) Thermal Batch Reactor with Removable Susceptors
KR102031405B1 (ko) 기판 처리 장치
KR101333363B1 (ko) 열처리 장치
US20170352576A1 (en) Substrate placing table
US10535549B2 (en) Lift pin holder
JP2000068259A (ja) 熱処理装置
KR101907247B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 적재 유닛의 제조 방법
TWI674227B (zh) 多卡匣運送箱
KR20170056433A (ko) 처리 장치
TW556250B (en) Oxidation processing unit
KR20200121771A (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JP2019145655A (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム
JP2019212923A (ja) 基板処理装置
US20170233866A1 (en) Film Forming Apparatus, Film Forming Method, and Computer-Readable Storage Medium
US11211265B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
KR20200112696A (ko) 열 처리 장치 및 성막 방법
WO2015114977A1 (ja) 基板処理装置
JP2020015951A (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP2020027925A (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP2010056124A (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP2014192294A (ja) 基板収容器
JP2010040919A (ja) 基板処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant