KR102238585B1 - 기판 처리 장치, 반응관, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램 - Google Patents

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

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히데나리 요시다
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

반응관 내의 처리 가스의 속도 분포를 웨이퍼 간에서 균일하게 하는 기술이 개시된다. 장치는 복수 매의 기판을 보지하는 기판 보지구; 반응관의 내부에 설치되고, 기판 보지구를 수용하여 기판을 처리하는 처리실을 포함하는 통부; 반응관과 통부의 간극을 구획하여 설치된 노즐 배치실; 노즐 배치실 내에 배치되고, 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 가스 노즐; 노즐 배치실과 처리실이 연통되도록 통부에 형성되는 가스 공급구; 간극과 처리실을 연통시키도록 통부에 형성되고, 처리실 내의 분위기를 간극에 배기하는 가스 배기구; 및 반응관에 접속되고, 간극 내의 분위기를 배기하는 배기부;를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 반응관, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
본 발명은 기판 처리 장치, 반응관, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
기판 처리 장치 또는 반도체 제조 장치의 일례로서 종형(縱型) 장치가 알려져 있다. 종형 장치는 반응관 내에 기판(웨이퍼)을 다단으로 보지(保持)하는 기판 보지 부재로서의 보트를 포함하고, 이 복수의 기판을 보지한 상태에서 반응관 내의 처리실에서 기판을 뱃치(batch) 처리한다(예컨대 특허문헌 1 및 2 참조).
1: 일본 특개 2010-147432호 공보 2: 일본 국제 특개 제2015/041376호 공보
하지만 종형 장치로는 반응관 내에서의 배기측(웨이퍼 하류) 압력 손실이 커서 처리 가스의 속도 분포가 웨이퍼 간에서 불균일해져 처리 가스의 분해 촉진 정도가 달라지는 경우가 있었다. 이에 의해 웨이퍼를 통과하는 동안에 발생하는 분해 정도의 차이에 의해 상하단의 웨이퍼 간에서 막 두께 차이가 발생하는 경우가 있었다.
본 발명은 웨이퍼 간의 처리 가스의 속도 분포를 균일하게 하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 복수 매의 기판을 보지하는 기판 보지구(217); 반응관의 내부에 설치되고, 상기 기판 보지구를 수용하여 상기 기판을 처리하는 처리실을 포함하는 통부(209)(筒部); 상기 반응관과 상기 통부의 간극(間隙)을 구획하여 설치된 노즐 배치실(222); 상기 노즐 배치실 내에 배치되고, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 가스 노즐(340a 내지 340c); 상기 노즐 배치실과 상기 처리실이 연통되도록 상기 통부에 형성되는 가스 공급구(235); 상기 간극과 상기 처리실을 연통시키도록 상기 통부에 형성되고, 상기 처리실 내의 분위기를 상기 간극에 배기하는 가스 배기구(236, 237); 및 상기 반응관에 접속되고, 상기 간극 내의 분위기를 배기하는 배기부(230, 231);를 구비하는 기술이 제공된다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 간의 처리 가스의 속도 분포를 균일하게 할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 종형 처리로의 종단면도(縱斷面圖).
도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 반응관의 횡단면도(橫斷面圖).
도 3은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 반응관의 사시 단면도.
도 4는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 반응관 부분의 종단면도.
도 5는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 반응관의 상부를 확대한 확대도.
도 6은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 컨트롤러의 블록도.
도 7은 본 실시 형태의 반응관 내의 가스 흐름의 모습을 나타내는 해석 결과를 도시하는 도면.
도 8은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치와 비교예에 따른 기판 처리 장치의 반응관 내의 압력 분포를 도시하는 도면.
도 9는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치와 비교예에 따른 기판 처리 장치의 반응관 내의 웨이퍼 중심의 가스 속도 분포를 도시하는 도면.
도 10은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치와 비교예에 따른 기판 처리 장치의 반응관 내의 웨이퍼 중심의 원료 분압 분포를 도시하는 도면.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도 1을 이용하여 설명한다. 본 실시 형태에서의 기판 처리 장치는 반도체 장치의 제조에 사용되는 반도체 제조 장치의 일례로서 구성된다.
도 1에 도시하는 바와 같이 처리로(202)는 가열 수단(가열 기구)으로서의 히터(207)를 포함한다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보지판으로서의 히터 베이스(미도시)에 지지되는 것에 의해 수직으로 설치된다. 히터(207)는 처리 가스를 열로 활성화[여기(勵起)]시키는 활성화 기구(여기부)로서도 기능한다.
히터(207)의 내측에는 히터(207)와 동심원 형상으로 반응 용기(처리 용기)를 구성하는 반응관(203)이 배설(配設)된다. 반응관(203)은 예컨대 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 구성된다. 반응관(203)은 하단부가 개방되고 상단부가 평탄 형상의 벽체로 폐색(閉塞)된 유(有)천장 형상으로 형성된다. 반응관(203)의 내부에는 원통 형상으로 형성된 통부(209)와, 통부(209)와 반응관(203) 사이에 구획된 노즐 배치실(222)과, 통부(209)에 형성된 가스 공급구로서의 가스 공급 슬릿(235)과, 통부(209)에 형성된 제1 가스 배기구(236)와, 통부(209)에 형성되고 제1 가스 배기구(236)의 하방(下方)에 형성된 제2 가스 배기구(237)를 구비한다. 통부(209)는 하단부가 개방되고, 상단부가 평탄 형상의 벽체로 폐색된 유천장 형상으로 형성된다. 또한 통부(209)는 웨이퍼(200) 바로 근처(直近)에 웨이퍼(200)를 둘러싸도록 설치된다. 반응관(203)의 통부(209)의 내부에는 처리실(201)이 형성된다. 처리실(201)은 기판으로서의 웨이퍼(200)를 처리 가능하도록 구성된다. 또한 처리실(201)은 웨이퍼(200)를 수평 자세로 수직 방향에 다단으로 정렬한 상태에서 보유 가능한 기판 보지구로서의 보트(217)를 수용 가능하도록 구성된다.
반응관(203)의 하단은 원통체 형상의 매니폴드(226)에 의해 지지된다. 매니폴드(226)는 예컨대 니켈 합금이나 스텐레스 등의 금속으로 구성되거나, 또는 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료로 구성된다. 매니폴드(226)의 상단부에는 플랜지가 형성되고, 이 플랜지 상에 반응관(203)의 하단부를 설치하여 지지한다. 이 플랜지와 반응관(203)의 하단부 사이에는 O링 등의 기밀 부재(220)를 개재시켜서 반응관(203) 내를 기밀 상태로 한다.
매니폴드(226) 하단의 개구부에는 씰 캡(219)이 O링 등의 기밀 부재(220)를 개재하여 기밀하게 설치되고, 반응관(203) 하단의 개구부측, 즉 매니폴드(226)의 개구부를 기밀하게 폐색하도록 이루어진다. 씰 캡(219)은 예컨대 니켈 합금이나 스텐레스 스틸 등의 금속으로 구성되고, 원반 형상으로 형성된다. 씰 캡(219)은 석영(SiO2) 또는 탄화실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 그 외측을 피복하도록 구성되어도 좋다.
씰 캡(219) 상에는 보트(217)를 지지하는 보트 지지대(218)가 설치된다. 보트 지지대(218)는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 구성되고 단열부로서 기능하는 것과 함께 보트를 지지하는 지지체로 이루어진다. 보트(217)는 보트 지지대(218) 상에 입설(立設)된다. 보트(217)는 예컨대 석영이나 SiC 등의 내열성 재료로 구성된다. 보트(217)는 보트 지지대(218)에 탑재 가능한 저판(底板)과, 상방(上方)에 배치된 천판(天板)을 포함하고, 저판과 천판 사이에 3개 내지 4개의 지주가 가설된 구성을 포함한다. 보트(217)에는 복수 매의 웨이퍼(200)가 보지된다. 복수 매의 웨이퍼(200)는 서로 일정한 간격을 두고 수평 자세를 보지하고, 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 반응관(203)의 관축 방향에 다단으로 적재되어 보트(217)의 지주에 지지된다.
씰 캡(219)의 처리실(201)과 반대측에는 보트를 회전시키는 보트 회전 기구(267)가 설치된다. 보트 회전 기구(267)의 회전축(265)은 씰 캡을 관통하여 보트 지지대(218)에 접속되고, 보트 회전 기구(267)에 의해 보트 지지대(218)를 개재하여 보트(217)를 회전시키는 것에 의해 웨이퍼(200)를 회전시킨다.
씰 캡(219)은 반응관(203)의 외부에 설치된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해 수직 방향으로 승강되고, 이에 의해 보트(217)를 처리실(201) 내에 대하여 반입출하는 것이 가능하도록 이루어진다.
매니폴드(226)에는 처리실(201) 내에 처리 가스를 공급하는 가스 노즐로서의 노즐(340a 내지 340d)을 지지하는 노즐 지지부(350a 내지 350d)가 매니폴드(226)를 관통하도록 설치된다. 여기서는 4개의 노즐 지지부(350a 내지 350d)가 설치된다. 노즐 지지부(350a 내지 350d)는 예컨대 니켈 합금이나 스텐레스 등의 재료로 구성된다. 노즐 지지부(350a 내지 350c)의 반응관(203)측의 일단(一端)에는 처리실(201) 내에 가스를 공급하는 가스 공급관(310a 내지 310c)이 각각 접속된다. 또한 노즐 지지부(350d)의 반응관(203)측의 일단에는 반응관(203)과 통부(209) 사이에 형성되는 간극(S)에 가스를 공급하는 가스 공급관(310d)이 접속된다. 또한 노즐 지지부(350a 내지 350d)의 타단(他端)에는 노즐(340a 내지 340d)이 각각 접속된다. 노즐(340a 내지 340d)은 예컨대 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료로 구성된다.
가스 공급관(310a)에는 상류 방향부터 순서대로 제1 처리 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급원(360a), 유량 제어기(유량 제어부)인 매스 플로우 컨트롤러(320a)(MFC) 및 개폐 밸브인 밸브(330a)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310b)에는 상류 방향부터 순서대로 제2 처리 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급원(360b), MFC(320b) 및 밸브(330b)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310c)에는 상류 방향부터 순서대로 제3 처리 가스를 공급하는 제3 처리 가스 공급원(360c), MFC(320c) 및 밸브(330c)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310d)에는 상류 방향부터 순서대로 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(360d), MFC(320d) 및 밸브(330d)가 각각 설치된다. 가스 공급관(310a, 310b)의 밸브(330a, 330b)보다 하류측에는 불활성 가스를 공급하는 가스 공급관(310e, 310f)이 각각 접속된다. 가스 공급관(310e, 310f)에는 상류 방향부터 순서대로 MFC(320e, 320f) 및 밸브(330e, 330f)가 각각 설치된다.
주로 가스 공급관(310a), MFC(320a), 밸브(330a)에 의해 제1 처리 가스 공급계가 구성된다. 제1 처리 가스 공급원(360a), 노즐 지지부(350a), 노즐(340a)을 제1 처리 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 주로 가스 공급관(310b), MFC(320b), 밸브(330b)에 의해 제2 처리 가스 공급계가 구성된다. 제2 처리 가스 공급원(360b), 노즐 지지부(350b), 노즐(340b)을 제2 처리 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 주로 가스 공급관(310c), MFC(320c), 밸브(330c)에 의해 제3 처리 가스 공급계가 구성된다. 제3 처리 가스 공급원(360c), 노즐 지지부(350c), 노즐(340c)을 제3 처리 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 주로 가스 공급관(310d), MFC(320d), 밸브(330d)에 의해 불활성 가스 공급계가 구성된다. 불활성 가스 공급원(360d), 노즐 지지부(350d), 노즐(340d)을 불활성 가스 공급계에 포함시켜서 생각해도 좋다. 또한 본 명세서에서 처리 가스라는 단어를 사용한 경우는 제1 처리 가스만을 포함하는 경우, 제2 처리 가스만을 포함하는 경우, 제3 처리 가스만을 포함하는 경우, 불활성 가스만을 포함하는 경우, 또는 그것들 모두를 포함하는 경우가 있다. 또한 처리 가스 공급계라는 단어를 사용한 경우는 제1 처리 가스 공급계만을 포함하는 경우, 제2 처리 가스 공급계만을 포함하는 경우, 제3 처리 가스 공급계만을 포함하는 경우, 불활성 가스 공급계만을 포함하는 경우, 또는 그것들 모두를 포함하는 경우가 있다.
반응관(203)에는 배기구(230)가 형성된다. 배기구(230)는 제2 가스 배기구(237)보다 하방에 형성되고, 배기관(231)에 접속된다. 배기관(231)에는 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(245) 및 압력 조정기(압력 조정부)로서의 APC(Automatic Pressure Controller) 밸브(244)를 개재하여 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(246)가 접속되고, 처리실(201) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)이 되도록 진공 배기할 수 있도록 구성된다. 진공 펌프(246)의 하류측의 배기관(231)은 폐가스 처리 장치(미도시) 등에 접속된다. 또한 APC 밸브(244)는 밸브를 개폐하여 처리실(201) 내의 진공 배기 및 진공 배기 정지를 할 수 있고, 또한 밸브 개도(開度)를 조절하여 컨덕턴스를 조정하여 처리실(201) 내의 압력 조정을 할 수 있도록 이루어진 개폐 밸브다. 주로 배기관(231), APC 밸브(244), 압력 센서(245)에 의해 배기부로서 기능하는 배기계가 구성된다. 또한 진공 펌프(246)를 배기계에 포함시켜도 좋다.
반응관(203) 내에는 온도 검출기로서의 온도 센서(미도시)가 설치되고, 온도 센서에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여 히터(207)로의 공급 전력을 조정하는 것에 의해 처리실(201) 내의 온도가 원하는 온도 분포가 되도록 구성된다.
이상의 처리로(202)에서는 뱃치 처리되는 복수 매의 웨이퍼(200)가 보트(217)에 대하여 다단으로 적재된 상태에서 보트(217)가 보트 지지대(218)에 지지되면서 처리실(201)에 삽입되고, 히터(207)가 처리실(201)에 삽입된 웨이퍼(200)를 소정의 온도로 가열되도록 이루어진다.
다음으로 본 실시 형태에서 바람직하게 이용되는 반응관(203)의 구성에 대해서 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 또한 도 3에서는 노즐(340), 보트(217) 등의 기재를 생략한다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 통부(209)에는 처리실(201) 내에 처리 가스를 공급하기 위한 가스 공급 슬릿(235)이 복수 형성된다. 가스 공급 슬릿(235)은 노즐 배치실(222)과 처리실(201)을 연통한다. 노즐 배치실(222)(공급 버퍼)은 통부(209)의 외면과 반응관(203)의 내면 사이에 구획하여 형성된다. 노즐 배치실(222)의 벽은 반응관(203)의 벽의 일부로서 반응관(203)과 동심원 형상으로 형성된다. 또한 노즐 배치실(222)의 벽은 통부(209)의 벽의 일부로서 통부(209)와 동심원 형상으로 형성된다. 이러한 구성에 의해 웨이퍼 표면에 유입되는 가스의 비율을 높일 수 있다. 또한 노즐 배치실(222)은 하단부가 개방되고 상단의 일부(또는 전부)가 평탄 형상의 판으로 폐색된 유천장 형상으로 구성된다. 또한 노즐 배치실(222)의 천장부의 상단은 통부(209)의 천장부의 상단과 같은 높이다. 통부(209)와 반응관(203)의 천장부는 일체적으로 구성된다.
또한 통부(209)는 반응관(203)과 동심원 형상으로 배설되고, 통부(209)와 반응관(203) 사이에는 간극(S)이 형성된다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 노즐 배치실(222)의 내부에는 노즐 배치실(222) 내 공간을 복수의 공간으로 구획하는 내벽(248)이 형성된다. 내벽(248)은 반응관(203)과 동일 재료로 형성되고, 예컨대 석영 또는 SiC 등의 내열성 재료로 형성된다.
노즐 배치실(222) 내를 구획하는 2개의 내벽(248)은 노즐 배치실(222)을 하단측으로부터 상단측에 이르기까지 구획하고, 각각 격리된 3개의 공간을 형성하도록 설치된다. 노즐 배치실(222)의 각 공간에는 노즐(340a 내지 340c)이 각각 설치된다. 내벽(248)에 의해 각 노즐(340a 내지 340c)은 각각 독립된 공간 내에 설치되기 때문에 각 노즐(340a 내지 340c)로부터 공급되는 처리 가스가 노즐 배치실(222) 내에서 혼합되는 것을 억제할 수 있다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해 노즐 배치실(222) 내에서 처리 가스가 혼합되어 박막이 형성되거나 부생성물이 생성되는 것을 억제할 수 있다.
또한 통부(209)와 반응관(203) 사이의 간극(S)에는 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 노즐(340d)이 설치된다. 간극(S)은 단면시(斷面視)에서 통부(209)를 둘러싸도록 환 형상[環狀]으로 형성된다. 간극(S)의 폭은 통부(209)와 웨이퍼(200) 사이의 극간의 폭(W)(도 5)보다 크다. 일례로서 간극(S)의 폭은 폭(W)의 2배보다 크게 설정된다.
노즐(340a 내지 340c)은 노즐 배치실(222) 내의 하부로부터 상부에, 노즐(340d)은 간극(S) 내의 하부로부터 상부에 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 설치된다. 노즐(340a 내지 340d)은 I자형의 롱 노즐로서 각각 구성된다. 노즐(340a 내지 340d)의 측면에는 가스를 공급하는 가스 공급공(234a 내지 234d)이 각각 설치된다. 가스 공급공(234a 내지 234c)은 반응관(203)의 중심을 향하도록 각각 개구되고, 가스 공급공(234d)은 반응관(203)의 주방향(周方向)을 향하도록 개구된다. 이와 같이 노즐 배치실(222)에는 3개의 노즐(340a 내지 340c)이 설치되고, 처리실(201) 내에 복수 종류의 가스를 공급할 수 있도록 구성된다. 또한 간극(S)에는 노즐(340d)이 설치되고, 간극(S) 내에 불활성 가스(퍼지 가스)를 공급할 수 있도록 구성된다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해 통부(209)와 반응관(203) 사이를 효율적으로 퍼지할 수 있고, 통부(209)와 반응관(203) 사이의 가스 체류가 억제되어 퍼지 시간을 단축할 수 있다. 또한 통부(209)와 반응관(203) 사이의 가스 체류가 억제되는 것에 의해 파티클을 저감할 수 있다. 또한 통부(209)와 반응관(203) 사이로부터 퍼지 가스를 공급하는 것에 의해 고압 프로세스 시의 처리실(201) 내의 승압을 보조할 수 있다.
통부(209)의 노즐 배치실(222)이 형성된 일측면에 대향하는 타측면에 제1 가스 배기구(236)가 형성된다. 제1 가스 배기구(236)는 노즐 배치실(222) 사이에 처리실(201)의 웨이퍼(200)가 수용되는 영역을 개재하도록 배치된다. 그리고 제1 가스 배기구(236)는 처리실(201)의 웨이퍼(200)가 수용되는 하단측으로부터 상단측에 이르기까지의 영역(웨이퍼 영역)에 형성된다. 또한 통부(209)의 제1 가스 배기구(236)의 하방의 측면에 제2 가스 배기구(237)가 형성된다. 또한 배기관(231)은 반응관(203)의 하단 부근의 위치에서 제2 가스 배기구(237)과 같은 방향으로 개구된다. 이와 같이 제1 가스 배기구(236), 제2 가스 배기구(237) 및 배기구(237)는 통부(209)의 중심에서 보았을 때 가스 공급 슬릿과는 반대측에 설치된다. 즉, 제1 가스 배기구(236)는 처리실(201)과 간극(S)을 연통하고, 처리실(201) 내의 분위기를 간극(S)에 배기하는 가스 배기구다. 제1 가스 배기구(236)로부터 배기된 가스는 통부(209)의 뒤편[통부(209)와 반응관(203) 사이]의 간극(S)을 경유하여 배기구(230)를 개재하여 배기관(231)으로부터 반응관(203) 외로 배기된다. 또한 제2 가스 배기구(237)는 처리실(201) 하방의 분위기(주로 퍼지 가스)를 간극(S)에 배기한다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해 웨이퍼 통과 후의 가스가 통부(209)와 반응관(203) 사이 전체를 경유하여 배기하는 것에 의해 배기부의 압력과 웨이퍼 영역의 압력의 차이를 작게 하여 압력 손실을 최소한으로 할 수 있다. 그리고 최소한의 압력 손실에 의해 웨이퍼 영역의 압력을 낮출 수 있고, 웨이퍼 영역의 유속을 높여 로딩 효과를 완화할 수 있다.
도 4는 가스 공급 슬릿(235)의 구성을 도시하는 도면이며, 보트(217) 등의 기재는 생략한다. 도 4에 도시하는 바와 같이 가스 공급 슬릿(235)은 상하 좌우 방향에 복수 단, 복수 열의 매트릭스 형상으로 형성된다. 노즐 배치실(222) 내의 내벽(248)으로 구획된 각 공간 각각에 대향한 가로로 긴 슬릿이 상하 방향에 복수 형성된다.
바람직하게는 가스 공급 슬릿(235)의 통부(209) 주 방향의 길이는 노즐 배치실(222) 내의 각 공간의 주방향의 길이와 동일하게 하면 가스 공급 효율이 향상되므로 좋다. 또한 바람직하게는 가스 공급 슬릿(235)은 내벽(248)과 통부(209)의 연결 부분을 제외하고 가로로 길게 세로 복수 단으로 형성하면 가스 공급 효율이 향상되므로 좋다. 또한 바람직하게는 가스 공급 슬릿(235)의 열수는 구획된 공간과 같은 수로 형성된다. 본 실시 형태에서는 3개의 구획된 공간에 대응하여 3열의 가스 공급 슬릿(235)이 형성된다. 바꿔 말하면, 가스 공급공(234a 내지 234c), 대응하는 가스 공급 슬릿(235) 및 제1 가스 배기구(236)는 직선상에 있으며, 직선은 각각 처리실(201)의 대략 중심을 통과한다.
가스 공급 슬릿(235)은 네 모퉁이로서의 에지부가 곡면을 그리도록 매끄럽게 형성된다. 에지부에 R 처리 등을 수행하여 곡면 형상으로 하는 것에 의해 에지부 주연(周緣)의 가스 정체를 억제할 수 있고, 에지부의 막 형성을 억제할 수 있고, 또한 에지부에 형성되는 막의 박리를 억제할 수 있다.
또한 통부(209)의 노즐 배치실(222)측의 측면 하단에는 노즐(340a 내지 340c)을 노즐 배치실(222) 내에 설치하기 위한 개구부(256)가 형성된다. 노즐(340a 내지 340c)은 그 하단에 노즐 지지부(350a 내지 350c)에 장착된 상태에서 매니폴드(226)에 고정된다. 노즐 지지부(350a 내지 350c)는 미리 노즐(340a 내지 340c)이 장착되는 부분과, 미리 매니폴드(226)에 고정되는 부분의 2피스 구성으로 이루어진다. 노즐의 설치는 개구부(256)의 하방으로부터 각 공간에 노즐(340a 내지 340c)을 삽입하고, 2피스를 감합시키고 나서 볼트 등으로 고정하는 것에 의해 수행된다. 또한 위치나 각도를 미조정하는 부품(미도시)이 적절히 이용될 수 있다.
노즐 배치실(222) 내의 내벽(248)은 노즐 배치실(222)의 천장부로부터 반응관(203)의 하단부 상부까지 형성된다. 구체적으로는 내벽(248)의 하단은 개구부(256)의 상단보다 하측에 형성된다. 내벽(248)의 하단은 반응관(203)의 하단부보다 상측이며, 노즐 지지부(350)의 상단부보다 하측이 되는 영역으로서 형성된다.
도 5에 도시하는 바와 같이 가스 공급 슬릿(235)은 처리실(201)에 수용된 상태의 보트(217)에 복수 단 재치된 인접하는 웨이퍼(200)와 웨이퍼(200) 사이에 각각 배치되도록 형성된다. 도 5에서는 보트(217)를 생략해서 설명한다. 바람직하게는 보트(217)에 재치 가능한 최하단의 웨이퍼(200)와 그 하측에 인접하는 보트(217)의 저판 사이, 각 웨이퍼(200) 사이 및 최상단의 웨이퍼(200)와 그 상측에 인접하는 보트(217)의 천판 사이에 대하여 1단씩 대향하도록 형성되면 좋다.
노즐(340a 내지 340c)의 가스 공급공(234a 내지 234c)은 각 가스 공급 슬릿(235)에 대하여 1개씩 대응하도록 각 가스 공급 슬릿(235)의 세로 폭의 중앙 부분에 형성하면 좋다. 예컨대 가스 공급 슬릿(235)이 26개 형성될 때는 각각 26개의 가스 공급공(234a 내지 234c)이 형성되면 좋다. 즉 가스 공급 슬릿(235)과 가스 공급공(234a 내지 234c)은 재치되는 웨이퍼(200)의 매수+1개 형성되면 좋다.
한편, 제1 가스 배기구(236)는 통부(209)의 웨이퍼 영역에 형성되고, 처리실(201)과 간극(S)이 연통된다. 제2 가스 배기구(237)는 가스 배기구(230)의 상단보다 높은 위치부터 배기구(230)의 하단보다 높은 위치까지 형성된다. 이러한 슬릿 구성으로 하는 것에 의해 각 웨이퍼(200) 상에 웨이퍼(200)에 평행한 처리 가스의 흐름을 형성할 수 있다(도 5 화살표 참조). 웨이퍼(200)의 외측을 우회하는 가스의 흐름을 억제하기 위해서 통부(209)와 웨이퍼(200) 사이의 극간의 폭(W)은 보트(217)를 안전하게 삽입하여 회전시킬 수 있는 범위에서 최소로 설정될 수 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(280)는 CPU(121a)(Central Processing Unit), RAM(121b)(Random Access Memory), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)를 구비한 컴퓨터로서 구성된다. RAM(121b), 기억 장치(121c), I/O 포트(121d)는 내부 버스(121e)를 개재하여 CPU(121a)와 데이터 교환 가능하도록 구성된다. 컨트롤러(280)에는 예컨대 터치패널 등으로서 구성된 입출력 장치(122)가 접속된다.
기억 장치(121c)는 예컨대 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성된다. 기억 장치(121c) 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(280)에 실행시켜 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 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 그것들의 양방(兩方)을 포함하는 경우가 있다. RAM(121b)는 CPU(121a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보지되는 메모리 영역(work area)으로서 구성된다.
I/O 포트(121d)는 전술한 MFC(320a 내지 320f), 밸브(330a 내지 330f), 압력 센서(245), APC 밸브(244), 진공 펌프(246), 히터(207), 온도 센서 보트 회전 기구(267), 보트 엘리베이터(115) 등에 접속된다.
CPU(121a)는 기억 장치(121c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 것과 함께, 입출력 장치(122)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(121c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성된다. CPU(121a)는 판독한 프로세스 레시피의 내용을 따르도록 MFC(320a 내지 320f)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 밸브(330a 내지 330f)의 개폐 동작, APC 밸브(244)의 개폐 동작 및 압력 센서(245)에 기초하는 APC 밸브(244)에 의한 압력 조정 동작, 진공 펌프(246)의 기동 및 정지, 온도 센서에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 보트 회전 기구(267)에 의한 보트(217)의 회전 및 회전 속도 조절 동작, 보트 엘리베이터(115)에 의한 보트(217)의 승강 동작 등을 제어하도록 구성된다.
컨트롤러(280)는 전용의 컴퓨터로서 구성되는 경우에 한정되지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 좋다. 예컨대 전술한 프로그램을 격납한 외부 기억 장치(123)[예컨대 하드 디스크 등의 자기(磁氣) 디스크, CD 등의 광(光) 디스크, MO 등의 광자기 디스크, USB 메모리 등의 반도체 메모리]를 준비하고, 이 외부 기억 장치(123)를 이용하여 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해 본 실시 형태의 컨트롤러(280)를 구성할 수 있다. 단, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은 외부 기억 장치(123)를 개재하여 공급하는 경우에 한정되지 않는다. 예컨대 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 이용하여 외부 기억 장치(123)를 개재하지 않고 프로그램을 공급해도 좋다. 기억 장치(121c)나 외부 기억 장치(123)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여 단순히 기록 매체라고도 부른다. 본 명세서에서 기록 매체라는 단어를 사용한 경우는 기억 장치(121c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(123) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그것들의 양방을 포함하는 경우가 있다.
다음으로 본 발명에 따른 기판 처리 장치의 동작 개요에 대해서 설명한다. 또한 기판 처리 장치는 컨트롤러(280)에 의해 제어된다.
소정 매수의 웨이퍼(200)가 재치된 보트(217)가 반응관(203) 내에 삽입되고, 씰 캡(219)에 의해 반응관(203)이 기밀하게 폐색된다. 기밀하게 폐색된 반응관(203) 내에서는 웨이퍼(200)가 가열되는 것과 함께 처리 가스가 반응관(203) 내에 공급되고, 웨이퍼(200)에 가열 등의 열처리가 이루어진다.
열처리로서 예컨대 제1 처리 가스로서 NH3 가스와, 제2 처리 가스로서 HCDS 가스와, 제3 처리 가스로서 N2 가스를 교호(交互) 공급(HCDS 가스 공급 → N2 퍼지 → NH3 가스 공급 → N2 퍼지를 1사이클로 하여 이 사이클을 소정 횟수 반복)하는 것에 의해 웨이퍼(200) 상에 SiN막을 형성한다. 처리 조건은 예컨대 다음과 같다.
웨이퍼(200)의 온도: 100℃ 내지 600℃
처리실 내 압력: 1Pa 내지 3,000Pa
HCDS 가스 공급 유량: 1sccm 내지 2,000sccm
NH3 가스 공급 유량: 100sccm 내지 10,000sccm
N2 가스 공급 유량: 10sccm 내지 10,000sccm
SiN막의 막 두께: 0.2nm 내지 10nm
우선 제2 처리 가스 공급계의 가스 공급관(310b)으로부터 노즐(340b)의 가스 공급공(234b), 가스 공급 슬릿(235)을 개재하여 처리실(201) 내에 HCDS 가스를 공급한다. 구체적으로는 밸브(330b, 330f)를 여는 것에 의해 캐리어 가스와 함께 가스 공급관(310b)으로부터 HCDS 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 시작한다. 이때 APC 밸브(244)의 개도를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력으로 유지한다. 소정 시간이 경과하면, 밸브(330b)를 닫고 HCDS 가스의 공급을 정지한다.
처리실(201) 내에 공급된 HCDS 가스는 웨이퍼(200)에 공급되고, 웨이퍼(200) 상을 평행하게 흐른 뒤, 제1 가스 배기구(236)를 통과하여 간극(S)을 상부로부터 하부에 흐르고, 제2 가스 배기구(237), 배기구(230)를 개재하여 배기관(231)으로부터 배기된다.
또한 처리실(201) 내에 HCDS 가스를 공급하는 동안, 가스 공급관(310a)에 접속되는 불활성 가스 공급관의 밸브(330e) 및 가스 공급관(310c, 310d)의 밸브(330c, 330d)를 열고 N2 등의 불활성 가스를 흘리면 가스 공급관(310a, 310c, 310d) 내에 HCDS 가스가 회입(回入)하는 것을 막을 수 있다.
밸브(330b)를 닫고 처리실(201) 내로의 HCDS 가스의 공급을 정지한 후는 처리실(201) 내를 배기하여 처리실(201) 내에 잔류하는 HCDS 가스나 반응 생성물 등을 배제한다. 이때 가스 공급관(310a, 310b, 310c, 310d)으로부터 N2 등의 불활성 가스를 각각 처리실(201) 내 및 간극(S)에 공급하여 퍼지하면 처리실(201) 내 및 간극(S)으로부터의 잔류 가스를 배제하는 효과를 한층 더 높일 수 있다.
다음으로 제1 처리 가스 공급계의 가스 공급관(310a)으로부터 노즐(340a)의 가스 공급공(234a), 가스 공급 슬릿(235)을 개재하여 처리실(201) 내에 NH3 가스를 공급한다. 구체적으로는 밸브(330a, 330e)를 여는 것에 의해 캐리어 가스와 함께 가스 공급관(310a)으로부터 NH3 가스의 처리실(201) 내로의 공급을 시작한다. 이때 APC 밸브(244)의 개도를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 소정의 압력으로 유지한다. 소정 시간이 경과하면 밸브(330a)를 닫고 NH3 가스의 공급을 정지한다.
처리실(201) 내에 공급된 NH3 가스는 웨이퍼(200)에 공급되고 웨이퍼(200) 상을 평행하게 흐른 뒤, 제1 가스 배기구(236)를 통과하여 간극(S)을 상부로부터 하부에 흐르고, 제2 가스 배기구(237), 배기구(230)를 개재하여 배기관(231)으로부터 배기된다.
또한 처리실(201) 내에 NH3 가스를 공급하는 동안, 가스 공급관(310b)에 접속되는 불활성 가스 공급관의 밸브(330f) 및 밸브(330c, 330d)를 열고 N2 등의 불활성 가스를 흘리면 가스 공급관(310b, 310c, 310d) 내에 NH3 가스가 회입되는 것을 막을 수 있다.
밸브(330a)를 닫고 처리실(201) 내로의 NH3 가스의 공급을 정지한 후는 처리실(201) 내를 배기하여 처리실(201) 내에 잔류하는 NH3 가스나 반응 생성물 등을 배제한다. 이때 가스 공급관(310a, 310b, 310c, 310d)으로부터 N2 등의 불활성 가스를 각각 처리실(201) 내 및 간극(S)에 공급하여 퍼지하면 처리실(201) 내 및 간극(S)으로부터의 잔류 가스를 배제하는 효과를 한층 더 높일 수 있다.
웨이퍼(200)의 처리가 완료되면, 전술한 동작과 반대의 순서로 보트(217)가 반응관(203) 내로부터 반출된다. 웨이퍼(200)는 도시되지 않는 웨이퍼 이재기에 의해 보트(217)로부터 이재 선반의 포드에 이재되고, 포드는 포드 반송기에 의해 이재 선반으로부터 포드 스테이지에 이재되고, 외부반송 장치에 의해 광체의 외부에 반출된다.
전술한 실시 형태에서는 제1 처리 가스와 제2 처리 가스를 교호적으로 공급하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 제1 처리 가스와 제2 처리 가스를 동시에 공급하는 경우에도 적용할 수 있다.
전술한 실시 형태에서는 노즐 배치실(222)을 3개의 공간으로 구획했지만, 2개의 공간으로 구획해도 좋고, 4개 이상의 공간으로 구획해도 좋다. 원하는 열화학 처리에 필요한 노즐 개수에 맞춰서 구획하는 공간 수는 변경될 수 있다. 또한 서로 반응하지 않는 가스라면 1개의 구간에 복수의 노즐을 배치해도 좋다. 노즐(340d)은 통부(209)와 반응관(203)의 간극(S)에 1개 배치했지만 이에 한정되지 않고 2개 이상의 노즐을 배치해도 좋다.
또한 노즐의 형상을 각각 변경할 수 있다. 예컨대 노즐의 가스 공급공은 웨이퍼마다 설치되는 얇은 공(孔)에 한정되지 않고, 노즐의 길이 방향에 복수의 웨이퍼를 걸쳐서 연장하는 듯한 슬릿이어도 좋다. 또한 중앙의 공간에 설치되는 노즐의 가스 공급공을 웨이퍼(200)가 아닌 노즐 배치실의 측벽을 향하여 개구시키는 것에 의해 처리 가스를 공간 내에서 확산시켜 각 가스 공급 슬릿으로부터 균일하게 처리 가스를 공급시킬 수 있는 경우가 있다. 또한 노즐은 가장 아래의 가스 공급 슬릿의 위치에 닿지 않는 길이의, 선단(先端)이 개구된 단순한 파이프이어도 좋다.
노즐 배치실(222)은 그 내주측에 통부와 공통의 벽을 포함하는 것에 한정되지 않고, 그 내주측 전체가 처리실(201)에 대하여 개구되어도 좋다. 마찬가지로 노즐 배치실(222)은 그 외주측에 반응관과 공통의 벽을 포함하는 것에 한정되지 않고, 독자적인 벽을 포함해도 좋다. 예컨대 노즐 배치실(222)은 통부를 외측으로 팽창시킨 포켓에 의해 구성할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.
(a) 웨이퍼 하류에서의 압력 손실을 최소한으로 하고 웨이퍼 간의 속도 분포를 균일하게 하는 것이 가능해진다. 즉 웨이퍼 통과 후의 가스가 통부(209)와 반응관(203) 사이를 경유하여 배기되는 것에 의해, 압력 손실을 최소한으로 할 수 있고, 이에 의해 웨이퍼 영역의 압력을 낮출 수 있고, 웨이퍼 영역의 압력을 낮추는 것에 의해 웨이퍼 영역의 유속을 높여서 로딩 효과를 완화할 수 있다.
(b) 반응관과 통부 사이에 노즐 배치실을 설치하고, 반응관을 진원(眞圓)의 통 형상으로 유지하는 것에 의해, 반응관의 두께를 얇게 할 수 있고, 처리실의 용적을 작게 할 수 있다. 또한 용접 개소를 줄여서 반응관의 제조를 용이하게 할 수 있고, 또한 강도를 높일 수 있고, 처리실 내의 승온 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
(c) 웨이퍼 바로 근처에 웨이퍼를 둘러싸도록 통부를 설치하는 것에 의해, 웨이퍼 표면에 유입되는 가스의 비율을 높일 수 있다. 예컨대 본 실시 형태에서의 통부를 이용하지 않는 경우에는 가스 유입률이 6% 정도이지만, 이용하면 50% 정도까지 향상시킬 수 있다.
(d) 통부(209)와 반응관(203) 사이에 퍼지용 노즐을 설치하고 통부(209)와 반응관(203) 사이를 효율적으로 퍼지하는 것에 의해, 통부(209)와 반응관(203) 사이의 가스 체류가 억제되어 퍼지 시간을 단축할 수 있다. 또한 통부(209)와 반응관(203) 사이의 가스의 체류가 억제되는 것에 의해 파티클을 저감할 수 있다.
(e) 통부(209)와 반응관(203) 사이에 퍼지용 노즐을 설치하는 것에 의해 고압 프로세스 시의 승압을 보조할 수 있다.
<실험예>
도 7은 본 실시 형태에서의 반응관(203)을 이용하여 가스의 흐름을 해석한 결과를 도시하는 도면이다. 도 7에 도시되는 바와 같이 노즐(340)로부터 공급된 가스는 처리실(201) 내의 웨이퍼(200) 사이를 통과하여 제1 가스 배기구(236), 통부(209)의 뒤편, 제2 가스 배기구(237)를 경유하여 배기관(231)으로부터 배기된다. 즉 제1 가스 배기구(236)를 웨이퍼(200)의 하단측으로부터 상단측의 웨이퍼 영역에 걸쳐서 형성하는 것에 의해 가스의 통과 단면적이 커지기 때문에 압력 손실을 저감할 수 있다는 사실이 확인되었다.
도 8의 (A)는 비교예에서의 반응관 내의 압력 분포를 도시하는 도면이며, 도 8의 (B)는 본 실시 형태에서의 반응관(203) 내의 압력 분포를 도시하는 도면이다. 도 8의 (A)에 도시하는 비교예에서의 반응관은 본 실시 형태에서의 반응관과 통부에 형성되는 가스 배기구의 구성이 다르다. 비교예에서의 반응관에서는 가스 공급 슬릿에 대응하는 위치에 가스 공급 슬릿과 같은 형상의 가스 배기 슬릿이 설치된다.
비교예에서의 반응관에서는 도 8의 (A)에 도시하는 바와 같이 APC 밸브(244), 압력 센서(245), 진공 펌프(246) 등의 배기부에 의해 5Pa로 설정해도 압력 손실에 의해 웨이퍼 영역의 압력은 15Pa가 되어버린다. 한편, 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서의 반응관에서는 배기부에 의해 5Pa로 설정해도 웨이퍼 영역의 압력을 10Pa로 할 수 있고, 비교예에 비해 압력 손실을 5Pa 저감할 수 있었다. 여기서 웨이퍼 상의 유속은 웨이퍼 상의 압력에 반비례하기 위해서 본 실시 형태에서의 반응관의 웨이퍼 상의 유속은 비교예에서의 반응관의 웨이퍼 상의 유속의 1.5배가 되는 것이 확인되었다.
도 9는 본 실시 형태에서의 반응관과 비교예에서의 반응관을 이용하여 각각 성막 처리를 수행했을 때의 웨이퍼 중심의 유속 분포를 비교하여 도시하는 도면이다. 도 10은 본 실시 형태에서의 반응관과 비교예에서의 반응관을 이용하여 각각 성막 처리를 수행했을 때의 원료 분압 분포를 비교하여 도시하는 도면이다.
대용량의 웨이퍼를 처리하는 경우, 가스의 유속이 클수록 부생성물의 소기(掃氣)의 효율이 향상되고, 면내(面內)의 로딩 이펙트 등이 개선되기 때문에 바람직하다. 도 9에 도시하는 바와 같이 비교예에서의 반응관을 이용한 경우에는 상하단의 웨이퍼 중심의 가스 속도 분포는 ±8.07%이 되고, 유속 분포가 균일해지지 않았다. 즉 비교예에서는 압력 손실이 발생해 상단 웨이퍼의 유속보다 하단 웨이퍼의 유속이 더 커져버렸다. 또한 도 10에 도시하는 바와 같이 상하단에서 웨이퍼 중심의 원료 분압 분포는 ±1.65%가 되고, 상단의 웨이퍼가 하단의 웨이퍼에 비해 막 두께가 두꺼워져버렸다.
한편, 도 9에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에서의 반응관을 이용한 경우에는 웨이퍼 중심의 가스 속도 분포는 ±2.95%로 향상되고, 비교예와 같은 조건으로 실험을 수행한 경우에도 유속이 비교예에 비해 빨라졌다. 즉 비교예에 비해 압력 손실이 저감되는 것에 의해 유속이 높아짐과 동시에 유속의 균일성도 향상됐다. 또한 도 10에 도시하는 바와 같이 상하단에서 웨이퍼 중심의 원료 분압 분포는 ±0.96%가 되고, 성막 가스의 분해의 촉진 정도가 상단과 하단에서 거의 균일해져 웨이퍼 면간(面間)의 막 두께 균일성이 향상됐다.
기판 처리 장치에서 수행되는 성막 처리에는 예컨대 CVD, PVD, ALD, Epi, 그 외에 산화막, 질화막을 형성하는 처리, 금속을 포함하는 막을 형성하는 처리가 있다. 또한 어닐링 처리, 산화 처리, 확산 처리 등의 처리이어도 상관없다.
이상, 본 발명의 각종 전형적인 실시 형태 및 실시예를 설명해왔지만 본 발명은 이러한 실시 형태 및 실시예에 한정되지 않고, 적절히 조합하여 이용할 수도 있다.
10: 기판 처리 장치 121: 컨트롤러
200: 웨이퍼(기판) 201: 처리실
203: 반응관 209: 통부
217: 보트 222: 노즐 배치실
230: 배기구 235: 가스 공급 슬릿
236: 제1 가스 배기구 237: 제2 가스 배기구
340: 노즐

Claims (15)

  1. 상단이 폐색되고 반응 용기를 구성하는 반응관;
    복수 매의 기판을 일정한 간격으로 보지(保持)하는 기판 보지구;
    반응관의 내부에 설치되고, 상기 기판 보지구를 수용하여 상기 기판을 처리하는 처리실을 포함하는 통부(筒部);
    상기 반응관과 상기 통부 사이의 환 형상의 간극(間隙)에 그 연장 방향을 따라 배치되고, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부;
    상기 가스 공급부와 상기 처리실이 연통되도록 형성되는 가스 공급구;
    상기 간극과 상기 처리실을 연통시키도록 상기 처리실에서 기판이 수용되는 하단측으로부터 상단측에 이르기까지 상기 통부에 형성되고, 상기 처리실 내의 분위기를 상기 간극에 배기하는 가스 배기구; 및
    상기 통부의 중심에서 보았을 때 상기 가스 배기구와 같은 방향이며 상기 가스 배기구보다 하방의 위치에서 상기 반응관에 접속되고, 상기 간극 내의 분위기를 배기하는 배기부;
    를 구비하고,
    상기 가스 공급부는, 상기 처리실 내에 불활성 가스와 다른 제1 처리 가스를 공급하는 제1 노즐과, 상기 제1 처리 가스 및 불활성 가스와 다른 제2 처리 가스를 공급하는 제2 노즐을 포함하고,
    상기 가스 배기구는 상기 제1 노즐에 설치된 가스 공급공과 상기 처리실의 실질적으로 중심을 통하는 직선상에서 개구되고, 또한 상기 제2 노즐에 설치된 가스 공급공과 상기 처리실의 실질적으로 중심을 통하는 직선상에서 개구되고,
    상기 가스 공급부를 제외한 상기 간극의 전체를 사용하여 상기 처리실 내의 분위기를 상기 가스 배기구로부터 상기 배기부에 배기하도록 구성된 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급부는 상기 통부의 외면과 상기 반응관의 내면의 사이를 구획하여 설치된 노즐 배치실과 상기 노즐 배치실을 복수의 공간으로 구획하는 내벽을 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통부의 중심에서 보았을 때 상기 배기부와 같은 방향에서 상기 통부의 상기 가스 배기구보다 하방의 위치에 상기 처리실 하방의 분위기를 배기하는 제2 가스 배기구가 형성되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 배기구로부터 배기된 가스는 상기 통부와 상기 기판과의 간격의 2배보다 크게 설정된 상기 간극을 경유하여 상기 배기부로부터 상기 반응관 외로 배기되는 것과 함께,
    상기 기판 보지구가 상기 기판을 보지하는 상기 일정한 간격은 상기 통부와 상기 기판과의 간격에 대하여 상기 기판의 표면에 유입되지 않고 상기 기판의 외측을 우회하는 가스의 흐름이 발생하도록 설정되는 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 통부는 상단이 폐색(閉塞)되고,
    상기 가스 공급부는 상기 통부의 천장부의 상단과 같은 높이에서 상기 노즐 배치실의 상단의 일부를 폐색하는 판을 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 가스 배기구, 상기 제2 가스 배기구 및 상기 배기부는 상기 통부의 중심에서 보았을 때 상기 가스 공급구와는 반대측에 설치되는 기판 처리 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 내벽의 상단은 통부의 천장부의 상단보다 위에 연장되는 기판 처리 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 가스 공급구는 상기 노즐 배치실의 내주측의 벽인 상기 통부에 설치되고,
    상기 가스 공급부는 상기 노즐 배치실 내에 배치되고, 상기 처리실 내에 분해성의 처리 가스를 공급하는 가스 노즐을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가스 공급구는 상기 기판 보지구에 재치 가능한 최하단의 상기 기판과 그 하측에 인접하는 기판 보지구의 저판 사이, 상기 기판 사이 및 최상단의 상기 기판과 그 상측에 인접하는 상기 기판 보지구의 천판 사이에 대하여 1단씩 대응하도록 상기 가스 배기구와 대면하는 위치에 설치되는 가로로 긴 슬릿인 기판 처리 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 반응관은 진원(眞圓)의 통 형상으로 형성되고, 상기 통부는 상기 반응관과 동심원 형상으로 배치되고, 상기 노즐 배치실의 내주측의 벽은 상기 통부와 공통이고, 상기 내벽은 상기 통부의 외면과 상기 반응관의 내면을 접속하고 상기 복수의 공간을 격리하는 기판 처리 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 간극에 불활성 가스를 공급하는 가스 노즐이 상기 간극에 설치된 기판 처리 장치.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 배치실의 외주측의 벽은 상기 반응관과 공통이며, 상기 노즐 배치실의 내주측의 벽은 상기 통부와 공통인 기판 처리 장치
  13. 기판 처리 장치에서 이용되는 반응관으로서,
    반응 용기를 구성하는 반응관의 내부에 상기 반응관과 동심원 형상으로 설치되고, 복수의 기판을 보지하는 기판 보지구를 수용하여 상기 기판을 처리하는 처리실을 포함하는 통부;
    상기 반응관과 상기 통부 사이의 환 형상의 간극을 구획하여 설치되고, 상기 처리실 내에 불활성 가스와 다른 제1 처리 가스를 공급하는 제1 노즐과 상기 제1 처리 가스 및 불활성 가스와 다른 제2 처리 가스를 공급하는 제2 노즐을 배치하는 노즐 배치실;
    상기 노즐 배치실과 상기 처리실이 연통되도록 상기 통부에 형성되는 가스 공급구;
    상기 간극과 상기 처리실을 연통시키도록 상기 통부에 형성되고, 상기 처리실 내의 분위기를 상기 간극에 배기하는 가스 배기구; 및
    상기 통부의 중심에서 보았을 때 상기 가스 배기구와 같은 방향이며 상기 가스 배기구보다 하방의 위치에서 상기 반응관에 형성되고, 상기 간극 내의 분위기를 배기하는 배기관에 접속되는 배기부;
    를 구비하고,
    상기 가스 배기구는 상기 제1 노즐에 설치된 가스 공급공과 상기 처리실의 실질적으로 중심을 통하는 직선상에서 개구되고, 또한 상기 제2 노즐에 설치된 가스 공급공과 상기 처리실의 실질적으로 중심을 통하는 직선상에서 개구되고,
    상기 노즐 배치실을 제외한 상기 간극의 전체를 사용하여 상기 처리실 내의 분위기를 상기 가스 배기구로부터 상기 배기부에 배기하도록 구성된 반응관.
  14. 반응관 내부에 상기 반응관과 동심원 형상으로 설치되는 통부 내의 처리실 내에 복수 매의 기판을 보지하는 기판 보지구를 반송하는 공정;
    상기 반응관과 상기 통부 사이의 환 형상의 간극에 그 연장 방향을 따라 배치되는 가스 공급부의 제1 노즐과 제2 노즐로부터 상기 가스 공급부와 상기 처리실이 연통되도록 상기 통부에 형성되는 가스 공급구를 개재하여 상기 처리실 내에 불활성 가스와 다른 제1 처리 가스와 상기 제1 처리 가스 및 불활성 가스와 다른 제2 처리 가스를 각각 공급하는 공정; 및
    상기 간극과 상기 처리실을 연통시키도록 상기 통부에 형성되는 가스 배기구로부터 상기 처리실 내의 분위기를 상기 간극에 배기하고, 상기 간극에 배기된 상기 분위기를 상기 통부의 중심에서 보았을 때 상기 가스 배기구와 같은 방향이며 상기 가스 배기구보다 하방의 위치에서 상기 반응관에 접속되는 배기부로부터 상기 가스 공급부를 제외한 상기 간극의 전체를 사용하여 상기 반응관 외로 배기하는 공정;
    을 구비하고,
    상기 배기하는 공정에서는, 상기 제1 노즐에 설치된 가스 공급공과 상기 처리실의 실질적으로 중심을 통하는 직선상에서 개구되고, 또한 상기 제2 노즐에 설치된 가스 공급공과 상기 처리실의 실질적으로 중심을 통하는 직선상에서 개구되는 상기 가스 배기구가 이용되는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 반응관 내부에 상기 반응관과 동심원 형상으로 설치되는 통부 내의 처리실 내에 복수 매의 기판을 보지하는 기판 보지구를 반송하는 단계;
    상기 반응관과 상기 통부 사이의 환 형상의 간극에 그 연장 방향을 따라 배치되는 가스 공급부의 제1 노즐과 제2 노즐로부터 상기 가스 공급부와 상기 처리실이 연통되도록 상기 통부에 형성되는 가스 공급구를 개재하여 상기 처리실 내에 불활성 가스와 다른 제1 처리 가스와 상기 제1 처리 가스 및 불활성 가스와 다른 제2 처리 가스를 각각 공급하는 단계; 및
    상기 간극과 상기 처리실을 연통시키도록 상기 통부에 형성되는 가스 배기구로부터 상기 처리실 내의 분위기를 상기 간극에 배기하고, 상기 간극에 배기된 상기 분위기를 상기 통부의 중심에서 보았을 때 상기 가스 배기구와 같은 방향이며 상기 가스 배기구보다 하방의 위치에서 상기 반응관에 접속되는 배기부로부터 상기 가스 공급부를 제외한 상기 간극의 전체를 사용하여 상기 반응관 외로 배기하는 단계;
    를 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 기록 매체에 기록된 프로그램으로서,
    상기 배기하는 단계에서는, 상기 제1 노즐에 설치된 가스 공급공과 상기 처리실의 실질적으로 중심을 통하는 직선상에서 개구되고, 또한 상기 제2 노즐에 설치된 가스 공급공과 상기 처리실의 실질적으로 중심을 통하는 직선상에서 개구되는 상기 가스 배기구가 이용되는 것인 기록 매체에 기록된 프로그램.
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