KR101998578B1 - 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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Abstract

본 발명은 반송실 내의 산소 농도의 저감 시간을 단축시킨다.
기판을 수용하는 수납 용기로부터 상기 기판을 반송하는 반송실; 반송실 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 기구; 및 반송실 내의 분위기를 배기하는 배기로에 설치되고, 반송실 내의 압력을 제어하는 압력 제어 기구;를 구비하고, 압력 제어 기구는 배기로를 전개 또는 전폐로 하는 배기 댐퍼; 및 배기 댐퍼 내에 설치되고, 반송실 내를 소정의 압력으로 보지하는 조정 댐퍼;를 포함한다.

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 장치(디바이스)의 제조 공정에서의 기판의 열처리에서는 예컨대 종형(縱型) 기판 처리 장치가 사용되고 있다. 종형 기판 처리 장치에서는 웨이퍼를 처리하는 처리실의 하방(下方)측에 배설(配設)된 반송실 내에서 기판 보지체(保持體)(보트)로의 웨이퍼의 장전(裝塡)(웨이퍼 차지) 및 탈장(脫裝)(웨이퍼 디스차지)을 수행한다. 그리고 반송실 내에서는 처리실 내로부터 반출된 고온의 웨이퍼를 소정 온도까지 냉각하기 위해서 클린 에어에 의한 에어 플로를 형성한다. 이 에어 플로는 필터와 블로어를 내장한 클린 유닛을 반송실의 일측의 측벽을 따라 설치하고, 그 클린 유닛으로부터 반송실 내에 클린 에어를 취출(吹出)하는 것에 의해 형성된다(예컨대 특허문헌 1 참조).
1. 일본 특개 2002-175999호 공보
하지만 기판 반송 지역인 반송실 내의 산소 농도의 저감 시간이 길어진다는 과제가 있었다.
본 발명의 목적은 반송실 내의 산소 농도의 저감 시간을 단축시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 기판을 수용하는 수납 용기로부터 상기 기판을 반송하는 반송실; 상기 반송실 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 기구; 상기 반송실 내의 분위기를 배기하는 배기로에 설치되고, 상기 반송실 내의 압력을 제어하는 압력 제어 기구;를 구비하고, 상기 압력 제어 기구는, 상기 배기로를 전개(全開) 또는 전폐(全閉)로 하는 배기 댐퍼와, 상기 배기 댐퍼 내에 설치되고 상기 반송실 내를 소정의 압력으로 보지하는 조정 댐퍼를 포함하는 기술이 제공된다.
본 발명에 따르면, 반송실 내의 산소 농도의 저감 시간을 단축시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종단면도(縱斷面圖).
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 횡단면도(橫斷面圖).
도 3은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 종형 처리로의 개략 구성도이며, 처리로 부분의 종단면도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도이며, 컨트롤러의 제어계를 블록도로 도시하는 도면.
도 5의 (a)는 압력 제어 기구의 전폐(全閉) 동작을 도시하는 구조도, (b)는 압력 제어 기구의 오토 댐퍼와 프레스 댐퍼를 열림(開)으로 한 상태를 도시하는 구조도, (c)는 압력 제어 기구의 전개(全開) 동작을 도시하는 구조도.
도 6은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 반송실의 종단면도.
도 7은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 로드 포트 유닛의 종단면도.
도 8은 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 로드 포트 유닛의 배기 경로를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 압력 제어 기구의 종단면도.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서 기판 처리 장치(4)는 IC의 제조 방법에서의 열처리 공정을 실시하는 종형 열처리 장치[뱃치(batch)식 종형 열처리 장치]로서 구성된다. 또한 본 발명이 적용되는 종형 열처리 장치에서는 기판으로서의 웨이퍼(W)를 내부에 수용한 수납 용기인 캐리어로서 FOUP(100)(Front Opening Unified Pod: 이하, 포드라고 부른다.)가 사용된다. 포드(100)는 웨이퍼(W)를 기판 처리 장치 사이에서 반송하기 위한 반송 용기로서도 이용된다. 또한 이하의 설명에서 전후좌우는 도 2를 기준으로 한다. 즉 도 2에 도시되는 X1의 방향을 오른쪽, X2의 방향을 왼쪽, Y1의 방향을 앞쪽, Y2의 방향을 뒤쪽으로 한다. 기판 처리 장치(4)는 후술하는 처리로(8), 제1 반송실(12), 제2 반송실(16)을 구비한다.
(제1 반송실)
기판 처리 장치(4)의 광체(筐體) 내의 전측(前側)에는 웨이퍼(W)를 반송하는 공간을 형성하는 반송실로서의 제1 반송실(12)[이하, 반송실(12)이라고 부른다.]이 배치된다. 반송실(12)의 광체의 전측에는 포드(100)의 덮개를 개폐하여 웨이퍼(W)를 반송실(12)에 대하여 반입출하기 위한 포드 개폐 기구로서의 로드 포트 유닛(106)이 배치된다. 로드 포트 유닛(106)의 구성에 대해서는 후술한다.
반송실(12)의 광체 후측에는 게이트 밸브(128)가 배치된다. 반송실(12)은 게이트 밸브(128)를 개재하여 후술하는 제2 반송실(16)과 연결된다. 반송실(12)에는 웨이퍼(W)를 이재하는 기판 이재 기구(기판 이재 로봇)로서의 이재기(124)가 설치된다. 이재기(124)는 반송실(12) 내에 설치된 구동(驅動) 기구로서의 이재기 엘리베이터(131)에 의해 승강되고, 리니어 액추에이터(132)에 의해 전후좌우 방향으로 이동 가능하도록 구성된다. 반송실(12) 내는 퍼지 가스를 순환시키면서 퍼지할 수 있도록 구성된다.
(제2 반송실)
반송실(12)의 후방(後方)에는 보트(40)가 승강하는 공간을 형성하는 준비실로서의 제2 반송실(16)[이하, 준비실(16)이라고 부른다.]이 배치된다. 준비실(16)의 천장부에는 후술하는 반응관(36)과 연통하는 연통구가 형성된다. 준비실(16)의 측벽에는 후술하는 씰 캡(60)을 수직 방향으로 승강시키는 승강 기구(반송 기구)로서의 보트 엘리베이터(46)가 설치된다. 보트 엘리베이터(46)는 씰 캡(60)을 승강시키는 것에 의해 후술하는 보트(40)를 반응관(36) 내외로 반입출하는 것이 가능하도록 구성된다. 준비실(16)은 퍼지 가스를 순환시킬 수 있고, 또한 준비실(16) 내에 설치된 산소 농도 검출기에 의해 산소 농도를 검지할 수 있고, 준비실(16) 내의 산소 농도를 제어 가능하도록 구성된다.
(처리로)
준비실(16)의 상방(上方)에는 처리로(8)가 설치된다. 도 3에 도시하는 바와 같이 처리로(8)는 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(34)를 포함한다. 히터(34)는 원통 형상이며, 보지판으로서의 히터 베이스(도시되지 않음)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다. 히터(34)는 후술하는 바와 같이 가스를 열로 활성화[여기(勵起)]시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(34)의 내측에는 히터(34)와 동심원 형상으로 반응 용기(처리 용기)를 구성하는 반응관(36)이 배설된다. 반응관(36)은 예컨대 석영 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단이 폐색(閉塞)되고 하단이 개구(開口)된 원통 형상으로 형성된다. 반응관(36)의 통중공부(筒中空部)에는 처리실(38)이 형성된다. 처리실(38)은 웨이퍼(W)가 장전된 보트(40)를 수용 가능하도록 구성된다.
처리실(38) 내에는 노즐(42)이 반응관(36)의 하부를 관통하도록 설치된다. 노즐(42)은 예컨대 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료로 이루어진다. 노즐(42)에는 가스 공급관(44a)이 접속된다. 가스 공급관(44a)에는 상류 방향부터 순서대로 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로 컨트롤러(46a)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(48a)가 설치된다. 가스 공급관(44a)의 밸브(48a)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(44b)이 접속된다. 가스 공급관(44b)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(46b) 및 밸브(48b)가 설치된다. 주로 가스 공급관(44a), MFC(46a), 밸브(48a)에 의해 처리 가스 공급계인 처리 가스 공급부가 구성된다.
노즐(42)은 반응관(36)의 내벽과 웨이퍼(W) 사이에서의 원환 형상의 공간에 반응관(36)의 내벽의 하부로부터 상부를 따라 웨이퍼(W)의 배열 방향 상방을 향하여 상승하도록 설치된다. 노즐(42)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(42A)이 복수 설치된다. 가스 공급공(42A)은 반응관(36)의 중심을 향하도록 각각 개구되고, 웨이퍼(W)를 향하여 가스를 공급하는 것이 가능하도록 이루어진다.
반응관(36)에는 처리실(38) 내의 분위기를 배기하는 배기관(50)이 설치된다. 배기관(50)에는 처리실(38) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(52) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(54)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(56)가 접속된다. APC 밸브(54)는 밸브를 개폐하는 것에 의해 처리실(38) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 수행할 수 있고, 또한 압력 센서(52)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 밸브 개도(開度)를 조절하는 것에 의해 처리실(38) 내의 압력을 조정할 수 있도록 구성된다. 주로 배기관(50), APC 밸브(54), 압력 센서(52)에 의해 배기계가 구성된다. 진공 펌프(56)를 배기계에 포함시켜서 생각해도 좋다.
반응관(36)에는 온도 검출기로서의 온도 검출부(58)가 설치된다. 온도 검출부(58)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(34)로의 통전 상태를 조정하는 것에 의해 처리실(38) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 구성된다. 온도 검출부(58)는 반응관(36)의 내벽을 따라 설치된다.
반응관(36)의 하방에는 반응관(36)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구(爐口) 개체(蓋體)로서의 씰 캡(60)이 설치된다. 씰 캡(60)의 상면에는 반응관(36)의 하단과 당접(當接)하는 씰 부재로서의 O링(60A)이 설치된다. 또한 씰 캡(60)의 상면 중 O링(60A)보다 내측 영역에는 씰 캡(60)을 보호하는 씰 캡 플레이트(60B)가 설치된다. 씰 캡(60)은 반응관(36)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 당접되도록 구성된다.
기판 지지구로서의 보트(40)는 복수 매, 예컨대 25매 내지 200매의 웨이퍼(W)를 수평 자세로 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 수직 방향으로 정렬시켜서 다단으로 지지하도록, 즉 간격을 두고 배열시키도록 구성된다.
씰 캡(60)의 처리실(38)과 반대측에는 보트(40)를 회전시키는 회전 기구(62)가 설치된다. 회전 기구(62)의 회전축(62B)은 씰 캡(60)을 관통하여 보트(40)에 접속된다. 회전 기구(62)는 보트(40)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키도록 구성된다.
다음으로 본 실시 형태의 반송실(12)의 구성에 대해서 도 1, 도 2, 도 6을 이용하여 상세히 서술한다. 도 6에 도시하는 바와 같이 반송실(12)은 반송실(12)의 주위에 형성된 덕트에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 기구(162)와, 반송실(12) 내의 압력 제어를 수행하는 압력 제어 기구(150)를 구비한다. 퍼지 가스 공급 기구(162)는 반송실(12) 내의 산소 농도를 검출하는 검출기(160)에 의한 검출값에 따라 덕트 내에 퍼지 가스를 공급하도록 구성된다. 검출기(160)는, 먼지나 불순물을 제거하고 반송실(12) 내에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급 기구로서의 클린 유닛(166)의 상방(상류측)에 설치된다. 퍼지 가스 공급 기구(162)와 압력 제어 기구(150)에 의해 반송실(12) 내의 산소 농도를 제어하는 것이 가능해진다. 여기서 검출기(160)는 산소 농도와 더불어 수분 농도도 검출 가능하도록 구성되어도 좋다.
도 6에 도시하는 바와 같이 반송실(12)의 천장부에는 클린 유닛(166)이 좌우로 1개씩 배치된다. 이재기(124)의 수평 이동 암의 직하(直下)에는 퍼지 가스의 흐름을 조정하는 정류판인 다공판(174)이 설치된다. 다공판(174)은 복수의 공을 포함하고, 예컨대 펀칭 패널로 형성된다. 다공판(174)을 설치하는 것에 의해 반송실(12) 내의 공간이 상부 공간인 제1 공간(170)과 하부 공간인 제2 공간(176)으로 구획된다. 즉 천장부와 다공판(174) 사이의 공간에 웨이퍼 반송 영역인 제1 공간(170)이 형성되고, 또한 다공판(174)과 반송실(12) 바닥면 사이의 공간에 가스 배기 영역인 제2 공간(176)이 형성된다.
반송실(12)의 하방인 제2 공간(176)의 하부에는 반송실(12) 내를 흐른 퍼지 가스를 순환 및 배기하는 흡출부(164)가 기판 이재기(124)를 개재하여 좌우에 각각 1개씩 배치된다. 또한 좌우 한 쌍의 흡출부(164)와 좌우 한 쌍의 필터 유닛(166)을 각각 연결하는 순환 경로 및 배기 경로로서의 경로(168)도 기판 이재기(124)를 개재하여 좌우에 각각 형성된다. 경로(168)에는 유체를 냉각하는 냉각 기구(라디에이터)를 설치하는 것에 의해 순환 퍼지 가스의 온도 제어가 가능해진다.
경로(168)는 순환 경로인 순환로(168A)와 배기로(168B)의 2개의 경로로 분기된다. 좌우의 배기로(168B)는 하류측에서 1개의 배기로(152)에 합류된다.
포드(100) 내의 압력, 반송실(12) 내의 압력 및 준비실(16) 내의 압력은 모두 대기압보다 10Pa 내지 200Pa(게이지 압력) 정도 높은 압력으로 제어된다. 반송실(12) 내의 압력이 준비실(16) 내의 압력보다 더 높고, 또한 준비실(16) 내의 압력이 포드(100) 내의 압력보다 더 높게 하는 것이 바람직하다.
도 7에 도시하는 바와 같이 로드 포트 유닛(106)은 광체(106A)와 스테이지(106B)와 오프너(106C)를 구비한다. 스테이지(106B)는 포드(100)를 재치하고, 반송실(12)의 광체 전방(前方)에 형성된 기판 반입출구(134)에 포드(100)를 근접시키도록 구성된다. 광체(106A)는 기판 반입출구(134)에 대향하는 위치에 개구를 포함한다. 오프너(106C)는 광체(106A) 내의 공간에 설치되고, 포드(100)의 덮개를 개폐하는 것과 함께 개구를 폐색 가능하도록 구성된다. 오프너(106C)는 포드(100)의 덮개를 보지한 상태에서 광체(106A) 내 하방의 공간에 퇴피한다. 광체(106A)의 천장부에는 광체(106A) 내 및 포드(100) 내의 국소 퍼지를 수행하기 위해서 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 포트(106D)가 형성된다. 광체(106A) 내 및 포드(100) 내를 퍼지한 퍼지 가스는 광체(106A)의 하부에 형성된 배기 포트(106E)로부터 광체(106A) 외로 배기된다.
도 8에 도시하는 바와 같이 로드 포트 유닛(106) 내 및 포드(100) 내를 퍼지한 퍼지 가스는 반송실(12) 내에 배기하지 않고, 반송실(12) 내의 배기 경로와는 독립된 배기 경로를 경유해서 배기된다. 예컨대 반송실(12)을 형성하는 구조물인 프레임(기둥)을 형성하는 각 파이프 내의 중공 부분을 배기 경로(168C)로 하고, 이 배기 경로(168C)를 경유해서 배기된다. 즉, 광체(106A)의 하부에 형성된 배기 포트(106E)는 반송실(12)을 구성하는 프레임의 중공 부분에 접속된다. 복수의 로드 포트 유닛(106)의 배기 경로(168C)는 로드 포트 유닛(106)의 상방에서 각각 합류하고, 설비측의 배기 덕트에 퍼지 가스를 직접 배기하도록 구성된다. 이러한 구성에 의해 로드 포트 유닛(106) 내의 분위기가 반송실(12) 내에 유입되는 것을 억제할 수 있고, 반송실(12) 내의 산소 농도가 상승하는 것을 억제할 수 있다.
다음으로 압력 제어 기구(150)에 대해서 설명한다. 도 9에 도시하는 바와 같이 압력 제어 기구(150)는 조정 댐퍼(154) 및 배기 댐퍼(156)의 개폐를 제어하는 것에 의해 반송실(12) 내를 임의의 압력으로 제어하는 것이 가능하도록 구성된다. 압력 제어 기구(150)는 반송실(12) 내를 소정의 압력으로 보지하도록 구성된 조정 댐퍼(154)와, 배기로(152)를 전개 또는 전폐로 하도록 구성된 배기 댐퍼(156)에 의해 구성된다. 이러한 구성에 의해 반송실(12) 내의 압력 제어를 수행할 수 있다. 조정 댐퍼(154)는 반송실(12) 내의 압력이 소정의 압력보다 높아지면 열리도록 구성된 오토 댐퍼(151)(배압 밸브)와, 오토 댐퍼(151)의 개폐를 제어하도록 구성된 프레스 댐퍼(153)에 의해 구성된다.
배기 댐퍼(156)는 배기로(152)를 폐색하는 덮개부(156A)와, 덮개부(156A)를 구동시키는 구동 기구인 제1 구동부로서의 구동부(156B)에 의해 구성된다. 덮개부(156A)는 측면이 개방되고 하면이 폐색된 상자 형상으로 형성된다. 덮개부(156A)의 하면에는 배기로(152)와 연통하는 개구부(156C)가 형성되고, 조정 댐퍼(154)는 개구부(156C)의 개폐를 수행하도록 덮개부(156A) 내에 설치된다.
프레스 댐퍼(153)는 오토 댐퍼(151)의 상면에 접속되고, 오토 댐퍼(151)를 압압(押壓)하는 압압부(153A)와, 압압부(153A)를 구동시키는 구동 기구인 제2 구동부로서의 구동부(153B)를 구비한다. 압압부(153A)가 오토 댐퍼(151)의 상면을 압압하는 것에 의해 오토 댐퍼(151)가 강제적으로 닫힌다. 여기서 프레스 댐퍼(153)를 열림을 한다는 것은 압압부(153A)에 의해 오토 댐퍼(151)가 압압되지 않은 상태를 말한다. 또한 프레스 댐퍼(153)를 닫힘(閉)으로 한다는 것은 압압부(153A)에 의해 오토 댐퍼(151)가 압압되는 상태를 말한다. 오토 댐퍼(151)는 반송실(12) 내를 소정의 압력으로 보지하기 위해서 힌지와, 힌지에 고정된 밸런서에 의해 구성되고, 개구부(156C)를 개폐하는 것에 의해 배기로(152)를 개폐한다(도 5 참조). 오토 댐퍼(151)는 반송실측(일차측)의 압력이 소정의 압력보다 클 때(반송실 내 압력 > 소정의 압력) 열림이 된다. 밸런서의 중량을 조정하는 것에 의해 소정의 압력을 결정할 수 있다. 예컨대 밸런서의 중량을 늘리는 것에 의해 소정의 압력을 높일 수 있고, 반대로 밸런서의 중량을 저감하는 것에 의해 소정의 압력을 낮출 수 있다.
여기서 오토 댐퍼(151)는 덮개부(156A)와 일체로 형성되어도 좋다. 도 9에서 배기로(152)는 압력 제어 기구(150)의 하면으로부터 접속되고, 압력 제어 기구(150)의 측면으로부터 배기되도록 구성된다. 압력 제어 기구(150)의 배기를 수행하는 측면과는 반대측의 측면측에 있는 개구부(156C)의 일단(一端)에 힌지를 형성하고, 압력 제어 기구(150)의 배기를 수행하는 측면을 향하여 오토 댐퍼(151)가 개폐하도록 구성한다. 이러한 구성에 의해 압력 제어 기구(150) 내에 에어의 정체를 형성하지 않고 부드럽게 배기를 수행할 수 있다.
다음으로 압력 제어 기구(150)의 동작에 대해서 설명한다. 도 5의 (a) 및 (c)에 도시하는 바와 같이 배기 댐퍼(156)는 조정 댐퍼(154)를 덮개부(156A)와 일체적으로 구동시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 구성에 의해 배기로(152)를 전개(full open) 또는 전폐(full close)하는 것이 가능해진다. 즉, 압압부(153A)에 의해 오토 댐퍼(151)를 압압하고, 개구부(156C)를 닫은 상태에서 덮개부(156A)를 구동시키는 것에 의해 배기로(152)를 전개 또는 전폐할 수 있다. 이와 같이 오토 댐퍼(151), 프레스 댐퍼(153), 배기 댐퍼(156)의 동작을 제어하는 것에 의해 반송실(12) 내의 압력을 제어할 수 있고, 반송실(12) 내의 수소 농도나 산소 농도를 제어하는 것이 가능해진다.
다음으로 반송실(12) 내의 퍼지 가스의 흐름에 대해서 설명한다. 도 6에 도시하는 바와 같이 퍼지 가스 공급 기구(162)로부터 유량 제어된 퍼지 가스로서의 불활성 가스인 N2 가스가 반송실(12) 내에 도입된다. N2 가스는 클린 유닛(166)을 개재하여 반송실(12)의 천장부로부터 반송실(12) 내에 공급되고, 반송실(12) 내에 다운 플로(172)를 형성한다. 반송실(12) 내에 다공판(174)을 설치하고, 반송실(12) 내의 공간을 제1 공간(170)과 제2 공간(176)으로 구획하는 것에 의해 제1 공간(170)과 제2 공간(176) 사이에 차압을 형성할 수 있다. 이때 제1 공간(170) 사이의 압력은 제2 공간(176)의 압력보다 높다. 이러한 구성에 의해 암 하방의 이재기 엘리베이터(131)나 리니어 액추에이터(132)와 같은 구동부로부터 발생하는 파티클이 웨이퍼 반송 영역 내에 비산하는 것을 억제할 수 있다. 또한 반송실(12)의 바닥면의 파티클이 웨이퍼 반송 영역에 권상(卷上)하는 것을 억제할 수 있다.
흡출부(164)에 의해 반송실(12)로부터 흡출된 N2 가스는 흡출부(164)의 하류에서 순환로(168)와 배기로(152)의 2개의 유로로 나뉜다. 순환로(168)는 클린 유닛(166)의 상류측에 접속되고, 반송실(12) 내에 퍼지 가스를 다시 공급하는 유로다. 배기로(152)는 압력 제어 기구(150)에 접속되고, N2 가스를 배기하는 유로다. 여기서 순환로(168)의 컨덕턴스가 작은 경우, 좌우의 흡출부(164)에 N2 가스의 순환을 촉진시키는 송풍기로서의 팬(178)을 설치해도 좋다. 팬(178)을 설치하는 것에 의해 N2 가스의 흐름을 좋게 할 수 있어 순환 에어 플로를 형성하기 쉬워진다. 배기로(152)의 하류측에는 압력 제어 기구(150)가 설치된다. 이와 같이 좌우 2개의 계통으로 나뉘어서 순환 및 배기를 수행하는 것에 의해 반송실(12) 내에 균일한 에어 플로를 형성할 수 있다.
다음으로 압력 제어 기구(150)의 동작에 대해서 설명한다. 반송실(12) 내를 대기(大氣) 분위기의 상태로부터 N2 가스 분위기의 상태로 치환하고, 산소 농도를 저감시킬 때는 조정 댐퍼(154) 및 배기 댐퍼(156)를 닫힘으로 하고 퍼지 가스 공급 기구(162)에 의해 N2 가스를 공급한다. 즉 오토 댐퍼(151), 프레스 댐퍼(153) 및 배기 댐퍼(156)를 닫힘으로 한다. 이와 같이 제어하는 것에 의해 반송실(12) 내의 산소 농도가 강제적으로 저감된다. 소정의 산소 농도로 저감되면, 조정 댐퍼(154)를 열림, 즉 오토 댐퍼(151)와 프레스 댐퍼(153)를 열림으로 한다[도 5의 (b) 참조]. 이에 의해 반송실(12) 내의 압력 상승을 억제하면서 소정의 산소 농도를 유지한다.
반송실(12) 내에 N2 가스를 순환시킬 때는 조정 댐퍼(153)를 열림, 배기 댐퍼(156)를 닫힘으로 한다. 즉 오토 댐퍼(151) 및 프레스 댐퍼(153)를 열림으로 하고, 배기 댐퍼(156)를 닫힘으로 한다. 또한 반송실(12) 내의 압력이 로드 포트 유닛(106) 내의 압력 이상이며, 또한 로드 포트 유닛(106) 내의 압력이 포드(100)의 압력보다 높은 압력이 되도록 반송실(12) 내의 압력을 제어한다. 보다 바람직하게는 반송실(12) 내의 압력이 로드 포트 유닛(106) 내의 압력보다 높아지도록 반송실(12) 내의 압력을 제어한다. 이와 같이 제어하는 것에 의해 포드(100) 내나 로드 포트 유닛(106) 내의 압력보다 반송실(12) 내의 압력을 높일 수 있고, 포드(100) 내나 로드 포트 유닛(106) 내의 분위기가 반송실(12) 내에 확산되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해 포드(100) 내나 로드 포트 유닛(106) 내로부터 반송실(12) 내에 확산되는 산소나 수분의 양을 저감하는 것이 가능해진다.
반송실(12) 내를 N2 분위기로부터 대기 분위기로 치환할 때는 반송실(12)의 광체(180)의 상부에 설치된 인테이크 댐퍼(158)를 열고, 광체 외부로부터 대기를 반송실(12) 내에 취입(取入)한다. 이때, 조정 댐퍼(154)를 닫힘, 즉 오토 댐퍼(151), 프레스 댐퍼(153)를 닫힘 및 배기 댐퍼(156)를 열림으로 한다. 즉, 배기로(152)를 전개로 한다.
게이트 밸브(128)는 반송실(12) 내의 압력 및 준비실(16) 내의 압력이 지정 조건을 만족시키지 않는 한 개폐하지 못하도록 제어된다. 예컨대 반송실(12) 내의 압력이 준비실(16) 내의 압력 이상인 것을 지정 조건으로 한다. 예컨대 반송실(12) 내의 압력을 50Pa 내지 300Pa, 준비실(16) 내의 압력을 40Pa 내지 300Pa로 하는 것이 바람직하다. 또한 예컨대 반송실(12) 내의 압력이 준비실(16) 내의 압력보다 20Pa 정도 높은 압력으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 반송실(12) 내의 압력을 준비실(16) 내의 압력의 1배 내지 7.5배로 하는 것이 바람직하다. 반송실(12) 내의 압력이 준비실(16) 내의 압력보다 낮은 경우, 준비실(16) 내의 분위기가 반송실(12) 내에 흐르는 것에 의해 준비실(16) 내로부터 반송실(12) 내에 컨태미네이션이 혼입될 우려가 있다. 또한 반송실(12) 내의 압력이 준비실(16) 내의 압력보다 지나치게 높은 경우[반송실(12) 내의 압력이 준비실(16) 내의 압력의 7.5배보다 높은 경우], 반송실(12) 내의 분위기가 권상되어 반송실(12) 내의 파티클이 준비실(16) 내에 혼입될 우려가 있다. 반송실(12) 내의 압력을 50Pa 내지 300Pa(게이지 압력), 준비실(16) 내의 압력을 40Pa 내지 300Pa(게이지 압력)로 하는 것에 의해[반송실(12) 내의 압력을 준비실(16) 내의 압력의 1배 내지 7.5배로 하는 것에 의해], 준비실(16)로부터 반송실(12) 내에로의 컨태미네이션 혼입을 억제할 수 있고, 또한 반송실(12) 내의 기판 이재기(124) 등의 구동부로부터 준비실(16) 내로의 파티클 혼입을 억제할 수 있다. 또한 프레스 댐퍼(153)가 닫힘일 때는 게이트 밸브(128)가 열림이 되지 않도록 제어된다. 프레스 댐퍼(153)가 닫힘일 때는 배기로(152)를 전폐 또는 전개할 때이며, 반송실(12) 내의 분위기를 치환할 때이기 때문에, 이 경우에 게이트 밸브(128)는 열지 않는 것이 바람직하다.
게이트 밸브(128)의 개폐는 압력값이 아니라 산소 농도를 임계값으로 하여 제어해도 좋다. 예컨대 준비실(16) 내의 산소 농도가 임계값보다 낮을 때 게이트 밸브(128)가 열림이 되도록 제어되어도 좋다. 이 경우, 준비실(16) 내의 산소 농도의 임계값은 반송실(12) 내의 산소 농도로 설정된다. 즉, 준비실(16) 내의 산소 농도가 반송실(12) 내의 산소 농도보다 낮을 때 게이트 밸브(128)를 열 수 있도록 제어된다.
프레스 댐퍼(153)의 구동부(153B)에 의한 압압부(153A)의 압압 상태를 조절하는 것에 의해 오토 댐퍼(151)의 개폐 상태를 조절할 수 있다. 이에 의해 배기로(152)의 개도를 임의로 조절할 수 있고, 반송실(12) 내의 압력을 임의로 설정할 수 있다. 즉, 구동부(153B)의 압압량을 여러 포지션 설정하는 것에 의해 반송실(12) 내의 압력을 임의로 제어하는 것이 가능해진다.
도 4에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(210)는 CPU(212)(Central Processing Unit), RAM(214)(Random Access Memory), 기억 장치(216), I/O 포트(218)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(214), 기억 장치(216), I/O 포트(218)는 내부 버스(220)를 개재하여 CPU(212)과 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(210)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(222)가 접속된다.
기억 장치(216)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(216) 내에는 기판 처리 장치의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 순서나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이 판독 가능하도록 격납된다. 프로세스 레시피는 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 순서를 컨트롤러(210)에 실행시켜서 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여 단순히 프로그램이라고도 부른다. 본 명세서에서 프로그램이라는 단어를 사용한 경우는 프로세스 레시피 단체(單體)만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. RAM(214)은 CPU(212)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(218)는 전술한 MFC(46a, 46b), 밸브(48a, 48b), 압력 센서(52), APC 밸브(54), 압력 제어 기구(150), 검출기(160), 이재기(124), 팬(178), 퍼지 가스 공급 기구(162), 게이트 밸브(128) 등에 접속된다.
CPU(212)은 기억 장치(216)로부터 제어 프로그램을 판독해서 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(222)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(216)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. CPU(212)은 판독한 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 MFC(46a, 46b)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(48a, 48b)의 개폐 동작, APC 밸브(54)의 개폐 동작 및 압력 센서(52)에 기초하는 APC 밸브(54)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(56)의 기동 및 정지, 온도 검출부(58)에 기초하는 히터(34)의 온도 조정 동작, 회전 기구(62)에 의한 보트(40)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(46)에 의한 보트(40)의 승강 동작, 기판 이재기(124)에 의한 기판의 이재, 검출기(160)의 검출값에 기초한 압력 제어 기구(150) 및 퍼지 가스 공급 기구(162)에 의한 반송실(12) 내의 압력 조정, 게이트 밸브(128)에 의한 개폐 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(210)는 외부 기억 장치(224)[예컨대 자기(磁氣) 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리]에 격납된 전술한 프로그램을 컴퓨터에 인스톨하는 것에 의해 구성할 수 있다. 기억 장치(216)나 외부 기억 장치(224)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(216) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(224) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양방을 포함하는 경우가 있다. 또한 컴퓨터로의 프로그램의 제공은 외부 기억 장치(224)를 이용하지 않고 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 수행해도 좋다.
다음으로 전술한 기판 처리 장치(4)를 이용하여 반도체 장치(디바이스)의 제조 공정의 일 공정으로서 기판 상에 막을 형성하는 처리(이하, 성막 처리라고도 부른다.)의 시퀀스예에 대해서 설명한다. 여기서는 기판으로서의 웨이퍼(W)에 대하여 제1 처리 가스(원료 가스)로서 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스와, 제2 처리 가스(반응 가스)로서 암모니아(NH3) 가스를 교호(交互)적으로 공급하는 것에 의해 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막(Si3N4막)(이하, SiN막이라고도 부른다.)을 형성하는 예에 대해서 설명한다. 또한 이하의 설명에서 기판 처리 장치(4)를 구성하는 각(各) 부(部)의 동작은 컨트롤러(210)에 의해 제어된다.
본 실시 형태에서의 성막 처리에서는 처리실(38) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 HCDS 가스를 공급하는 공정과, 처리실(38) 내로부터 HCDS 가스(잔류 가스)를 제거하는 공정과, 처리실(38) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 NH3 가스를 공급하는 공정과, 처리실(38) 내로부터 NH3 가스(잔류 가스)를 제거하는 공정을 비동시에 수행하는 사이클을 소정 횟수(1회 이상) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(W) 상에 SiN막을 형성한다.
본 명세서에서는 이 성막 시퀀스를 편의상, 다음과 같이 나타내는 경우도 있다. 또한 이하의 변형예나 다른 실시 형태의 설명에서도 마찬가지의 표기를 이용하기로 한다.
(HCDS→NH3)×n ⇒ SiN
(웨이퍼 차지 및 보트 로드)
복수 매의 웨이퍼(W)가 보트(40)에 장전(웨이퍼 차지)되면, 보트(40)는 보트 엘리베이터(46)에 의해 처리실(38) 내에 반입(보트 로드)된다. 이때 씰 캡(60)은 O링(60A)을 개재하여 반응관(36)의 하단을 기밀하게 폐색한 상태가 된다.
(압력 조정 및 온도 조정)
처리실(38) 내가 소정의 압력이 되도록 진공 펌프(56)에 의해 진공 배기(감압 배기)된다. 이때 처리실(38) 내의 압력은 압력 센서(52)로 측정되고, 이 측정된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(54)가 피드백 제어된다. 진공 펌프(56)는 적어도 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 상시 작동시킨 상태를 유지한다.
또한 처리실(38) 내의 웨이퍼(W)가 소정의 온도가 되도록 히터(34)에 의해 가열된다. 이때 처리실(38)이 소정의 온도 분포가 되도록, 온도 검출부(58)가 검출한 온도 정보에 기초하여 히터(34)로의 통전 상태가 피드백 제어된다. 히터(34)에 의한 처리실(38) 내의 가열은 적어도 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다.
또한 회전 기구(62)에 의한 보트(40) 및 웨이퍼(W)의 회전을 시작한다. 회전 기구(62)에 의한 보트(40) 및 웨이퍼(W)의 회전은 적어도 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료될 때까지의 동안은 계속해서 수행된다.
(성막 처리)
처리실(38) 내의 온도가 미리 설정된 처리 온도로 안정되면 스텝 1 내지 스텝 2를 순차 실행한다.
[스텝 1]
이 스텝에서는 처리실(38) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 HCDS 가스를 공급한다.
밸브(48a)를 열고, 가스 공급관(44a) 내에 HCDS 가스를 흘린다. HCDS 가스는 MFC(46a)에 의해 유량 조정되어 노즐(42)을 개재하여 처리실(38) 내에 공급되고, 배기관(50)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(W)에 대하여 HCDS 가스가 공급된다. 이때 동시에 밸브(48b)를 열고, 가스 공급관(44b) 내에 N2 가스를 흘린다. N2 가스는 MFC(46b)에 의해 유량 조정되어 HCDS 가스와 함께 처리실(38) 내에 공급되고, 배기관(50)으로부터 배기된다. 웨이퍼(W)에 대하여 HCDS 가스를 공급하는 것에 의해 웨이퍼(W)의 최표면(最表面) 상에 제1층으로서 실리콘(Si) 함유층이 형성된다.
제1층이 형성된 후, 밸브(48a)를 닫고, HCDS 가스의 공급을 정지한다. 이때 APC 밸브(54)는 연 상태로 하여 진공 펌프(56)에 의해 처리실(38) 내를 진공 배기하고, 처리실(38) 내에 잔류하는 미반응 또는 제1층의 형성에 기여한 후의 HCDS 가스를 처리실(38) 내로부터 배출한다. 이때 밸브(48b)를 연 상태로 하여 N2 가스의 처리실(38) 내로의 공급을 유지한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용하고, 이에 의해 처리실(38) 내에 잔류하는 가스를 처리실(38) 내로부터 배출하는 효과를 높일 수 있다.
이때 처리실(38) 내에 잔류하는 가스를 완전히 배출하지 않아도 좋고, 처리실(38) 내를 완전히 퍼지하지 않아도 좋다. 처리실(38) 내에 잔류하는 가스가 미량이면, 그 후에 수행되는 스텝 2에서 악영향이 발생하지 않는다. 처리실(38) 내에 공급하는 N2 가스의 유량도 대유량으로 할 필요는 없고, 예컨대 반응관(36)[처리실(38)]의 용적과 같은 정도의 양의 N2 가스를 공급하는 것에 의해 스텝 2에서 악영향이 발생하지 않을 정도의 퍼지를 수행할 수 있다. 이와 같이 처리실(38) 내를 완전히 퍼지하지 않는 것에 의해 퍼지 시간을 단축하고, 스루풋을 향상시킬 수 있다. N2 가스의 소비도 필요 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
[스텝 2]
스텝 1이 종료된 후, 처리실(38) 내의 웨이퍼(W), 즉 웨이퍼(W) 상에 형성된 제1층에 대하여 NH3 가스를 공급한다. NH3 가스는 열로 활성화되어 웨이퍼(W)에 대하여 공급된다.
이 스텝에서는 밸브(48a, 48b)의 개폐 제어를 스텝 1에서의 밸브(48a, 48b)의 개폐 제어와 마찬가지의 순서로 수행한다. NH3 가스는 MFC(46a)에 의해 유량 조정되어 노즐(42)을 개재하여 처리실(38) 내에 공급되고, 배기관(50)으로부터 배기된다. 이때 웨이퍼(W)에 대하여 NH3 가스가 공급된다. 웨이퍼(W)에 대하여 공급된 NH3 가스는 스텝 1에서 웨이퍼(W) 상에 형성된 제1층, 즉 Si 함유층 중 적어도 일부와 반응한다. 이에 의해 제1층은 논 플라즈마로 열적으로 질화되고, Si 및 N을 포함하는 제2층, 즉 실리콘 질화층(SiN층)으로 변화(개질)시킬 수 있다. 또한 이때 플라즈마 여기시킨 NH3 가스를 웨이퍼(W)에 대하여 공급하고, 제1층을 플라즈마 질화하는 것에 의해 제1층을 제2층(SiN층)으로 변화시켜도 좋다.
제2층이 형성된 후, 밸브(48a)를 닫고, NH3 가스의 공급을 정지한다. 그리고 스텝 1과 마찬가지의 처리 순서에 의해, 처리실(38) 내에 잔류하는 미반응 또는 제2층의 형성에 기여한 후의 NH3 가스나 반응 부생성물을 처리실(38) 내로부터 배출한다. 이때 처리실(38) 내에 잔류하는 가스 등을 완전히 배출하지 않아도 좋다는 점은 스텝 1과 마찬가지다.
(소정 횟수 실시)
전술한 2개의 스텝을 비동시에, 즉 동기시키지 않고 수행하는 사이클을 소정 횟수(n회) 수행하는 것에 의해 웨이퍼(W) 상에 소정 조성 및 소정 막 두께의 SiN막을 형성할 수 있다. 또한 전술한 사이클은 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.
성막 처리를 수행할 때의 처리 조건으로서는 예컨대 다음과 같다.
처리 온도(웨이퍼 온도): 250℃ 내지 700℃
처리 압력(처리실 내 압력): 1Pa 내지 4,000Pa
HCDS 가스 공급 유량: 1sccm 내지 2,000sccm
NH3 가스 공급 유량: 100sccm 내지 10,000sccm
N2 가스 공급 유량: 100sccm 내지 10,000sccm
각각의 처리 조건을 각각의 범위 내에 있는 값으로 설정하는 것에 의해 성막 처리를 적정하게 진행시키는 것이 가능해진다.
(퍼지 및 대기압 복귀)
성막 처리가 완료된 후, 밸브(48b)를 열고 가스 공급관(44b)으로부터 N2 가스를 처리실(38) 내에 공급하고, 배기관(50)으로부터 배기한다. N2 가스는 퍼지 가스로서 작용한다. 이에 의해 처리실(38) 내가 퍼지되고, 처리실(38) 내에 잔류하는 가스나 반응 부생성물이 처리실(38) 내로부터 제거된다(퍼지). 그 후, 처리실(38) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고(불활성 가스 치환), 처리실(38) 내의 압력이 상압으로 복귀된다(대기압 복귀).
(보트 언로드 및 웨이퍼 디스차지)
보트 엘리베이터(46)에 의해 씰 캡(60)이 하강되고, 반응관(36)의 하단이 개구된다. 그리고 처리 완료된 웨이퍼(W)가 보트(40)에 지지된 상태에서 반응관(36)의 하단으로부터 반응관(36)의 외부로 반출된다(보트 언로드). 처리 완료된 웨이퍼(W)는 보트(40)로부터 취출(取出)된다(웨이퍼 디스차지).
<본 실시 형태에 의한 효과>
본 실시 형태에 따르면 이하에 나타내는 1개 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 반송실 내에 불활성 가스 분위기를 만들어내는 것이 가능해져, 웨이퍼 상에 자연 산화막이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또한 단시간에 효율적으로 반송실 내를 순환 퍼지할 수 있기 때문에 개발 공사 기간 단축이나 경제성에 공헌하는 것이 가능해진다.
(2) 반송실 내의 산소 농도 및 수분 농도를 재빠르게 저감하고, 성막 처리가 시작될 때까지의 대기 시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명했다. 하지만 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변경이 가능하다.
예컨대 전술한 실시 형태에서는 원료 가스로서 HCDS 가스를 이용하는 예에 대해서 설명했다. 하지만 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 원료 가스로서는 HCDS 가스 외에 모노클로로실란(SiH3Cl, 약칭: MCS) 가스, 디클로로실란(SiH2Cl2, 약칭: DCS) 가스, 트리클로로실란(SiHCl3, 약칭: TCS) 가스, 테트라클로로실란, 즉 실리콘테트라클로라이드(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 무기계 할로실란 원료 가스나, 트리스디메틸아미노실란{Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS} 가스, 테트라키스디메틸아미노실란{Si[N(CH3)2]4, 약칭: 4DMAS} 가스, 비스디에틸아미노실란{Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭: BDEAS} 가스, 비스터셔리부틸아미노실란{SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS} 가스 등의 할로겐기(基) 비함유의 아미노계(아민계) 실란 원료 가스를 이용할 수 있다. 또한 원료 가스로서는 모노실란(SiH4, 약칭: MS) 가스, 디실란(Si2H6, 약칭: DS) 가스, 트리실란(Si3H8, 약칭: TS) 가스 등의 할로겐기 비함유의 무기계 실란 원료 가스를 이용할 수 있다.
또한 예컨대 전술한 실시 형태에서는 반응 가스로서 NH3 가스를 이용하는 예에 대해서 설명했다. 하지만 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 반응 가스로서는 NH3 가스 외에 디아젠(N2H2) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, N3H8 가스 등의 질화수소계 가스나, 이들의 화합물을 포함하는 가스 등을 이용할 수 있다. 또한 반응 가스로서는 트리에틸아민[(C2H5)3N, 약칭: TEA] 가스, 디에틸아민[(C2H5)2NH, 약칭: DEA] 가스, 모노에틸아민(C2H5NH2, 약칭: MEA) 가스 등의 에틸아민계 가스나, 트리메틸아민[(CH3)3N, 약칭: TMA] 가스, 디메틸아민[(CH3)2NH, 약칭: DMA] 가스, 모노메틸아민(CH3NH2, 약칭: MMA) 가스 등의 메틸아민계 가스 등을 이용할 수 있다. 또한 반응 가스로서는 트리메틸히드라진[(CH3)2N2(CH3)H, 약칭: TMH] 가스 등의 유기 히드라진계 가스 등을 이용할 수 있다.
또한 예컨대 전술한 실시 형태에서는 SiN막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 하지만 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 SiO막, SiON막, SiOCN막, SiOC막, SiCN막, SiBN막, SiBCN막 등을 형성할 수 있다. 이들의 성막을 수행하는 경우에도 전술한 실시 형태와 마찬가지의 처리 조건으로 성막을 수행할 수 있고, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한 예컨대 전술한 실시 형태에서는 SiN막 등의 실리콘계 절연막을 형성하는 예에 대해서 설명했다. 하지만 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 본 발명은 웨이퍼(W) 상에 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 니오브(Nb), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등의 금속 원소를 포함하는 막, 즉 금속계 막을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다.
예컨대 본 발명은 웨이퍼(W) 상에 TiN막, TiO막, TiON막, TiOCN막, TiOC막, TiCN막, TiBN막, TiBCN막, ZrN막, ZrO막, ZrON막, ZrOCN막, ZrOC막, ZrCN막, ZrBN막, ZrBCN막, HfN막, HfO막, HfON막, HfOCN막, HfOC막, HfCN막, HfBN막, HfBCN막, TaN막, TaO막, TaON막, TaOCN막, TaOC막, TaCN막, TaBN막, TaBCN막, NbN막, NbO막, NbON막, NbOCN막, NbOC막, NbCN막, NbBN막, NbBCN막, AlN막, AlO막, AlON막, AlOCN막, AlOC막, AlCN막, AlBN막, AlBCN막, MoN막, MoO막, MoON막, MoOCN막, MoOC막, MoCN막, MoBN막, MoBCN막, WN막, WO막, WON막, WOCN막, WOC막, WCN막, WBN막, WBCN막 등을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다. 또한 이들 외에 이들 중 어느 하나에 다른 원소를 첨가(dope)한 막, 예컨대 TiAlN막, TaAlN막, TiAlC막, TaAlC막, TiSiN, TiSiC막 등을 형성하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다.
또한 전술한 실시 형태에서는 웨이퍼(W) 상에 막을 퇴적시키는 예에 대해서 설명했다. 하지만 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 웨이퍼(W)나 웨이퍼(W) 상에 형성된 막 등에 대하여 산화 처리, 확산 처리, 어닐링 처리, 에칭 처리 등의 처리를 수행하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다.
또한 전술한 실시 형태나 변형예는 적절히 조합해서 이용할 수 있다. 이때의 처리 조건은 예컨대 전술한 실시 형태나 변형예와 마찬가지의 처리 조건으로 할 수 있다.
본 출원은 2015년 8월 4일에 출원된 일본 출원 특원 2015-154392를 기초로 하여 우선권의 이익을 주장하는 것이며, 그 개시의 모든 것이 인용에 의해 여기에 병합(取入)된다.
4: 기판 처리 장치 12: 반송실
124: 기판 이재기 128: 게이트 밸브
150: 압력 제어 기구 162: 퍼지 가스 공급 기구
166: 필터 유닛 178: 순환 팬
210: 컨트롤러

Claims (16)

  1. 기판을 수용하는 수납 용기로부터 상기 기판을 반송하는 반송실;
    상기 반송실 내에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 기구; 및
    상기 반송실 내의 분위기를 배기하는 배기로에 설치되고, 상기 반송실 내의 압력을 제어하는 압력 제어 기구;
    를 구비하고,
    상기 압력 제어 기구는,
    상기 배기로를 전개(全開) 또는 전폐(全閉)로 하는 배기 댐퍼; 및
    상기 배기 댐퍼 내에 설치되고, 상기 반송실 내를 소정의 압력으로 보지(保持)하는 조정 댐퍼;
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수납 용기의 덮개를 개폐하는 로드 포트 유닛을 더 포함하고,
    상기 반송실 내의 압력이 상기 로드 포트 유닛의 광체(筐體) 내의 압력 및 상기 수납 용기 내의 압력 이상이고, 또한 상기 로드 포트 유닛의 광체 내의 압력이 상기 수납 용기 내의 압력보다 높아지도록 상기 압력 제어 기구와 상기 퍼지 가스 공급 기구를 제어하도록 구성된 제어부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배기 댐퍼는,
    상기 배기로를 폐색(閉塞)하는 덮개부; 및
    상기 덮개부를 구동(驅動)하는 구동부;
    를 포함하고,
    상기 조정 댐퍼는 상기 덮개부에 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조정 댐퍼는,
    상기 반송실 내의 압력이 상기 소정의 압력보다 높을 때 상기 배기로를 열도록 구성된 배압 밸브; 및
    상기 배압 밸브를 압압(押壓)하여 강제적으로 닫도록 구성된 프레스 댐퍼;
    를 구비하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 덮개부에는 상기 배기로와 연통하는 개구부(開口部)가 형성되고, 상기 배압 밸브는 상기 개구부를 개폐하는 것에 의해 상기 배기로를 개폐하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소정의 압력은 상기 배압 밸브의 중량을 조정하는 것에 의해 설정되는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반송실에 인접하고, 상기 기판을 기판 보지구에 재치하는 준비실;
    상기 반송실과 상기 준비실 사이에 설치된 게이트 밸브;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 배기 댐퍼가 닫힘(閉)일 때, 상기 게이트 밸브를 열림(開)으로 하도록 상기 게이트 밸브를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 배압 밸브가 열림일 때, 상기 게이트 밸브를 열림으로 하도록 상기 게이트 밸브를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 준비실 내의 압력이 상기 반송실 내의 압력보다 높을 때, 상기 게이트 밸브를 열림으로 하도록 상기 게이트 밸브를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 조정 댐퍼가 닫힘일 때, 상기 게이트 밸브를 닫힘으로 하도록 상기 게이트 밸브를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반송실의 하부이자 이재기를 개재한 좌우에 설치되고, 상기 반송실 내의 분위기를 배기하는 한 쌍의 흡출부(吸出部)를 더 구비하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반송실의 천장에 설치된 한 쌍의 필터 유닛; 및
    상기 한 쌍의 흡출부와 상기 한 쌍의 필터 유닛을 각각 연결하는 순환로;
    를 구비하고,
    상기 한 쌍의 흡출부는 각각 상기 배기로와 상기 순환로의 2개의 유로로 분기되고, 각각의 상기 배기로는 하류측에서 합류하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 필터 유닛의 상류측에 설치되고, 상기 반송실 내의 산소 농도를 검출하는 검출기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 준비실의 산소 농도가 상기 반송실의 산소 농도보다 낮을 때 상기 게이트 밸브를 열림으로 하도록 상기 게이트 밸브를 제어하도록 구성되는 기판 처리 장치.
  15. 반송실 내의 분위기를 배기하는 배기로에 설치되고 상기 배기로를 전개 또는 전폐로 하는 배기 댐퍼와, 상기 배기 댐퍼 내에 설치되고 상기 반송실 내를 소정의 압력으로 보지하는 조정 댐퍼로 구성된 압력 제어 기구에 의해 상기 반송실 내의 압력을 제어하는 공정;
    상기 반송실 내에서 기판을 수용하는 수납 용기 내의 상기 기판을 반송하는 공정;
    상기 기판을 처리실 내에 반입하는 공정; 및
    상기 처리실 내에서 상기 기판을 처리하는 공정;
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 반송실 내의 분위기를 배기하는 배기로에 설치되고 상기 배기로를 전개 또는 전폐로 하는 배기 댐퍼와, 상기 배기 댐퍼 내에 설치되고 상기 반송실 내를 소정의 압력으로 조정하는 조정 댐퍼로 구성된 압력 제어 기구에 의해 상기 반송실 내의 압력을 제어하는 순서;
    상기 반송실 내에서 기판을 수용하는 수납 용기 내의 상기 기판을 반송하는 순서;
    상기 기판을 처리실 내에 반입하는 순서;
    상기 처리실 내에서 상기 기판을 처리하는 순서;
    를 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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