KR20070020254A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치의 클리닝 효율을 향상시키는 것을 과제로 하고 있다. 이 때문에, 내부에 피처리 기판을 유지하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 처리를 위한 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 상기 처리 용기 내에 설치된, 상기 피처리 기판을 유지하는 유지대와, 상기 처리 용기 내의 공간을 제 1 공간과 제 2 공간으로 분리하는 실드판을 갖는 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 공간을 배기하는 제 1 배기 경로와, 상기 제 2 공간을 배기하는 제 2 배기 경로를 갖는 기판 처리 장치를 이용하였다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 피처리 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
피처리 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 있어서, 예컨대 성막 등의 처리를 실행하는 처리 용기에서는, 처리 용기의 내벽면의 상태가 기판 처리에 미치는 영향이 문제가 되는 경우가 있었다.
예를 들어, 피처리 기판에 스퍼터링법(sputtering)이나, CVD법(화학 기상 성장법) 등을 이용하여 성막을 할 때, 피처리 기판뿐만 아니라, 처리 용기의 내벽면에도 성막이 되어버려, 내벽면으로부터의 막의 박리가 파티클(particle)의 발생 등을 야기해, 양품률(yield) 저하 등의 문제가 발생하는 경우가 있었다.
그 때문에, 처리 용기의 내벽면의 보호를 위해, 이른바 실드판이라고 불리는 판 형상의 보호 부재가 장착되는 경우가 있었다. 예를 들면, 실드판을 교환함으로써 파티클의 발생을 억제하는 방법이나, 실드판을 가열하는 것에 의해 당해 실드판에 부착되는 막의 양을 저감하는 방법, 또한 실드판을 가열하는 것에 의해 당해 실드판의 클리닝 처리의 효율을 향상시켜서 당해 실드판으로부터의 막의 박리나 파티 클의 발생을 억제하는 시도가 행해져 왔다.
[특허 문헌1] 일본 특허 공개 평성 제 6-151321 호 공보
발명의 요약
그러나, 처리 용기에 실드판을 설치한 경우에는, 당해 실드판과 처리 용기 사이에 극간(隙間)이 생겨버리기 때문에, 예컨대 기판 처리의 경우의 성막 가스 등이 당해 극간에 침입해서, 그 때문에 당해 극간에 퇴적물이 형성되어 파티클의 발생원으로 되어버리는 경우가 있었다.
이러한 실드판과 처리 용기의 극간의 퇴적물을, 예컨대 플라즈마 여기된 클리닝 가스 등을 이용하여 클리닝 처리에 의해 제거하고자 하는 경우, 당해 극간에 효율적으로 클리닝 가스를 골고루 미치게 하는 것이 곤란하기 때문에, 클리닝 효율이 불량하여, 퇴적물의 제거가 곤란하게 되어버린다고 하는 문제를 갖고 있었다.
그래서, 본 발명에서는 상기한 문제를 해결하는 새롭고 유용한 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 구체적인 과제는, 기판 처리 장치에 있어서, 실드판이 설치된 처리 용기 내의 퇴적물의 클리닝 효율을 향상시키는 것이다.
본 발명은 상기 과제에 대하여, 내부에 피처리 기판을 유지하는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 처리를 위한 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 상기 처리 용기 내에 설치된, 상기 피처리 기판을 유지하는 유지대와, 상기 처리 용기 내 의 공간을 제 1 공간과 제 2 공간으로 분리하는 실드판을 갖는 기판 처리 장치로서, 상기 제 1 공간을 배기하는 제 1 배기 경로와, 상기 제 2 공간을 배기하는 제 2 배기 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치에 의해 해결한다.
본 발명에 따르면, 기판 처리 장치의 클리닝 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도,
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에 사용하는 슬롯판의 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 기판 처리 장치의 개략 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100, 100A : 기판 처리 장치 101 : 처리 용기
102 : 제 1 공간 103, 103A, 103B : 제 2 공간
104, 104A, 104B : 실드판 104a, 104b : 히터
105, 106 : 제 2 배기구 107, 108 : 배기 홈
109, 112, 142 : 배기 라인 110, 111 : 밸브
113 : 배기 수단 114 : 처리 가스 공급부
114A : 처리 가스 도입구 114B : 처리 가스 통로
114C : 가스 구멍 115 : 플라즈마 가스 공급 링
116 : 투과창 지지부 117 : 안테나 플랜지
118 : 마이크로파 투과창 119 : 씰 링
120 : 유지대 120A : 히터
121 : 유지대지지 122 : 밀봉 수단
130 : 래디얼 라인 슬롯 안테나 131 : 동축 도파관
131A : 도파관 131B : 중심 도체
132 : 안테나 본체 133 : 냉각수 통로
134 : 지상판 135 : 슬롯판
135a, 135b : 슬롯 140 : 샤워 헤드
141 : 배기구 143 : 가스 홈
144 : 가스 공급 라인 151 : 가스 홈
152 : 가스 구멍 200 : 제어 장치
다음에, 본 발명의 실시예에 대해 도면에 기초하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 처리 장치(100)를 모식적으로 도시한 개략 단면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는, 예컨대 Al 등의 금속에 의해 형성된 처리 용기(101)를 갖고 있으며, 당해 처리 용기(101)의 내부에는 피처리 기판 W를 유지하는 유지대(120)가 설치되어 있다. 당해 유지대(120)는, 예컨대 대략 원기둥 형상의 지지부(121)에 의해 지지되고, 당해 지지부(121)는 상기 처리 용기(101)의 바닥부에 형성된 구멍부에 기립하도록 하여 삽입되며, 당해 처리 용기(101)와 당해 지지부(121)의 극간은, 예컨대 자성 유체나, 진공 벨로우즈 등의 밀봉 수단(122)에 의해 봉지(封止)되어 있다.
또한, 상기 처리 용기(101) 상의, 상기 유지대(120)에 탑재된 상기 피처리 기판 W에 대응하는 부분에는, 대략 원판 형상의 마이크로파를 투과하는 마이크로파 투과창(118)이 설치되어 있으며, 또한 상기 마이크로파 투과창(118)과 상기 처리 용기(101) 사이에는 대략 링 형상의, 플라즈마 가스를 처리 용기 내에 공급하기 위한 플라즈마 가스 공급 링(115)이 설치되어 있다. 또한, 상기 마이크로파 투과창(118)은 투과창 지지부(116)를 거쳐서 상기 플라즈마 가스 공급 링(115)과 접하는 구조로 되어 있으며, 상기 마이크로파 투과창(118)과 상기 투과창 지지부(116)는 씰 링(seal ring)(119)에 의해 접점부의 기밀(氣密)이 유지되는 구조로 되어 있다.
또한, 상기 마이크로파 투과창(118)과 상기 유지대(120) 사이에는, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부(114)가 설치되어 있다. 당해 처리 가스 공급부(114)는 상기 플라즈마 가스 공급 링(115)으로부터 상기 유지대(120) 측에 설치된다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서는, 상기 처리 용기(101) 내에, 상기 플라즈마 가스 공급 링(115)(제 1 가스 공급 수단)으로부터 플라즈마 가스를, 상기 처리 가스 공급부(114)(제 2 가스 공급 수단)로부터 처리 가스를, 각각 별개 독립적으로 처리 용기 내에 공급하여 기판 처리를 수행하는 것이 가능한 구조로 되어 있다. 공급된 플라즈마 가스 또는 처리 가스는, 후술하는 래디얼 라인 슬롯 안테나를 거쳐 도입되는 마이크로파에 의해 플라즈마 여기되고, 플라즈마 여기된 이들 가스에 의해, 예컨대 성막 등의 기판 처리가 행해진다.
상기 플라즈마 가스 공급 링(115)에는 가스 도입구(115A)로부터, 예컨대 Ar 등의 플라즈마 가스가 도입되고, 플라즈마 가스는 상기 가스 공급 링(115)의 내부에 대략 환상(環狀)으로 형성된 가스 홈(115B) 내에 확산된다.
상기 가스 홈(115B) 내에 확산된 플라즈마 가스는 당해 가스 홈(115B)에 연통(連通)하는 복수의 플라즈마 가스 구멍(115C)으로부터 상기 처리 용기(101) 내에 공급된다. 또한, 상기 처리 용기(101) 내에 공급된 당해 플라즈마 처리 가스는, 대략 격자 형상으로 형성된 상기 처리 가스 공급부(114)의 격자의 구멍을 경유하여 피처리 기판 근방에 도달한다.
상기 처리 가스 공급부(114)는, 상기 처리 용기(101) 중, 상기 마이크로파 투과창(118)과 상기 유지대(120) 상의 피처리 기판 W 사이에, 당해 피처리 기판 W에 대면(對面)하도록, 상기 처리 용기(101)의 일부에 유지되게 하여 설치되어 있다.
상기 처리 가스 공급부(114)에는 처리 가스 도입구(114A)로부터 처리 가스가 도입되고, 당해 처리 가스는 당해 처리 가스 공급부(114)의 내부에 대략 격자 형상으로 형성된 처리 가스 통로(114B)에 확산되어, 처리 용기 내부에 연통하는 가스 구멍(114C)으로부터 처리 용기 내에 공급된다.
또, 상기 플라즈마 가스 공급 링(115) 또는 처리 가스 공급부(114)로부터는, 기판 처리를 위한 가스 외에, 처리 용기 내를 클리닝하기 위한 클리닝 가스를 공급하는 것이 가능하고, 당해 클리닝 가스에 의해 처리 용기 내를 클리닝하는 것이 가능하며, 필요에 따라 클리닝 가스를 플라즈마 여기하여 처리 용기 내의 클리닝에 사용하면 바람직하다.
상기 마이크로파 투과창(118) 상에는, 상기 마이크로파 투과창(118)에 밀접하고, 도 2에 도시한 다수의 슬롯(135a, 135b)이 형성된 디스크 형상의 슬롯판(135)과, 상기 슬롯판(135)을 가압하는 디스크 형상의 안테나 본체(132)와, 상기 슬롯판(135)이 삽입되는 대략 도넛(doughnut) 형상의 안테나 플랜지(117)와, 상기 슬롯판(135)과 상기 안테나 본체(132) 사이에 끼워진 Al2O3, SiO2 혹은 Si3N4의 저손실 유전체 재료로 이루어지는 지상판(遲相板)(134)에 의해 구성된 래디얼 라인 슬롯 안테나(130)가 설치되어 있다.
상기 래디얼 라인 슬롯 안테나(130)는 상기 처리 용기(101) 상에 상기 플라즈마 가스 공급 링(115)을 거쳐 장착되어 있으며, 상기 래디얼 라인 슬롯 안테나(130)에는 동축 도파관(131)을 통해서 외부의 마이크로파원(源)(도시하지 않음)으로부터 주파수가 2.45㎓ 혹은 8.3㎓인 마이크로파가 공급된다.
공급된 마이크로파는 상기 슬롯판(135) 상의 슬롯(135a, 135b)으로부터 상기 마이크로파 투과창(118)을 통해서 상기 처리 용기(101) 중에 방사되며, 상기 마이크로파 투과창(118) 바로 아래의 공간에 있어서, 상기 플라즈마 가스 구멍(115C)으로부터 공급된 플라즈마 가스 중에 플라즈마를 여기한다.
상기 동축 도파관(131) 중, 외측의 도파관(131A)은 상기 디스크 형상의 안테나 본체(132)에 접속되고, 중심 도체(131B)는 상기 지상판(134)에 형성된 개구부를 거쳐 상기 슬롯판(135)에 접속되어 있다. 그래서, 상기 동축 도파관(131)에 공급된 마이크로파는, 상기 안테나 본체(132)와 슬롯판(135) 사이를 직경 방향으로 진행하면서, 상기 슬롯(135a, 135b)으로부터 방사된다.
도 2는 상기 슬롯판(135) 상에 형성된 슬롯(135a, 135b)을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 상기 슬롯(135a)은 동심원상으로 배열되어 있으며, 각각의 슬롯(135a)에 대응하여, 이것에 직행하는 슬롯(135b)이 동일하게 동심원상으로 형성되어 있다. 상기 슬롯(135a, 135b)은 상기 슬롯판(135)의 반경(半徑) 방향으로, 상기 지상판(134)에 의해 압축된 마이크로파의 파장에 대응한 간격으로 형성되어 있으며, 그 결과 마이크로파는 상기 슬롯판(135)으로부터 대략 평면파로 되어 방사된다. 그 때, 상기 슬롯(135a 및 135b)을 상호 직교하는 관계로 형성하고 있기 때문에, 이렇게 하여 방사된 마이크로파는 2개의 직교하는 편파 성분을 포함하는 원편파를 형성한다.
또, 상기 기판 처리 장치(100)에서는, 상기 안테나 본체(132)에 냉각수 통로(133)가 형성되어 있으며, 상기 마이크로파 투과창(118)에 축적된 열을 상기 래디얼 라인 슬롯 안테나(132)를 통해 흡수한다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서는, 상기 래디얼 라인 슬롯 안테나(130) 바로 아래의 넓은 영역에 걸쳐 높은 플라즈마 밀도를 실현할 수 있어, 단시간에 균일한 플라즈마 처리를 실행하는 것이 가능하다. 게다가, 이러한 방법으로 형성된 마이크로파 플라즈마는 마이크로파에 의해 플라즈마를 여기하기 때문에 전자 온도가 낮아, 피처리 기판의 손상(damage)이나 금속 오염을 피할 수 있다. 또한, 대면적 기판 상에도 균일한 플라즈마를 용이하게 여기할 수 있기 때문에, 대구경(大口徑) 반도체 기판을 사용한 반도체 장치의 제조 공정이나 대형 액정 표시 장치의 제조에도 용이하게 대응할 수 있다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서는, 예컨대 애싱(ashing), 에칭이나 표면 개질, 표면 산화, 표면 질화, 표면 산질화, 성막 등의 처리를 수행하는 것이 가능하다.
상기 기판 처리 장치(100)에 있어서, 예컨대 성막 처리를 하는 경우에는, 처리 용기 내에서 피처리 기판 이외의 부분에도 성막 처리에 의해 형성되는 막이 부착되는 경우가 있다. 또한, 이러한 막의 부착은 성막 처리뿐만 아니라, 에칭이나 그 밖의 피처리 기판의 표면 처리의 경우에도 발생하는 경우가 있다.
이 때문에, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서는, 상기 처리 용기(101) 내에 상기 처리 용기(101)의 내벽면이나 상기 지지부(121)의 벽면을 덮도록 실드판(104)이 설치되어 있다. 상기 실드판(104)은, 상기 처리 용기(101)의 내벽면을 덮도록 설치된 실드판(104A)과, 상기 지지부(121)의 벽면을 덮도록 형성된 실드판(104B)으로 구성되어 있다.
상기 실드판(104)이 설치됨으로써, 상기 처리 용기(101) 내에서 피처리 기판 W 이외의 부분, 예컨대 처리 용기(101)의 내벽면이나 상기 지지부(121)의 벽면에 막이 부착되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 상기 실드판(104A) 및 상기 실드판(104B)에는, 각각 히터(104a) 및 히터(104b)가 설치되어 있어, 상기 실드판(104)을 가열하는 것이 가능하도록 되어 있다.
상기 실드판(104)을 가열함으로써 온도를 올리면, 예컨대 당해 실드판(104)에 부착되는 막의 양을 적게 하는 효과가 있으며, 특히 탄화수소계의 가스나 플로로카본계의 가스를 사용한 경우에, 카본을 함유하는 막이 상기 실드판(104)에 부착되는 양을 적게 하는 효과가 커진다. 그 때문에, 막의 박리에 따른 파티클의 발생을 억제하여 기판 처리의 양품율을 향상시키고, 또 실드판의 클리닝 시간 단축, 유지 보수(maintenance) 사이클의 장기화 등을 가능하게 하여, 기판 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 실드판(104)을 설치함으로써 상기한 효과를 얻는 것이 가능하게 되는 한편, 상기 처리 용기(101) 내에는 부착된 막을 클리닝 등의 처리에 의해 제거하는 것이 곤란한 장소가 발생하는 문제가 있었다.
예컨대, 상기 실드판(104)은, 상기 처리 용기(101) 내의 공간을 주로, 당해 실드판(104)과 상기 유지대(120) 사이에 생성되는 제 1 공간(102)과, 당해 실드판(104)과 상기 처리 용기(101)의 내벽면 사이의 극간, 또는 당해 실드판(104)과 상기 지지부(121)의 벽면 사이의 극간에 생성되는 제 2 공간(103)으로 분리하도록 설치되어 있다. 구체적으로는, 상기 실드판(104) 중, 상기 실드판(104A)과 상기 처리 용기(101)의 내벽면 사이에 제 2 공간(103A)이, 상기 실드판(104B)과 상기 지지부(121) 사이에 제 2 공간(103B)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 공간(103)은 당해 제 2 공간(103A, 103B)을 포함하도록 구성된다.
종래의 기판 처리 장치에서는, 상기 제 2 처리 공간(103)에 상당하는 협소한 공간이 형성되어 있는 경우, 당해 협소한 공간에 퇴적물이 퇴적되어, 파티클의 발생원으로 되는 경우가 있었다. 이는, 종래의 기판 처리 장치에서, 이러한 협소한 공간에 효율적으로 클리닝 가스를 공급하는 것이 곤란했기 때문이다.
그래서, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)에서는, 상기 제 1 공간(102)을 배기하는 제 1 배기 경로와, 상기 제 2 공간(103)을 배기하는 제 2 배기 경로를 각각 독립적으로 마련함으로써, 당해 제 2 공간(103)의 배기 효율을 향상시켜 당해 제 2 공간에 효율적으로 클리닝 가스가 공급되도록 하는 구조로 되어 있다.
그 때문에, 기판 처리시에, 상기 제 2 공간(103)에 부착된 막 등의 퇴적물을 효율적으로 제거하는 것이 가능하게 되어, 파티클의 발생이 억제되어서 기판 처리의 양품률을 향상시키는 것이 가능하게 되며, 또한 처리 용기 내의 클리닝 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다. 또한, 처리 용기의 유지 보수 사이클의 장기화 등을 가능하게 하여, 기판 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
다음에, 상기 제 1 공간(102)과 제 2 공간(103)을 배기하는, 각각의 배기 경로의 구성에 대해 설명한다.
상기 유지대(120)의 주위에 형성되고, 상기 실드판(104)에 둘러싸이도록 형성되는 상기 제 1 공간(102)을 배기하는 제 1 배기 경로는, 상기 처리 용기(101)의, 예컨대 바닥면에 형성된 복수의 제 1 배기구(141)를 포함하는 구조로 되어 있다.
상기 제 1 배기구(141)에는 제 1 배기 경로로 되는 배기 라인(142)이 접속되어 있으며, 상기 제 1 공간(102)에 공급된 플라즈마 가스, 처리 가스 등의 가스는 당해 제 1 배기구(141)로부터 당해 배기 라인(142)을 거쳐 배기되는 구조로 되어 있다.
한편, 상기 처리 용기(101)의 내벽면과 상기 실드판(104A) 사이의 극간에 형성되는 상기 제 2 처리 공간(103A)을 배기하는 제 2 배기 경로는, 당해 제 2 공간(103A)에 면(面)하는 당해 처리 용기(101)의 내벽면에 형성된 제 2 배기구(105)를 포함하는 구조로 되어 있다. 마찬가지로, 상기 지지부(121)와 상기 실드판(104B) 사이의 극간에 형성되는 상기 제 2 처리 공간(103B)을 배기하는 제 2 배기 경로는, 당해 제 2 공간(103B)에 면하는 당해 처리 용기(101)의 내벽면에 형성된 제 2 배기구(106)를 포함하는 구조로 되어 있다.
상기 제 2 배기구(105) 및 상기 제 2 배기구(106)는 각각, 상기 처리 용기(101) 내의 공간을 구획하여 이루어지는 당해 처리 용기(101) 벽부의 내부에 형성된 배기 홈(107) 및 배기 홈(108)에 연통하는 구조로 되어 있으며, 당해 배기 홈이 제 2 배기 경로를 구성하고 있다.
상기 배기 홈(107) 및 상기 배기 홈(108)은, 상기 처리 용기(101) 벽부의 내부로 연신(延伸)되도록 형성되며, 당해 벽부 내부에서 합류하여, 상기 처리 용기(101)에 장착된 배기 라인(109)에 접속되어 있다. 그 때문에, 상기 제 2 공간(103)은 당해 배기 라인(109)을 통해 배기되도록 되어 있다. 또, 상기 배기 홈(108)은, 상기 배기 라인(142)과는 연통하지 않도록, 당해 배기 라인(142)을 피해 상기 배기 홈(107)과 합류하도록 형성되어 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치에서는, 상기 제 1 처리 공간(102)을 배기하는 제 1 배기구와, 상기 제 2 처리 공간(103)을 배기하는 제 2 배기구를 독립적으로 설치하고 있기 때문에, 당해 제 2 공간(103)의 배기 효율을 향상시키는 것이 가능하게 되어 있다.
그 때문에, 상기 처리 용기(101) 내부를 클리닝 가스(플라즈마 여기된 클리닝 가스를 포함함)에 의해 클리닝하는 경우에, 효율적으로 당해 클리닝 가스를 당해 제 2 처리 공간(103)에 공급하는 것이 가능하게 되어, 종래 클리닝하는 것이 곤란했던 실드판 이면의 극간에 형성되는 공간에 퇴적된 막 등의 퇴적물을 클리닝하는 효율이 향상된다.
또, 상기 배기 라인(109)과 상기 배기 라인(142)은 모두 배기 라인(112)에 접속되며, 당해 배기 라인(112)에는, 예컨대 터보 분자 펌프 등의 배기 수단(113)이 접속되어 있다. 본 실시예에 따른 기판 처리 장치에서는, 실질적으로 상기 처리 용기(101) 내의 배기를 하는 배기 경로를, 상기 제 1 배기 경로로 할지, 상기 제 2 배기 경로로 할지를 전환 가능한 배기 경로 전환 수단을 갖고 있으며, 이로써 상기 제 2 공간(103)에 효율적으로 클리닝 가스를 공급하는 것이 가능하게 되어 있다.
상기 배기 경로 전환 수단은, 예컨대 상기 배기 라인(142)을 차단할 수 있도록 설치된 제 1 밸브(111)와, 상기 배기 라인(109)을 차단할 수 있도록 설치된 제 2 밸브(110)로 이루어진다. 상기 밸브(110)를 폐쇄, 상기 밸브(111)를 개방으로 하여 상기 배기 라인(109)을 차단한 경우, 상기 처리 용기(101) 내부는 상기 제 1 배기 경로, 즉 상기 제 1 배기구(141)로부터 상기 배기 라인(142)을 거쳐서 상기 배기 수단(113)에 의해 배기되게 된다.
또, 상기 밸브(110)를 개방, 상기 밸브(111)를 폐쇄로 하여 상기 배기 라인(142)을 차단한 경우, 상기 처리 용기(101) 내부는 상기 제 2 배기 경로, 즉 상기 제 2 배기구(105, 106)로부터 상기 배기 홈(107, 108), 또한 상기 배기 라인(109)을 거쳐서 상기 배기 수단(113)에 의해 배기되게 된다.
이와 같이, 배기 전환 수단에 의해 배기 경로를 전환함으로써, 처리 공간 내를 효율적으로 배기하고, 또한 효율적으로 클리닝하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 기판 처리를 수행하는 경우에는, 컨덕턴스가 큰 상기 제 1 배기 경로로부터 처리 공간 내를 배기하는 것이 바람직하지만, 처리 용기 내를 클리닝하는 경우에는, 필요에 따라 제 1 배기 경로와 제 2 배기 경로를 나누어 사용하도록 하는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 처리 용기(101)의 내부 중, 주로 용량이 큰 상기 제 1 공간(102)에 면한 부분에 퇴적된 막의 클리닝을 수행하는 경우에는, 배기 컨덕턴스가 보다 큰 상기 제 1 배기 경로로부터 클리닝 가스가 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 처리 용기(101)의 내부 중, 상기 제 2 공간(103)에 면한 부분에 퇴적된 막의 클리닝을 수행하는 경우에는, 당해 제 2 공간(103)을 효율적으로 배기하고, 당해 제 2 공간(103)에 효율적으로 클리닝 가스를 공급하기 위해, 상기 제 2 배기 경로로부터 클리닝 가스가 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
또, 처리 공간(101) 내의 클리닝 처리는, 예컨대 1 장의 피처리 기판에의 성막 처리를 할 때마다 실시하는 방법, 또한 여러 장의 피처리 기판에의 성막 처리를 할 때마다 실시하는 방법 중 어느 쪽의 방법으로 실시하여도 좋다. 또한, 상기 제 1 공간(102)과 상기 제 2 공간(103)의 각각의 클리닝을 하는 회수, 클리닝을 하는 주기 등을 변경하여 실시하도록 하여도 좋다.
또, 상기 밸브(110) 및 상기 밸브(111) 양쪽을 개방하여, 상기 제 1 경로 및 상기 제 2 경로 양쪽으로부터 클리닝 가스가 배기되도록 하여도 좋다.
또, 본 실시예에서는, 상기 밸브(111)에는, 배기 컨덕턴스를 조정할 수 있는 컨덕턴스 가변 밸브를 이용하고 있다. 당해 컨덕턴스 가변 밸브를 이용하였기 때문에, 제 1 배기 경로로부터 처리 용기 내를 배기하는 경우에는, 당해 컨덕턴스 가변 밸브의 컨덕턴스를 변경함으로써, 처리 용기 내의 압력을 임의의 값으로 제어하는 것이 가능하게 된다. 이러한 컨덕턴스 가변 밸브를 이용한 경우, 엄밀하게는 배기 경로를 완전히 차단하는 것은 곤란해서, 통상의 다이어프램 밸브 등에 비해서 밸브로부터의 리크(leak)량이 많지만, 밸브에서 누출되어 배기되는 가스량은 근소하여, 실질적으로는 차단되어 있는 것으로 할 수 있다.
또, 상기 밸브(110)에는, 예컨대 다이어프램 밸브 등을 이용하는 것이 가능하지만, 당해 밸브(110)에도 컨덕턴스 가변 밸브를 이용하는 것이 가능하다.
또, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)의 가스 공급량, 가스 밸브의 개폐, 배기 밸브의 개폐, 배기 경로의 컨덕턴스, 히터의 온도, 마이크로파의 출력 등의 제어는, 제어 장치(200)에 의해 행해진다.
다음에, 상기 기판 처리 장치(100)에 의해 행해지는 기판 처리 중, 예컨대 플라즈마 CVD법에 따른 성막 처리의 상세한 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
상기 플라즈마 가스 공급 링(115)으로부터 Ar을 유량 200sccm, 상기 처리 가스 공급부로부터 C4F6를 유량 100sccm 상기 처리 용기(101) 내에 공급하고, 마이크로파 전력을 2000W 상기 래디얼 라인 슬롯 안테나(130)에 공급함으로써 처리 용기 내에 마이크로파 플라즈마를 여기한다. 이 경우, 피처리 기판 상에, CFx로 이루어지는 막을 100㎚／m의 성막 속도로 형성하는 것이 가능하다. 이 경우, 처리 용기 내의 배기 경로는 상기 제 1 배기 경로로 하는 것이 바람직하다.
또, 상기 성막 처리를 실시한 경우의 처리 용기의 클리닝 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
상기 플라즈마 가스 공급 링(115)으로부터 Ar을 유량 200sccm, 상기 처리 가스 공급부로부터 O2를 유량 300sccm 상기 처리 용기(101) 내에 공급하고, 마이크로파 전력을 3000W 상기 래디얼 라인 슬롯 안테나(130)에 공급함으로써 처리 용기 내에 마이크로파 플라즈마를 여기하고, 클리닝 가스를 분해하여 클리닝에 필요한 래디얼 등의 활성종을 형성하여, 처리 용기 내의 클리닝을 실시한다. 이 경우, 처리 용기 내의 배기 경로는, 상기 제 1 배기 경로와 상기 제 2 배기 경로를 전환하여 양쪽의 배기 경로를 이용하는 것이 바람직하다.
(실시예 2)
또, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 실시예 1에 기재한 기판 처리 장치(100)에 한정되는 것은 아니며, 여러가지로 변형·변경하여 이용 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 2에 따른 기판 처리 장치(100A)를 모식적으로 도시한 개략 단면도이다. 단, 도면 중, 앞서 설명한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100A)에서는, 실시예 1에 기재된 상기 래디얼 라인 슬롯 안테나(130), 상기 안테나 플랜지(117), 상기 투과창 지지부(116), 마이크로파 투과창(118)을 갖고 있지 않고, 상기 처리 용기(101) 상에는 샤워 헤드(140)가 설치된 구조로 되어 있다.
상기 샤워 헤드(140)는 상기 처리 용기(101)의 개구부를 덮도록 설치되어 있고, 당해 샤워 헤드(140)에는, 처리 가스가 확산되는 가스 홈(151)과, 당해 가스 홈(151)으로부터 상기 제 1 공간(102)에 연통하는 복수의 가스 구멍(152)이 형성되어, 처리 용기에 처리 가스를 공급하는 구조로 되어 있다. 또한, 상기 가스 홈(151)에는 가스 공급 라인(144)에 접속된 가스 홈(143)이 접속되어, 처리 가스가 공급되는 구조로 되어 있다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치(100A)의 경우, 예컨대 상기 유지대(120)에는, 당해 유지대(120)에 탑재된 피처리 기판 W를 가열하는 히터(120A)가 매설되어 있어, 피처리 기판 W를 가열하여 500℃ 이상의 고온으로 하는 것이 가능한 구조로 되어 있다.
그 때문에, 예컨대 상기 샤워 헤드(140)로부터 공급되는 처리 가스를 열에 의해 분해하여 피처리 기판 W 상에 퇴적시키는, 이른바 열 CVD 처리를 실시하는 것이 가능하도록 되어 있다.
또한, 이 경우 클리닝은, 예컨대 활성 가스를 이용한 가스 클리닝에 의해 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 도면에 도시하는 것 이외에도 여러 가지로 변형·변경하여 이용할 수 있으며, 예컨대 평행 평판형 플라즈마 처리 장치, 고밀도 플라즈마 처리 장치(ICP, ECR, 헬리콘 등의 플라즈마 처리 장치) 등에도 적용이 가능하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에 기재한 요지 내에서 여러 가지로 변형·변경이 가능하다.
본 발명에 따르면, 기판 처리 장치의 클리닝의 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (13)

  1. 내부에 피처리 기판을 유지하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 처리를 위한 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내에 설치된, 상기 피처리 기판을 유지하는 유지대와,
    상기 처리 용기 내의 공간을 제 1 공간과 제 2 공간으로 분리하는 실드판을 갖는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 제 1 공간을 배기하는 제 1 배기 경로와,
    상기 제 2 공간을 배기하는 제 2 배기 경로를 갖는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공간은 상기 유지대와 상기 실드판 사이에 형성되는 공간인 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 공간은, 상기 실드판과 상기 처리 용기 내벽면의 사이에 형성되는 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 공간은, 상기 실드판과 상기 유지대를 지지하는 지지부의 사이에 형성되는 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 용기 내를 배기하는 배기 경로로서, 상기 제 1 배기 경로 및 상기 제 2 배기 경로 중 어느 하나가 이용되도록 전환하는 것을 가능하게 하는 배기 경로 전환 수단을 갖는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배기 경로 전환 수단은, 상기 제 1 배기 경로에 설치된 제 1 밸브와, 상기 제 2 배기 경로에 설치된 제 2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브는, 배기 컨덕턴스가 조정 가능한 컨덕턴스 가변 밸브인 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배기 경로는, 상기 처리 용기에 설치된 제 1 배기구를 포함하고, 상기 제 2 배기 경로는, 상기 처리 용기에 당해 제 1 배기구와는 독립적으로 설치된 제 2 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 배기 경로는, 상기 처리 용기 내의 공간을 구획하여 이루어지는 당해 처리 용기 벽부의 내부에 설치된 배기 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 용기 내에 플라즈마를 여기하는 플라즈마 여기 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 플라즈마 여기 수단은, 상기 처리 용기 상에 설치된 래디얼 라인 슬롯 안테나인 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급 수단은, 제 1 가스 공급 수단과, 당해 제 1 가스 공급 수단과는 독립적으로 상기 처리 용기 내에 가스를 공급하는 제 2 가스 공급 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 실드판에는, 당해 실드판을 가열하는 가열 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    기판 처리 장치.
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