KR102102032B1 - 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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KR102102032B1
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나오후미 오하시
다다시 다카사키
슌 마츠이
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

복수의 기판을 원주형으로 배치하는 타입의 장치에서도, 처리 효율이 높은 기술을 제공한다. 기판이 적재되는 축열부를 포함하는 트레이와, 회전축과 상기 회전축에 지지된 회전판을 갖고, 상기 트레이가 상기 회전판에 적재 가능하도록 구성되는 기판 반송부와, 상기 회전축을 중심으로 원주형으로 배치된 복수의 베이스와, 상기 베이스 각각에 설치된 히터를 갖는 기술을 제공한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
기판 처리 장치는, 생산 효율을 높이기 위해서, 복수의 기판을 통합해서 처리하는 타입의 장치가 존재한다. 예를 들어, 하나의 처리실 내에 복수의 기판을 원주형으로 배치하는 타입이 존재한다(특허문헌 1).
여기에서는, 기판 가열대와 샤워 헤드를 조합한 처리실을 원주형으로 배치하는 것, 각 처리실에서 기판을 가열함과 함께 플라스마로 처리하는 것, 기판을 인접하는 처리실로 이동하기 위해서 회전 트레이를 공전시키는 것 등이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-222024
최근의 미세화에 수반하여, 박막을 기판 면 내에 균일하게 형성할 것이 요구되고 있다. 그것을 실현하기 위해서, 기판 처리 장치에서는, 기판 면 내를 균일하게 가열함과 함께, 플라스마로 처리하도록 구성하고 있다.
그래서 본 개시에서는, 복수의 기판을 원주형으로 배치하는 타입의 장치에서도, 처리 효율이 높은 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판이 적재되는 축열부를 갖는 트레이와, 회전축과 상기 회전축에 지지된 회전판을 갖고, 상기 트레이가 상기 회전판에 적재 가능하도록 구성되는 기판 반송부와, 상기 회전축을 중심으로 원주형으로 배치된 복수의 베이스와, 상기 베이스 각각에 설치된 히터를 갖는 기술을 제공한다.
본 개시에 의하면, 복수의 기판을 원주형으로 배치하는 타입의 장치에서도, 처리 효율이 높은 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 5는 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 6은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 7은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 설명하는 설명도이다.
도 8은 실시 형태에 따른 웨이퍼의 처리 상태를 설명하는 설명도이다.
도 9는 실시 형태에 따른 웨이퍼의 처리 플로우를 설명하는 설명도이다.
이하에 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
먼저 도 1을 사용하여, 본 실시 형태에서의 기판 처리 장치(200)를 설명한다.
(기판 처리 장치)
(처리 용기)
도시한 예와 같이, 기판 처리 장치(200)는, 용기(202)를 구비하고 있다. 용기(202)는 처리 모듈이라고도 칭한다. 용기(202)는, 예를 들어 횡단면이 정사각형이며 편평한 밀폐 용기로서 구성되어 있다. 또한, 용기(202)는, 예를 들어 알루미늄(Al)이나 스테인리스(SUS) 등의 금속 재료에 의해 구성되어 있다. 용기(202) 내에는, 실리콘 웨이퍼 등의 웨이퍼(100)를 처리하는 처리실(201)이 형성되어 있다. 처리실(201)은, 후술하는 샤워 헤드(230), 베이스(210) 등으로 구성된다.
용기(202)의 측면에는, 게이트 밸브(208)에 인접한 기판 반입출구(205)가 설치되어 있고, 웨이퍼(100)는, 기판 반입출구(205)를 통해서 도시하지 않은 반송실과의 사이를 이동한다.
처리실(201)에는, 후술하는 트레이(250)를 가열하는 베이스(210)가 배치된다. 베이스(210)는 후술하는 회전축(221)을 중심으로, 원주형으로 복수 배치된다. 베이스(210)의 배치에 대해서 도 2를 사용해서 설명한다. 도 2는 기판 처리 장치(200)이며, 특히 회전판(222) 부근을 상방에서 본 도면이다. 아암(240)은, 처리 용기(202)의 외부에 배치되고, 웨이퍼(100)를 처리 용기(202)의 내외로 이동 탑재하는 기능을 갖는다. 또한, B-B'에서의 종단면도가 도 1에 상당한다.
베이스(210)는 적어도 4개 설치된다. 구체적으로는, 도 2에 기재된 바와 같이, 기판 반입출구(205)와 대향하는 위치에서 시계 방향으로 베이스(210a), 베이스(210b), 베이스(210c), 베이스(210d)가 배치된다. 용기(202)에 반입된 웨이퍼(100)는, 베이스(210a), 베이스(210b), 베이스(210c), 베이스(210d)의 순서대로 이동된다.
베이스(210)는, 각각 웨이퍼(100)를 적재하는 트레이 적재면(211)(트레이 적재면(211a) 내지 트레이 적재면(211d))과, 바이어스 전극(215)(바이어스 전극(215a) 내지 바이어스 전극(215d)), 베이스(210)를 지지하는 샤프트(217)(샤프트(217a) 내지 샤프트(217d))를 주로 갖는다. 나아가, 가열원으로서의 히터(213)(213a 내지 213d)를 갖는다. 베이스(210)에는, 리프트 핀(207)이 관통하는 관통 구멍이, 리프트 핀(207)과 대응하는 위치에 각각 형성되어 있다. 샤프트(217)는, 처리 용기(202)의 저부(204)를 관통하고 있다. 샤프트(217)는 처리 용기(202)와 절연되어 있다.
저부(204)를 관통하도록 리프트 핀(207)이 설치되어 있다. 리프트 핀(207)은, 베이스(210)에 형성된 관통 구멍과, 후술하는 트레이(250)에 형성된 관통 구멍을 통과 가능한 위치에 배치된다. 리프트 핀(207)의 선단은, 기판 반입/반출시 등에 웨이퍼(100)를 지지한다.
리프트 핀(207)의 하단에는, 리프트 핀 지지부(212)(212a 내지 212d)가 설치된다. 각각의 리프트 핀 지지부(212)에는 기판 승강부(216)(216a 내지 216d)가 설치된다. 기판 승강부(216)는 리프트 핀(207)을 승강시킨다. 리프트 핀 지지부(212), 기판 승강부(216)는, 각각의 베이스(210a 내지 210d)에 대응해서 설치된다.
처리 용기(202)의 덮개부(203)이며, 각각의 트레이 적재면(211)과 대향하는 위치에는, 가스 분산 기구로서의 샤워 헤드(230)(230a 내지 230d)가 각각 설치되어 있다. 상방에서 보면, 도 3에 기재된 바와 같이, 복수의 샤워 헤드(230)가 배치된다. 샤워 헤드(230)는, 절연 링(232)(232a 내지 232d)을 개재해서 덮개(203)에 지지된다. 절연 링(232)에 의해 샤워 헤드(230)와 처리 용기(202)는 절연된다.
도 3에 기재된 바와 같이, 각각의 샤워 헤드(230)에는 가스 도입 구멍이 형성된다. 구체적으로는, 샤워 헤드(230a)에는 가스 도입 구멍(231a)이, 샤워 헤드(230b)에는 가스 도입 구멍(233b)이, 샤워 헤드(230c)에는 가스 도입 구멍(231c)이, 샤워 헤드(230d)에는 가스 도입 구멍(233d)이 형성된다. 가스 도입 구멍(231a, 231c)은, 후술하는 공통 가스 공급관(301)과 연통된다. 가스 도입 구멍(233b, 233c)은, 후술하는 공통 가스 공급관(341)과 연통된다. 또한, 도 3에서의 A-A'선에서의 종단면도가 도 1에 상당한다.
각 샤워 헤드(230)와 각 트레이(250)의 사이의 공간을 처리 공간(209)이라 칭한다. 본 실시 형태에서는, 샤워 헤드(230a)와 트레이(250a)의 사이의 공간을 처리 공간(209a)이라 칭한다. 샤워 헤드(230b)와 트레이(250b)의 사이의 공간을 처리 공간(209b)이라 칭한다. 샤워 헤드(230c)와 트레이(250c)의 사이의 공간을 처리 공간(209c)이라 칭한다. 샤워 헤드(230d)와 트레이(250d)의 사이의 공간을 처리 공간(209d)이라 칭한다.
또한, 처리 공간(209)을 구성하는 구조를 처리실(201)이라 칭한다. 본 실시 형태에서는, 처리 공간(209a)을 구성하고, 적어도 샤워 헤드(230a)와 베이스(210a)를 갖는 구조를 처리실(201a)이라 칭한다. 처리 공간(209b)을 구성하고, 적어도 샤워 헤드(230b)와 베이스(210b)를 갖는 구조를 처리실(201b)이라 칭한다. 처리 공간(209c)을 구성하고, 적어도 샤워 헤드(230c)와 베이스(210c)를 갖는 구조를 처리실(201c)이라 칭한다. 처리 공간(209d)을 구성하고, 적어도 샤워 헤드(230d)와 베이스(210d)를 갖는 구조를 처리실(201d)이라 칭한다.
또한, 여기에서는, 처리실(201a)은, 적어도 샤워 헤드(230a)와 베이스(210a)를 갖는다고 기재했지만, 웨이퍼(100)를 처리하는 처리 공간(209a)을 구성하는 구조이면 된다. 장치 구조에 따라서는, 샤워 헤드(230a) 등에 구애받지 않음은 물론이다. 다른 처리실도 마찬가지이다.
각 베이스(210)는, 도 2에 기재된 바와 같이, 기판 회전부(220)의 회전축(221)을 중심으로 배치된다. 회전축(221) 상에는 회전판(222)이 설치된다. 또한, 회전축(221)은, 처리 용기(202)의 저부(204)를 관통하도록 구성되고, 처리 용기(202)의 외측이며, 회전 트레이와 상이한 측에는 회전판 승강부(223)가 설치된다. 회전판 승강부(223)는, 회전축(221)을 승강시키거나 회전시키거나 한다. 회전판 승강부(223)에 의해, 각 베이스(210)와는 독립된 승강이 가능하게 된다. 회전 방향은, 예를 들어 도 2에서의 화살표(225)의 방향(시계 방향)으로 회전된다. 회전축(221), 회전판(222), 회전판 승강부(223)를 통합해서 기판 회전부라 칭한다. 또한, 기판 회전부(220)는 기판 반송부라고도 칭한다. 회전판 승강부(223)는, 후술하는 바와 같이 트레이(250)도 승강시키므로, 트레이 승강부라고도 칭한다.
또한, 기판 승강부, 회전판 승강부의 어느 것의 조합, 또는 모든 조합을 통합해서 승강부라 칭해도 된다.
회전판(222)은 예를 들어 원판 형상으로 구성된다. 회전판(222)의 외주단에는, 적어도 트레이 적재면(211)과 동일 정도의 직경을 갖는 구멍부(224)(224a 내지 224d)가 베이스(210)와 동일수 형성된다. 또한, 회전판(222)은, 구멍부(224)의 내측을 향해서 돌출된 갈고리를 복수 갖는다. 갈고리는 트레이(250)의 이면을 지지하도록 구성된다. 본 실시 형태에서, 트레이(250)를 구멍부(224)에 적재한다는 것은, 갈고리에 적재되는 것을 나타낸다.
회전축(221)이 상승함으로써, 트레이 적재면(211)보다도 높은 위치에 회전판(222)이 위치되고, 이때 트레이 적재면(211) 상에 적재된 트레이(250)가 회전판(222)의 갈고리에 의해 픽업된다. 또한, 회전축(221)이 회전함으로써, 회전판(222)이 회전되고, 픽업된 트레이(250)가 다음 트레이 적재면(211) 상으로 이동된다. 예를 들어, 트레이 적재면(211b)에 적재되어 있던 트레이(250)는, 트레이 적재면(211c) 상으로 이동된다. 그 후, 회전축(221)을 하강시켜 회전판(222)을 하강시킨다. 이때, 구멍부(224)가 트레이 적재면(211)보다도 하방에 위치할 때까지 하강시켜, 트레이 적재면(211) 상에 트레이(250)를 적재한다.
회전축(221) 중, 회전판(222)과 상이한 측에는, 스위치(225)가 전기적으로 접속되도록 구성된다. 스위치(225)는, 한쪽이 회전판(222)에 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 접지(226)에 접속된다. 따라서, 회전판(222)은, 회전축(221), 스위치(225)를 통해서 접지(226)에 접속된다.
(배기계)
용기(202)의 분위기를 배기하는 배기계(260)를 설명한다. 배기계(260)는, 각각의 처리 공간(209)(209a 내지 209d)에 대응하도록 설치되어 있다. 예를 들어, 처리 공간(209a)은 배기계(260a), 처리 공간(209b)은 배기계(260b), 처리 공간(209c)은 배기계(260c), 처리 공간(209d)은 배기계(260d)가 대응한다.
배기계(260)는, 배기 구멍(261)(261a 내지 261d)과 연통하는 배기관(262)(262a 내지 262d)을 갖고, 또한 배기관(262)에 설치된 APC(Auto Pressure Controller)(266)(266a 내지 266d)를 갖는다. APC(266)는 개방도 조정 가능한 밸브체(도시하지 않음)를 갖고, 컨트롤러(280)로부터의 지시에 따라서 배기관(262)의 컨덕턴스를 조정한다. 또한, 배기관(262)에서 APC(266)의 상류측에는 밸브(267)(267a 내지 267d)가 설치된다.
배기관(262)과 밸브(267), APC(266)를 통합해서 배기계(260)라 칭한다.
나아가, 배기관(262), 밸브(267), APC(266)를 통합해서 배기부라 칭한다. 배기관(262)의 하류에는 DP(Dry Pump. 드라이 펌프)(269)가 설치된다. DP(269)는, 배기관(262)을 통해서 처리실(201)의 분위기를 배기한다. 본 실시 형태에서는 DP(269)를 배기계(260)마다 설치했지만, 그것에 한정하는 것은 아니며, 각 배기계에 공통되게 해도 된다.
(트레이)
계속해서, 도 4를 사용해서 트레이(250)의 상세한 구조를 설명한다. 도 4는 트레이(250)를 회전판(222)에 적재한 상태를 나타낸다. 트레이(250)는, 주로 축열부(251)와 제전 전극(252)을 갖는다. 축열부(251)의 내부에는 공간(253)이 구성된다. 공간(253)의 저부에 제전 전극(252)이 배치된다. 즉, 축열부(251)는, 제전 전극(252)을 덮도록 설치된다. 축열부(251)의 표면에는, 웨이퍼(100)를 적재하는 웨이퍼 적재면(257)을 갖는다. 또한, 트레이(250)를 관통하는 관통 구멍(256)을 갖는다. 관통 구멍(256)은, 리프트 핀(207)이 관통하는 구멍이다.
축열부(251)는, 베이스(210)에 트레이(250)가 적재되었을 때, 히터(213)로부터 전도되는 열을 축적한다. 축열부(251)는 내플라즈마성의 성질을 갖고, 예를 들어 불투명 석영으로 구성된다. 후술하는 바와 같이, 축열부(251)는 웨이퍼(100)의 온도를 유지한다.
제전 전극(252)은, 처리 공간(209)에 플라스마를 생성했을 때 대전된 트레이(250)를 제전하는 역할을 갖는다. 제전 전극(252)은, 예를 들어 SiC(탄화 실리콘)로 구성된다. 제전 전극(252)은 원반형으로 구성된다. 제전 전극(252)의 직경은, 예를 들어 웨이퍼(100)의 직경보다 약간 큰 정도로 한다.
제전 전극(252)의 열팽창률이 축열부(251)의 열팽창률보다도 높은 경우, 제전 전극(252)의 측면 및 상면과 축열부(251) 사이에는 간극이 형성된다. 축열부(251)는 제전 전극(252)을 덮도록 구성되어 있으므로, 제전 전극(252)은 처리 공간(209)에 발생한 플라스마에 노출되지 않는다.
축열부(251)의 바닥에는 구멍(254)이 형성되고, 거기에는 단자(255)가 관통된다. 단자(255)는 제전 전극(252)과 마찬가지의 재질이며, 예를 들어 SiC로 구성된다. 제전 전극(252)과 단자(255)는 전기적으로 접속된다. 따라서, 제전 전극(252)은, 단자(255), 회전판(222), 스위치(225)를 통해서 접지(226)에 접속된다. 본 실시 형태에서는, 제전 전극(252)과 단자(255)를 통합해서 제전부라 칭한다.
단자(255)는, 수평 방향에 있어서 웨이퍼(100)와 겹치지 않는 위치, 예를 들어 웨이퍼(100)의 직경보다도 외측에 설치된다. 다음으로 그 이유를 설명한다. 단자(255)는, 히터(213)나 축열부(251)에 의해 가열된다. 가령 웨이퍼(100)의 하방에 단자(255)를 배치했을 경우, 단자(255)에서 축적된 열에 의해 웨이퍼(100)가 국소적으로 가열되어버린다. 웨이퍼(100)는 국소적으로 가열된 단자(255)의 열 영향을 받으므로, 웨이퍼(100)의 온도를 균일하게 하는 것이 곤란하다. 한편, 단자(255)를 웨이퍼(100)와 겹치지 않는 위치에 배치하면, 단자(255)에 의한 열 영향을 적게 할 수 있으므로, 국소적으로 가열되지 않는다. 따라서 웨이퍼(100)를 균일하게 가열할 수 있다.
구멍(254) 중, 회전판(222)측은, 회전판(222)에 의해 막히도록 트레이(250)가 배치된다. 도 4에서는, 회전판(222)의 갈고리(222a)에 의해 막힌다. 이러한 구조로 함으로써, 웨이퍼 처리 시에 생성되는 플라스마가 구멍(254)과 공간(253)에 침입하는 것을 방지한다.
이와 같이, 제전 전극(252), 단자(255)는 플라스마에 노출되지 않으므로, 플라스마에 의해 제전 전극(252), 단자(255)가 에칭되지 않는다. 따라서, 에칭에 의한 파티클의 발생 등을 방지할 수 있다.
여기서, 트레이(250)가 존재하지 않는 경우를 상정한 비교예에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 장치 형태에서는, 베이스(210)마다 히터(213)가 설치되어 있다. 바꿔 말하면, 인접하는 베이스(210)의 사이에는 히터(213)가 존재하지 않는다. 그 때문에, 인접하는 베이스(210)로 웨이퍼(100)가 이동하는 동안에 웨이퍼(100)의 온도 저하가 염려된다. 특히, 하우징(202) 내는 진공화된 상태이므로, 온도의 저하가 현저하다. 웨이퍼 온도가 저하되면, 후술하는 바와 같이, 생산성의 저하나 웨이퍼의 휨 등이 발생한다. 그래서 본 실시 형태에서는, 트레이(250)에 축열부(251)를 설치함으로써, 인접하는 베이스(210)로 이동하는 동안에도, 웨이퍼(100)의 온도를 유지할 수 있다.
(가스 공급부)
(제1 가스 공급부(300))
계속해서, 도 5를 사용해서 제1 가스 공급부(300)를 설명한다. 여기에서는 가스 도입 구멍(231(231a, 231c))에 접속되는 제1 처리 가스 공급부(300)를 설명한다.
가스 도입 구멍(231a, 231c)과 공통 가스 공급관(301)이 연통하도록, 샤워 헤드(320a, 320c)는, 밸브(302(302a, 302c)), 매스 플로우 컨트롤러(303(303a, 303c))를 통해서 공통 가스 공급관(301)에 접속된다. 각 처리실에의 가스 공급량은, 밸브(302(302a, 302c)), 매스 플로우 컨트롤러(303(303a, 303c))를 사용해서 조정된다. 공통 가스 공급관(301)에는, 제1 가스 공급관(311), 제2 가스 공급관(321)이 접속되어 있다.
(제1 가스 공급계)
제1 가스 공급관(311)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 제1 가스원(312), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(313) 및 개폐 밸브인 밸브(314)가 설치되어 있다.
제1 가스원(312)은 제1 원소를 함유하는 제1 가스(「제1 원소 함유 가스」라고도 칭함)원이다. 제1 원소 함유 가스는, 원료 가스, 즉, 처리 가스의 하나이다. 여기서, 제1 원소는 실리콘(Si)이다. 즉, 제1 원소 함유 가스는, 실리콘 함유 가스이다. 구체적으로는, 실리콘 함유 가스로서, 디클로로실란(SiH2Cl2. DCS라고도 칭함)이나 헥사클로로디실란(Si2Cl6. HCDS라고도 칭함) 가스가 사용된다.
주로, 제1 가스 공급관(311), 매스 플로우 컨트롤러(313), 밸브(314)에 의해, 제1 가스 공급계(310)(실리콘 함유 가스 공급계라고도 함)가 구성된다.
(제2 가스 공급계)
제2 가스 공급관(321)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 제2 가스원(322), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(323) 및 개폐 밸브인 밸브(324)가 설치되어 있다.
제2 가스원(322)은 제2 원소를 함유하는 제2 가스(이하, 「제2 원소 함유 가스」라고도 칭함)원이다. 제2 원소 함유 가스는, 처리 가스의 하나이다. 또한, 제2 원소 함유 가스는, 반응 가스로서 생각해도 된다.
여기서, 제2 원소 함유 가스는, 제1 원소와 상이한 제2 원소를 함유한다. 제2 원소는, 예를 들어 산소(O)이다. 본 실시 형태에서는, 제2 원소 함유 가스는, 예를 들어 산소 함유 가스이다. 구체적으로는, 산소 함유 가스로서 오존(O3) 가스가 사용된다.
주로, 제2 가스 공급관(321), 매스 플로우 컨트롤러(323), 밸브(324)에 의해, 제2 가스 공급계(320)(반응 가스 공급계라고도 함)가 구성된다.
또한, 제1 가스 공급계, 제2 가스 공급계 중 어느 하나, 또는 그 조합을 제1 가스 공급부(300)라 칭한다.
(제2 가스 공급부(340))
계속해서, 도 6을 사용해서 제2 가스 공급부(340)를 설명한다. 여기에서는 각 가스 도입 구멍(233)에 접속되는 제2 가스 공급부(340)를 설명한다.
가스 도입 구멍(233b, 233d)과 공통 가스 공급관(341)이 연통하도록, 샤워 헤드(320b, 320d)는, 밸브(342(342b, 342d)), 매스 플로우 컨트롤러(343(343a 내지 343d))를 통해서 공통 가스 공급관(301)에 접속된다. 각 처리실에의 가스 공급량은, 밸브(342(342b, 342d)), 매스 플로우 컨트롤러(343(343b, 343d))를 사용해서 조정된다. 공통 가스 공급관(341)에는, 제3 가스 공급관(351), 제4 가스 공급관(361)이 접속되어 있다.
(제3 가스 공급계)
제3 가스 공급관(351)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 제3 가스원(352), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(353) 및 개폐 밸브인 밸브(354)가 설치되어 있다.
제3 가스원(352)은 제1 원소를 함유하는 제1 가스(「제1 원소 함유 가스」라고도 칭함)원이다. 제1 가스원(312)과 마찬가지로, 실리콘계 가스가 사용된다. 제3 가스원(352)은 제1 가스원(312)과 공유해도 된다.
주로, 제3 가스 공급관(351), 매스 플로우 컨트롤러(353), 밸브(354)에 의해, 제3 가스 공급계(350)(실리콘 함유 가스 공급계라고도 함)가 구성된다.
(제4 가스 공급계)
제4 가스 공급관(341)에는, 상류 방향에서부터 순서대로, 제4 가스원(362), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(363) 및 개폐 밸브인 밸브(364)가 설치되어 있다.
제4 가스원(362)은 제3 원소를 함유하는 제3 가스(이하, 「제3 원소 함유 가스」라고도 칭함)원이다. 제3 원소 함유 가스는, 처리 가스의 하나이다. 또한, 제3 원소 함유 가스는, 반응 가스로서 생각해도 된다.
여기서, 제3 원소 함유 가스는, 제2 원소와 상이한 제3 원소를 함유한다. 제3 원소는, 예를 들어 질소(N)이다. 본 실시 형태에서는, 제3 원소 함유 가스는, 예를 들어 질소 함유 가스이다. 구체적으로는, 질소 함유 가스로서 암모니아(NH3) 가스가 사용된다.
주로, 제4 가스 공급관(361), 매스 플로우 컨트롤러(363), 밸브(364)에 의해, 제4 가스 공급계(360)(반응 가스 공급계라고도 함)가 구성된다.
또한, 제3 가스 공급계, 제4 가스 공급계 중 어느 하나, 또는 그 조합을 제2 가스 공급부(340)라 칭한다.
(플라스마 생성부)
계속해서 도 1, 도 3으로 돌아가서, 플라스마 생성부(400)를 설명한다. 플라스마 생성부(400)는 처리 공간(209) 내에 플라스마를 생성한다. 본 실시 형태에서는, 도 3에 기재된 바와 같이, 플라스마 생성부(400)는, 처리 공간(209a) 내에 플라스마를 생성하는 제1 플라스마 생성부(400a), 처리 공간(209b) 내에 플라스마를 생성하는 제2 플라스마 생성부(400b), 처리 공간(209c) 내에 플라스마를 생성하는 제3 플라스마 생성부(400c), 처리 공간(209d) 내에 플라스마를 생성하는 제4 플라스마 생성부(400d)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태에서는, 후술하는 기판 처리 방법에 대응하여, 제2 플라스마 생성부(400b), 제4 플라스마 생성부(400d)를 사용한다.
계속해서, 각 플라스마 생성부(400)의 구체적 구성에 대해서 설명한다. 또한, 제1 플라스마 생성부(400a), 제2 플라스마 생성부(400b), 제3 플라스마 생성부(400c), 제4 플라스마 생성부(400d)는 마찬가지의 구성이므로, 여기에서는 플라스마 생성부(400)로서 그 구체적 구성을 설명한다.
도 1에 기재된 바와 같이, 각 플라스마 생성부(400)의 일 구성인 고주파 전력 공급선(401(401a 내지 401d))은, 샤워 헤드(230(230a 내지 230d))에 접속된다. 고주파 전력 공급선(401)에는, 상류에서부터 순서대로 고주파 전원(402(402a 내지 402d)), 정합기(403(403a 내지 403d))가 설치된다. 고주파 전원(402)은 접지(404)에 접속된다.
주로 고주파 전력 공급선(401(401a 내지 401d)), 고주파 전원(402(402a 내지 402d))을 통합해서 플라스마 생성부(400(400a 내지 400d))라고 칭한다.
(컨트롤러)
기판 처리 장치(200)는, 기판 처리 장치(200)의 각 부의 동작을 제어하는 컨트롤러(280)를 갖고 있다. 컨트롤러(280)는, 도 7에 기재된 바와 같이, 연산부(CPU)(280a), 일시 기억부(RAM)(280b), 기억부(280c), I/O 포트(280d)를 적어도 갖는다. 컨트롤러(280)는, I/O 포트(280d)를 통해서 기판 처리 장치(200)의 각 구성에 접속되고, 상위 장치(270)나 사용자의 지시에 따라서 기억부(280c)로부터 프로그램이나 레시피를 호출하고, 그 내용에 따라 플라스마 생성부(400) 등의 각 구성의 동작을 제어한다. 송수신 제어는, 예를 들어 연산부(280a) 내의 송수신 지시부(280e)가 행한다. 또한, 컨트롤러(280)는, 전용의 컴퓨터로서 구성해도 되고, 범용의 컴퓨터로서 구성해도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리(USB Flash Drive)나 메모리 카드 등의 반도체 메모리)(282)를 준비하여, 외부 기억 장치(282)를 사용해서 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨함으로써, 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(280)를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(282)를 통해서 공급하는 경우에 제한하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용해도 되고, 상위 장치(270)로부터 수신부(283)를 통해서 정보를 수신하여, 외부 기억 장치(282)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 키보드나 터치 패널 등의 입출력 장치(281)를 사용하여, 컨트롤러(280)에 지시를 해도 된다.
또한, 기억부(280c)나 외부 기억 장치(282)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에서 기록 매체라는 말을 사용한 경우에는, 기억부(280c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(282) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(기판 처리 방법)
계속해서, 기판 처리 방법에 대해서 도 8, 도 9를 사용해서 설명한다. 본 실시 형태에서의 기판 처리 방법은, 전극을 삼차원적으로 구성한 삼차원 구조의 반도체 장치를 형성하는 일 공정에 관한 것이다. 여기에서는, 도 8에 기재된 바와 같이, 웨이퍼(100) 상에 절연막(102)과 희생막(104)을 교대로 적층하는 적층 구조를 형성한다.
도 9는, 1매의 웨이퍼(100)를 주로 한 절연막(102)과 희생막(104)을 적층하는 플로우이다. 이하에, 도 9의 플로우와 기판 처리 장치(200)의 동작을 관련시키면서 기판 처리 방법을 설명한다. 또한, 기판 처리 장치(200)의 동작을 주로 한 플로우를 AS(Appratus Step)02 내지 AS28로 하고, 기판의 처리를 주로 한 플로우를 SS(Substrate Step)02 내지 SS10으로 한다.
본 실시 형태에서는, 용기(202) 내에서 4매의 웨이퍼(100)를 처리하는 예에 대해서 설명한다. 여기에서는, 최초로 용기(202)에 투입되는 웨이퍼(100)를 제1 웨이퍼(100), 2회째에 투입되는 웨이퍼(100)를 제2 웨이퍼(100), 3회째에 투입되는 웨이퍼(100)를 제3 웨이퍼(100), 4회째에 투입되는 웨이퍼(100)를 제4 웨이퍼(100)라고 표현한다. 제1 웨이퍼(100)는 웨이퍼(100)(1), 제2 웨이퍼(100)는 웨이퍼(100)(2), 제3 웨이퍼는 웨이퍼(100)(3), 제4 웨이퍼(100)는 웨이퍼(100)(4)라고도 칭한다.
(기판 반입 공정 AS02)
웨이퍼(100)를 용기(202) 내에 반입하는 기판 반입 공정 AS02를 설명한다. 여기서 투입되는 웨이퍼(100)는, 공통 소스 라인(CSL, Common Source Line)(101)이 형성되어 있다.
기판 처리 장치(200)에서는, 웨이퍼(100)를 반입하기 전에는, 도 2에 기재된 바와 같이, 구멍부(224a)가 기판 반입출구(205)에 인접한 상태이다. 따라서, 구멍부(224a) 및 트레이(250a)는 트레이 적재면(211a) 상에 배치되어 있다.
아암(240)은 기판 반입출구(205)로부터 처리실(201) 내에 진입하여, 웨이퍼(100)를 트레이(250) 상에 적재한다. 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(100)(1)를 기판 반입출구(205)에 인접하는 트레이(250a)의 웨이퍼 적재면(257a)에 적재한다.
웨이퍼(100)(1)를 적재한 후, 회전판(222)을 하강시킨다. 이 동작에 의해 트레이(250a)는 트레이 적재면(211a) 상에 적재된다. 트레이(250a)를 트레이 적재면(211a) 상에 적재하면, 게이트 밸브(208)를 폐쇄해서 용기(202) 내를 밀폐한다. 이와 같이 하여 웨이퍼(100)(1)를 처리 공간(209a)으로 이동한다.
트레이(250)를 각 트레이 적재면(211) 상에 적재할 때는, 각 히터(213)에 전력을 공급하여, 웨이퍼(100)의 표면이 소정의 온도가 되도록 제어된다. 웨이퍼(100)의 온도는, 예를 들어 실온 이상 800℃ 이하이며, 바람직하게는 실온 이상이며 700℃ 이하이다. 이때, 히터(213)의 온도는, 도시하지 않은 온도 센서에 의해 검출된 온도 정보에 기초해서 컨트롤러(280)가 제어값을 추출하여, 히터(213)에의 통전 상태를 제어함으로써 조정된다.
(가스 공급 공정 AS04)
(처리 공간(209)에서의 처리)
여기서는, 처리 공간(209)에 가스를 공급하는 가스 공급 공정 AS04를 설명한다. 또한, 웨이퍼(100)(1)를 주체로 했을 경우, 가스 공급 공정 AS04는 웨이퍼(100)(1)의 제1 절연막 형성 공정 SS02에 상당한다.
처리 공간(209a)으로 이동한 웨이퍼(100)(1)가 소정의 온도로 유지되면, 처리 공간(209a)에 실리콘 함유 가스, 산소 함유 가스를 공급하고, 다른 처리 공간(209b, 209c, 209d)에 처리 가스를 공급하지 않도록 제1 가스 공급부(300), 제2 가스 공급부(340)를 제어한다. 이때, 트레이(250a)의 축열부(251)는 히터(213)로부터 전도되는 열을 축열한다.
처리 공간(209a)에서는 실리콘 함유 가스와 산소 함유 가스가 반응하여, 웨이퍼(100)(1) 상에 절연막(102)(1)으로서의 실리콘 산화막이 형성된다.
(AS06)
가스 공급 공정 AS04에서 플라스마를 사용한 경우, 이 공정 후에 트레이(250)를 제전하는 제전 공정 AS06을 행한다. 제전 방법의 상세는 후술한다. 플라스마를 생성하지 않은 경우에는 생략해도 된다.
(기판 이동 공정 AS08)
여기에서는 웨이퍼(100)(1)를 이동함과 함께 웨이퍼(100)(2)를 반입하는 기판 이동 공정 AS08에 대해서 설명한다.
회전판(222)을 상승시켜서 트레이 적재면(211)으로부터 트레이(250)를 이격시킨다. 이격시킨 후, 구멍부(224a)가 트레이 적재면(211b) 상으로 이동하도록, 회전판(222)을 시계 방향으로 90도 회전시킨다. 회전이 완료되면, 트레이 적재면(211b) 상에 구멍부(224a)가 배치되고, 트레이 적재면(211a) 상에 구멍부(224d), 트레이(250d)가 배치된다. 회전이 완료되면, 게이트 밸브(208)를 개방하고, 웨이퍼(100)(2)를 트레이(250d)에 적재한다. 그 후, 구멍부(224a)의 트레이(250a)를 트레이 적재면(211b)에 적재하고, 구멍부(224d)의 트레이(250d)를 트레이 적재면(211a)에 적재한다.
인접하는 베이스(210)의 사이에 히터가 설치되어 있지 않지만, 트레이(250)는 축열부(251)를 갖고 있으므로, 인접하는 베이스(210)로 이동하는 동안에도 웨이퍼(100)의 온도가 유지된다.
본 공정에서는, 단자(255)가 회전판(222)에 전기적으로 접촉하도록, 나아가 구멍(254)이 회전판(222)에 막히도록 트레이(250)를 배치한다.
(가스 공급 공정 AS10)
여기에서는, 처리 공간(209a)에 가스를 공급하는 가스 공급 공정 AS10을 설명한다. 또한, 웨이퍼(100)를 주체로 했을 경우, 가스 공급 공정 AS10은 웨이퍼(100)(1)의 제1 희생막 형성 공정 SS04에 상당한다. 또한, 웨이퍼(100)(2)에서는, 제1 절연막 형성 공정 SS02에 상당한다. 본 공정에서는, 스위치(225)를 오프로 해서, 회전판(222)을 접지(226)로부터 분리한다.
(처리 공간(209a)에서의 처리)
처리 공간(209a)에서는, 웨이퍼(100)(2)에 대하여 가스 공급 공정 AS04에서의 처리 공간(209a)과 마찬가지의 처리를 행한다. 이렇게 함으로써, 웨이퍼(100)(2) 상에 절연막(102)(1)이 형성된다.
(처리 공간(209b)에서의 처리)
처리 공간(209b)에서는, 웨이퍼(100)(1)에 대하여 실리콘 함유 가스와 질소 함유 가스를 공급한다. 이때, 질소 함유 가스를 분해하기 위해서, 플라스마 생성부(400b)는 질소 함유 가스를 플라스마 상태로 한다.
웨이퍼(100)(1) 상에서는 실리콘 함유 가스와 플라스마 상태의 질소 함유 가스가 반응하여, 절연막(102)(1) 상에 희생막(104)(1)으로서의 실리콘 질화막이 형성된다.
(제전 공정 AS12)
여기에서는 제전 공정 AS12에 대해서 설명한다. 처리 공간(209b)에서 플라스마를 생성했기 때문에, 트레이(250a)는 대전되어 있다. 그 때문에, 트레이(250a)는 베이스(210b)에 정전 흡착되어 있다. 가령 대전된 상태에서 트레이(250a)를 떼려고 하면, 웨이퍼(100)(1)가 트레이(250a) 상에서 튀어버리는 경우를 생각할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼(100)(1)가 갈라지거나, 또는 웨이퍼(100)(1)가 처리실(201)에 부착된 부착물과 접촉하거나 해서, 파티클이 발생할 우려가 있다.
그래서 본 공정에서는, 플라스마 생성을 정지한 후이며, 트레이(250)를 베이스(210)로부터 이격시키기 전에, 스위치(225)를 온으로 한다. 스위치(225)를 온으로 함으로써, 트레이(250)에 대전된 전하는, 회전판(222) 경유로 접지(226)로 이동된다. 이와 같이 하여 트레이(250)는 제전되어, 흡착 상태를 해제한다.
(기판 이동 공정 AS14)
여기에서는 웨이퍼(100)(1), 웨이퍼(100)(2)를 이동함과 함께, 웨이퍼(100)(3)를 반입하는 기판 이동 공정 AS14에 대해서 설명한다. 제전 처리가 완료되면, 회전 트레이(222)를 상승시켜, 트레이 적재면(211a), 트레이 적재면(211b)으로부터 트레이(250)를 이격시킨다. 그 후 회전판(222)을 90° 회전시켜서, 트레이(250a)를 트레이 적재면(211c) 상에 적재하고, 트레이(250d)를 트레이 적재면(211b) 상에 적재한다. 나아가, 웨이퍼(100)(3)를 반입해서 트레이(250c)에 적재하고, 다른 웨이퍼(100)와 마찬가지로, 트레이 적재면(211a) 상에 트레이(250c)를 적재한다.
웨이퍼(100)가 이동하는 동안에 축열부(251)에 의해 웨이퍼 온도가 유지된다.
(가스 공급 공정 AS16)
여기에서는, 웨이퍼(100)가 존재하는 처리 공간(209a), 처리 공간(209b), 처리 공간(209c)에 가스를 공급하는 가스 공급 공정 AS16을 설명한다. 웨이퍼(100)를 주체로 했을 경우, 가스 공급 공정 AS16은 웨이퍼(100)(1)의 제2 절연막 형성 공정 SS06에 상당하고, 웨이퍼(100)(2)의 제1 희생막 형성 공정 SS04에 상당하고, 웨이퍼(100)(3)의 제1 절연막 형성 공정 SS02에 상당한다.
(처리 공간(209a)에서의 처리)
처리 공간(209a)에서는, 웨이퍼(100)(3)에 대하여 실리콘 함유 가스와 산소 함유 가스를 공급하여, 웨이퍼(100)(2) 상에 절연막(102)(1)을 형성한다.
(처리 공간(209b)에서의 처리)
처리 공간(209b)에서는, 웨이퍼(100)(2)에 대하여 실리콘 함유 가스와 질소 함유 가스를 공급한다. 이때, 질소 함유 가스를 분해하기 위해서, 플라스마 생성부(400b)는 질소 함유 가스를 플라스마 상태로 한다.
웨이퍼(100)(2) 상에서는 실리콘 함유 가스와 플라스마 상태의 질소 함유 가스가 반응하여, 절연막(102)(1) 상에 희생막(104)(1)으로서의 실리콘 질화막이 형성된다.
(처리 공간(209c)에서의 처리)
처리 공간(209a)에서는, 웨이퍼(100)(1)에 대하여 실리콘 함유 가스와 산소 함유 가스를 공급하여, 희생막(104)(1) 상에 절연막(102)(2)으로서의 실리콘 산화막을 형성한다.
(제전 공정 AS18)
여기에서는 제전 공정 AS12와 마찬가지로, 트레이(250)를 제전하는 제전 공정 AS18을 행한다. 플라스마 생성을 정지한 후이며, 트레이(250)를 이격시키기 전에, 스위치(225)를 온으로 해서 트레이(250)를 제전한다.
(기판 이동 공정 AS20)
여기에서는 웨이퍼(100)(1), 웨이퍼(100)(2), 웨이퍼(100)(3)를 이동함과 함께, 웨이퍼(100)(4)를 반입하는 기판 이동 공정 AS20에 대해서 설명한다. 제전 처리가 완료되면, 회전판(222)을 상승시켜서 트레이 적재면(211a), 트레이 적재면(211b), 트레이 적재면(211c)으로부터 트레이(250)를 이격시킨다. 그 후 회전판(222)을 90° 회전시켜서, 트레이(250a)를 트레이 적재면(211d) 상에 적재하고, 트레이(250d)를 트레이 적재면(211c)에 적재하고, 트레이(250c)를 트레이 적재면(211b)에 적재한다. 나아가, 웨이퍼(100)(4)를 반입해서 트레이(250b)에 적재하고, 다른 웨이퍼(100)와 마찬가지로, 트레이 적재면(211a) 상에 트레이(250b)를 적재한다.
웨이퍼(100)가 이동하는 동안에 축열부(251)에 의해 웨이퍼 온도가 유지된다.
(가스 공급 공정 AS22)
여기에서는, 웨이퍼(100)가 존재하는 처리 공간(209a), 처리 공간(209b), 처리 공간(209c), 처리 공간(209d)에 가스를 공급하는 가스 공급 공정 AS22를 설명한다. 웨이퍼(100)를 주체로 했을 경우, 가스 공급 공정 AS22는 웨이퍼(100)(1)의 제2 희생막 형성 공정 SS08에 상당하고, 웨이퍼(100)(2)의 제1 절연막 형성 공정 SS06에 상당하고, 웨이퍼(100)(3)의 제1 희생막 형성 공정 SS04에 상당하고, 웨이퍼(100)(4)의 제1 절연막 형성 공정 SS02에 상당한다.
(처리 공간(209a)에서의 처리)
처리 공간(209a)에서는, 웨이퍼(100)(4)에 대하여 실리콘 함유 가스와 산소 함유 가스를 공급하여, 웨이퍼(100)(4) 상에 절연막(102)(1)을 형성한다.
(처리 공간(209b)에서의 처리)
처리 공간(209b)에서는, 웨이퍼(100)(3)에 대하여 실리콘 함유 가스와 질소 함유 가스를 공급한다. 이때, 질소 함유 가스를 분해하기 위해서, 플라스마 생성부(400b)는 질소 함유 가스를 플라스마 상태로 한다.
웨이퍼(100)(3) 상에서는 실리콘 함유 가스와 플라스마 상태의 질소 함유 가스가 반응하여, 절연막(102)(1) 상에 희생막(104)(1)으로서의 실리콘 질화막이 형성된다.
(처리 공간(209c)에서의 처리)
처리 공간(209c)에서는, 웨이퍼(100)(2)에 대하여 실리콘 함유 가스와 산소 함유 가스를 공급하여, 희생막(104)(1) 상에 절연막(102)(2)으로서의 실리콘 산화막을 형성한다.
(처리 공간(209d)에서의 처리)
처리 공간(209d)에서는, 웨이퍼(100)(1)에 대하여 실리콘 함유 가스와 질소 함유 가스를 공급한다. 이때, 질소 함유 가스를 분해하기 위해서, 플라스마 생성부(400d)는 질소 함유 가스를 플라스마 상태로 한다.
웨이퍼(100)(1) 상에서는 실리콘 함유 가스와 플라스마 상태의 질소 함유 가스가 반응하여, 절연막(102)(2) 상에 희생막(104)(2)으로서의 실리콘 질화막이 형성된다.
(제전 공정 AS24)
여기에서는 제전 공정 AS12와 마찬가지로, 트레이(250)를 제전하는 제전 공정 AS24를 행한다. 플라스마 생성을 정지한 후이며, 트레이(250)를 이격시키기 전에, 스위치(225)를 온으로 해서 트레이(250)를 제전한다.
(기판 이동 공정 AS26)
여기에서는 웨이퍼(100)(1), 웨이퍼(100)(2), 웨이퍼(100)(3), 웨이퍼(100)(4)를 이동하는 기판 이동 공정 AS26에 대해서 설명한다. 제전 처리가 완료되면, 회전판(222)을 상승시켜서 각 트레이 적재면(211)으로부터 트레이(250)를 이격시킨다. 그 후, 회전판(222)을 90° 회전시켜, 각 트레이(250)를 이동처의 트레이 적재면(211) 상에서 대기시킨다.
(판정 공정 AS28)
여기에서는, 판정 공정 AS28을 설명한다. 판정 공정 AS26은, 웨이퍼(100)(1)의 판정 공정 SS10에 상당한다. 이 공정에서는, 제1 절연막 형성 공정 S02부터 제2 희생막 형성 공정 SS08까지의 조합을 소정 횟수 행하였는지 여부를 판단한다. 즉, 절연막(102)과 희생막(104)이 소정층 형성되었는지 여부를 판단한다. 예를 들어 절연막(102)과 희생막(104)과의 합계 총수의 희망 수가 80층이었을 경우, 상술한 조합이 20회 반복되었는지 여부를 판단한다. 도 8에서는, m=40인 경우이다.
소정 횟수 행했다고 판단되면, 기판 처리 장치(200)에서의 처리를 종료한다. 즉, 기판 처리 장치(200)로부터 반출된다. 그 때, 미처리 웨이퍼(100)로 바꾸어도 된다. 반출 방법에 대해서는 후술한다.
소정 횟수 행하지 않았다고 판단되면, 트레이(250)를 하강시켜, 가스 공급 공정 AS04부터 기판 이동 공정 AS26의 조합을 행하도록 제어한다.
또한, 판정 공정 AS28은, 각 웨이퍼(100)(웨이퍼(100)(1), 웨이퍼(100)(2), …, 웨이퍼(100)(n))가 제1 절연막 형성 공정 S02부터 제2 희생막 형성 공정 SS08의 조합을 실시한 후, 그때마다 행해도 된다.
여기서, 축열부(251)를 설치하는 이유를 설명한다. 상술한 바와 같이, 베이스(210) 사이에는 히터(213)가 존재하지 않는다. 따라서, 가령 축열부(251)가 존재하지 않는 경우, 웨이퍼(100)가 방열되어버리거나, 또는 회전판(222)의 갈고리로부터의 열 손실이 발생하거나 해서, 웨이퍼(100)의 온도가 저하되어버린다. 웨이퍼(100)의 온도가 저하되면, 다음의 베이스(210) 상에서, 저하된 온도를 보충하도록 가열할 필요가 있다. 그 때문에, 그 온도를 보충하기 위한 가열 시간만큼 처리 효율이 떨어진다는 문제가 있다.
특히, 본 실시 형태와 같이 처리 횟수가 많은 경우, 그때마다 온도를 보충하기 위한 가열 시간을 필요로 하기 때문에, 현저하게 처리 시간이 증가된다.
또한, 본 실시 형태에서의 적층막의 경우, 온도가 저하되면 다음의 문제가 발생한다. 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 막의 적층수가 증가할수록 막응력이 높아진다. 적층막을 갖는 웨이퍼에 대하여, 처리 온도보다도 낮은 경우나, 또는 한번 낮아진 웨이퍼를 다시 급격하게 가열하거나 해서 큰 온도 변화를 부여한 경우, 웨이퍼가 휘어버린다. 웨이퍼가 휜 상태에서 반송되면, 웨이퍼의 낙하나, 또는 처리실의 구조에 부딪치거나 하여 파티클을 발생시킬 우려가 있다. 또한, 웨이퍼의 휨 자체는, 웨이퍼 상의 패턴의 도괴 등으로 이어질 우려가 있다.
본 실시 형태에서는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 적층하고 있는데, 실리콘 산화막은 압축 응력이 높고, 실리콘 질화막은 인장 응력이 높다. 그 때문에, 온도의 변화가 클수록 휨이 현저해진다.
패턴의 도괴에 대해서는, 최근의 미세화에 수반하는 패턴의 물리적 내성의 저하 관점에서 더욱 문제시된다.
이상의 각각의 문제점, 또는 그들 조합에 따라서 생산 효율이 저하되는 것은 명백하다. 그래서 본 실시 형태에서는, 각 기판 이동 공정에서도 웨이퍼의 온도 변화를 억제한다. 구체적으로는, 축열부(251)를 갖는 트레이(250)로 베이스(210) 사이를 반송함으로써, 웨이퍼 온도의 저하를 억제한다.
(반출 공정 AS30)
계속해서, 웨이퍼(100)를 반출하는 반출 공정 AS30에 대해서 설명한다.
트레이(250)가 트레이 적재면(211a) 상으로 이동하면, 웨이퍼(100)와 트레이(250)를 소정 거리 이격시키도록 제어한다. 예를 들어, 기판 승강부(216a)가 웨이퍼(100)(1)를 소정 높이로 유지함과 함께, 회전판(222)이 트레이(250a)를 하강시킨다. 트레이(250)와 웨이퍼(100)를 이격시킴으로써, 웨이퍼(100)(1)의 온도를 저하시킬 수 있다. 온도를 저하시킴으로써, 웨이퍼(100)(1)를 아암(240)에 이동 탑재했을 때, 아암(240)에의 열 부하를 저감시킬 수 있다. 따라서, 아암(240)의 열 늘어짐 등을 방지할 수 있다.
계속해서, 게이트 밸브(208)를 개방하고, 웨이퍼(100)(1)를 미처리 상태의 웨이퍼(100)(5)와 교체한다. 이하, 소정 매수의 기판 처리가 완료될 때까지 가스 공급 공정 AS04부터 판정 공정 AS28의 처리를 반복한다.
(기타 실시 형태)
이하에, 기타 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태에서는, 기판 승강부, 회전판 승강부를 다른 구성으로서 설명했지만, 각각 독립해서 승강할 수 있으면 되며, 어느 것의 조합을 하나의 구성으로 해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 절연막 형성 공정 SS02, 제2 절연막 형성 공정 SS06에서는 플라스마를 사용하지 않았지만, 그것에 한정하는 것은 아니며, 사용해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는 절연막과 희생막과의 적층막을 예로서 설명했지만, 그것에 한정하는 것은 아니며, 다른 막종의 적층막이어도 된다. 나아가, 후막으로서 동막종의 적층막을 형성하는 것이어도 된다.
100 : 웨이퍼(기판) 102 : 절연막
104 : 희생막 200 : 기판 처리 장치
222 : 회전판 250 : 트레이
251 : 축열부 252 : 제전 전극

Claims (22)

  1. 기판이 적재되는 축열기와,
    트레이와,
    회전축과,
    상기 회전축에 지지된 회전판과,
    상기 회전축을 중심으로 원주형으로 배치된 복수의 베이스와,
    상기 베이스 각각에 설치된 히터,
    를 포함하고,
    상기 트레이는:
    상기 축열기와,
    제전 전극과 -상기 제전 전극은 상기 축열기 아래에 배치되어 상기 축열기가 상기 제전 전극을 덮어 상기 제전 전극이 상기 축열기 외부로 노출되지 않도록 함-;
    상기 축열기와 상기 제전 전극 사이에 배치된 빈 공간과,
    단자를 포함하고,
    상기 단자는, 상기 트레이가 상기 회전판 상에 위치할 때, 상기 제전 전극과 상기 회전판에 전기적으로 접속되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상방에서 플라스마를 생성하는 플라스마 생성기와,
    한쪽이 상기 회전판에 전기적으로 접속되고, 다른 쪽이 접지에 접속되는 스위치를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단자는 상기 기판의 직경보다도 수평 방향 외측에 배치되도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제전 전극은, 상기 축열기에 내포되어 있는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 트레이가 상기 회전판에 적재될 때, 상기 단자가 관통하는 구멍은, 상기 회전판에 의해 막히도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 스위치는, 상기 플라스마 생성기가 상기 플라스마를 생성하는 동안에는 오프로 하고, 상기 플라스마 생성기가 플라스마 생성을 정지하고 나서 상기 트레이를 상기 회전판으로부터 이격할 때까지의 동안에는 온으로 하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 트레이가 상기 회전판에 적재될 때, 상기 단자가 관통하는 구멍은, 상기 회전판에 의해 막히도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 스위치는, 상기 플라스마 생성기가 상기 플라스마를 생성하는 동안에는 오프로 하고, 상기 플라스마 생성기가 플라스마 생성을 정지하고 나서 상기 트레이를 상기 회전판으로부터 이격할 때까지의 동안에는 온으로 하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 스위치는, 상기 플라스마 생성기가 상기 플라스마를 생성하는 동안에는 오프로 하고, 상기 플라스마 생성기가 플라스마 생성을 정지하고 나서 상기 트레이를 상기 회전판으로부터 이격할 때까지의 동안에는 온으로 하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 기판을 승강하도록 구성된 복수의 리프트 핀을 더 포함하고,
    상기 회전판은 상기 트레이를 승강하도록 구성되고,
    상기 트레이로부터 상기 기판을 반출할 때, 상기 복수의 리프트 핀과 상기 회전판은, 상기 기판과 상기 트레이를 이격하도록 제어되는, 기판 처리 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제4항에 있어서,
    상기 기판을 승강하도록 구성된 복수의 리프트 핀을 더 포함하고,
    상기 회전판은 상기 트레이를 승강하도록 구성되고,
    상기 트레이로부터 상기 기판을 반출할 때, 상기 복수의 리프트 핀과 상기 회전판은, 상기 기판과 상기 트레이를 이격하도록 제어되는, 기판 처리 장치.
  18. 삭제
  19. 제10항에 있어서,
    상기 기판을 승강하도록 구성된 복수의 리프트 핀을 더 포함하고,
    상기 회전판은 상기 트레이를 승강하도록 구성되고,
    상기 트레이로부터 상기 기판을 반출할 때, 상기 복수의 리프트 핀과 상기 회전판은, 상기 기판과 상기 트레이를 이격하도록 제어되는, 기판 처리 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 승강하도록 구성된 복수의 리프트 핀을 더 포함하고,
    상기 회전판은 상기 트레이를 승강하도록 구성되고,
    상기 트레이로부터 상기 기판을 반출할 때, 상기 복수의 리프트 핀과 상기 회전판은, 상기 기판과 상기 트레이를 이격하도록 제어되는, 기판 처리 장치.
  21. 축열기에 기판이 적재된 상태의 트레이를, 회전축과 상기 회전축에 지지된 회전판을 갖는 기판 반송부에 적재하는 공정과,
    상기 회전축을 중심으로 복수의 원주형으로 배치됨과 함께 각각이 히터를 갖는 제1 베이스에 상기 트레이를 적재해서 기판을 처리하는 공정과,
    상기 기판 반송부가 상기 트레이를 이동하여, 상기 제1 베이스와는 상이한 제2 베이스에 상기 트레이를 적재하는 공정
    을 포함하고,
    상기 트레이는:
    상기 축열기와,
    제전 전극과 -상기 제전 전극은 상기 축열기 아래에 배치되어 상기 축열기가 상기 제전 전극을 덮어 상기 제전 전극이 상기 축열기 외부로 노출되지 않도록 함-;
    상기 축열기와 상기 제전 전극 사이에 위치한 빈 공간과,
    단자를 포함하고,
    상기 단자는, 상기 트레이가 상기 회전판 상에 배치될 때, 상기 제전 전극과 상기 회전판에 전기적으로 접속되는 반도체 장치의 제조 방법.
  22. 축열기에 기판이 적재된 상태의 트레이를, 회전축과 상기 회전축에 지지된 회전판을 갖는 기판 반송부에 적재하고,
    상기 회전축을 중심으로 복수의 원주형으로 배치됨과 함께 각각이 히터를 갖는 제1 베이스에 상기 트레이를 적재해서 기판을 처리하고,
    상기 기판 반송부가 상기 트레이를 이동하여, 상기 제1 베이스와는 상이한 제2 베이스에 상기 트레이를 적재하도록
    컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 프로그램을 저장하는 기록 매체에 있어서,
    상기 트레이는:
    상기 축열기와,
    제전 전극과 -상기 제전 전극은 상기 축열기 아래에 배치되어 상기 축열기가 상기 제전 전극을 덮어 상기 제전 전극이 상기 축열기 외부로 노출되지 않도록 함-;
    상기 축열기와 상기 제전 전극 사이에 위치한 빈 공간과,
    단자를 포함하고,
    상기 단자는, 상기 트레이가 상기 회전판 상에 배치될 때, 상기 제전 전극과 상기 회전판에 전기적으로 접속되는 기록 매체.
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