KR20030061851A - 처리 방법 및 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

박막이 웨이퍼의 처리면에 증착되고 웨이퍼가 처리실의 외부로 분출된 후에, 클램프의 접촉 돌출부가 서섭터와 접촉하여 클램프를 가열한다. 그 후에, 박막이 증착되지 않은 웨이퍼가 반입될 때 클램프를 상승시키는 것에 의해서 웨이퍼가 서셉터상에 배치된다. 그 후에, 클램프는 웨이퍼와 접촉하게 되고 웨이퍼는 소정 온도로 안정화된다. 그 후에, 웨이퍼의 처리면에 박막이 증착된다.

Description

처리 방법 및 처리 장치{PROCESSING METHOD AND PROCESSING APPARATUS}
지금까지, 규소 웨이퍼(이하, 웨이퍼라 칭함) 등과 같은 기판을 열처리하는 장치는 서셉터(susceptor)라 불리우는 처리 테이블 및 이 서셉터의 내측에 배치된 저항 가열 요소를 포함한다. 그러한 처리 장치에 있어서, 저항 열처리 요소가 서셉터를 소정 온도까지 가열한 후에, 웨이퍼가 서셉터상에 배치되고 서셉터로부터의 열에 의해 열처리된다.
도 16은 현존하는 처리장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 현존하는 처리장치(100)는 웨이퍼(W)를 챔버(101)에 배치하는 것을 가능하게 하는 서셉터(102)를 포함한다. 서셉터(102)상에 배치된 웨이퍼(W)를 보호하고 균일하게 처리하기 위해서, 클램프(103)라 칭하는 얇고 좁은 환상 부재가 서셉터(102)상에 배치된다. 이 클램프(103)는서셉터(102)의 상부면에 대해 승강 가능하게 배치되고, 그리고 서셉터(102)상에 배치된 웨이퍼(W)의 주변을 덮어 누른다.
클램프(103)가 웨이퍼(W)의 주변과 접촉하게 되면, 웨이퍼(W)의 처리면으로부터 열이 빼앗기기 때문에, 웨이퍼(W)의 온도는 불균일하게 되고, 그 결과 웨이퍼(W)의 처리면이 균일하게 처리되지 않는 문제점이 발생한다.
이 목적을 위해서, 웨이퍼가 서셉터상에 배치되는 상태에서 웨이퍼가 처리되기 전에, 클램프가 서셉터 내측에 배치된 저항 가열요소에 의해 웨이퍼를 통해 가열되는 처리 장치가 제안되어 있다.
그러나, 이러한 장치에서는, 클램프가 웨이퍼를 통해 가열되므로, 열이 웨이퍼의 주변으로부터 빼앗긴다. 따라서, 웨이퍼를 소정 온도에서 안정화시키기 위해서는 시간이 걸린다는 문제점이 있다. 특히, 웨이퍼가 일시에 연속적으로 처리되는 경우에는, 웨이퍼(W)가 안팍으로 반송될 때 클램프의 온도가 저하되기 때문에, 웨이퍼가 서셉터상에 배치될 때마다 클램프가 가열되어야 한다. 그 결과, 시간이 매우 많이 걸리는 문제점이 있다.
발명의 요약
본 발명은 상술한 현존하는 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이다.
즉, 본 발명의 목적은 기판을 처리하는데 필요한 처리 시간을 단축하는 것이 가능한 처리 방법 및 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하게 위해서, 본 발명의 처리 방법은, 제 1 기판을 처리실내로 반입하고 제 1 기판을 처리실내의 서셉터상에 배치하는 단계와; 서셉터상에 배치된 제 1 기판을 클램프에 의해 유지하는 단계와; 클램프에 의해 유지된 제 1 기판상에 처리를 가하는 단계와; 클램프를 처리된 제 1 기판으로부터 분리시키는 단계와; 처리된 제 1 기판으로부터 제 1 기판을 반출하는 단계와; 처리된 제 1 기판이 처리실의 외부로 반출되고 미처리된 제 2 기판이 처리실내로 반입되는 동안 클램프를 가열하는 단계와; 제 2 기판을 처리실내로 반입하고 제 2 기판을 처리실내의 서셉터상에 배치하는 단계와; 서셉터상에 배치된 제 2 기판을 클램프로 고정하는 단계와; 클램프로 고정된 제 2 기판을 처리하는 단계를 포함한다. 제 1 및 제 2 기판은 각각 적어도 한 장 이상이다. 제 1 기판은 처리될 제 1 기판에 한정되지 않는다. 본 발명의 처리 방법은 제 1 기판이 처리실의 외부로 반출되고 그리고 미처리된 제 2 기판이 처리실 내로 반입되는 동안 클램프를 가열하는 단계를 포함하기 때문에, 제 2 기판의 처리 시간이 단축될 수도 있다.
상술한 처리 방법 중의 클램프의 가열에 있어서는, 클램프의 온도는 온도 센서에 의해 검출되며, 클램프의 가열은 클램프의 검출된 온도에 기초하여 수행된다. 본 발명의 처리 방법은 온도 센서에 의해 클램프의 온도를 검출하고 그리고 클램프의 검출된 온도에 기초하여 수행되기 때문에, 제 2 기판을 처리하는데 필요한 시간이 단축될 수도 있다. 또한, 클램프는 소정 온도 이상으로 유지될 수도 있으므로, 제 2 기판에 균일한 처리가 가해질 수도 있다.
상술한 처리방법에서 제 2 기판은 한 장이다. 제 2 기판이 한 장이므로, 처리의 정확도 및 재생성이 향상될 수도 있다.
상술한 처리 방법에 있어서, 클램프는 그것을 가열된 서셉터와 접촉하게 하는 것에 의해 가열되는 것이 바람직하다. 클램프는 그것을 가열된 서셉터와 접촉시키는 것에 의해 가열되므로, 복잡한 구조가 필요하지 않다. 그 결과, 제조비용의 상승을 억제할 수도 있다.
상술한 처리 방법에 있어서, 클램프는 처리실의 외측에 배치된 가열 램프에 의해 가열되는 것이 바람직하다. 클램프는 처리실의 외측에 배치된 가열 램프에 의해 가열되기 때문에, 클램프의 온도 상승 속도를 촉진시킬 수도 있다.
상술한 처리 방법에 있어서, 클램프는 제 2 기판의 처리 온도에 대하여 -30℃이상의 온도로 유지될 때까지 가열되는 것이 바람직하다. 클램프가 제 2 기판의 처리 온도에 대하여 -30℃ 이상의 온도로 유지될 때까지 가열되므로, 클램프는 소정 온도 이상으로 유지될 수도 있다. 그 결과, 제 2 기판은 균일하게 가열될 수도 있다.
본 발명의 처리 장치는 처리실과; 처리실내에 기판을 배치하는 서셉터와; 서셉터상의 기판을 고정하는 승강 가능한 클램프와; 클램프를 상승시키기 위한 드라이버와; 서셉터를 가열하기 위한 히터부와; 처리 가스를 처리실 내에 도입하기 위한 처리 가스 도입 시스템과; 처리된 기판이 처리실의 외부로 반출되고 미처리된 기판이 처리실 내로 반입되는 동안 클램프가 서셉터와 접촉하도록 드라이버를 제어하기 위한 드라이버 제어기를 포함한다. 본 발명의 처리장치는 처리된 기판이 처리실의 외부로 반출되고 미처리된 기판이 처리실 내로 반입되는 동안 클램프가 서셉터와 접촉하도록 드라이버를 제어하기 위한 드라이버 제어기를 구비하기 때문에,기판을 처리하는데 필요한 처리 시간을 단축시킬 수도 있다.
본 발명의 다른 처리 장치는, 처리실과; 기판을 처리실 내에 배치하는 서셉터와; 서셉터상에 기판을 유지하기 위한 승강 가능한 클램프와; 클램프를 상승시키기 위한 드라이버와; 처리실의 외부에 배치되어 클램프를 가열하기 위한 가열 램프와; 처리 가스를 처리실 내에 도입하기 위한 처리 가스 도입 시스템과; 처리된 기판이 처리실의 외부로 반출되고 미처리된 기판이 처리실 내로 반입되는 동안 클램프가 가열 램프에 의해 가열될 수 있도록 가열 램프를 제어하기 위한 가열 램프 제어기를 포함한다. 본 발명의 처리 장치는 처리된 기판이 처리실의 외부로 반출되고 미처리된 기판이 처리실 내로 반입되는 동안 클램프가 가열 램프에 의해 가열될 수 있도록 가열 램프를 제어하기 위한 가열 램프 제어기를 구비하기 때문에, 기판을 처리하는데 필요한 시간을 단축할 수도 있다. 또한, 클램프의 온도 상승 속도를 촉진시킬 수도 있다.
상술한 처리 장치는 클램프의 온도를 검출하기 위한 온도 센서와; 처리된 기판이 처리실의 외부로 반출되고 미처리된 기판이 처리실 내로 반입되는 동안 온도 센서에 의해 검출된 클램프의 온도에 기초하여 히터를 제어하는 히터 제어기를 더 포함한다. 처리 장치는 온도 센서 및 히터 제어기를 구비하기 때문에, 히터는 온도 센서에 의해 검출된 클램프의 온도에 기초하여 제어될 수도 있고, 클램프는 소정 온도로 유지될 수도 있다.
상술한 처리 장치는 클램프의 온도를 검출하기 위한 온도 센서와; 처리된 기판이 처리실의 외부로 반출되고 그리고 미처리된 기판이 처리실의 내부로 반입되는동안 온도 센서에 의해 검출된 클램프의 온도에 기초하여 드라이버를 제어하는 보조 드라이버 제어기를 더 포함한다. 처리 장치는 온도 센서 및 보조 드라이버 제어기를 구비하기 때문에, 클램프는 그 클램프의 검출된 온도에 기초하여 그의 높이가 제어될 수도 있고, 그리고 클램프는 소정 온도로 유지될 수도 있다.
본 발명은 기판의 처리에 관한 것으로, 특히 웨이퍼와 같은 기판이 서셉터상에 배치되고 가열되며, 그것에 의해 기판을 가열하는 처리 방법 및 처리 장치에 관한 것이다.
도 1은 제 1 실행 모드에 따른 CVD 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도,
도 2는 제 2 실행 모드에 따른 클램프 주변부를 확대 도시하는 개략적 수직 단면도,
도 3은 제 1 실행 모드에 따른 클램프를 개략적으로 도시하는 평면도,
도 4는 도 3의 A-A 선을 따라 절단한 클램프를 도시하는 수직 단면도,
도 5는 제 1 실행 모드에 따른 CVD 장치에서 실행되는 처리의 흐름을 도시하는 흐름도,
도 6a 내지 6o는 제 1 실행 모드에 따른 CVD 장치에서 실행되는 처리 순서를 개략적으로 도시하는 다이아그램,
도 7은 제 1 실행 모드에 따른 CVD 공정에서 클램프 온도와 시간 사이의 관계를 도시하는 그래프,
도 8은 제 2 실행 모드에 따른 CVD 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도,
도 9는 제 2 실행 모드에 따른 CVD 장치에서 실행되는 처리의 흐름을 도시하는 흐름도,
도 10은 제 3 실행 모드에 따른 CVD 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도,
도 11은 제 3 실행 모드에 따른 CVD 장치에서 실행되는 처리의 흐름을 도시하는 흐름도,
도 12a 내지 12c는 제 3 실행 모드에 따른 CVD 장치에서 실행되는 처리 순서를개 략적으로 도시하는 다이어그램,
도 13은 제 4 실행 모드에 따른 클램프 주변을 확대 도시하는 개략 단면도,
도 14는 제 5 실행모드에 따른 CVD 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도,
도 15는 제 6 실행 모드에 따른 CVD 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도,
도 16은 현존하는 처리 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.
(제 1 실행 모드)
이하, 본 발명의 제 1실행 모드에 따른 처리방법 및 처리장치에 대해 설명할 것이다.
본 실행모드에서는, 처리 장치로서 CVD 장치(화학적 증착)를 설명할 것이다.이 CVD 장치에 의해, 예컨대 기판으로서의 웨이퍼의 처리표면상에 박막이 화학적으로 증착된다.
도 1은 본 실행 모드에 따른 CVD 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도이고, 도 2는 본 실행 모드에 따른 클램프 주변부를 확대 도시하는 개략적 수직 단면며, 도 3은 본 실행 모드에 따른 클램프를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선을 따라 절단한 클램프를 도시하는 수직 단면도이다.
도 1 내지도 4에 도시한 바와 같이, CVD 처리장치(1)는 예컨대, 알루미늄 또는 스테인레스 강으로 이루어진 견고한 실린더에 형성된 처리실(2)을 포함한다. 처리실(2)은 접지되어 있다.
처리실(2)의 천장에는, 처리 가스를 처리실(2) 내에 공급하기 위한 샤워헤드(3)가 후술하는 서셉터(9)를 향하도록 배치된다. 샤워헤드(3)로부터 처리 가스를 공급하는 것에 의해서, 예컨대 구리 또는 질화 티탄(titanium nitride)으로 이루어진 박막이 웨이퍼(w)의 처리면상에 증착된다.
샤워헤드(3)는 중공형 구조로 형성되고, 그 샤워헤드(3)의 바닥에는 다수의 방출 구멍(4)이 형성되어 있다. 다수의 구멍(4)을 형성하는 것에 의해서, 샤워헤드(3) 내로 도입되고 거기서 확산되는 처리 가스가 샤워헤드(3)의 바닥면과 후술하는 서셉터(9) 사이의 공간 내로 배출된다.
샤워헤드(3)의 상측부에는, 처리 가스를 도입하기 위한 처리 가스 도관(5)이 부착되어 있다. 액체 처리제를 보존하기 위한 처리제 탱크(도시 안됨)가 액체 유량 조절기, 밸브 및 증발기(도시 안됨)를 통해 처리 가스 도관(5)에 연결되어 있다. 밸브는 개방상태에서 유량 조절기에 의해 처리제의 유량을 조절하고, 증발기는 액체 처리제를 기상 처리 가스로 변환시켜, 소정량의 처리가스가 처리실(2) 내에 도입된다.
처리실(2)의 바닥에는, 진공 펌프(도시 안됨)에 연결된 배기 파이프(6)가 배치된다. 배기 펌프(도시 안됨)의 작동에 의해, 처리실(2)의 내측은 배기 파이프(6)를 통해 배기된다.
처리실(2)의 측벽에는 개구가 형성되고, 이 개구의 근처에는, 웨이퍼(w)를 반입 및 반출하기 위해 게이트 밸브(7)가 배치된다. 또한, 정화 가스 공급 파이프(8)가 처리실(8)의 측벽에 연결되어, 예컨대 질소 가스 등의 정화 가스를 공급한다.
처리실(2) 내의 샤워헤드(3)를 향하는 위치에는, 웨이퍼(W)를 배치하기 위한 실질적으로 디스크형 서셉터(9)가 배치되어 있다. 이 서셉터(9)는 예컨대 질화 알루미늄, 질화 규소, 알루미늄 또는 스테인레스 강으로 제조된다. 서셉터(9)는 처리실(2)의 중앙 바닥에 형성된 개구를 통해 처리실(2) 내에 삽입된다.
히터부로서의 저항 가열 요소(10)가 서셉터(9)의 내측에 배치되어 서셉터(9)를 가열하고 이 서셉터(9)를 일정한 온도로 유지한다. 또한, 서셉터(9)의 원주 방향으로 예컨대 3개로 균일하게 분할된 위치에서 상하 방향으로 리프터 구멍(11)이 형성되어 있다. 3개의 승강 가능한 리프터 핀(12)이 리프터 구멍(11)의 각각에 삽입된다.
웨이퍼(W)의 처리 표면의 주변과 접촉하게 되는 환상 클램프(13)는서셉터(9)의 상부면의 주변에 배치되어 있다. 지지 핀(14)은 실질적으로 클램프(13)의 의 바닥면측의 3개로 균일하게 분할된 위치에 실질적으로 수직으로 연결되어 클램프(13)를 지지한다. 클램프(13)를 승강시키기 위한 드라이버로서, 승강기(15)가 지지 핀(14)의 하류에 배치된다. 승강기(15)는 실질적으로 상부판(16)으로 구성되며, 이 상부판(16)은 지지핀(14)의 부로 밑에 배치되어 지지 핀(14) 및 실린더(17)를 밀어 올리고, 실린더(17)는 상부판(16)이 상승하는 상하방향으로 팽창 가능하다. 실린더(17)가 상부판(16)을 상승시키도록 구동하면, 지지 핀(14)은 밀어 올려지고, 클램프(13)는 상승한다. 또한, 실린더(17)가 상부판(16)을 하강시키도록 구동하면, 클램프(13)는 클램프(13)의 자중에 의해 하강한다.
처리실(2)의 바닥 측벽쪽으로부터 상부판(16)까지의 실린더(17)의 부분은 팽창 가능한 금속 벨로우즈(18)로 덮여있다. 실린더(17)를 벨로우즈(18)로 부분적으로 덮는 것에 의해, 처리실(2)의 내측이 기밀하게 유지될 수도 있다.
실린더(17)의 구동을 제어하기 위한 드라이버 제어기로서의 승강기 제어기(19)가 실린더(17)에 전기적으로 접속되어 있다. 승강기 제어기(19)는 실린더(17)의 구동을 제어하여, 웨이퍼(W)를 처리실(2)의 내외로 반입, 반출하기 위한 웨이퍼 반송 위치(I)와, 박막을 웨이퍼(W)의 처리면상에 증착하기 위한 웨이퍼 처리 위치(Ⅱ)와, 클램프(13)를 가열하기 위한 클램프 가열 위치(Ⅲ)에서 클램프(13)가 정지할 수도 있도록 한다. 웨이퍼 반송 위치(I)는, 예컨대 실질적으로 서셉터(8)의 표면의 10mm 위에 배치된다.
클램프(13)의 외측에는, 실린더 차폐판(20)이 배치되어 서셉터(9)를 그의 내측에 배치할 수도 있다. 이 차폐판(20)은 서셉터(9)의 상부면과 실질적으로 동일한 높이가 될 수도 있도록 배치된다.
예컨대, 처리실(2)의 바닥으로부터 그의 상측부를 향하여 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 파이프(21)가 차폐판(20)보다 더 내측에서 처리실(2)의 바닥에 연결되어 있다. 불활성 가스 공급 파이프(21)로부터 불활성 가스를 공급하는 것에 의해, 불활성 가스의 후술하는 에어 커튼이 서셉터(9)와 클램프(13) 사이에 형성된다.
그 후에, 클램프(13)에 대해 설명할 것이다.
클램프(13)는 예컨대, 질화 알루미늄, 알루미나 또는 탄화규소로 제조된 세라믹으로 형성된다. 클램프(13)는 온도를 안정화시키기 위해 시간이 많이 걸리지 않는 두께로 형성된다. 상세하게는, 클램프(13)는 예컨대, 1 내지 3mm의 두께, 바람직하게는 1.5 내지 3mm의 두께로 형성된다. 클램프(13)를 1 내지 3mm의 두께로 형성하는 것의 이유는 다음과 같다. 두께가 1mm 미만이면, 기계가공이 어렵다는 문제점이 있고, 그리고 가열에 의해 왜곡이 발생할 수도 있고, 두께가 3mm를 초과하면, 클램프(13)의 온도를 안정화시키기 위해 시간이 많이 걸린다.
박막이 웨이퍼(W)의 처리면에 형성되는 경우, 클램프(13)는 그의 자중에 의해 웨이퍼(W)의 주변과 접촉하게 된다. 이 때, 웨이퍼(W)는 클램프(13)에 의해 눌려진다. 클램프(13)가 그의 자중에 의해 웨이퍼(W)의 주변과 접촉하는 것에 의해서, 웨이퍼(W)가 한 번에 처리되는 경우에도, 웨이퍼(W)의 처리면의 주변부의 중량은 처리할 때마다 변화되지 않는다. 따라서, 모든 처리시에서의 웨이퍼(W)의 두께변화가 발생되지 않는다.
클램프(13)의 바닥면쪽에는, 예컨대 6개로 동일하게 분할된 원주 위치에 접촉 돌출부(22)가 형성되어 있다. 이 접촉 돌출부(22)의 높이는, 예컨대 실질적으로 100㎛이다. 클램프(13)가 웨이퍼(W)와 접촉하게 되면, 접촉 돌출부(22) 만이 웨이퍼(W)의 처리면과 접촉하게 된다. 접촉 돌출부(22)만을 웨이퍼(W)의 처리면과 접촉하게 하는 것에 의해서, 박막이 웨이퍼(W)의 측면 표면과 뒷면에 증착하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 즉, 불활성 가스 공급 파이프(21)로부터 불활성 가스가 공급될 때, 불활성 가스는 서셉터(9)의 측면 표면과 차폐판(20) 사이를 지나 클램프(13) 까지 상승한다. 클램프(13)까지 상승한 불활성 가스는 클램프(13)의 바닥면과 충돌하고 2개의 흐름으로 분할되는데, 그 중 하나는 웨이퍼(W)의 주변부로부터 중앙을 향해 흐르고, 다른 하나는 차폐판(20)의 외측을 향해 흐른다. 웨이퍼(W)의 주변부로부터 중앙을 향하는 불활성 가스는 서셉터(9)와 클램프(13) 사이에 에어 커튼을 형성하기 때문에, 샤워헤드(3)로부터 공급되는 처리 가스는 웨이퍼(W)의 측면과 배면 둘레로 나아가는 것이 확실히 방지된다. 따라서, 박막이 웨이퍼(W)의 측면과 배면상에 증착되는 것이 확실하게 방지된다.
이하, 본 실행 모드에 따른 CVD 장치(1)에서의 처리의 흐름 순서에 대해 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명할 것이다. 도 5는 본 실행 모드에 따른 CVD 장치에서 실행되는 처리의 흐름을 도시하는 흐름도이고, 도 6a 내지 6o는 본 실행 모드에 따른 CVD 장치에서 실행되는 처리 순서를 개략적으로 도시하는 다이아그램이며, 도 7은 본 실행 모드에 따른 CVD 처리 단계에서 클램프 온도와 시간 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
n개의 웨이퍼가 동시에 연속적으로 처리되는 경우의 본 실시예에 따른 웨이퍼의 CVD 처리에 대해서 설명할 것이다. 먼저, CVD 장치(1)의 전원이 켜진 상태에서, 저항 가열 요소(10)에 전압이 인가되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 시간 t1에서, 서셉터(9)가 소정 온도로 가열된다(단계 1a).
서셉터(9)가 소정 온도로 가열된 후에 게이트 밸브(7)가 개방되고, 도시하지 않은 반송 아암이 연장되어 미처리된 제 1 웨이퍼(W)를 처리실(2) 내로 반입한다. 처리실(2) 내로 반입된 웨이퍼(W)는 반송 아암(도시 안됨)에 의해서 상승된 리프터 핀(12)상에 배치된다. 그 후에, 도 6b에 도시된 바와 같이, 리프터 핀(12)이 하강하고, 웨이퍼(W)는 시간 t2에서 서셉터(9)상에 배치된다(단계 2a).
그 후에, 승강기 제어기(19)가 실린더(17)의 드라이브를 제어하여, 도 6c 에 도시된 바와 같이, 클램프(13)가 웨이퍼 반송 위치(I)로부터 웨이퍼 처리 위치(II)까지 하강하여, 접촉 돌출부(22)가 웨이퍼(W)의 처리면과 접촉하도록 한다. 접촉 돌출부(22)가 웨이퍼(W)의 처리면과 접촉한 후에, 웨이퍼(W) 및 클램프(13)가 시간 t3에서 서셉터(9) 내측의 저항 가열 요소(10)에 의해 소정 온도로 가열된다(단계 3a).
웨이퍼(W) 및 클램프(13)가 가열되고 소정 온도로 안정화된 후에, 처리실(2)은 진공 펌프(도시 안됨)에 의해 배기된다. 또한, 처리 가스 및 불활성 가스가 처리실(2) 내에 공급되고, 그것에 의해 도 6d에 도시된 바와 같이, 시간 t4에서 제 1웨이퍼(W)의 처리면에 박막이 증착된다(단계 4a).
도 6e에 도시된 바와 같이, 박막이 제 1 웨이퍼(W)의 처리면상에 소정 두께로 증착된 후에, 처리 가스 공급이 시간 t5에서 중단되고, 그것에 의해 박막 증착이 완료된다(단계 5a).
박막의 형성이 완료된 후에, 승강기 제어기(19)가 실린더(17)의 구동을 제어하여, 도 5f에 도시된 바와 같이, 시간 t6에서 클램프(13)가 웨이퍼 처리 위치(II)로부터 웨이퍼 반송 위치(I)까지 상승할 수도 있다(단계 6a).
클램프(13)가 도 6g에 도시된 바와 같이 웨이퍼 반송 위치로 상승한 후에, 리프터 핀(12)이 시간 t7에서 상승하고, 웨이퍼(W)는 서셉터(9)상으로부터 분리된다(단계 7a).
웨이퍼(W)가 분리된 후에, 게이트 밸브(7)의 개방과 동시에, 반송 아암(도시 안됨)이 처리실(2) 내로 연장되고, 도 6h에 도시된 바와 같이, 시간 t8에서 박막이 그 위에 형성된 제 1 웨이퍼(W)를 처리실(2)의 외부로 반출한다(단계8a).
박막이 형성된 제 1 웨이퍼(W)가 처리실(2)의 외부로 반출된 후에, 승강기 제어기(19)가 실린더(17)의 구동을 제어하여, 도 6i에 도시된 바와 같이, 시간 t9에서 클램프(13)가 웨이퍼 반송 위치(I)로부터 클램프 가열 위치(Ⅲ)까지 하강하도록 한다. 클램프(13)가 클램프 가열 위치(Ⅲ)로 하강할 때, 클램프(13)의 접촉 돌출부(22)는 서셉터(9)와 접촉하게 된다. 저항 가열 요소(10)가 서셉터(9)의 내측에배치되므로, 서셉터(9)는 소정 온도로 가열될 수도 있다. 박막 증착 도중 뿐만아니라 클램프(13)가 클램프 가열 위치(Ⅲ)에 위치될 때에도 저항 가열 요소(10)에 의한 가열이 실행된다. 따라서, 서셉터(9)와 접촉하는 클램프(13)의 접촉 돌출부(22)는 저항 가열 요소(10)에 의해 가열되고, 그것에 의해 전체의 클램프(13)가 가열된다(단계 9a).
클램프(13)는 박막 증착 도중에 악영향을 미치지 않는 온도 이상에 도달하여 유지될 때까지 가열된다. 상세하게는, 클램프(13)는 예컨대, 웨이퍼(W)의 박막 증착 온도에 비해 30℃ 정도 낮은 온도 이상에 도달하여 거기에 유지될 때까지 가열된다. 클램프(13)의 온도를 상술한 값 이상으로 설정하는 이유는 다음과 같다. 즉, 클램프(13)의 온도가 박막 증착 중의 상술한 값보다 낮은 경우, 웨이퍼(W)의 주변 근처의 증착 속도가 감소한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 처리면에 박막이 균일하게 증착되지 않을 수도 있다.
또한, 클램프(13)는 서셉터(9)와 접촉하게 됨으로써 가열되기 때문에, CVD 장치의 구조는 복잡하지 않고, 제작비용이 상승하지 않는다. 또한, 유지보수 작업은 불편함을 초래하지 않는다.
클램프(13)가 소정 온도까지 가열된 후에, 승강기 제어기(19)가 실린더(17)의 구동을 제어하여, 도 6j에 도시된 바와 같이, 클램프(13)가 시간 t10에서 클램프 가열 위치(Ⅲ)로부터 웨이퍼 반송 위치(I)까지 상승하도록 할 수도 있다(단계 10a).
클램프(13)가 상승한 후에, 박막이 증착되지 않은 제 2 웨이퍼(W)가 반송 아암(도시 안됨)에 의해 처리실(2) 내에 반입되고, 그리고 도 6k에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 시간 t11에서 상승한 리프터 핀(12)상에 배치된다(단계 11a).
클램프(13)는 제 1 웨이퍼(W)가 반출되는 시간(t8)과 제 2 웨이퍼(W)가 반입되는 시간(t11) 사이에서 가열되기 때문에, 웨이퍼(W)를 처리하는데 필요한 시간이 단축될 수도 있다. 즉, 박막이 증착된 제 1 웨이퍼(W)가 처리실(2)의 외부로 반출되고 반송 아암(도시 안됨)에 의해 캐리어 카셋트(도시 안됨)에 수용되고 그리고, 박막이 증착되지 않고 또 다른 캐리어 카셋트에 수용되는 제 2 웨이퍼(W)가 반송 아암에 의해 꺼내져서 처리실내에 반입되는 동안, 클램프(13)가 가열된다. 그 결과, 클램프(13)를 가열하는데는 특정한 시간이 필요하지 않기 때문에, 웨이퍼(W)의 처리 시간이 단축될 수도 있다.
웨이퍼(W)가 리프터 핀(12)상에 배치된 후에, 게이트 밸브(7)가 폐쇄되고, 그리고 도 6l에 도시된 바와 같이, 리프터 핀(12)이 시간 t12에서 하강하고, 제 2 웨이퍼(W)가 서셉터(9)상에 배치된다(단계 12a).
웨이퍼(W)가 서셉터(9)상에 배치된 후에, 승강기 제어기(19)가 실린더(17)의 구동을 제어하여, 도 6m에 도시된 바와 같이, 클램프(13)가 시간 t13에서 웨이퍼 반송 위치(I)로부터 웨이퍼 처리 위치(II)로 하강하도록 한다(단계 13a). 웨이퍼(W)의 처리면은 클램프(13)의 접촉 돌출부(22)에 의해서만 접촉한다.
클램프(13)가 도 6n에 도시된 바와 같이 웨이퍼 처리 위치(II)로 하강한 후에, 서셉터(9)에 배치된 웨이퍼(W)는 저항 가열 요소(10)에 의해 박막 증착 온도, 예컨대 150℃로 가열된다(단계 14a).
웨이퍼(W)의 처리면상의 박막의 증착을 균일하게 하기 위해서, 전체의 웨이퍼(W)의 온도는 박막 증착 온도에서 안정화되어야 한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도는 시간 t14에서 안정화된다. 기판(W)의 처리면과 접촉하는 클램프(13)는, 웨이퍼(W)가 반입되기 전에 소정 온도로 가열되기 때문에, 전체의 웨이퍼(W)의 온도를 안정화시키는데 필요한 시간이 단축될 수도 있다.
즉, 박막이 증착된 제 1 웨이퍼(W)가 처리실(2)의 외부로 반출되고 박막이 증착되지 않은 제 2 웨이퍼(W)가 처리실(2) 내에 반입되는 동안, 클램프(13)는 소정 온도로 가열된다. 따라서, 클램프(13)가 웨이퍼(W)와 접촉하게 될 때, 웨이퍼(W)의 주변은 클램프(13)에 의해 실질적으로 열이 빼앗기지 않는다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 주변이 약간의 온도 감소만을 나타내므로, 웨이퍼(W)의 온도를 안정화시키는데 필요한 시간이 단축될 수도 있다.
웨이퍼(W)의 온도가 안정화된 후에, 처리실(2)은 진공 펌프(도시 안됨)에 의해 배기된다. 또한, 도 6o에 도시된 바와 같이, 샤워헤드(3)로부터 처리 가스가 공급되며, 불활성 가스 공급 파이프(21)로부터 불활성 가스가 공급되고, 그것에 의해 시간 t15에서 제 2 웨이퍼(W)의 처리면에 박막이 증착된다(단계 15a).
그 후에, 상술한 단계(단계 5a 내지 단계 15a)를 반복하는 것에 의해, n 개의 웨이퍼(W)의 처리면에 박막이 동시에 증착된다.
따라서, 본 실행 모드에 따른 CVD 장치(1)에서는, 박막이 증착된 웨이퍼(W)가 반출되고 그리고 박막이 증착되지 않은 웨이퍼(W)가 반입되는 동안, 클램프(13)가 가열된다. 따라서, 박막 증착과, 웨이퍼(W)의 반송과, 웨이퍼(W)의 가열을 포함하는 전체의 CVD 처리에 필요한 시간이 단축될 수도 있다.
즉, 박막이 증착된 n-1 번째 웨이퍼(W)가 반출되고 그리고 박막이 증착되지 않은 n 번째 웨이퍼(W)가 반입되는 동안, 특히 시간 t9과 시간 t10사이에서, 클램프(13)는 클램프 가열 위치(Ⅲ)로 하강하고 가열된다. 따라서, 클램프(13)가 웨이퍼(W)와 접촉할 때, 웨이퍼(W)의 외주는 클램프(13)에 의해 거의 열이 빼앗기지 않는다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 외주의 온도가 덜 감소되기 때문에, 웨이퍼(W)의 온도를 안정화시키는데 필요한 시간이 단축될 수도 있다. 그 결과, 전체의 CVD 처리에 필요한 시간이 단축될 수도 있다.
웨이퍼(W)의 온도를 안정화시키는데 필요한 시간이 현존하는 시간과 동일한 시간으로 설정되는 경우에는, 웨이퍼(W)의 온도가 더욱 안정화되므로, 그 결과 CVD 처리의 수율이 향상될 수도 있다. 또한, 웨이퍼(W)는 동시에 증착되기 때문에, 증착의 정밀도 및 재생성이 향상될 수도 있다.
(실시예 1)
이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명할 것이다.
상술한 실행 모드에서 설명한 CVD 장치를 사용하여, 웨이퍼의 온도가 안정화될 때까지의 시간을 측정한다.
이하, 측정 조건에 대해 설명한다.
먼저, 처리 가스 및 불활성 가스가 CVD 장치의 처리실 내에 1분간 공급되고, 그것에 의해 서셉터상에 배치된 웨이퍼의 처리면상에 구리 박막이 증착된다. 처리제로서는, Cu+1(헥사플루오로아세틸아세토네이트) 및 트리메틸 비닐 실란(TMVS)을 함유한 것이 사용된다. 또한, 불활성 가스로서는, 아르곤 가스가 사용된다.
그 후에, 반송 아암에 의해서, 구리 박막이 증착된 웨이퍼가 처리실의 외부로 반출되고, 그리고 구리 박막이 증착되지 않은 웨이퍼가 그 내부에 반입된다. 상기 동작중의 1분 동안, 클램프가 클램프 가열 위치(Ⅲ)로 하강하여 150℃의 온도로 가열된다.
그 후에, 클램프가 웨이퍼 반송 위치(I)로 상승하고, 구리 박막이 증착되지 않은 웨이퍼가 증착되며, 클램프는 웨이퍼 처리 위치(II)로 하강하고, 그 후에 웨이퍼는 150℃의 온도로 가열된다. 이 상태에서, 웨이퍼가 안정화되는 시간이 측정된다.
이하에서, 측정 결과에 대해 설명한다.
현존하는 CVD 장치에서는, 웨이퍼의 온도가 안정화되기까지 실질적으로 1분이 걸린다. 이에 비해서, 본 실시예에 따른 CVD 장치에서는, 기판이 안정화되기까지는 실질적으로 15초밖에 걸리지 않는다. 또한, 25장의 웨이퍼가 연속적으로 처리되는 경우에는, 현존하는 경우보다 실질적으로 18분이 단축된다. 따라서, 본 실시예에 따른 CVD 장치는 현존하는 CVD 장치보다 웨이퍼의 온도를 안정화시키는데 걸리는 시간이 짧다.
(제 2 실행 모드)
이하에서, 본 발명의 제 2 실행 모드에 대해 설명한다. 이하의 실행 모드에서는, 상술한 실행 모드와 중복되는 내용은 경우에 따라서 설명을 생략한다.
본 실행 모드에서는, 클램프가 가열될 때 클램프의 온도가 측정되고, 서셉터내의 저항 가열 요소의 입력 전압이 검출된 온도에 기초하여 제어되는 일례를 설명한다.
도 8은 본 실행 모드에 따른 CVD 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 온도 센서(31)가 클램프(13)에 연결되고, 그것에 의해 클램프(13)의 온도가 검출되며, 검출된 온도가 전기적 신호로 변환된다. 서셉터(9)의 내측의 저항 가열 요소(10)는 저항 가열 요소(10)의 입력 전압을 제어하기 위한 가열 제어기로서의 저항 가열 요소 제어기(32)에 전기적으로 접속된다. 이 저항 가열 요소(10)의 입력 전압을 저항 가열 요소 제어기(32)에 의해 제어함으로써, 저항 가열 요소(10)의 발열량을 조절할 수도 있다. 온도 센서(31) 및 저항 가열 요소 제어기(32)는 전기적으로 접속되고, 저항 가열 요소 제어기(32)는 온도 센서(31)로부터의 전기적 신호 출력에 기초하여 저항 가열 요소(10)의 발열량을 제어한다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 CVD 장치(1)의 처리의 흐름에 대해 도 9를 참조하여 설명할 것이다. 도 9는 본 실행 모드에 따른 CVD 장치에서 실행되는 처리의 흐름을 도시하는 흐름도이다.
먼저, 제 1 웨이퍼(W)가 반입되고 소정의 작업이 실행된 후에, 박막이 제1 웨이퍼(W)에 증착된다.(단계 1b 내지 단계 5b). 제 1 웨이퍼(W)에 박막이 증착된 후에, 소정의 작업이 실행되고, 박막이 증착된 제 1 웨이퍼(W)는 처리실(2)의 외부로 반출된다(단계 6b 내지 단계 8b).
박막이 증착된 제 1 웨이퍼(W)가 처리실(2)의 외부로 반출된 후에, 승강기 제어기(19)가 실린더(17)의 구동을 제어하여, 클램프(13)가 웨이퍼 반송 위치(I)로부터 클램프 가열 위치(Ⅲ)로 하강될 수 있도록 한다. 클램프 하강 위치(Ⅲ)로 하강한 클램프(13)는 서셉터(9)와 접촉하게 되고 그것에 의해 가열된다.
클램프(13)가 가열되면, 클램프(13)와 접촉하게 되는 온도 센서(31)가 클램프(13)의 온도를 검출한다. 온도 센서(31)에 의해 검출된 온도는 전기적 신호로 변환되고 저항 가열 요소 제어기(32)로 전송되며, 이 저항 가열 요소 제어기(32)는 저항 가열 요소(10)의 입력 전압을 제어한다. 저항 가열 요소 제어기(32)는, 클램프(13)의 온도가 온도 센서(31)로부터의 전기적 신호를 통해 소정 온도 이상으로 상승하는 것으로 여기도록 설계되어 있기 때문에, 클램프(13)가 소정 온도 이상으로 가열된 경우에는, 저항 가열 요소(10)의 입력 전압이 작게 된다. 그 결과, 저항 가열 요소(10)의 발열량이 작게 되고, 클램프(13)의 온도는 소정 온도로 하강한다. 클램프(13)의 온도가 소정 온도 이하로 하강하는 경우에는, 저항 가열 요소(10)의 입력 전압이 다시 커진다. 그 결과, 저항 가열 요소(10)의 발열량이커지고, 클램프(13)의 온도는 다시 소정 온도에 도달한다.
상술한 작업이 반복되고, 그것에 의해 클램프(13)는 소정 온도에 유지될 수도 있다(단계 9B). 크램프(13)가 소정 온도까지 가열된 후에, 소정의 작업이 실행되고, 박막이 증착되지 않은 제 2 웨이퍼(W)가 처리실(2) 내에 반입되며, 웨이퍼(W)에 박막이 증착된다(단계 10b 내지 단계 15b).
그 후에, 상술한 단계(단계 5b 내지 단계 15b)가 반복되고, 전체 n 장의 웨이퍼(W)의 처리면에 박막이 연속적으로 동시에 증착된다.
따라서, 본 실행 모드에 있어서는, 온도 센서(31)가 클램프(13)에 연결되어 있기 때문에, 그것에 의해 클램프(13)의 온도가 검출되고, 그리고 검출된 온도에 기초하여, 클램프(13)가 소정 온도에 유지될 수도 있다.
(제 3 실행 모드)
이하에서, 본 발명의 제 3 실행 모드에 대해 설명한다.
본 발명의 실행 모드에서는, 클램프의 가열 중에 클램프의 온도가 검출되고 그리고 검출된 온도에 기초하여 클램프가 서셉터로부터 분리되거나 또는 그것과 접촉하게 되는 일례를 설명할 것이다.
도 10은 본 실행 모드에 따른 CVD 장치를 개략적으로 도시하는 수직 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 온도 센서(41)가 클램프(9)에 접속되어, 클램프(9)의 온도를 검출하고, 그리고 그것을 전기적 신호로 변환시킨다. 보조 드라이버 제어기로서의 보조 승강기 제어기(42)가 온도 센서(41) 및 실린더(17)에 접속되어 있다. 보조 승강기 제어기(42)는 온도 센서(41)로부터 전달된 전기적 신호에 기초하여 실린더(17)의 드라이브를 제어한다.
이하에서, 본 실행 모드에 따른 CVD 장치(1)의 처리 흐름에 대해 도 11 및 도 12를 참조하여 설명할 것이다. 도 11은 본 실행 모드에 따른 CVD 장치(1)에서 실행되는 처리 흐름을 도시하는 흐름도 이고, 도 12a 내지 도 12c는 본 실행 모드에 따른 CVD 장치(1)에서 실행되는 처리 단계를 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
먼저, 제 1 웨이퍼(W)가 반입되고 소정의 작업이 실행된 후에, 웨이퍼(W)상에 박막이 증착된다(단계 1c 내지 단계 5c). 박막이 제 1 웨이퍼(W)상에 증착된 후에, 소정의 작업이 실행되고, 박막이 증착된 제 1 기판(W)이 처리실의 외부로 반출된다(단계 6c 내지 단계 8c).
박막이 증착된 제 1 웨이퍼(W)가 처리실(2)의 외부로 반출된 후에, 승강기 제어기(19)가 실린더(17)의 드라이브를 제어하여, 도 12a에 도시된 바와 같이, 클램프(13)가 웨이퍼 반송 위치(I)로부터 클램프 가열 위치(Ⅲ)까지 하강할 수 있도록 한다. 클램프 가열 위치(Ⅲ)까지 하강한 클램프(13)는 서셉터(9)와 접촉하게 되고 가열된다.
클램프(13)의 가열 도중에, 클램프(13)의 온도는 클램프(13)에 연결된 온도 센서(41)에 의해 검출된다. 온도 센서(41)에 의해 검출된 온도는 전기적 신호로 변환되고 보조 승강기 제어기(42)로 전송된다. 보조 승강기 제어기(42)는, 클램프(13)의 온도가 소정의 온도 이상으로 상승한 것을 온도 센서(41)로부터의 신호에 의해 이해할 수 있도록 설계되어 있다. 따라서, 클램프(13)의 온도가 소정 온도 이상으로 상승한 경우에, 실린더(17)가 구동되어, 도 12b에 도시된 바와 같이 클램프(13)가 상승할 수 있도록 한다. 그 결과, 클램프(13)는 서셉터(9)로부터 분리되고, 클램프(13)의 온도는 소정 온도로 하강한다. 클램프(13)의 온도가 소정 온도로 하강한 경우에는, 보조 승강기 제어기(42)가 실린더(17)의 드라이브를 제어하여, 도 12c에 도시된 바와 같이, 클램프(13)가 클램프 가열 위치(Ⅲ)로 하강할 수 있도록 한다. 클램프(13)가 클램프 가열 위치(Ⅲ)로 하강하여 서셉터(9)와 접촉하게 되면, 클램프(13)는 다시 가열된다.
상술한 작업을 반복하는 것에 의해, 클램프(13)의 온도가 소정 온도로 유지될 수도 있다(단계 9c). 클램프(13)가 소정 온도로 가열된 후에, 소정의 작업이 실행되고, 박막이 증착되지 않은 제 2 웨이퍼(W)가 처리실(2)에 반입되며, 웨이퍼(W)에 박막이 증착된다(단계 10c 내지 단계 15c).
그 후에, 상술한 단계(단계 5c 내지 단계 15c)를 반복하는 것에 의해, 전체 n 장의 웨이퍼(W)의 처리면에 박막이 연속적으로 동시에 증착된다.
따라서, 본 실행 모드에서는, 온도 센서(41)가 클램프(13)에 연결되어 클램프(3)의 온도를 검출하며, 이 검출된 온도에 기초하여 실린더(17)의 드라이브가 제어된다. 따라서, 클램프(13)는 소정 온도에 유지될 수도 있다.
(제 4 실행 모드)
이하에서, 본 발명의 제 4 실행 모드에 대해 설명한다.
본 실시예에서는, 클램프의 바닥면이 평탄하게 형성되는, 즉 클램프의 마닥면에 접촉 돌출부가 형성되어 있지 않은 예에 대해 설명한다.
도 13은 본 실행 모드에 따른 클램프의 주변부의 확대 수직 단면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 실행 모드의 클램프(15)는 접촉 돌출부(22)를 구비하지 않으며, 평탄하게 형성되어 있다. 클램프(51)는 서셉터(9)와 접촉하게 된다. 클램프(51)는 평탄하게 형성되기 때문에, 웨이퍼(W)의 주변의 막 두께가 얇아지는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수도 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 처리면상에 박막이 균일하게 형성될 수도 있다.
또한, 본 실행 모드에서는, 처리실(2)의 바닥 부분으로부터 그의 상측 부분으로 불활성 가스를 공급할 필요가 없다. 처리실(2)의 바닥으로부터 불활성 가스를 공급할 필요가 없는 이유는, 예컨대 질화 티탄의 박막이 형성되는 경우에, 처리 가스가 웨이퍼(W)와 클램프(51) 사이에 진입하는 경우에도 질화 티탄이 웨이퍼(W)의 측면 및 배면에 약간 고착되므로, 오염의 문제가 발생하지 않기 때문이다.
따라서, 본 실행 모드에 있어서, 클램프(51)가 평탄하게 형성되기 때문에, 박막이 웨이퍼(W)의 처리면상에 균일하게 증착될 수도 있다.
(실시예 2)
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.
상술한 제4 실행 모드에서 설명한 VCD 장치를 사용하여, 웨이퍼의 온도가 안정화될 때까지의 시간을 측정한다.
이하에서, 측정 조건에 대해 설명한다.
먼저, 처리 가스가 CVD 장치의 처리실 내에 1분 동안 공급되고, 그것에 의해서셉터상에 배치된 웨이퍼의 처리면상에 질화 티탄의 박막이 형성된다.
그 후에, 반송 아암(도시 안됨)에 의해서, 질화 티탄 박막이 증착된 웨이퍼를 처리실의 외부로 분출하고, 그리고 질화 티탄 박막이 증착되지 않은 웨이퍼를 처리실 내에 반입한다. 상기 작업 도중 1분 동안, 클램프가 클램프 가열 위치(Ⅲ)로 하강하여 600℃로 가열된다.
그 후에, 클램프는 웨이퍼 반송 위치(I)로 상승되고 웨이퍼가 배치된다. 그 후에, 클램프는 웨이퍼 처리 위치(Ⅱ)로 하강하고, 웨이퍼는 600℃로 가열된다. 이 경우에, 웨이퍼의 온도가 안정화될 때까지의 시간을 측정한다.
측정 결과를 이하에서 설명한다.
현존하는 CVD 장치는 웨이퍼의 온도가 안정화될 때까지 실질적으로 수 분이 걸리지만, 본 실시예에 따른 CVD 장치는 웨이퍼의 온도가 안정화될 때까지의 시간을 1분 이내로 단축할 수도 있다. 따라서, 본 실행 모드에 따른 CVD 장치는 웨이퍼의 온도가 안정화될 때까지의 시간이 현존하는 CVD 장치에서보다 짧다.
(제 4 실행 모드)
이하에서, 본 발명의 제 4 실행 모드에 대해 설명한다.
본 실행 모드에서는, 저항 가열 요소 대신에, 가열 램프를 처리실의 외부에 배치하고, 이 가열 램프가 서셉터 및 이 서셉터와 접촉하는 클램프를 가열하는 에에 대해 설명한다.
도 14는 본 실행 모드에 따른 CVD 장치의 개략적 수직 단면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 실행 모드에 따른 CVD 장치의 처리실(2) 내의바닥에는, 예컨대 석영 등의 열선을 통과시키는 재료로 제조된 실질적으로 원통형의 지지체(61)가 배치된다. 이 지지체(61)상에는 열선을 통과시키는 재료로 제조되고 그리고 실질적으로 L자 형상의 단면으로 형성된 보유 부재(62)가 배치된다. 이 보유 부재(62)는 서셉터(63)를 지지한다. 서셉터(63)의 내측에는, 저항 가열 요소가 배치되지 않는다.
서셉터(63)의 바로 하측의 처리실(2) 내에는 개구가 형성되고, 예컨대 석영 등의 열선을 통과시키는 재료로 제조된 투명 윈도우(64)가 이 개구 내에 끼워진다. 이 투명 윈도우(64)의 하부에는, 그것을 둘러싸는 박스형 가열 챔버(65)가 배치된다. 이 가열 챔버(65)의 내측에는, 자유 회전 가능한 모터(66)와, 회전 축(67)을 통해 실질적으로 수평으로 유지된 평탄한 턴테이블(68)과, 이 턴테이블(68)의 상부면에 부착된 가열 램프(69)가 배치된다. 가열 램프(69)를 켬으로써, 클램프(13)는 소정 온도로 가열된다.
즉, 가열 램프(69)를 켜는 것에 의해 발생되는 열선은 투명 윈도우(64)를 통과하여 서셉터(63)의 바닥면에 도달하며, 그것에 의해 서셉터(63)가 소정 온도로 가열된다. 그 결과, 서셉터(63)와 접촉하는 클램프(13)는 소정 온도로 가열된다. 가열 램프(69)가 켜지는 동안, 서셉터(63)의 온도를 균일하게 하기 위해서, 가열 램프(69)가 부착되는 전체의 턴테이블(68)이 회전하도록 모터(66)가 구동된다.
따라서, 본 실행 모드에서는, 가열 램프(69)가 처리실(2)의 외측에 배치되기 때문에, 가열 램프(69)는 서셉터(63) 및 램프(13)의 온도 상승 속도를 촉진시킬 수도 있다. 그 결과, 클램프(13)는 소정의 온도에 신속하게 도달한다.
(제 6 실행 모드)
이하에서, 본 발명의 제 6 실행 모드에 대해 설명한다.
본 실행 모드에서는, 램프를 가열하기 위한 가열 램프가 배치되어 있는 예에 대해 설명할 것이다.
도 15는 제 6 실행 모드에 따른 CVD 장치의 수직 단면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 클램프(13)를 가열하기 위한 가열 램프(71)는 본 실행 모드에 따른 CVD 장치의 외측에 배치된다. 이 가열 램프(71)는 클램프(13)의 바로 밑에 배치되는 것이 바람직하다.
가열 램프 제어기(72)가 가열 램프(71)에 전기적으로 접속된다. 이 가열 램프 제어기(72)는, 박막이 증착된 웨이퍼(W)가 처리실(2)의 외부로 반출되고 그리고 박막이 증착되지 않는 웨이퍼(W)가 처리실(2) 내에 반입되는 동안, 클램프(13)가 가열 램프(71)에 의해 가열될 수 있도록 가열 램프(71)를 제어한다. 가열 램프(71)가 클램프(13)를 가열하면, 클램프(13)는 서셉터(63)와 접촉하지 않고 가열된다.
따라서, 본 실행 모드에서는, 클램프(13)를 가열하기 위한 가열 램프(71)가 배치되어 있기 때문에, 클램프(13)의 온도 상승 속도를 촉진시킬 수도 있다. 그 결과, 클램프(13)는 소정 온도에 신속하게 도달할 수도 있다.
본 발명은 상술한 제 1 내지 제 6 실행 모드의 개시 내용에 한정되지 않고, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 각종 부재의 구조, 재료 및 배열을 적절하게 변경할 수도 있다. 예컨대, 제 1 내지 제 6 실행 모드에서, CVD장치(1)는 처리 장치로서 사용된다. 그러나, 웨이퍼(W)를 가열 및 처리할 수도 있는 에칭 장치 및 PVD(물리적 증착) 장치 등의 어떠한 처리 장치라도 사용할 수 있다. 제 1 내지 제 6 실행 모드에서, 웨이퍼는 한번에 처리되지만, 다수의 웨이퍼가 동시에 처리될 수도 있다. 제 1 내지 제 6 실행 모드에서, 웨이퍼(W)는 기판으로서 사용되지만, LCD용 유리 기판이 사용될 수도 있다.
상술한 제 2 실행 모드에서, 서셉터(9)내의 저항 가열 요소(10)의 발열량은 저항 가열 요소(10)의 입력 전압에 의해 제어된다. 그러나, 저항 가열 요소(10)의 전원은 간헐적으로 켜거나 끄는 것에 의해 제어될 수도 있다.
제 4 실행 모드에서는, 질화 티탄의 박막이 웨이퍼(W)의 처리면상에 증착되는 경우에 대해 설명했지만, 소량이 웨이퍼(W)의 측면 또는 배면에 고착되는 경우에는 오염의 불편을 야기하지 않는 임의의 재료가 사용될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 처리 방법에 있어서,
    제 1 기판을 처리실 내에 반입하고 이 제 1 기판을 처리실 내의 서셉터상에 배치하는 단계와,
    상기 서셉터상에 배치된 제 1 기판을 클램프에 의해 유지하는 단계와,
    상기 클램프에 의해 유지된 제 1 기판에 처리를 가하는 단계와,
    처리된 상기 제 1 기판으로부터 클램프를 분리하는 단계와
    상기 제 1 기판을 처리실의 외부로 반출하는 단계와,
    처리된 상기 제 1 기판이 처리실의 외부로 반출되고 그리고 처리되지 않은 제 2 기판이 처리실 내에 반입되는 동안 클램프를 가열하는 단계와,
    상기 제 2 기판을 처리실 내에 반입하고 그리고 제 2 기판을 처리실내의 서셉터상에 배치하는 단계와,
    상기 서셉터상에 배치된 제 2 기판을 상기 클램프에 의해 유지하는 단계와,
    상기 클램프에 의해 유지된 제 2 기판을 처리하는 단계를 포함하는
    처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램프의 가열 단계는 클램프의 검출된 온도에 기초하여 실행되는
    처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 한 장인
    처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램프는 이 클램프를 가열된 서셉터와 접촉시키는 것에 의해 가열되는
    처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램프는 처리실의 외부에 배치된 가열 램프에 의해 가열되는
    처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램프는 기판의 처리 온도에 대해 30℃ 이하의 온도로 유지될 때까지가열되는
    처리 방법.
  7. 처리 장치에 있어서,
    처리실과,
    기판을 상기 처리실에 배치하기 위한 서셉터와,
    상기 기판을 상기 서셉터상에 유지하기 위해 상하 방향으로 이동 가능한 클램프와,
    상기 클램프를 상하 방향으로 이동시키기 위한 드라이버와,
    상기 서셉터를 가열하기 위한 가열부와,
    처리 가스를 처리실 내에 도입하기 위한 처리 가스 도입 시스템과,
    처리된 기판이 처리실의 외부로 반출되고 그리고 미처리된 기판이 처리실 내에 반입되는 동안 상기 클램프가 상기 서셉터와 접촉하도록 상기 드라이버를 제어하기 위한 드라이버 제어기를 포함하는
    처리 장치.
  8. 처리 장치에 있어서,
    처리실과,
    기판을 상기 처리실에 배치하기 위한 서셉터와,
    상기 기판을 서셉터상에 유지하기 위해 상하 방향으로 이동 가능한 클램프와,
    상기 클램프를 상하 방향으로 이동시키기 위한 드라이버와,
    상기 처리실의 외부에 배치되어 상기 클램프를 가열하는 가열 램프와,
    처리 가스를 상기 처리실 내에 도입하기 위한 처리 가스 도입 시스템과,
    처리된 기판이 상기 처리실의 외부로 반출되고 그리고 미처리된 기판이 상기 처리실 내에 반입되는 동안 상기 클램프가 상기 가열 램프에 의해 가열되도록 상기 가열 램프를 제어하기 위한 가열 램프 제어기를 포함하는
    처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 클램프의 온도를 검출하기 위한 온도 센서와,
    처리된 기판이 상기 처리실의 외부로 반출되고 그리고 미처리된 기판이 상기 처리실 내에 반입되는 동안, 상기 온도 센서에 의해 검출된 상기 클램프의 온도에 기초하여 히터부를 제어하기 위한 히터 제어기를 더 포함하는
    처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 클램프의 온도를 검출하기 위한 온도 센서와,
    처리된 상기 기판이 상기 처리실의 외부로 반출되고 그리고 미처리된 기판이 상기 처리실 내에 반입되는 동안, 상기 온도 센서에 의해 검출된 클램프의 온도에 기초하여 드라이버를 제어하기 위한 보조 드라이버 제어기를 더 포함하는
    처리 장치.
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