KR20100028490A - 성막 장치, 기판 처리 장치, 성막 방법 및 기억 매체 - Google Patents

성막 장치, 기판 처리 장치, 성막 방법 및 기억 매체 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

성막 장치는, 용기 내에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블을 포함한다. 제1 및 제2 반응 가스 공급부는, 회전 테이블의 1면에 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스를 각각 공급한다. 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이의 분리 영역에, 분리 가스 공급부로부터 제1 분리 가스가 토출된다. 분리 영역에 천장면이 설치되고, 분리 영역으로부터 처리 영역측으로 분리 가스가 흐르기 위한 협애한 공간을 회전 테이블과의 사이에 형성한다. 기판을 승강하기 위한 승강 기구가 기판 적재부에 설치된다. 승강 기구는, 회전 테이블에 대하여 상하 방향으로 이동 가능한 동시에, 회전 테이블의 반경 방향으로도 이동 가능하다.
Figure P1020090082739
진공 용기, 천장판, 회전 테이블, 회전축, 케이스체, 용기 본체, 플랜지

Description

성막 장치, 기판 처리 장치, 성막 방법 및 기억 매체{FILM FORMATION APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, FILM FORMATION METHOD AND STORAGE MEDIUM}
<관련 출원의 참조>
본 출원은 2008년 9월 4일 출원의 우선권 주장 일본 특허 출원 2008-227032호 및 2009년 8월 4일 출원의 우선권 주장 일본 특허 출원 2009-181807호에 기초하는 것이며, 그 전체 내용은 여기에 원용된다.
본 발명은, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순차적으로 기판의 표면에 공급하는 사이클을 반복해서 행함으로써, 반응 생성물이 적층된 박막을 형성하는 성막 장치, 기판 처리 장치, 성막 방법 및 이 방법을 실행하는 프로그램을 저장한 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에서의 박막 퇴적 기술로서, 소위 원자층 퇴적(ALD) 또는 분자층 퇴적(MLD)이 알려져 있다. 이러한 박막 퇴적 기술에서는, 진공하에서 제1 반응 가스가 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼)의 표면에 흡착되고, 이어서, 그 웨이퍼의 표면에 제2 반응 가스가 흡착되어서, 그 웨이퍼의 표면상에서의 제1 및 제2 반응 가스의 반응을 통해서 1 이상의 원자층 또는 분자층이 형성된다. 그리고, 그러한 가스의 교대 흡착이 복수 회 반복되어서 웨이퍼 위에 막이 퇴적된다. 이 기술은, 가스의 교대 공급의 횟수에 의해 막 두께를 높은 정밀도로 제어할 수 있는 점, 퇴적막이 웨이퍼 위에서 우수한 균일성을 가질 수 있는 점에서 유리하다. 따라서, 이 퇴적 방법은, 반도체 디바이스의 가일층의 미세화에 대처할 수 있는 박막 퇴적 기술로서 유망하다고 여겨지고 있다.
이러한 성막 방법은, 예를 들어 게이트 절연체에 이용되는 유전체막을 성막하기 위해서 적절하게 사용할 수 있다. 게이트 절연체로서 실리콘 산화막(SiO2막)을 성막하는 경우에는, 제1 반응 가스(원료 가스)로서, 예를 들어 비스터셜 부틸아미노실란(이하 「BTBAS」라고 함) 가스 등이 이용되고, 제2 반응 가스(산화 가스)로서 오존 가스 등이 이용된다.
이러한 성막 방법을 실시하기 위해서, 진공 용기와 이 진공 용기의 상부 중앙에 가스 샤워 헤드를 갖는 매엽의 성막 장치를 사용하는 것이 검토되어 왔다. 이러한 성막 장치에서는, 반응 가스가 상부 중앙으로부터 공급되고, 미반응의 반응 가스 및 반응 부생성물이 처리 용기의 저부로부터 배기된다. 이러한 진공 용기를 사용한 경우, 퍼지 가스에 의한 가스 치환에 긴 시간이 걸리고, 사이클수도 예를 들어 수 백회에나 도달하는 점에서, 처리 시간이 길게 걸린다. 이 때문에, 고 처리량을 실현 가능한 성막 장치 및 성막 방법이 요망되고 있다.
이러한 배경으로부터, 진공 용기와, 복수매의 기판을 회전 방향을 따라서 유 지하는 회전 테이블을 갖는 성막 장치가 제안되어 있다.
아래에 게재하는 특허 문헌 1은, 처리 챔버가 편평한 실린더로 형성된 퇴적 장치를 개시하고 있다. 이 처리 챔버는, 2개의 반원 영역으로 분할되어 있다. 각 영역은, 각 영역의 상부에서 그 영역을 둘러싸도록 설치된 배기 포트를 갖고 있다. 또한, 처리 챔버는, 2개 영역의 사이에서 처리 챔버의 직경을 따라서, 분리 가스를 도입하는 가스 주입구를 갖고 있다. 이들 구성에 의해, 서로 다른 반응 가스가 각각의 영역에 공급되어서 각각의 배기 포트에 의해 위로부터 배기되는 동시에, 회전 테이블이 회전하여, 회전 테이블에 적재된 웨이퍼가 2개의 영역을 교대로 빠져나간다. 그리고 분리 가스가 공급되는 분리 영역은, 원료 가스가 공급되는 영역보다도 낮게 천장을 갖고 있다.
특허 문헌 2는, 복수의 웨이퍼를 지지해서 수평 회전 가능한 웨이퍼 지지 부재(회전 테이블)와, 웨이퍼 지지 부재에 대향해서, 웨이퍼 지지 부재의 회전 방향을 따라서 등 각도 간격으로 배치되는 제1 및 제2 가스 토출 노즐과, 제1 및 제2 가스 토출 노즐 사이에 배치되는 퍼지 노즐을 갖는 처리 챔버를 개시하고 있다. 가스 토출 노즐은 웨이퍼 지지 부재의 반경 방향으로 연장되어 있다. 웨이퍼의 표면은, 웨이퍼 지지 부재의 표면보다도 웨이퍼의 두께만큼 높고, 가스 토출 노즐과 웨이퍼 지지 부재상의 웨이퍼의 간격은 약 0.1mm 이상이다. 진공 배기 장치가, 웨이퍼 지지 부재의 외측 단부와 처리 챔버의 내벽 사이의 어느 한 부위에 접속되어 있다. 이렇게 구성된 처리 용기에 의하면, 퍼지 가스 노즐이 퍼지 가스를 방출해서 가스 커튼을 형성하여, 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 혼합되는 것을 방지하 고 있다.
특허 문헌 3은, 복수의 격벽에 의해 복수의 처리 영역으로 분할되는 처리 챔버를 개시하고 있다. 격벽 아래에는, 복수의 웨이퍼가 적재되는 원형의 회전 서셉터가, 격벽에 대하여 약간의 간극을 두고 설치되어 있다.
특허 문헌 4는, 90도의 각도 간격으로 배치되는 90도의 꼭지각을 갖는 4개의 부채형의 가스 공급판과, 2개의 인접하는 가스 공급판 사이에 배치되어 처리 용기 내를 배기하는 배기구와, 복수의 웨이퍼를 지지하고, 가스 공급판에 대향하는 서셉터를 갖는 처리 챔버를 개시하고 있다. 4개의 가스 공급판은, 아르신(AsH3) 가스, 수소(H2) 가스, 트리메틸 갈륨(TMG) 가스, 및 H2 가스를 각각 방출한다.
특허 문헌 5는, 격벽에 의해 4개의 구역으로 분할되고, 4개의 구역의 각각에 설치된 서셉터를 갖는 원형의 플레이트와, 십자형으로 접속된 4개의 인젝터 파이프와, 4개의 서셉터의 각각의 가까이에 배치된 2개의 배기구를 갖는 처리 챔버를 개시하고 있다. 이 처리 챔버에서는, 4개의 웨이퍼가 4개의 서셉터에 각각 탑재되고, 4개의 인젝터 파이프가, 원료 가스, 퍼지 가스, 원료 가스, 다른 퍼지 가스를 각각 방출하면서 원형의 플레이트의 상방에서 십자형의 중앙을 중심으로 해서 회전한다. 인젝터 파이프가 4개의 적재 영역에 순서대로 위치하도록 인젝터 유닛을 수평 회전시키고 또한 회전 테이블의 주변으로부터 진공 배기한다.
또한, 특허 문헌 6(특허 문헌 7, 8)은, 복수의 가스를 타깃(웨이퍼)에 교대로 흡착시킨다, 원자층 CVD에 적절하게 사용되는 성막 장치를 개시하고 있다. 이 장치에서는, 상방으로부터 서셉터에 소스 가스와 퍼지 가스를 공급하면서, 웨이퍼를 유지하는 서셉터가 회전한다. 이 문헌의 단락 0023, 0024, 0025에는, 챔버의 중심으로부터 반경 방향으로 연장되는 격벽과, 소스 가스 또는 퍼지 가스를 공급하기 위해서 격벽의 저부에 형성된 가스 토출 구멍이 기재되어 있다. 또한, 퍼지 가스로서 불활성 가스가 가스 토출 구멍으로부터 토출되어 가스 커튼을 형성하고 있다. 가스의 배기에 관해서는, 이 문헌의 단락 0058에서, 소스 가스가 배기 채널(30a)을 통해서 배기되고, 퍼지 가스가 배기 채널(30b)을 통해서 배기되는 것이 기재되어 있다.
특허 문헌 9는, 성막 장치의 서셉터에 형성된 기판 적재 영역에 웨이퍼 등의 기판을 적재하기 위해서 리프트 핀을 개시하고 있다. 이 리프트 핀은 상하 구동하는 기구를 갖고 있으며, 이 상하 구동에 의해 웨이퍼 등의 기판이 기판 적재 영역에 적재된다.
특허 문헌 1: 미국 특허 공보 제7,153,542호: 도 6의 (a), (b)
특허 문헌 2: 일본 특허 출원 공개 제2001-254181호 공보: 도 1 및 도 2
특허 문헌 3: 일본 특허 제3144664호 공보: 도 1, 도 2, 청구항 1
특허 문헌 4: 일본 특허 출원 공개 평4-287912호 공보
특허 문헌 5: 미국 특허 공보 제6,634,314호
특허 문헌 6: 일본 특허 출원 공개 제2007-247066호 공보: 단락 0023 내지 0025, 0058, 도 12 및 도 18
특허 문헌 7: 미국 특허 공개 공보 제2007-218701호
특허 문헌 8: 미국 특허 공개 공보 제2007-218702호
특허 문헌 9: 미국 특허 공보 제6,646,235호
그러나, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 장치에서는, 반응 가스와 분리 가스가 하향으로 공급되고, 챔버의 상부에 설치된 배기 포트로부터 상향으로 배기되기 때문에, 챔버 내의 파티클이 가스의 상향의 흐름에 의해 뿜어 올려져서 웨이퍼 위에 떨어져, 웨이퍼가 오염될 우려가 있다.
또한, 특허 문헌 2에 기재되어 있는 기술에서는, 가스 커튼은, 이들 반응 가스의 혼합을 완전하게 방지할 수 없고, 가스는 웨이퍼 지지 부재의 회전에 의해 회전 방향으로 흐를 경우도 있어서, 반응 가스의 한쪽이 가스 커튼을 지나서 흘러 다른 반응 가스와 혼합되는 것을 허용하게 된다. 또한, 회전하고 있는 웨이퍼 지지 부재의 중심 부근에서는, 가스에 대하여 큰 원심력이 작용하지 않기 때문에, 제1(제2) 가스 출구 노즐로부터 분출된 제1(제2) 반응 가스가, 웨이퍼 지지 부재의 중심부를 지나서 제2(제1) 반응 가스와 접하는 경우가 있다. 반응 가스가 챔버 내에서 혼합되어 버리면, MLD(또는 ALD) 모드에서의 박막의 퇴적을 기대한 바와 같이 실시할 수 없다.
특허 문헌 3에 기재되어 있는 장치에서는, 처리 챔버에서, 처리 영역의 하나에 도입된 처리 가스가, 격벽 아래의 간극을 통해서 인접하는 처리 영역에 확산되어, 그 인접 처리 영역에 도입되는 다른 처리 가스와 혼합되는 경우가 있다. 또한, 처리 가스는, 배기 챔버에서 혼합되어, 웨이퍼가 2개의 처리 가스에 동시에 노출되는 경우도 있다. 따라서, 이 처리 챔버에 의해서는, MLD(ALD) 모드에서의 박 막의 퇴적을 적절하게 실시할 수 없다.
특허 문헌 4의 개시는, 2개의 원료 가스(AsH3, TMG)가 혼합되어 버리는 것을 방지하기 위한 현실적인 방책을 전혀 제공하고 있지 않다. 그러한 방책이 없기 때문에, 2개의 반응 가스는, 서셉터의 중심 부근이나 H2 가스의 공급판을 통해서 혼합되어 버리는 경우가 있다. 또한, 배기구가 인접하는 2개의 가스 공급판 사이에 배치되고 있기 때문에, 가스를 상향으로 배기하게 되어, 서셉터 표면으로부터 파티클을 뿜어 올려서 웨이퍼의 오염을 초래한다.
특허 문헌 5에 개시된 처리 챔버에서는, 인젝터 파이프의 하나가 4개의 구획중 하나의 위를 통과한 후, 이 구획을 단시간에 퍼지할 수 없다. 또한, 4개의 구획중 하나에서의 반응 가스는, 인접하는 구획에 용이하게 흘러들어올 가능성이 있다. 따라서, MLD(ALD) 모드에서의 박막의 퇴적을 행하는 것은 곤란하다.
특허 문헌 6에 개시된 기술에 의하면, 소스 가스는, 퍼지 가스 컴파트먼트의 양측에 위치하는 소스 가스 컴파트먼트로부터 퍼지 가스 컴파트먼트로 유입하게 되어, 퍼지 가스 컴파트먼트에서 서로 혼합되어 버린다. 그 결과, 반응 생성물이 퍼지 가스 컴파트먼트에서 생성되어, 웨이퍼 위에 파티클이 낙하할 가능성이 있다.
특허 문헌 9에 개시된 기술에서는, 기판 적재 영역은, 웨이퍼 등의 기판보다도 보통 크게 형성되기 때문에, 서셉터를 회전시켰을 때에, 원심력에 의해 웨이퍼 등의 기판은 기판 적재 영역 내를 이동하고, 기판 적재 영역의 벽면과 접촉하여, 웨이퍼 등이 파손할 우려가 있다.
본 발명의 총괄적인 목적은, 전술한 문제를 해결한 신규이고 개량된 유용한 성막 장치, 기판 처리 장치, 성막 방법 및 이 방법을 실시하는 프로그램을 저장한 기억 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 보다 구체적인 목적은, 성막되는 기판의 깨짐이나 결함을 방지함으로써, 불량품의 발생을 방지함과 동시에, 파티클 등의 발생을 방지하고, 청정한 환경에서 성막을 행하는 것을 가능하게 하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판에 공급하는 사이클을 실행해서 반응 생성물의 층을 당해 기판 위에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치로서, 용기에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블과, 회전 테이블의 1면에 설치되고, 기판이 적재되는 기판 적재 영역과, 상기 1면에 제1 반응 가스를 공급하도록 구성된 제1 반응 가스 공급부와, 회전 테이블의 회전 방향을 따라서 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된, 상기 1면에 제2 반응 가스를 공급하도록 구성된 제2 반응 가스 공급부와, 회전 방향을 따라서, 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하고, 제1 처리 영역과 제2 처리 영역을 분리하는 분리 영역과, 제1 처리 영역과 제2 처리 영역을 분리하기 위해서, 용기의 거의 중앙에 위치하고, 1면을 따라서 제1 분리 가스를 토출되는 토출 구멍을 갖는 중앙 영역과, 분리 영역의 양측으로 확산되는 분리 가스 및 중앙 영역으로부터 토출되는 분리 가스와 함께 반응 가스를 배기하기 위한 배기구와, 분 리 영역에 설치되고, 분리 가스를 공급하기 위한 분리 가스 공급부와, 분리 영역에 설치되고, 분리 가스 공급부의 회전 방향 양측에 위치하고, 당해 분리 영역으로부터 처리 영역측에 분리 가스가 흐르기 위한 협애한 공간을 상기 회전 테이블과의 사이에 형성하는 천장면과, 기판 적재부에 설치된 기판을 승강하기 위한 승강 기구를 구비하고, 승강 기구는, 회전 테이블에 대하여 상하 방향으로 이동 가능한 동시에, 회전 테이블의 반경 방향으로도 이동 가능한 성막 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판에 공급하는 사이클을 실행해서 반응 생성물의 층을 당해 기판 위에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치로서, 용기 내에 설치된 회전 테이블과, 회전 테이블의 동일 원주 위에 기판을 적재하기 위해서 회전 테이블에 설치된 복수의 기판 적재부와, 용기 내의 기판 적재부가 형성된 측에 설치된, 제1 반응 가스를 공급하기 위한 제1 반응 가스 공급부와, 용기 내의 기판 적재부가 형성된 측이며, 제1 반응 가스 공급부에 대하여 이격된 위치에 설치된, 제2 반응 가스를 공급하기 위한 제2 반응 가스 공급부와, 제1 반응 가스 공급부에 의해 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과, 제2 반응 가스 공급 수단에 의해 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역을 분리하기 위해서, 제1 처리 영역과 제2 처리 영역 사이에 설치된, 제1 분리 가스를 공급하기 위한 제1 분리 가스 공급부와, 용기의 외부로부터 용기의 내부에 기판을 반송하기 위해서, 용기의 측벽에 설치된 게이트 밸브에 의해 개폐되는 반송구와, 반송구에서 기판을 반송하기 위한 기판 유지 아암을 구비하고, 기판 유지 아암은, 2개의 막대 형상의 유지부로 이루어 지고, 한쪽의 유지부에는, 기판을 유지하기 위한 적어도 하나의 기판 유지부가 설치되어 있고, 다른 쪽의 유지부에는, 기판을 유지하기 위한 적어도 2개의 기판 유지부가 서로 다른 위치에 설치되어 있는 성막 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 내부에 기판 반송부가 배치된 진공 반송실과, 진공 반송실에 기밀하게 접속된 전술한 성막 장치와, 진공 반송실에 기밀하게 접속되어, 진공 분위기와 대기 분위기 사이에서 분위기가 절환 가능한 예비 진공실을 구비한 기판 처리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순차적으로 기판의 표면에 공급하는 사이클을 복수회 행함으로써, 반응 생성물을 적층시켜서 박막을 형성하는 성막 방법으로서, 진공 용기의 외부로부터 반송구를 통해서 기판을 반송하고, 진공 용기 내부의 회전 테이블에 기판을 적재하기 위해서 설치된 기판 적재부에 있어서, 회전 테이블의 중심으로부터 가장 멀리 이격된 위치에 기판을 적재하고, 회전 테이블을 회전시켜서, 진공 용기 내에 서로 떨어져 설치된 제1 반응 가스 공급부 및 제2 반응 가스 공급부로부터, 회전 테이블에서의 기판 적재부가 형성된 면에, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스를 공급하는 동시에, 제1 반응 가스 공급부와 제2 반응 가스 공급부 사이에 설치된 분리 가스 공급부로부터 분리 가스를 공급함으로써 성막을 행하는 성막 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순차적으로 기판의 표면에 공급하는 사이클을 복수회 행함으로써, 반 응 생성물을 적층시켜서 박막을 형성하는 성막 방법으로서, 진공 용기의 외부로부터 반송구를 통해서 반송된 기판을 적재하기 위해서 회전 테이블에 오목 형상으로 형성된 기판 적재부에 있어서 설치된 승강 기구 위에 적재하고, 기판을 승강 기구 위에 적재한 후, 승강 기구를 하강시켜서, 회전 테이블의 표면보다도 낮은 위치로 기판을 이동시키고, 기판을 이동시킨 후, 승강 기구를 회전 테이블의 반경 방향이며, 외측 방향으로 이동시킴으로써, 기판을 기판 적재부의 벽면에 접촉 또는 근접시켜서, 승강 기구를 회전 테이블의 반경 방향 외측 방향으로 이동시킨 후, 승강 기구를 하강시켜서, 기판을 기판 적재부의 저부에 적재하고, 기판을 기판 적재부의 저부에 적재한 후, 회전 테이블을 회전시켜서, 진공 용기 내에 서로 떨어져 설치된 제1 반응 가스 공급부 및 제2 반응 가스 공급부로부터, 회전 테이블에서의 기판 적재부가 형성된 면에, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스를 공급하는 동시에, 제1 반응 가스 공급부와 제2 반응 가스 공급부 사이에 설치된 분리 가스 공급부로부터 분리 가스를 공급함으로써 성막을 행하는 성막 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 진공 용기의 외부로부터 반송구를 통해서 기판을 상기 진공 용기에 반송한 후, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순차적으로 기판의 표면에 공급하는 사이클을 복수회 행함으로써, 반응 생성물을 적층시켜서 박막을 형성하는 성막 방법으로서, 기판을 유지하기 위한 2개의 막대 형상의 유지부를 갖는 기판 유지 아암이며, 한쪽의 유지부에는, 기판을 유지하기 위한 기판 유지부가 적어도 1개소 설치되어 있고, 다른 쪽의 유지부에는, 기판을 유지하기 위한 기판 유지부가 적어도 2개소 설치되어 있는 기판 유지 아암에 의해, 기판을 적재하기 위해서 회전 테이블에 오목 형상으로 형성된 기판 적재부의 바로 위에 기판을 반송하고, 기판을 반송한 후, 기판 유지 아암을 하강시킴으로써, 회전 테이블의 표면보다도 낮은 위치로 기판을 이동시키고, 기판의 하강 후, 기판 유지 아암을 회전 테이블의 반경 방향이며, 회전 테이블의 외측 방향으로 이동시킴으로써, 기판을 기판 적재부의 벽면에 접촉 또는 근접시키고, 기판을 기판 적재부의 벽면에 접촉 또는 근접시킨 후, 기판이 기판 적재부의 저부에 접촉할 때까지 기판 유지 아암을 하강시키고, 기판 유지 아암을 하강시킨 후, 회전 테이블을 회전시키고, 진공 용기 내에 서로 떨어져 설치된 제1 반응 가스 공급부 및 제2 반응 가스 공급부로부터, 회전 테이블에서 기판 적재부가 형성된 면에, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스를 공급하는 동시에, 제1 반응 가스 공급부와 제2 반응 가스 공급부 사이에 설치된 분리 가스 공급부에 의해 분리 가스를 공급하는 성막 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 기판의 표면이 서로 반응하는 복수의 반응 가스를 순차적으로 공급해서 반응 생성물로 이루어지는 층을 적층함으로써 박막을 형성하는 경우에서, 성막되는 기판의 깨짐이나 결함을 방지할 수 있다. 이에 의해, 불량품의 발생을 방지함과 동시에, 파티클 등의 발생을 방지하고, 청정한 환경에서 성막을 행하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 콘터미네이션의 혼입을 최대한 줄일 수 있고, 불순물이 혼입하지 않는 고품질의 박막의 성막을 행하는 것이 가능해진다.
본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 성막 장치는, 도 1(도 3의 I-I선을 따른 단면도)에 도시하는 바와 같이 평면 형상이 대략 원형인 편평한 진공 용기(1)와, 이 진공 용기(1) 내에 설치되고, 당해 진공 용기(1)의 중심으로 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비하고 있다. 진공 용기(1)는 천장판(11)을 용기 본체(12)로부터 분리할 수 있도록 구성되어 있다. 천장판(11)은, 내부의 감압 상태에 의해 밀봉 부재 예를 들어 O링(13)을 통해서 용기 본체(12)측에 압박되고, 이에 의해 진공 용기(1)가 기밀하게 밀폐된다. 한편, 천장판(11)을 용기 본체(12)로부터 분리할 필요가 있을 때에는, 도시하지 않는 구동 기구에 의해 상방으로 들어올릴 수 있다.
회전 테이블(2)은, 중심부에서 원통 형상의 코어부(21)에 고정되고, 이 코어부(21)는, 연직 방향으로 신장하는 회전축(22)의 상단부에 고정되어 있다. 회전축(22)은 용기 본체(12)의 저면부(14)을 관통하고, 그 하단부가 당해 회전축(22)을 연직축 주위로 본 예에서는 시계 방향으로 회전시키는 구동부(23)에 설치되어 있다. 회전축(22) 및 구동부(23)는, 상면이 개방된 통 형상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 이 케이스체(20)는 그 상면에 설치된 플랜지 부분(20a)을 통해서 진공 용기(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 부착되어 있어, 이에 의해, 케이스체(20)의 내부 분위기가 외부 분위기로부터 격리되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 상면에, 각각 웨이퍼(W)를 수용하는 복수(도시의 예에서는 5개)의 원형 오목부(24)가 형성되어 있다. 단, 도 3에서는 1매의 웨이퍼(W)만을 나타내고 있다. 오목부(24)는, 회전 테이블(2)에 등간격으로 배치되어 있다. 도 4a는, 제1 반응 가스 노즐(31)로부터 제2 반응 가스 노즐(32)까지 연장하는 원호를 따른 투영 단면도이다. 도 4a에 도시하는 바와 같이, 오목부(24)는, 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간 큰, 예를 들어, 4mm 큰 직경과, 웨이퍼(W)의 두께와 동일한 깊이를 갖고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)가 오목부(24)에 적재되었을 때, 웨이퍼(W)의 표면은, 회전 테이블(2)의 오목부(24)를 제외한 영역의 표면과 동일한 높이에 있다. 가령, 웨이퍼(W)와 그 영역 사이에 비교적 큰 단차가 있으면, 그 단차에 의해 가스의 흐름에 난류가 발생하여, 웨이퍼(W)상에서의 막 두께 균일성이 영향을 받는다. 이 때문에, 2개의 표면이 동일한 높이에 있다. 「동일한 높이」란, 여기에서는 높이의 차가 약 5mm이하인 것을 의미하지만, 그 차는, 가공 정밀도가 허용하는 범위에서 가능한 한 제로에 가깝게 해야 한다. 오목부(24)의 바닥에는, 3개의 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이들을 통해서 3개의 승강 핀(도 8 참조)이 승강한다. 승강 핀은, 웨이퍼(W)의 이면을 지지하고, 웨이퍼(W)를 승강시킨다.
오목부(24)는, 웨이퍼를 위치 결정해서 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해 튀어나오는 것을 방지하는 웨이퍼(W)의 수용 영역이다. 그러나, 웨이퍼(W)의 수용 영역은, 오목부(24)로 한정되는 것은 아니고, 회전 테이블(2) 위에 소정의 각도 간격으로 배치되어 웨이퍼(W)의 단부를 유지하는 가이드 부재에 의해 실행할 수도 있다. 예를 들어, 웨이퍼(W)의 수용 영역은, 정전 척에 의해 실행해도 된다. 이 경우, 그 흡착에 의해 웨이퍼(W)가 적재되는 영역이 기판 적재부로 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 회전 테이블(2)의 상방에 제1 반응 가스 노 즐(31), 제2 반응 가스 노즐(32), 및 분리 가스 노즐(41, 42)을 포함하고, 이들은, 소정의 각도 간격으로 반경 방향으로 연장되어 있다. 이 구성에 의해, 오목부(24)는, 노즐(31, 32, 41, 및 42) 아래를 통과할 수 있다. 도시의 예에서는, 제2 반응 가스 노즐(32), 분리 가스 노즐(41), 제1 반응 가스 노즐(31), 및 분리 가스 노즐(42)이이 순서로 시계 방향으로 배치되어 있다. 이들 가스 노즐(31, 32, 41, 42)은, 용기 본체(12)의 둘레 벽부를 관통하고, 가스 도입 포트(31a ,32a, 41a, 42a)인 단부를 벽의 외주벽에 부착함으로써, 지지되어 있다. 가스 노즐(31, 32, 41, 42)은, 도시의 예에서는, 용기(1)의 주위 벽부로부터 용기(1) 내로 도입되어 있지만, 환상의 돌출부(5)(후술)로부터 도입해도 된다. 이 경우, 돌출부(5)의 외주면과 천장판(11)의 외표면으로 개방되는 L자형의 도관을 설치하고, 용기(1) 내에서 L자형의 도관의 한쪽의 개구에 가스 노즐(31(32, 41, 42))을 접속하고, 용기(1)의 외부에서 L자형의 도관의 다른 쪽의 개구에 가스 도입 포트(31a(32a, 41a, 42a))를 접속할 수 있다.
도시하고 있지 않지만, 반응 가스 노즐(31)은, 제1 반응 가스인 비스터셜 부틸아미노실란(BTBAS)의 가스 공급원에 접속되고, 반응 가스 노즐(32)은, 제2 반응 가스인 오존(O3)의 가스 공급원에 접속되어 있다.
반응 가스 노즐(31, 32)에는, 하방측에 반응 가스를 토출되기 위한 토출 구멍(33)이 노즐의 길이 방향으로 간격을 두고 배열되어 있다. 본 실시 형태에서는, 토출 구멍(33)은, 약 0.5mm의 구경을 갖고, 반응 가스 노즐(31, 32)의 길이 방향을 따라서 약 10mm의 간격으로 배열되어 있다. 반응 가스 노즐(31, 32)은 각각 제1 반응 가스 공급 수단 및 제2 반응 가스 공급부이다. 또한, 반응 가스 노즐(31)의 하방 영역은 BTBAS 가스를 웨이퍼에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역(P1)이며, 반응 가스 노즐(32)의 하방 영역은 O3 가스를 웨이퍼에 흡착시키기 위한 제2 처리 영역(P2)이다.
한편, 분리 가스 노즐(41, 42)은, 질소 가스(N2)의 가스 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 분리 가스 노즐(41, 42)은, 하방측에 분리 가스를 토출되기 위한 토출 구멍(40)을 갖고 있다. 토출 구멍(40)은, 길이 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 토출 구멍(40)은, 약 0.5mm의 구경을 갖고, 분리 가스 노즐(41, 42)의 길이 방향을 따라서 약 10mm의 간격으로 배열되어 있다.
분리 가스 노즐(41, 42)은, 제1 처리 영역(P1)과 제2 처리 영역(P2)을 분리하도록 구성되는 분리 영역(D)에 설치되어 있다. 각 분리 영역(D)에서는, 진공 용기(1)의 천장판(11)에, 도 2 내지 도 4b에 도시하는 바와 같이, 볼록 형상부(4)가 설치되어 있다. 볼록 형상부(4)는, 부채형의 상면 형상을 갖고 있으며, 그 정상부는 용기(1)의 중심에 위치하고, 원호는 용기 본체(12)의 내주벽의 근방을 따라서 위치하고 있다. 또한, 볼록 형상부(4)는, 볼록 형상부(4)가 2분할되도록 반경 방향으로 신장하는 홈부(43)를 갖고 있다. 홈부(43)에는 분리 가스 노즐[41(42)]이 수용되어 있다. 분리 가스 노즐[41(42)]의 중심축과 부채형의 볼록 형상부(4)의 한쪽 변 사이의 거리는, 분리 가스 노즐[41(42)]의 중심축과 부채형의 볼록 형상부(4)의 다른 쪽 변 사이의 거리와 거의 동등하다. 또한, 홈부(43)는, 본 실시예에서는, 볼록 형상부(4)를 이등분하도록 형성되지만, 다른 실시예에서는, 예를 들어, 볼록 형상부(4)에서의 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측이 넓어지도록, 홈부(43)를 형성해도 된다.
상기의 구성에 의하면, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 분리 가스 노즐[41(42)]의 양측에는 평탄한 낮은 천장면(44)(제1 천장면)이 있고, 낮은 천장면(44)의 양 측방에는 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 있다. 볼록 형상부(4)(천장면(44))는, 제1 및 제2 반응 가스가 볼록 형상부(4)와 회전 테이블(2) 사이에 침입하는 것을 저지해서 혼합되는 것을 저지하기 위한 협애한 공간 H인 분리 공간을 형성한다.
도 4b를 참조하면, 회전 테이블(2)의 회전 방향을 따라서 반응 가스 노즐(32)로부터 볼록 형상부(4)를 향해서 흐르는 O3 가스가 당해 공간에 침입하는 것이 저지되고, 또한 회전 테이블(2)의 회전 방향과 반대 방향을 따라서 반응 가스 노즐(31)로부터 볼록 형상부(4)를 향해서 흐르는 BTBAS 가스가 당해 공간에 침입하는 것이 저지된다. 「가스가 침입하는 것이 저지한다」란, 분리 가스 노즐(41)로부터 토출된 분리 가스인 N2 가스가 제1 천장면(44)과 회전 테이블(2)의 표면 사이에 확산되어, 본 예에서는 당해 제1 천장면(44)에 인접하는 제2 천장면(45)의 하방측의 공간으로 분출되어, 이에 의해 제2 천장면(45)의 하방측 공간으로부터의 가스 가 침입할 수 없게 되는 것을 의미한다. 그리고 「가스가 침입할 수 없게 된다」란, 제2 천장면(45)의 하방측 공간으로부터 볼록 형상부(4)의 하방측 공간으로 전혀 들어올 수 없는 경우만을 의미하는 것이 아니라, 반응 가스의 일부가 침입해도, 그 반응 가스가 분리 가스 노즐(41)을 향해서 더 진행할 수 없어, 따라서, 혼합될 수 없는 것도 의미한다. 즉, 이러한 작용이 얻어지는 한, 분리 영역(D)은, 제1 처리 영역(P1)과 제2 처리 영역(P2)을 분리하게 된다. 또한, 웨이퍼에 흡착한 가스에 대해서는 당연히 분리 영역(D) 내를 통과할 수 있다. 따라서, 가스의 침입 저지는, 기상중의 가스를 의미하고 있다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 천장판(11)의 하면에는, 내주연이 코어부(21)의 외주면에 면하도록 배치된 환상의 돌출부(5)가 설치되어 있다. 돌출부(5)는, 코어부(21)보다도 외측의 영역에서 회전 테이블(2)과 대향하고 있다. 또한, 돌출부(5)는, 볼록 형상부(4)와 일체로 형성되고, 볼록 형상부(4)의 하면과 돌출부(5)의 하면은 1평면을 형성하고 있다. 즉, 돌출부(5)의 하면의 회전 테이블(2)로부터의 높이는, 볼록 형상부(4)의 하면(천장면(44))과 높이와 동등하다. 이 높이는, 후에 높이 h라고 언급된다. 단, 돌출부(5)와 볼록 형상부(4)는, 반드시 일체가 아니어도 되고, 별도의 부재이어도 된다. 또한, 도 2 및 도 3은, 볼록 형상부(4)를 용기(1) 내에 남긴 채 천장판(11)을 제거한 용기(1)의 내부 구성을 도시하고 있다.
본 실시예에서는, 분리 영역(D)은, 볼록 형상부(4)로 되어야할 부채형 플레이트에 홈부(43)를 형성하고, 분리 가스 노즐[41(42)]을 홈부(43)에 배치함으로써 형성된다. 그러나, 2개의 부채형 플레이트가 분리 가스 노즐[41(42)]의 양측에 배치되도록, 이들 2개의 부채형 플레이트를 천장판(11)의 하면에 나사로 부착하도록 해도 된다.
본 실시예에서는, 분리 가스 노즐[41(42)]은, 바로 아래를 향한 예를 들어 구경이 0.5mm의 토출 구멍이며, 노즐의 길이 방향을 따라서 10mm의 간격을 두고 배열되어 있다. 또한 반응 가스 노즐(31, 32)에 대해서도, 바로 아래를 향한 예를 들어 구경이 0.5mm의 토출 구멍이며, 노즐의 길이 방향을 따라서 예를 들어 10mm의 간격을 두고 배열되어 있다.
본 실시예에서, 직경 약 300mm을 갖는 웨이퍼(W)가 용기(1) 내에서 처리되게 되는 경우, 볼록 형상부(4)는, 회전 테이블의 회전 중심으로부터 140mm 이격된 내측의 원호 li(도 3)에 따른 예를 들어 140mm의 둘레 방향 길이와, 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 최외부에 대응하는 외측의 원호 lo(도 3)를 따른 예를 들어 502mm의 둘레 방향 길이를 갖는다. 또한, 외측의 원호 lo를 따른, 볼록 형상부(4)의 1측벽으로부터 홈부(43)의 바로 근처의 측벽까지의 둘레 방향 길이는, 약 246mm이다.
또한, 볼록 형상부(4)의 하면, 즉, 천장면(44)의, 회전 테이블(2)의 표면으로부터 측정한 높이 h(도 4a 참조)는, 예를 들어 약 0.5mm 내지 약 10mm이면 되고, 약 4mm이면 적합하다. 또한, 회전 테이블(2)의 회전수는 예를 들어 1rpm 내지 500rpm으로 설정되어 있다. 분리 영역(D)의 분리 기능을 확보하기 위해서는, 처리 용기(1) 내의 압력이나 회전 테이블(2)의 회전수 등에 따라, 볼록 형상부(4)의 크 기나 볼록 형상부(4)의 하면 제1 천장면(44)과 회전 테이블(2)의 표면과의 높이 h를 예를 들어 실험 등을 통해서 설정하면 된다. 또한 분리 가스로서는, 본 실시 형태에서는 N2 가스이지만, 분리 가스가 산화 실리콘의 성막에 영향을 주지 않는 한에서, He나 Ar 가스 등의 불활성 가스나 수소 가스 등이어도 된다.
도 5는, 도 3의 A-A선을 따른 단면도의 반을 도시하고, 여기에는 볼록 형상부(4)와, 볼록 형상부(4)와 일체로 형성된 돌출부(5)가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 볼록 형상부(4)는, 그 외측 테두리에서 L자 형상으로 굴곡되는 굴곡부(46)를 갖고 있다. 볼록 형상부(4)는 천장판(11)에 부착되어 천장판(11)과 함께 용기 본체(12)로부터 분리될 수 있기 때문에, 굴곡부(46)와 회전 테이블(2) 사이 및 굴곡부(46)와 용기 본체(12) 사이에 약간의 간극이 있지만, 굴곡부(46)는, 회전 테이블(2)과 용기 본체(12) 사이의 공간을 대략 메우고 있어, 반응 가스 노즐(31a)로부터의 제1 반응 가스(BTBAS)와 반응 가스 노즐(32a)로부터의 제2 반응 가스(오존)가 이 간극을 통해서 혼합되는 것을 방지한다. 굴곡부(46)와 용기 본체(12) 사이의 간극, 및 굴곡부(46)와 회전 테이블(2) 사이에 약간의 간극은, 전술한 회전 테이블로부터 볼록 형상부(4)의 천장면(44)까지의 높이 h와 거의 동일한 치수로 되어 있다. 도시의 예에서, 굴곡부(46)의 회전 테이블(2)의 외주면에 면하는 측벽이, 분리 영역(D)의 내주벽을 구성하고 있다.
도 3에 도시하는 I-I선을 따른 단면도인 도 1를 다시 참조하면, 용기 본체(12)는, 회전 테이블(2)의 외주면에 대향하는 용기 본체(12)의 내주부에 오목부 를 갖고 있다. 이 이후, 이 오목부를 배기 영역(6)이라고 칭한다. 배기 영역(6)의 하방에는, 배기구(61)[다른 배기구(62)에 대해서는 도 3 참조]가 설치되고, 이들에는 다른 배기구(62)에 대해서도 사용될 수 있는 배기관(63)을 통해서 진공 펌프(64)에 접속되어 있다. 또한, 배기관(63)에는 압력 조정기(65)가 설치되어 있다. 복수의 압력 조정기(65)를, 대응하는 배기구(61, 62)에 대하여 설치해도 된다.
도 3을 다시 참조하면, 배기구(61)는, 상방으로부터 보면, 제1 반응 가스 노즐(31)과, 제1 반응 가스 노즐(31)에 대하여 회전 테이블(2)의 시계 회전 방향의 하류에 위치하는 볼록 형상부(4) 사이에 배치되어 있다. 이 구성에 의해, 배기구(61)는, 실질적으로 제1 반응 가스 노즐(31)로부터의 BTBAS 가스를 오로지 배기할 수 있다. 한편, 배기구(62)는, 상방으로부터 보면, 제2 반응 가스 노즐(32)과, 제2 반응 가스 노즐(32)에 대하여 회전 테이블(2)의 시계 회전 방향의 하류에 위치하는 볼록 형상부(4) 사이에 배치되어 있다. 이 구성에 의해, 배기구(62)는, 실질적으로 제2 반응 가스 노즐(32)로부터의 O3 가스를 오로지 배기할 수 있다. 따라서, 이와 같이 구성되는 배기구(61, 62)는, 분리 영역(D)이 BTBAS 가스와 O3 가스가 혼합되는 것을 방지하는 것을 보조할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 2개의 배기구가 용기 본체(12)에 설치되어 있지만, 다른 실시 형태에서는, 3개의 배기구가 설치되어도 된다. 예를 들어, 제2 반응 가스 노즐(32)과, 제2 반응 가스 노즐(32)에 대하여 회전 테이블(2)의 시계 회전 방향의 상류에 위치하는 분리 영역(D) 사이에 추가의 배기구를 설치해도 된다. 또한, 또한 추가의 배기구를 어딘가에 설치해도 된다. 도시의 예에서는, 배기구(61, 62)는 회전 테이블(2)보다도 낮은 위치에 설치함으로써 진공 용기(1)의 내주벽과 회전 테이블(2)의 주연 사이의 간극으로부터 배기하도록 하고 있지만, 용기 본체(12)의 측벽에 설치해도 된다. 또한, 배기구(61, 62)를 용기 본체(12)의 측벽에 설치하는 경우, 배기구(61, 62)는 회전 테이블(2)보다도 높게 위치해도 된다. 이 경우, 가스는 회전 테이블(2)의 표면을 따라서 흘러서, 회전 테이블(2)의 표면보다 높게 위치하는 배기구(61, 62)로 흘러들어 온다. 따라서, 용기(1) 내의 파티클이 뿜어 올려지지 않는다고 하는 점에서, 배기구가 예를 들어 천장판(11)에 설치된 경우에 비해서, 유리하다.
도 1, 도 2 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)과 용기 본체(12)의 저부(14) 사이의 공간에는, 가열부로서의 환상의 히터 유닛(7)이 설치되고, 이에 의해, 회전 테이블(2) 위의 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)을 통해서 프로세스 레시피에서 결정된 온도로 가열된다. 또한, 커버 부재(71)가, 회전 테이블(2)의 하방에 있어서 회전 테이블(2)의 외주의 가까이에, 히터 유닛(7)을 둘러싸도록 설치되고, 히터 유닛(7)이 놓여져 있는 공간이, 히터 유닛(7)의 외측의 영역으로부터 구획되어 있다. 커버 부재(71)는 상단부에 플랜지부(71a)를 갖고, 플랜지부(71a)는, 커버 부재(71) 내에 가스가 유입되는 것을 방지하기 위해서, 회전 테이블(2)의 하면과 플랜지부 사이에 약간의 간극이 유지되도록 배치된다.
다시 도 1을 참조하면, 저부(14)는, 환상의 히터 유닛(7)의 내측에 융기부를 갖고 있다. 융기부의 상면은, 회전 테이블(2)과 융기부 사이 및 융기부와 코어부(21)에 접근되어 있고, 융기부의 상면과 회전 테이블(2) 사이, 및 융기부의 상면과 코어부(21)의 이면 사이에 약간의 간극을 남겨두고 있다. 또한, 저부(14)는, 회전축(22)이 빠져나가는 중심 구멍을 갖고 있다. 이 중심 구멍의 내경은, 회전축(22)의 직경보다도 약간 크고, 플랜지부(20a)를 통해서 케이스체(20)와 연통하는 간극을 남겨두고 있다. 퍼지 가스 공급관(72)이 플랜지부(20a)의 상부에 접속되어 있다. 또한, 히터 유닛(7)이 수용되는 영역을 퍼지하기 위해서, 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 소정의 각도 간격으로 히터 유닛(7)의 하방의 영역에 접속되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 회전축(22)과 저부(14)의 중심 구멍 사이의 간극, 코어부(21)와 저부(14)의 융기부 사이의 간극, 및 저부(14)의 융기부와 회전 테이블(2)의 이면 사이의 간극을 통해서, 퍼지 가스 공급관(72)으로부터 히터 유닛 공간으로 N2 퍼지 가스가 흐른다. 또한, 퍼지 가스 공급관(73)으로부터 히터 유닛(7) 아래의 공간에 N2 가스가 흐른다. 그리고, 이들의 N2 퍼지 가스는, 커버 부재(71)의 플랜지부(71a)와 회전 테이블(2)의 이면 사이의 간극을 통해서 배기구(61)로 흘러들어 온다. N2 퍼지 가스의 이러한 흐름은, 도 7에 화살표로 나타내고 있다. N2 퍼지 가스는, 제1(제2)의 반응 가스가 회전 테이블(2)의 하방의 공간을 돌아 들어가서 제2(제1)의 반응 가스와 혼합되는 것을 방지하는 분리 가스로서 작용한다.
도 7을 참조하면, 용기(1)의 천장판(11)의 중심부에는 분리 가스 공급관(51)이 접속되고, 이에 의해, 천장판(11)과 코어부(21) 사이의 공간(52)에 분리 가스인 N2 가스가 공급된다. 이 공간(52)에 공급된 분리 가스는, 돌출부(5)와 회전 테이블(2)과의 좁은 간극(50)을 통해서, 회전 테이블(2)의 표면을 따라 흘러서, 배기 영역(6)에 도달한다. 이 공간(53)과 간극(50)은 분리 가스가 가득 차 있으므로, 회전 테이블(2)의 중심부를 통해서 반응 가스(BTBAS, O3)가 혼합되는 일이 없다. 즉, 본 실시 형태의 성막 장치는, 제1 처리 영역(P1)과 제2 처리 영역(P2)을 분리하기 위해서 회전 테이블(2)의 회전 중심부와 용기(1)에 의해 구획되고, 분리 가스를 회전 테이블(2)의 상면을 향해서 토출되는 토출구를 갖도록 구성되는 중심 영역(C)이 설정되어 있다. 또한, 도시의 예에서는, 토출구는 돌출부(5)와 회전 테이블(2)과의 좁은 간극(50)에 상당한다.
또한, 용기 본체(12)의 측벽에는, 도 2, 도 3 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 반송구(15)가 형성되어 있다. 웨이퍼(W)는, 반송구(15)를 통해서 외부의 반송 아암(10)에 의해 진공 용기(1) 내로 또는 밖으로 반송된다. 이 반송구(15)에는 게이트 밸브(도시하지 않음)가 설치되고, 이에 의해 반송구(15)가 개폐된다. 회전 테이블(2)의 웨이퍼 수용 영역인 오목부(24)가 반송구(15)에 정렬되고, 게이트 밸브가 개방되면, 웨이퍼(W)는, 반송 아암(10)에 의해 진공 용기(1) 내로 반송되어, 반송 아암(10)으로부터 오목부(24)에 놓인다. 웨이퍼(W)를 반송 아암(10)으로부터 오목부(24)에 내리기 위해서, 또한, 오목부(24)로부터 들어올리기 위해서, 승강 핀(16)(도 8)이 설치되어 있고, 승강 핀은 승강 기구(도시하지 않음)에 의해, 회전 테이블(2)의 오목부(24)에 형성된 관통 구멍을 통해서 승강된다.
또한, 본 실시 형태에 의한 성막 장치에는, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 제어부(100)가 설치되어 있다. 이 제어부(100)는, 예를 들어 컴퓨터로 구성되는 프로세스 컨트롤러(100a)와, 유저 인터페이스부(100b)와, 메모리 장치(100c)를 갖는다. 유저 인터페이스부(100b)는, 성막 장치의 동작 상황을 표시하는 디스플레이나, 성막 장치의 조작자가 프로세스 레시피를 선택하거나, 프로세스 관리자가 프로세스 레시피의 파라미터를 변경하거나 하기 위한 키보드나 터치 패널(도시하지 않음) 등을 갖는다.
메모리 장치(100c)는, 프로세스 컨트롤러(100a)에 다양한 프로세스를 실시시키는 제어 프로그램, 프로세스 레시피, 및 각종 프로세스에서의 파라미터 등을 기억하고 있다. 또한, 이들 프로그램은, 예를 들어 후술하는 동작을 행하게 하기 위한 스텝군을 갖고 있다. 이들 제어 프로그램이나 프로세스 레시피는, 유저 인터페이스부(100b)로부터의 지시에 따라서, 프로세스 컨트롤러(100a)에 의해 판독되어 실행된다. 또한, 이들 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체(100d)에 저장되고, 이들에 대응한 입출력 장치(도시하지 않음)를 통해서 메모리 장치(100c)에 인스톨하면 된다. 컴퓨터 판독 가능 기억 매체(100d)는, 하드 디스크, CD, CD-R/RW, DVD-R/RW, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등이면 된다. 또한, 프로그램은 통신 회선을 통해서 메모리 장치(100c)에 다운로드해도 된다.
다음에, 본 실시 형태의 성막 장치의 동작에 대해서 설명한다. 첫째로, 오목부(24)가 반송구(15)에 정렬하도록 회전 테이블(2)을 회전하고, 게이트 밸브(도시하지 않음)를 개방한다. 두번째로, 반송 아암(10)에 의해 반송구(15)를 통해서 웨이퍼(W)를 용기(1)에 운반한다. 웨이퍼(W)는, 승강 핀(16)에 의해 수취되어, 반송 아암(10)이 용기(1)로부터 뽑아 내진 후에, 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 구동되는 승강 핀(16)에 의해 오목부(24)에 내려진다. 상기 일련의 동작이 5회 반복되어서, 5매의 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)에 탑재된다. 계속해서, 진공 펌프(64)에 의해 진공 용기(1) 내가 미리 설정된 압력으로 진공화된다. 회전 테이블(2)이 위로부터 보면 시계 방향으로 회전을 개시한다. 회전 테이블(2)은, 히터 유닛(7)에 의해 미리 소정의 온도(예를 들어 300도)로 가열되어 있어, 웨이퍼(W)가 이 회전 테이블(2)에 적재됨으로써 가열된다. 웨이퍼(W)가 가열되고, 소정의 온도로 유지된 것이 온도 센서(도시하지 않음)에 의해 확인된 후, 제1 반응 가스(BTBAS)가 제1 반응 가스 노즐(31)을 통해서 제1 처리 영역에 공급되고, 제2 반응 가스(O3)가 제2 반응 가스 노즐(32)을 통해서 제2 처리 영역(P2)에 공급된다. 이에 더하여, 분리 가스(N2)가 공급된다.
여기서, 구체적으로, 본 실시예에서의 웨이퍼(W)의 전달에 대해서, 도 9를 참조하면서 설명한다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에서는, 회전 테이블(2)의 오목부(24)에서, 웨이퍼(W)의 전달을 위한 승강 핀(16)을 상하 방향, 및 반경 방향으로 이동시키기 위한 승강 핀 이동부(201)가 설치되어 있다. 승강 핀 이동부(201)는, 제어 축(202)을 통해서 접속되고, 도 3에 도시하는 제어부(100)로부터의 제어 신호에 기초하여 동작의 제어가 이루어진다. 승강 핀 이동부(201)는, 3개의 승강 핀(16)을 승강시키는 것이 가능함과 동시에, 3개의 승강 핀(16)을 동시에 반경 방향으로 이동시킬 수 있다. 승강 핀(16)만이 상하 방향의 이동, 및 반경 방향으로 이동해도 되고, 승강 핀(16) 및 승강 핀 이동부(201)가 일체로 되어, 상하 방향의 이동, 및 반경 방향으로 이동해도 된다. 또한, 승강 핀(16)만이 상하 방향으로 이동하고, 승강 핀(16) 및 승강 핀 이동부(201)가 일체로 되어 반경 방향으로 이동해도 되고, 승강 핀(16) 및 승강 핀 이동부(201)가 일체로 되어 상하 방향으로 이동하고, 승강 핀(16)만이 반경 방향으로 이동해도 된다.
다음에, 도 10a 내지 도 10d를 참조하면서, 본 실시예에서의 웨이퍼(W)의 전달의 수순에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 웨이퍼(W)의 직경은 300mm이며, 오목부(24)의 직경은 304mm인 것으로 한다. 따라서, 오목부(24)가 웨이퍼(W)보다도 4mm 크다.
도 10a는, 반송 아암(10)에 의해 웨이퍼(W)를 회전 테이블(2)의 오목부(24)에 설치되어 있는 3개의 승강 핀(16) 위에 웨이퍼(W)가 놓인 후의 상태, 즉, 기판을 두는 공정의 종료후의 상태를 도시하는 도면이다. 반송 아암(10)은, 3개의 승강 핀(16) 위에 웨이퍼(W)를 둔 후에, 반송구(15)측으로 이동하기 때문에 도시는 되어 있지 않다.
그 후, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 3개의 승강 핀(16)을 전체적으로 하강시켜서, 웨이퍼(W)를 회전 테이블(2)의 오목부(24)에 근접시킨다. 그리고, 오목부(24) 내에 들어갈 때까지 웨이퍼(W)를 하강시킨 후 정지시킨다(제1 하강 이동 공정). 이 상태에서는, 웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 표면보다도 낮은 위치에 있 다.
그 후, 도 10c에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 외주가 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면에 접촉 또는 근접하는 위치까지 웨이퍼(W)를 이동시킨다(수평 이동 공정). 웨이퍼(W)의 외주가 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면과 접촉 또는 근접하는 부분은, 회전 테이블(2)의 중심으로부터 가장 이격된 오목부(24)의 벽면의 부분이다. 웨이퍼(W)의 이동은 3개의 승강 핀(16)을 전체적으로 회전 테이블(2)의 반경의 외측 방향으로 이동시킴으로써 행하여진다. 이때의 승강 핀(16)의 이동은, 회전 테이블(2)의 반경 방향의 이동에 의해서만 행하여진다. 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면은, 도면에 도시하는 바와 같이 테이퍼 형상으로 되어 있는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 웨이퍼(W)를 오목부(24) 벽면에 접촉시키는 것보다도, 소정의 위치까지 근접시킨 쪽이 바람직하다. 그 후, 도 10d에 도시하는 바와 같이, 3개의 승강 핀(16)을 하강시킴으로써 웨이퍼(W)를 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 저부에 접촉시켜 적재한다(제2 하강 이동 공정). 이상의 동작에 의해, 도 11에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 저부에 웨이퍼(W)가 적재된다.
웨이퍼(W)는, 회전 테이블(2)의 반경 방향에서의 외주 방향에 있어서, 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면과 접촉 또는 근접하고 있다. 이 때문에, 회전 테이블(2)이 고속으로 회전해도, 원심력에 의해 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면과 강하게 부딪히는 일은 없기 때문에, 웨이퍼(W)의 깨짐의 발생이나, 결함이 발생할 가능성은 매우 낮다. 따라서, 웨이퍼(W)와 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면의 접촉에 의해 발생하는 파티클의 발생을 방지할 수 있고, 이에 기인해서 발생하는 장치 내의 환경 오염이나 성막되는 막 내로의 불순물의 혼입을 방지할 수 있다.
이러한 웨이퍼(W)의 전달은 회전 테이블(2)을 간헐적으로 회전시켜서 행하여져, 회전 테이블(2)의 5개의 오목부(24) 내에 각각 웨이퍼(W)를 적재한다. 계속해서 진공 펌프(64)에 의해 진공 용기(1) 내를 미리 설정한 압력으로 진공화하는 동시에, 회전 테이블(2)을 시계 방향으로 회전시키면서 히터 유닛(7)에 의해 웨이퍼(W)를 가열한다. 상세하게는, 회전 테이블(2)은 히터 유닛(7)에 의해 미리 예를 들어 300도로 가열되어 있고, 웨이퍼(W)가 이 회전 테이블(2)에 적재됨으로써 가열된다. 웨이퍼(W)의 온도가 도시하지 않는 온도 센서에 의해 설정 온도로 된 것을 확인한 후, 제1 반응 가스 노즐(31) 및 제2 반응 가스 노즐(32)로부터 각각 BTBAS 가스 및 O3 가스를 토출시키는 동시에, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 분리 가스인 N2 가스를 토출된다.
웨이퍼(W)가 제1 반응 가스 노즐(31)의 하방의 제1 처리 영역(P1)을 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 BTBAS 분자가 흡착하고, 제2 반응 가스 노즐(32)의 하방의 제2 처리 영역(P2)과 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 O3 분자가 흡착되어, O3에 의해 BTBAS 분자가 산화된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 영역(P1, P2)의 양쪽을 1회 통과하면, 웨이퍼(W)의 표면에 산화 실리콘의 1분자층이 형성된다. 이어서, 웨이퍼(W)가 영역(P1, P2)을 교대로 복수회 통과하 여, 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적된다. 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 퇴적된 후, BTBAS 가스와 오존 가스를 정지하고, 회전 테이블(2)의 회전을 정지한다. 그리고, 웨이퍼(W)는 반입 동작과 역동작에 의해 순차적으로 반송 아암(10)에 의해 용기(1)로부터 반출된다.
웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 회전에 의해, 제1 반응 가스 노즐(31)이 설치되는 제1 처리 영역(P1)과 제2 반응 가스 노즐(32)이 설치되는 제2 처리 영역(P2)을 교대로 통과한다. 이에 의해, BTBAS 가스가 웨이퍼(W)에 흡착하고, 계속해서 O3 가스가 웨이퍼(W)에 흡착하고, BTBAS 분자가 산화되어 산화 실리콘의 분자층이 1층 혹은 복수층 형성된다. 이렇게 해서 산화 실리콘의 분자층이 순차적으로 적층되어 소정의 막 두께의 실리콘 산화막이 성막된다.
또한, 상기의 성막 동작중, 분리 가스 공급관(51)으로부터도 분리 가스인 N2 가스가 공급되고, 이에 의해 중심 영역(C)으로부터, 즉, 돌출부(5)와 회전 테이블(2) 사이의 간극(50)으로부터 회전 테이블(2)의 표면을 따라서 N2 가스가 토출된다. 본 실시 형태에서는, 제2 천장면(45) 아래의 공간이며 반응 가스 노즐[31(32)]이 배치되어 있는 공간은, 중심 영역(C), 및 제1 천장면(44)과 회전 테이블(2) 사이의 협애한 공간보다도 낮은 압력을 갖고 있다. 이것은, 천장면(45) 아래의 공간에 인접해서 배기 영역(6)이 형성되고, 그 공간은 배기 영역(6)을 통해서 직접적으로 배기되기 때문이다. 또한, 협애한 공간이, 반응 가스 노즐[31(32)]이 배치되어 있는 공간, 또는 제1(제2)의 처리 영역[P1(P2)]과 협애한 공간 사이의 압력차가 높이 h에 의해 유지될 수 있도록 형성되어 있기 때문이기도 하다.
다음에, 가스 노즐(31, 32, 41, 42)로부터 용기(1) 내로 공급된 가스의 플로우 패턴에 대해서 도 12를 참조하면서 설명한다. 도 12는, 플로우 패턴을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도시한 바와 같이, 제2 반응 가스 노즐(32)로부터 토출된 O3 가스의 일부는, 회전 테이블(2)의 표면[및 웨이퍼(W)의 표면]에 닿아, 그 표면을 따라서 회전 테이블(2)의 회전 방향과 역방향으로 흐른다. 이어서, 이 O3 가스는, 회전 테이블(2)의 회전 방향의 상류측으로부터 흘러 온 N2 가스에 되밀려져, 회전 테이블(2)의 주연과 진공 용기(1)의 내주 벽쪽으로 방향을 바꾼다. 최후에, O3 가스는, 배기 영역(6)에 흘러들어가 배기구(62)를 통해서 용기(1)로부터 배기된다.
제2 반응 가스 노즐(32)로부터 토출된 O3 가스의 다른 부분은, 회전 테이블(2)의 표면[및 웨이퍼(W)의 표면]에 닿아, 그 표면을 따라 회전 테이블(2)의 회전 방향과 동일한 방향으로 흐른다. 이 부분의 O3 가스는, 주로, 중심 영역(C)으로부터 흐르는 N2 가스와 배기구(62)를 통한 흡인력에 의해, 배기 영역(6)을 향해서 흐른다. 한편, 이 부분의 O3 가스의 소량 부분이, 제2 반응 가스 노즐(32)에 대하여 회전 테이블(2)의 회전 방향의 하류측에 위치하는 분리 영역(D)을 향해서 흘러, 천장면(44)과 회전 테이블(2) 사이의 간극으로 들어갈 가능성이 있다. 그러나, 그 간극의 높이 h가 의도한 성막 조건하에서 당해 간극으로의 유입을 저지하는 정도의 높이로 설정되어 있기 때문에, O3 가스는 그 간극으로 들어가는 것이 저지된다. 가령, 소량의 O3 가스가 그 간극에 흘러들어 왔다고 하여도, 그 O3 가스는, 분리 영역(D)의 안쪽까지 흐를 수 없다. 간극에 흘러들어 온 소량의 O3 가스는, 분리 가스 노즐(41)로부터 토출된 분리 가스에 의해 되밀린다. 따라서, 도 9에 도시하는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 상면을 회전 방향을 따라서 흐르는 실질적으로 모든 O3 가스가, 배기 영역(6)으로 흘러 배기구(62)에 의해 배기된다.
마찬가지로, 제1 반응 가스 노즐(31)로부터 토출되고, 회전 테이블(2)의 회전 방향과 반대의 방향으로 회전 테이블(2)의 표면을 따라서 흐르는 일부의 BTBAS 가스는, 제1 반응 가스 노즐(31)에 대하여 회전 방향 상류측에 위치하는 볼록 형상부(4)의 천장면(44)과 회전 테이블(2) 사이의 간극으로 흘러들어 오는 것이 방지된다. 가령 소량의 BTBAS 가스가 흘러들어 왔다고 하여도, 분리 가스 노즐(41)로부터 토출되는 N2 가스에 의해 되밀린다. 되밀린 BTBAS 가스는, 분리 가스 노즐(41)로부터의 N2 가스와 중심 영역(C)으로부터 토출되고 있는 N2 가스와 함께, 회전 테이블(2)의 외주연과 용기(1)의 내주벽을 향해서 흘러, 배기 영역(6)을 통해서 배기구(61)를 통해서 배기된다.
제1 반응 가스 노즐(31)로부터 하방측으로 토출되고, 회전 테이블(2)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전 테이블(2)의 표면[및 웨이퍼(W)의 표면]을 따라서 흐르는 다른 부분의 BTBAS 가스는, 제1 반응 가스 노즐(31)에 대하여 회전 방향 하류 측에 위치하는 볼록 형상부(4)의 천장면(44)과 회전 테이블(2) 사이에 흘러들어 올 수 없다. 가령 소량의 BTBAS 가스가 흘러들어 왔다고 하여도, 분리 가스 노즐(42)로부터 토출되는 N2 가스에 의해 되밀린다. 되밀린 BTBAS 가스는, 분리 영역(D)의 분리 가스 노즐(42)로부터의 N2 가스와 중심 영역(C)으로부터 토출되고 있는 N2 가스와 함께, 배기 영역(6)을 향해서 흐르고, 배기구(61)에 의해 배기된다.
전술한 바와 같이, 분리 영역 D는, BTBAS 가스나 O3 가스가 분리 영역 D로 흘러들어 오는 것을 방지하거나, 분리 영역(D)으로 흘러들어 오는 BTBAS 가스나 O3 가스의 양을 충분히 저감하거나 또는, BTBAS 가스나 O3 가스를 되돌릴 수 있다. 웨이퍼(W)에 흡착한 BTBAS 분자와 O3 분자는, 분리 영역(D)을 빠져나가는 것이 허용되어, 막의 퇴적에 기여한다.
또한, 도 7 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 중심 영역(C)으로부터는 분리 가스가 회전 테이블(2)의 외주연을 향해서 토출되고 있으므로, 제1 처리 영역(P1)의 BTBAS 가스[제2 처리 영역(P2)의 O3 가스]는, 중심 영역(C)에 유입할 수 없다. 가령, 제1 처리 영역(P1)의 소량의 BTBAS[제2 처리 영역(P2)의 O3 가스]가 중심 영역(C)으로 유입되었다고 하여도, 그 BTBAS 가스(O3 가스)는 N2 가스에 의해 되밀려져, 제1 처리 영역(P1)의 BTBAS 가스[제2 처리 영역(P2)의 O3 가스]가, 중심 영역(C를 지나서 제2 처리 영역(P2)[제1 처리 영역(P1)]으로 유입하는 것이 저지된다.
또한, 제1 처리 영역(P1)의 BTBAS 가스[제2 처리 영역(P2)의 O3 가스]는, 회전 테이블(2)과 용기 본체(12)의 내주벽 사이의 공간을 통해서 제2 처리 영역(P2)[제1 처리 영역(P1)]으로 유입되는 것도 저지된다. 이것은, 굴곡부(46)가 볼록 형상부(4)로부터 하향으로 형성되고, 굴곡부(46)와 회전 테이블(2)과의 간극, 및 굴곡부(46)와 용기 본체(12)의 내주벽 사이의 간극이, 볼록 형상부(4)의 천장면(44)의 회전 테이블(2)로부터의 높이 h와 동일한 정도로 작기 때문에, 2개의 처리 영역의 사이의 연통을 실질적으로 회피하고 있기 때문이다. 따라서, BTBAS 가스는, 배기구(61)로부터 배기되고, O3 가스는 배기구(62)로부터 배기되어, 이들 2개의 반응 가스가 혼합되는 일은 없다. 또한, 회전 테이블(2)의 하방의 공간은, 퍼지 가스 공급관(72, 73)으로부터 공급되는 N2 가스에 의해 퍼지되어 있다. 따라서, BTBAS 가스는, 회전 테이블(2)의 하방을 통해서 프로세스 영역(P2)으로 흘러들어 올 수 없다.
이렇게 해서 성막 처리가 종료되면, 각 웨이퍼는 반입 동작과 역동작에 의해 순차적으로 반송 아암(10)에 의해 반출된다.
본 실시예에 의한 성막 장치에서의 적합한 프로세스 파라미터를 이하에 게재한다.
·회전 테이블(2)의 회전 속도: 1-500rpm[웨이퍼(W)의 직경이 300mm인 경우]
·용기(1)의 압력: 1067Pa(8Torr)
·웨이퍼 온도: 350℃
·BTBAS 가스의 유량: 100sccm
·O3 가스의 유량: 10000sccm
·분리 가스 노즐(41, 42)로부터의 N2 가스의 유량: 20000sccm
·분리 가스 공급관(51)으로부터의 N2 가스의 유량: 5000sccm
·회전 테이블(2)의 회전수: 600회전(필요한 막 두께에 따름)
본 실시 형태에 의한 성막 장치에 의하면, 성막 장치가, BTBAS 가스가 공급되는 제1 처리 영역과, O3 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에, 낮은 천장면(44)을 포함하는 분리 영역(D)을 갖고 있기 때문에, BTBAS 가스(O3 가스)가 제2 처리 영역(P2)[제1 처리 영역(P1)]으로 흘러들어 오는 것이 방지되어 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것이 방지된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 적재된 회전 테이블(2)을 회전시켜서, 웨이퍼(W)를 제1 처리 영역(P1), 분리 영역(D), 제2 처리 영역(P2), 및 분리 영역(D)을 통과시킴으로써, MLD(ALD) 모드에서의 산화 실리콘막의 퇴적이 확실하게 실시된다. 또한, BTBAS 가스(O3 가스)가 제2 처리 영역(P2)[제1 처리 영역(P1)]으로 흘러들어와 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것을 더욱 확실하게 방지하기 위하여, 분리 영역(D)은, N2 가스를 토출되는 분리 가스 노즐(41, 42)을 더 포함한다. 또한, 본 실시 형태에 의한 성막 장치의 진공 용기(1)는, N2 가스가 토출되는 토출 구멍을 갖는 중심 영역(C)을 갖고 있기 때문에, 중심 영역(C)을 지나서 BTBAS 가스(O3 가스)가 제2 처리 영역(P2)[제1 처리 영역(P1)]으로 흘러들어와 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 또한, BTBAS 가스와 O3 가스가 혼합되지 않기 때문에, 회전 테이블(2)에의 산화 실리콘의 퇴적이 거의 발생하지 않고, 따라서, 파티클의 문제를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 성막 장치에서는, 회전 테이블(2)은 5개의 오목부(24)를 갖고, 대응하는 5개의 오목부(24)에 적재된 5매의 웨이퍼(W)를 1회의 런으로 처리할 수 있지만, 5개의 오목부(24) 중 하나에 1매의 웨이퍼(W)를 적재해도 되고, 회전 테이블(2)에 오목부(24)를 하나만 형성해도 된다.
본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치에서 사용되는 반응 가스는, DCS [디클로로실란] HCD [헥사 클로로디실란], TMA[트리메틸 알루미늄], 3DMAS[트리스디메틸아미노실란], TEMAZ[테트라키스에틸메틸 아미노지르코늄], TEMHF[테트라키스에틸메틸아미노하프늄], Sr(THD)2[스트론튬 비스테트라메틸헵탄디오나토], Ti(MPD)(THD)[티타늄메틸펜탄디오나토 비스테트라메틸헵탄디오나토], 모노아미노실란 등이면 된다.
회전 테이블(2)의 외주연에 가까울수록 큰 원심력이 작용하기 때문에, 예를 들어, BTBAS 가스는, 회전 테이블(2)의 외주연에 가까운 부분에서, 큰 속도로 분리 영역 D를 향한다. 따라서, 회전 테이블(2)의 외주연에 가까운 부분에서는 천장면(44)과 회전 테이블(2) 사이의 간극에 BTBAS 가스가 유입될 가능성이 높다. 따라서, 볼록 형상부(4)의 폭(회전 방향을 따른 길이)을 외주연을 행할수록 넓게 하 면, BTBAS 가스가 그 간극으로 들어가기 어렵게 할 수 있다. 이 관점에서는, 본 실시 형태에서 전술한 바와 같이, 볼록 형상부(4)가 부채형의 상면 형상을 가지면 바람직하다.
이하에, 볼록 형상부(4)[또는 천장면(44)]의 사이즈를 다시 예시한다. 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 분리 가스 노즐[41(42)]의 양측에 협애한 공간을 형성하는 천장면(44)은, 웨이퍼 중심(WO)이 지나는 경로에 대응하는 원호의 길이 L로서 웨이퍼(W)의 직경의 약 1/10 내지 약 1/1의 길이이면 되고, 약 1/6 이상이면 바람직하다. 구체적으로는, 웨이퍼(W)가 300mm의 직경을 갖고 있는 경우, 이 길이 L은, 약 50mm 이상이 바람직하다. 이 길이 L이 짧은 경우, 천장면(44)과 회전 테이블(2) 사이의 협애한 공간의 높이 h는, 반응 가스가 협애한 공간으로 흘러들어 오는 것을 효과적으로 방지하기 위해서, 낮게 하지 않으면 안된다. 그러나, 길이 L이 지나치게 짧아져서, 높이 h가 극단적으로 낮아지면, 회전 테이블(2)이 천장면(44)에 충돌하여, 파티클이 발생해서 웨이퍼의 오염이 발생하거나, 웨이퍼가 파손되거나 할 가능성이 있다. 따라서, 회전 테이블(2)의 천장면(44)에 충돌하는 것을 피하기 위해서, 회전 테이블(2)의 진동을 억제하거나, 또는 회전 테이블(2)을 안정되게 회전시키기 위한 방책이 필요해진다. 한편, 길이 L을 짧게 한 채 협애한 공간의 높이 h를 비교적 크게 유지하는 경우에는, 천장면(44)과 회전 테이블(2) 사이의 협애한 공간에 반응 가스가 흘러들어 오는 것을 방지하기 위해서, 회전 테이블(2)의 회전 속도를 낮게 하지 않으면 안되므로, 제조 처리량의 점에서 오히려 불리해진다. 이들 고찰로부터, 웨이퍼 중심(WO)의 경로에 대응하는 원호를 따른, 천 장면(44)의 길이 L은, 약 50mm 이상이 바람직하다. 그러나, 볼록 형상부(4) 또는 천장면(44)의 사이즈는, 상기의 사이즈에 한정되지 않고, 사용되는 프로세스 파라미터나 웨이퍼 사이즈에 따라서 조정하면 된다. 또한, 협애한 공간이, 분리 영역(D)으로부터 처리 영역[P1(P2)]으로의 분리 가스의 흐름이 형성되는 정도의 높이를 갖고 있는 한, 전술한 설명으로부터 명백해진 바와 같이, 협애한 공간의 높이 h도 또한, 사용되는 프로세스 파라미터나 웨이퍼 사이즈에 부가하여, 예를 들어 천장면(44)의 면적에 따라서 조정하면 된다.
또한, 상기의 실시 형태에서는, 볼록 형상부(4)에 설치된 홈부(43)에 분리 가스 노즐[41(42)]이 배치되고, 분리 가스 노즐[41(42)]의 양측에 낮은 천장면(44)이 배치되어 있다. 그러나, 다른 실시 형태에서는, 분리 가스 노즐(41) 대신에, 도 14에 도시하는 바와 같이 볼록 형상부(4)의 내부에서 회전 테이블(2)의 직경 방향으로 신장되는 유로(47)를 형성하고, 이 유로(47)의 길이 방향을 따라서 복수의 가스 토출 구멍(40)을 형성하고, 이들 가스 토출 구멍(40)으로부터 분리 가스(N2 가스)를 토출되도록 해도 된다.
분리 영역(D)의 천장면(44)은 평탄면에 한정되는 것이 아니라, 도 15a에 도시하는 바와 같이 오목면 형상으로 만곡되어도 되고, 도 15b에 도시하는 바와 같이 볼록면 형상으로 해도 되고, 또한 도 15c에 도시하는 바와 같이 파형 형상으로 구성해도 된다.
또한, 볼록 형상부(4)는 중공이어도 되고, 중공 내에 분리 가스를 도입하도 록 구성해도 된다. 이 경우, 복수의 가스 토출 구멍(33)을, 도 16a, 도 16b 및 도 16c에 도시하는 바와 같이 배열해도 된다.
도 15a를 참조하면, 복수의 가스 토출 구멍(33)은, 각각 경사진 슬릿의 형상을 갖고 있다. 이들 경사 슬릿[복수의 가스 토출 구멍(33)]은, 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라서 인접하는 슬릿과 부분적으로 오버랩하고 있다. 도 15b에서는, 복수의 가스 토출 구멍(33)은, 각각 원형이다. 이들 원형의 구멍[복수의 가스 토출 구멍(33)]은, 전체적으로 회전 테이블(2)의 반경 방향을 따라서 신장되는 꼬불꼬불 구부러진 선을 따라 배치되어 있다. 도 15c에서는, 복수의 가스 토출 구멍(33)은, 각각 원호 형상의 슬릿의 형상을 갖고 있다. 이들 원호 형상 슬릿[복수의 가스 토출 구멍(33)]은, 회전 테이블(2)의 반경 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 볼록 형상부(4)는 거의 부채형의 상면 형상을 갖지만, 다른 실시 형태에서는, 도 16d에 도시하는 직사각형, 또는 정방형의 상면 형상을 가져도 된다. 또한, 볼록 형상부(4)는, 도 16e에 도시하는 바와 같이, 상면은 전체적으로 부채형이며, 오목 형상으로 만곡한 측면 4SC를 갖고 있어도 된다. 덧붙여, 볼록 형상부(4)는, 도 16f에 도시하는 바와 같이, 상면은 전체적으로 부채형이며, 볼록 형상으로 만곡한 측면 4Sv를 갖고 있어도 된다. 또한, 도 16g에 도시하는 바와 같이, 볼록 형상부(4)의 회전 테이블(2)(도 1)의 회전 방향의 상류측의 부분이 오목 형상의 측면 4SC를 갖고, 볼록 형상부(4)의 회전 테이블(2)(도 1)의 회전 방향의 하류측의 부분이 평면 형상의 측면 4Sf를 갖고 있어도 상관없다. 또한, 도 16d 내지 도 16g에서, 점선은 볼록 형상부(4)에 형성된 홈부(43)(도 4a, 도 4b)를 나타내고 있다. 이들의 경우, 홈부(43)에 수용되는 분리 가스 노즐[41(42)](도 2)은 용기(1)의 중앙부, 예를 들어 돌출부(5)(도 1)로부터 신장된다.
웨이퍼를 가열하기 위한 히터 유닛(7)은, 저항 발열체 대신에, 가열 램프를 갖고 구성되어도 된다. 또한, 히터 유닛(7)은, 회전 테이블(2)의 하방측에 설치하는 대신에 회전 테이블(2)의 상방측에 설치해도 되고, 상하 양쪽에 설치해도 된다.
처리 영역(P1, P2) 및 분리 영역(D)은, 다른 실시 형태에서는 도 17에 도시하는 바와 같이 배치되어도 된다. 도 17을 참조하면, 제2 반응 가스(예를 들어, O3 가스)를 공급하는 제2 반응 가스 노즐(32)이, 반송구(15)보다도 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측이며, 반송구(15)와 분리 가스 공급 노즐(42) 사이에 설치되어 있다. 이러한 배치이어도, 각 노즐 및 중심 영역(C)으로부터 토출되는 가스는, 대략, 동 도면에서 화살표로 나타내는 바와 같이 흘러서, 양쪽 반응 가스의 혼합이 방지된다. 따라서, 이와 같은 배치이어도, 적절한 MLD(ALD) 모드의 퇴적을 실현할 수 있다.
또한, 이미 서술한 바와 같이, 2매의 부채형 플레이트가 분리 가스 노즐(41, 42)의 양측에 위치되도록, 천장판(11)의 하면에 나사로 부착함으로써, 분리 영역(D)을 구성해도 된다. 도 18은, 이와 같은 구성을 도시하는 평면도이다. 이 경우, 볼록 형상부(4)와 분리 가스 노즐[41(42)] 사이의 거리나, 볼록 형상부(4)의 사이즈는, 분리 영역(D)의 분리 작용을 효율적으로 발휘하기 위해서, 분리 가스나 반응 가스의 토출 레이트를 고려해서 결정하면 된다.
전술한 실시 형태에서는, 제1 처리 영역(P1) 및 제2 처리 영역(P2)은, 분리 영역(D)의 천장면(44)보다도 높은 천장면(45)을 갖는 영역에 상당하고 있다. 그러나, 제1 처리 영역(P1) 및 제2 처리 영역(P2)중 적어도 한쪽은, 반응 가스 공급 노즐[31(32)]의 양측에서 회전 테이블(2)에 대향하고, 천장면(45)보다도 낮은 다른 천장면을 가져도 된다. 당해 천장면과 회전 테이블(2) 사이의 간극에 가스가 흘러들어 오는 것을 방지하기 위해서이다. 이 천장면은, 천장면(45)보다도 낮고, 분리 영역(D)의 천장면(44)과 동일한 정도로 낮아도 된다. 도 19는, 그러한 구성의 일례를 도시하고 있다. 도시하는 바와 같이, 부채 형상의 볼록 형상부(30)는, O3 가스가 공급되는 제2 처리 영역(P2)에 배치되고, 반응 가스 노즐(32)이 볼록 형상부(30)에 형성된 홈부(도시하지 않음)에 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 이 제2 처리 영역(P2)은, 가스 노즐이 반응 가스를 공급하기 위해서 사용되지만, 분리 영역(D)과 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, 볼록 형상부(30)는, 도 16a 내지 도 16c에 일례를 나타내는 중공의 볼록 형상부와 마찬가지로 구성되어도 된다.
또한, 분리 가스 노즐[41(42)]의 양측에 협애한 공간을 형성하기 위해서 낮은 천장면(제1 천장면)(44)이 설치되는 한, 다른 실시 형태에서는, 전술한 천장면, 즉, 천장면(45)보다 낮게, 분리 영역(D)의 천장면(44)과 동일한 정도로 낮은 천장면이, 반응 가스 노즐(31, 32)의 양쪽에 설치되고, 천장면(44)에 도달할 때까지 연 장되어 있어도 된다. 환언하면, 볼록 형상부(4) 대신에, 다른 볼록 형상부(400)가 천장판(11)의 하면에 부착되어 있어도 된다. 볼록 형상부(400)는, 거의 원반 형상의 형상을 갖고, 회전 테이블(2)의 상면의 거의 전체와 대향해서, 가스 노즐(31, 32, 41, 42)이 각각 수용되어 반경 방향으로 연장되는 4개의 슬롯(400a)을 갖고, 또한, 볼록 형상부(400) 아래에, 회전 테이블(2)로 하는 협애한 공간을 남겨두고 있다. 그 협애한 공간의 높이는, 전술한 높이 h와 동일 정도여도 된다. 볼록 형상부(400)를 사용하면, 반응 가스 노즐[31(32)]로부터 토출된 반응 가스는, 볼록 형상부(400) 아래에서(또는 협애한 공간에서) 반응 가스 노즐[31(32)]의 양측으로 확산되고, 분리 가스 노즐[41(42)]로부터 토출된 분리 가스는, 볼록 형상부(400) 아래에서(또는 협애한 공간에서) 분리 가스 노즐[41(42)]의 양측에 확산된다. 이 반응 가스와 분리 가스는 협애한 공간에서 합류되어 배기구(61)(62)를 통해서 배기된다. 이 경우라도, 반응 가스 노즐(31)로부터 토출된 반응 가스는, 반응 가스 노즐(32)로부터 토출된 반응 가스와 혼합되는 일이 없어, 적절한 ALD(또는 MLD) 모드의 퇴적을 실현할 수 있다.
또한, 볼록 형상부(400)를, 도 16a 내지 도 16c 중 어느 하나에 도시하는 중공의 볼록 형상부(4)를 조합함으로써 구성하고, 가스 노즐(31, 32, 33, 34) 및 슬릿(400a)을 이용하지 않고, 반응 가스 및 분리 가스를, 대응하는 중공 볼록 형상부(4)의 토출 구멍(33)으로부터 각각 가스를 토출되도록 해도 된다.
상기의 실시예에서는, 회전 테이블(2)을 회전시키는 회전 샤프트(22)는, 용기(1)의 중앙부에 위치하고 있다. 또한, 코어부(21)와 천장판(11) 사이의 공 간(52)은, 반응 가스가 중앙부를 통해서 혼합되는 것을 방지하기 위해서, 분리 가스로 퍼지되어 있다. 그러나, 용기(1)는, 다른 실시 형태에서 도 21과 같이 구성되어도 된다. 도 21을 참조하면, 용기 본체(12)의 저부(14)는, 중앙 개구를 갖고, 여기에는 수용 케이스(80)가 기밀하게 부착되어 있다. 또한, 천장판(11)은, 중앙 오목부(80a)를 갖고 있다. 지주(81)가 수용 케이스(80)의 저면에 적재되고, 지주(81)의 형상 단부는 중앙 오목부(80a)의 저면에까지 도달하고 있다. 지주(81)는, 제1 반응 가스 노즐(31)로부터 토출되는 제1 반응 가스(BTBAS)와 제2 반응 가스 노즐(32)로부터 토출되는 제2 반응 가스(O3)가 용기(1)의 중앙부를 통해서 서로 혼합되는 것을 방지한다.
또한, 회전 슬리브(82)가, 지주(81)를 동축상으로 둘러싸도록 설치되어 있다. 회전 슬리브(82)는, 지주(81)의 외면에 부착된 베어링(86, 88)과, 수용 케이스(80)의 내측면에 부착된 베어링(87)에 의해 지지되어 있다. 또한, 회전 슬리브(82)는, 그 외면에 기어부(85)가 부착되어 있다. 또한, 환 형상의 회전 테이블(2)의 내주면이 회전 슬리브(82)의 외면에 부착되어 있다. 구동부(83)가 수용 케이스(80)에 수용되어 있고, 구동부(83)로부터 연장되는 샤프트에 기어(84)가 부착되어 있다. 기어(84)는 기어부(85)와 맞물린다. 이와 같은 구성에 의해, 회전 슬리브(82) 나아가서는 회전 테이블(2)이 구동부(83)에 의해 회전된다.
퍼지 가스 공급관(74)이 수용 케이스(80)의 바닥에 접속되고, 수용 케이스(80)에 퍼지 가스가 공급된다. 이에 의해, 반응 가스가 수용 케이스(80) 내로 흘러들어 오는 것을 방지하기 때문에, 수용 케이스(80)의 내부 공간을 용기(1)의 내부 공간보다도 높은 압력으로 유지할 수 있다. 따라서, 수용 케이스(80) 내에서의 성막이 일어나지 않아, 메인터넌스의 빈도를 저감할 수 있다. 또한, 퍼지 가스 공급관(75)이, 용기(1) 상부 외측면으로부터 오목부(80a)의 내벽까지 이르는 도관(75a)에 각각 접속되어, 회전 슬리브(82)의 상단부를 향해서 퍼지 가스가 공급된다. 이 퍼지 가스 때문에, BTBAS 가스와 O3 가스는, 오목부(80a)의 내벽과 회전 슬리브(82)의 외측면 사이의 공간을 통해서 혼합될 수 없다. 도 21에는, 2개의 퍼지 가스 공급관(75)과 도관(75a)이 도시되어 있지만, 공급관(75)과 도관(75a)의 수는, BTBAS 가스와 O3 가스와의 혼합이 오목부(80a)의 내벽과 회전 슬리브(82)의 외면 사이의 공간 근방에서 확실하게 방지되도록 결정되면 된다.
도 21의 실시예에서는, 오목부(80a)의 측면과 회전 슬리브(82)의 상단부 사이의 공간은, 분리 가스를 토출되는 토출 구멍에 상당하고, 그리고 이 분리 가스 토출 구멍, 회전 슬리브(82) 및 지주(81)에 의해, 진공 용기(1)의 중심부에 위치하는 중심 영역이 구성된다.
다음에, 웨이퍼(W)의 전달 방법에 대해서, 다른 실시예에 대해서 설명한다.
이 방법은, 소위 상부 파지라고 칭하는 방법이며, 구체적인 수순에 대해서 도 22a 내지 도 23b를 참조하면서 설명한다. 본 실시예에서 사용하는 웨이퍼(W)의 직경은, 전술한 것과 마찬가지로 300mm이며, 오목부(24)의 직경은 304mm이다. 따라서, 오목부(24)가 웨이퍼(W)보다도 4mm 크다.
도 22a에 도시하는 바와 같이, 기판 유지 아암을 구성하는 막대 형상의 유지부인 상부 파지 아암(210, 211)을 이용해서 웨이퍼(W)를 회전 테이블(2)에 오목부(24)의 바로 위로 반송한다(기판 도입 공정). 상부 파지 아암(210, 211)의 상면의 모습을 도 23a에 도시한다. 반송의 수순으로서는, 상부 파지 아암은 전술한 반송 아암(10)과 마찬가지로, 도시하지 않은 게이트 밸브를 개방하고, 웨이퍼(W)를 외부로부터 상부 파지 아암(210, 211)에 의해 반송구(15)를 통해서 회전 테이블(2)의 오목부(24) 위로 이동시킨다. 상부 파지 아암(210)에는, 웨이퍼(W)를 고정하기 위한 2개소의 갈고리 형상의 기판 유지부가 되는 웨이퍼 접촉부(210a, 210b)가 형성되어 있다. 상부 파지 아암(211)에는 1개소의 갈고리 형상의 기판 유지부로 되는 웨이퍼 접촉부(211a)가 설치되어 있다. 웨이퍼(W)를 이 3개소의 웨이퍼 접촉부(210a, 210b, 211a)에 접촉시켜서 웨이퍼(W)의 상부를 파지함으로써, 상부 파지 아암(210, 211)에 의해 웨이퍼(W)를 유지한다. 상부 파지 아암(210, 211)은, 상하 방향, 및 회전 테이블(2)의 반경 방향으로 이동하는 것이 가능하다. 또한, 후술하는 바와 같이, (도면상 수직 방향)으로, 상부 파지 아암(210, 211)의 간격을 좁히거나 넓히거나 하는 것이 가능하다.
회전 테이블(2)의 오목부(24)의 테두리 부분인 원주 부분에서, 웨이퍼(W)를 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 저부에 적재할 때에, 웨이퍼 접촉부(210a, 210b, 211a)가 회전 홀더(2)와 접촉하지 않도록, 충분히 깊은 아암용 오목부(212, 213, 214)가 형성되어 있다. 아암용 오목부(212, 213, 214)의 깊이는, 회전 테이블(2)의 오목부(24)보다도 깊다.
다음에, 도 22b에 도시하는 바와 같이, 상부 파지 아암(210, 211)을 전체적으로 하강시킴으로써 웨이퍼(W)를 회전 테이블(2)의 오목부(24) 내에 들어갈 때까지 하강시킨 후 정지시킨다(제1 하강 이송 공정). 이 상태에서는, 웨이퍼(W)의 표면은 회전 테이블(2)의 표면보다도 낮은 위치에 있다.
다음에, 도 22c에 도시하는 바와 같이, 상부 파지 아암(210, 211)을 반경 방향(종이면 좌측 방향)으로, 웨이퍼(W)의 외주부가 오목부(24)의 벽면과 접촉 또는 근접하는 위치까지 이동시킨다(수평 이송 공정). 웨이퍼(W)의 외주가 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면과 접촉 또는 근접하는 부분은, 회전 테이블(2)의 중심으로부터 가장 이격된 오목부(24)의 벽면의 부분이다. 이때의 승강 핀(16)의 이동은 회전 테이블(2)의 반경 방향의 이동에 의해서만 행하여진다. 또한, 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면은, 도면에 도시하는 바와 같이 테이퍼 형상으로 되어 있는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 웨이퍼(W)를 오목부(24) 벽면에 접촉시키는 것보다도, 소정의 위치까지 근접시킨 쪽이 바람직하다.
그 후, 도 22d에 도시하는 바와 같이, 상부 파지 아암(210, 211)을 더욱 하강시킨다(제2 하강 이송 공정). 구체적으로는, 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 저부에 접촉할 때까지 하강시켜 정지한다. 이 상태에서는, 아암용 오목부(212, 213, 214)는 충분히 깊기 때문에, 웨이퍼 접촉부(210a, 210b, 211a)가 회전 홀더(2)와 접촉하는 일은 없다.
이 상태에서의 회전 테이블(2)의 상면을 도 23a에 도시한다. 웨이퍼(W)는 회전 테이블(2)의 오목부(24)와 회전 테이블(2)의 반경 방향의 외주 방향에서 접촉 또는, 근접하고 있다.
그 후, 도 23b에 도시하는 바와 같이, 약간 상부 파지 아암(210, 211)을 아래 방향으로 이동한 후, 상부 파지 아암(210, 211)의 간격을 넓힌다. 구체적으로는, 도면상의 상방향으로 상부 파지 아암(210)을 이동시키고, 도면상의 아래 방향으로 상부 파지 아암(211)을 이동시킴으로써, 상부 파지 아암(210, 211)의 간격을 넓혀서, 웨이퍼 접촉부(210a, 210b, 211a)를 웨이퍼(W)로부터 충분히 이격된 위치까지 이동시킨다.
그 후, 상부 파지 아암(210, 211)을 상승시킨 후, 반경 방향의 외주 방향(좌측 방향)으로 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 적재가 완료된다.
전술한 실시예에서는, 승강 핀(16)을 설치할 필요가 없다. 또한, 웨이퍼(W)는, 회전 테이블(2)의 외주 방향으로 되는 위치에서, 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면과 접촉 또는 근접하고 있기 때문에, 회전 테이블(2)이 고속으로 회전해도, 원심력에 의해 웨이퍼(W)가 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면과 강하게 부딪히는 일은 없다. 이 때문에, 웨이퍼(W)가 깨지거나, 결함이 발생할 가능성은 매우 낮다. 따라서, 웨이퍼(W)와 회전 테이블(2)의 오목부(24)의 벽면이 접촉함으로써 발생하는 파티클의 발생을 방지할 수 있고, 이에 기인해서 발생하는 장치 내의 환경 오염이나 성막되는 막 내에의 불순물의 혼입을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상부 파지 아암(210, 211)에 설치된 웨이퍼 접촉부(210a, 210b, 211a)는 3개소에 설치되어 있지만, 4개소 또는 그 이상으로 설치해도 된다.
또한, 도 24에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에서는, 성막 장치에서의 회전 테이블(2)은, 기판 적재부로 되는 오목부(24)의 형상이, 회전 테이블(24)의 외주 방향에서의 오목부(24)의 측면(24a)에서, 오목부(24)의 저면(24b)보다도 상부(24c)인 입구가 밀려나온 구조로 해도 된다. 이러한 구조로 함으로써, 기판 테이블(24)이 회전하고 있는 경우에 있어서, 오목부(24)로부터 웨이퍼(W)가 원심력에 의해, 튀어나오게 되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 기판 적재부로 되는 오목부(24)의 구조는, 본 실시 형태에서의 모든 회전 테이블(2)에 적용할 수 있는 것이다.
본 발명은, 2종류의 반응 가스를 사용하는 것에 한정되지 않고, 3종류 이상의 반응 가스를 순서대로 기판 위에 공급하는 경우에도 적용할 수 있다. 그 경우에는, 예를 들어 제1 반응 가스 노즐, 분리 가스 노즐, 제2 반응 가스 노즐, 분리 가스 노즐, 제3 반응 가스 노즐 및 분리 가스 노즐의 순서로 진공 용기(1)의 둘레 방향으로 각 가스 노즐을 배치하고, 각 분리 가스 노즐을 포함하는 분리 영역을 기술한 실시 형태와 같이 구성하면 된다.
본 발명의 실시 형태에 의한 성막 장치는, 기판 처리 장치에 내장할 수 있고, 그 일례가 도 25에 모식적으로 도시되어 있다. 기판 처리 장치는, 반송 아암(103)이 설치된 대기 반송실(102)과, 분위기를 진공과 대기압 사이에서 절환 가능한 로드 로크실(준비실)(105)과, 2개의 반송 아암(107a, 107b)이 설치된 반송실(106)과, 본 발명의 실시 형태에 따른 성막 장치(108, 109)를 포함한다. 또한, 이 처리 장치는, 예를 들어 FOUP 등의 웨이퍼 카세트(101)가 적재되는 카세트 스테이지(도시하지 않음)를 포함하고 있다. 웨이퍼 카세트(101)는, 카세트 스테이지의 하나로 운반되어, 카세트 스테이지와 대기 반송실(102) 사이의 반입출 포트에 접속된다. 이어서, 개폐 기구(도시하지 않음)에 의해 웨이퍼 카세트(FOUP)(101)의 덮개가 개방되어, 반송 아암(103)으로부터 웨이퍼 카세트(101)로부터 웨이퍼가 취출된다. 다음에, 웨이퍼는 로드 로크실[104(105)]로 반송된다. 로드 로크실[104(105)]이 배기된 후, 로드 로크실[104(105)] 내의 웨이퍼는, 반송 아암[107a(107b)]에 의해, 진공 반송실(106)을 통해서 성막 장치(108, 108)로 반송된다. 성막 장치(108, 109)에서는, 전술한 방법으로 웨이퍼 위에 막이 퇴적된다. 기판 처리 장치는, 동시에 5매의 웨이퍼를 주요 가능한 2개의 성막 장치(108, 109)를 갖고 있기 때문에, 높은 처리량으로 ALD(또는 MLD) 모드의 성막을 행할 수 있다.
본 발명은 전술한 구체적으로 개시된 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 다양한 변형예, 개량예가 이루어질 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예로 이루어지는 성막 장치의 종단면도.
도 2는, 성막 장치의 내부의 개략 구성을 도시하는 사시도.
도 3은, 성막 장치의 횡단 평면도.
도 4a 및 도 4b는, 성막 장치에서의 처리 영역 및 분리 영역을 도시하는 종단면도.
도 5은, 성막 장치의 일부를 도시하는 종단면도.
도 6은, 성막 장치의 일부 파단 사시도.
도 7은, 분리 가스 혹은 퍼지 가스가 흐르는 모습을 도시하는 도면.
도 8은, 성막 장치의 일부 파단 사시도.
도 9는, 성막 장치의 회전 테이블의 개략 단면도.
도 10a 내지 도 10d는, 성막 장치의 회전 테이블에 웨이퍼를 적재하는 수순을 나타내는 개략 단면도.
도 11은, 성막 장치의 회전 테이블에 웨이퍼가 적재된 상태의 평면도.
도 12는, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스가 분리 가스에 의해 분리되어 배기되는 모습을 도시하는 도면.
도 13a는, 분리 영역에 이용되는 볼록 형상부의 치수예를 설명하기 위한 평면도.
도 13b는, 분리 영역에 이용되는 볼록 형상부의 치수예를 설명하기 위한 단면도.
도 14는, 분리 영역의 다른 예를 도시하는 종단면도.
도 15a 내지 도 15c는, 분리 영역에 이용되는 볼록 형상부의 다른 예를 도시하는 종단면도.
도 16a 내지 도 16g는, 반응 가스 공급 수단의 가스 토출 구멍의 다른 예를 도시하는 저면도.
도 17은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 성막 장치를 도시하는 평면도.
도 18은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 성막 장치를 도시하는 평면도.
도 19는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 성막 장치의 내부의 개략 구성을 도시하는 사시도.
도 20은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 성막 장치를 도시하는 평면도.
도 21은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 성막 장치를 도시하는 단면도.
도 22a 내지 도 22d는, 회전 테이블에 웨이퍼를 적재하는 수순을 도시하는 개략 단면도.
도 23a 및 도 23b는, 회전 테이블에 웨이퍼를 적재하는 수순을 도시하는 개략 평면도.
도 24는, 성막 장치에서의 다른 구성의 회전 테이블의 개략 단면도.
도 25는, 본 발명에 의한 성막 장치를 이용한 기판 처리 시스템의 일례를 도시하는 개략 평면도.

Claims (25)

  1. 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판에 공급하는 사이클을 실행해서 반응 생성물의 층을 그 기판 위에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치이며,
    상기 용기에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블의 1면에 설치되고, 상기 기판이 적재되는 기판 적재 영역과,
    상기 1면에 제1 반응 가스를 공급하도록 구성된 제1 반응 가스 공급부와,
    상기 회전 테이블의 회전 방향을 따라서 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격되고, 상기 1면에 제2 반응 가스를 공급하도록 구성된 제2 반응 가스 공급부와,
    상기 회전 방향을 따라서, 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하고, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 분리하는 분리 영역과,
    상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 분리하기 위해서, 상기 용기의 거의 중앙에 위치하고, 상기 1면을 따라서 제1 분리 가스를 토출하는 토출 구멍을 갖는 중앙 영역과,
    상기 분리 영역의 양측으로 확산되는 분리 가스 및 상기 중앙 영역으로부터 토출되는 분리 가스와 함께 상기 반응 가스를 배기하기 위한 배기구와,
    상기 분리 영역에 설치되고, 분리 가스를 공급하기 위한 분리 가스 공급부와,
    상기 분리 영역에 설치되고, 상기 분리 가스 공급부의 상기 회전 방향 양측에 위치하고, 당해 분리 영역으로부터 처리 영역측으로 분리 가스가 흐르기 위한 협애한 공간을 상기 회전 테이블과의 사이에 형성하는 천장면과,
    상기 기판 적재부에 설치된 상기 기판을 승강하기 위한 승강 기구를 구비하고,
    상기 승강 기구는, 상기 회전 테이블에 대하여 상하 방향으로 이동 가능한 동시에, 회전 테이블의 반경 방향으로도 이동 가능한, 성막 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 승강 기구는, 3개 이상의 승강 핀을 포함하는, 성막 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분리 가스 공급부에 의해 제1 분리 가스가 공급되는 분리 영역에 있어서, 상기 회전 테이블의 기판 적재부가 형성되어 있는 면에 대향해서 설치된 천장판과,
    상기 회전 테이블의 중앙 영역으로부터, 상기 제1 반응 가스와 상기 제2 반응 가스를 분리하기 위한 제2 분리 가스를 공급하기 위한 제2 분리 가스 공급부와,
    상기 제1 반응 가스, 상기 제2 반응 가스, 상기 제1 분리 가스 및 상기 제2 분리 가스를, 상기 회전 테이블의 주연과 상기 용기의 내주벽과의 간극을 통해서 배기하기 위해서 회전 테이블보다도 낮은 위치에 설치된 배기구를 더 구비하는, 성막 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전 테이블을 성막시에 회전시키는 회전 기구를 더 갖는, 성막 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판 적재부는, 상기 회전 테이블의 표면에 오목 형상으로 형성되어 있고,
    상기 회전 테이블의 표면과 상기 기판 적재부에 적재된 상기 기판의 표면은, 동일한 높이이거나, 회전 테이블의 표면보다 기판의 표면이 낮은 위치인, 성막 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판 적재부는, 상기 회전 테이블의 외주측에 있어서, 상기 오목 형상의 저면에 대하여, 상부가 상기 외주측과 반대 방향으로 밀려 나와 있는, 성막 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 용기의 외부로부터 상기 용기의 내부에 상기 기판을 반송하기 위해서, 상기 용기의 측벽에 게이트 밸브에 의해 개폐하는 반송구가 설치되어 있는, 성막 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 반송구에서의 상기 기판의 반송은 반송 아암에 의해 행하여지는, 성막 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 승강 핀을 상기 회전 테이블의 반경 방향으로 이동시킴으로써, 상기 회전 테이블의 기판 적재부에 있어서 회전 테이블의 중심으로부터 가장 이격된 위치에 상기 기판을 적재하는, 성막 장치.
  10. 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판에 공급하는 사이클을 실행해서 반응 생성물의 층을 그 기판 위에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치이며,
    상기 용기 내에 설치된 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블의 동일 원주 위에 상기 기판을 적재하기 위해서 회전 테이블에 설치된 복수의 기판 적재부와,
    상기 용기 내의 상기 기판 적재부가 형성된 측에 설치된, 제1 반응 가스를 공급하기 위한 제1 반응 가스 공급부와,
    상기 용기 내의 상기 기판 적재부가 형성된 측이며, 상기 제1 반응 가스 공급부에 대하여 이격된 위치에 설치된, 제2 반응 가스를 공급하기 위한 제2 반응 가스 공급부와,
    상기 제1 반응 가스 공급부에 의해 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과, 상기 제2 반응 가스 공급 수단에 의해 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영 역을 분리하기 위해서, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역 사이에 설치된, 제1 분리 가스를 공급하기 위한 제1 분리 가스 공급부와,
    상기 용기의 외부로부터 상기 용기의 내부로 상기 기판을 반송하기 위해서, 상기 용기의 측벽에 설치된 게이트 밸브에 의해 개폐되는 반송구와,
    상기 반송구에서 상기 기판을 반송하기 위한 기판 유지 아암을 구비하고,
    상기 기판 유지 아암은, 2개의 막대 형상의 유지부를 포함하고, 한쪽의 유지부에는, 상기 기판을 유지하기 위한 적어도 하나의 기판 유지부가 설치되어 있고, 다른 쪽의 유지부에는, 상기 기판을 유지하기 위한 적어도 2개의 기판 유지부가 서로 다른 위치에 설치되어 있는, 성막 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 분리 가스 공급부에 의해 제1 분리 가스가 공급되는 분리 영역에서, 상기 회전 테이블의 기판 적재부가 형성되어 있는 면에 대향해서 설치된 천장판과,
    상기 회전 테이블의 중심 영역으로부터, 상기 제1 반응 가스와 상기 제2 반응 가스를 분리하기 위한 제2 분리 가스를 공급하기 위한 제2 분리 가스 공급부와,
    상기 제1 반응 가스, 상기 제2 반응 가스, 상기 제1 분리 가스 및 상기 제2 분리 가스를, 상기 회전 테이블의 주연과 상기 용기의 내주벽과의 간극을 통해서 배기하기 위해서, 상기 회전 테이블보다도 낮은 위치에 설치된 배기구를 더 갖는, 성막 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 기판 유지 아암의 2개의 막대 형상의 유지부의 간격을 변경하는 기구를 더 갖는, 성막 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 기판 유지부는 갈고리 형상부를 갖고 있으며, 상기 회전 테이블의 상기 기판 적재부의 테두리 부분에서, 상기 갈고리 형상부에 대응해서, 상기 기판 적재부보다도 깊은 오목 형상 영역이 형성되어 있는, 성막 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 회전 테이블을 성막시에 있어서 회전시키는 회전 기구를 더 갖는, 성막 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 기판 적재부는, 상기 회전 테이블의 표면에 오목 형상으로 형성되어 있고,
    상기 회전 테이블의 표면과 상기 기판 적재부에 적재된 상기 기판의 표면은, 동일한 높이이거나, 회전 테이블의 표면보다 기판의 표면이 낮은 위치인, 성막 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 기판 적재부는, 상기 회전 테이블의 외주측에 있어서, 상기 오목 형상의 저면에 대하여, 상부가 상기 외주측과 반대 방향으로 밀려 나와 있는, 성막 장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 기판 유지 아암은, 상기 회전 테이블의 반경 방향으로 이동함으로써, 상기 회전 테이블의 기판 적재부에서 상기 회전 테이블의 중심으로부터 가장 이격된 위치에 상기 기판을 적재하는, 성막 장치.
  18. 내부에 기판 반송부가 배치된 진공 반송실과,
    상기 진공 반송실에 기밀하게 접속된 제1항의 성막 장치와,
    상기 진공 반송실에 기밀하게 접속되어, 진공 분위기와 대기 분위기 사이에서 분위기가 절환 가능한 예비 진공실을 구비한, 기판 처리 장치.
  19. 내부에 기판 반송부가 배치된 진공 반송실과,
    상기 진공 반송실에 기밀하게 접속된 제10항의 성막 장치와,
    상기 진공 반송실에 기밀하게 접속되어, 진공 분위기와 대기 분위기 사이에서 분위기가 절환 가능한 예비 진공실을 구비한, 기판 처리 장치.
  20. 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순차적으로 기판의 표면에 공급하는 사이클을 복수회 행함으로써, 반응 생성물을 적층시켜서 박막을 형성하는 성막 방법이며,
    진공 용기의 외부로부터 반송구를 통해서 상기 기판을 반송하고, 진공 용기 내부의 회전 테이블에 기판을 적재하기 위해서 설치된 기판 적재부에 있어서, 상기 회전 테이블의 중심으로부터 가장 이격된 위치에 기판을 적재하고,
    상기 회전 테이블을 회전시키고,
    상기 진공 용기 내에 서로 떨어져 설치된 제1 반응 가스 공급부 및 제2 반응 가스 공급부로부터, 회전 테이블에서의 기판 적재부가 형성된 면에, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스를 공급하는 동시에, 제1 반응 가스 공급부와 제2 반응 가스 공급부 사이에 설치된 분리 가스 공급부로부터 분리 가스를 공급함으로써 성막을 행하는, 성막 방법.
  21. 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순차적으로 기판의 표면에 공급하는 사이클을 복수회 행함으로써, 반응 생성물을 적층시켜서 박막을 형성하는 성막 방법이며,
    진공 용기의 외부로부터 반송구를 통해서 반송된 상기 기판을 적재하기 위해서 회전 테이블에 오목 형상으로 형성된 기판 적재부에 있어서 설치된 승강 기구 위에 적재하고,
    상기 기판을 상기 승강 기구 위에 적재한 후, 상기 승강 기구를 하강시켜서, 상기 회전 테이블의 표면보다도 낮은 위치로 상기 기판을 이동시키고,
    상기 기판을 이동시킨 후, 상기 승강 기구를 상기 회전 테이블의 반경 방향이며, 외측 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판을 상기 기판 적재부의 벽면에 접촉 또는 근접시키고,
    상기 승강 기구를 상기 회전 테이블의 반경 방향 외측 방향으로 이동시킨 후, 상기 승강 기구를 하강시켜서, 상기 기판을 상기 기판 적재부의 저부에 적재하 고,
    상기 기판을 상기 기판 적재부의 저부에 적재한 후, 상기 회전 테이블을 회전시키고,
    상기 진공 용기 내에 서로 떨어져 설치된 제1 반응 가스 공급부 및 제2 반응 가스 공급부로부터, 회전 테이블에서의 기판 적재부가 형성된 면에, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스를 공급하는 동시에, 상기 제1 반응 가스 공급부와 상기 제2 반응 가스 공급부 사이에 설치된 분리 가스 공급부로부터 분리 가스를 공급함으로써 성막을 행하는, 성막 방법.
  22. 진공 용기의 외부로부터 반송구를 통해서 기판을 상기 진공 용기에 반송한 후, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순차적으로 상기 기판의 표면에 공급하는 사이클을 복수회 행함으로써, 반응 생성물을 적층시켜 박막을 형성하는 성막 방법이며,
    상기 기판을 유지하기 위한 2개의 막대 형상의 유지부를 갖는 기판 유지 아암이며, 한쪽의 유지부에는, 기판을 유지하기 위한 기판 유지부가 적어도 1개소 설치되어 있고, 다른 쪽의 유지부에는, 기판을 유지하기 위한 기판 유지부가 적어도 2개소 설치되어 있는 기판 유지 아암에 의해, 기판을 적재하기 위해서 회전 테이블에 오목 형상으로 형성된 기판 적재부의 바로 위에 기판을 반송하고,
    상기 기판을 반송한 후, 상기 기판 유지 아암을 하강시킴으로써, 상기 회전 테이블의 표면보다도 낮은 위치로 상기 기판을 이동시키고,
    상기 기판 하강 후, 상기 기판 유지 아암을 상기 회전 테이블의 반경 방향이며, 회전 테이블의 외측 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판을 상기 기판 적재부의 벽면에 접촉 또는 근접시키고,
    상기 기판을 상기 기판 적재부의 벽면에 접촉 또는 근접시킨 후, 상기 기판이 상기 기판 적재부의 저부에 접촉할 때까지 상기 기판 유지 아암을 하강시키고,
    상기 기판 유지 아암을 하강시킨 후, 상기 회전 테이블을 회전시키고,
    상기 진공 용기 내에 서로 떨어져 설치된 제1 반응 가스 공급부 및 제2 반응 가스 공급부로부터, 상기 회전 테이블에 있어서 상기 기판 적재부가 형성된 면에, 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스를 공급하는 동시에, 상기 제1 반응 가스 공급부와 상기 제2 반응 가스 공급부 사이에 설치된 분리 가스 공급부에 의해 분리 가스를 공급하는, 성막 방법.
  23. 제20항에 기재되어 있는 성막 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한, 기억 매체.
  24. 제21항에 기재되어 있는 성막 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한, 기억 매체.
  25. 제22항에 기재되어 있는 성막 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한, 기억 매체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160091821A (ko) * 2015-01-26 2016-08-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치
CN108155133A (zh) * 2014-02-27 2018-06-12 斯克林集团公司 基板处理装置

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9416448B2 (en) * 2008-08-29 2016-08-16 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus, substrate processing apparatus, film deposition method, and computer-readable storage medium for film deposition method
JP5423205B2 (ja) * 2008-08-29 2014-02-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5107185B2 (ja) 2008-09-04 2012-12-26 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及びこの成膜方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
JP5445044B2 (ja) * 2008-11-14 2014-03-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US9297072B2 (en) 2008-12-01 2016-03-29 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus
JP5131240B2 (ja) * 2009-04-09 2013-01-30 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5257328B2 (ja) * 2009-11-04 2013-08-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
KR20110054840A (ko) * 2009-11-18 2011-05-25 주식회사 아토 샤워헤드 어셈블리 및 이를 구비한 박막증착장치
JP5310512B2 (ja) * 2009-12-02 2013-10-09 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP5553588B2 (ja) * 2009-12-10 2014-07-16 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US8535445B2 (en) 2010-08-13 2013-09-17 Veeco Instruments Inc. Enhanced wafer carrier
US20120225207A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-06 Applied Materials, Inc. Apparatus and Process for Atomic Layer Deposition
JP5963193B2 (ja) 2011-07-29 2016-08-03 日東電工株式会社 積層体の製造方法
JP6035161B2 (ja) 2012-03-21 2016-11-30 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム
JP2014055342A (ja) * 2012-09-14 2014-03-27 Hitachi High-Technologies Corp 成膜装置
JP5886730B2 (ja) * 2012-11-26 2016-03-16 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、その成膜方法のプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体、及び、成膜装置
TWI672760B (zh) * 2013-03-15 2019-09-21 美商應用材料股份有限公司 用於小批次基板傳送系統的溫度控制系統與方法
JP6115244B2 (ja) * 2013-03-28 2017-04-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP6114668B2 (ja) * 2013-09-18 2017-04-12 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
TWI650832B (zh) 2013-12-26 2019-02-11 維克儀器公司 用於化學氣相沉積系統之具有隔熱蓋的晶圓載具
JP6287240B2 (ja) * 2014-01-17 2018-03-07 東京エレクトロン株式会社 真空処理装置及び真空処理方法
EP3100298B1 (en) 2014-01-27 2020-07-15 Veeco Instruments Inc. Wafer carrier having retention pockets with compound radii for chemical vapor deposition systems
JP6262115B2 (ja) 2014-02-10 2018-01-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP6298383B2 (ja) * 2014-08-19 2018-03-20 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP6735549B2 (ja) * 2015-11-04 2020-08-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及びリング状部材
JP6548586B2 (ja) 2016-02-03 2019-07-24 東京エレクトロン株式会社 成膜方法
JP6608332B2 (ja) * 2016-05-23 2019-11-20 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
CN116978818A (zh) * 2016-06-03 2023-10-31 应用材料公司 扩散腔室内部的气流的设计
JP6733516B2 (ja) 2016-11-21 2020-08-05 東京エレクトロン株式会社 半導体装置の製造方法
USD860146S1 (en) 2017-11-30 2019-09-17 Veeco Instruments Inc. Wafer carrier with a 33-pocket configuration
USD860147S1 (en) 2018-03-26 2019-09-17 Veeco Instruments Inc. Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover
USD854506S1 (en) 2018-03-26 2019-07-23 Veeco Instruments Inc. Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover
USD866491S1 (en) 2018-03-26 2019-11-12 Veeco Instruments Inc. Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover
USD863239S1 (en) 2018-03-26 2019-10-15 Veeco Instruments Inc. Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover
USD858469S1 (en) 2018-03-26 2019-09-03 Veeco Instruments Inc. Chemical vapor deposition wafer carrier with thermal cover
KR102259121B1 (ko) * 2019-12-23 2021-06-01 (주)에스티아이 기판처리장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5338362A (en) * 1992-08-29 1994-08-16 Tokyo Electron Limited Apparatus for processing semiconductor wafer comprising continuously rotating wafer table and plural chamber compartments
US5911834A (en) * 1996-11-18 1999-06-15 Applied Materials, Inc. Gas delivery system
US6143082A (en) * 1998-10-08 2000-11-07 Novellus Systems, Inc. Isolation of incompatible processes in a multi-station processing chamber
US6423949B1 (en) * 1999-05-19 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Multi-zone resistive heater
KR100458982B1 (ko) * 2000-08-09 2004-12-03 주성엔지니어링(주) 회전형 가스분사기를 가지는 반도체소자 제조장치 및 이를이용한 박막증착방법
US7153542B2 (en) * 2002-08-06 2006-12-26 Tegal Corporation Assembly line processing method
JP4300003B2 (ja) * 2002-08-07 2009-07-22 東京エレクトロン株式会社 載置台の駆動装置及びプローブ方法
KR100497748B1 (ko) * 2002-09-17 2005-06-29 주식회사 무한 반도체소자 제조용 원자층 증착 장치 및 원자층 증착 방법
DE102004056170A1 (de) * 2004-08-06 2006-03-16 Aixtron Ag Vorrichtung und Verfahren zur chemischen Gasphasenabscheidung mit hohem Durchsatz
US20070218701A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Asm Japan K.K. Semiconductor-processing apparatus with rotating susceptor
US20070218702A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Asm Japan K.K. Semiconductor-processing apparatus with rotating susceptor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108155133A (zh) * 2014-02-27 2018-06-12 斯克林集团公司 基板处理装置
CN108155133B (zh) * 2014-02-27 2022-04-15 斯克林集团公司 基板处理装置
KR20160091821A (ko) * 2015-01-26 2016-08-03 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP5280964B2 (ja) 2013-09-04
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TW201026883A (en) 2010-07-16
US20100055320A1 (en) 2010-03-04

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