KR20100028496A - 성막 장치, 성막 방법, 및 이 성막 방법을 성막 장치에 실시시키는 프로그램을 기억하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체 - Google Patents
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Abstract
개시되는 성막 장치는, 용기에 회전 가능하게 설치한 서셉터와, 서셉터의 일면에 설치한 기판 적재 영역과, 독립적으로 제어 가능한 복수의 가열부를 포함하고, 서셉터를 가열하는 가열 유닛과, 일면으로 제1 반응 가스를 공급하는 제1 반응 가스 공급부와, 제1 반응 가스 공급부와 이격하여 일면으로 제2 반응 가스를 공급하는 제2 반응 가스 공급부와, 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이의 분리 영역, 용기의 중앙의, 일면을 따라 제1 분리 가스를 토출하는 토출 구멍을 포함하는 중앙 영역과, 배기구를 구비한다. 분리 영역은, 제2 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와, 제2 분리 가스가 회전 방향에 대하여 양방향으로 흐르는 협애한 공간을 서셉터 상에 형성하는 천장면을 포함한다.
분리 영역, 분리 가스, 토출 구멍, 배기구, 서셉터
Description
<관련 출원>
본 출원은 모두 2008년 9월 4일 출원의 우선권 주장 일본 특허 출원2008-227023호, 2008-227025호, 및 2008-227026호에 기초한 것이며, 그 전체 내용은 여기에 원용된다.
본 발명은, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판의 표면으로 공급하고 또한 이 공급 사이클을 다수회 실행함으로써 반응 생성물의 층을 다수 적층하여 박막을 형성하는 성막 장치, 성막 방법, 및 이 성막 방법을 성막 장치에 실시시키는 프로그램을 기억하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에 있어서의 성막 기술로서, 소위 원자층 퇴적(ALD) 또는 분자층 퇴적(MLD)이 알려져 있다. 이러한 성막 기술에 있어서는, 진공 하에서 제1 반응 가스가 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼)의 표면에 흡착되고, 이어서 그 웨이 퍼의 표면에 제2 반응 가스가 흡착되고, 그 웨이퍼의 표면 상에서의 제1 및 제2 반응 가스의 반응을 통하여 1 또는 2 이상의 원자층 또는 분자층이 형성된다. 그리고, 그러한 가스의 교대 흡착과 반응이 복수회 반복되어 웨이퍼 상에 막이 퇴적된다. 이 기술은, 가스의 교대 공급의 횟수에 의해 막 두께를 높은 정밀도로 제어할 수 있는 점, 퇴적막이 웨이퍼 상에서 우수한 균일성을 갖는 점에서 유리하다. 따라서, 이 퇴적 방법은 반도체 디바이스의 가일층의 미세화에 대처할 수 있는 성막 기술로서 유망하다고 여겨지고 있다.
이러한 성막 방법을 실시하는 성막 장치로서, 진공 용기와, 복수매의 기판을 회전 방향을 따라 보유 지지하는 서셉터를 갖는 성막 장치가 제안되어 있다(특허 문헌1). 특허 문헌1은 복수의 웨이퍼를 지지하여 수평 회전할 수 있는 웨이퍼 지지 부재(서셉터)와, 웨이퍼 지지 부재의 회전 방향을 따라 등각도 간격으로 배치되는 동시에 웨이퍼 지지 부재의 반경 방향으로 연장되고, 웨이퍼 지지 부재에 대향하는 제1 및 제2 가스 출구 노즐과, 제1 및 제2 가스 토출 노즐 사이에 배치되는 퍼지 노즐을 갖는 처리 챔버를 개시하고 있다. 또한, 진공 배기 장치가, 웨이퍼 지지 부재의 외측 단부와 처리 챔버 사이의 어느 한 부위에 접속되어 있다. 이와 같이 구성된 처리 챔버에 의하면, 퍼지 가스 노즐이 가스 커튼을 형성하여, 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 혼합되는 것을 방해하고 있다.
<특허 문헌1> 일본 특허 출원 공개 제2001-254181호 공보
그런데, 상술한 바와 같은 회전 가능한 서셉터를 사용하는 MLD(ALD) 장치에 있어서는, 예를 들어 300㎜의 직경을 갖는 4 내지 6매의 웨이퍼를 서셉터 상에 적재하는 경우가 있기 때문에, 서셉터의 직경은 1m나 되는 경우도 있다. 서셉터는, 통상 서셉터의 이면에 대향하도록 배치된 히터 등으로 가열되기 때문에 서셉터가 그러한 큰 직경을 갖는 경우에는 서셉터 상의 웨이퍼 면내에 형성되는 소자의 특성의 변동을 충분히 저감할 수 있는 정도까지 웨이퍼 면내에서의 온도 균일성을 유지하는 것은 용이하지 않다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 서셉터를 균일하게 가열하는 것이 가능한 성막 장치, 성막 방법, 및 이 성막 방법을 성막 장치에 실시시키는 프로그램을 기억하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체를 제공한다.
본 발명의 제1 형태는, 용기 내에서 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치를 제공한다. 이 성막 장치는, 상기 용기 내에 회전 가능하게 설치된 서셉터와, 상기 서셉터의 일면에 설치되고, 상기 기판이 적재되는 기판 적재 영역과, 독립적으로 제어 가능한 복수의 가열부를 포함하고, 상기 서셉터를 가열하는 가열 유닛과, 상기 일면으로 제1 반응 가스를 공급하도록 구성된 제1 반응 가스 공급부와, 상기 서셉터의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된, 상기 일면으로 제2 반응 가스를 공급하도록 구성된 제2 반응 가스 공급부와, 상기 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하여 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 분리하는 분리 영역과, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 분리하기 위해 상기 용기의 거의 중앙에 위치하여 상기 일면을 따라 제1 분리 가스를 토출하는 토출 구멍을 갖는 중앙 영역과, 상기 용기를 배기하기 위하여 상기 용기 내에 설치된 배기구를 구비한다. 상기 분리 영역에는, 제2 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와, 상기 제2 분리 가스가 상기 회전 방향에 대하여 상기 분리 영역으로부터 상기 처리 영역측으로 흐를 수 있는 협애한 공간을, 상기 회전 테이블의 상기 일면에 대하여 형성하는 천장면을 포함한다.
본 발명의 제2 형태는, 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 방법을 제공한다. 이 성막 방법은, 상기 성막 장치의 용기 내에 회전 가능하게 설치되고, 일면에 기판 적재 영역을 갖는 서셉터에 상기 기판을 적재하는 스텝과, 상기 기판이 적재된 서셉터를 회전하는 스텝과, 독립적으로 제어 가능한 복수의 가열부를 포함하고, 상기 서셉터를 가열하는 가열 유닛을 사용하여 상기 서셉터를 가열하는 스텝과, 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 일면으로 제1 반응 가스를 공급하는 스텝과, 상기 서셉터의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된 제2 반응 가스 공급부로부터 상 기 일면으로 제2 반응 가스를 공급하는 스텝과, 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하는 분리 영역에 설치된 분리 가스 공급부로부터 제1 분리 가스를 공급하여, 상기 분리 영역의 천장면과 상기 회전 테이블 사이에 형성되는 협애한 공간에 있어서 상기 회전 방향에 대하여 상기 분리 영역으로부터 상기 처리 영역측으로 상기 제1 분리 가스를 흘리는 스텝과, 상기 용기의 중앙부에 위치하는 중앙 영역에 형성되는 토출 구멍으로부터 제2 분리 가스를 공급하는 스텝과, 상기 용기 내를 배기하는 스텝을 구비한다.
본 발명의 제3 형태는, 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치를 제공한다. 이 성막 장치는, 상기 기판을 방사 가열하도록 구성되는 가열부와, 상기 성막 장치의 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 서셉터와, 상기 서셉터의 일면에 설치되고, 상기 기판이 적재되는 기판 적재 영역과, 상기 일면으로 제1 반응 가스를 공급하도록 구성되는 제1 반응 가스 공급부와, 상기 서셉터의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된, 상기 일면으로 제2 반응 가스를 공급하도록 구성되는 제2 반응 가스 공급부와, 상기 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하여 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 분리하는 분리 영역과, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 분리하기 위해, 상기 용기의 거의 중앙에 위치하여 상기 일면을 따라 제1 분리 가스를 토출하는 토출 구멍을 갖는 중앙 영역과, 상기 용기 내를 배기하기 위하여 상기 용기에 설치된 배기구를 구비한다. 상기 분리 영역에는, 제2 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와, 상기 제2 분리 가스가 상기 회전 방향에 대하여 상기 분리 영역으로부터 상기 처리 영역측으로 흐를 수 있는 협애한 공간을, 상기 회전 테이블의 상기 일면에 대하여 형성하는 천장면이 포함된다.
본 발명의 제4 형태는, 용기 내에서 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 방법을 제공한다. 이 성막 방법은, 상기 성막 장치의 용기 내에 회전 가능하게 설치되고, 일면에 기판 적재 영역을 갖는 서셉터에 상기 기판을 적재하는 스텝과, 상기 기판이 적재된 서셉터를 회전하는 스텝과, 상기 기판을 방사 가열하는 스텝과, 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 일면으로 제1 반응 가스를 공급하는 스텝과, 상기 서셉터의 회전 방향을 따라서 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 일면으로 제2 반응 가스를 공급하는 스텝과, 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하는 분리 영역에 설치된 분리 가스 공급부로부터 제1 분리 가스를 공급하여, 상기 분리 영역의 천장면과 상기 회전 테이블 사이에 형성되는 협애한 공간에 있어서 상기 회전 방향에 대하여 상기 분리 영역으로부터 상기 처리 영역측으로 상기 제1 분리 가스를 흘리는 스텝과, 상기 용기의 중앙부에 위치하는 중앙부 영역에 형성되는 토출 구멍으로부터 제2 분리 가스 를 공급하는 스텝과, 상기 용기 내를 배기하는 스텝을 구비한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 서셉터를 균일하게 가열하는 것이 가능한 성막 장치, 성막 방법, 및 이 성막 방법을 성막 장치에 실시시키는 프로그램 및 이것을 기억하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체를 제공할 수 있다.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이 아닌 예시된 실시 형태를 설명한다. 첨부하는 전체 도면 중 동일하거나 또는 대응하는 부재 또는 부품에 관해서는, 동일하거나 또는 대응하는 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 도면은, 부재 혹은 부품간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서 구체적인 두께나 치수는, 이하의 한정적이 아닌 실시 형태에 비추어 당업자에 의해 결정되어야 할 것이다.
제1 실시 형태
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 성막 장치의 단면도이다. 도시한 대로, 이 성막 장치는 편평한 원통 형상을 갖는 진공 용기(1)와, 이 진공 용기(1) 내에 배치되어 회전 가능한 서셉터(2)를 포함한다. 진공 용기(1)는 용기 본체(12)와, 용기 본체(12)로부터 제거 가능한 천장판(11)을 갖고 있다. 천장판(11)은, 진공 용기(1) 내를 진공 배기할 수 있도록, 예를 들어 O링 등의 시일 부재(13)를 개재하여 용기 본체(12) 상에 배치되는 한편, 진공 용기(12)로부터 제거해야 할 때에는, 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 들어 올려진다.
또한, 용기 본체(12)의 저부(14)에는, 중앙 부근에서 환상으로 2단 형상으로 융기되는 융기부(14a)와, 편평한 원통 형상을 갖는 커버 부재(71)가 설치되어 있다. 융기부(14a)와, 커버 부재(71)와 이들 상방에 소정의 간격을 두고 배치되는 서셉터(2)로 둘러싸이는 공간은 히터 저장부로서 이용되고, 히터 유닛(7)이 저장되어 있다. 히터 유닛(7)은, 예를 들어 석영관 내에 전열선이 봉입된 환상 히터 엘리먼트로 구성된다. 전열선은, Fe-Cr-Al 합금, Ni-Cr 합금, 및 몰리브덴, 텅스텐 및 탄탈 등의 금속으로 제작할 수 있다. 또한, 전열선은 석영관 내에 진공 봉입되어도 되고, 또한 헬륨(He), 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스나 N2 가스의 분위기 중에 봉입되어도 좋다. 또한, 전열선이 석영관 내에 삽입되고, 석영관 내가 헬륨(He), 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스나 N2 가스로 퍼지되도록 해도 좋다.
도 2 및 도 3을 참조하면서, 히터 유닛(7)을 상세하게 설명한다. 도 2는 진공 용기(1)의 내부를 도시하는 부분 사시도로서, 천장판(11), 후술하는 가스 공급 노즐, 및 서셉터(2)는 제외되어 있다. 도시한 바와 같이, 히터 유닛(7)은 거의 동심원 형상으로 배열되는 8개의 환상 히터 엘리먼트로 구성할 수 있다. 또한, 최외측의 환상 히터 엘리먼트(7a)와 최외측으로부터 2번째의 환상 엘리먼트(7b)에 의해 아우터 히터(7O)가 구성되고, 최외측으로부터 3번째로부터 6번째의 환상 히터 엘리먼트(7c, 7d, 7e, 7f)에 의해 센터 히터(7C)가 구성되고, 7번째의 환상 히터 엘리먼트(7g)와 8번째의 환상 히터 엘리먼트(7h)에 의해 이너 히터(7I)가 구성되어 있다. 이렇게 히터 유닛(7)은 반경 방향을 따라 3개로 분할되어 있다.
도 2의 일부를 확대하여 도시하는 도 3을 참조하면, 환상 히터 엘리먼트(7a 내지 7h)는 용기 본체(12)의 저부(14)에 형성된 관통 구멍(14b)을 통하여 배치되는 전류 도입 단자(14c)에 전기적으로 접속되는 동시에 전류 도입 단자(14c)에 의해 지지되어 있다. 그리고, 진공 용기(1)의 외부에 있어서, 아우터 히터(7O)를 구성하는 환상 히터 엘리먼트(7a 및 7b)가 전류 도입 단자(14c)를 통하여 병렬 또는 직렬로 접속되고, 또한 전원 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또한, 센터 히터(7C) 및 이너 히터(7I)에 대해서도, 마찬가지로 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 3에만 도시되었으나, 용기 본체(12)의 저부(14)에 형성된 관통 구멍(14d)을 통하여 열전대(8O)가 진공 용기(1) 내부에 기밀하게 삽입되어, 환상 히터 엘리먼트(7a와 7b) 사이에 배치되어 있다. 열전대(8O)의 상단부와 히터 유닛(7)의 상방에 위치하는 서셉터(2)의 이면의 간격은, 예를 들어 약 1㎜로부터 약 10㎜이면 되고, 약 2㎜로부터 약 5㎜이면 되며, 바람직하게는 약 3㎜이면 된다. 이 배치에 의해, 열전대(8O)는 서셉터(2)에 있어서의 아우터 히터(7O)에 의해 가열되는 부분의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 열전대(8O)는 온도 조정기(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 온도 조정기는, 서셉터(2)의 열에 의해 열전대(8O)에 발생하는 열기전력에 기초하는 온도 조정용 신호를 생성하고, 이 신호를 아우터 히터(7O)[환상 히터 엘리먼트(7a, 7b)]에 접속되는 전원으로 출력한다. 전원은, 입력된 신호를 따라 아우터 히터(7O)[환상 히터 엘리먼트(7a, 7b)]로 전력을 공급한다. 이에 의해, 서셉터(2)에 있어서의 아우터 히터(7O)에 의해 가열되는 부분의 온도가 제어된다.
또한, 환상 히터 엘리먼트(7d와 7e) 사이에 열전대(8C)가 마찬가지로 배치되고, 열전대(8C)도 또한 온도 조정기(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 서셉터(2)에 있어서의 센터 히터(7C)에 의해 가열되는 부분의 온도가 측정되어, 측정 결과에 따라 서셉터(2)의 그 부분의 온도가 제어된다. 또한, 환상 히터 엘리먼트(7g와 7h)의 사이에 열전대(8I)가 마찬가지로 배치되고, 열전대(8I)도 또한 온도 조정기(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 서셉터(2)에 있어서의 이너 히터(7I)에 의해 가열될 수 있는 부분의 온도가 측정되어, 측정 결과에 따라 서셉터(2)의 그 부분의 온도가 제어된다. 또한, 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C) 및 이너 히터(7I)에 대응한 각각의 전원은, 각각에 대하여 독립적으로 전력을 공급할 수 있는 하나의 전원 장치로 치환해도 좋다.
또한, 도 2 및 도 3에만 도시되고 다른 도면에서는 생략하였으나, 용기 본체(12)의 저부(14)와 히터 유닛(7) 사이에는 소정의 지지 부재에 의해 지지된 보호 플레이트(70)가 배치되어 있다. 보호 플레이트(70)는 히터 저장부에 수용 가능한 원환상의 원반으로서, 예를 들어 스테인리스강으로 제작할 수 있다. 또한, 보호 플레이트(70)는 환상 히터 엘리먼트(7a 내지 7h)에 접속되는 전류 도입 단자(14c)에 대응하는 위치에, 전류 도입 단자(14c)가 빠져 나가는 관통 구멍을 갖고 있다. 보호 플레이트(70)는 환상 히터 엘리먼트(7a 내지 7h)를 보호하고, 환상 히터 엘리먼트(7a 내지 7h)로부터의 복사열에 의해 용기 본체(12)의 저부(14)가 가열되는 것을 저감시키기 위하여 사용되고 있다. 보호 플레이트(70)는, 소위 리플렉터로서 기능할 수 있고, 내부에 유체를 흘릴 수 있는 도관을 설치하여, 여기에 예를 들어 냉각수를 흘려도 좋다.
서셉터(2)는 본 실시 형태에 있어서는 약 20㎜의 두께를 갖는 카본판으로 제작되고, 약 960㎜의 직경을 갖는 원판 형상으로 형성되어 있다. 또한, 서셉터(2)의 상면, 이면 및 측면을 SiC로 코팅해도 좋다. 도 1을 참조하면, 서셉터(2)는 중앙에 원형의 개구부를 갖고 있으며, 개구부의 주위에서 원통 형상의 코어부(21)에 의해 상하로부터 끼워져 보유 지지되고 있다. 코어부(21)는 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)의 상단부에 고정되어 있다. 회전축(22)은 용기 본체(12)의 저면부(14)를 관통하여 그 하단부가 당해 회전축(22)을 연직축 주위로 이 예에서는 시계 방향으로 회전시키는 구동부(23)에 설치되어 있다. 이 구성에 의해, 서셉터(2)는 그 중심을 축으로 회전할 수 있다. 또한, 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 개재하여 진공 용기(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 설치되어 있으며, 이에 의해 케이스체(20)의 내부 분위기가 외부 분위기로부터 격리되어 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 서셉터(2)의 상면에 각각 웨이퍼(W)를 수용하는 복수(도시의 예에서는 5개)의 원형 오목부(24)가 형성되어 있다. 단, 도 5에서는 1매의 웨이퍼(W)만을 도시하고 있다. 오목부(24)는 서셉터(2)에 등간격으로 배치되어 있다.
도 6a는, 도 5에 도시된 제1 반응 가스 노즐(31)로부터 제2 반응 가스 노즐(32)까지 연장되는 원호를 따른 투영 단면도이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 오목부(24)는 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간 큰, 예를 들어 4㎜ 큰 직경과, 웨이퍼(W)의 두께와 동등한 깊이를 갖고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)가 오목부(24)에 적재되었을 때, 웨이퍼(W)의 표면은 서셉터(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. 이로 인해, 2개의 표면이 동일한 높이에 있다. 「동일한 높이」는, 여기에서는 높이의 차가 약 5㎜ 이하인 것을 의미하지만, 그 차는 가공 정밀도가 허용하는 범위에서 가능한 한 제로에 가까워야 한다. 오목부(24)의 바닥에는, 3개의 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이들을 통하여 3개의 승강 핀(도 10 참조)이 승강한다. 승강 핀은, 웨이퍼(W)의 이면을 지지하여, 웨이퍼(W)를 승강시킨다.
오목부(24)는, 웨이퍼를 위치 결정하여 웨이퍼(W)가 서셉터(2)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해 튀어 나오는 것을 방지하는 웨이퍼(W)의 수용 영역이다. 그러나, 웨이퍼(W)의 수용 영역은, 오목부(24)로 한정되지 않고, 서셉터(2) 상에 소정의 각도 간격으로 배치되어 웨이퍼(W)의 단부를 보유 지지하는 가이드 부재에 의해 실현할 수도 있다. 예를 들어, 웨이퍼(W)의 수용 영역은, 정전 척에 의해 실행해도 좋다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 서셉터(2)의 상방에 제1 반응 가스 노즐(31), 제2 반응 가스 노즐(32), 및 분리 가스 노즐(41, 42)이 설치되고, 이들은 소정의 각도 간격으로 반경 방향으로 연장되어 있다. 이 구성에 의해, 오목부(24)는 노즐(31, 32, 41, 및 42) 아래를 통과할 수 있다. 도시한 예에서는, 제2 반응 가스 노즐(32), 분리 가스 노즐(41), 제1 반응 가스 노즐(31), 및 분리 가스 노즐(42)이 이 순서대로 시계 방향으로 배치되어 있다. 이들 가스 노즐(31, 32, 41, 42)은, 용기 본체(12)의 주위벽부를 관통하고, 가스 도입 포트(31a, 32a, 41a, 42a)인 단부를 벽의 외주벽에 설치함으로써 지지되어 있다. 가스 노즐(31, 32, 41, 42)은, 도시한 예에서는 진공 용기(1)의 주위벽부로부터 진공 용기(1) 내로 도입되어 있지만, 환상의 돌출부(5)(후술)로부터 도입해도 좋다. 이 경우, 돌출부(5)의 외주면과 천장판(11)의 외표면으로 개방되는 L자형의 도관을 설치하고, 진공 용기(1) 내에서 L자형의 도관의 한쪽의 개구에 가스 노즐[31(32, 41, 42)]을 접속하고, 진공 용기(1)의 외부에서 L자형의 도관의 다른 쪽의 개구에 가스 도입 포트[31a(32a, 41a, 42a)]를 접속할 수 있다.
도시하고 있지 않으나, 반응 가스 노즐(31)은 가스 도입 포트(31a)를 통하여 제1 반응 가스인 비스터셜부틸아미노실란(BTBAS)의 가스 공급원에 접속되고, 반응 가스 노즐(32)은 가스 도입 포트(32a)를 통하여 제2 반응 가스인 오존(O3)의 가스 공급원에 접속되어 있다.
반응 가스 노즐(31, 32)에는 하방측에 반응 가스를 토출하기 위한 토출 구멍(33)이 노즐의 길이 방향으로 간격을 두고 배열되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 토출 구멍(33)은 약 0.5㎜의 구경을 갖고, 반응 가스 노즐(31, 32)의 길이 방향을 따라 약 10㎜의 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 토출하기 위한 토출 구멍(40)을 갖고 있다. 토출 구멍(40)은, 길이 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 토출 구멍(40)은 약 0.5㎜의 구경을 갖고, 분리 가스 노즐(41, 42)의 길이 방향을 따라 약 10㎜의 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)에 있어서는, 진공 용기(1)의 천장판(11)에, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 볼록 형상부(4)가 설치되어 있다. 볼록 형상부(4)는 부채형의 상면 형상을 갖고 있으며, 그 정상부는 진공 용기(1)의 중심에 위치하고, 원호는 용기 본체(12)의 내주벽의 근방을 따라 위치하고 있다. 또한, 볼록 형상부(4)는 볼록 형상부(4)가 2분할되도록 반경 방향으로 신장되는 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 한쪽의 변 사이의 거리는 분리 가스 노즐[41(42)]의 중심축과 부채형의 볼록 형 상부(4)의 다른 쪽의 변 사이의 거리와 거의 동등하다. 또한, 홈부(43)는 본 실시 형태에서는 볼록 형상부(4)를 이등분하도록 형성되지만, 다른 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 볼록 형상부(4)에 있어서의 서셉터(2)의 회전 방향 상류측이 넓어지도록 홈부(43)를 형성해도 좋다.
상기한 구성에 의하면, 도 6a에 도시된 바와 같이 분리 가스 노즐[41(42)]의 양측에는 평탄한 낮은 천장면(44)(제1 천장면)이 있으며, 낮은 천장면(44)의 양측에는 높은 천장면(45)(제2 천장면)이 있다. 볼록 형상부(4)[천장면(44)]는 제1 및 제2 반응 가스가 볼록 형상부(4)와 서셉터(2) 사이에 침입하는 것을 저지하여 혼합되는 것을 저지하기 위한 협애한 공간인 분리 공간을 형성한다.
도 6b를 참조하면 서셉터(2)의 회전 방향을 따라 반응 가스 노즐(32)로부터 볼록 형상부(4)를 향하여 흐르는 O3 가스가 당해 공간으로 침입하는 것이 저지되고, 또한 서셉터(2)의 회전 방향과 반대 방향을 따라 반응 가스 노즐(31)로부터 볼록 형상부(4)를 향하여 흐르는 BTBAS 가스가 당해 공간으로 침입하는 것이 저지된다. 「가스가 침입하는 것이 저지된다」란, 분리 가스 노즐(41)로부터 토출된 분리 가스인 N2 가스가 제1 천장면(44)과 서셉터(2)의 표면 사이로 확산되어, 이 예에서는 당해 제1 천장면(44)에 인접하는 제2 천장면(45)의 하방측의 공간으로 분출되어, 이에 의해 제2 천장면(45)의 하방측 공간으로부터의 가스가 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 경우만 을 의미하는 것이 아니라, 반응 가스의 일부가 침입되어도 그 반응 가스가 분리 가스 노즐(41)를 향하여 더욱 진행할 수 없으며, 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 흡착된 가스에 대해서는 당연히 분리 영역(D) 내를 통과할 수 있다. 따라서, 가스의 침입 저지는 기상 중의 가스에 대하여 서술하고 있다.
도 1, 도 4, 및 도 5를 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 영역에 있어서 서셉터(2)와 대향하고 있다. 또한, 돌출부(5)는 볼록 형상부(4)와 일체로 형성되고, 볼록 형상부(4)의 하면과 돌출부(5)의 하면은 하나의 평면을 형성하고 있다. 즉, 돌출부(5)의 하면의 서셉터(2)로부터의 높이는, 볼록 형상부(4)의 하면[천장면(44)]의 높이와 동등하다. 이 높이는, 이후 높이(h)라고 기재한다. 또한, 돌출부(5)와 볼록 형상부(4)는, 반드시 일체가 아니어도 되고, 별체이어도 된다. 또한, 도 4 및 도 5는 볼록 형상부(4)를 진공 용기(1) 내에 남긴 채 천장판(11)을 제거한 진공 용기(1)의 내부 구성을 도시하고 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 분리 영역(D)은 볼록 형상부(4)로 되어야 할 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 설치 하도록 해도 좋다.
본 실시 형태에 있어서, 직경 약 300㎜를 갖는 웨이퍼(W)가 진공 용기(1) 내에서 처리되게 되는 경우, 볼록 형상부(4)는 서셉터의 회전 중심으로부터 140㎜ 이격된 내측의 원호(li)(도 5)를 따른 예를 들어 140㎜의 둘레 방향 길이와, 서셉터(2)의 오목부(24)의 최외부에 대응하는 외측의 원호(lo)(도 5)를 따른 예를 들어 502㎜의 둘레 방향 길이를 갖는다. 또한, 외측의 원호(lo)를 따른, 볼록 형상부(4)의 일측벽으로부터 홈부(43)의 바로 근처의 측벽까지의 둘레 방향 길이는 약 246㎜이다.
또한, 볼록 형상부(4)의 하면, 즉 천장면(44)의, 서셉터(2)의 표면으로부터 측정한 높이(h)(도 6a)는 예를 들어 약 0.5㎜로부터 약 10㎜이면 되고, 약 4㎜이면 바람직하다. 또한, 서셉터(2)의 회전수는, 예를 들어 1rpm 내지 500rpm로 설정되어 있다. 분리 영역(D)의 분리 기능을 확보하기 위해서는, 진공 용기(1) 내의 압력이나 서셉터(2)의 회전수 등에 따라, 볼록 형상부(4)의 크기나 볼록 형상부(4)의 하면[제1 천장면(44)]과 서셉터(2)의 표면의 높이(h)를, 예를 들어 실험 등을 통하여 설정하면 된다. 또한 분리 가스로서는, 본 실시 형태에서는 N2 가스이지만, 분리 가스가 산화 실리콘의 성막에 영향을 주지 않는 한, He나 Ar 가스 등의 불활성 가스나 수소 가스 등이어도 좋다.
도 7은, 도 5의 A-A선을 따라 자른 단면도의 절반을 도시하고, 여기에는 볼록 형상부(4)와, 볼록 형상부(4)와 일체로 형성된 돌출부(5)가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 볼록 형상부(4)는, 그 외측 테두리에 있어서 L자 형상으로 굴곡되는 굴곡부(46)를 갖고 있다. 볼록 형상부(4)는 천장판(11)에 설치되고 천장판(11)과 함께 용기 본체(12)로부터 분리될 수 있기 때문에, 굴곡부(46)와 서셉터(2) 사이 및 굴곡부(46)와 용기 본체(12) 사이에 약간의 간극이 있지만, 굴곡부(46)는 서셉터(2)와 용기 본체(12) 사이의 공간을 대강 메우고 있어, 반응 가스 노즐(31)로부터의 제1 반응 가스(BTBAS)와 반응 가스 노즐(32)로부터의 제2 반응 가스(오존)가 이 간극을 통하여 혼합되는 것을 방지한다. 굴곡부(46)와 용기 본체(12) 사이의 간극, 및 굴곡부(46)와 서셉터(2) 사이에 약간의 간극은 상술한 서셉터(2)로부터 볼록 형상부(4)의 천장면(44)까지의 높이(h)와 거의 동일한 치수로 되어 있다. 도시한 예에 있어서, 굴곡부(46)의 서셉터(2)의 외주면에 면하는 측벽이 분리 영역(D)의 내주벽을 구성하고 있다.
도 5에 도시된 B-B선을 따라 자른 단면도인, 도 1을 다시 참조하면, 용기 본체(12)는 서셉터(2)의 외주면에 대향하는 용기 본체(12)의 내주부에 오목부를 갖고 있다. 이후, 이 오목부를 배기 영역(6)이라고 칭한다. 배기 영역(6)의 하방에는, 배기구(61)[다른 배기구(62)에 대해서는 도 5 참조]가 설치되고, 이들에는 다른 배기구(62)에 대해서도 사용될 수 있는 배기관(63)을 통하여 진공 펌프(64)가 접속되어 있다. 또한, 배기관(63)에는 압력 조정기(65)가 설치되어 있다. 복수의 압력 조정기(65)를, 대응하는 배기구(61, 62)에 대하여 설치해도 좋다.
도 5를 다시 참조하면, 배기구(61)는, 상방에서 보아 제1 반응 가스 노즐(31)과, 제1 반응 가스 노즐(31)에 대하여 서셉터(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 보아, 제2 반응 가스 노즐(32)과, 제2 반응 가스 노즐(32)에 대하여 서셉터(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 좋다. 예를 들어, 제2 반응 가스 노즐(32)과, 제2 반응 가스 노즐(32)에 대하여 서셉터(2)의 시계 회전 방향의 상류에 위치하는 분리 영역(D) 사이에 배기구를 더 설치해도 좋다. 또한, 배기구를 용기 본체(12)의 저부(14)의 소정의 위치에 더 설치해도 좋다. 도시한 예에서는, 배기구(61, 62)는 서셉터(2)보다도 낮은 위치에 설치함으로써 진공 용기(1)의 내주벽과 서셉터(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 설치할 경우, 배기구(61, 62)는 서셉터(2)보다도 높게 위치해도 된다. 이 경우, 가스는 서셉터(2)의 표면을 따라 흘러, 서셉터(2)의 표면보다 높게 위치하는 배기구(61, 62)로 유입된다. 따라서, 진공 용기(1) 내의 파티클이 뿜어 올려지지 않는 다는 점에서, 배기구가 예를 들어 천장판(11)에 설치된 경우에 비교하여 유리하다.
도 1, 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이 서셉터(2)와 용기 본체(12)의 저부(14) 사이의 공간에는 가열부로서의 환상의 히터 유닛(7)이 설치되고, 이에 의해 서셉터(2) 상의 웨이퍼(W)가 서셉터(2)를 통하여 프로세스 레시피에서 결정된 온도로 가열된다. 또한, 커버 부재(71)가 서셉터(2)의 하방에 있어서 서셉터(2)의 외주 가까이에 히터 유닛(7)을 둘러싸도록 설치되어, 히터 유닛(7)이 놓어져 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) 내로 가스가 유입되는 것을 방지하기 위해 서셉터(2)의 하면과 플랜지부 사이에 약간의 간극이 유지되도록 배치된다.
또한 도 1을 참조하면, 저부(14)는 환상의 히터 유닛(7)의 내측에 융기부(14a)를 갖고 있다. 융기부(14a)의 상면은 서셉터(2)와 융기부(14a) 사이 및 융기부(14a)와 코어부(21)에 접근하고 있으며, 융기부(14a)의 상면과 서셉터(2) 사이, 및 융기부(14a)의 상면과 코어부(21)의 이면 사이에 약간의 간극을 남기고 있다. 또한, 저부(14)는 회전축(22)이 빠져 나가는 중심 구멍을 갖고 있다. 이 중심 구멍의 내경은, 회전축(22)의 직경보다도 약간 커서, 플랜지부(20a)를 통하여 케이스체(20)와 연통되는 간극을 남기고 있다. 퍼지 가스 공급관(72)이 플랜지부(20a)의 상부에 접속되어 있다. 또한, 히터 유닛(7)이 수용되는 영역을 퍼지하기 위해, 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(14a) 사이의 간극, 및 저부(14)의 융기부(14a)와 서셉터(2)의 이면 사이의 간극을 통하여, 퍼지 가스 공급관(72)으로부터 주로 히터 유닛(7) 상의 공간으로 N2 퍼지 가스가 흐른다. 또한, 퍼지 가스 공급관(73)으로부터 히터 유닛(7) 아래의 공간으로 N2 가스가 흐른다. 그리고, 이들 N2 퍼지 가스는, 커버 부재(71)의 플랜지부(71a)와 서셉터(2)의 이면 사이의 간극을 통하여 배기구(61)로 유입된다. N2 퍼지 가스의 이러한 흐름은, 도 9에 화살표로 나타내고 있다. N2 퍼지 가스는, 제1(제2) 반응 가스가 서셉터(2)의 하방의 공간을 돌아들어가 제2(제1) 반응 가스와 혼합되는 것을 방지하는 분리 가스로서 작용한다.
도 9를 참조하면, 진공 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)으로 공급된 분리 가스는, 돌출부(5)와 서셉터(2)의 좁은 간극(50)을 통하여 서셉터(2)의 표면을 따라 흘러, 배기 영역(6)에 도달한다. 이 공간(53)과 간극(50)은 분리 가스가 채워져 있으므로, 서셉터(2)의 중심부를 통하여 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 위하여 서셉터(2)의 회전 중심부와 진공 용기(1)에 의해 구성되고, 분리 가스를 서셉터(2)의 상면을 향하여 토출하는 토출구를 갖도록 구성되는 중심 영역(C)이 설치되어 있다. 또한, 도시한 예에서는, 토출구는 돌출부(5)와 서셉터(2)의 좁은 간극(50)에 상당한다.
다시 도 1을 참조하면, 플랜지부(20a)에 퍼지 가스 공급관(72)이 접속되어, 이것을 통하여 플랜지부(20a) 및 케이스체(20)의 내부로 퍼지 가스(N2 가스)가 공급된다. 이 퍼지 가스는, 회전축(22)과 저부(14)의 융기부(14a) 사이의 간극과, 코어부(21)와 융기부(14a) 사이의 간극과, 융기부(14a)와 서셉터(2) 사이의 간극을 통하여 히터 유닛(7)이 저장되는 히터 저장부로 흐른다. 한편, 히터 저장부에는 서셉터 본체(12)의 저부(14)를 관통하는 복수의 퍼지 가스 공급관(73)이 소정의 각도 간격을 두고 접속되어, 이들을 통하여 소정의 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 퍼지 가스(N2 가스 등)가 공급된다. 이 퍼지 가스는, 플랜지부(20a)에 접속된 퍼지 가스 공급관(72)으로부터 공급되어 히터 저장부에 도달하는 퍼지 가스(N2 가스 등)와 함께, 커버 부재(7)와 서셉터(2)의 간극으로부터 배기 영역(6)에 이르러, 배기구[61(62)]로부터 배기 장치(64)로 배기된다. 또한, 커버 부재(71)의 상단부에는 커버 부재(71)의 외측 방향으로 서셉터(2)의 이면을 따라 연장되는 플랜지부(71a)가 설치되어 있고, 이에 의해 배기 영역(6)으로부터 히터 저장부로의 가스의 유입이 방지된다. 이와 같은 구성에 의해, 코어부(21)나 회전축(22)의 주변의 공간이나 히터 저장부를 통하여 제1 반응 가스와 제2 반응 가스가 혼합되는 것이 방지된다.
또한, 용기 본체(12)의 측벽에는 도 4, 도 5 및 도 10에 도시된 바와 같이 반송구(15)가 형성되어 있다. 웨이퍼(W)는 반송구(15)를 통하여 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. 서셉터(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)로 내리기 위해, 또한 오목부(24)로부터 들어 올리기 위해 승강 핀(16)(도 10)이 설치되어 있으며, 승강 핀은 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 서셉터(2)의 오목부(24)에 형성된 관통 구멍을 통하여 승강된다.
또한, 이 실시 형태에 따른 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. 또한, 제어부(100)는 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)의 온도를 제어하는 온도 조정기(도시하지 않음)에 접속되어, 프로세스 레시피에 기초하여 온도 조정기를 제어하고, 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)로의 전력 공급의 개시 및 정지, 및 서셉터(2) 나아가서는 웨이퍼(W)의 온도를 제어한다.
메모리 장치(100c)는 프로세스 컨트롤러(100a)에 다양한 프로세스를 실시시키는 제어 프로그램, 프로세스 레시피, 및 각종 프로세스에 있어서의 파라미터 등을 기억하고 있다. 또한, 이들 프로그램은, 예를 들어 후술하는 동작(이하의 실시 형태에 있어서의 성막 장치의 동작을 포함한다)을 행하게 하기 위한 스텝 군을 갖고 있다. 이들 제어 프로그램이나 프로세스 레시피는 유저 인터페이스부(100b)로부터의 지시에 따라, 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 통하여 메모리 장치(100c)에 인스톨해도 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 통하여 메모리 장치(100c)로 다운로드해도 된다.
다음에, 본 실시 형태의 성막 장치의 동작에 대하여 설명한다. 첫째, 오목부(24)가 반송구(15)에 정렬되도록 서셉터(2)를 회전하고, 게이트 밸브(도시하지 않음)를 개방한다. 둘째 반송 아암(10)에 의해 반송구(15)를 통하여 웨이퍼(W)를 진공 용기(1)로 반송한다. 웨이퍼(W)는, 승강 핀(16)에 의해 수취되어, 반송 아암(10)이 진공 용기(1)로부터 인발된 후에, 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 구동되는 승강 핀(16)에 의해 오목부(24)로 하강된다. 상기 일련의 동작이 5회 반복되어 5매의 웨이퍼(W)가 서셉터(2)에 탑재된다. 계속해서, 진공 펌프(64)에 의해 진공 용기(1) 내가 미리 설정한 압력으로 진공화된다. 서셉터(2)가 위에서 보아 시계 방향으로 회전하기 시작한다. 다음에, 히터 유닛(7)[아우터 히터(7O), 센터 히 터(7C), 이너 히터(7I)]으로의 전력 공급을 개시하고, 서셉터(2)의 오목부(24)에 적재되는 웨이퍼(W)를 서셉터(2)의 이면으로부터 가열한다. 웨이퍼(W)의 온도가 소정의 설정 온도에 의해 안정된 것이 열전대(8O, 8C, 8I)에 의해 확인된 후, 제1 반응 가스(BTBAS)가 제1 반응 가스 노즐(31)을 통하여 제1 처리 영역으로 공급되고, 제2 반응 가스(O3)가 제2 반응 가스 노즐(32)을 통하여 제2 처리 영역(P2)으로 공급된다. 그외에 추가로, 분리 가스 노즐(41, 42)로부터 분리 가스(N2)가 공급되어, 천장면(44)과 서셉터(2)의 상면 사이의 공간을 서셉터(2)의 회전 방향의 양방향으로 흐른다.
웨이퍼(W)가 제1 반응 가스 노즐(31)의 하방의 제1 처리 영역(P1)을 통과할 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 BTBAS 분자가 흡착되고, 제2 반응 가스 노즐(32)의 하방의 제2 처리 영역(P2)을 통과할 때에 웨이퍼(W)의 표면에 O3 분자가 흡착되고, O3에 의해 BTBAS 분자가 산화된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 서셉터(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 통과하여 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 웨이퍼(W)의 표면에 퇴적된다. 소정의 막 두께를 갖는 산화 실리콘막이 퇴적된 후, BTBAS 가스와 오존 가스를 정지하고, 서셉터(2)의 회전을 정지한다. 그리고, 웨이퍼(W)는 반입 동작과 역동작에 의해 순차적으로 반송 아암(10)에 의해 진공 용기(1)로부터 반출된다.
또한, 상기한 성막 동작 중, 분리 가스 공급관(51)으로부터도 분리 가스인 N2 가스가 공급되고, 이에 의해 중심 영역(C)으로부터, 즉 돌출부(5)와 서셉터(2) 사이의 간극(50)으로부터 서셉터(2)의 표면을 따라 N2 가스가 토출된다. 이 실시 형태에서는, 제2 천장면(45) 아래의 공간으로서 반응 가스 노즐[31(32)]이 배치되어 있는 공간은, 중심 영역(C), 및 제1 천장면(44)과 서셉터(2) 사이의 협애한 공간보다도 낮은 압력을 갖고 있다. 이것은, 천장면(45) 아래의 공간에 인접하여 배기 영역(6)이 설치되고, 그 공간은 배기 영역(6)을 통과하여 직접 배기되기 때문이다. 또한, 협애한 공간이 반응 가스 노즐[31(32)]이 배치되어 있는 공간 또는 제1(제2) 처리 영역[P1(P2)]과 협애한 공간 사이의 압력차가 높이(h)에 의해 유지될 수 있도록 형성되어 있기 때문이기도 하다.
다음에, 가스 노즐(31, 32, 41, 42)로부터 진공 용기(1) 내로 공급된 가스의 플로우 패턴을 도 11을 참조하면서 설명한다. 도 11은 플로우 패턴을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도시한 바와 같이, 제2 반응 가스 노즐(32)로부터 토출된 O3 가스의 일부는 서셉터(2)의 표면[및 웨이퍼(W)의 표면]에 부딪쳐, 그 표면을 따라 서셉터(2)의 회전 방향과 반대 방향으로 흐른다. 이어서, 이 O3 가스는, 서셉터(2)의 회전 방향의 상류측으로부터 흘러 온 N2 가스에 되밀려 서셉터(2)의 주연[진공 용기(1)의 내주벽]측으로 방향을 바꾼다. 그리고, 이 O3 가스는 배기 영역(6)으로 유입되어 배기구(62)를 통하여 진공 용기(1)로부터 배기된다.
제2 반응 가스 노즐(32)로부터 토출된 O3 가스의 다른 부분은 서셉터(2)의 표면[및 웨이퍼(W)의 표면]에 부딪쳐, 그 표면을 따라 서셉터(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 향하여 흐른다. 한편, 이 부분의 O3 가스의 소량 부분이 제2 반응 가스 노즐(32)에 대하여 서셉터(2)의 회전 방향의 하류측에 위치하는 분리 영역(D)을 향하여 흘러, 천장면(44)과 서셉터(2) 사이의 간극에 들어갈 가능성이 있다. 그러나, 그 간극의 높이(h)가 의도한 성막 조건 하에서 당해 간극으로의 유입을 저지할 정도의 높이로 설정되어 있기 때문에, O3 가스는 그 간극에 들어가는 것이 저지된다. 설령, 소량의 O3 가스가 그 간극으로 유입되었다고 해도 그 O3 가스는 분리 영역(D)의 내측까지 흐를 수 없다. 간극으로 유입된 소량의 O3 가스는 분리 가스 노즐(41)로부터 토출된 분리 가스에 의해 되밀려진다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 서셉터(2)의 상면을 회전 방향을 따라 흐르는 실질적으로 모든 O3 가스가 배기 영역(6)으로 흘러 배기구(62)에 의해 배기된다.
마찬가지로, 제1 반응 가스 노즐(31)로부터 토출되어, 서셉터(2)의 회전 방향과 반대 방향으로 서셉터(2)의 표면을 따라 흐르는 일부의 BTBAS 가스는 제1 반응 가스 노즐(31)에 대하여 회전 방향 상류측에 위치하는 볼록 형상부(4)의 천장면(44)과 서셉터(2) 사이의 간극으로 유입되는 것이 방지된다. 설령 소량의 BTBAS 가스가 유입되었다고 해도 분리 가스 노즐(41)로부터 토출되는 N2 가스에 의해 되밀 린다. 되밀린 BTBAS 가스는 분리 가스 노즐(41)로부터의 N2 가스와 중심 영역(C)으로부터 토출되고 있는 N2 가스와 함께 서셉터(2)의 외주연과 진공 용기(1)의 내주벽을 향하여 흘러, 배기 영역(6)을 통하여 배기구(61)를 통하여 배기된다.
제1 반응 가스 노즐(31)로부터 하방측으로 토출되어, 서셉터(2)의 회전 방향과 동일 방향으로 서셉터(2)의 표면[및 웨이퍼(W)의 표면]을 따라 흐르는 다른 부분의 BTBAS 가스는, 제1 반응 가스 노즐(31)에 대하여 회전 방향 하류측에 위치하는 볼록 형상부(4)의 천장면(44)과 서셉터(2) 사이로 유입될 수 없다. 설령 소량의 BTBAS 가스가 유입되었다고 해도 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 향하여 흘러, 배기구(61)에 의해 배기된다.
상술한 바와 같이, 분리 영역(D)은 BTBAS 가스나 O3 가스가 분리 영역(D)으로 유입되는 것을 방지하거나, 분리 영역(D)으로 유입되는 BTBAS 가스나 O3 가스의 양을 충분히 저감하거나 또는 BTBAS 가스나 O3 가스를 되밀어보낼 수 있다. 웨이퍼(W)에 흡착된 BTBAS 분자와 O3 분자는 분리 영역(D)을 빠져 나가는 것이 허용되어 막의 퇴적에 기여한다.
또한, 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이 중심 영역(C)으로부터는 분리 가스가 서셉터(2)의 상면을 따라 외주연을 향하여 토출되고 있으므로, 제1 처리 영 역(P1)의 BTBAS 가스[제2 처리 영역(P2의 O3 가스)]는, 중심 영역(C)으로 유입할 수 없다. 설령 제1 처리 영역(P1)의 소량의 BTBAS[제2 처리 영역(P2)의 O3 가스]가 중심 영역(C)으로 유입되었다고 해도 그 BTBAS 가스(O3 가스)는 N2 가스에 의해 되밀리기 때문에 제1 처리 영역(P1)의 BTBAS 가스[제2 처리 영역(P2)의 O3 가스]가 중심 영역(C)을 통과하여 제2 처리 영역(P2)[제1 처리 영역(P1)]으로 유입되는 것이 저지된다.
또한, 제1 처리 영역(P1)의 BTBAS 가스[제2 처리 영역(P2)의 O3 가스]는 서셉터(2)와 용기 본체(12)의 내주벽 사이의 공간을 통하여 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 서셉터(2) 간극, 및 굴곡부(46)와 용기 본체(12)의 내주벽 사이의 간극이 볼록 형상부(4)의 천장면(44)의 서셉터(2)로부터의 높이(h)와 동일한 정도로 작기 때문에, 2개의 처리 영역 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, 서셉터(2)의 하방의 공간은 퍼지 가스 공급관(72, 73)으로부터 공급되는 N2 가스에 의해 퍼지되어 있다. 따라서, BTBAS 가스는 서셉터(2)의 하방을 통하여 프로세스 영역(P2)으로 유입될 수는 없다.
웨이퍼(W)가 직경 300㎜을 갖는 경우, 이 실시 형태에 따른 성막 장치에 있 어서의 적합한 프로세스 파라미터를 이하에 예로 든다.
·서셉터(2)의 회전 속도 : 1 내지 500 회전 매분(rpm)
·진공 용기(1)의 압력 : 1067Pa(8Torr)
·웨이퍼 온도 : 약 350℃
·BTBAS 가스의 유량 : 약 100sccm(표준 입방 센티미터 매분)
·O3 가스의 유량 : 약 10000sccm
·분리 가스(41, 42)로부터의 N2 가스의 유량 : 약 20000sccm
·가스 공급관(51)으로부터의 N2 가스의 유량 : 약 5000sccm
·서셉터(2)의 회전수 : 600회(막 두께에 의존한다)
<실험예>
다음에, 히터 유닛(7)에 의한 온도 제어의 효과를 검증하기 위하여 행한 실험의 결과에 대하여 설명한다. 도 12a 및 도 12b는 서셉터(2) 및 그 위에 적재되는 웨이퍼의 온도 분포를 나타내는 그래프이다. 양 도면에 있어서, 좌측 종축은 서셉터(2) 또는 웨이퍼의 온도를 나타내고, 우측 종축은 히터 유닛(7)으로의 공급 전력을 정격에 대한 비율(％)을 나타내고, 횡축은 서셉터(2)의 중심으로부터의 거리를 나타내고 있다. 횡축 밑에는 서셉터(2)와, 그 위에 적재되는 웨이퍼(W)와, 히터 유닛(7)의 환상 히터 엘리먼트(7a 내지 7h)가 모식적으로 도시되어 있다.
또한, 양 도면에 있어서, 그래프 중의 실선(Tw)은, 서셉터 위에 적재된 웨이퍼(W)의 온도 분포를 나타낸다. 구체적으로는, 그래프 중에 ◆로 나타낸 바와 같 이 서셉터(2) 상의 웨이퍼(W)의 온도는 좌측 에지부, 중앙부, 및 우측 에지부에서 측정되어 있다. 이들의 온도는, 웨이퍼의 온도를 직접적으로 측정하기 위해, 열전대가 배치된 테스트 웨이퍼를 사용하여 측정했다.
한편, 그래프 중의 파선(Ts)은 서셉터 위에 웨이퍼(W)를 적재하는 일없이 측정한 서셉터(2)의 상면의 온도를 나타내고 있다. 4개의 측정값(■) 중 3개는 웨이퍼(W)의 온도를 측정한 좌측 에지부, 중앙부, 및 우측 에지부에서의 온도를 나타내고, 이들 외에 추가로, 서셉터(2)의 회전 중심으로부터 약 50㎜의 위치에 있어서의 온도도 측정했다. 또한, 이들 측정값은 측정을 위해 각 측정 위치에 뷰잉 포트를 설치한 천장판(11)을 준비하고, 이들 뷰잉 포트를 통하여 방사 온도계에 의해 얻었다.
또한, 실선(P)은 아우터 히터(7O)[환상 히터 엘리먼트(7a, 7b)], 센터 히터(7C)[환상 히터 엘리먼트(7c 내지 7f)], 및 이너 히터(7I)[환상 히터 엘리먼트(7g, 7h)]로의 공급 전력(환상 히터 엘리먼트로의 공급 전력의 평균값)을 나타내고 있다.
도 12a를 참조하면 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)로의 공급 전력이 정격의 약 10 내지 12％로 거의 일정한 경우, 웨이퍼(W)의 온도 및 서셉터(2) 상면의 온도는, 서셉터(2)의 외주부로부터 중앙부를 향하는 것에 방향을 따라 감소되는 경향이 있다. 특히, 서셉터(2)의 회전 중심으로부터 약 50㎜의 위치에 있어서 서셉터(2) 상면의 온도는 약 80℃나 저하되어 있다. 이것은, 서셉터(2)의 온도가 서셉터(2)를 보유 지지하는 코어부(21)(도 1)를 통하여 방산되기 때문이라고 생각된다.
이에 대해, 도 12b에 도시된 바와 같이 이너 히터(7I)(환상 히터 엘리먼트7g, 7h)로의 공급 전력을 증대시켜 온도 경사를 설정하면, 웨이퍼(W)의 온도는 웨이퍼(W)면 내에서 균일화되는 것을 알 수 있다. 또한, 서셉터(2) 상면의 온도도 웨이퍼(W)가 적재되는 범위에서 균일하게 되어 있다. 이와 같이 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)를 독립적으로 제어함으로써 웨이퍼(W) 면내의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 성막 장치에 있어서는, 히터 유닛(7)이 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)와 반경 방향으로 3분할되어, 각각이 독립적으로 제어되기 때문에 서셉터(2)의 온도를 균일화할 수 있고, 따라서 서셉터(2) 상에 적재되는 웨이퍼의 온도의 면내 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 실험에 있어서는, 열전대가 배치된 테스트 웨이퍼를 사용했지만, 도 12a에 도시된 온도 균일성은 열전대(8O, 8C, 8I)를 사용하여 온도 제어를 함으로써도 실현되는 것은 명백하다.
또한, 이 실시 형태에 따른 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 유입되는 것이 방지되어, O3 가스(BTBAS 가 스)와 혼합되는 것이 방지된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 적재된 서셉터(2)를 회전시켜 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 유입되어 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것을 더욱 확실하게 방지하기 위해서, 분리 영역(D)은 N2 가스를 토출하는 분리 가스 노즐(41, 42)을 더 포함한다. 또한, 이 실시 형태에 따른 성막 장치의 진공 용기(1)는 N2 가스가 토출되는 토출 구멍을 갖는 중심 영역(C)을 갖고 있기 때문에, 중심 영역(C)을 통과하여 BTBAS 가스(O3 가스)가 제2 처리 영역(P2)[제1 처리 영역(P1)]으로 유입되어 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 또한, BTBAS 가스와 O3 가스가 혼합되지 않기 때문에 서셉터(2)로의 산화 실리콘의 퇴적이 거의 발생하지 않고, 따라서 파티클의 문제를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 성막 장치에 있어서는, 서셉터(2)는 5개의 오목부(24)를 갖고, 대응하는 5개의 오목부(24)에 적재된 5매의 웨이퍼(W)를 1회의 런닝으로 처리할 수 있지만, 5개의 오목부(24) 중 하나에 1매의 웨이퍼(W)를 적재해도 좋고, 서셉터(2)에 오목부(24)를 하나만 형성해도 좋다.
본 발명의 실시 형태에 따른 성막 장치에서 사용되는 다른 반응 가스는, DCS[디클로로실란]HCD[헥사클로로디실란], TMA[트리메틸알루미늄], 3DMAS[트리스디 메틸아미노실란], TEMAZ[테트라키스에틸메틸아미노지르코늄], TENMHF[테트라아키스에틸메틸아미노하프늄], Sr(THD)2[스트론튬비스테트라메틸헵탄디오나토], Ti(MPD) (THD)[티타늄메틸펜탄디오나토비스테트라메틸헵탄디오나토], 모노아미노실란 등이어도 된다.
서셉터(2)의 외주연에 가까울수록 큰 원심력이 작용하기 때문에, 예를 들어 BTBAS 가스는 서셉터(2)의 외주연에 가까운 부분에 있어서, 큰 속도로 분리 영역(D)을 향한다. 따라서, 서셉터(2)의 외주연에 가까운 부분에서는 천장면(44)과 서셉터(2) 사이의 간극에 BTBAS 가스가 유입될 가능성이 높다. 따라서, 볼록 형상부(4)의 폭(회전 방향을 따른 길이)을 외주연을 향할수록 넓게 하면, BTBAS 가스가 그 간극으로 들어가기 어렵게 할 수 있다. 이 관점에서는, 본 실시 형태에 있어서 상술한 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 통과하는 경로에 대응하는 원호의 길이(L)로서 웨이퍼(W)의 직경의 약 1/10 내지 약 1/1의 길이이면 되고, 약 1/6 이상이면 바람직하다. 구체적으로는, 웨이퍼(W)가 300㎜인 직경을 갖고 있는 경우, 이 길이(L)는 약 50㎜ 이상이 바람직하다. 이 길이(L)가 짧은 경우, 천장면(44)과 서셉터(2) 사이의 협애한 공간의 높이(h)는 반응 가스가 협애한 공간으로 유입되는 것을 효과적으로 방지하기 위해, 낮게 해야 한다. 그러나, 길이(L)가 너무 짧아져, 높이(h)가 극단적으로 낮아지면 서셉터(2)가 천장면(44)에 충돌되어 파티클이 발생 하여 웨이퍼의 오염이 발생하거나, 웨이퍼가 파손되거나 할 가능성이 있다. 따라서, 서셉터(2)의 천장면(44)에 충돌되는 것을 피하기 위해 서셉터(2)의 진동을 억제하거나 또는 서셉터(2)를 안정되게 회전시키기 위한 방책이 필요해진다. 한편, 길이(L)를 짧게 한 채 협애한 공간의 높이(h)를 비교적 크게 유지하는 경우에는 천장면(44)과 서셉터(2) 사이의 협애한 공간으로 반응 가스가 유입되는 것을 방지하기 위해 서셉터(2)의 회전 속도를 낮게 해야 하므로, 제조 생산성면에서 오히려 불리해진다. 이들의 고찰로부터, 웨이퍼 중심(WO)의 경로에 대응하는 원호를 따른, 천장면(44)의 길이(L)는 약 50㎜ 이상이 바람직하다. 그러나, 볼록 형상부(4) 또는 천장면(44)의 사이즈는 상기한 사이즈에 한정되지 않고, 사용되는 프로세스 파라미터나 웨이퍼 사이즈를 따라 조정하면 된다. 또한, 협애한 공간이, 분리 영역(D)으로부터 처리 영역[P1(P2)]으로의 분리 가스의 흐름이 형성될 정도의 높이를 갖고 있는 한, 상술한 설명으로부터 명백해진 바와 같이 협애한 공간의 높이(h)도 또한 사용되는 프로세스 파라미터나 웨이퍼 사이즈 외에 추가로, 예를 들어 천장면(44)의 면적에 따라 조정하면 된다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서는 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 형태에 있어서는 분리 가스 노즐(41) 대신에, 도 14에 도시된 바와 같이 볼록 형상부(4)의 내부에 있어서 서셉터(2)의 직경 방향으로 신장되는 유로(47)를 형성하고, 이 유로(47)의 길이 방향을 따라 복수의 가스 토출 구멍(40)을 형성하고, 이들 가스 토출 구멍(40)으로부터 분리 가 스(N2 가스)를 토출하도록 해도 좋다.
분리 영역(D)의 천장면(44)은 평탄면으로 한정되는 것이 아니라, 도 15a에 도시된 바와 같이 오목면 형상으로 만곡되어도 좋고, 도 15b에 도시된 바와 같이 볼록면 형상으로 해도 되고, 또한 도 15c에 도시된 바와 같이 파형 형상으로 구성해도 된다.
또한, 볼록 형상부(4)는 중공이어도 되고, 중공 내로 분리 가스를 도입하도록 구성해도 된다. 이 경우, 복수의 가스 토출 구멍(33)을, 도 16a, 도 16b, 도 16c에 도시된 바와 같이 배열해도 좋다.
도 16a를 참조하면, 복수의 가스 토출 구멍(33)은 각각 경사진 슬릿의 형상을 갖고 있다. 이들 경사 슬릿[복수의 가스 토출 구멍(33)]은, 서셉터(2)의 반경 방향을 따라 인접하는 슬릿과 부분적으로 오버랩되어 있다. 도 16b에서는 복수의 가스 토출 구멍(33)은 각각 원형이다. 이들 원형의 구멍[복수의 가스 토출 구멍(33)]은, 전체적으로 서셉터(2)의 반경 방향을 따라 신장되는 구부러진 선을 따라 배치되어 있다. 도 16c에서는 복수의 가스 토출 구멍(33)은, 각각 원호 형상의 슬릿의 형상을 갖고 있다. 이들 원호 형상 슬릿[복수의 가스 토출 구멍(33)]은 서셉터(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 17a에 도시된 직사각형, 또는 정사각형의 상면 형상을 가져도 된다. 또한, 볼록 형상부(4)는 도 17b에 도시된 바와 같이 상면은 전 체적으로 부채형이며, 오목 형상으로 만곡된 측면(4Sc)을 갖고 있어도 된다. 또한, 볼록 형상부(4)는, 도 17c에 도시된 바와 같이 상면은 전체적으로 부채형이며, 볼록 형상으로 만곡된 측면(4Sv)을 갖고 있어도 된다. 또한, 도 17d에 도시된 바와 같이 볼록 형상부(4)의 회전 테이블(2)(도 1)의 회전 방향(d)의 상류측의 부분이 오목 형상의 측면(4Sc)을 갖고, 볼록 형상부(4)의 회전 테이블(2)(도 1)의 회전 방향(d)의 하류측의 부분이 평면 형상의 측면(4Sf)을 갖고 있어도 상관없다. 또한, 도 17a 내지 도 17d에 있어서, 점선은 볼록 형상부(4)에 형성된 홈부(43)(도 6a, 도 6b)를 나타내고 있다. 이들의 경우, 홈부(43)에 수용되는 분리 가스 노즐[41(42)]은 진공 용기(1)의 중앙부, 예를 들어 돌출부(5)로부터 신장된다.
또한, 웨이퍼를 가열하기 위한 히터 유닛(7)은, 환상 히터 엘리먼트 대신에, 나선 형상의 히터 엘리먼트로 구성해도 된다. 이 경우, 환상 히터 엘리먼트(7a, 7b)에 의해 구성되는 아우터 히터(7O) 대신에 나선 형상으로 이중으로 감아 돌려진 1개의 나선 형상 히터 엘리먼트를 사용할 수 있고, 센터 히터(7C) 대신에 나선 형상으로 4중으로 감아 돌려진 1개의 나선 형상 히터 엘리먼트를 사용할 수 있고, 이너 히터(7I) 대신에 나선 형상으로 이중으로 감아 돌려진 1개의 나선 형상 히터 엘리먼트를 사용할 수 있다. 각 나선 형상 히터 엘리먼트의 권수는 적절하게 변경해도 되는 것은 물론이다. 또한, 히터 유닛(7)을 가열 램프로 구성해도 좋다. 이 경우, 서셉터(2)의 회전 중심을 중심으로 하는 3개의 동심원을 따라, 예를 들어 환상의 복수의 램프를 배치하여, 반경 방향으로 아우터 존, 센터 존, 및 이너 존 등의 3개의 존을 설치하고, 존별로 온도 제어함으로써 서셉터(2)의 온도를 균일화할 수 있다. 또한, 히터 유닛(7)은 서셉터(2) 하방에 설치하는 대신에 서셉터(2)의 상방에 설치해도 좋고, 상하 양방에 설치해도 좋다. 또한, 히터 유닛(7)을 반경 방향을 따라 2개 또는 4개 이상으로 분할해도 되는 것은 물론이다.
또한, 열전대(8O, 8C, 8I)를 대신하여 백금 측온 저항체나 서미스터를 사용해도 된다.
처리 영역(P1, P2) 및 분리 영역(D)은 다른 실시 형태에 있어서는 도 18에 도시된 바와 같이 배치되어도 좋다. 도 18을 참조하면 제2 반응 가스(예를 들어, O3 가스)를 공급하는 제2 반응 가스 노즐(32)이, 반송구(15)보다도 서셉터(2)의 회전 방향 상류측이며, 반송구(15)와 분리 가스 공급 노즐(42) 사이에 설치되어 있다. 이러한 배치라도 각 노즐 및 중심 영역(C)으로부터 토출되는 가스는, 대강 상기 도면에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이 흘러, 양 반응 가스의 혼합이 방지된다. 따라서, 이와 같은 배치라도 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 설치함으로써, 분리 영역(D)을 구성해도 된다. 도 19는 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 위해 분리 가스나 반응 가스의 토출 레이트를 고려하여 결정하면 된다.
상술한 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 서셉터(2)에 대향하고, 천장면(45)보다도 낮은 다른 천장면을 가져도 된다. 당해 천장면과 서셉터(2) 사이의 간극으로 가스가 유입되는 것을 방지하기 위해서이다. 이 천장면은 천장면(45)보다도 낮고, 분리 영역(D)의 천장면(44)과 동일한 정도로 낮아도 된다. 도 20은 그러한 구성의 일례를 도시하고 있다. 도시한 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)의 천장면(30a)을 이분하도록 볼록 형상부(30)에 형성된 홈부(도시하지 않음)에 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 이 제2 처리 영역(P2)은 가스 노즐이 반응 가스를 공급하기 위하여 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 위하여 낮은 천장면(제1 천장면)(44)이 설치되는 한, 다른 실시 형태에서는 상술한 천장면, 즉 천장면(45)보다 낮고, 분리 영역(D)의 천장면(44)과 동일한 정도로 낮은 천장면이 반응 가스 노즐(31, 32)의 양쪽에 설치되고, 천장면(44)에 도달할 때까지 연장되어 있어도 된다. 환언하면, 도 21에 도시된 바와 같이, 볼록 형상부(4) 대신에, 다른 볼록 형상부(400)가 천장판(11)의 하면에 설치되어 있어도 된다. 볼록 형상부(400)는 거의 원반 형상의 형상을 갖고, 서셉터(2)의 상면의 거의 전체와 대향하여 가스 노즐(31, 32, 41, 42)이 각각 수용되어 반경 방향으로 연장되는 4개의 슬롯(400a)을 갖고, 또한 볼록 형상부(400) 아래에 서셉터(2)로 하는 협애한 공간을 남기고 있다. 그 협애한 공간의 높이는, 상술한 높이(h)와 동일한 정도이면 된다. 볼록 형상부(400)를 사용하면, 반응 가스 노즐[31(32)]로부터 토출된 반응 가스는, 볼록 형상부(400) 아래에서(또는 협애한 공간에 있어서) 반응 가스 노즐[31(32)]의 양측으로 확산되고, 분리 가스 노즐[41(42)]로부터 토출된 분리 가스는, 볼록 형상부(400) 아래에서(또는 협애한 공간에 있어서) 분리 가스 노즐[41(42)]의 양측으로 확산된다. 이 반응 가스와 분리 가스는 협애한 공간에 있어서 합류되어 배기구[61(62)]를 통하여 배기된다. 이 경우에도 반응 가스 노즐(31)로부터 토출된 반응 가스는, 반응 가스 노즐(32)로부터 토출된 반응 가스와 혼합되는 일은 없어, 적절한 ALD(또는 MLD) 모드의 퇴적을 실현할 수 있다.
또한, 볼록 형상부(400)를, 도 16a 내지 도 16c 중 하나에 도시된 중공의 볼록 형상부(4)를 조합함으로써 구성하고, 가스 노즐(31, 32, 33, 34) 및 슬릿(400a)을 사용하지 않고, 반응 가스 및 분리 가스를, 대응하는 중공 볼록 형상부(4)의 토출 구멍(33)으로부터 각각 가스를 토출하도록 해도 된다.
<제1 실시 형태의 변형예>
상기한 실시 형태에서는, 서셉터(2)를 회전하는 회전축(22)은 진공 용기(1)의 중앙부에 위치하고 있다. 또한, 코어부(21)와 천장판(11) 사이의 공간(52)은, 반응 가스가 중앙부를 통하여 혼합되는 것을 방지하기 위해 분리 가스로 퍼지되어 있다. 그러나, 진공 용기(1)는 다른 실시 형태에 있어서 도 22와 같이 구성해도 좋다. 도 22를 참조하면, 용기 본체(12)의 저부(14)는 중앙 개구를 갖고, 여기에는 수용 케이스(80)가 기밀하게 설치되어 있다. 또한, 천장판(11)은 중앙 오목부(80a)를 갖고 있다. 지주(81)가 수용 케이스(80)의 저면에 적재되고, 지주(81)의 상단부는 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 진공 용기(1)의 중앙부를 통하여 서로 혼합되는 것을 방지한다.
또한, 회전 슬리브(82)가, 지주(81)를 동축상으로 둘러싸도록 설치되어 있다. 회전 슬리브(82)는 지주(81)의 외면에 설치된 베어링(86, 88)과, 수용 케이스(80)의 내측면에 설치된 베어링(87)에 의해 지지되어 있다. 또한, 회전 슬리브(82)는 그 외면에 기어부(85)가 설치되어 있다. 또한, 환상의 서셉터(2)의 내주면이 회전 슬리브(82)의 외면에 설치되어 있다. 구동부(83)가 수용 케이스(80)에 수용되어 있고, 구동부(83)로부터 연장되는 샤프트에 기어(84)가 설치되어 있다. 기어(84)는 기어부(85)와 맞물린다. 이와 같은 구성에 의해, 회전 슬리브(82) 나아가서는 서셉터(2)가 구동부(83)에 의해 회전된다. 즉, 도 22의 성막 장치에는 중심 영역에 진공 용기(1)의 내측 상면과 진공 용기(1)의 저면 사이에 설치한 지주(81)와, 지주(81)를 내부에 위치시키도록 설치된 회전 슬리브(82)가 포함되어 있 어, 회전 슬리브(82)는 서셉터(2)의 회전축으로서 기능한다.
퍼지 가스 공급관(74)이 수용 케이스(80)의 바닥에 접속되어, 수용 케이스(80)로 퍼지 가스가 공급된다. 이에 의해, 반응 가스가 수용 케이스(80) 내로 유입되는 것을 방지하기 위해 수용 케이스(80)의 내부 공간을 진공 용기(1)의 내부 공간보다도 높은 압력으로 유지할 수 있다. 따라서, 수용 케이스(80) 내에서의 성막이 일어나지 않아, 메인터넌스의 빈도를 저감시킬 수 있다. 또한, 퍼지 가스 공급관(75)이 진공 용기(1)의 상부 외면으로부터 오목부(80a)의 내벽까지 이르는 도관(75a)에 각각 접속되어, 회전 슬리브(82)의 상단부를 향하여 퍼지 가스가 공급된다. 이 퍼지 가스 때문에, BTBAS 가스와 O3 가스는 오목부(80a)의 내벽과 회전 슬리브(82) 외면 사이의 공간을 통하여 혼합될 수 없다. 도 22에는, 2개의 퍼지 가스 공급관(75)과 도관(75a)이 도시되어 있지만, 공급관(75)과 도관(75a)의 수는, BTBAS 가스와 O3 가스의 혼합이 오목부(80a)의 내벽과 회전 슬리브(82)의 외면 사이의 공간 근방에 있어서 확실하게 방지되도록 결정하면 된다.
도 22의 실시 형태에서는, 오목부(80a)의 측면과 회전 슬리브(82)의 상단부 사이의 공간은, 분리 가스를 토출하는 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.
또한, 도 22에 있어서도, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한 바와 같이 히터 유닛(7)이 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)로 구성되고, 도 3을 참조하면서 설명한 바와 같이 열전대(8O, 8C, 8I)가 설치되어 있다. 따라서, 도 22에 도시된 성막 장치에 있어서도, 상기한 실험에 의해 검증한 바와 같이, 서셉터(2) 및 그 위에 적재되는 웨이퍼(W)의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태(후술하는 실시 형태를 포함한다)에 있어서는, 2종류의 반응 가스를 사용하는 것에 한정되지 않고, 3종류 이상의 반응 가스를 순서대로 기판 상으로 공급할 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 방향에 각 가스 노즐을 배치하고, 각 분리 가스 노즐을 포함하는 분리 영역을 기술한 실시 형태와 같이 구성하면 된다.
제2 실시 형태
다음에, 도 23 내지 도 26을 참조하면서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 성막 장치를 설명한다. 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에 있어서의 열전대(8O, 8C, 8I) 대신에 방사 온도계에 의해 서셉터(2)의 온도를 측정하는 점에 있어서, 제1 실시 형태와 상이하다. 이하, 주로 차이점을 중심으로 설명한다.
도 23을 참조하면, 용기 본체(12)의 저부(14)에 관통 구멍(140O, 140C, 140I)이 형성되어 있다. 또한, 저부(14)의 하측 표면에는, 관통 구멍(140O)과 연결되는 도입 포트(141O)와, 관통 구멍(140C)과 연결되는 도입 포트(141C)와, 관통 구멍(140I)과 연결되는 도입 포트(141I)가 설치되어 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, 관통 구멍(140O)은 도입 포트(141O)로부터 히터 엘리먼트(7a와 7b) 사이를 통하여 서셉터(2)의 이면을 볼 수 있는 위치에 형성되어 있다. 관통 구멍(140C)은 도입 포트(141C)로부터 히터 엘리먼트(7d와 7e) 사이를 통하여 서셉터(2)의 이면을 볼 수 있는 위치에 형성되어 있다. 관통 구멍(140I)은, 도입 포트(141I)로부터 히터 엘리먼트(7g와 7h)의 사이를 통하여 서셉터(2)의 이면을 볼 수 있는 위치에 형성되어 있다. 또한, 도 23에 도시된 바와 같이 도입 포트(141O)의 하방에 방사 온도계(8O)가 배치되고, 도입 포트(141C)의 하방에 방사 온도계(8C)가 배치되고, 도입 포트(141I)의 하방에 방사 온도계(8I)가 배치되어 있다.
방사 온도계(8O)에 의해, 도입 포트(141O)와 관통 구멍(140O)을 통하여 서셉터(2)에 있어서의 아우터 히터(7O)에 의해 가열되는 부분의 온도가 측정된다. 방사 온도계(8O)는 온도 조정기(도시하지 않음)에 대하여 신호를 출력하고, 온도 조정기는 방사 온도계(8O)로부터의 입력된 신호에 기초하여 온도 조정용 신호를 생성하고, 이 신호를 아우터 히터(7O)[환상 히터 엘리먼트(7a, 7b)]에 접속되는 전원 장치(도시하지 않음)로 출력한다. 전원 장치는, 입력된 온도 조정용 신호에 따라 아우터 히터(7O)로 전력을 공급한다. 이에 의해, 서셉터(2)에 있어서의 아우터 히터(7O)에 의해 가열되는 부분의 온도가 제어된다. 마찬가지로 하여, 방사 온도계(8C 및 8I)로부터 서셉터(2)에 있어서의 센터 히터(7C) 및 이너 히터(7I)에 의해 가열되는 부분의 온도가 측정되어, 제어된다.
본 실시 형태에 따른 성막 장치는, 웨이퍼(W)의 온도가 방사 온도계(8O, 8C, 8I)에 의해 측정되는 것을 제외하고, 제1 실시 형태에 따른 성막 장치와 마찬가지로 동작할 수 있다. 이로 인해, 본 실시 형태에 따른 성막 장치의 동작의 설명은 생략한다.
또한, 본 실시 형태에 따른 성막 장치에 있어서, 방사 온도계(8O, 8C, 8I)를 사용하여, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 실험과 마찬가지의 실험을 행한 바, 거의 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 즉, 본 실시 형태에 따른 성막 장치에 의하면, 서셉터(2)를 가열하는 히터 유닛(7)이 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)와 반경 방향으로 3분할되어, 서셉터(2)에 있어서의 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)에 의해 가열되는 부분의 온도가 방사 온도계(8O, 8C, 8I)에 의해 독립적으로 측정되어, 제어되기 때문에 서셉터(2) 상에 적재되는 웨이퍼의 온도의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 성막 장치는 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 유입되는 것이 방지되고, O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것이 방지된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 적재된 서셉터(2)를 회전시켜 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 유입되어 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것을 더욱 확실하게 방지하기 위해, 분리 영역(D)은 N2 가스를 토 출하는 분리 가스 노즐(41, 42)을 더 포함한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 성막 장치의 진공 용기(1)는 N2 가스가 토출되는 토출 구멍을 갖는 중심부 영역(C)을 갖고 있기 때문에, 중심부 영역(C)을 통과하여 BTBAS 가스(O3 가스)가 제2 처리 영역(P2)[제1 처리 영역(P1)]으로 유입되어 O3 가스(BTBAS 가스)와 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 또한, BTBAS 가스와 O3 가스가 혼합되지 않기 때문에 서셉터(2)로의 산화 실리콘의 퇴적이 거의 발생하지 않아, 따라서 파티클의 문제를 저감시킬 수 있다.
<제2 실시 형태의 제1 변형예>
또한, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시 형태에 따른 성막 장치의 진공 용기(1)에서는 방사 온도계(8O, 8C, 8I)에 의해 용기 본체(12)의 저부(14)에 형성된 관통 구멍(140O, 140C, 140I)을 통하여 서셉터(2)의 이면의 온도가 측정되어 제어된다. 이 경우, 서셉터(2)의 이면에 산화 실리콘 등의 막이 퇴적되면 피측정면의 방사율이 변화되어 실제의 온도와 측정 온도가 괴리되는 사태로 된다. 이면으로의 막의 퇴적을 방지 또는 저감시켜 측정 정밀도를 유지하기 위해 제1 실시 형태에 있어서 도 9를 참조하면서 설명한 바와 같이, 퍼지 가스 공급관(72 및 73)으로부터 퍼지 가스(N2 가스)를 흘려 히터 유닛(7)이 저장되는 공간을 퍼지하고 있다. 그 퍼지 효과를 더욱 높이기 위해 도 25에 도시된 바와 같이 히터 유닛(7)과 서셉터(2)의 이면 사이에 격리 플레이트(700)를 설치해도 좋다. 도시한 예에서는, 격리 플 레이트(700)는 저부(14)의 융기부(14a)의 상단부와 커버 부재(71)의 상단부에 의해 지지되어, 격리 플레이트(700)와 서셉터(2)의 이면 사이에 미소 공간을 형성하고 있다. 이 공간의 높이[괴리 플레이트(7)와 서셉터(2) 사이의 거리]는, 예를 들어 상술한 천장면(44)의 서셉터(2)의 상면으로부터의 높이(h)와 동일한 정도이면 된다. 이 높이(h)는, 상술한 바와 같이 그 높이(h)를 갖는 공간으로 가스가 침입하는 것을 충분히 저감시킬 수 있을 정도이다. 또한, 도 25로부터 명백해진 바와 같이, 퍼지 가스 공급관(72)으로부터 공급되는 퍼지 가스(N2 가스)는 회전축(22)과 저부(14) 중앙의 개구 사이의 간극과, 융기부(14a)와 코어부(21) 사이의 간극을 통하여 상기한 미소 공간에 이르고, 이 공간을 통하여 배기 영역(6)으로 흐른다. 이에 의해 배기 영역(6)으로부터 미소 공간으로 반응 가스(예를 들어 BTBAS와 O3)가 확산되는 것을 거의 방지할 수 있다. 따라서, 서셉터(2)의 이면으로의 막의 퇴적을 거의 방지할 수 있다.
<제2 실시 형태의 제2 변형예>
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태의 변형예와 마찬가지로 변형할 수 있다. 즉, 도 26에 도시된 변형예의 성막 장치에 있어서는, 제1 실시 형태에서 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한 바와 같이 히터 유닛(7)이 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)로 구성되며, 진공 용기(1)의 저부에 형성된 관통 구멍(140O, 140C, 140I)을 통하여 방사 온도계(8O, 8C, 8I)에 의해 서셉터(2)의 온도를 측정하여 제어할 수 있다. 따라서, 도 26에 도시된 성막 장치에 있어서도 상기한 실험에 의해 검증한 바와 같이 서셉터(2) 및 그 위에 적재되는 웨이퍼(W)의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다.
제3 실시 형태
이하, 도 27 내지 도 29까지 참조하면서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 성막 장치를, 제1 및 제2 실시 형태와의 차이점을 중심으로 설명한다.
본 실시 형태에 있어서는, 서셉터(2)는 약 20㎜의 두께와 약 980㎜의 직경을 갖는 원판 형상을 갖고, 석영으로 제작되어 있다. 또한, 서셉터(2)는 중앙에 원형의 개구부를 갖고 있으며, 개구부의 주위에서 원통 형상의 코어부(21)에 의해 상하로부터 끼워져 보유 지지되어 있다. 코어부(21)가 회전축(22)에 고정되고, 회전축(22)이 구동부(23)에 의해 회전되는 것은, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
본 실시 형태에 있어서의 서셉터(2)에 있어서는, 오목부(24)의 바닥은 투명하여, 도 28에 도시된 바와 같이 오목부(24)를 통하여 서셉터(2)의 하방에 배치되는 히터 유닛(7)을 볼 수 있다. 이에 의해, 히터 유닛(7)으로부터 방사되는 광이나 열(적외선 등)은, 서셉터(2)에 있어서의 오목부(24)의 바닥을 투과하여 웨이퍼에 조사된다. 이로 인해, 웨이퍼(W)는 주로 히터 유닛(7)으로부터의 방사 광에 의해 가열된다. 한편, 서셉터(2)의 오목부(24) 이외의 부분은 조면화되어 불투명하게 되어 있다. 이 부분은, 예를 들어 샌드 블라스트 처리, 지석 등을 사용하는 기계적 연삭, 또는 소정의 에칭액을 사용한 에칭에 의해 조면화할 수 있다. 이에 의해, 히터 유닛(7)으로부터의 방사광이 불투명 부분에서 흡수, 산란, 반사되기 때문 에 천장판(11)과 후술하는 볼록 형상부(4)가 과잉으로 가열되는 것이 방지된다. 또한, 오목부(24) 이외의 조면화되는 면은 서셉터(2)의 오목부(24)가 있는 면과 동일한 면이어도 되고, 오목부(24)가 있는 면과 반대의 면이어도 되고, 양면이어도 상관없다. 단, 오목부(24)의 어떤 면에는 반응 가스가 흡착되어 박막이 퇴적되는 경우가 있기 때문에 그 면을 조면화하면, 퇴적된 박막이 박리되어 파티클이 발생하기 쉬워질 가능성이 있다. 이로 인해, 오목부(24)가 있는 면과 반대면이 조면화되면 바람직하다. 또한, 성막 시의 웨이퍼 온도에 따라서는, 오목부(24) 이외의 부분도 투명해도 된다.
또한, 웨이퍼가 적재되는 오목부(24)의 이면은, 전형적으로는 평탄하면 되나, 히터 유닛(7)으로부터의 방사에 대한 투명성을 손상시키지 않는 범위에서 요철이 있어도 된다. 예를 들어, 오목부(24)의 이면을 가공하여 복수의 볼록 렌즈(또는 마이크로 렌즈)를 형성해도 된다. 이에 의해, 히터 유닛(7)으로부터의 방사 광을 분산시켜 오목부(24)에 적재되는 웨이퍼를 균일하게 가열하는 것이 가능해진다.
또한, 오목부(24)의 바닥의 투명도에 분포를 설치해도 된다. 히터 유닛(7)으로부터의 방사광의 투과도가, 예를 들어 오목부(24)의 중앙에서 높고 주연부에서 낮아지도록, 오목부(24)의 바닥의 연마도를 변화시킬 수 있다.
다시 도 27을 참조하면, 용기 본체(12)의 저부(14)에는 저부(14)의 상면[진공 용기(1)의 저면]에 대하여 소정의 각도로 경사져서 연장되는 관통 구멍(14b)과, 관통 구멍(14b) 아래에 관통 구멍(14b)과 거의 동일한 각도로 경사져 설치된 도입 포트(14p)가 설치되어 있다. 이 각도는 도입 포트(14p)로부터 서셉터(2)의 오목 부(24)에 적재된 웨이퍼(W)의 이면을 볼 수 있도록 조정되어 있다. 도입 포트(14p), 관통 구멍(14b), 및 서셉터(2)를 통하여 방사 온도계(80)에 의해 웨이퍼(W)의 온도가 측정된다. 방사 온도계(80)에 의해 측정된 웨이퍼(W)의 온도에 기초하여, 제어부(100)에 의해, 전원 장치(도시하지 않음)로부터 공급되는 히터 유닛(71)으로 공급되는 전력이 제어되고, 따라서 프로세스 레시피에서 지정되는 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다.
본 실시 형태에 따른 성막 장치는, 웨이퍼(W)의 온도가 방사 온도계(80)에 의해 측정되는 것을 제외하고, 제1 실시 형태에 따른 성막 장치와 마찬가지로 동작할 수 있다. 이로 인해, 본 실시 형태에 따른 성막 장치의 동작의 설명은 생략한다.
본 실시 형태에 따른 성막 장치에 의하면, 제1 및 제2 실시 형태에 따른 성막 장치와 마찬가지로, 반응 가스끼리가 기상 중에서 혼합되는 일이 없기 때문에, 적절한 MLD(ALD) 모드의 퇴적을 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 성막 장치는, 석영제의 서셉터(2)를 포함하고, 서셉터(2)의 기판 적재부인 오목부(24)의 바닥이 투명하기 때문에, 서셉터(2)의 하방에 배치되는 히터 유닛(7)으로부터의 방사광이 거의 직접적으로 오목부(24)에 적재되는 웨이퍼(W)에 조사되고, 이에 의해 웨이퍼(W)가 가열된다. 예를 들어 카본이나 SiC 등으로 제작되는 서셉터에 있어서는 서셉터 전체를 가열하고, 그 열(열전도, 복사열)로 서셉터 상의 웨이퍼를 가열하도록 하고 있었기 때문에, 서셉터 전체가 가열될 때까지 긴 시간과, 큰 전력을 필요로 한다고 하는 문제가 있었다. 또 한, 그러한 서셉터에서는 일단 가열되면 온도를 안정시키기 쉬운 대신에, 온도를 내려야 할 때에도 긴 시간을 필요로 한다고 하는 문제도 있었다. 이러한 문제를 해결하는 것이 기대되고 있었다.
그러나, 본 실시 형태에 따른 성막 장치에 있어서는 웨이퍼(W)가 히터 유닛(7)으로부터의 방사광에 의해 거의 직접적으로 가열되기 때문에 단시간에 웨이퍼(W)를 가열할 수 있고, 방사광의 조사를 멈추어 웨이퍼(W)로부터 열을 방산시킴으로써 단시간에 식힐 수 있다. 따라서, 온도의 승강에 필요로 하는 시간이 단축되어, 성막 장치의 실제 가동 시간을 길게 할 수 있는 동시에, 제조 생산성을 향상시킬 수 있다. 게다가, 웨이퍼 가열을 위한 전력을 저감시킬 수 있으므로, 제조 비용면에서 유리하다.
또한, 서셉터(2)의 오목부(24)의 바닥이 투명하기 때문에 방사 온도계(80)를 사용하여 웨이퍼(W) 뒤에서 웨이퍼(W)의 온도를 측정할 수 있다. SiC 등으로 제작되는 서셉터가 사용되는 경우에는 통상 서셉터의 이면 근방에 배치된 열전대에 의해 서셉터를 통하여 간접적으로 웨이퍼(W)의 온도를 측정하고 있었지만, 본 실시 형태에 따르면 프로세스 중의 웨이퍼 온도를 직접적으로 모니터할 수 있다. 또한, 방사 온도계(80)에 의해 웨이퍼(W)의 온도를 모니터하면서, 소정의 온도 제어 방식에 기초하여 온도를 제어함으로써, 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 안정시켜 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 천장판(11)에 관통 구멍과 도입 포트를 설치하고, 방사 온도계에 의해 웨이퍼(W)의 상면으로부터 웨이퍼 온도를 측정하는 것도 가능하다. 단, 웨이퍼(W) 상면에 퇴적되는 막(상기한 설명에서는 산화 실리콘막) 및 그 막 두께에 의해 방사율이 변화되기 때문에 방사율의 보상이 필요하게 된다. 또한, 복수의 방사 온도계를 사용하여 서셉터(2)의 오목부(24)에 적재되는 웨이퍼(W)의 온도를 직접적으로 측정해도 좋다. 제2 실시 형태와 마찬가지로, 3개의 방사 온도계를 사용하여 이들 방사 온도계에 의한 온도 측정의 결과에 기초하여, 히터 유닛(7)의 아우터 히터(7O), 센터 히터(7C), 및 이너 히터(7I)를 각각 제어함으로써 웨이퍼(W) 온도의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
<제3 실시 형태의 변형예>
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태의 변형예와 마찬가지로 변형할 수 있다. 즉, 도 28에 도시된 변형예의 성막 장치에 있어서도, 서셉터(2)는 석영제이며, 기판 적재부로서의 오목부(24)의 저부를 통하여 오목부(24)에 적재되는 웨이퍼(W)를 히터 유닛(7)에 의해 가열할 수 있다. 또한, 오목부(24)의 저부 이외의 부분에서는 표면(이면)을, 예를 들어 샌드 블라스트에 의해 조면화하면, 천장판(11)이나 볼록 형상부(4)가 히터 유닛(7)에 의해 직접 가열되는 일이 없다. 또한, 히터 유닛(7)은 도 28의 진공 용기(1)에 있어서도, 예를 들어 환상 히터 엘리먼트로 구성되며, 히터 엘리먼트로부터의 방사에 의해 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 또한, 도입 포트(14p), 관통 구멍(14b), 및 서셉터(2)를 통하여 방사 온도계(80)에 의해 웨이퍼(W)의 온도가 측정되어, 측정 결과에 기초하여 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다. 게다가, 복수의 방사 온도계를 사용하는 것도 가능하다. 이상에서, 변형예의 성막 장치에 있어서도, 상술한 본 발명의 실시 형태에 따른 성막 장치와 마찬가지의 효과가 발휘된다.
또한, 상술한 성막 장치에 있어서, 웨이퍼를 가열하는 히터 유닛(7)은, 저항 발열체 대신에 가열 램프로 구성되어도 된다. 또한, 히터 유닛(7)은 서셉터(2)의 하방에 설치하는 대신에 서셉터(2)의 상방에 설치해도 좋고, 상하 양쪽에 설치해도 좋다. 히터 유닛(7)을 서셉터(2)의 상방에 설치할 경우에는, 도 29에 도시된 바와 같이 볼록 형상부(4)와 천장판(11) 사이에 히터 유닛(7)용의 간극을 형성하고, 이 간극을 통하여 천장판(11)의 하면을 따라 환상의 히터 유닛(7)을 배치하면 된다. 이 경우에도 서셉터(2)의 회전에 의해, 서셉터(2)의 기판 적재 영역에 적재되는 웨이퍼(W)를 가열하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우 볼록 형상부(4)를, 예를 들어 석영으로 형성해도 좋다. 또한, 히터 유닛(7)이 반응 가스에 노출되는 것을 방지하기 위해 히터 유닛(7)의 하방에, 예를 들어 석영으로 형성되는 거의 원형 형상의 패널을 배치하면 바람직하다. 또한, 이 경우 천장판(11)을 관통하는 가스관을 설치하여, 당해 패널과 천장판(11)의 하면으로 구성되는 영역으로 퍼지 가스를 공급해도 좋다.
이상 설명한 성막 장치를 사용한 기판 처리 장치에 대하여 도 30에 도시해 둔다. 도 30에서, 참조 부호 101은, 예를 들어 25매의 웨이퍼를 수납하는 후프라고 불리는 밀폐형의 반송 용기이고, 참조 부호 102는 반송 아암(103)이 배치된 대기 반송실이며, 참조 부호 104, 105는 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 분위기가 절환 가능한 로드 로크실(예비 진공실)이고, 참조 부호 106은 2기의 반송 아암(107)이 배치된 진공 반송실이며, 참조 부호 108, 109는 본 발명의 실시 형태에 따른 성막 장치이다. 반송 용기(101)는 도시하지 않은 적재대를 구비한 반입 반출 포트로 외부로부터 반송되어, 대기 반송실(102)에 접속된 후, 도시하지 않은 개폐 기구에 의해 덮개가 개방되어 반송 아암(103)에 의해 당해 반송 용기(101) 내로부터 웨이퍼가 취출된다. 그 다음에 로드 로크실[104(105)] 내로 반입되어 당해실 내를 대기 분위기로부터 진공 분위기로 절환하고, 그 후 반송 아암(107)에 의해 웨이퍼가 취출되어 성막 장치(108, 109)의 한쪽으로 반입되어, 기술한 성막이 행하여진다. 이렇게 예를 들어 5매 처리용의 본 발명의 성막 장치를 복수개, 예를 들어 2개 구비함으로써, 소위 ALD(MLD)를 높은 생산성으로 실시할 수 있다.
상기한 실시 형태를 참조하면서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 개시된 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 클레임된 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형이나 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치의 단면도.
도 2는 도 1의 성막 장치의 히터 유닛을 도시하는 부분 사시도.
도 3은 도 2의 히터 유닛을 확대하여 도시하는 부분 사시도.
도 4는 도 1의 성막 장치의 사시도.
도 5는 도 1의 성막 장치의 평면도.
도 6a 및 도 6b는 분리 영역과 처리 영역을 도시하는 전개 단면도.
도 7은 도 1의 성막 장치의 부분 단면도.
도 8은 도 1의 성막 장치의 사시도.
도 9는 도 1의 성막 장치의 부분 단면도.
도 10은 도 1의 성막 장치의 파단 단면도.
도 11은 도 1의 성막 장치의 용기로 공급되는 가스의 플로우 패턴을 도시하는 도면.
도 12a는 서셉터 및 서셉터 상의 웨이퍼의 온도 분포를 나타내는 그래프.
도 12b는 서셉터 및 서셉터 상의 웨이퍼의 온도 분포를 나타내는 다른 그래프.
도 13a 및 도 13b는 도 1의 성막 장치의 천장면(볼록 형상부)의 사이즈를 설명하는 부분 평면도.
도 14는 도 1의 성막 장치의 볼록 형상부의 변형예를 도시하는 부분 단면도.
도 15a 내지 도 15c는 도 1의 성막 장치의 볼록 형상부의 변형예를 도시하는 단면도.
도 16a 내지 도 16c는 도 1의 성막 장치의 토출 구멍의 배치의 변형예를 도시하는 도면.
도 17a 내지 도 17d는 도 1의 성막 장치의 볼록 형상부의 다른 변형예.
도 18은 가스 공급 노즐의 다른 구성의 평면도.
도 19는 도 1의 성막 장치의 볼록 형상부의 변형예의 평면도.
도 20은 도 1의 성막 장치의 볼록 형상부의 다른 변형예의 사시도.
도 21은 도 1의 성막 장치의 볼록 형상부의 다른 변형예의 평면도.
도 22는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 성막 장치의 단면도.
도 23은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 성막 장치의 단면도.
도 24는 도 24의 히터 유닛을 확대하여 도시하는 부분 사시도.
도 25는 도 1의 성막 장치의 변형예를 도시하는 단면도.
도 26은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 성막 장치의 단면도.
도 27은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 성막 장치의 단면도.
도 28은 본 발명의 제3 실시 형태의 변형예에 따른 성막 장치의 단면도.
도 29는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 히터 유닛의 변형예를 도시하는 도면.
도 30은 본 발명의 실시 형태에 따른 성막 장치가 내장된 기판 처리 장치의 개략도.
<부호의 설명>
1 : 진공 용기
2 : 서셉터
7a 내지 7h : 환상 히터 엘리먼트
11 : 천장판
12 : 용기 본체
13 : 시일 부재
14 : 저부
14b : 관통 구멍
14c : 전류 도입 단자
71 : 커버 부재
7O : 아우터 히터
7C : 센터 히터
7I : 이너 히터
Claims (19)
- 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치이며,상기 용기 내에 회전 가능하게 설치된 서셉터와,상기 서셉터의 일면에 설치되고, 상기 기판이 적재되는 기판 적재 영역과,독립적으로 제어 가능한 복수의 가열부를 포함하고, 상기 서셉터를 가열하는 가열 유닛과,상기 일면으로 제1 반응 가스를 공급하도록 구성된 제1 반응 가스 공급부와,상기 서셉터의 회전 방향을 따라서 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된, 상기 일면으로 제2 반응 가스를 공급하도록 구성된 제2 반응 가스 공급부와,상기 회전 방향을 따라, 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하여, 상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 분리하는 분리 영역과,상기 제1 처리 영역과 상기 제2 처리 영역을 분리하기 위해, 상기 용기의 거의 중앙에 위치하여 상기 일면을 따라 제1 분리 가스를 토출하는 토출 구멍을 갖는 중앙 영역과,상기 용기를 배기하기 위하여 상기 용기 내에 설치된 배기구를 구비하고,상기 분리 영역이, 제2 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와, 상기 제2 분리 가스가 상기 회전 방향에 대하여 상기 분리 영역으로부터 상기 처리 영역측으로 흐를 수 있는 협애한 공간을, 상기 회전 테이블의 상기 일면에 대하여 형성하는 천장면을 포함하는, 성막 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 가열부에 대응하여 설치되고, 대응하는 가열부에 의해 가열되는 상기 서셉터 부분의 온도를 독립적으로 측정하는 복수의 온도 센서를 더 구비하는, 성막 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 온도 센서가 열전대 및 방사 온도계 중 어느 하나인, 성막 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 온도 센서가 방사 온도계로서, 당해 방사 온도계에 의해 상기 서셉터의 상기 일면과 반대측인 다른면의 온도가 측정되는, 성막 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 서셉터의 상기 다른면에 대면하여 당해 다른면과의 사이에 공간을 형성하는 판상 부재를 더 구비하는, 성막 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 다른면과 상기 판상 부재 사이의 상기 공간으로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급관을 더 구비하는, 성막 장치.
- 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 방법이며,상기 성막 장치의 용기 내에 회전 가능하게 설치되고, 일면에 기판 적재 영역을 갖는 서셉터에 상기 기판을 적재하는 스텝과,상기 기판이 적재된 서셉터를 회전하는 스텝과,독립적으로 제어 가능한 복수의 가열부를 포함하고, 상기 서셉터를 가열하는 가열 유닛을 사용하여 상기 서셉터를 가열하는 스텝과,상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 일면으로 제1 반응 가스를 공급하는 스텝과,상기 서셉터의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 일면으로 제2 반응 가스를 공급하는 스텝과,상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하는 분리 영역에 설치된 분리 가스 공급부로부터 제1 분리 가스를 공급하여, 상기 분리 영역의 천장면과 상기 회전 테이블 사이에 형성되는 협애한 공간에 있어서 상기 회전 방향에 대하여 상기 분리 영역으로부터 상기 처리 영역측으로 상기 제1 분리 가스를 흘리는 스텝과,상기 용기의 중앙부에 위치하는 중앙 영역에 형성되는 토출 구멍으로부터 제2 분리 가스를 공급하는 스텝과,상기 용기 내를 배기하는 스텝을 구비하는, 성막 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 복수의 가열부에 대응하여 설치되고, 상기 서셉터에 있어서의 상기 복수의 가열부에 의해 가열되는 부분의 온도를 독립적으로 측정하는 복수의 온도 센서에 의해 상기 서셉터의 온도를 측정하는 스텝을 더 구비하는, 성막 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 측정하는 스텝에 있어서 상기 복수의 온도 센서에 의해 측정된 복수의 측정값에 기초하여, 상기 서셉터의 온도를 제어하는 스텝을 더 구비하는, 성막 방법.
- 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치이며,상기 기판을 방사 가열하도록 구성되는 가열부와,상기 성막 장치의 용기 내에 회전 가능하게 설치되는 서셉터와,상기 서셉터의 일면에 설치되고, 상기 기판이 적재되는 기판 적재 영역과,상기 일면으로 제1 반응 가스를 공급하도록 구성되는 제1 반응 가스 공급부와,상기 서셉터의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된, 상기 일면으로 제2 반응 가스를 공급하도록 구성되는 제2 반응 가스 공급부와,상기 회전 방향을 따라, 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하여 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 위치하여 상기 일면을 따라 제1 분리 가스를 토출하는 토출 구멍을 갖는 중앙 영역과,상기 용기 내를 배기하기 위하여 상기 용기에 설치된 배기구를 구비하고,상기 분리 영역이, 제2 분리 가스를 공급하는 분리 가스 공급부와, 상기 제2 분리 가스가 상기 회전 방향에 대하여 상기 분리 영역으로부터 상기 처리 영역측으로 흐를 수 있는 협애한 공간을, 상기 회전 테이블의 상기 일면에 대하여 형성하는 천장면을 포함하는, 성막 장치.
- 제10항에 있어서, 상기 기판 적재 영역이 상기 가열부로부터의 방사를 투과시킬 수 있는, 성막 장치.
- 제10항에 있어서, 상기 서셉터에 있어서, 상기 일면에 있어서의 상기 기판 적재 영역을 제외하는 영역과, 상기 일면과 반대의 면에 있어서의 상기 기판 적재 영역에 면하지 않는 영역 중 한쪽 또는 양쪽이 조면화되어 있는, 성막 장치.
- 제10항에 있어서, 상기 기판 적재 영역에 적재되는 상기 기판의 온도를 측정하는 방사 온도계를 더 구비하는, 성막 장치.
- 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 방법이며,상기 성막 장치의 용기 내에 회전 가능하게 설치되고, 일면에 기판 적재 영역을 갖는 서셉터에 상기 기판을 적재하는 스텝과,상기 기판이 적재된 서셉터를 회전하는 스텝과,상기 기판을 방사 가열하는 스텝과,상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 일면으로 제1 반응 가스를 공급하는 스텝과,상기 서셉터의 회전 방향을 따라 상기 제1 반응 가스 공급부로부터 이격된 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 일면으로 제2 반응 가스를 공급하는 스텝과,상기 제1 반응 가스 공급부로부터 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제1 처리 영역과 상기 제2 반응 가스 공급부로부터 상기 제1 반응 가스가 공급되는 제2 처리 영역 사이에 위치하는 분리 영역에 설치된 분리 가스 공급부로부터 제1 분리 가스를 공급하여 상기 분리 영역의 천장면과 상기 회전 테이블 사이에 형성되는 협애한 공간에 있어서 상기 회전 방향에 대하여 상기 분리 영역으로부터 상기 처리 영역측으로 상기 제1 분리 가스를 흘리는 스텝과,상기 용기의 중앙부에 위치하는 중앙부 영역에 형성되는 토출 구멍으로부터 제2 분리 가스를 공급하는 스텝과,상기 용기 내를 배기하는 스텝을 구비하는, 성막 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 기판 적재 영역이 상기 가열부로부터의 방사를 투과시킬 수 있는, 성막 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 서셉터에 있어서, 상기 일면에 있어서의 상기 기판 적재 영역을 제외하는 영역과, 상기 일면과 반대의 면에 있어서의 상기 기판 적재 영역에 면하지 않는 영역 중 한쪽 또는 양쪽이 조면화되어 있는, 성막 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 기판 적재 영역에 적재되는 기판의 온도를 방사 온도계에 의해 측정하는 스텝을 더 포함하는, 성막 방법.
- 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치에 사용되는 프로그램을 저장하는 기억 매체이며,상기 프로그램은, 제7항의 성막 방법을 실시하도록 짜여진 스텝군을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
- 용기 내에서, 서로 반응하는 적어도 2종류의 반응 가스를 순서대로 기판으로 공급하는 사이클을 실행하여 반응 생성물의 층을 당해 기판 상에 생성함으로써 막을 퇴적하는 성막 장치에 사용되는 프로그램을 저장하는 기억 매체이며,상기 프로그램은 제14항의 성막 방법을 실시하도록 짜여진 스텝군을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
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