KR20120071345A - 성막 장치 - Google Patents

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하루나리 하세가와
깁뻬이 스기따
마꼬또 다까하시
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 방향족산2무수물과 방향족 디아민의 열중합 반응에 의해 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도를 일정하게 할 수 있는 성막 장치를 제공하는 것이다.
성막 용기(60) 내에서 기판을 유지하는 기판 유지부(44)와, 기판 유지부(44)에 유지되어 있는 기판을 가열하는 기판 가열부(62)와, 성막 용기(60) 내에 설치되는 동시에, 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를 공급하기 위한 공급 구멍(75)이 형성된, 공급관(73a)을 포함하고, 공급 구멍(75)을 통해 성막 용기(60) 내에 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를 공급하는 공급 기구(70)와, 기판 유지부(44)와 기판 가열부(62)와 공급 기구(70)를 제어하는 제어부(90)를 갖는다. 제어부(90)는 공급 기구(70)에 의해 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를 공급하는 동시에, 기판 가열부(62)에 의해, 기판 유지부(44)에 유지되어 있는 기판을, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위로 가열함으로써, 폴리이미드막의 성막 속도를 제어한다.

Description

성막 장치{FILM FORMING APPARATUS}
본 발명은 기판에 막을 성막하는 성막 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스에 사용되는 재료는, 최근 무기 재료로부터 유기 재료로 폭을 넓히고 있고, 무기 재료에는 없는 유기 재료의 특질 등으로부터 반도체 디바이스의 특성이나 제조 프로세스를 보다 최적의 것으로 할 수 있다.
이와 같은 유기 재료 중 하나로서, 폴리이미드를 들 수 있다. 폴리이미드는 밀착성이 높고, 리크 전류도 낮다. 따라서, 기판의 표면에 폴리이미드를 성막하여 얻어지는 폴리이미드막은 절연막으로서 사용할 수 있고, 반도체 디바이스에 있어서의 절연막으로서 사용하는 것도 가능하다.
이와 같은 폴리이미드막을 성막하는 방법으로서는, 원료 모노머로서, 예를 들어 피로멜리트산2무수물(Pyromellitic Dianhydride, 이하 「PMDA」라고 생략함)과, 예를 들어 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-Oxydianiline, 이하 「ODA」라고 생략함)을 포함하는 4,4'-디아미노디페닐에테르를 사용한 증착 중합에 의한 성막 방법이 알려져 있다. 증착 중합은 원료 모노머로서 사용되는 PMDA 및 ODA를 기판의 표면에서 열중합 반응시키는 방법이다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에서는, PMDA 및 ODA의 모노머를 기화기로 증발시키고, 증발시킨 각각의 증기를 증착 중합실에 공급하고, 기판 상에서 증착 중합시켜 폴리이미드막을 성막하는 성막 방법이 개시되어 있다.
증착 중합을 사용하여 막질이 우수한 폴리이미드막을 저렴하고 또한 단시간에 성막하기 위해서는, 기화한 PMDA(이하, 「PMDA 가스」라고 함)와, 기화한 ODA(이하, 「ODA 가스」라고 함)를 계속적으로 일정량으로 기판에 공급할 필요가 있다. 따라서, 폴리이미드막을 성막하는 성막 장치에 있어서는, PMDA 가스와 ODA 가스로 이루어지는 원료 가스를 성막 용기 내에 공급하는 공급 기구가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
일본 특허 4283910호 공보
그러나, 이와 같은 PMDA 가스와 ODA 가스를 기판에 공급하여 폴리이미드막을 성막하는 성막 장치에는 이하와 같은 문제가 있다.
PMDA 가스와 ODA 가스를 공급함으로써 기판의 표면에 폴리이미드막을 성막하기 위해서는, PMDA의 모노머와 ODA의 모노머가 기판의 표면에서 열중합 반응하는 것이 필요하다. 그러나, 기판의 온도가 변동되면, 폴리이미드막의 성막 속도가 변동되어, 기판의 면 내에 있어서의 폴리이미드막의 막 두께, 막질 등의 균일성이 떨어진다고 하는 문제가 있다.
또한, 상기한 과제는 PMDA 가스를 포함하는 방향족산2무수물로 이루어지는 원료 가스 및 ODA 가스를 포함하는 방향족 디아민으로 이루어지는 원료 가스를 기판에 공급하여 폴리이미드막을 성막하는 경우에도 공통되는 과제이다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 방향족산2무수물과 방향족 디아민의 열중합 반응에 의해 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도를 일정하게 할 수 있는 성막 장치를 제공한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는, 다음에 서술하는 각 수단을 강구한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방향족산2무수물로 이루어지는 제1 원료 가스와, 방향족 디아민으로 이루어지는 제2 원료 가스를, 성막 용기 내에 유지되어 있는 기판에 공급하고, 공급한 상기 제1 원료 가스와 상기 제2 원료 가스를 상기 기판의 표면에서 열중합 반응시킴으로써 상기 기판에 폴리이미드막을 성막하는 성막 장치에 있어서, 상기 성막 용기 내에서 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지되어 있는 기판을 가열하는 기판 가열부와, 상기 성막 용기 내에 설치되는 동시에, 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스를 공급하기 위한 공급 구멍이 형성된, 공급관을 포함하고, 상기 공급 구멍을 통해 상기 성막 용기 내에 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스를 공급하는 공급 기구와, 상기 기판 유지부와 상기 기판 가열부와 상기 공급 기구를 제어하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 공급 기구에 의해 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스를 공급하는 동시에, 상기 기판 가열부에 의해, 상기 기판 유지부에 유지되어 있는 기판을, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위로 가열함으로써, 폴리이미드막의 성막 속도를 제어하는 것인, 성막 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 방향족산2무수물과 방향족 디아민의 열중합 반응에 의해 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도를 일정하게 할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 성막 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도.
도 2는 로딩 에어리어를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 3은 앞의 뱃치의 웨이퍼(W)가 성막 용기 중에서 성막 처리되고 있을 때의, 뒤의 뱃치의 웨이퍼(W)의 상태를 도시하는 도면.
도 4는 보트의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 5는 보트에 복판(複板) 유닛이 탑재되어 있는 상태를 도시하는 단면도.
도 6은 이동 탑재 기구의 일례를 개략적으로 도시하는 측면도.
도 7은 이동 탑재 기구가 복판 유닛을 구성하여 반송하는 수순을 도시하는 제1 측면도.
도 8은 이동 탑재 기구가 복판 유닛을 구성하여 반송하는 수순을 도시하는 제2 측면도.
도 9는 이동 탑재 기구가 복판 유닛을 구성하여 반송하는 수순을 도시하는 제3 측면도.
도 10은 하측 포크가 지지 환을 통해 2매의 웨이퍼(W)를 탑재하고 있을 때에, 상측 포크가 상측의 웨이퍼(W)를 파지하고 있는 부분을 확대하여 도시하는 단면도.
도 11은 성막 용기, 공급 기구 및 배기 기구의 구성의 개략을 도시하는 단면도.
도 12는 인젝터의 예를 도시하는 측면도.
도 13은 도 12의 A-A선을 따르는 단면도.
도 14는 도 12에 도시하는 인젝터의 정면도.
도 15는 제1 실시 형태에 관한 성막 장치를 사용한 성막 처리를 포함하는 각 공정의 수순을 설명하기 위한 흐름도.
도 16은 웨이퍼(W)에 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도(막 두께) 및 성막 속도의 면 내 편차의 웨이퍼 온도 의존성을 모식적으로 나타내는 그래프.
도 17은 공급관 가열 기구의 온도를 바꾼 경우에 있어서, 보트에 유지되어 있는 각 웨이퍼(W)에 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도(막 두께)를 나타내는 그래프.
도 18은 비교예에 있어서, 보트에 유지되어 있는 각 웨이퍼(W)에 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도(막 두께)를, 성막 속도의 면 내 편차, 웨이퍼 온도와 함께 나타내는 그래프.
도 19는 제1 실시 형태의 제1 변형예에 관한 인젝터를 도시하는 측면도.
도 20은 도 19의 A-A선을 따르는 단면도.
도 21은 도 19에 도시하는 인젝터의 정면도.
도 22는 제1 실시 형태의 제2 변형예에 관한 인젝터를 도시하는 측면도.
도 23은 제2 실시 형태에 관한 성막 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도.
도 24는 도 23에 도시한 성막 장치의 성막 용기, 공급 기구 및 배기 기구의 구성의 개략을 도시하는 단면도.
다음에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면과 함께 설명한다.
(제1 실시 형태)
처음에, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 성막 장치에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 관한 성막 장치는 방향족산2무수물로 이루어지는 제1 원료를 기화한 제1 원료 가스와, 방향족 디아민으로 이루어지는 제2 원료를 기화한 제2 원료 가스를, 성막 용기 내에 설치되어 있는 기판에 공급함으로써, 기판에 폴리이미드막을 성막하는 성막 장치이다.
또한, 방향족산2무수물로서, 피로멜리트산2무수물(PMDA)인 것이 바람직하고, 방향족 디아민은, 예를 들어 4,4'-옥시디아닐린(ODA)을 포함하는 4,4'-디아미노디페닐에테르인 것이 바람직하다. 또한, 폴리이미드막을 성막하는 기판을, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 함)로 할 수 있다. 이하에서는, 일례로서, 기화한 PMDA 가스와, 기화한 ODA 가스를, 성막 용기 내에 설치되어 있는 웨이퍼(W)에 공급함으로써, 웨이퍼(W)에 폴리이미드막을 성막하는 성막 장치에 대해 설명한다.
처음에, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 성막 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 성막 장치(10)를 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 도 2는 도 1에 도시한 로딩 에어리어(40)를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 3은 앞의 뱃치(뱃치 1)의 웨이퍼(W)가 성막 용기 중에서 성막 처리되고 있을 때의, 뒤의 뱃치(뱃치 2)의 웨이퍼(W)의 상태를 도시하는 도면이다. 도 4는 보트(44)의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 5는 보트(44)에 복판 유닛(56)이 탑재되어 있는 상태를 도시하는 단면도이다. 도 6은 이동 탑재 기구(47)의 일례를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
성막 장치(10)는 적재대(로드 포트)(20), 하우징(30) 및 제어부(90)를 갖는다.
적재대(로드 포트)(20)는 하우징(30)의 전방부에 설치되어 있다. 하우징(30)은 로딩 에어리어(작업 영역)(40) 및 성막 용기(60)를 갖는다. 로딩 에어리어(40)는 하우징(30) 내의 하방에 설치되어 있고, 성막 용기(60)는 하우징(30) 내이며 로딩 에어리어(40)의 상방에 설치되어 있다. 또한, 로딩 에어리어(40)와 성막 용기(60) 사이에는 베이스 플레이트(31)가 설치되어 있다. 또한, 후술하는 공급 기구(70)는 성막 용기(60)에 접속되도록 설치되어 있다.
베이스 플레이트(31)는 성막 용기(60)의 후술하는 반응관(61)을 설치하기 위한, 예를 들어 SUS제의 베이스 플레이트로, 반응관(61)을 하방으로부터 상방으로 삽입하기 위한 도시하지 않은 개구부가 형성되어 있다.
적재대(로드 포트)(20)는 하우징(30) 내로의 웨이퍼(W)의 반입 반출을 행하기 위한 것이다. 적재대(로드 포트)(20)에는 수납 용기(21)가 적재되어 있다. 수납 용기(21)는, 전방면에 도시하지 않은 덮개를 착탈 가능하게 구비한, 복수매, 예를 들어 50매 정도의 웨이퍼(W)를 소정의 간격으로 수납 가능한 밀폐형 수납 용기(후프)이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 적재대(로드 포트)(20)는 하우징(30) 내로의 후술하는 지지 환(서포트 링)(55)의 반입 반출을 행하기 위한 것이라도 좋다. 적재대(로드 포트)(20)에는 수납 용기(22)가 적재되어 있어도 좋다. 수납 용기(22)는 전방면에 도시하지 않은 덮개를 착탈 가능하게 구비한, 복수매, 예를 들어 25매 정도의 후술하는 지지 환(55)을 소정의 간격으로 수납 가능한 밀폐형 수납 용기(후프)이다.
또한, 적재대(20)의 하방에는 후술하는 이동 탑재 기구(47)에 의해 이동 탑재된 웨이퍼(W)의 외주에 형성된 절결부(예를 들어, 노치)를 일방향으로 정렬시키기 위한 정렬 장치(얼라이너)(23)가 설치되어 있어도 좋다.
로딩 에어리어(작업 영역)(40)는 수납 용기(21)와 후술하는 보트(44) 사이에서 웨이퍼(W)의 이동 탑재를 행하여, 보트(44)를 성막 용기(60) 내로 반입(로드)하고, 보트(44)를 성막 용기(60)로부터 반출(언로드)하기 위한 것이다. 로딩 에어리어(40)에는 도어 기구(41), 셔터 기구(42), 덮개(43), 보트(44), 베이스(45a, 45b), 승강 기구(46) 및 이동 탑재 기구(47)가 설치되어 있다.
또한, 덮개(43) 및 보트(44)는 본 발명에 있어서의 기판 유지부에 상당한다.
도어 기구(41)는 수납 용기(21, 22)의 덮개를 제거하여 수납 용기(21, 22) 내를 로딩 에어리어(40) 내에 연통 개방하기 위한 것이다.
셔터 기구(42)는 로딩 에어리어(40)의 상방에 설치되어 있다. 셔터 기구(42)는 덮개(43)를 개방하고 있을 때에, 후술하는 성막 용기(60)의 개구(63)로부터 고온의 노 내의 열이 로딩 에어리어(40)로 방출되는 것을 억제 내지 방지하기 위해 개구(63)를 덮도록(또는 막도록) 설치되어 있다.
덮개(43)는 보온통(48) 및 회전 기구(49)를 갖는다. 보온통(48)은 덮개(43) 상에 설치되어 있다. 보온통(48)은 보트(44)가 덮개(43)측과의 전열에 의해 냉각되는 것을 방지하여, 보트(44)를 보온하기 위한 것이다. 회전 기구(49)는 덮개(43)의 하부에 설치되어 있다. 회전 기구(49)는 보트(44)를 회전시키기 위한 것이다. 회전 기구(49)의 회전축은 덮개(43)를 기밀하게 관통하여, 덮개(43) 상에 배치된 도시하지 않은 회전 테이블을 회전시키도록 설치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 승강 기구(46)는 보트(44)의 로딩 에어리어(40)로부터 성막 용기(60)에 대한 반입, 반출 시에, 덮개(43)를 승강 구동한다. 그리고, 승강 기구(46)에 의해 상승된 덮개(43)가 성막 용기(60) 내로 반입되어 있을 때에, 덮개(43)는 후술하는 개구(63)에 접촉하여 개구(63)를 밀폐하도록 설치되어 있다. 그리고, 덮개(43)에 적재되어 있는 보트(44)는 성막 용기(60) 내에서 웨이퍼(W)를 수평면 내에서 회전 가능하게 유지할 수 있다.
또한, 성막 장치(10)는 보트(44)를 복수 갖고 있어도 좋다. 이하, 본 실시 형태에서는, 도 2를 참조하여 보트(44)를 2개 갖는 예에 대해 설명한다.
로딩 에어리어(40)에는 보트(44a, 44b)가 설치되어 있다. 그리고, 로딩 에어리어(40)에는 베이스(45a, 45b) 및 보트 반송 기구(45c)가 설치되어 있다. 베이스(45a, 45b)는 각각 보트(44a, 44b)가 덮개(43)로부터 이동 탑재되는 적재대이다. 보트 반송 기구(45c)는 보트(44a, 44b)를, 덮개(43)로부터 베이스(45a, 45b)로 이동 탑재하기 위한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 앞의 뱃치(뱃치 1)의 웨이퍼(W)가 탑재된 보트(44a)가 성막 용기(60)로 반입되어 성막 처리되고 있을 때에, 로딩 에어리어(40)에 있어서, 뒤의 뱃치(뱃치 2)의 웨이퍼(W)를 수납 용기(21)로부터 보트(44b)로 이동 탑재할 수 있다. 이에 의해, 앞의 뱃치(뱃치 1)의 웨이퍼(W)의 성막 공정이 종료되고, 성막 용기(60)로부터 보트(44a)를 반출한 직후에, 뒤의 뱃치(뱃치 2)의 웨이퍼(W)를 탑재한 보트(44b)를 성막 용기(60)로 반입할 수 있다. 그 결과, 성막 처리에 필요로 하는 시간(택트 시간)을 단축할 수 있어, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
보트(44a, 44b)는, 예를 들어 석영제이고, 대구경, 예를 들어 직경 300㎜의 웨이퍼(W)를 수평 상태에서 상하 방향으로 소정의 간격(피치 폭)으로 탑재하도록 되어 있다. 보트(44a, 44b)는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 천장판(50)과 바닥판(51) 사이에 복수개, 예를 들어 3개의 지주(52)를 개재 설치하여 이루어진다. 지주(52)에는 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 갈고리부(53)가 설치되어 있다. 또한, 지주(52)와 함께 보조 기둥(54)이 적절하게 설치되어 있어도 좋다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 보트(44a, 44b)는 상하로 이웃하는 웨이퍼(W)의 이면(Wb)끼리가 대향하거나, 또는 상하로 이웃하는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)끼리가 대향하는 동시에, 이면(Wb)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격이, 표면(Wa)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격보다도 좁아지도록, 복수의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 유지하는 것이라도 좋다. 이하, 본 실시 형태에서는, 상하로 이웃하는 웨이퍼(W)가 지지 환(서포트 링)(55)을 통해 이면(Wb)끼리가 대향하도록 보트(44a, 44b)에 탑재되는 예에 대해 설명한다.
보트(44a, 44b)의 갈고리부(53)에는 2매의 웨이퍼(W)를 지지하도록 구성되는 복판 유닛(56)이 유지되어 있어도 좋다. 복판 유닛(56)은 지지 환(서포트 링)(55)에 의해 웨이퍼(W)의 주연부를 지지함으로써, 2매의 웨이퍼(W)를, 이면(Wb)끼리가 대향하도록 지지한다. 1개의 복판 유닛(56)에 있어서의 이면(Wb)끼리가 대향하도록 지지되는 2매의 웨이퍼(W)의 간격을 Pa로 하고, 복판 유닛(56)이 상하 방향으로 유지되는 간격, 즉 갈고리부(53)의 간격을 Pb로 한다. 이때, 표면(Wa)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격은 Pb－Pa이다. 이와 같은 배치일 때, Pa가 Pb－Pa보다도 작아지도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 이면(Wb)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격(Pa)이, 표면(Wa)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격(Pb－Pa)보다도 좁아지도록, 상하 방향으로 복수 유지되는 것이 바람직하다.
지지 환(55)은 웨이퍼(W)와 동일 또는 웨이퍼(W)보다도 조금 큰 내경을 갖는 원환부(55a)와, 원환부(55a)의 상단부 및 하단부의 부분을 제외하고, 원환부(55a)의 내주를 따라서 중심측에, 2매의 웨이퍼(W)의 간격을 메우도록 설치된 스페이서부(55b)를 갖고 있다. 스페이서부(55b)는 성막 용기(60) 내에서 성막 처리될 때에, 이면(Wb)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간극을 막기 위한 것이다. 그리고, 스페이서부(55b)는 이면(Wb)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간극에 원료 가스가 들어가 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 막이 성막되는 것을 방지하기 위한 것이다. 지지 환(55)은, 예를 들어 석영제이다.
또한, 지지 환(55)의 스페이서부(55b)는 본 발명에 있어서의 폐색 부재에 상당한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 갈고리부(53)에는 이면(Wb)을 상면[즉, 표면(Wa)을 하면]으로 한 웨이퍼(W)가 지지되어 있다. 갈고리부(53)에 지지되어 있는 웨이퍼(W)의 상방에는 원환부(55a)의 하면이 갈고리부(53)에 접촉하고 있는 상태로, 지지 환(55)이 지지되어 있다. 그리고, 지지 환(55)의 스페이서부(55b)에는 이면(Wb)을 하면[즉, 표면(Wa)을 상면]으로 한 웨이퍼(W)가 지지되어 있다.
여기서, 1개의 복판 유닛(56)에 있어서의 이면끼리가 대향하도록 지지되는 2매의 웨이퍼(W)의 간격(Pa)을, 예를 들어 2㎜로 하고, 복판 유닛(56)이 상하 방향으로 유지되는 간격[갈고리부(53)의 간격](Pb)을, 예를 들어 11㎜로 할 수 있다. 그러면, 표면(Wa)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격(Pb－Pa)을 9㎜로 할 수 있다. 한편, 보트(44)의 웨이퍼 탑재 매수를 바꾸지 않고 전체 웨이퍼(W)의 간격이 동등해지도록 지지할 때에는, 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격은 11㎜의 절반인 5.5㎜로, 9㎜보다도 작다. 따라서, 복판 유닛(56)을 사용하여 이면(Wb)끼리가 대향하도록 웨이퍼(W)를 지지함으로써, 하나의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 다른 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 간극을 크게 할 수 있어, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 충분한 양의 원료 가스를 공급할 수 있다.
이동 탑재 기구(47)는 수납 용기(21, 22)와 보트(44a, 44b) 사이에서 웨이퍼(W) 또는 지지 환(55)의 이동 탑재를 행하기 위한 것이다. 이동 탑재 기구(47)는 베이스(57), 승강 아암(58) 및 복수의 포크(이동 탑재판)(59)를 갖는다. 베이스(57)는 승강 및 선회 가능하게 설치되어 있다. 승강 아암(58)은 볼 나사 등에 의해 상하 방향으로 이동 가능(승강 가능)하게 설치되고, 베이스(57)는 승강 아암(58)에 수평 선회 가능하게 설치되어 있다.
또한, 일례로서, 이동 탑재 기구(47)는 수평 이동 가능한 하측 포크(59a) 및 수평 이동 가능한 동시에 상하 반전 가능한 상측 포크(59b)를 갖고 있어도 좋다. 이와 같은 이동 탑재 기구(47)의 일례를, 도 6의 측면도에 도시한다.
하측 포크(59a)는 이동체(59c)에 의해, 복판 유닛(56)을 탑재하는 보트(44a, 44b)를 향해 진퇴 가능하게 설치되어 있고, 보트(44a, 44b)와의 사이에서 복판 유닛(56)을 전달하기 위한 것이기도 하다. 한편, 상측 포크(59b)는 이동체(59d)에 의해, 수평 이동 가능하게 설치되어 있는 동시에, 웨이퍼(W)를 수납하는 수납 용기(21)를 향해 진퇴 가능하게 설치되어 있고, 수납 용기(21)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달하기 위한 것이다. 또한, 상측 포크(59b)는 이동체(59d)에 의해, 지지 환(55)을 수납하는 수납 용기(22)를 향해 진퇴 가능하게 설치되어 있고, 수납 용기(22)와의 사이에서 지지 환(55)을 전달하기 위한 것이다.
또한, 이동 탑재 기구(47)는 복수매의 하측 포크(59a) 및 복수매의 상측 포크(59b)를 갖고 있어도 좋다.
도 7 내지 도 9는 이동 탑재 기구(47)가 복판 유닛(56)을 구성하여 반송하는 수순을 도시하는 측면도이다. 우선, 상측 포크(59b)가 수납 용기(21) 내로 전진하고, 수납 용기(21)에 수납되어 있는 웨이퍼(W)를 수취하여 수납 용기(21) 내로부터 후퇴하고, 웨이퍼(W)를 유지한 채 상하 반전하고, 하측 포크(59a)에 하측의 웨이퍼(W)로서 전달한다(도 7). 다음에, 상측 포크(59b)가 상하 반전한 상태에서 수납 용기(22)로 전진하고, 수납 용기(22)에 수납되어 있는 지지 환(55)을 수취하여 수납 용기(22) 내로부터 후퇴하고, 하측 포크(59a)가 유지하고 있는 하측의 웨이퍼(W) 상에 지지 환(55)을 적재한다(도 8). 다음에, 상측 포크(59b)가 상하 반전한 상태에서 수납 용기(21) 내로 전진하고, 수납 용기(21)에 수납되어 있는 웨이퍼(W)를 수취하여 수납 용기(21) 내로부터 후퇴하고, 하측 포크(59a)가 유지하고 있는 지지 환(55) 상에 상측의 웨이퍼(W)로서 적재한다(도 9).
도 10은 하측 포크(59a)가 지지 환(55)을 통해 2매의 웨이퍼(W)를 탑재하고 있을 때에, 상측 포크(59b)가 상측의 웨이퍼(W)를 파지하고 있는 부분을 확대하여 도시하는 단면도이다. 또한, 도 10에서는 하측 포크(59a)의 도시를 생략하고 있다.
지지 환(55)을 구성하는 원환부(55a) 및 스페이서부(55b)에 있어서, 상측 포크(59b)가 2매째의 웨이퍼(W)를 적재할 때에 지지 환(55)에 접촉할 우려가 있는 부분에는, 도 10에 도시한 바와 같이, 상측 포크(59b)의 갈고리부(59e)와 간섭하지 않도록 절결부(55c, 55d)가 형성되어 있어도 좋다. 단, 절결부(55c, 55d)가 형성되어 있는 부분에 있어서도, 스페이서부(55b)가, 2매의 웨이퍼(W)의 간극을 막도록 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 이면(Wb)끼리가 대향하도록 탑재되어 있는 2매의 웨이퍼(W) 사이에 원료 가스가 들어가, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 성막되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
도 11은 성막 용기(60), 공급 기구(70) 및 배기 기구(85)의 구성의 개략을 도시하는 단면도이다.
성막 용기(60)는, 예를 들어 복수매의 피처리 기판, 예를 들어 박판 원판 형상의 웨이퍼(W)를 수용하여 소정의 처리, 예를 들어 CVD 처리 등을 실시하기 위한 종형로로 할 수 있다. 성막 용기(60)는 반응관(61) 및 히터(기판 가열부)(62)를 갖는다.
반응관(61)은, 예를 들어 석영제이고, 세로로 긴 형상을 갖고 있고, 하단부에 개구(63)가 형성되어 있다. 히터(기판 가열부)(62)는 반응관(61)의 주위를 덮도록 설치되어 있는 동시에, 가열 제어부(62a)를 갖고 있고, 가열 제어부(62a)에 의해, 반응관(61) 내를 소정의 온도, 예를 들어 300 내지 1200℃로 가열 제어 가능하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 히터(기판 가열부)(62)를 복수의 존으로 나누고, 존마다 독립하여 온도 제어하도록 해도 좋다.
공급 기구(70)는 원료 가스 공급부(71) 및 성막 용기(60) 내에 설치된 인젝터(72)를 포함한다. 인젝터(72)는 공급관(73a)을 포함한다. 원료 가스 공급부(71)는 인젝터(72)의 공급관(73a)에 접속되어 있다.
본 실시 형태에서는, 공급 기구(70)는 제1 원료 가스 공급부(71a) 및 제2 원료 가스 공급부(71b)를 갖고 있어도 좋다. 이때, 제1 원료 가스 공급부(71a) 및 제2 원료 가스 공급부(71b)는 인젝터(72)[공급관(73a)]에 접속되어 있다. 제1 원료 가스 공급부(71a)는, 예를 들어 PMDA 원료를 기화하기 위한 제1 기화기(74a)를 갖고, PMDA 가스를 공급할 수 있다. 또한, 제2 원료 가스 공급부(71b)는, 예를 들어 ODA 원료를 기화하기 위한 제2 기화기(74b)를 갖고, ODA 가스를 공급할 수 있다.
도 12는 인젝터(72)의 일례를 도시하는 측면도이다. 또한, 도 13은 도 12의 A-A선을 따르는 단면도이다. 도 14는 도 12에 도시하는 인젝터(72)의 정면도이다. 또한, 도 14는 인젝터(72)를 보트(44)측으로부터 본 정면도를 도시한다.
공급관(73a)에는 성막 용기(60) 내에 개방되는 공급 구멍(75)이 형성되어 있다. 인젝터(72)는 원료 가스 공급부(71)로부터 공급관(73a)을 흐르는 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를, 공급 구멍(75)을 통해 성막 용기(60) 내에 공급한다.
또한, 본 실시 형태는 보트(44)가 복수의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 소정의 간격으로 유지하는 예에 대해 설명하는 것이다. 이때, 공급관(73a)은 상하 방향으로 연장되도록 설치되어 있어도 좋다. 그리고, 공급관(73a)에는 복수의 공급 구멍(75)이 형성되어 있어도 좋다.
또한, 공급 구멍(75)의 형상은 원형, 타원형, 직사각형 등 각종 형상이라도 좋다.
인젝터(72)는 내측 공급관(73b)을 포함하는 것이 바람직하다. 내측 공급관(73b)은 공급관(73a)의 공급 구멍(75)이 형성되어 있는 부분보다도 상류측의 부분에 수용되어 있어도 좋다. 그리고, 내측 공급관(73b)의 하류측의 단부 부근에는 공급관(73a)의 내부 공간에 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스 중 어느 한쪽의 원료 가스를 공급하기 위한 개구(76)가 형성되어 있어도 좋다. 이와 같은 구조를 갖는 내측 공급관(73b)을 포함함으로써, 제1 원료 가스와 제2 원료 가스를 공급 구멍(75)으로부터 성막 용기(60) 내로 공급하기 전에, 미리 공급관(73a)의 내부 공간에 있어서 제1 원료 가스와 제2 원료 가스를 충분히 혼합시킬 수 있다.
또한, 이하에서는, 공급관(73a)에 제1 원료 가스를 공급하고, 내측 공급관(73b)에 제2 원료 가스를 공급하는 경우를 예시하여, 설명한다. 그러나, 내측 공급관(73b)에 제1 원료 가스를 공급하고, 공급관(73a)에 제2 원료 가스를 공급해도 좋다.
또한, 개구(76)의 형상은 원형, 타원형, 직사각형 등 각종 형상이라도 좋다.
본 실시 형태는 보트(44)가 복수의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 소정의 간격으로 유지하는 예에 대해 설명하는 것이다. 이때, 공급관(73a)과 함께, 내측 공급관(73b)도, 상하 방향으로 연장되도록 설치되어 있어도 좋다. 또한, 하방측을 상류측, 상방측을 하류측으로 할 때에는, 내측 공급관(73b)은 공급관(73a)의 공급 구멍(75)이 형성되어 있는 부분보다도 하방측의 부분에 있어서, 공급관(73a)의 내부에 수용되도록 설치되어 있어도 좋다. 그리고, 내측 공급관(73b)의 상단부 부근에는 공급관(73a)의 내부 공간과 연통하기 위한 개구(76)가 형성되어 있어도 좋다.
공급 기구(70)는, 예를 들어 공급관(73a)에 제1 원료 가스를 흘리는 동시에, 내측 공급관(73b)에 제2 원료 가스를 흘린다. 그리고, 내측 공급관(73b)을 흐르는 제2 원료 가스를, 개구(76)를 통해 공급관(73a)에 합류시켜, 제1 원료 가스와 제2 원료 가스를 혼합시킨 상태에서, 공급 구멍(75)을 통해 성막 용기(60) 내에 공급한다.
도 13에 도시한 바와 같이, 내측 공급관(73b)이 연장되는 방향(상하 방향)에 수직인 단면(수평 단면)에 있어서, 내측 공급관(73b)의 둘레 방향에 복수의 개구(76)가 형성되어 있어도 좋다. 어떤 개구(76)도, 공급관(73a)이 연장되는 방향에 수직인 단면에서 볼 때(평면에서 볼 때), 공급관(73a)에 공급 구멍(75)이 형성되어 있는 방향과 다른 방향을 향하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 어떤 개구(76)도, 웨이퍼(W)를 향하는 방향과 다른 방향을 향하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 개구(76)를 배치함으로써, 제1 원료 가스와 제2 원료 가스를 균일하게 혼합한 상태에서 공급 구멍(75)으로부터 토출할 수 있다.
도 13에 도시하는 예에서는, 내측 공급관(73b)의 둘레 방향으로 균등 배치로 4개의 개구(76)가 형성되어 있고, 각각의 개구(76)가 형성되어 있는 방향은 공급 구멍(75)이 형성되어 있는 방향에 대해 45°, 135°, 225°, 315°의 각도를 이루는 것이 바람직하다. 이와 같이 개구(76)를 배치함으로써, 제1 원료 가스와 제2 원료 가스를 더욱 균일하게 혼합한 상태에서 공급 구멍(75)으로부터 토출할 수 있다.
공급관(73a)의 외경을, 예를 들어 33㎜로 하고, 내경을, 예를 들어 29㎜로 하고, 공급 구멍(75)의 구멍 직경을, 예를 들어 2㎜로 하고, 형성된 공급 구멍(75)의 수를, 예를 들어 10으로 한다. 그리고, 내측 공급관(73b)의 외경을, 예를 들어 22㎜로 하고, 내경을, 예를 들어 18㎜로 하고, 45° 균등 배치로 형성된 개구(76)의 구멍 직경을, 예를 들어 10㎜로 할 수 있다.
인젝터(72)는 공급관(73a)을 가열하는 공급관 가열 기구(77)를 포함하는 것이라도 좋다. 도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 공급관 가열 기구(77)는 히터(78), 온도 센서(79) 및 가열 제어부(80)를 갖고 있다. 공급관 가열 기구(77)는 공급관(73a)을 흐르는 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위보다도 높은 온도로 가열하기 위한 것이다.
히터(78)는, 예를 들어 저항 발열체로 이루어진다. 가열 제어부(80)는 온도 센서(79)에 의해 온도를 계측하고, 계측한 온도 및 후술하는 제어부(90)에 의해 미리 설정한 설정 온도에 기초하여, 히터(78)에 공급하는 전력을 결정하고, 결정한 전력을 히터(78)에 공급한다. 이에 의해, 공급관(73a)을 설정 온도로 가열할 수 있다.
일례로서, 도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 히터(78)는 공급관(73a)의 보트(44)측과 반대측에 설치할 수 있다. 이에 의해, 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)가 공급관 가열 기구(77)에 의해 가열되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 온도 센서(79)도, 공급관(73a)의 보트(44)측과 반대측에 설치할 수 있다. 이에 의해, 가열되어 있는 웨이퍼(W)로부터의 영향을 받지 않고, 공급관(73a)의 온도를 측정할 수 있다.
이와 같이, 공급관(73a)을, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위보다도 높은 온도로 가열함으로써, 공급관(73a)을 흐르는 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위보다도 높은 온도로 가열할 수 있다. 한편, 도 16을 사용하여 후술하는 바와 같이, 소정의 온도 범위 내에서는, 온도의 상승에 수반하여 성막 속도가 감소한다. 따라서, 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스가 열중합 반응하여 발생한 폴리이미드막이, 공급관(73a)의 내벽 또는 공급 구멍(75)의 부근에 퇴적하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 공급 기구(70)는 상하 방향에 배치된, 서로 독립으로 온도 제어 가능한 복수의 공급관 가열 기구(77a, 77b)를 포함하는 것이라도 좋다. 복수의 공급관 가열 기구(77a, 77b)는 각각, 히터(78a, 78b), 온도 센서(79a, 79b) 및 가열 제어부(80a, 80b)를 구비할 수 있다. 일례로서, 도 12 내지 도 14에는 공급 기구(70)가, 상하 방향으로 배치된, 서로 독립으로 온도 제어 가능한 2개의 공급관 가열 기구, 즉 상측의 공급관 가열 기구(77a) 및 하측의 공급관 가열 기구(77b)를 포함하는 경우를 도시하고 있다.
상측의 공급관 가열 기구(77a)는 공급관(73a)의 공급 구멍(75)이 형성되어 있는 부분을 가열하도록 배치되어 있다. 또한, 하측의 공급관 가열 기구(77b)는 공급관(73a)의 공급 구멍(75)이 형성되어 있는 부분보다도 하측의 부분을 가열하도록 배치되어 있다.
일례로서, 도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 상측의 히터(78a)는 공급관(73a)의 공급 구멍(75)이 형성되어 있는 부분의 보트(44)측과 반대측에 설치할 수 있다. 이에 의해, 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)가 공급관 가열 기구(77a)에 의해 가열되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상측의 온도 센서(79a)도, 공급관(73a)의 보트(44)측과 반대측에 설치할 수 있다. 이에 의해, 필요 이상으로 공급관 가열 기구(77a)에 전력을 투입하는 일 없이, 공급관(73a)을 가열할 수 있다.
공급관(73a)의, 하측의 히터(78b)가 설치되는 부분에는 공급 구멍(75)이 형성되어 있지 않다. 그로 인해, 하측의 히터(78b)는 공급관(73a)의 공급 구멍(75)이 형성되어 있는 부분보다도 하측의 부분의 주위를 둘러싸도록 설치해도 좋다. 또한, 하측의 온도 센서(79b)는 가열되는 공급관(73a)에 가까운 위치에 설치되어 있으면 좋다.
이와 같이 설치된, 상측의 공급관 가열 기구(77a) 및 하측의 공급관 가열 기구(77b)에 의해, 공급관(73a)을, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위보다도 높은 온도로 가열한다. 이에 의해, 공급관(73a)의 어떤 부분을 흐르는 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스라도, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위보다도 높은 온도로 가열된다. 따라서, 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스가 열중합 반응하여 발생한 폴리이미드막이, 공급관(73a)의 내벽 또는 공급 구멍(75)의 부근에 퇴적하는 것을 더욱 억제할 수 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 배기 기구(85)는 배기 장치(86)를 포함한다. 배기 기구(85)는 성막 용기(60) 내로부터 가스를 배기하기 위한 것이다.
제어부(90)는, 예를 들어 도시하지 않은 연산 처리부, 기억부 및 표시부를 갖는다. 연산 처리부는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit)를 갖는 컴퓨터이다. 기억부는 연산 처리부에, 각종 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한, 예를 들어 하드 디스크에 의해 구성되는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이다. 표시부는, 예를 들어 컴퓨터의 화면으로 이루어진다. 연산 처리부는 기억부에 기록된 프로그램을 판독하여, 그 프로그램에 따라서, 보트(44)(기판 유지부), 히터(기판 가열부)(62)의 가열 제어부(62a), 공급 기구(70), 공급관 가열 기구(77)의 가열 제어부(80) 및 배기 기구(85)를 구성하는 각 부로 제어 신호를 보내고, 후술하는 바와 같은 성막 처리를 실행한다.
그리고, 제어부(90)는 공급 기구(70)에 의해 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를 공급하는 동시에, 히터(기판 가열부)(62)에 의해, 보트(44)(기판 유지부)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위로 가열함으로써, 성막하는 폴리이미드막의 성막 속도를 제어한다.
다음에, 본 실시 형태에 관한 성막 장치를 사용한 성막 처리에 대해 설명한다. 도 15는 본 실시 형태에 관한 성막 장치를 사용한 성막 처리를 포함하는 각 공정의 수순을 설명하기 위한 흐름도이다.
성막 처리 개시 후, 스텝 S11에서는 성막 용기(60)로 웨이퍼(W)를 반입한다(반입 공정). 도 1 내지 도 4에 도시한 성막 장치(10)의 예에서는, 예를 들어 로딩 에어리어(40)에 있어서, 이동 탑재 기구(47)에 의해 수납 용기(21)로부터 보트(44a)로 웨이퍼(W)[복판 유닛(56)]를 탑재하고, 웨이퍼(W)[복판 유닛(56)]를 탑재한 보트(44a)를 보트 반송 기구(45c)에 의해 덮개(43)에 적재할 수 있다. 그리고, 보트(44a)를 적재한 덮개(43)를 승강 기구(46)에 의해 상승시켜 성막 용기(60) 내에 삽입함으로써, 웨이퍼(W)를 반입할 수 있다.
다음에, 스텝 S12에서는, 성막 용기(60)의 내부를 감압한다(감압 공정). 배기 장치(86)의 배기 능력 또는 배기 장치(86)와 성막 용기(60) 사이에 설치되어 있는 도시하지 않은 유량 조정 밸브를 조정함으로써, 성막 용기(60)를 배기하는 배기량을 증대시킨다. 그리고, 성막 용기(60)의 내부를 소정 압력, 예를 들어 대기압(760Torr)으로부터, 예를 들어 0.3Torr로 감압한다.
다음에, 스텝 S13에서는 폴리이미드막을 성막한다(성막 공정).
제1 유량(F1)으로 제1 원료 가스 공급부(71a)로부터 제1 원료 가스를 공급관(73a)으로 흘리고, 제2 유량(F2)으로 제2 원료 가스 공급부(71b)로부터 제2 원료 가스를 내측 공급관(73b)으로 흘림으로써, 제1 원료 가스와 제2 원료 가스를 소정의 혼합비로 혼합시킨 상태에서 성막 용기(60) 내에 공급한다. 그리고, 웨이퍼(W)의 표면에서 PMDA와 ODA를 열중합 반응시켜, 폴리이미드막을 성막한다.
이때의, PMDA와 ODA의 열중합 반응은 다음 화학식 1에 따른다.
Figure pat00001
웨이퍼(W)의 온도가, 화학식 1에 나타내는 열중합 반응이 발생하는 온도 범위(예를 들어, 200℃ 정도)에 있을 때에는, 웨이퍼(W)의 온도의 상승에 수반하여 성막 속도는 감소한다. 열중합 반응이 발생하는 온도 범위에 있어서 웨이퍼(W)의 온도의 상승에 수반하여 성막 속도가 감소하는 원인의 일례로서, 웨이퍼의 표면에 있어서의 PMDA 가스의 평균 체재 시간이 ODA 가스의 평균 체재 시간보다도 작은 것이 생각된다.
평균 체재 시간을, PMDA 모노머 및 ODA 모노머가 웨이퍼에 흡착하는 시간의 평균인 평균 흡착 시간이라고 가정한다. 평균 흡착 시간(τ)은 이탈 활성화 에너지를 Ed로 하고, 웨이퍼 표면에 수직인 방향의 분자의 진동수를 τ0으로 할 때,
Figure pat00002
에 의해 구할 수 있다. 여기서, PMDA 모노머의 이탈 활성화 에너지(Ed)를 100kJ/mol, ODA 모노머의 이탈 활성화 에너지(Ed)를 170kJ/mol로 할 수 있다.
표 1은 20℃, 140℃, 200℃의 각 웨이퍼 온도에 있어서의 PMDA 가스의 평균 체재 시간(평균 흡착 시간) 및 ODA 가스의 평균 체재 시간(평균 흡착 시간)을 수학식 1에 의해 구한 결과이다.
Figure pat00003
표 1에 나타낸 바와 같이, PMDA 가스의 평균 체재 시간 및 ODA 가스의 평균 체재 시간은 20℃, 140℃, 200℃의 각 웨이퍼 온도에 있어서 크게 다르다. 그로 인해, 화학식 1의 반응식에 따르는 열중합 반응은, 웨이퍼 온도에 수반하여 크게 변동되고, 폴리이미드막의 성막 속도도 변동된다. 따라서, 폴리이미드막을 연속해서 안정적으로 성막하기 위해서는, 웨이퍼(W)의 온도를 제어하는 것이 중요하다.
본 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 온도를 소정의 온도 범위(예를 들어, 200℃ 정도)로 제어함으로써, 폴리이미드막의 성막 속도를 제어할 수 있다. 이에 의해, 폴리이미드막의 성막 속도를 일정하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 공급관 가열 기구(77)의 설정 온도를 웨이퍼(W)의 온도보다 높은 240 내지 280℃의 높은 온도 범위로 제어한다. 이에 의해, 폴리이미드막이 공급관(73a)의 내부에 퇴적하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 공급관(73a)의 상단부까지 원료 가스가 도달하여, 복수의 공급 구멍(75)으로부터 원료 가스를 균일하게 성막 용기(60) 내로 공급할 수 있으므로, 각 웨이퍼의 성막 속도를 일정하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 공급관 가열 기구(77)의 온도를 제어함으로써, 보트(44)에 탑재되어 있는 각 웨이퍼의 온도를 균일하게 할 수 있다. 이하, 이 작용 효과에 대해 설명한다.
도 16은 웨이퍼(W)에 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도 및 성막 속도의 면 내 편차의 웨이퍼 온도 의존성을 모식적으로 도시하는 그래프이다. 또한, 이하, 도 16의 설명에 있어서, 성막 속도라 함은, 웨이퍼 면 내에 있어서의 성막 속도의 평균값을 의미한다.
도 16에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 온도(T)가 온도(Topt)보다 높은 온도 영역에서는, 웨이퍼 온도의 상승에 수반하여, 성막 속도의 면 내 편차는 감소하지만 성막 속도가 감소한다. 한편, 웨이퍼 온도(T)가 온도(Topt)보다 낮은 온도 영역에서는, 웨이퍼 온도의 저하에 수반하여, 성막 속도의 면 내 편차가 현저하게 증대되는 결과, 성막 속도가 온도(Topt)에 있어서의 값보다도 증대되는 일은 없다. 그 결과, 성막 속도를 향상시키는 동시에 성막 속도의 면 내 편차를 저감시키기 위해서는, 웨이퍼 온도에는 최적인 온도(Topt)가 있다. 즉, 각 온도의 웨이퍼 온도가 소정의 온도(Topt)에 동등해지도록 제어하는 것이 바람직하다.
이와 마찬가지로, 공급관 가열 기구(77)의 온도를 제어함으로써도, 성막 속도를 향상시키는 동시에 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차를 저감시킬 수 있다.
일례로서, 도 17을 참조하여, 공급관 가열 기구(77)의 온도를 240℃, 260℃, 280℃로 했을 때의, 각 웨이퍼의 성막 속도를 나타낸다.
도 17은 공급관 가열 기구(77)의 온도를 바꾼 경우에 있어서, 보트(44)에 유지되어 있는 각 웨이퍼(W)에 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 17의 종축에는 성막 속도로서, 소정 시간 성막 공정을 행하였을 때에 성막되는 폴리이미드막의 막 두께를 나타내고 있다. 또한, 도 17의 횡축에는 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 번호를, 최상단측으로부터 최하단측을 향해 1, 2, 3…으로 번호가 증가하도록 번호를 부여하여 나타내고 있다.
또한, 도 17에 있어서, 웨이퍼 번호가 3부터 55까지인 53매를 「53매 영역」으로 하고, 웨이퍼 번호가 11부터 47까지인 37매를 「37매 영역」으로 한다. 「53매 영역」의 웨이퍼는 보트에 있어서의 「37매 영역」의 상하 양측에 탑재되어 있는 웨이퍼를 포함한다. 그리고, 웨이퍼 온도를 바꾼 경우에 있어서의, 「53매 영역」 및 「37매 영역」에 있어서의 각 웨이퍼의 폴리이미드막의 막 두께(성막 속도)의 편차를, 최대값과 최소값의 차로서, 표 2에 백분율로 나타낸다.
Figure pat00004
도 17에 도시한 바와 같이, 공급관 가열 기구(77)의 온도가 280℃, 260℃, 240℃로 저하되는 데 수반하여, 「37매 영역」에 있어서의 성막 속도는 증가한다. 그러나, 도 17 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 「37매 영역」에 있어서의 각 웨이퍼의 성막 속도의 편차가 최소로 되는 것은 260℃로 될 때이다. 따라서, 성막 속도를 향상시키는 동시에 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차를 저감시키기 위해서는, 260℃가 최적이다. 이와 같이, 공급관 가열 기구(77)의 온도를 제어함으로써, 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차가 저감되도록 제어할 수 있다.
또한, 공급관 가열 기구(77)가, 상측의 공급관 가열 기구(77a), 하측의 공급관 가열 기구(77b)를 가질 때에는, 상측의 공급관 가열 기구(77a), 하측의 공급관 가열 기구(77b)를 독립으로 온도 제어함으로써, 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차가 더욱 저감되도록 제어할 수 있다.
단, 표 2에 나타낸 바와 같이, 공급관 가열 기구(77)의 온도가 260℃일 때에도, 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차는, 「37매 영역」에서는 ±3.7％로 감소하고 있지만, 「53매 영역」에서는 여전히 ±5.5％로, 웨이퍼마다의 성막 속도의 약간의 편차는 남는다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 또한 히터(기판 가열부)(62)를 복수의 존으로 나누고, 존마다 독립하여 온도 제어하도록 해도 좋다. 이때, 공급관 가열 기구(77)에 의해 온도 제어하는 것에 더하여, 복수의 존마다 히터(기판 가열부)(62)에 의해 온도 제어하게 된다. 이에 의해, 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차가 더욱 저감되도록 제어할 수 있다.
단, 공급관 가열 기구(77)를 사용하지 않고, 히터(기판 가열부)(62)를 복수의 존으로 분할한 것만으로는, 각 웨이퍼에 있어서의 성막 속도를 균일하게는 할 수 없다. 이하, 도 18을 참조하여, 공급관 가열 기구(77)를 사용하지 않고, 히터(기판 가열부)(62)를 복수의 존으로 분할한 경우를 비교예로서 설명한다. 도 18은 비교예에 있어서, 보트(44)에 유지되어 있는 각 웨이퍼(W)에 성막되는 폴리이미드막의 성막 속도를, 성막 속도의 면 내 편차, 웨이퍼 온도와 함께 나타내는 그래프이다. 또한, 도 18에서는 인젝터(72)가 설치되어 있는 성막 용기(60)의 내부에 수용된 보트(44)를, 보트(44)의 최상단측이 좌측으로, 최하단측이 우측으로 되도록, 그래프의 상측에 나타내고 있다. 도 18에서는 히터(기판 가열부)(62)를 최상단측으로부터 최하단측을 향하여, I, II, III, IV, V의 5개의 존으로 분할한 예를 나타내고 있다.
또한, 도 18의 그래프의 종축에도, 도 17과 마찬가지로, 성막 속도로서, 소정 시간 성막 공정을 행하였을 때에 성막되는 폴리이미드막의 막 두께를 나타내고 있다. 또한, 도 18의 그래프의 횡축에도, 도 17과 마찬가지로, 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 번호를, 최상단측으로부터 최하단측을 향해 1, 2, 3…으로 번호가 증가하도록 번호를 부여하여 나타내고 있다.
도 18에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 번호가 50을 초과하는 영역에서는, 웨이퍼(W)의 번호의 증가에 수반하여, 성막 속도가 일단 증가한 후, 다시 감소한다. 이는, 보트(44)의 최하단측에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 온도가, 보온통(48) 등의 열의 영향을 받아 변동되기 때문이라고 생각된다.
한편, 본 실시 형태에 따르면, 공급관 가열 기구(77)의 온도를 제어함으로써, 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차가 저감되도록 제어할 수 있다. 또한, 상측의 공급관 가열 기구(77a), 하측의 공급관 가열 기구(77b)를 독립으로 온도 제어함으로써, 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차가 더욱 저감되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 이면(Wb)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격이, 표면(Wa)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격보다도 좁아지도록, 복수의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 유지할 수 있다. 이에 의해, 보트(44)의 웨이퍼 탑재 매수를 동등하게 한 상태에서, 표면(Wa)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간격을 증가시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 하나의 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 다른 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 간극을 크게 할 수 있어, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 충분한 양의 원료 가스를 공급할 수 있다
또한, 본 실시 형태에서는, 지지 환(55)은 이면(Wb)끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 웨이퍼(W)의 간극을 막도록 설치된 스페이서부(55b)를 가질 수 있다. 이에 의해, 성막 용기(60) 내에서 성막 처리될 때에, 이면(Wb)끼리가 대향하는 2매의 웨이퍼(W) 사이에 원료 가스가 들어가, 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 성막되는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 스텝 S14에서는 제1 원료 가스 공급부(71a)로부터의 PMDA 가스의 공급 및 제2 원료 가스 공급부(71b)로부터의 ODA 가스의 공급을 정지하고, 성막 용기(60)의 내부를 대기압으로 복압한다(복압 공정). 배기 장치(86)의 배기 능력 또는 배기 장치(86)와 성막 용기(60) 사이에 설치되어 있는 도시하지 않은 유량 조정 밸브를 조정함으로써, 성막 용기(60)를 배기하는 배기량을 감소시켜, 성막 용기(60)의 내부를, 예를 들어 0.3Torr로부터, 예를 들어 대기압(760Torr)으로 복압한다.
다음에, 스텝 S15에서는 성막 용기(60)로부터 웨이퍼(W)를 반출한다(반출 공정). 도 1 내지 도 4에 도시한 성막 장치(10)의 예에서는, 예를 들어 보트(44a)를 적재한 덮개(43)를 승강 기구(46)에 의해 하강시켜 성막 용기(60) 내로부터 로딩 에어리어(40)로 반출할 수 있다. 그리고, 이동 탑재 기구(47)에 의해, 반출한 덮개(43)에 적재되어 있는 보트(44a)로부터 수납 용기(21)로 웨이퍼(W)를 이동 탑재함으로써, 웨이퍼(W)를 성막 용기(60)로부터 반출할 수 있다. 그 후, 성막 처리를 종료한다.
또한, 복수의 뱃치에 대해 연속해서 성막 처리를 행할 때에는, 또한, 로딩 에어리어(40)에 있어서, 이동 탑재 기구(47)에 의해 수납 용기(21)로부터 웨이퍼(W)를 보트(44)로 이동 탑재하고, 다시 스텝 S11로 돌아가, 다음 뱃치의 성막 처리를 행한다.
전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 성막 장치(10)가 보트를 2개 가질 수 있다. 따라서, 뒤의 뱃치의 스텝 S11을 앞의 뱃치의 스텝 S15의 직후에 행할 수 있다. 즉, 앞의 뱃치의 스텝 S15 전에, 뒤의 뱃치의 웨이퍼(W)를 수납 용기(21)로부터 보트(44b)로 이동 탑재하여 준비할 수 있다. 그리고, 앞의 뱃치의 스텝 S15에 있어서 성막 용기(60)로부터 보트(44a)를 반출한 직후에, 뒤의 뱃치의 웨이퍼(W)를 탑재한 보트(44b)를 성막 용기(60)로 반입할 수 있다. 이에 의해, 성막 처리에 필요로 하는 시간(택트 시간)을 단축할 수 있어, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
(제1 실시 형태의 제1 변형예)
다음에, 도 19 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 관한 성막 장치에 대해 설명한다.
본 변형예에 관한 성막 장치는 공급 기구(70)가, 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)가 공급관 가열 기구(77)에 의해 가열되는 것을 방지하기 위한 차폐판(81)을 포함하는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 상이하다. 또한, 본 변형예에 관한 성막 장치는 공급관 가열 기구(77)가 복수가 아니라 1개뿐인 점에서, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 상이하다. 그 이외의 부분에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 마찬가지이고, 설명을 생략한다.
도 19는 본 변형예에 관한 인젝터(72a)를 도시하는 측면도이다. 또한, 도 20은 도 19의 A-A선을 따르는 단면도이다. 도 21은 도 19에 도시하는 인젝터(72a)의 정면도이다. 또한, 도 20은 인젝터(72a)를 보트(44)측으로부터 본 정면도를 도시한다.
인젝터(72a)는 공급관(73a) 및 내측 공급관(73b)을 포함한다. 공급관(73a) 및 내측 공급관(73b)은 각각 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)에 있어서의 공급관(73a) 및 내측 공급관(73b)과 마찬가지이고, 설명을 생략한다.
본 변형예에서는, 인젝터(72a)는 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)가 공급관 가열 기구(77)에 의해 가열되는 것을 방지하기 위한 차폐판(81)을 포함한다. 도 19 내지 도 21에 도시한 바와 같이, 차폐판(81)은 공급관(73a)의 중심의 공급관 가열 기구(77)측과 반대측에 설치되어 있다. 그리고, 차폐판(81)은 보트(44)측으로부터 볼 때 히터(78)가 가려지도록 설치되어 있다. 이에 의해, 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)가 히터(78)에 의해 가열되는 것을, 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 본 변형예에서는 공급관 가열 기구(77)가 하나만 설치되어 있다. 이와 같은 구성을 갖고 있어도, 공급관(73a)을 흐르는 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위(예를 들어, 200℃ 정도)보다도 높은 온도(예를 들어, 240 내지 280℃)로 가열할 수 있다. 이에 의해, 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스가 열중합 반응하여 발생한 폴리이미드막이, 공급관(73a)의 내벽 또는 공급 구멍(75)의 부근에 퇴적하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 변형예에서도, 제어부(90)는 히터(기판 가열부)(62)에 의해, 보트(44)(기판 유지부)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위로 가열함으로써, 폴리이미드막의 성막 속도를 제어한다. 이에 의해, 성막하는 폴리이미드막의 성막 속도를 일정하게 할 수 있다.
또한, 본 변형예에서도, 공급관 가열 기구(77)의 온도를 제어함으로써, 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차가 저감되도록 제어할 수 있다. 또한, 차폐판(81)에 의해, 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)가 공급관 가열 기구(77)에 가열되는 것을 방지할 수 있으므로, 또한 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차가 저감되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 변형예에서도, 히터(기판 가열부)(62)를 복수의 존으로 나누고, 존마다 독립하여 온도 제어하도록 해도 좋다. 이때, 공급관 가열 기구(77)에 의해 온도 제어하는 것에 더하여, 복수의 존마다 히터(기판 가열부)(62)에 의해 온도 제어하게 된다. 또한, 차폐판(81)에 의해 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)가 공급관 가열 기구(77)에 의해 가열되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼마다의 성막 속도의 편차가 더욱 저감되도록 제어할 수 있다.
(제1 실시 형태의 제2 변형예)
다음에, 도 22를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에 관한 성막 장치에 대해 설명한다.
본 변형예에 관한 성막 장치는 공급관 가열 기구(77)가 복수가 아니라 하나뿐인 점에서, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 상이하다. 그 이외의 부분에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 마찬가지이고, 설명을 생략한다.
도 22는 본 변형예에 관한 인젝터(72b)를 도시하는 측면도이다. 인젝터(72b)는 공급관(73a) 및 내측 공급관(73b)을 포함한다. 공급관(73a) 및 내측 공급관(73b)은 각각 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)에 있어서의 공급관(73a) 및 내측 공급관(73b)과 마찬가지이고, 설명을 생략한다.
본 변형예에서는, 공급관 가열 기구(77)가 하나만 설치되어 있다. 이와 같은 구성을 갖고 있어도, 공급관(73a)을 흐르는 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위(예를 들어, 200℃ 정도)보다도 높은 온도(예를 들어, 240 내지 280℃)로 가열할 수 있다. 이에 의해, 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스가 열중합 반응하여 발생한 폴리이미드막이, 공급관(73a)의 내벽 또는 공급 구멍(75)의 부근에 퇴적하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 변형예에서도, 제어부(90)는 히터(기판 가열부)(62)에 의해, 보트(44)(기판 유지부)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위로 가열함으로써, 폴리이미드막의 성막 속도를 제어한다. 이에 의해, 성막하는 폴리이미드막의 성막 속도를 일정하게 할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음에, 도 23 및 도 24를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 성막 장치에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 관한 성막 장치(10a)는 보트가 1개인 점에서, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 상이하다. 또한, 본 실시 형태에 관한 성막 장치(10a)는 보트(44)가, 상하로 이웃하는 웨이퍼(W)의 이면(Wb)끼리가 대향하지 않고, 또한 상하로 이웃하는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)끼리도 대향하지 않도록, 복수의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 유지하는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 상이하다. 그 이외의 부분에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 마찬가지이고, 설명을 생략한다.
도 23은 본 실시 형태에 관한 성막 장치(10a)를 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 도 24는 성막 용기(60), 공급 기구(70) 및 배기 기구(85)의 구성의 개략을 도시하는 단면도이다.
성막 장치(10a)는 적재대(로드 포트)(20), 하우징(30) 및 제어부(90)를 갖는다. 또한, 하우징(30)은 로딩 에어리어(작업 영역)(40) 및 성막 용기(60)를 갖는다. 적재대(로드 포트)(20), 하우징(30), 로딩 에어리어(작업 영역)(40), 성막 용기(60)의 위치 관계에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 마찬가지이다.
적재대(로드 포트)(20)는 지지 환을 수납하는 수납 용기가 적재되어 있지 않은 점을 제외하고, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)의 적재대(20)와 마찬가지로 할 수 있다.
로딩 에어리어(작업 영역)(40)에는 도어 기구(41), 셔터 기구(42), 덮개(43), 보트(44), 승강 기구(46) 및 이동 탑재 기구(47)가 설치되어 있다. 덮개(43), 보트(44) 및 이동 탑재 기구(47) 이외의 부분에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)와 마찬가지로 할 수 있다.
덮개(43) 및 보트(44)에 대해서는, 보트(44)가 1개뿐이고, 덮개(43)에 항상 보트(44)가 적재되어 있는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)의 적재대(20)와 상이하다. 즉, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치(10)에서 설치되어 있던 베이스(45a, 45b) 및 보트 반송 기구(45c)에 대해서는, 설치되어 있지 않아도 좋다.
보트(44)는, 예를 들어 도 4에 도시한 보트(44)와 마찬가지이고, 천장판(50)과 바닥판(51) 사이가 복수개, 예를 들어 3개의 지주(52)를 개재 설치하여 이루어진다. 그리고, 지주(52)에는 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 갈고리부(53)가 설치되어 있다. 단, 본 실시 형태에서는 복수의 웨이퍼(W) 중 모든 웨이퍼(W)가 표면을 하면으로 한 상태로, 또는 모든 웨이퍼(W)가 표면을 상면으로 한 상태로 탑재된다. 따라서, 제1 실시 형태와 상이하고, 탑재되는 웨이퍼(W)의 매수와 동일한 수의 갈고리부(53)가 설치되어 있다. 따라서, 제1 실시 형태와 동일한 매수의 웨이퍼(W)를 탑재하기 위해서는, 보트(44)에는 제1 실시 형태에 있어서의 갈고리부(53) 수의 배의 수의 갈고리부(53)가, 제1 실시 형태에 있어서의 갈고리부(53)의 간격의 절반의 간격으로 설치되어 있다.
이동 탑재 기구(47)는 베이스(57), 승강 아암(58) 및 복수의 포크(이동 탑재판)(59)를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 상하 반전 가능한 상측 포크를 갖고 있지 않아도 좋고, 복수의 포크(59)는 이동체(59c)에 의해 수평 이동만 가능하게 설치되어 있어도 좋다.
성막 용기(60), 공급 기구(70), 배기 기구(85) 및 제어부(90)는 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
본 실시 형태에서도, 제어부(90)는 히터(기판 가열부)(62)에 의해, 보트(44)(기판 유지부)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위(예를 들어, 200℃ 정도)로 가열함으로써, 폴리이미드막의 성막 속도를 제어한다. 이에 의해, 성막하는 폴리이미드막의 성막 속도를 일정하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서도 공급관(73a)을 흐르는 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위(예를 들어, 200℃ 정도)보다도 높은 온도(예를 들어, 240 내지 280℃)로 가열할 수 있다. 이에 의해, 제1 원료 가스 및 제2 원료 가스가 열중합 반응하여 발생한 폴리이미드막이, 공급관(73a)의 내벽 또는 공급 구멍(75)의 부근에 퇴적하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서도, 공급 기구(70)가, 보트(44)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)가 공급관 가열 기구(77)에 의해 가열되는 것을 방지하기 위한 차폐판(81)을 포함하도록 해도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서도 공급관 가열 기구(77)가 복수가 아니라 하나 뿐이도록 해도 좋다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 기술하였지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위 내에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형ㆍ변경이 가능하다.
10 : 성막 장치
43 : 덮개(기판 유지부)
44, 44a, 44b : 보트(기판 유지부)
56 : 복판 유닛
60 : 성막 용기
62 : 히터(기판 가열부)
70 : 공급 기구
71 : 원료 가스 공급부
72 : 인젝터
73a : 공급관
73b : 내측 공급관
75 : 공급 구멍
76 : 개구
77, 77a, 77b : 공급관 가열 기구
90 : 제어부
W : 웨이퍼

Claims (8)

  1. 방향족산2무수물로 이루어지는 제1 원료 가스와, 방향족 디아민으로 이루어지는 제2 원료 가스를, 성막 용기 내에 유지되어 있는 기판에 공급하고, 공급한 상기 제1 원료 가스와 상기 제2 원료 가스를 상기 기판의 표면에서 열중합 반응시킴으로써 상기 기판에 폴리이미드막을 성막하는 성막 장치에 있어서,
    상기 성막 용기 내에서 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지되어 있는 기판을 가열하는 기판 가열부와,
    상기 성막 용기 내에 설치되는 동시에, 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스를 공급하기 위한 공급 구멍이 형성된, 공급관을 포함하고, 상기 공급 구멍을 통해 상기 성막 용기 내에 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스를 공급하는 공급 기구와,
    상기 기판 유지부와 상기 기판 가열부와 상기 공급 기구를 제어하는 제어부를 갖고,
    상기 제어부는 상기 공급 기구에 의해 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스를 공급하는 동시에, 상기 기판 가열부에 의해, 상기 기판 유지부에 유지되어 있는 기판을, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위로 가열함으로써, 폴리이미드막의 성막 속도를 제어하는 것인, 성막 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공급 기구는 상기 공급관을 흐르는 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스를, 열중합 반응이 발생하는 온도 범위보다도 높은 온도로 가열하는, 공급관 가열 기구를 포함하는 것인, 성막 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판 유지부는 복수의 기판을 상하 방향으로 소정의 유지 간격으로 유지하는 것이고,
    상기 공급관은 상하 방향으로 연장되도록 설치되는 동시에, 복수의 공급 구멍이 형성되어 있고,
    상기 공급관 가열 기구는 상하 방향으로 배치된, 서로 독립으로 온도 제어 가능한 복수의 공급관 가열 기구인, 성막 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기판 유지부는 상하로 이웃하는 기판의 이면끼리가 대향하거나, 또는 상하로 이웃하는 기판의 표면끼리가 대향하는 동시에, 이면끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 기판의 간격이, 표면끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 기판의 간격보다도 좁아지도록, 상기 복수의 기판을 상하 방향으로 유지하는 것인, 성막 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기판 유지부는 이면끼리 대향하여 상하로 이웃하는 2매의 기판의 간극을 막는 폐색 부재를 갖는, 성막 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 기구는 상기 공급관의 상기 공급 구멍이 형성되어 있는 부분보다도 상류측의 부분에 수용되는 동시에, 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스 중 어느 한쪽의 원료 가스를 공급하기 위한 개구가 형성된, 내측 공급관을 포함하고, 상기 공급관을 흐르는 상기 제1 원료 가스 및 상기 제2 원료 가스의 다른 쪽의 원료 가스에, 상기 내측 공급관을 흐르는 상기 한쪽의 원료 가스를, 상기 개구를 통해 합류시켜 혼합하고, 혼합한 상기 제1 원료 가스와 상기 제2 원료 가스를, 상기 공급 구멍을 통해 상기 성막 용기 내에 공급하는 것인, 성막 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 개구는 상기 개구의 방향이, 상기 공급관이 연장되는 방향에 수직인 단면에서 볼 때, 상기 공급 구멍의 방향과 다른 방향을 향하도록 형성되어 있는, 성막 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방향족산2무수물은 피로멜리트산2무수물이고,
    상기 방향족 디아민은 4,4'-디아미노디페닐에테르인, 성막 장치.
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