KR102372132B1

KR102372132B1 - 기판 처리 장치의 제어 방법 및 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR102372132B1
Application number: KR1020200010417A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 도리야; 유이치 후루야; 도시아키 후지사토
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2022-03-08
Also published as: KR20200095404A; CN111508869A; TW202100789A; US20200248306A1; US11441224B2; JP2020122206A; CN111508869B

Abstract

[과제] 적합하게 전열 가스의 공급을 제어하는 기판 처리 장치의 제어 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.
[해결 수단] 본체 용기 내에서 기판을 적재하는 스테이지와, 환형 부재와, 가스 도입부와, 배기부와, 이면 공간에 전열 가스를 공급 또는 배기하는 전열 가스 공급 배기부를 구비하는 기판 처리 장치의 제어 방법이며, 스테이지에 기판을 적재하고, 환형 부재를 기판에 적재하여 압박하는 공정과, 전열 가스 공급 배기부에 있어서, 이면 공간에 공급하는 전열 가스의 압력을 준비하는 공정과, 전열 가스 공급 배기부로부터 이면 공간에 전열 가스를 공급하는 공정과, 가스 도입부로부터 본체 용기 내에 가스를 도입하여 기판에 처리를 실시하는 공정과, 오리피스를 통해 이면 공간으로부터 전열 가스를 배기하는 제1 배기 공정과, 제1 배기 공정 후, 이면 공간으로부터 전열 가스를 배기하는 제2 배기 공정과, 환형 부재를 기판으로부터 떼는 공정을 갖는 기판 처리 장치의 제어 방법.

Description

기판 처리 장치의 제어 방법 및 기판 처리 장치{METHOD OF CONTROLLING SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 개시는, 기판 처리 장치의 제어 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.

예를 들어, 기판에 성막 처리 등의 소정의 처리를 행하는 기판 처리 장치가 알려져 있다.

특허문헌 1에는, 시료의 이면에 전열 가스를 도입하여 시료의 온도를 제어하는 진공 처리 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평3-104887호 공보

일 측면에서는, 본 개시는, 적합하게 전열 가스의 공급을 제어하는 기판 처리 장치의 제어 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 일 양태에 따르면, 본체 용기 내에서 기판을 적재하는 스테이지와, 상기 스테이지에 적재된 상기 기판을 압박하는 환형 부재와, 상기 본체 용기 내에 가스를 도입하는 가스 도입부와, 상기 본체 용기 내를 배기하는 배기부와, 상기 기판의 이면과 상기 스테이지의 표면의 사이의 공간인 이면 공간에 전열 가스를 공급 또는 배기하는 전열 가스 공급 배기부를 구비하는 기판 처리 장치의 제어 방법이며, 상기 스테이지에 상기 기판을 적재하고, 상기 환형 부재를 상기 기판에 적재하여 압박하는 공정과, 상기 전열 가스 공급 배기부에 있어서, 상기 이면 공간에 공급하는 전열 가스의 압력을 준비하는 공정과, 상기 전열 가스 공급 배기부로부터 상기 이면 공간에 전열 가스를 공급하는 공정과, 상기 가스 도입부로부터 상기 본체 용기 내에 가스를 도입하여 상기 기판에 처리를 실시하는 공정과, 오리피스를 통해 상기 이면 공간으로부터 전열 가스를 배기하는 제1 배기 공정과, 상기 제1 배기 공정 후, 상기 이면 공간으로부터 전열 가스를 배기하는 제2 배기 공정과, 상기 환형 부재를 상기 기판으로부터 떼는 공정을 갖는 기판 처리 장치의 제어 방법이 제공된다.

일 측면에 따르면, 적합하게 전열 가스의 공급을 제어하는 기판 처리 장치의 제어 방법 및 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일례의 단면 모식도이다.
도 2는 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치가 갖는 전열 가스 공급 배기부의 일례의 구성도이다.
도 3은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 있어서의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 각 공정에서의 전열 가스 공급 배기부의 상태를 도시하는 구성도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대해서 설명한다. 각 도면에 있어서, 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙여, 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.

<처리 장치>

일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)의 구조의 일례에 대해서 도 1을 사용하여 설명한다. 도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)의 일례의 단면 모식도이다. 도 1에 도시하는 기판 처리 장치(100)는, CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치이며, 예를 들어 루테늄을 매립하기 위한 루테늄 매립 공정을 행하는 장치이다. 예를 들어, 도데카카르보닐삼루테늄 Ru₃(CO)₁₂ 등의 루테늄 함유 가스 등의 프로세스 가스를 공급하여, 웨이퍼(W)에 루테늄의 성막 처리 등의 소정의 처리를 행한다.

본체 용기(101)는, 상측에 개구를 갖는 바닥이 있는 용기이다. 지지 부재(102)는, 가스 도입 기구(103)를 지지한다. 또한, 지지 부재(102)가 본체 용기(101)의 상측의 개구를 막음으로써, 본체 용기(101)는 밀폐되어, 처리실(101c)을 형성한다. 가스 공급부(104)는, 공급관(102a)을 구비한 지지 부재(102)를 통해, 가스 도입 기구(103)에 루테늄 함유 가스 등의 프로세스 가스나 캐리어 가스를 공급한다. 가스 공급부(104)로부터 공급된 루테늄 함유 가스나 캐리어 가스는, 가스 도입 기구(103)로부터 처리실(101c) 내로 공급된다.

스테이지(105)는, 예를 들어 질화알루미늄이나 석영 등을 재료로 하여, 편평한 원판형으로 형성되며, 웨이퍼(W)를 적재하는 부재이다. 스테이지(105)의 내부에는, 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터(106)가 매설되어 있다. 히터(106)는, 예를 들어 시트 형상의 저항 발열체로 구성되어 있으며, 도시하지 않은 전원부로부터 전력이 공급되어서 발열되고, 스테이지(105)의 적재면을 가열함으로써, 성막에 적합한 소정의 프로세스 온도까지 웨이퍼(W)를 승온시킨다. 예를 들어, 히터(106)는, 스테이지(105) 상에 적재된 웨이퍼(W)를, 예를 들어 100℃ 내지 300℃로 가열한다.

또한, 스테이지(105)는, 스테이지(105)의 하면 중심부로부터 하방을 향해서 뻗고, 본체 용기(101)의 저부를 관통하는 일단부가 승강판(109)을 통하여 승강 기구(110)에 지지된 지지부(105a)를 갖는다.

또한, 스테이지(105)의 하부에는, 온도 조절 부재로서, 온도 조절 재킷(108)이 마련되어 있다. 온도 조절 재킷(108)은, 스테이지(105)와 동일 정도의 사이즈의 판부(108a)가 상부에 형성되고, 지지부(105a)보다도 직경이 큰 축부(108b)가 하부에 형성되어 있다. 또한, 온도 조절 재킷(108)은, 중앙의 상하 방향으로 판부(108a) 및 축부(108b)를 관통하는 구멍부(108c)가 형성되어 있다.

온도 조절 재킷(108)은, 구멍부(108c)에 지지부(105a)를 수용하고 있으며, 구멍부(108c)로 지지부(105a)를 덮음과 함께 스테이지(105)의 이면 전체면을 덮도록 배치되어 있다. 구멍부(108c)는, 지지부(105a)의 직경보다 크기 때문에, 지지부(105a)와 온도 조절 재킷(108)의 사이에 간극부(도시하지 않음)가 형성된다.

온도 조절 재킷(108)은, 판부(108a)의 내부에 냉매 유로(108d)가 형성되고, 축부(108b)의 내부에 2개의 냉매 배관(118a, 118b)이 마련되어 있다. 냉매 유로(108d)는, 한쪽 단부가 한쪽 냉매 배관(118a)에 접속되고, 다른 쪽 단부가 다른 쪽 냉매 배관(118b)에 접속되어 있다. 냉매 배관(118a, 118b)은, 냉매 유닛(118)에 접속되어 있다.

냉매 유닛(118)은, 예를 들어 칠러 유닛이다. 냉매 유닛(118)은, 냉매의 온도가 제어 가능하도록 되어 있어, 소정의 온도의 냉매를 냉매 배관(118a)에 공급한다. 냉매 유로(108d)에는, 냉매 유닛(118)으로부터 냉매 배관(118a)을 통해 냉매가 공급된다. 냉매 유로(108d)에 공급된 냉매는, 냉매 배관(118b)을 통해 냉매 유닛(118)으로 되돌아간다. 온도 조절 재킷(108)은, 냉매 유로(108d) 중에 냉매, 예를 들어 냉각수 등을 순환시킴으로써, 온도 조정이 가능하도록 되어 있다.

스테이지(105)와 온도 조절 재킷(108)의 사이에는, 단열 부재로서, 단열 링(107)이 배치되어 있다. 단열 링(107)은, 예를 들어 SUS316, A5052, Ti(티타늄), 세라믹 등에 의해, 원반형으로 형성되어 있다.

단열 링(107)은, 스테이지(105)와의 사이에, 온도 조절 재킷(108)의 구멍부(108c)로부터 에지부까지 연통되는 간극이 모든 둘레 방향으로 형성되어 있다. 예를 들어, 단열 링(107)은, 스테이지(105)와 대향하는 상면에 복수의 돌기부가 마련되어 있다.

단열 링(107)에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 동심원형으로 복수의 돌기부가 복수, 예를 들어 2열 형성되어 있다. 또한, 돌기부는, 동심원형으로 적어도 1열 형성되어 있으면 된다.

온도 조절 재킷(108)의 축부(108b)는, 본체 용기(101)의 저부를 관통한다. 온도 조절 재킷(108)의 하단부는, 본체 용기(101)의 하방에 배치된 승강판(109)을 통하여, 승강 기구(110)에 지지된다. 본체 용기(101)의 저부와 승강판(109)의 사이에는, 벨로우즈(111)가 마련되어 있어, 승강판(109)의 상하 이동에 의해서도 본체 용기(101) 내의 기밀성은 유지된다.

승강 기구(110)가 승강판(109)을 승강시킴으로써, 스테이지(105)는, 웨이퍼(W)의 처리가 행해지는 처리 위치(도 1 참조)와, 반입출구(101a)를 통해 외부의 반송 기구(도시하지 않음)의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행해지는 전달 위치(도시하지 않음)의 사이를 승강시킬 수 있다.

승강 핀(112)은, 외부의 반송 기구(도시하지 않음)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 때, 웨이퍼(W)의 하면으로부터 지지하여, 스테이지(105)의 적재면으로부터 웨이퍼(W)를 들어 올린다. 승강 핀(112)은, 축부와, 축부보다도 확경된 헤드부를 가지고 있다. 스테이지(105) 및 온도 조절 재킷(108)의 판부(108a)에는, 승강 핀(112)의 축부가 삽입 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다. 또한, 스테이지(105)의 적재면측에 승강 핀(112)의 헤드부를 수납하는 홈부가 형성되어 있다. 승강 핀(112)의 하방에는, 맞닿음 부재(113)가 배치되어 있다.

스테이지(105)를 웨이퍼(W)의 처리 위치(도 1 참조)까지 이동시킨 상태에서, 승강 핀(112)의 헤드부는 홈부 내에 수납되고, 웨이퍼(W)는 스테이지(105)의 적재면에 적재된다. 또한, 승강 핀(112)의 헤드부가 홈부에 걸림 지지되고, 승강 핀(112)의 축부는 스테이지(105) 및 온도 조절 재킷(108)의 판부(108a)를 관통하고, 승강 핀(112)의 축부의 하단은 온도 조절 재킷(108)의 판부(108a)로부터 돌출되어 있다. 한편, 스테이지(105)를 웨이퍼(W)의 전달 위치(도시하지 않음)까지 이동시킨 상태에서, 승강 핀(112)의 하단이 맞닿음 부재(113)와 맞닿아, 승강 핀(112)의 헤드부가 스테이지(105)의 적재면으로부터 돌출된다. 이에 의해, 승강 핀(112)의 헤드부가 웨이퍼(W)의 하면으로부터 지지하여, 스테이지(105)의 적재면으로부터 웨이퍼(W)를 들어 올린다.

맞닿음 부재(113)는, 승강 핀(112)과 맞닿는 맞닿음부(113a)와, 맞닿음부(113a)로부터 하방으로 연장되는 축부(113b)를 가지고 있다. 맞닿음 부재(113)의 축부(113b)는, 본체 용기(101)의 저부를 관통한다. 맞닿음 부재(113)의 하단부는, 본체 용기(101)의 하방에 배치된 승강판(114)을 통하여, 승강 기구(115)에 지지된다. 본체 용기(101)의 저부와 승강판(114)의 사이에는, 벨로우즈(116)가 마련되어 있어, 승강판(114)의 상하 이동에 의해서도 본체 용기(101) 내의 기밀성은 유지된다. 승강 기구(115)는, 승강판(114)을 승강시킴으로써, 맞닿음 부재(113)를 승강시킬 수 있다. 승강 핀(112)의 하단부가 맞닿음 부재(113)의 상면과 접촉함으로써, 승강 핀(112)의 상단부가 웨이퍼(W)의 하면으로부터 지지될 수 있다.

환형 부재(117)는, 스테이지(105)의 상방에 배치되어 있다. 스테이지(105)를 웨이퍼(W)의 처리 위치(도 1 참조)까지 이동시킨 상태에서, 환형 부재(117)는, 웨이퍼(W)의 상면 외주부와 접촉하여, 환형 부재(117)의 자중에 의해 웨이퍼(W)를 스테이지(105)의 적재면에 가압한다. 한편, 스테이지(105)를 웨이퍼(W)의 전달 위치(도시하지 않음)까지 이동시킨 상태에서, 환형 부재(117)는, 반입출구(101a)보다도 상방으로 도시하지 않은 걸림 지지부에 의해 걸림 지지되어 있어, 반송 기구(도시하지 않음)에 의한 웨이퍼(W)의 전달을 저해하지 않도록 되어 있다.

전열 가스 공급 배기부(119)는, 배관(119a)을 통해, 스테이지(105)에 적재된 웨이퍼(W)의 이면과 스테이지(105)의 표면의 사이의 이면 공간(105b)(도 2 참조)에, 예를 들어 He 가스 등의 전열 가스를 공급한다. 또한, 전열 가스 공급 배기부(119)는, 이면 공간(105b)으로부터 전열 가스를 배기한다.

여기서, 도 2를 사용하여, 전열 가스 공급 배기부(119)의 구성에 대해서 추가로 설명한다. 도 2는, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)가 갖는 전열 가스 공급 배기부(119)의 일례의 구성도이다.

전열 가스 공급 배기부(119)는, 전열 가스 공급원(11)과, 압력 조정 밸브(12)와, 오리피스(13)와, 전열 가스 배기부(14)와, 제1 내지 제4 개폐 밸브(21 내지 24)를 가지고 있다.

제1 유로(31)는, 전열 가스 공급원(11)으로부터 분기부(30)로 접속되는 유로이다. 제1 유로(31)에는, 제1 개폐 밸브(21) 및 압력 조정 밸브(12)가 마련되어 있다. 전열 가스 공급원(11)은, He 등의 전열 가스를 공급한다. 제1 개폐 밸브(21)는, 제1 유로(31)를 개폐한다. 압력 조정 밸브(12)는, 분기부(30)로 공급되는 전열 가스의 압력을 조정한다.

제2 유로(32)는, 분기부(30)로부터 배관(119a)으로 접속되는 유로이다. 배관(119a)은, 웨이퍼(W)의 이면과 스테이지(105)의 표면의 사이의 공간인 이면 공간(105b)으로 접속된다. 제2 유로(32)에는, 제2 개폐 밸브(22)가 마련되어 있다. 제2 개폐 밸브(22)는, 제2 유로(32)를 개폐한다.

제3 유로(33)는, 분기부(30)로부터 전열 가스 배기부(14)로 접속되는 유로이다. 제3 유로(33)에는, 제3 개폐 밸브(23) 및 오리피스(13)가 마련되어 있다. 제3 개폐 밸브(23)는, 제3 유로(33)를 개폐한다. 오리피스(13)는, 압력차를 형성한다. 전열 가스 배기부(14)는, 진공 펌프 등으로 구성된다.

제4 유로(34)는, 제3 유로(33)에 마련되어 있는 제3 개폐 밸브(23) 및 오리피스(13)를 바이패스하도록 마련된 유로이며, 분기부(30)로부터 전열 가스 배기부(14)로 접속되는 유로이다. 제4 유로(34)에는, 제4 개폐 밸브(24)가 마련되어 있다. 제4 개폐 밸브(24)는, 제4 유로(34)를 개폐한다. 또한, 제3 유로(33)와 제4 유로(34)의 배치는 반대여도 된다.

도 1로 되돌아가서, 퍼지 가스 공급부(120)는, 배관(120a), 스테이지(105)의 지지부(105a)와 온도 조절 재킷(108)의 구멍부(108c)의 사이에 형성된 간극부(도시하지 않음), 스테이지(105)와 단열 링(107)의 사이에 형성되어 직경 방향 외측을 향해서 연장되는 유로(도시하지 않음), 스테이지(105)의 외주부에 형성된 상하 방향의 유로(도시하지 않음)를 통해, 환형 부재(117)의 하면과 스테이지(105)의 상면의 사이에, 예를 들어 CO 가스 등의 퍼지 가스를 공급한다. 이에 의해, 환형 부재(117)의 하면과 스테이지(105)의 상면의 사이의 공간에 프로세스 가스가 유입되는 것을 억제하여, 환형 부재(117)의 하면이나 스테이지(105)의 외주부의 상면에 성막되는 것을 방지한다.

본체 용기(101)의 측벽에는, 웨이퍼(W)를 반출입하기 위한 반입출구(101a)와, 반입출구(101a)를 개폐하는 게이트 밸브(121)가 마련되어 있다.

본체 용기(101)의 하방의 측벽에는, 배기관(101b)을 통해, 진공 펌프 등을 포함하는 배기부(122)가 접속된다. 배기부(122)에 의해 본체 용기(101) 내가 배기되어, 처리실(101c) 내가 소정의 진공 분위기(예를 들어, 1.33Pa)로 설정, 유지된다.

제어부(130)는, 가스 공급부(104), 히터(106), 승강 기구(110), 냉매 유닛(118), 전열 가스 공급 배기부(119), 퍼지 가스 공급부(120), 게이트 밸브(121), 배기부(122) 등을 제어함으로써, 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어한다.

<기판 처리 장치(100)의 동작>

다음으로, 도 3 및 도 4를 사용하여, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)의 동작에 대해서 설명한다. 도 3은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)에 있어서의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 4는, 각 공정에서의 전열 가스 공급 배기부(119)의 상태를 도시하는 구성도이다. 또한, 도 4에 있어서, 제1 내지 제4 개폐 밸브(21 내지 24)는, 밸브 개방 상태를 백색으로 나타내고, 밸브 폐쇄 상태를 흑색으로 나타낸다.

스텝 S1에 있어서, 제어부(130)는, 웨이퍼(W)를 승강 핀(112)에 전달한다. 구체적으로는, 제어부(130)는, 승강 기구(110)를 제어하여, 스테이지(105)를 웨이퍼(W)의 수취 위치로 이동시킨다. 제어부(130)는, 게이트 밸브(121)를 연다. 도시하지 않은 반송 장치에 의해, 본체 용기(101)의 처리실(101c)에 웨이퍼(W)가 반입된다. 제어부(130)는, 승강 기구(115)를 제어하여, 승강 핀(112)을 상승시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 승강 핀(112)에 의해 지지된다. 도시하지 않은 반송 장치가 반입출구(101a)로부터 퇴피되면, 제어부(130)는, 게이트 밸브(121)를 닫는다.

스텝 S2에 있어서, 제어부(130)는, 배기부(122)를 제어하여, 본체 용기(101) 내를 배기한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)를 스테이지(105)에 적재하였을 때 형성되는 이면 공간(105b)도 진공 분위기로 된다.

스텝 S3에 있어서, 제어부(130)는, 웨이퍼(W)를 스테이지(105)에 적재하고, 환형 부재(117)를 웨이퍼(W)에 적재한다. 구체적으로는, 제어부(130)는, 승강 기구(115)를 제어하여, 승강 핀(112)을 하강시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 스테이지(105)에 적재된다. 또한, 스테이지(105)를 상승시킴으로써, 웨이퍼(W)를 스테이지(105)에 적재해도 된다. 또한, 제어부(130)는, 승강 기구(110)를 제어하여, 스테이지(105)를 상승시킨다. 이에 의해, 환형 부재(117)가 웨이퍼(W)의 상면 외주부와 접촉하여, 환형 부재(117)의 자중에 의해 웨이퍼(W)를 스테이지(105)의 적재면에 가압한다.

스텝 S4에 있어서, 제어부(130)는, 준비 공정을 행한다.

준비 공정에서는, 이면 공간(105b)으로 공급하는 전열 가스의 압력을 준비한다. 이때의 전열 가스 공급 배기부(119)의 상태를 도 4의 (a)에 도시한다. 제어부(130)는, 제1 개폐 밸브(21) 및 제3 개폐 밸브(23)를 밸브 개방하고, 제2 개폐 밸브(22), 제4 개폐 밸브(24)를 밸브 폐쇄한다. 또한, 제어부(130)는, 압력 조정 밸브(12)를 제어하여 분기부(30)의 압력이 소정의 압력(예를 들어, 1Torr 내지 10Torr)으로 되도록 제어한다. 또한, 분기부(30)의 압력을 검출하는 센서를 가지며, 제어부(130)는, 그 검출값에 기초하여 압력 조정 밸브(12)를 제어해도 된다. 또한, 소정의 압력이란, 후술하는 프로세스 처리에 있어서의 이면 공간(105b)의 압력이라 해도 된다.

또한, 준비 공정에서는, 웨이퍼(W)를 미리 가열하는 예비 가열 공정을 행한다. 구체적으로는, 제어부(130)는, 가스 공급부(104)를 제어하여, 상부 공간(101d)에 예를 들어, N₂ 가스를 공급한다. 또한, 제어부(130)는, 히터(106)를 동작시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)의 표면측의 상부 공간(101d)의 압력(예를 들어, 5Torr 내지 20Torr)이 이면측의 이면 공간(105b)의 압력(예를 들어, 1Torr 내지 10Torr)보다도 고압으로 되어, 웨이퍼(W)가 스테이지(105)에 가압되어 밀착된다. 이러한 구성에 따르면, 환형 부재(117)를 사용하여 균등 압박에 의해 웨이퍼(W)를 고정하고, 스테이지(105)의 열이 웨이퍼(W)로 전열되어, 웨이퍼(W)를 승온시킬 수 있다. 또한, 본체 용기(101)의 측벽 등에 마련된 히터(도시하지 않음)나 가스 도입 기구(103)의 히터(도시하지 않음)의 열도, 상부 공간(101d) 내의 N₂ 가스를 통해 웨이퍼(W)로 전열된다. 이에 의해, 정전 흡착력에 의해 웨이퍼(W)를 스테이지로 밀착시키는 것이 가능한 정전 척을 사용하지 않고, 웨이퍼(W)의 이면에 전열 가스를 도입할 수 있다.

스텝 S5에 있어서, 제어부(130)는, 이면 공간(105b)으로 전열 가스를 공급하는 전열 가스 공급 공정을 행한다. 이때의 전열 가스 공급 배기부(119)의 상태를 도 4의 (b)에 도시한다. 제어부(130)는, 제2 개폐 밸브(22)를 밸브 개방한다. 또한, 제어부(130)는, 압력 조정 밸브(12)를 제어한다. 이에 의해, 이면 공간(105b)에 전열 가스가 공급된다. 여기서, 스텝 S4의 준비 공정에 있어서, 분기부(30)에 있어서의 압력이 소정의 압력으로 조정되어 있다. 이에 의해, 이면 공간(105b)에 전열 가스를 공급하였을 때, 이면 공간(105b)의 압력이 돌연 고압이 되어 웨이퍼(W)가 들어 올려져, 웨이퍼(W)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

스텝 S6에 있어서, 제어부(130)는, 프로세스 처리를 행한다. 제어부(130)는, 배기부(122)를 제어하여, 처리실(101c) 내의 N₂ 가스를 배기하여 진공 분위기로 한다. 제어부(130)는, 히터(106)를 동작시킴과 함께, 가스 공급부(104)를 제어하여, 루테늄 함유 가스 등의 프로세스 가스나 캐리어 가스를 가스 도입 기구(103)로부터 처리실(101c)의 상부 공간(101d) 내로 공급시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)에 성막 등의 소정의 처리가 행해진다. 처리 후의 가스는, 상부 공간(101d)으로부터 환형 부재(117)의 상면측의 유로를 통과하여, 하부 공간(101e)으로 흐르고, 배기관(101b)을 통해 배기부(122)에 의해 배기된다.

이때, 전열 가스 공급 배기부(119)에 의해, 이면 공간(105b)에 전열 가스가 공급되어 있다. 또한, 제어부(130)는, 퍼지 가스 공급부(120)를 제어하여, 환형 부재(117)의 하면과 스테이지(105)의 상면의 사이에 퍼지 가스를 공급한다. 퍼지 가스는, 환형 부재(117)의 하면측의 유로를 통과하여, 하부 공간(101e)으로 흐르고, 배기관(101b)을 통해 배기부(122)에 의해 배기된다. 소정의 프로세스 처리가 종료되면, 다음 스텝으로 진행된다.

스텝 S7에 있어서, 제어부(130)는, 제1 배기 공정을 행한다. 이때의 전열 가스 공급 배기부(119)의 상태를 도 4의 (c)에 도시한다. 제어부(130)는, 제1 개폐 밸브(21)를 밸브 폐쇄한다. 이에 의해, 이면 공간(105b)으로의 전열 가스의 공급이 정지된다. 또한, 이면 공간(105b)의 전열 가스는, 배관(119a), 제2 유로(32), 분기부(30), 제3 유로(33)를 통해, 전열 가스 배기부(14)로 배기된다. 여기서, 제1 배기 공정에서는, 오리피스(13)를 통해 배기되기 때문에, 이면 공간(105b)의 압력이 갑자기 감압되는 것을 방지할 수 있다.

스텝 S8에 있어서, 제어부(130)는, 제2 배기 공정을 행한다. 이때의 전열 가스 공급 배기부(119)의 상태를 도 4의 (d)에 도시한다. 제어부(130)는, 제4 개폐 밸브(24)를 밸브 개방한다. 또한, 제4 개폐 밸브(24)를 밸브 개방할 때, 특정 시간 연속적으로 밸브 개방해도 되고, 간헐적으로 밸브 개방해도 되고, 이들을 조합해도 된다. 이에 의해, 이면 공간(105b)의 전열 가스는, 오리피스(13)를 바이패스하여, 배관(119a), 분기부(30), 제2 유로(32), 제4 유로(34)를 통해, 전열 가스 배기부(14)로 배기된다. 이에 의해, 이면 공간(105b)의 압력을 진공 분위기까지 감압하는, 바꾸어 말하면, 이면 공간(105b)과 상부 공간(101d)의 압력차를 충분히 작게 할 수 있다. 또한, 도 4의 (d)에서는, 제3 유로(33) 및 제4 유로(34)의 양쪽을 사용하여 배기하는 것으로서 설명하였지만, 제3 개폐 밸브(23)를 밸브 폐쇄하여 제4 유로(34)만을 사용하여 배기해도 된다.

스텝 S9에 있어서, 제어부(130)는, 웨이퍼(W)를 누르고 있는 환형 부재(117)를 뗀다. 구체적으로는, 제어부(130)는, 승강 기구(110)를 제어하여 스테이지(105)를 수취 위치로 이동시킨다. 이때, 스테이지(105)가 하강함으로써, 환형 부재(117)가 도시하지 않은 걸림 지지부에 의해 걸림 지지된다. 여기서, 스텝 S7, S8의 배기 공정에 있어서, 이면 공간(105b)과 상부 공간(101d)의 압력차가 충분히 작게 되어 있다. 이 때문에, 자중에 의해 웨이퍼(W)를 스테이지(105)에 가압하는 환형 부재(117)를 분리해도, 이면 공간(105b)과 상부 공간(101d)의 압력차로 웨이퍼(W)가 들어 올려져 웨이퍼(W)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 환형 부재(117)가 웨이퍼(W)로부터 분리된 후, 스테이지(105)를 수취 위치로 이동시킬 때, 승강 핀(112)의 하단이 맞닿음 부재(113)와 맞닿는다. 이에 의해, 승강 핀(112)의 헤드부가 스테이지(105)의 적재면으로부터 돌출되어, 스테이지(105)의 적재면으로부터 웨이퍼(W)를 들어 올려, 웨이퍼(W)가 스테이지(105)의 적재면으로부터 이격된다. 이 공정에 있어서, 제어부(130)는, 웨이퍼(W)의 표면측의 상부 공간(101d)의 압력과 이면측의 이면 공간(105b)의 압력의 압력차가 없어지도록(예를 들어, 1Torr 이하로 작아진다) 배기부(122)를 제어한다. 다음으로, 제어부(130)는, 게이트 밸브(121)를 연다. 여기서, 외부의 반송 기구(도시하지 않음)에 의해, 승강 핀(112) 상에 적재된 웨이퍼(W)가 반출된다. 반송 기구(도시하지 않음)가 반입출구(101a)로부터 나오면, 제어부(130)는, 게이트 밸브(121)를 닫는다.

이와 같이, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)에 따르면, 웨이퍼(W)에 성막 등의 소정의 처리를 행할 수 있다.

또한, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)에 따르면, 스텝 S4의 준비 공정에 있어서, 분기부(30)에 있어서의 압력을 소정의 압력으로 한 후에, 스텝 S5의 전열 가스 공급 공정에 있어서, 제2 개폐 밸브(22)를 개방하여 이면 공간(105b)에 전열 가스를 공급한다. 이에 의해, 이면 공간(105b)이 갑자기 고압으로 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)에 따르면, 스텝 S4의 준비 공정에 있어서, 웨이퍼(W)를 승온시킬 수 있다.

또한, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)에 따르면, 이면 공간(105b)의 전열 가스를 배기할 때, 오리피스(13)를 통한 제1 배기 공정과, 오리피스(13)를 바이패스하는 제2 배기 공정을 행한다. 이에 의해, 이면 공간(105b)이 갑자기 감압되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)에 따르면, 환형 부재(117)를 떼기 전에, 이면 공간(105b)을 감압한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)를 스테이지(105)에 압박하는 환형 부재(117)를 분리해도, 이면 공간(105b)과 상부 공간(101d)의 압력차로 웨이퍼(W)가 들어 올려져 웨이퍼(W)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 웨이퍼(W)를 스테이지(105)의 적재면으로부터 이격시킬 때, 상부 공간(101d)의 압력과 이면측의 이면 공간(105b)의 압력의 압력차를 충분히 작게 함으로써, 이면 공간(105b) 내의 전열 가스가 본체 용기(101) 내에 확산되는 것을 억제할 수 있다.

이상, 기판 처리 장치(100)의 실시 형태 등에 대해서 설명하였지만, 본 개시는 상기 실시 형태 등에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구 범위에 기재된 본 개시의 요지의 범위 내에서, 여러 가지 변형, 개량이 가능하다.

처리실(101c)을 배기하는 배기부(122)(도 1 참조)와, 이면 공간(105b)을 배기하는 전열 가스 배기부(14)(도 2 참조)는, 독립적으로 마련되어 있어도 되고, 진공 펌프 등을 공용해도 된다.

Claims

본체 용기 내에서 기판을 적재하는 스테이지와,
상기 스테이지에 적재된 상기 기판을 압박하는 환형 부재와,
상기 본체 용기 내에 가스를 도입하는 가스 도입부와,
상기 본체 용기 내를 배기하는 배기부와,
상기 기판의 이면과 상기 스테이지의 표면의 사이의 공간인 이면 공간에 전열 가스를 공급 또는 배기하는 전열 가스 공급 배기부를 포함하는 기판 처리 장치의 제어 방법이며,
상기 스테이지에 상기 기판을 적재하고, 상기 환형 부재를 상기 기판에 적재하여 압박하는 공정과,
상기 전열 가스 공급 배기부에 있어서, 상기 이면 공간에 공급하는 전열 가스의 압력을 준비하는 공정과,
상기 전열 가스 공급 배기부로부터 상기 이면 공간에 전열 가스를 공급하는 공정과,
상기 가스 도입부로부터 상기 본체 용기 내에 가스를 도입하여 상기 기판에 처리를 실시하는 공정과,
오리피스를 통해 상기 이면 공간으로부터 전열 가스를 배기하는 제1 배기 공정과,
상기 제1 배기 공정 후, 상기 이면 공간으로부터 전열 가스를 배기하는 제2 배기 공정과,
상기 환형 부재를 상기 기판으로부터 떼는 공정
을 포함하는, 기판 처리 장치의 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 스테이지에 상기 기판을 적재하기 전에, 상기 본체 용기 내를 배기하는 공정을 포함하는,
기판 처리 장치의 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 배기 공정은, 상기 오리피스를 통하지 않는 바이패스 경로, 또는 상기 바이패스 경로와 상기 오리피스를 통하는 경로로부터 전열 가스를 배기하는,
기판 처리 장치의 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판에 처리를 실시하는 공정 전에, 상기 본체 용기 내의 압력이 상기 이면 공간의 압력보다도 높아지도록, 상기 본체 용기 내로의 가스의 도입과, 상기 이면 공간으로의 전열 가스의 공급을 제어하는,
기판 처리 장치의 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전열 가스의 압력을 준비하는 공정은, 상기 기판을 미리 가열하는 예비 가열 공정을 포함하는, 기판 처리 장치의 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 스테이지, 상기 본체 용기, 및 상기 가스 도입부의 적어도 하나는 가열 수단을 포함하고,
상기 예비 가열 공정은, 상기 가열 수단으로부터 입열에 의해, 상기 기판을 가열하는,
기판 처리 장치의 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 바이패스 경로는, 개폐 밸브를 더 포함하고,
상기 제2 배기 공정은, 상기 개폐 밸브를 특정 시간 연속적으로 밸브 개방하거나, 또는 간헐적으로 밸브 개방하는, 적어도 하나의 제어를 행하는,
기판 처리 장치의 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 환형 부재를 상기 기판으로부터 떼는 공정 후에, 상기 기판을 상기 스테이지로부터 이격하는 공정을 더 포함하고,
해당 공정은, 상기 본체 용기 내의 압력과 상기 이면 공간의 압력의 차가 작아지도록 상기 배기부를 제어하는,
기판 처리 장치의 제어 방법.
본체 용기 내에서 기판을 적재하는 스테이지와,
상기 스테이지에 적재된 상기 기판을 압박하는 환형 부재와,
상기 본체 용기 내에 가스를 도입하는 가스 도입부와,
상기 본체 용기 내를 배기하는 배기부와,
상기 기판의 이면과 상기 스테이지의 표면의 사이의 공간인 이면 공간에 전열 가스를 공급 또는 배기하는 전열 가스 공급 배기부와,
제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 스테이지에 상기 기판을 적재하고, 상기 환형 부재를 상기 기판에 적재하여 압박하는 공정과,
상기 전열 가스 공급 배기부에 있어서, 상기 이면 공간에 공급하는 전열 가스의 압력을 준비하는 공정과,
상기 전열 가스 공급 배기부로부터 상기 이면 공간에 전열 가스를 공급하는 공정과,
상기 가스 도입부로부터 상기 본체 용기 내에 가스를 도입하여 상기 기판에 처리를 실시하는 공정과,
오리피스를 통해 상기 이면 공간으로부터 전열 가스를 배기하는 제1 배기 공정과,
상기 제1 배기 공정 후, 상기 이면 공간으로부터 전열 가스를 배기하는 제2 배기 공정과,
상기 환형 부재를 상기 기판으로부터 떼는 공정을 실행하는, 기판 처리 장치.